Obwohl sie nur aus einem Kohlenstoffgerüst bestehen, gibt es eine Vielzahl verschiedener Fullerene, die sich vor allem durch Modifikationen der Partikel-Oberfläche ergeben. Diese Modifikationen beeinflussen die Eigenschaften der Fullerene und damit auch ihr Umweltverhalten, so dass keine allgemeingültigen Aussagen beispielsweise hinsichtlich ihrer Mobilität getroffen werden können.

 

Wasser Probennahme © kozorog / fotolia.comIn Wasser bzw. wässrigen Medien lassen sich nicht-modifizierte Fullerene nur schlecht verteilen, was durch eine Veränderung der Oberfläche verbessert werden kann. Fulleren Nanomaterialien liegen selten einzeln, sondern meist agglomeriert, d.h. in Komplexen aus mehreren Fullerenen, vor. Einen entscheidenden Einfluss auf die Stärke der Komplexbildung haben die Salzkonzentration, die Art des Salzes und der pH-Wert des Wassers [1-3]. Auch natürliche organische Verbindungen beeinflussen den Agglomerationsprozess und verhindern sowohl die Zusammenlagerung der Fullerene als auch deren lichtabhängige Umwandlung [4-9].

Eine Bestrahlung mit UV-Licht (einem Anteil des Sonnenlichts) kann zu chemischen Veränderungen an der Oberfläche der Fullerene führen, und so den Verbleib und Transport der Fullerene in Gewässern beeinflusst. Fullerole, das sind mit Hydroxyl-Gruppen besetzte Fullerene, können sogar durch sehr lange Einwirkung von UV-Licht aufgelöst werden. Aufgrund ihrer schlechten Verteilbarkeit in Wasser lagern sich Fullerene bevorzugt auf dem Grund von Gewässern ab. Von dort können sie sich zum Teil durch die Bindung an natürlich vorkommende Partikel wieder im Wasser verteilen [4,10-12].

Pflanzen Keimungssequenz © weerapat1003 / fotolia.com

 

Auch die Zusammensetzung von Böden hat einen wesentlichen Einfluss auf die Verteilung der Fullerene, insbesondere Salzgehalt, pH-Wert, Temperatur und Feuchtegrad des Bodens. Die Fulleren Nanomaterialien liegen hauptsächlich als Agglomerate vor, wodurch sie zwar weniger beweglich sind, allerdings auch vermehrt im Boden vorhandene Schadstoffe binden und anreichern können. Je nach Beschaffenheit können die Fullerene zudem eine starke Bindung mit den Bodenkomponenten eingehen [2,9,13-16].

Generell sind Fullerene widerstandsfähig gegenüber Zersetzungsprozessen. Sie verbleiben daher lange Zeit in der Umwelt und können z.B. von Pflanzen aufgenommen werden. Bestimmte Pilze können Fullerole aufgrund ihrer veränderten Oberfläche abbauen [17,18].

 

Zusammenfassend können sich Fullerene gut oder schlecht in Wasser verteilen, was ihr Verhalten in Gewässern entscheidend beeinflusst. Zudem liegen sie oft nicht einzeln, sondern zusammengelagert zu Agglomeraten vor. Diese Faktoren erschweren den Vergleich zwischen den verschiedenen Fullerenen und allgemeingültige Aussagen über das Umweltverhalten sind schwer zu treffen.

 

 

Literatur arrow down

  1. Fortner, JD et al. (2005), Environ Sci Technol, 39(11): 4307-4316.
  2. Wang, Y et al. (2008), Environ Toxicol Chem, 27(9): 1860-1867.
  3. Gai, K et al. (2012), Environ Sci Technol, 45: 5959-5965.
  4. Hwang, YS et al. (2010), Environ Sci Technol, 44(8): 3008-3013.
  5. Li, Q et al. (2009), Environ Sci Technol, 43(10): 3574-3579.
  6. Chae, SR et al. (2012), Water Research, 46: 4053-4062.
  7. Kong, L & Zepp, RG (2011), Environ Toxicol Chem, 31 (1): 136-143.
  8. Zhang, W et al. (2013), Water Research, 47: 1793-1802.
  9. Zhang, W et al. (2012), Water Research, 46: 2992-3004.
  10. Qu, X et al. (2012), Environ Sci Technol, 46 (24): 13455-13462.
  11. Pakarinen, K et al. (2013), Environ Toxicol Chem, 32: 1224-1232.
  12. Pakarinen, K et al. (2014), Chemosphere, 108: 320-325.
  13. Wang, L et al. (2014), Environ Sci: Processes Impacts, 16: 1282-1289.
  14. Yang, K et al. (2006), Environ Sci Technol, 40(6): 1855-1861.
  15. Baun, A et al. (2008), Aquat Toxicol, 86(3): 379-387.
  16. McNew, CP & LeBoeuf, EJ (2015), Chemosphere, 139: 609-616.
  17. Avanasi, R et al. (2014), Environ Sci Technol, 48 (5): 2792-2797.
  18. Schreiner, KM et al. (2009), Environ Sci Technol, 43(9): 3162-3168.

 

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