Vis enkel innførsel

dc.contributor.advisorTollefsen, Knut Erik
dc.contributor.advisorGomes, Tânia
dc.contributor.authorLilje, Kristin
dc.coverage.spatialNorway, Oslonb_NO
dc.date.accessioned2019-10-08T12:06:16Z
dc.date.available2019-10-08T12:06:16Z
dc.date.issued2019
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11250/2620917
dc.description.abstractPlastic is a material made out of polymer chains derived from oil and gas, and together with additives these polymers have numerous applications. Plastic is used in daily life as wrapping around food, in cosmetics and in clothes, and is inevitable nowadays. However, of all the 322 million metric tons of plastic that are produced annually, between 4.8 and 12.7 million metric tons are estimated to enter the oceans every year. In the oceans, plastic debris can be degraded by physical and chemical processes to micro- and nanoplastics (MP and NP). These small particles (<5 mm) may be a threat to organisms in the marine environment, as they can affect their development, reproduction and survival. Microcrustaceans are widespread in the oceans with both benthic and pelagic species, which may be affected by plastic particles in the oceans. Many of the microcrustacean species are filter feeders and do not select their food intake. These animals have a high risk of ingesting NP particles (<100 nm), and can thus be suitable species to test and evaluate for ecotoxicological effects of NPs. In this thesis, the toxicity of the NP particles polystyrene (PS) and poly (methyl methacrylate) (PMMA), both non-functionalised and with functional carboxylic (PS-COOH and PMMA-COOH) and aminated (PS-NH2) groups were studied in the copepod Tisbe battagliai to assess potential adverse effects of these particles. The NP particles were characterised by dynamic light scattering (DLS), where size (Z-average), surface charge and polydispersity were measured in Milli-Q water (MQW) and natural seawater (NSW), to describe their properties. Acute mortality and oxidative stress were determined for T. battagliai when exposed to the same NP particles. The NPs PS-NH2 and PMMA-COOH were found to not aggregate in NSW (Z-average < 140nm), while the other particles formed agglomerates (Z-average > 1800nm). Whereas most particles displayed a negative surface charge, PS-NH2 was positively charged in both medias. To test acute mortality, copepods were exposed to different concentrations of NPs (0, 0.5, 1, 5, 10, 25, 50 and 100 g/mL) in NSW for 48 hours. PS-NH2 was shown to be the most toxic particle, with an EC50 value of 7.8 g/mL. This particle was therefore chosen for further studies to determine reactive oxygen species (ROS) formation and lipid peroxidation as markers for potential oxidative stress and damage. To detect ROS formation and lipid peroxidation within the copepods, in vivo tests using fluorescent probes were conducted. Copepods were exposed to PS-NH2 in several concentrations and three different fluorescent detecting probes (DHR123, H2DCFDA and C11-BODIPY) were added. All three probes showed a significant rise in fluorescence compared to the control for the highest concentration tested (100 g/mL), but the methods were not successfully optimised and need to be further developed to get more precise results. Suggestions for improvements in the method and future research are proposed to get an enhanced ecotoxicologial assessment of micro- and nanoplastics. Overall, results suggest that the NPs PMMA-COOH and PS-NH2, which do not agglomerate, have the greatest potential of entering the copepods through ingestion because of their small size. Results also suggest that the positive surface charge of PS-NH2 increased the toxicity of the polymer. Given the results from the acute test where PS-NH2 was the most lethal particle tested, and from the significant level of fluorescence measured in the probe test, it is possible that the mortality of copepods exposed to PS-NH2 is caused by oxidative stress formed inside the animals.nb_NO
dc.description.abstractPlast er et materiale bestående av lange polymerkjeder som er laget av olje og gass, og sammen med tilleggsstoffer som tilsettes under produksjonen får polymerene flerfoldige bruksområder. Plast brukes i dagliglivet til innpakning av matvarer, i kosmetikk og i klær, og er uunngåelig nå til dags. 322 millioner tonn plast produseres hvert år, og det anslås at mellom 4,8 og 12,7 millioner tonn av den plasten havner i havet. I havet kan plast brytes ned på grunn av fysiske og kjemiske prosesser, og bli til mikro- og nanoplast (MP og NP). Disse små partiklene (<5 mm) kan være en trussel for organismer i havet, fordi partiklene kan påvirke organismenes utvikling, reproduksjon og overlevelse. Det finnes mange små krepsdyr i havet, både bentiske og pelagiske arter, som kan påvirkes av plastpartikler i det marine miljøet. Mange av disse små krepsdyrartene filtrerer maten sin og velger dermed ikke selv hva de spiser. Disse dyrene får en økt risiko for inntak av NP-partikler (<100 nm) og kan derfor være egnede arter til å teste og evaluere økotoksikologiske effekter av NP. I denne oppgaven ble toksisiteten av NP-partiklene polystyren (PS) og poly(metylmetakrylat) (PMMA), både ikke-funksjonaliserte og med funksjonelle karboksyl- (PS-COOH og PMMA-COOH) og aminerte (PS-NH2) grupper, forsket på i hoppekrepsen Tisbe battagliai for å vurdere potensielle bivirkninger disse partiklene kan føre med seg. NP-partiklene ble karakterisert gjennom dynamisk lysspredning (DLS), hvor størrelse (Z-gjennomsnitt), overflateladning og polydispersitet ble målt i Milli-Q-vann (MQW) og naturlig sjøvann (NSW) for å beskrive partiklenes egenskaper. Akutt dødelighet og oksidativt stress ble bestemt for T. battagliai eksponert for de overnevnte NP-partiklene. NP-partiklene PS-NH2 og PMMA-COOH aggregerte ikke i NSW (størrelse <140 nm) mens de andre partiklene dannet mikroaggregater (størrelse >1800 nm). Mens de fleste partiklene hadde en negativ overflateladning, var PS-NH2 positivt ladd i begge de testede mediene. For å teste akutt dødelighet ble krepsdyrene eksponert for forskjellige konsentrasjoner av NP (0, 0,5, 1, 5, 10, 25, 50 og 100 g/ml) i NSW i 48 timer. PS-NH2 viste seg å være den mest giftige partikkelen, med en EC50-verdi på 7,8 g/ml. Denne plastpolymeren ble derfor valgt til videre testing for å bestemme dannelse av reaktive oksygenforbindelser (ROS) som markør for potensielt oksidativt stress og ødeleggelse i organismene. For å oppdage oksidativt stress (ROS-dannelse og lipidperoksidasjon) i krepsdyrene ble en in vivo-metode med fluorescerende prober gjennomført. Krepsdyr ble eksponert for PS-NH2-partikler i flere konsentrasjoner og tre forskjellige fluorescerende prober (DHR123, H2DCFDA og C11-BODIPY) ble tilsatt. Alle de tre probene viste en signifikant økning i fluorescens, sammenlignet med kontrollen, for den høyeste konsentrasjonen som ble testet (100 g/mL), men metoden ble ikke helt optimalisert, og testen må videreutvikles for å oppnå mer pålitelige resultater. Karakteriseringen av partiklene viste at PMMA-COOH og PS-NH2, de polymerene som ikke agglomererer, har størst potensiale til å komme inn i krepsdyrene gjennom inntak på grunn av den lille størrelsen. Det foreslås også at det er den positive overflateladningen til PS-NH2 som øker polymerens toksisitet. Gitt resultatene fra den akutte testen hvor PS-NH2 var den mest dødelige partikkelen som ble testet, og fra det betydelige nivået av fluorescens målt i probetesten, er det mulig at krepsdyr utsatt for PS-NH2 dør på grunn av oksidativt stress dannet inne i organismene.nb_NO
dc.language.isoengnb_NO
dc.publisherNorwegian University of Life Sciences, Åsnb_NO
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internasjonal*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.no*
dc.subjectNanoplasticnb_NO
dc.subjectROS formationnb_NO
dc.subjectAcute mortalitynb_NO
dc.subjectPSnb_NO
dc.subjectPMMAnb_NO
dc.subjectDHR 123nb_NO
dc.subjectH2DCFDAnb_NO
dc.subjectC11-BODIPYnb_NO
dc.subjectCrustaceansnb_NO
dc.subjectEcotoxicologynb_NO
dc.subjectDynamic light scatteringnb_NO
dc.subjectOxidative stressnb_NO
dc.titleEffect of nanoplastics in the marine organism Tisbe battagliainb_NO
dc.title.alternativeEffekten av nanoplast i den marine organismen Tisbe battagliainb_NO
dc.typeMaster thesisnb_NO
dc.source.pagenumber100nb_NO
dc.description.localcodeM-MINAnb_NO


Tilhørende fil(er)

Thumbnail

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel

Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internasjonal
Med mindre annet er angitt, så er denne innførselen lisensiert som Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internasjonal