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NanoUmwelt - Risikoanalyse synthetischer Nanomaterialien in der Umwelt: Identifizierung, Quantifizierung und Untersuchung der human- und ökotoxikologischen Effekte

Veröffentlichungen aus dem Projekt NanoUmwelt

Veröffentlichungen

 

 

 

Durch den zunehmenden Einsatz von Nanotechnologie-basierten Konsumprodukten ist von einem stetig steigenden Eintrag von Nanomaterialien (NM) in die Umwelt auszugehen. Neben der Frage nach der öko- und humantoxikologischen Wirkung synthetischer Nanomaterialien steht auch die Frage nach dem Verbleib in der Umwelt zunehmend im Fokus.

Vor diesem Hintergrund ist das Ziel des Vorhabens NanoUmwelt, den Eintrag synthetischer Nanomaterialien in unterschiedliche Umweltkompartimente zu quantifizieren, deren Erscheinungsform zu charakterisieren und mittels neuer Technologien und aussagekräftiger Analysen fundierte Aussagenüber die öko- und humantoxikologischen Wirkungen synthetischer Nanomaterialien zu gewinnen. Die generierten Daten dienen als Basis zur realistischen Abschätzung des nach Umwelteintrag der Nanomaterialien ausgehenden Risikos und der Erarbeitung entsprechender Empfehlungen für neue Regulierungen zum Schutz von Menschen und Umwelt.

Im Vordergrund steht die Technologieentwicklung zur

    1. Detektion und Quantifizierung kleinster Nanomaterial - Mengen
    2. in vitro Untersuchung der Öko- und Humantoxizität im Niedrigdosis-Bereich
    3. standardisierten, reproduzierbaren Nanopartikel Synthese

 NanoUmwelt Projektplan

Die in NanoUmwelt entwickelten Technologien erlauben eine umfangreiche Evaluierung der Nanomaterialien hinsichtlich ihrer Stabilität, Mobilität, Funktionalität und Reaktivität in den vielfältigen im Projekt adressierten Matrices der Umwelt- und Humanproben. Neben hochauflösenden optischen Bestimmungsmethoden wie die Raster- und Transmissionselektronenmikroskopie werden auch Methoden zur Anreicherung von Nanomaterialien wie die Immunfiltration und die Feld-Flussfraktionierung eingesetzt, die in Kombination mit der induktiv gekoppelten Plasma-Massenspektrometrie und der dynamischen Lichtstreuung eine Charakterisierung der Nanomaterialien ermöglicht. Die Detektionsmethodenwerden mittels Nanomaterialien - gespikter Proben evaluiert und im Anschluss zum quantitativen Nachweis von Nanomaterialien in Realproben (Bodenkompartimente, Klärschlamm, Fließgewässer), repräsentativen Organismenfunktional relevanter Ökosystemkompartimente (Regenwurm, Muschel, Fisch) und Humanproben(Urin, Vollblut) eingesetzt. Weiterhin dienen sie zur Generierung von Daten hinsichtlich nanotoxischer Effekte im Niedrigdosis-Bereich.

Der Fokus der in NanoUmwelt untersuchten Nanomaterialien liegt auf kommerziell bedeutsamen, schwer abbaubaren synthetischen Nanomaterialien wie metallische (Silber, Titandioxid), kohlenstoffhaltige (Kohlenstoff-Nanoröhrchen) und Kunststoff-basierte (Polystyrol) Nanomaterialien.

Das Vorhaben NanoUmwelt ist die erste Studie, die Nanomaterialien an ausgewählten, funktional relevanten Ökosystem-Kompartimenten detektiert und quantifiziert. Zusätzliche Untersuchungen der Gen- und Kardiotoxizität der verwendeten Nanomaterialien sowie deren Wechselwirkungen mit biologischen Grenzflächen und Barrieren, insbesondere der menschlichen Plazenta, ermöglichen Aussagen über die Barrieregängigkeit und erlauben eine Evaluierung des Gefährdungspotentials der Nanomaterialien für Mensch und Umwelt.

Das Zusammenwirken des interdisziplinären Konsortiums aus den Bereichen Ökotoxikologie, Humantoxikologie, Physik, Chemie und Biologie ermöglicht erstmalig den Nachweis synthetischer Nanomaterialien in realen Human- und Umweltproben, eine umfassende Charakterisierung und die Betrachtung möglicher Veränderungen der Nanomaterialien durch Interaktionen mit der Umwelt.

Unter Berücksichtigung bereits etablierter Standardvorschriften und Referenzmaterialien, leistet NanoUmwelt einen Beitrag zur Beantwortung der Frage nach dem Verbleib und dem Gefährdungspotential von Nanomaterialien und trägt zu einer detaillierten Risikoabschätzung bei, um den Umgang mit synthetischen Nanomaterialien in Zukunft sicherer zu gestalten, Mensch und Umwelt vor möglichen Risiken zu schützen und gegebenenfalls adäquate Maßnahmen zum Schutze ergreifen zu können.

 

  • Präsentation : "Die Rheingütestation Worms - Aufgaben und Arbeitsweise", Dr. Peter Diehl, Rheingütestation Worms im Landesamt für Umwelt, Wasserwirtschaft und Gewerbeaufsicht Rheinland-Pfalz. (PDF; 2.3 MB)

  • Pressemeldung (18.08.2015). Nanomaterialien auf der Spur - Forscher ebnen neue Wege zur realistischen Risikobewertung von Nanomaterialien in der Umwelt, Pressemeldung NanoUmwelt Konsortium(PDF, 300 KB)

 


Förderkennzeichen: 03X0150

Laufzeit01.10.2014 - 30.09.2017


 

 

Projektleitung

postnova
Dr. Florian Meier, Postnova Analytics GmbH, Landsberg am Lech

 

 

Projektpartner

 

Unterauftragnehmer

 

 

 

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