Nanopesticides – Light or dark side of the force?

Abstract

StreszczenieNanotechnologia znalazła zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, m.in. w rolnictwie, gdzie nanomateriały służą jako nośniki chemicznych środków ochrony roślin, a także jako substancje aktywne pestycydów. Nieznane są jednak skutki ekspozycji czło-wieka na działanie nanopestycydów. Grupą, której ze względu na wykonywany zawód powinno się poświęcić szczególną uwagę, są rolnicy. W niniejszej pracy podsumowano kierunki wykorzystania nanocząstek w rolnictwie, drogi narażenia pracowników rolnych na ich działanie oraz aktualny stan wiedzy na temat toksyczności nanomateriałów wobec komórek ssaków. Przedstawiono także techniki detekcji nanocząstek w środowisku pracy oraz biomarkery służące ocenie narażenia i skutków ekspozycji. Wyniki przeglądu wskazują, że użycie zdobyczy nanotechnologii w rolnictwie może przynieść wymierne korzyści w postaci zmniejszenia ilości stosowanych chemicznych środków ochrony. W literaturze nie ma jednak badań określających, czy stosowanie nanocząstek jako nośników nie zwiększa efektów szkodliwego działania pestycydów na ludzki organizm. Ponadto wyniki badań na liniach komórkowych oraz modelach zwierzęcych świadczą, że nanocząstki stosowane jako substancje aktywne mogą być toksyczne dla komórek ssaków. Zauważalny jest jednocześnie zupełny brak badań epidemiologicznych dotyczących tego zagadnienia. Wydaje się, że w najbliższym czasie skutki ekspozycji na nanopestycydy mogą wymagać szczególnej uwagi nie tylko środowiska naukowego, ale także lekarzy opiekujących się pracownikami rolnymi i ich rodzinami. Med. Pr. 2017;68(3):423-432 Słowa kluczowe: nanocząstki, narażenie zawodowe, biomarkery, pestycydy, detekcja, toksyczność Abstract Nanotechnology has been used in many branches of industry, including agriculture, where nanomaterials are used as carriers of chemical plant protection compounds, as well as active ingredients. Meanwhile, the effects of nanopesticides exposure on the human body are unknown. Due to their occupation, farmers should be particularly monitored. This paper summarizes the use of nanoparticles in agriculture, the route of potential exposure for agricultural workers and the current state of knowledge of nanopesticides toxicity to mammalian cells. The authors also discuss techniques for detecting nanoparticles in the workplace, as well as biomarkers and effects of exposure. The results of this review indicate that the use of nanotechnology in agriculture can bring measurable benefits by reducing the amount of chemicals used for plant protection. However, there is no research available to determine whether or not the use of pesticide nanoformulations increases the harmful effects of pesticides. Moreover, the results of research on cell lines and in animal models suggest that nanoparticles used as active substance are toxic to mammalian cells. Interestingly, there is also a complete lack of epidemiological studies on this subject. In the nearest future the effects of exposure to nanopesticides may require a particular attention paid by scientists and medical doctors wh...

Toxicity of metallic nanoparticles in the central nervous system

“…The progress of nanotechnology has led to the development and commercialization of hundreds of products containing NPs. Nanotechnology offers many opportunities and benefits for medicine, energy production, environmental protection, the food industry, electronics, science, computer technology, cosmetics, textiles, agriculture and the defence industry [1,[3][4][5][9][10][11]. Large scale production and use of NPs can lead, however, to unintentional human and the environmental exposure to this potentially hazardous substances [10,12].…”

Nano-enabled agriculture: from nanoparticles to smart nanodelivery systems

“…Given their smaller size and larger surface area, nano-pesticides feature improved deposition as well as prolonged retention of effective compounds on leaf surfaces, and result in longer release time as compared with conventional formulations (Matysiak et al 2017). Examples of commonly synthesised nano-pesticides are listed in Table 3.…”