Mühendislik ürünü nanoparçacıkların sayı, miktar ve yapısal özelliklerinin sucul ekotoksikoloji yönünden incelenmesi

Seryum oksit nanoparçacıklarının (nano-CeO2) kozmetikten gıda endüstrisine kadar birçok alanda yaygın olarak kullanılmasıyla birlikte doğaya salınımı artmıştır. Bu nedenle, Ekonomik İşbirliği ve Kalkınma Örgütü'nün (OECD) mühendislik nanomalzemeler (MNM) için hazırlanan öncelik listesine nano-CeO2 dahil edilmiştir. Bu tez çalışması kapsamında, iki tatlı su canlısı; tatarcık sineği (Chironomus riparius) ve tatlı su midyesi (Unio crassus) üzerindeki nano-CeO2'nin toksik etkileri araştırılmıştır. Chironomus riparius larva çalışması için doğal şartlara uygun 2,5, 25, 250, 2.500 mg CeO2 NP/kg sediment konsantrasyon aralığı ve Unio crassus çalışması için 10 mg, 25 mg ve 50 mg CeO2 NP/L su konsantrasyon aralığı seçilmiştir. İlk olarak, nano-CeO2'nin kimyasal ve yapısal özellikleri, transmisyon elektron mikroskobu (TEM), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı spektroskopi (EDS), X-ışını kırınımı (XRD), X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS), A Brunauer–Emmett–Teller (BET) yöntemi, dinamik ışık saçılımı (DLS) ve zeta potansiyeli analizleri ile ayrıntılı olarak karakterize edilmiştir. Kronomidlerin nano-CeO2'ye uzun süreli maruziyet çalışması OECD test kılavuzu 218'e göre tasarlanmıştır. Larvalar tarafından nano-CeO2 alımı, oksidatif stres parametreleri, in vivo genotoksik etki çalışması ve yaşam özelliği (gelişim süresi, ortaya çıkma, ölüm ve hayatta kalma oranı) parametreleri araştırılmıştır. ICP-MS analizi, sedimentteki nano-CeO2 konsantrasyonu ile larvalar tarafından alınan konsantrasyon arasında pozitif korelasyon olduğunu göstermiştir. Çalışma sırasında, kronomidlerde önemli bir mortalite gözlenmemiş ve oksidatif stres saptanmamıştır. Bununla birlikte, doza bağlı bir şekilde, 25 mg/kg ve daha yüksek konsantrasyonlarda önemli DNA hasarları tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, kısa vadede nanoCeO2'nin kronomidler için doğrudan toksik etkisinin olmadığını göstermektedir. Ancak, tek önemli subletal etki genotoksisite çalışmasında 25 mg/kg sediment konsantrasyonunda ortaya çıkmış ve daha yüksek konsantrasyonlarda artarak devam etmiştir. Tatlı su midyeleri üzerinde nano-CeO2'ye maruziyet çalışması iki zaman aralığında (48 saat ve 7 gün) tasarlanmıştır. Bu çalışmada, midyeler tarafından nano-CeO2 alımı, toplam hemosit sayılarının hesaplanması, histopatoloji ve biyokimyasal analiz (biyobelirteç deneyleri) parametreleri araştırılmıştır. Her iki zaman aralığında da yapılan deneylerde önemli bir mortalite görülmemesine rağmen, histopatoloji sonuçları sudaki nano-CeO2 konsantrasyonu ile dokularda oluşan hasar miktarı arasında pozitif bir korelasyon olduğunu göstermiştir. Ayrıca, biyo-belirteç analizinde önemli bir değişiklik tespit edilmemesine rağmen oksidatif stres parametrelerinin ikili karşılaştırmalarında sapmalar gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, bu tez çalışması, kısa sürelerde tatlı su midgeleri ve midyelerinin nanoCeO2'ye akut maruziyetinin önemli bir biyolojik risk oluşturmadığını göstermiştir. Ek olarak, midge ve midyelerin nano-CeO2'yi vücutlarında önemli ölçüde biriktirebildikleri kanıtlanmıştır. Bu durum bu tatlı su canlılarının ekosistemdeki konumu nedeniyle ekosistemdeki diğer organizmalar için besin ağında trofik transfer yoluyla nano-CeO2'nin bir risk oluşturabileceğini göstermektedir.