Bewertung der Umweltauswirkungen von Nanopartikeln

Heutzutage sind Nanomaterialien bereits in vielen Gebrauchsgütern des täglichen Lebens wie Sportartikeln, Kleidung, Reifen, Sonnencremes, Kosmetik oder Elektronikprodukten zu finden. Durch diesen zunehmenden Einsatz von auf Nanostrukturen basierenden Produkten kann es zu einem erhöhten Eintrag von Nanopartikeln in die Umwelt kommen.

Eine Risikobewertung von Nanomaterialien erfordert daher die Betrachtung des gesamten Lebenszyklus des entsprechenden Produktes bzw. Stoffes (Life Cycle Assessment). Im IKTS werden dazu Untersuchungen zum Verhalten von Nanopartikeln in umweltrelevanten Flüssigkeiten durchgeführt. Von besonderem Interesse sind dabei das Agglomerations- und Stabilitätsverhalten der Nanopartikel sowie die damit verbundenen Wechselwirkungen mit gewässertypischen Stoffen wie etwa Huminsäuren.

Einen weiteren Schwerpunkt stellen Untersuchungen in für Ökotoxizitätstest verwendeten Medien dar. In diesen Flüssigkeiten wird die mögliche akute und chronische Toxizität von Stoffen auf spezielle Modellorganismen wie Algen, Wasserflöhe, Fischembryos usw. von biologisch arbeitenden Partnereinrichtungen ermittelt. Da die bisherige Vorgehensweise auf der Verwendung gelöster Chemikalien beruht, ist eine Anpassung auf nanopartikuläre Stoffe erforderlich. Dazu wurden und werden im IKTS neue Methoden und Vorgehensweise entwickelt, um eine logische und reproduzierbare Bewertung von Nanomaterialien in Bezug auf die mögliche Toxizität zu gewährleisten.

 

Leistungsangebot

 

• Pulvercharakterisierung (Spezifische Oberfläche, Porosität, elektronenmikroskopische Analysen, Kristallstruktur, Dichte)
  
• Herstellung stabiler Nanopartikelsuspensionen als Expositionsform für ökotoxikologische Untersuchungen
  
• Charakterisierung des Partikelverhaltens in umweltrelevanten Flüssigkeiten
  
• Entwicklung von Vorschriften zur Durchführung von Ökotoxizitätstests
  
• Ökotoxikologische Bewertung in Kooperation mit biologisch arbeitenden Einrichtungen

 

Technische Ausstattung

 

• BET, Hg-Porosimetrie, He-Pyknometrie
  
• Partikelgrößenmessung (dynamische und statische Lichtstreuung, Analytische Zentrifugation)
  
• Stabilitätsbewertung (Turbiscan, LUMiSizer)
  
• Zetapotenzialbestimmung (Mikroelektrophorese, Strömungspotenzial)
  
• Zentrifugation und Filtration als Probenvorbereitung für ICP-OES-Messungen

 

Publikationen

 

Evaluating the cytotoxicity of palladium/magnetite nano-catalysts intended for wastewater treatment.
Hildebrand H, Kühnel D, Potthoff A, Mackenzie K, Springer A, Schirmer K. 2010.
Environ. Pollut. 158, 65-73 .

Impact of exposure condition on the interaction of tungsten carbide and tungsten carbide cobalt nanoparticles with a rainbow trout gill cell line.
Kühnel D, Busch W, Meißner T, Springer A, Potthoff A, Richter V, Gelinsky M, Schirmer K. 2009.
Aquat Toxicol 93, 91-99 .