quinta-feira, 30 de julho de 2020

Avaliação (Toxicologia) e simulação da migração de nanopartículas de prata e cobre de nanocompósitos de polietileno para alimentos

Artigo no Journal of Agricultural and Food Chemistry 62 (6) · janeiro de 2014

Resumo
Nanopartículas de prata (nanossilver) e nanopartículas de cobre (nanocopper) exibem atividade antimicrobiana e foram incorporadas aos polímeros para criar materiais de embalagem antimicrobianos. Seu uso em conjunto com alimentos causou preocupações quanto ao risco potencial de migração de partículas, resultando em exposição humana a nanopartículas.

Um experimento de migração foi realizado para investigar o efeito do tempo e da temperatura na migração de partículas de nanocobre e nanoprata de nanocompósitos de polietileno (PE) para peitos de frango desossados.



A migração de prata variou de 0,003 a 0,005 mg / dm2, enquanto a migração de cobre variou de 0,024 a 0,049 mg / dm2 para um conjunto de 4 cenários diferentes, representando condições típicas de armazenamento. Os efeitos do tempo e da temperatura não foram significativos (p> 0,1).

Um modelo de migração e exposição foi desenvolvido com base em relações matemáticas que definem a migratabilidade e as migráveis ​ ​ subsequentes usando a equação de Williams-Landel-Ferry para superposição tempo-temperatura. 

Os resultados do modelo previram com precisão os níveis de nanoprata detectados nos testes de migração laboratorial (valores de R variando de 0,43 a 0,99), no entanto, o modelo foi menos preciso na previsão de níveis de nanocopper (valores de R variando de 0,65 a 0,99), provavelmente devido à níveis de cobre altamente variáveis observados na matriz alimentar real.

O percentil 95 da exposição humana simulada ao nanoprata, com base nos resultados experimentais de laboratório de 4 cenários, variou de 5,89 × 10-5 a 8,9 × 10-5 mg / kgbw / dia.

Para a migração medida de cobre nas mesmas condições de armazenamento, a exposição variou de 2,26 × 10-5 a 1,17 × 10-4, mg / kgbw / dia. 

Este estudo destaca a potencial migração de nanopartículas da embalagem composta de PE para um material alimentar e o potencial de modelos de simulação para capturar com precisão esse potencial de migração; no entanto, níveis variáveis​ de fundo de cobre na matriz alimentar podem dificultar a previsão para a migração vestigial do nanocobre.

Fonte
https://www.researchgate.net/publication/259875051_Evaluation_and_Simulation_of_Silver_and_Copper_Nanoparticle_Migration_from_Polyethylene_Nanocomposites_to_Food_and_an_Associated_Exposure_AssessmentToxicologia

Toxicologia do Cobre e da Prata
Tabela 1.
Teores máximos toleráveis de cobre na dieta (ppm/kg de matéria seca) nas varias espécies (Ferreira at. al., 2002).

Espécie
Teores de cobre (ppm)
Aves
1.100
Homem, Rato
1.000
Pôneis
800
Equíneos
500
Bovinos adultos
400
Suínos
350
Caprinos
125
Gatos
50
Cães
35

Fonte

Tabela 2 Limites críticos de exposição para derivados de prata

Instituição
Limite crítico de exposição para derivados de prata

Conferência Americana de Higienistas Industriais Governamentais.
0,10 mg/m3 ou 0,1 µg/L ou 0,1 µg/kg de prata metálica

0,10 mg/m3 ou 0,1 µg/L ou 0,1 µg/kg de prata solúvel
Limite de exposição admissível pel de administração de saúde de segurança ocupacional
0,01 mg/m3 ou 0,01 µg/L ou
0,01 µg/kg para qualquer forma de prata
Administração de segurança e saúde em minas

Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional37

Agência de Proteção Ambiental (EPA) recomendação de concentração de prata em água potável
50 ppb ou (50 µg/L ou 50 µg/kg)
Na água potável nos Estados Unidos tem-se encontrado níveis de prata = 80 ppb (80 µg/L ou 80 µg/kg).
O consumo diário de prata numa dieta típica (US) chega a 27-88 µg por dia ou 5-18 µg/L/dia ou 5-18 µg/kg/dia.
Nota: 1 mg/m3 = 0,001 ppm = 0,001 mg/kg.

Fonte


Tabela 1
Padrões e valores orientados para valores máximos do cobre (CETESB,2014).

Meio
Concentração
Comentário
Referência
Efluente 1
1,0 mg/ L
VM (Padrão de lançamento)
CONAMA
430/2011
Solo
60 mg/kg*
200 mg/kg*
400 mg/kg*
600 mg/kg*

Valor de prevenção
VI cenário agrícola - APMax
VI cenário residencial
VI cenário industrial
CONAMA
420/2009
Água Potável
2 mg/L
Padrão de potabilidade
PORTARIA
2914/2011
Água Subterrânea
2000 μg/L
500 μg/L
200 μg/L
1000 μg/L

VMP (consume
humano)
VMP
(dessedentação)
VMP (irrigação)
VMP (recreação)

CONAMA
396/2008
Águas Doces
0,009 mg/L
0,013 mg/L
VM (classes 1 e
2)
VM( classe 3)
CONAMA
357/2005
Águas Salinas
0,005 mg/L
0,013 mg/L
VM (classes 1)
VM( classe 2)
CONAMA
357/2005
1=cobre dissolvido;
*=peso seco; APMax=Área de Proteção Máxima; VI=Valor de Investigação;
VMP=Valor Máximo Permitido; VM=Valor Máximo.

Fonte

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