Os ensaios de toxicidade constituem uma importante ferramenta para o biomonitoramento e geralmente utilizam um indicador biológico de nível trófico representativo. Neste trabalho, avaliou-se a toxicidade potencial de nanotubos de carbono de parede múltipla funcionalizados e não funcionalizados (MWCNT) em algas Raphidoceles subcapitata e na planta Tradescantia. pallida. Avaliou-se a interação na estrutura celular de algas unicelulares e a formação de micronúcleos em inflorescências de T. pallida. Para caracterização foram usadas as técnicas espectroscopia Raman e Microscopia Electrónica de Transmissão (TEM). O MWCNT - Helix® foi funcionalizado com polietilenoglicol (PEG) e testado pela exposição as algas. O MWCNT e o MWCNT-PEG não apresentaram toxicidade, exceto na maior concentração utilizada (100ppm) de MWCNT-PEG, o mesmo efeito observado nas inflorescências de T. pallida. O espectro Raman mostrou picos representativos de ligações químicas características dos nanotubos de carbono, bem como as modificações representativas das interações com as células expostas e pela análise TEM foi possível observar uma internalização do MWCNT pelas algas. Os efeitos tóxicos na concentração mais alta coincidiram com a internalização de nanopartículas pelas células de algas. Em resumo, a concentração tóxica de MWCNT observada em ambos os modelos foi muito maior que o intervalo de concentrações esperadas no meio ambiente e acredita-se que seu uso seja seguro dentro dos limites estabelecidos neste estudo.