Projekt "Mobilität und Verhalten von Nanopartikeln in der Umwelt"

Projektbeschreibung und Zielsetzung

Das Forschungsprojekt befasst sich seit 2013 mit der Mobilität synthetischer Nanopartikel in Oberflächengewässern, Böden und Grundwasser. Im Vordergrund stehen Nanomaterialien, die direkt in die Natur eingetragen werden wie z.B. nanopartikuläre Platingruppenmetalle aus Autoabgaskatalysatoren, Silbernanopartikel aus Kosmetika und Textilien oder Titandioxid-Nanopartikel aus Sonnenschutzmitteln und Fassadenfarben.

AnalysegerätschaftenBild vergrössern Analytik von Nanopartikeln mittels asymmetrischer Fluss-Feld-Flussfraktionierung (AF4) und nachgeschalteter ICP/MS

Zum Vorkommen von Nanopartikeln in Oberflächengewässern, Sickerwässern und Abläufen der Kläranlagen liegen kaum Daten vor. Untersuchungen verschiedener Wasserproben (urbane Gewässer, autobahnnahe Gewässer etc.) sollen Aufschluss über das Vorkommen von Nanopartikeln im aquatischen Bereich in Bayern geben.

Zwischenergebnisse (Stand: März 2015)

Schwerpunkt der ersten Projektphase waren Untersuchungen zu Vorkommen und Umweltverhalten von Nanopartikeln, die aus dem Straßenverkehr emittiert werden können. Dazu zählen Nanopartikel von Platin, Palladium und Antimon. Untersucht wurde, ob Nanopartikel dieser Elemente in Bodenproben aus der Nähe stark befahrener Straßen nachgewiesen werden können. Um die Nanopartikel aus dem Boden zu isolieren, wurden verschiedene Auswaschmethoden verwendet. Verkehrstypische Nanopartikel konnten nicht nachgewiesen werden. Solche Nanopartikel waren auch in Grundwasserproben von Standorten mit hohem Verkehrsaufkommen nicht nachweisbar.

Die Mobilität von verkehrstypischen Nanopartikeln in Böden wurde mit synthetischen Nanopartikel aus Platin und Ceroxid untersucht. Auf Böden aufgebrachte Nanopartikel erscheinen je nach Bodenbeschaffenheit und zurückzulegender Sickerstrecke zwar im Sickerwasser, die auf diesem Weg transportierten Mengen sind aber gering und der Transport verläuft langsam.

Die Untersuchungen zeigen, dass das Verhalten von Nanopartikeln in der Umwelt von vielen Faktoren abhängt (z.B. Oberflächen- und Adsorptionseigenschaften, Neigung der Partikel zur Aggregation). Entsprechend hoch ist der für die Bestimmung des Umweltverhaltens erforderliche analytische Aufwand. Die Weiterentwicklung der Nanopartikel-Analytik stellt daher einen wesentlichen Teil des Projektes dar.

Projektleitung

Bayerisches Landesamt für Umwelt, Referat 76