O impacto no trigo da exposição a fotossensibilizadores porfirínicos usados em remediação de águas contaminadas

Abstract

A utilização crescente de nanomateriais em diversas áreas, incluindo no tratamento de águas, torna importante estimar o seu impacto nas plantas e no ambiente, uma vez que se espera que sejam eventualmente libertados para o meio ambiente e que entrem em contacto com diversos organismos. Assim, o presente trabalho realizado no âmbito desta dissertação propõe avaliar o impacto de derivados porfirínicos não-imobilizados (FORM), conjugados, ou não, a grupos aminopirilo em nanopartículas com núcleo magnético de óxido de ferro (Fe₃O₄) (NH₂@NMP) que foi revestido, ou não, com sílica funcionalizada com grupos aminopropil (FORM@NMP), em plantas de trigo (Triticum aestivum L.) – a concentrações de 0,3, 1,5 e 7,5 mg L⁻¹ para FORM e 6,0, 30 e 150 mg L⁻¹ para os restantes grupos de nanopartículas. O efeito de cada um dos materiais foi avaliado na fase de germinação e na fase vegetativa da planta com o propósito de estudar o impacto destes três nanomateriais na morfologia, fisiologia e metabolismo das plantas assim como a sua citotoxicidade. De uma forma geral, a germinação, o desenvolvimento, a integridade membranar e o ciclo celular das plântulas de trigo não foram comprometidos. Similarmente, a exposição de plantas com 13 dias a estes materiais não condicionou o seu crescimento ou performance, tendo sido até mesmo observada, em particular nas FORM@NMP, a promoção da atividade fotossintética. Foi ainda possível observar que a exposição aos diferentes materiais não induziu danos oxidativos, embora tenha demonstrado certa capacidade para modelar a resposta antioxidante. De uma forma geral, foi possível concluir que tanto as NH₂@NMP como as FORM@NMP têm baixo potencial para induzir fitotoxicidade.

The increasing use of nanomaterials in several areas, including in water treatment, makes it important to estimate its impact on plants and the environment, since it is expected that they will eventually be released into the environment and get into contact with different organisms. Thus, the present work carried out within the scope of this dissertation presents a methodology to evaluate the impact of non-immobilized porphyrins (FORM), coupled or not to aminopropyl groups of NPs with a magnetic Fe₃O₄ core (NH₂@NMP) coated, or not, with functionalized silica with aminopropyl groups (FORM@NMP), in wheat plants (Triticum aestivum L.) – at concentrations of 0.3, 1.5 and 7.5 mg L⁻¹ for FORM and 6,0, 30 and 150 mg L⁻¹ for the remaining groups of nanoparticles. The effect of each of the materials was evaluated in the germination and vegetative phases of the plant in order to study the impact of these three materials on the morphology, physiology and metabolism of plants as well as its cytotoxicity. In general, germination, development, membrane integrity and cell cycle of wheat seedlings were not compromised. Similarly, the exposure of 13-day-old plants to these materials did not affect their growth or performance, and it was also observed, particularly in FORM@NMP, the increased photosynthetic activity. It was also possible to observe that exposure to different materials did not induce oxidative damage, although it showed a certain ability to model the antioxidant response. In general, it was possible to conclude that both NH₂@NMP and FORM@NMP have low potential to induce phytotoxicity.