Nanopartikel in der Umwelt

Die Nanotechnologie (von altgriechisch nános = Zwerg) gilt als eine der wichtigsten Zukunftstechnologien. Sie basiert auf der Erzeugung und Anwendung von Materialien im Größenbereich von 1 bis 100 Nanometern. Ein Nanometer (nm) entspricht dem millionsten Teil eines Millimeters. Aufgrund ihrer geringen Abmessungen haben Nanomaterialien chemische, physikalische und biologische Eigenschaften, die sich von denen herkömmlicher Materialien stark unterscheiden. Dies wird genutzt, um Produkte mit völlig neuartigen Einsatzmöglichkeiten herzustellen. Mittlerweile findet die Nanotechnologie Anwendung in einer Vielzahl von industriellen Bereichen wie zum Beispiel Chemie- und Energietechnik, Textil- und Kosmetikindustrie, Pharmazie- und Medizintechnik, Elektronik, Optik und Informationstechnologie. Mit dem steigenden Einsatz nanotechnologischer Produkte erhöht sich allerdings auch die Wahrscheinlichkeit, dass Nanomaterialien in die Umwelt gelangen. Wie sie sich hier verhalten und auf lebende Organismen auswirken, ist noch wenig untersucht.

Forschungsprojekte am LfU

Das Landesamt für Umwelt (LfU) befasst sich seit 2010 mit der Umweltrelevanz von Nanopartikeln. In Rahmen des Projektes "Umweltrelevante Eigenschaften synthetischer Nanopartikel" (2010-2012) wurde das Verhalten von bioziden Nanopartikeln in Kläranlagen untersucht. Wegen der gegen Mikroorganismen gerichteten Wirkung dieser Partikel besteht die Gefahr, dass sie die Funktionsfähigkeit von Kläranlagen beeinträchtigen. Es wurde untersucht, ob sich entsprechende Hinweise finden lassen und ob Nanopartikel über den Kläranlagenablauf in die Gewässer gelangen.

Es zeigte sich, dass in Kläranlagen eingetragene Nanopartikel zu 82-88% im Klärschlamm zurückgehalten werden. 5-9% der Nanopartikel gelangen in den Kläranlagenablauf. Die Funktionsfähigkeit von Laborkläranlagen wird durch biozide Nanopartikel nicht beeinträchtigt.

Das von 2013 bis 2016 durchgeführte Projekt "Mobilität und Verhalten von Nanopartikeln in der Umwelt" befasst sich mit dem Vorkommen und von Nanopartikeln im aquatischen Bereich sowie ihrem Verhalten in Böden. Mit einer am LfU entwickelten Analytik wurden die Nanopartikel-Gehalte in Oberflächengewässern, Industrieabwässern sowie Zu- und Abläufen von Kläranlagen bestimmt. Das Verhalten synthetischer Nanopartikel in Böden wurde in Kleinlysimetern untersucht.

In dem Vorhaben "Untersuchungen zum Vorkommen synthetischer Nanopartikel in Wasser und Luft" (2016 – 2019) wurde das Vorkommen natürlicher und synthetischer Nanopartikel in bayerischen Gewässern sowie in der Luft untersucht. Für den Nachweis luftgetragener Nanopartikel ist ein analytisches Verfahren zu entwickeln. Probenahmen im Einwirkungsbereich potenzieller Emittenten sollen Erkenntnisse über den Eintrag synthetischer Nanopartikel in die Umwelt liefern. Diese Untersuchungen sollen dazu beitragen, die Risikoabschätzung für synthetische Nanopartikel in der Umwelt auf eine verlässlichere Basis zu stellen.