Stability and Interactions of Engineered Nanoparticles (ENP) in Aqueous Matrices (SIENA)

  • Ansprechpartner:

    Markus Delay
    Fritz H. Frimmel

  • Förderung:

    Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

  • Starttermin:

    2011

  • Endtermin:

    2014

Beschreibung

Die Nanotechnologie hat sich als äußerst vielversprechend erwiesen, um neue Formen von Materialien herzustellen. Die sich ergebenden Eigenschaften der Nanoprodukte sind überzeugend. Dies führt zu einem starken Anstieg des Einsatzes von Nanomaterialien in der Industrie und in Produkten des täglichen Lebens (z. B. Katalyse, Nahrungsmittelindustrie, Oberflächenbehandlung, Körperpflegeprodukte und medizinische Anwendungen). Es ist davon auszugehen, dass ein nicht unerheblicher Teil der synthetischen Nanopartikel (engineered nanoparticles, ENP) schließlich in die Umwelt gelangt. Es ist jedoch wenig darüber bekannt, wie sich die ENP in wässrigen Systemen verhalten und welchen Einfluss sie auf die Umwelt haben. Daraus ergibt sich ein Konflikt: auf der einen Seite schreitet der Einsatz der ENPs immer weiter fort und birgt viele Vorteile, auf der anderen Seite steht ein noch nicht abschätzbares Riskio für Mensch und Umwelt.
Um das Verhalten von ENP in der Umwelt richtig zu verstehen, müssen analytische Methoden identifiziert und weiterentwickelt werden, um die ENP zu charakterisieren und um ihre Wechselwirkung mit Umweltmatrices zu untersuchen. In diesem Zusammenhang ist es von großer Wichtigkeit, die Hauptinhaltsstoffe im Wasser wie Natrium, Calcium und die natürliche organische Substanz (NOM) zu berücksichtigen. NOM kommt in allen wässrigen Systemen vor. NOM kann die Eigenschaften von ENP hinsichtlich ihrer Stabilität, ihrer Wechselwirkungen mit Wasserinhaltsstoffen und ihres Transportverhaltens entscheidend beinflussen. Besonders im Hinblick auf den Gesundheitsschutz des Menschen sind die Entfernung der Nanopartikel aus aquatischen Systemen sowie die damit verbundenen Aufbereitungsprozesse Schlüsselfragen, die gelöst werden müssen.

Die Ziele dieses Projektes bestehen darin, ENP, ihre Stabilität und ihre Wechselwirkungen mit (natürlichen) organischen Stoffen in wässrigen Systemen zu charakterisieren. Dabei sollen typische Umweltmatrices (Oberflächenwässer, Grundwässer, Abwässer) und physikalisch-chemische Randbedingungen (pH-Wert, Ionenstärke) berücksichtigt werden. Das Verständnis des grundlegenden Verhaltens von ENP in der wässrigen Phase wird dazu beitragen, ihr Verhalten in der Umwelt und die sich daraus ergebenden Risiken besser zu verstehen sowie technische Systeme zur Entfernung von ENP aus der Wasserphase zu optimieren. Damit wird auch ein Beitrag zur umweltschonenden Produktion und Verwendung von ENP geleistet.