Ajankohtaista

Väitös: 22.6.2017 FM Juho Rajala (Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, ympäristötiede)

Alkamisaika: torstai 22. kesäkuuta 2017, 12.00

Päättymisaika: torstai 22. kesäkuuta 2017, 15.00

Paikka: Ylistönrinne, YAA303

FM Juho Rajalan ympäristötieteen väitöskirjan ”Behaviour of sediment-associated silver nanoparticles and their toxicity to Lumbriculus variegatus” tarkastustilaisuus. Vastaväittäjänä Associate Professor Henriette Selck (Roskilde University) ja kustoksena professori Jussi Kukkonen (Jyväskylän yliopisto).

FM Juho Rajalan ympäristötieteen väitöskirjan ”Behaviour of sediment-associated silver nanoparticles and their toxicity to Lumbriculus variegatus” tarkastustilaisuus. Vastaväittäjänä Associate Professor Henriette Selck (Roskilde University) ja kustoksena professori Jussi Kukkonen (Jyväskylän yliopisto).

vaitoskuva_Juho_Rajala_nettisivu.JPG
Juho Rajala
Nanoteknologia hyödyntää nanohiukkasia, joilla on pienen kokonsa ansioista erityisiä ominaisuuksia. Hopeasta valmistettuja nanohiukkasia käytetään esimerkiksi urheilutekstiileissä niiden antibakteeristen ominaisuuksien ansiosta.

Käytön yhä yleistyessä, riski hopeananohiukkasten päätymisestä ympäristöön kasvaa. Jätevesien kautta hopeananohiukkaset kulkeutuvat vesistöihin, joissa ne vajoavat pintavesistä järvien pohjaan, eli sedimenttiin. 


Juho Rajala tarkasteli väitöskirjassaan hopeananohiukkasten haitallisia vaikutuksia eri järvien pohjasedimenteissä. Mallieliönä tutkimuksissa käytettiin tavanomaista makeiden vesien sedimenteissä elävää Lumbriculus variegatus -harvasukamatoa.

Rajalan tulokset osoittivat, että tutkimuksessa käytetyt sedimenttiin sitoutuneet hopeananohiukkaset eivät sellaisenaan olleet haitallisia harvasukamadoille kuukauden mittaisen altistusjakson aikana. Happamat olosuhteet kuitenkin liuottivat hopeananohiukkasia ja niistä vapautui eliöille hyvin myrkyllistä liukoista hopeaa. Kaikissa Rajalan suorittamissa kokeissa liukoinen hopea oli hopeananohiukkasia myrkyllisempää.

Ympäristön kannalta huolestuttava tulos oli kuitenkin hopean kertyminen koe-eliöihin.

– Vaikka haitallisia vaikutuksia ei havaittu, sisälsivät hopeananohiukkasille altistetut harvasukamadot koejakson päättyessä huomattavia pitoisuuksia hopeaa, Rajala toteaa

Korkeat hopeapitoisuudet saattavat olla haitallisia eliöille pidempiaikaisessa altistuksessa. Tutkimuksessa käytetyt harvasukamadot ovat myös tärkeä ravinnonlähde monille vesieliöille. On siis todennäköistä, että hopeananohiukkaset rikastuvat ravintoketjussa, eli pitoisuus esimerkiksi harvasukasmatoja syövissä kaloissa kasvaa.

Rajalan väitöskirjan tutkimustulokset antavat uutta tärkeää tietoa hopeananohiukkasten ympäristövaikutuksista ja -käyttäytymisestä.

– Tuloksia voidaan hyödyntää suoraan päätöksenteossa, mutta ennen kaikkea tulokset avaavat useita uusia tutkimuskysymyksiä, joihin tulisi vastata ennen hopeananohiukkasten päätymistä ympäristöön suuremmissa määrissä, Rajala sanoo

Lisätietoja:

Juho Rajala, jurajala1987@gmail.com, puh. 0456737195

Viestintäharjoittelija Anni Laine, anni.l.k.laine@jyu.fi, puh. 0408054483

Juho Rajala kirjoitti ylioppilaaksi Lempäälän Lukiosta vuonna 2006. Filosofian maisteriksi hän valmistui vuonna 2011 Itä-Suomen yliopistosta (Joensuun kampus), pääaineenaan ekotoksikologia ja hydrobiologia. Ennen jatko-opintojensa aloittamista Jyväskylän yliopistossa vuonna 2013, Rajala työskenteli vuoden Pohjois-Karjalan elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskuksessa.

Teos on julkaistu sarjassa Jyväskylä Studies in Biological and Environmental Science numerona 331, 51 s., Jyväskylä 2017, ISSN: 1456-9701; 331 ISBN: 978-951-39-7104-5 (nid.), 978-951-39-7105-2 (PDF).

Abstract

The increasing use of silver nanoparticles (AgNPs) in industry and consumer products results in the increasing environmental concentrations of AgNPs. In the aquatic environment, sediment is the major sink for the AgNPs. The behaviour and toxicity of AgNPs in sediments is largely unknown, and therefore the potential risk to the benthic ecosystems is difficult to predict. The aim of this thesis was to study the toxicity and uptake of uncoated AgNPs (uc-AgNPs) and polyvinylpyrrolidone-coated AgNPs (PVP-AgNPs) to Lumbriculus variegatus in sediment exposures. Also, the association of AgNP-originated dissolved Ag with sediment components was studied using a sequential extraction method. Studies were conducted in natural and artificial sediments using silver nitrate (AgNO3) as a positive control for the toxicity and behaviour of silver ions (Ag+). The toxicity of AgNPs was lower than toxicity of AgNO3 in all the tested sediments. The properties of both the sediment and AgNPs were found to influence the environmental behaviour of AgNPs. The PVP-coating on AgNPs increased the bioaccumulation of Ag in alkaline artificial and natural sediments, whereas the bioaccumulation of uc-AgNPs was low. The toxicity of uc-AgNPs and PVP-AgNPs was comparably enhanced in acidic artificial sediment. Firstly, the dissolution of AgNPs was increased by low pH and secondly, the toxicity of Ag+ was further enhanced in acidic sediment. AgNP-originated dissolved Ag was observed to associate strongly with the sediment components, and only a small proportion of Ag was bioaccessible. The bioaccessibility differed among the sediments and was higher with PVP-AgNPs than uc-AgNPs. The toxicity of AgNPs seemed to be a function of Ag+ and no nano-specific toxicity was observed. According to our findings, the acute toxicity of AgNPs to L. varigatus is not expected to be higher than the toxicity of AgNO3.

Lisätietoja

Juho Rajala
juho.e.rajala@jyu.fi
kuuluu seuraaviin kategorioihin: