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Enregistrement W7115033898

The effects of environmental transformation on the ecotoxicity of photoactive nanomaterials to freshwater algae Chlorella vulgaris

2025· dissertation· en· W7115033898 sur OpenAlexaff

Notice bibliographique

RevueeScholarship@McGill (McGill) · 2025
Typedissertation
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueNanoparticles: synthesis and applications
Établissements canadiensMcGill University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésChlorella vulgarisEcotoxicityAlgaeTransformation (genetics)NanomaterialsWater pollutionNanotoxicology
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Photoactive nanomaterials (NM) are being applied for their optical properties in various consumer and industrial applications such as self-cleaning glass, photocatalysis, environmental remediation and electronic displays. Photoactive NM are activated when a photon of energy higher than their band gap is absorbed, triggering the promotion of an electron (e-) from the valence to the conduction band resulting in the generation of an electron-hole pair (e-h pair). These e-h pairs may then undertake different pathways, one of which being the formation of reactive oxygen species (ROS) by reacting with oxygen and water. While these photo-induced ROS are responsible for many desirable properties, such as self-cleaning abilities or photoremediation of organic pollutants, they can also cause adverse health effects on human and environmental systems. Given the popularity of photoactive NM, their leaching into the environment is inevitable, raising concerns about their effects on environmental health and safety. Being the ultimate sink for photoactive NM released into air and soil systems, aquatic systems are expected to be the most severely impacted among the different environmental matrices. Additionally, NM are likely to be transformed by environmental factors such as light and components of the aquatic system, adding complexity to their risk analysis. There are important knowledge gaps in the understanding of how environmental transformations impacts the ecotoxicity of photoactive NM. My PhD research addressed consequence of photoactive NM transformation on their ecotoxicity. Specifically, I studied (1) how the eco corona formed on the surface of TiO2 NM impacted their toxicity to freshwater algae in the presence and absence of light, (2) the role of natural organic matters (NOM) and light on the transformation of Quantum dots (QDs) and its consequence on their toxicity to freshwater algae, (3) the link between chemical composition, and environmental parameters on the hazard potential of different classes of QDs. In this thesis, the effects of environmental transformations of TiO2 and QDs were studied using a model organism of freshwater algae, Chlorella vulgaris. In chapter 3, I investigated the effects of eco coronas of lignin, tannic acid and humic acid on the phototoxicity of TiO2 NM. My studies showed that, surface adsorption of NOM reduced bandgap energies, surface oxygen vacancies and ROS generation. Notably however, phototoxicity of TiO2 NM were enhanced through the phenolic radicals formed by photodegradation of NOM. Chapter 4 then explored Cadmium based QDs as photoactive materials, their transformation when interacted with humic acid and light and its consequence on their toxicity to C. vulgaris. Light was found to accelerate the dissolution of QD and contribute to higher bioavailability if heavy metal ions that induce high toxicity. Humic acid, in combination with light, affected dissolution, and aggregation of QDs and sequestering of toxic metal ions. As a consequence, when toxic metals were involved, light increased and humic acid decreased toxicity. Building on the knowledge of chapter 3 and 4, chapter 5 explored the ecotoxicity under realistic conditions of more commercially relevant QDs, namely, Cadmium based QDs, Indium based QDs, Lead based Perovskite QDs and Carbon QDs, helping to fill the ecotoxicity data gap for QDs at their end of the life. A model was trained using Monte Carlo optimization to correlate the ecotoxicity of the 4 commercially relevant QDs, with the inclusion of physicochemical properties of QDs and environmental conditions of the study, which showed the possibility of deciphering the contributions of parallel conditions, offering an opportunity to explore ecotoxicity prediction. In summary, this thesis contributed to the knowledge gap of ecotoxicity studies with realistic conditions, improved understandings of environmental transformation mechanisms, established correlations between the fate and toxicity responses of C. vulgaris

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,005

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,008
Tête enseignante GPT0,216
Écart entre enseignants0,208 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2025
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