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 Plastik im Fisch
07.11.2018 | Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei

nachricht Ohne Kunststoff zur Mikroplastik-Jagd: „Rocket“ verbessert Erfassung besonders kleiner Partikel
22.10.2018 | Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

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: Ein Chip mit echten Blutgefäßen

An der TU Wien wurden Bio-Chips entwickelt, in denen man Gewebe herstellen und untersuchen kann. Die Stoffzufuhr lässt sich dabei sehr präzise dosieren.

Menschliche Zellen in der Petrischale zu vermehren, ist heute keine große Herausforderung mehr. Künstliches Gewebe herzustellen, durchzogen von feinen...

Im Focus: A Chip with Blood Vessels

Biochips have been developed at TU Wien (Vienna), on which tissue can be produced and examined. This allows supplying the tissue with different substances in a very controlled way.

Cultivating human cells in the Petri dish is not a big challenge today. Producing artificial tissue, however, permeated by fine blood vessels, is a much more...

Im Focus: Optimierung von Legierungswerkstoffen: Diffusionsvorgänge in Nanoteilchen entschlüsselt

Ein Forschungsteam der TU Graz entdeckt atomar ablaufende Prozesse, die neue Ansätze zur Verbesserung von Materialeigenschaften liefern.

Aluminiumlegierungen verfügen über einzigartige Materialeigenschaften und sind unverzichtbare Werkstoffe im Flugzeugbau sowie in der Weltraumtechnik.

Im Focus: Graphen auf dem Weg zur Supraleitung

Doppelschichten aus Graphen haben eine Eigenschaft, die ihnen erlauben könnte, Strom völlig widerstandslos zu leiten. Dies zeigt nun eine Arbeit an BESSY II. Ein Team hat dafür die Bandstruktur dieser Proben mit extrem hoher Präzision ausgemessen und an einer überraschenden Stelle einen flachen Bereich entdeckt. Möglich wurde dies durch die extrem hohe Auflösung des ARPES-Instruments an BESSY II.

Aus reinem Kohlenstoff bestehen so unterschiedliche Materialien wie Diamant, Graphit oder Graphen. In Graphen bilden die Kohlenstoffatome ein zweidimensionales...

Im Focus: Datensicherheit: Aufbruch in die Quantentechnologie

Den Datenverkehr noch schneller und abhörsicher machen: Darauf zielt ein neues Verbundprojekt ab, an dem Physiker der Uni Würzburg beteiligt sind. Das Bundesforschungsministerium fördert das Projekt mit 14,8 Millionen Euro.

Je stärker die Digitalisierung voranschreitet, umso mehr gewinnen Datensicherheit und sichere Kommunikation an Bedeutung. Für diese Ziele ist die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung informiert über künstliche Intelligenz

13.11.2018 | Veranstaltungen

Wer rechnet schneller? Algorithmen und ihre gesellschaftliche Überwachung

12.11.2018 | Veranstaltungen

Profilierte Ausblicke auf die Mobilität von morgen

12.11.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

MagicMoney: Offline bezahlen – mit deinem Smartphone

13.11.2018 | Wirtschaft Finanzen

5G sichert Zukunft von Industrie 4.0 – DFKI mit der SmartFactoryKL auf der SPS IPC Drives

13.11.2018 | Messenachrichten

Tagung informiert über künstliche Intelligenz

13.11.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics