สารเคมีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในรูปของ “อนุภาคนาโน” เล็ก ๆ แสดงให้เห็นว่าแพร่กระจายไปทั่วพืชผลหรือส่งผลต่อการเจริญเติบโตและความอุดมสมบูรณ์ของดิน
การใช้อนุภาคนาโนเพิ่มมากขึ้น แต่ยังไม่ค่อยเข้าใจถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
รายงานที่ตีพิมพ์ใน PNASแสดงให้เห็นว่าอนุภาคนาโนที่มีอยู่ในก๊าซไอเสียและปุ๋ยบางชนิดส่งผลเสียต่อการเจริญเติบโตของถั่วเหลืองและดินโดยรอบ
อนุภาคนาโนทำอันตรายแบคทีเรียที่พืชอาศัยในการเจริญเติบโต
อนุภาคนาโนถูกกำหนดให้เป็นอนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างน้อยหนึ่งเส้นที่น้อยกว่า 100 นาโนเมตร (นาโนเมตร) นาโนเมตรคือการวัดความยาวที่ปลายสเปกตรัมขนาดด้วยกล้องจุลทรรศน์ คุณสามารถใส่หนึ่งล้านนาโนเมตรลงในหนึ่งมิลลิเมตรได้
อนุภาคนาโนหรือที่เรียกว่าวัสดุนาโนนั้นผลิตขึ้นเพื่อใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย เช่น เครื่องสำอาง สารเคลือบวัสดุ และเป็นสารเติมแต่งเชื้อเพลิง พวกเขากำลังถูกตรวจสอบมากขึ้นเพื่อใช้ในการใช้งานทางการแพทย์ เช่น การนำส่งและการปล่อยยา
แม้ว่าผลกระทบหลายอย่างจะได้รับการบันทึกไว้เป็นอย่างดี แต่กลไกการทำงานบางอย่างยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ มีความกังวลว่าการใช้อนุภาคนาโนในระยะยาวอย่างแพร่หลายอาจ “หยดลง” สู่สิ่งแวดล้อม ก่อให้เกิดผลกระทบที่ไม่คาดคิดต่อพืชหรือสัตว์ หรือแม้แต่สุขภาพของมนุษย์
ในการศึกษาในปัจจุบัน คณะทำงานที่นำโดยProf Patricia Holden จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียได้ทำการทดสอบผลกระทบของอนุภาคนาโนสองชนิดที่ใช้กันทั่วไปสำหรับผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของถั่วเหลือง
ถั่วเหลืองเป็นพืชผลที่มีความสำคัญทางการค้าอย่างมาก ทั่วโลกเป็นพืชผลที่ใหญ่เป็นอันดับห้าและเป็นผู้ผลิตน้ำมันพืชและโปรตีนจากพืชเช่นเต้าหู้รายใหญ่ที่สุด
นักวิจัยมุ่งเน้นไปที่ผลกระทบของอนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์และซีเรียมออกไซด์ ซิงค์ออกไซด์เป็นส่วนประกอบทั่วไปของเครื่องสำอางและท้ายที่สุดก็กลายเป็นสิ่งปนเปื้อนของขยะมูลฝอยที่เกิดจากการบำบัดสิ่งปฏิกูล ของเสียนี้ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นปุ๋ยอินทรีย์
ซีเรียมออกไซด์ใช้ในเชื้อเพลิงดีเซลบางชนิดเพื่อปรับปรุงการเผาไหม้และลดการปล่อยอนุภาค
รายงาน ก่อนหน้านี้ในสาขาวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสิ่งแวดล้อมได้ศึกษาผลกระทบของอนุภาคนาโนเดียวกันนี้ต่อถั่วเหลืองเมื่อพืชปลูกแบบไฮโดรโปนิกส์โดยไม่มีดิน แต่ทีมงานที่อยู่เบื้องหลังรายงานฉบับใหม่นี้แนะนำว่าภาพรวมที่สมบูรณ์คือการวิเคราะห์ถั่วเหลืองที่ปลูกในสภาพธรรมชาติมากขึ้น
พวกเขาปลูกถั่วเหลืองในเรือนกระจกเมื่อมีอนุภาคนาโนเพิ่มขึ้น เฝ้าติดตามการเจริญเติบโตของพืช นอกจากนี้ ยังได้ตรวจสอบการสะสมของอนุภาคนาโนในส่วนต่างๆ ของพืชอีกด้วย
พืชที่ปลูกในที่ที่มีอนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์จะเติบโตได้ดีกว่าพืชควบคุมที่ปลูกโดยที่ไม่มีอนุภาคนาโนเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม สังกะสีสร้างขึ้นในส่วนที่กินได้ของพืช ซึ่งรวมถึงใบและถั่ว
สังกะสีเองเป็นอาหารเสริมที่สำคัญ และการขาดธาตุสังกะสีเป็นปัญหาใหญ่ด้านสาธารณสุขในประเทศกำลังพัฒนา แต่อนุภาคนาโนของซิงค์ออกไซด์ได้รับการแสดงว่าเป็นพิษต่อเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ปลูกในห้องปฏิบัติการ
อย่างไรก็ตาม ผลกระทบในมนุษย์ยังคงต้องได้รับการตรวจสอบอย่างเต็มที่ และนักวิจัยได้ใช้ซิงค์ออกไซด์ในระดับที่ค่อนข้างต่ำในการทดลองของพวกเขา
การเจริญเติบโตของถั่วเหลืองมีลักษณะแคระแกรนอย่างมากเมื่อปลูกพืชในที่ที่มีอนุภาคนาโนซีเรียมออกไซด์ในระดับสูง
ซีเรียมสามารถเข้าสู่รากของพืชได้ ถั่วเหลืองเป็นสมาชิกของกลุ่มพืชที่เรียกว่าพืชตระกูลถั่ว รากของพืชเหล่านี้เป็นแหล่งเพาะเชื้อแบคทีเรียที่เปลี่ยนไนโตรเจนในบรรยากาศให้อยู่ในรูปแบบที่พืชสามารถใช้สำหรับการเจริญเติบโตได้ ซึ่งเรียกว่าการตรึงไนโตรเจน
อนุภาคนาโนซีเรียมดูเหมือนจะยับยั้งความสามารถของแบคทีเรียในการตรึงไนโตรเจนอย่างสมบูรณ์
Prof. Vicki Stone จากมหาวิทยาลัย Heriot-Watt สกอตแลนด์ กล่าว ถึงความเป็นพิษในวงกว้างของอนุภาคนาโนว่า “วัสดุนาโนไม่ได้ ‘อันตรายเท่ากัน’ หรือ ‘ปลอดภัยเท่าเทียมกัน’
“ผลกระทบดูเหมือนจะขึ้นอยู่กับลักษณะทางกายภาพและทางเคมี – นี่คือสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ตั้งเป้าไว้เพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้น เพื่อให้ในอนาคตพวกเขาสามารถทำนายความเป็นพิษหรือความปลอดภัยตามลักษณะเหล่านี้ได้”
ผู้เขียนสรุปว่าการสร้างวัสดุนาโนที่ผลิตขึ้นในดินอาจทำให้คุณภาพและผลผลิตของพืชผลในดินลดลง และอาจจำเป็นต้องใช้ปุ๋ยสังเคราะห์มากขึ้น
