Nanopartículas acuáticas, nuevo campo de estudio

Nanopartículas acuáticas, nuevo campo de estudio
(NC&T) Los científicos están descubriendo que las nanopartículas acuáticas, de 1 a 100 nanómetros, influyen en los procesos químicos naturales y artificiales del agua y sus sistemas de modo diferente que los materiales similares pero de tamaño más grande. "Las nanopartículas están en un estado intermedio, entre el de los elementos disueltos en el agua y el de los minerales que se pueden coger con la mano", explica Michael Hochella Jr., profesor de geociencias en el Tecnológico de Virginia. "La escala nanométrica representa una zona de transición. Por ejemplo, las propiedades electrónicas, magnéticas y ópticas son diferentes dependiendo de si la escala es la atómica, la nanométrica, o la visible a ojo desnudo".

Un informe confeccionado por Hochella y otros investigadores ofrece una revisión crítica del campo emergente de las nanopartículas acuáticas medioambientales. El informe estudia los recientes avances en la identificación de las nanopartículas en el agua y la comprensión de sus propiedades y reactividad.

En esta revisión se han tenido en cuenta las nanopartículas formadas por los procesos naturales en el agua, y también las creadas como consecuencia imprevista de actividades humanas incluyendo por ejemplo explotaciones mineras o tratamientos de aguas.

Como el hierro es el metal de transición más abundante en la Tierra, y el oxígeno es el elemento más abundante en la corteza terrestre, los óxidos férricos se encuentran virtualmente en todos los sistemas de aguas y suelos naturales con un amplio espectro de pH, salinidad y escenarios geológicos. Durante miles de millones de años, la naturaleza produjo nanopartículas de óxido de hierro que transportan elementos y compuestos a grandes distancias por medio de los ríos y las aguas subterráneas, y que también están involucradas en la catálisis y la transformación orgánicas. Y estas nanopartículas son responsables del área desproporcionadamente grande de la superficie con potencial reactivo del medio ambiente. Como resultado, lo que una vez se consideró que existía como una fracción disuelta en agua, ya no puede verse de este modo.


Entretanto, el Hombre está cambiando la distribución natural de las nanopartículas sin tener idea de las consecuencias. Por ejemplo, los intentos de limpieza medioambiental pueden movilizar la descarga de la contaminación hacia ubicaciones no deseadas, a través del transporte de las nanopartículas. Y como a ellas se pegan los contaminantes, la estabilidad de estos y su interacción son diferentes de lo que se predijo en el pasado.

Incluso la limpieza no invasiva es problemática. La biolimpieza, mediante microorganismos, del uranio soluble, como la que se realiza empleando bacterias reductoras de metales, es de alto interés. Pero un estudio de campo demostró que una gran parte del uranio no quedaba reducido después de tal tratamiento. Las complejidades que subyacen en el destino de los metales y radionucleidos contaminantes durante la formación de las nanopartículas hacen que predecir los productos finales sea muy difícil.

Hay algunos casos claros bajo estudio. Por ejemplo, las nanopartículas son importantes en el transporte río abajo de metales pesados tóxicos, como el plomo y el arsénico, según una investigación desarrollada en un río de Montana. Estas partículas son increíblemente pequeñas, de 5 a 10 nanómetros.

Hasta no hace mucho, ni siquiera se sabía que las nanopartículas operasen como tales en el medio ambiente. Ahora, por ejemplo, ya está claro que el plomo en una solución se comporta de forma diferente al adosado a una partícula. Pero encontrar esas partículas no es fácil. Y su impacto por la posibilidad de que interactúen íntimamente con los seres vivos todavía es desconocido.