Metallic nanoparticles and the environment A mini review on water treatment and toxicity

Abstract

A escassez e a poluição da água são grandes desafios globais, que exigem tecnologias de tratamento mais eficientes. As nanopartículas metálicas (NPMs) surgiram como ferramentas promissoras na purificação de águas residuais devido às suas propriedades físico-químicas e antimicrobianas únicas. As NPMs, tais como ZnO, Ag, CuO, TiO2, Fe, Au, Pd, CaO, NiO, SnO2 e Si, demonstraram alta eficiência na remoção de poluentes orgânicos, metais pesados, corantes, produtos farmacêuticos e microrganismos patogénicos através de mecanismos que incluem a adsorção, fotocatálise, oxidação e redução. Apesar do seu potencial para aumentar a eficiência e a sustentabilidade do tratamento, persistem preocupações quanto à sua ecotoxicidade, libertação ambiental e falta de regulamentação específica. As perspetivas futuras destacam a necessidade de métodos de síntese mais seguros, estratégias de recuperação/reutilização de nanopartículas e quadros legislativos para garantir a sua aplicação em grande escala em sistemas sustentáveis de tratamento de água.

Water scarcity and pollution are major global challenges, requiring more efficient treatment technologies. Metallic nanoparticles (MNPs) have arisen as promising tools in wastewater purification due to their single physicochemical and antimicrobial properties. MNPs, such as ZnO, Ag, CuO, TiO2, Fe, Au, Pd, CaO, NiO, SnO2 and Si, have demonstrated high efficiency in removing organic pollutants, heavy metals, dyes, pharmaceuticals, and pathogens through mechanisms including adsorption, photocatalysis, oxidation, and reduction. Despite their potential to enhance treatment efficiency and sustainability, concerns persist regarding their ecotoxicity, environmental release, and the lack of specific regulations. Future perspectives highlight the need for safer synthesis methods, nanoparticle recovery/reuse strategies, and legislative frameworks to ensure their large-scale application in sustainable water treatment systems.