Efectos tóxicos de TiO2 en el ecosistema

El amplio uso de nanopartículas de TiO2 en productos de cuidado personal, a saber, espumas para afeitar (< 0,01 μg/mg), pastas dentales y protectores solares (del 1 % a más del 10 % de titanio en peso), alimentos y productos domésticos conduce a su liberación a través de excretas humanas, lavado de superficies o disposición en alcantarillado que llega a plantas de tratamiento de aguas residuales y en biosólidos que posteriormente se aplicarán al suelo como fertilizante. 

Según un informe sobre plantas de tratamiento de aguas residuales, las aguas residuales crudas contenían de 100 a casi 3000 μg de Ti/l. En el efluente tratado se encontró que contenía partículas de TiO2 con tamaños de partícula de 4 y 30 nm. Tras el tratamiento del agua residual, se encontró que el efluente contenía desde menos de 5 µg hasta 15 µg de TiO2 nano por litro. La presencia de nanopartículas de TiO2 en el medio ambiente afecta al fitoplancton y a los ecosistemas costeros que sustentan actividades pesqueras y recreativas. Las algas se utilizan principalmente como marcador biológico en sistemas acuáticos para estudiar la toxicidad biológica de los contaminantes. Las nanopartículas de TiO2 inhiben el crecimiento de algas causando deformaciones en la estructura de la membrana debido al aumento de la peroxidación lipídica. 

Las nanopartículas de TiO2 presentan mayor toxicidad celular en la forma anatasa debido al mayor aumento de especies reactivas de oxígeno intracelulares (ROS). La interacción interfacial nano-bio de las nanopartículas de TiO2 anatasa con los polímeros exudados por las algas (EPS) mostró una mayor toxicidad algal que las nanopartículas de TiO2 rutilo. La tasa de crecimiento de algas verdes de agua dulce predominantes en Norteamérica, a saber, Scenedesmus quadricauda, Chlamydomonas moewusii y Chlorella vulgaris, se encontró inhibida debido a la presencia de nanopartículas de TiO2 en microcosmos de agua dulce. La combinación de anatasa y rutilo mostró mayor toxicidad y efecto antagónico sobre la alga dulceacuícola Chlorella.