Em vez, é o trabalho de Harper no laboratório que a liga ao solo.
Um cientista da Oregon State University em Corvallis, Harper está pesquisando obstinadamente sobre minúsculos, substâncias feitas pelo homem chamadas nanopartículas, com o objetivo de identificar qual será uma bênção e qual será uma desgraça para os agricultores, consumidores e meio ambiente. Nanopartículas, quais são o tamanho das moléculas, já são usados em tudo, desde protetor solar até dispositivos biomédicos. Seu tamanho minúsculo os torna eficientes, mas também imprevisível. Isso é o que preocupa Harper:as primeiras nano-formulações de pesticidas estão silenciosamente chegando aos campos agrícolas, e ela quer saber o que acontece a seguir.
Um engenheiro e também um toxicologista, Harper tem uma perspectiva única. Ela acredita que a nanotecnologia pode ajudar a revolucionar a agricultura, assim como fez com a medicina. Mas ela vê o potencial e também os riscos dos nanopesticidas. “Acho que a grande maioria dos nanopesticidas não será tóxica” - ou, pelo menos, não mais tóxico para organismos não-alvo do que os pesticidas atuais, diz Harper. “Precisamos apenas de uma maneira de identificar aquele punhado que pode ser perigoso.”
Ao reduzir o tamanho das gotículas de nanopesticidas individuais, há amplo consenso - da indústria à academia e à Agência de Proteção Ambiental - de que a quantidade total de toxinas pulverizadas em campos agrícolas poderia ser reduzida significativamente. Gotículas menores têm uma área de superfície total maior, o que oferece um contato geral maior com as pragas das colheitas. Também, essas minúsculas partículas podem ser projetadas para que, por exemplo, um invólucro físico chamado cápsula pode suportar melhor a degradação do meio ambiente, oferecendo proteção mais duradoura do que os pesticidas convencionais. Mas essa concha pode alterar o que eram propriedades físicas previsíveis, por exemplo, quão solúvel o pesticida é na água.
E Harper também está ciente de que as propriedades físicas únicas da nanoescala questionam o destino ambiental das partículas. Depois de pulverizados nos campos, Eles vão se acumular nas plantações ou deslizar pelo solo até os corpos d'água? Mais preocupante, Harper se pergunta se eles serão prontamente absorvidos por organismos que não são pragas (como abelhas ou peixes), e por quanto tempo eles irão persistir no ambiente - propriedades que podem mudar radicalmente com o tamanho. “Nós simplesmente não sabemos, " ela diz.
“O potencial para pesticidas nano-habilitados é inacreditável, mas ainda é um sonho no momento, ”Diz Sonny Ramaswamy, diretor do Instituto Nacional de Alimentos e Agricultura do USDA. E o sonho vai além dos pesticidas. Ele descreve planos para sensores de tamanho nano que podem detectar baixo nitrogênio e enviar uma mensagem para o telefone celular de um fazendeiro ou nanosensores em embalagens de plástico para alimentos que acendem quando entra em contato com listeria ou salmonela. “A preocupação é que possa haver consequências indesejadas associadas às nanopartículas - essa é a grande questão que está sendo analisada pelas agências federais, " ele adiciona. “Pessoas como Stacey Harper estão prestando esse serviço de yeoman para ter certeza de que estamos tratando de quaisquer possíveis consequências não intencionais.”
“O potencial para pesticidas nano-habilitados é inacreditável, mas ainda é um sonho no momento. ”
Harper se lembra da primeira vez que ouviu o termo "nanotecnologia". Foi há uma década, durante uma reunião na Agência de Proteção Ambiental dos EUA em Las Vegas, onde trabalhou como pós-doutoranda. Sua equipe foi encarregada de avaliar os riscos dos nanomateriais para a saúde. “A grande discussão foi‘ o que são e por que estamos preocupados com eles, '”Ela lembra.
Intrigado, Harper mergulhou all-in, focando inicialmente em aplicações biomédicas, como nanopartículas de ouro usadas para direcionar a distribuição de drogas (um dos primeiros produtos a adotar a tecnologia). Empresas com consciência ecológica logo inundaram seu laboratório com produtos - que vão de filtros solares a remédios para acne e compostos que combatem Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA, uma bactéria comedora de carne) - para feedback sobre segurança. Ela logo percebeu que com esta nova tecnologia, um número infinito de tipos de nanopartículas poderia ser criado, e que as abordagens tradicionais de avaliação de risco, que testaria nanopartículas individuais, não iríamos acompanhar o desafio. “Trata-se realmente de descobrir quais propriedades físicas ou estruturais tornariam uma nanopartícula tóxica em comparação com outras, " ela diz.
Encontrar essas respostas não foi nada fácil. Um problema é a falta de financiamento. Nos últimos 13 anos, o governo dos EUA canalizou bilhões para a National Nanotechnology Initiative (NNI), um programa de P&D coordenado que abrange 20 departamentos e agências federais e visa estimular a nanotecnologia em todos os setores. Em 2008, o NNI deu um passo sem precedentes e também começou a financiar pesquisas de saúde e segurança ambiental. “A necessidade de avaliar os riscos de novas tecnologias é uma das lições aprendidas com a reação do GM (modificação genética de alimentos), ”Diz Harper. Até aqui, Contudo, a pequena fração desse dinheiro disponível para testes de risco tem se concentrado principalmente em trabalhadores que podem inalar nanopartículas.
Os cientistas perceberam que precisavam de mais rapidez, formas mais eficientes de avaliar os riscos das nanopartículas. Harper, por exemplo, desenvolveu um teste para avaliar a toxicidade de nanomateriais em peixes-zebra, uma versão aquática de um rato de laboratório, aquele que pode informar os impactos para a saúde humana e também para o meio ambiente. Ramaswamy o chama de "um sistema modelo muito legal".
“Das centenas de compostos nanotecnológicos que testamos, apenas alguns estão levantando bandeiras vermelhas, Harper diz. "Muitas vezes se resume a saber se a química da superfície da partícula tem uma carga geral positiva, " significado, por exemplo, que eles poderiam ser atraídos por membranas celulares carregadas negativamente se entrassem no corpo humano. Para acompanhar os nano-recursos criadores de problemas, ela ajudou a criar um banco de dados internacional das estruturas físicas e sua toxicidade. O objetivo é determinar quais desenhos de nanopartículas devem ser evitados, em seguida, compartilhe essas informações com a indústria.
Era o marido de Harper e atual gerente de laboratório, Bryan, que voltou sua atenção para o impacto ambiental dos nanopesticidas. Anos atrás, ele trabalhou no National Pesticide Information Center (NPIC), uma linha direta financiada pelo governo federal localizada no campus da OSU que lida com as perguntas do público sobre os riscos à saúde de pesticidas. Bryan foi pego de surpresa quando começaram a chegar ligações pedindo informações sobre os riscos ambientais do nanoprata, o primeiro nanopesticida a chegar ao mercado. É um composto antibacteriano usado em uma ampla gama de produtos de consumo, de roupas a suplementos dietéticos.
Naturalmente, ele pediu a opinião de sua esposa. Ela não conseguiu encontrar nada sobre os riscos na literatura científica. “O destino ambiental dos nanopesticidas é um grande, buraco negro, ”Diz Bryan. Para ajudar a preencher esse vazio, Harper e colegas recentemente receberam financiamento para determinar como os nanopesticidas agrícolas de primeira geração se moveriam através do solo e da água, e se eles poderiam inadvertidamente prejudicar peixes ou abelhas.
Para testar esses cenários, Harper criou “ecossistemas nanométricos” para testar como esses compostos se movem pelo ambiente e interagem com a fauna. Em seu laboratório, por exemplo, recipientes de plástico contendo apenas alguns gramas de solo estão posicionados acima de recipientes do tamanho de um quarto contendo peixes-zebra embrionários. A equipe aplica pesticidas no solo e, em seguida, registra o número de deformidades nos embriões do peixe-zebra. Colega da OSU de Harper, Louisa Hooven, em breve começará um experimento para ver se sprays aéreos de formulações de nano-pesticidas afetarão como as abelhas transportam pólen para suas colmeias. A equipe espera publicar suas descobertas até o final do ano.
Mas o teste não é tão fácil quanto parece. Uma vez que o ingrediente ativo em qualquer pesticida será provavelmente um produto químico já aprovado, as empresas de pesticidas não precisam testar uma versão em tamanho nano. Harper já bateu em paredes o suficiente para duvidar que as empresas de pesticidas compartilhem voluntariamente seus compostos, ou mesmo se seus produtos contêm ou não nanopartículas.
Então ela começou a retirar pesticidas agrícolas da prateleira para ver se algum já continha nanopartículas, que, por definição, os tornaria pesticidas nano-habilitados. “Stacey é tenaz, ”Diz o diretor da NPIC David Stone, que foi coautor de um artigo de 2010 com Harper explicando por que o "registro de pesticida usual" não funciona em nanoescala. “Ela tem muita potência e ideias criativas, " ele diz, acrescentando que ela é uma das poucas pesquisadoras que testará produtos já existentes no mercado.
Uma varredura inicial revelou que 90 por cento dos doze produtos pesticidas que Harper e seus colegas testaram contêm partículas na faixa da nanoescala. Agora ela tem que determinar se as nanopartículas são um ingrediente ativo, um estabilizador químico ou simplesmente um componente benigno que está em pesticidas o tempo todo, invisível até recentemente.
“O destino ambiental dos nanopesticidas é um grande, buraco negro. ”
“Há muito poucos testes de destino ambiental e transporte de nanopartículas sendo feitos, ”Diz Jennifer Sass, um cientista sênior focado na regulamentação de produtos químicos tóxicos no Conselho de Defesa de Recursos Naturais. “É uma pesquisa cara, e onde as empresas podem ter coletado alguns dados de monitoramento ambiental, eles não têm nenhum interesse em tornar essas informações públicas, " Ela adiciona.
Mas Harper sabe que não demorará muito para que os fabricantes sigam além da simples redução de pesticidas em nanofórmulas. Ela espera ver nanopesticidas multifuncionais - por exemplo, produtos equipados com biossensores capazes de detectar pragas antes de liberar o princípio ativo - nos próximos 10 anos. A velocidade com que a tecnologia está avançando apenas reforça sua determinação em responder a essas perguntas rapidamente.
Viajando pelas colinas da Alsea ao Vale Willamette todas as manhãs, ela e o marido às vezes recebem um lembrete pungente de que sua pesquisa pode ajudar a encontrar maneiras sustentáveis de reduzir a necessidade de tantos sprays. “Podemos sentir o cheiro dos fungicidas e pesticidas sendo aplicados nos campos, " ela diz. “Quanto mais tempo você passa curtindo o belo país por aqui, mais você deseja protegê-lo. ”
Esta história foi produzida pela Food and Environment Reporting Network, um independente, organização de notícias sem fins lucrativos com foco em alimentos, agricultura, e saúde ambiental.
Correção:Este artigo identificou incorretamente o MRSA como um vírus comedor de carne. É uma bactéria comedora de carne.
