Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie gefährlich sind Nanopartikel?

22.08.2003


Schwebestäube in der Atmosphäre gelten schon lange als schädlich für die Gesundheit. Die kleinsten von ihnen, ultrafeine Partikel genannt, werden vorwiegend durch Verbrennungsprozesse wie z.B. Dieselmotoren erzeugt. An der ETH Zürich haben diese Woche Fachleute aus aller Welt diskutiert, ob Masse, Anzahlkonzentration oder chemische Zusammensetzung der verbrennungsgenerierten Nanopartikel schädigende Effekte auslösen, wie diese Teilchen Atmosphäre und Klima beeinflussen, wie man sie mit genügender Präzision detektieren kann und wie man mit neuen Technologien deren Anzahl deutlich reduzieren kann.


Die Konzentration gasförmiger Schadstoffe in der Atmosphäre geht, zumindest in der Schweiz, eindeutig und signifikant zurück. Umso mehr rückt die Problematik der feinen und ultra-feinen Nanopartikel ins Zentrum des Interesses. Aufgrund von epidemiologischen Studien besteht heute kaum noch Zweifel, dass eine grössere Pratikelkonzentration in der Atemluft mit erhöhter Häufigkeit von Atemwegs- und Kreislauferkrankungen zusammenhängt. Grenzwerte sowohl für den Partikelausstoss direkt am Auspuff (Emission) oder für die Partikelkonzentration in der Atmosphäre (Immission) basieren in der heutigen Gesetzgebung auf der Massenkonzentration. Mittlerweile mehren sich jedoch die Hinweise, dass bei den Gesundheitseffekten zusätzlich die Anzahlkonzentration der Nanopartikel, insbesondere im Ultrafeinbereich, aber auch deren chemische Zusammensetzung eine wichtige Rolle spielen. Vom 18. bis 20. August 2003 haben sich an der ETH Zürich Fachleute aus aller Welt getroffen, um Fragen zu den gesundheitlich schädigenden Wirkmechanismen, der geeigneten Parameter zur Erfassung der Nanopartikel und zu neuen Technologien für deren Reduktion oder sogar Eliminierung zu diskutieren.

Masse, Grösse oder Oberfläche?


Moderne Verbrennungssysteme zeichnen sich durch Russpartikelemissionen aus, deren Konzentration sich bald nahe der Nachweisgrenze von herkömmlichen Messmethoden befindet. Trotz dieses gewaltigen Fortschritts ist ohne nachträgliche Behandlung (z.B. durch Partikelfilter) eine verhältnismässig grosse Anzahl an ultrafeinen Partikeln im Verbrennungsabgas messbar. Da die Gesundheitseffekte der Partikel, vor allem auf die Atemwege, von deren Anzahl und aktiver Oberfläche abhängig zu sein scheinen, sucht die Fachwelt mit Nachdruck nach der optimalen Messmethode zur einwandfreien Erfassung exakt dieser Eigenschaften. Es existieren wohl mehrere, relativ präzise Labormessgeräte, jedoch kaum feldtaugliche Systeme für Typenprüfung und Überwachung. Hier gibt es massiven Entwicklungsbedarf für die nächsten Jahre.

Nanopartikel und Einfluss auf das Klima - Neue Erkenntnisse

Ein interessanter Aspekt der Nanopartikelemissionen scheint ihr möglicher Einfluss auf das Klima auf der Erde zu sein. So zeigen neuere Berechnungen, auch wenn noch mit grösseren Unsicherheiten bezüglich des genauen Ausmasses behaftet, dass die optischen Eigenschaften der verbrennungsbedingten Nanopartikel eine Erhöhung der Absorption der Sonneneinstrahlung bewirken und somit wahrscheinlich zur Verstärkung des Treibhauseffektes beitragen.

Technologiepotentiale - Partikelfilter und einiges mehr

Forschung und Industrie haben einige technische Möglichkeiten entwickelt, um das längst erkannte Problem anzugehen. So sind in den letzten 10-15 Jahren die spezifischen Russpartikelemissionen von Dieselmotoren etwa um den Faktor 10 reduziert worden. Verbesserung der Treibstoffe (Schwefelentfernung) und vor allem innermotorische Massnahmen (elektronische Hochdruckeinspritzung, Aufladung, gekühlte Abgasrückführung) trugen wesentlich dazu bei und haben auch weiterhin ein grosses Entwicklungspotential. Die besten Möglichkeiten für eine weitere Absenkung um den Faktor 10 bis 100 bieten jedoch neue Partikelfilter. Für den PKW-Bereich von Peugeot schon demonstriert (fast alle Hersteller ziehen bis Ende 2004 nach) bedarf der Partikelfilter noch des Nachweises, dass er bei den erschwerten Betriebsbedingungen von Nutzfahrzeugen einwandfrei funktionieren kann. Hier liegt eine der zentralen technologischen Herausforderungen der nächsten Jahre.

Weitere Informationen:

Prof. Konstantinos Boulouchos
Laboratorium für Aerothermochemie und Verbrennungssysteme
Institut für Energietechnik
Telefon +41 (0)1-632-5648 , Fax -11 01
Email: boulouchos@lav.mavt.ethz.ch

Beatrice Huber | idw
Weitere Informationen:
http://www.cc.ethz.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Aromatherapie bei COPD
12.05.2015 | Airnergy AG

nachricht Chronische Wunden können heilen
16.10.2017 | Universitätsklinik der Ruhr-Universität Bochum - Herz- und Diabeteszentrum NRW Bad Oeynhausen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

17.10.2017 | Informationstechnologie

Pflanzen gegen Staunässe schützen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Trends der Umweltbranche auf der Spur

17.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz