Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Wege der Nanopartikel in der Umwelt

12.05.2016

Kohlenstoffnanoröhrchen bleiben jahrelang in Werkstoffen gebunden. Nanotitandioxid und Nanozink werden hingegen rasch aus Kosmetika ausgewaschen und reichern sich im Boden an. Ein neues Modell von Forschenden des Nationalen Forschungsprogramms "Chancen und Risiken von Nanomaterialien" (NFP 64) zeichnet die Flüsse der wichtigsten Nanomaterialien in der Umwelt nach.

Wie viele menschgemachte Nanopartikel gelangen in die Luft, in den Boden oder ins Wasser? Um die Mengen abzuschätzen, hat eine Gruppe von Forschern um Bernd Nowack von der Empa in St. Gallen im Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms "Chancen und Risiken von Nanomaterialien" (NFP 64) ein Computermodell entwickelt.(*) "Unsere Schätzungen sind die besten, im Moment verfügbaren Daten zu den Massenflüssen von Nanosilber, Nanozink und Nanotitandioxid sowie von Kohlenstoffnanoröhrchen in der Umwelt", sagt Nowack.


Kosmetika und Tennisschläger

Im Gegensatz zu den bisher verwendeten statischen Berechnungen berücksichtigt das neue – dynamische – Modell nicht nur das starke Wachstum der Herstellung und des Gebrauchs von Nanomaterialien, sondern kalkuliert auch mit ein, dass unterschiedliche Nanomaterialien in verschiedenen Anwendungen Einsatz finden.

So sind zum Beispiel Nanozink und Nanotitandioxid vor allem in Kosmetika zu finden. Gut die Hälfte dieser Nanopartikel gelangt innerhalb eines Jahres ins Abwasser und von dort weiter in den Klärschlamm. Kohlenstoffnanoröhrchen hingegen werden in Verbundsstoffe integriert und sind deshalb in Tennisschlägern oder Velorahmen gebunden. Freigesetzt werden sie vielleicht erst in mehr als zehn Jahren, wenn diese Produkte in der Abfallverbrennung oder im Recycling landen.

39 000 Tonnen Nanoteilchen

Die an der Studie beteiligten Forschenden der Empa, der ETH und der Universität Zürich gehen zum Beispiel beim Nanotitandioxid von einer europaweiten Jahresproduktion in der Höhe von 39 000 Tonnen aus – bedeutend mehr als alle anderen Nanomaterialien zusammen.

Das Modell berechnet, wie viel davon in die Luft, in die Oberflächengewässer, die Sedimente und in den Boden gelangt, wo es sich anreichert. In der EU erreicht das Nanotitandioxid durch die Düngung mit Klärschlamm (eine in der Schweiz verbotene Praxis) unterdessen eine Konzentration von durchschnittlich 61 Mikrogramm pro Kilo in den betroffenen Böden.

Die Massenflüsse in der Umwelt zu kennen, ist allerdings nur der erste Schritt in der Risikoabschätzung für Nanomaterialien. Nun gelte es, diese Daten mit ökotoxikologischen Versuchsresultaten und den gesetzlichen Grenzwerten zu vergleichen, sagt Nowack. Mit ihrem neuen Modell haben die Forschenden um Nowack noch keine Risikoevaluation gemacht. Frühere Arbeiten mit Daten aus einem statischen Modell zeigten jedoch, dass die ermittelten Konzentrationen aller vier untersuchten Nanomaterialien keine Auswirkungen auf die Umwelt erwarten lassen. (**)

Aber zumindest für Nanozink nähern sich die Umweltkonzentrationen dieser kritischen Grenze an. Deshalb müsse dieses Nanomaterial in künftigen ökotoxikologischen Studien prioritär untersucht werden. Dies obwohl Nanozink in kleineren Mengen als Nanotitandioxid hergestellt werde. Ausserdem seien ökotoxikologische Versuche bisher vor allem mit Süsswasserorganismen durchgeführt worden. Nun drängten sich ergänzende Untersuchungen mit Bodenlebewesen auf, schliessen die Forschenden.

(*) T. Y. Sun et al.: Dynamic probabilistic Modelling of Environmental Emissions of Engineered Nanomaterials. Environmental Science & Technology (2016); doi: 10.1021/acs.est.5b05828

(**) C. Coll et al.: Probabilistic environmental risk assessment of five nanomaterials (nano-TiO2, nano-Ag, nano-ZnO, CNT, and fullerenes). Nanotoxicology (2016); doi: 10.3109/17435390.2015.1073812

(Für Medienvertreter sind beide Publikationen als PDF-Datei beim SNF erhältlich: com@snf.ch)

"Chancen und Risiken von Nanomaterialien" (NFP 64)

Im Auftrag des Bundesrates führt der Schweizerische Nationalfonds das Nationale Forschungsprogramm "Chancen und Risiken von Nanomaterialien" (NFP 64). Das Ziel ist, die Lücken im gegenwärtigen Wissen über Nanomaterialien zu schliessen, von Herstellung bis zum Einsatz und Entsorgung. Die gesamten Schlussempfehlungen des NFP 64 werden 2017 in Syntheseberichten veröffentlicht. www.nfp64.ch

Kontakt

Prof. Dr. Bernd Nowack
Empa
Environmental Risk Assessment and Management Group
Lerchenfeldstrasse 5
CH-9014 St. Gallen
Tel.: +41 58 765 76 92
E-Mail: nowack@empa.ch

Weitere Informationen:

http://www.snf.ch/de/fokusForschung/newsroom/Seiten/news-160512-medienmitteilung... - Medienmitteilung online
http://p3.snf.ch/project-131241 - Projekt in der SNF Forschungsdatenbank P3
http://www.nfp64.ch/en/projects/module-environment/project-nowack - NFP 64 - Modellierung von Nanomaterialien in der Umwelt
https://twitter.com/snf_ch

Medien - Abteilung Kommunikation | Schweizerischer Nationalfonds SNF

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Energieträger: Biogene Reststoffe effizienter nutzen
29.03.2017 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

nachricht Sauerstoffkrisen in der Adria sind nicht nur vom Menschen verursacht
28.03.2017 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Organisch-anorganische Heterostrukturen mit programmierbaren elektronischen Eigenschaften

29.03.2017 | Energie und Elektrotechnik

Klein bestimmt über groß?

29.03.2017 | Physik Astronomie

OLED-Produktionsanlage aus einer Hand

29.03.2017 | Messenachrichten