Effets toxiques de TiO2 sur l'écosystème

L'utilisation généralisée de nanoparticules de TiO2 dans les produits de soins personnels, tels que les crèmes à raser (10 % de titane en poids), les aliments et les produits ménagers, entraîne leur libération par les excréments humains, leur lavage des surfaces ou leur élimination dans les égouts qui entrent dans les stations de traitement des eaux usées et dans les biosolides qui seront ensuite appliqués au sol comme engrais.

Selon le rapport sur les STEU, les eaux usées brutes contenaient de 100 à près de 3000 μg de Ti/l. L'effluent traité contenait des particules de TiO2 avec une taille de particule de 4 à 30 nm. Après le traitement des eaux usées, l'effluent contenait moins de 5 µg jusqu'à 15 µg de nano-TiO2/l. La présence de nanoparticules de TiO2 dans l'environnement affecte le phytoplancton et les écosystèmes côtiers qui soutiennent la pêche et les activités récréatives. Les algues sont principalement utilisées comme marqueur biologique dans les systèmes aquatiques pour étudier la toxicité biologique des polluants. Les nanoparticules de TiO2 inhibent les algues en provoquant une déformation de la structure membranaire en raison d'une augmentation de la peroxydation lipidique.

Les nanoparticules de TiO2 présentent une toxicité cellulaire plus élevée en anatase en raison d'une augmentation de la quantité d'espèces réactives de l'oxygène intracellulaire (ERO). L'interaction nano bio-interfaciale des TiO2-NP anatase avec l'EPS des algues a montré une toxicité algale plus élevée que celle des TiO2-NP rutile. Le taux de croissance des algues vertes d'eau douce prédominantes en Amérique du Nord, telles que Scenedesmus quadricauda, Chlamydomonas moewusii et Chlorella vulgaris, a été inhibé en raison de la présence de nanoparticules de TiO2 dans des microcosmes d'eau douce. La combinaison d'anatase et de rutile a montré une toxicité plus élevée et un effet antagoniste sur les algues d'eau douce Chlorella.