Project

nanoparticles; nanomaterials; material flow modeling; environmental fate modeling; environmental risk assessment

Lead
Künstlich hergestellte Nanomaterialien werden intensiv in Wissenschaft und Behörden diskutiert. Viele Aspekte ihres Verhaltens in der Umwelt und ihrer toxischen Effekte sind noch offen. Es ist vor allem nicht möglich, diese Stoffe in der Umwelt nachzuweisen, zum Beispiel in Wasser, Sedimenten oder Böden. Um abschätzen zu können, wie relevant Nanomaterialien für die Umwelt sind und ob Risiken auftreten können, müssen aber Umweltkonzentrationen bestimmt werden, was im vorliegenden Projekt mittels Modellierung erfolgt.
Lay summary
Lead: Künstlich hergestellte Nanomaterialien werden intensiv in Wissenschaft und Behörden diskutiert. Viele Aspekte ihres Verhaltens in der Umwelt und ihrer toxischen Effekte sind noch offen. Es ist vor allem nicht möglich, diese Stoffe in der Umwelt nachzuweisen, zum Beispiel in Wasser, Sedimenten oder Böden. Um abschätzen zu können, wie relevant Nanomaterialien für die Umwelt sind und ob Risiken auftreten können, müssen aber Umweltkonzentrationen bestimmt werden, was im vorliegenden Projekt mittels Modellierung erfolgt.   Projektbeschreibung: Ziel des Projektes ist es, mit Hilfe von Modellen die Flüsse von künstlich hergestellten Nanomaterialien in die Umwelt zu quantifizieren und das weitere Verhalten in aquatischen Systemen zu beschreiben. Basierend auf Produktionsmengen und Verwendung von sechs wichtigen Nanomaterialien (nano-Silber, nano-Titandioxid, nano-Zinkoxid, Kohlenstoffnanoröhrchen, Fullerene und nano-Gold) und deren Verhalten in technischen Systemen, wurden Massenflussmodelle aufgestellt, welche für die Schweiz und die EU die Flüsse in die Umwelt abschätzen. Die mechanistische Modellierung des Verhaltens der Nanomaterialien in der Umwelt hat gezeigt, dass die Anbindung der Nanopartikel an natürliche Schwebstoffe im Wasser der zentrale Prozess ist, welcher das Verhalten der Nanomaterialien bestimmt. Da experimentelle Daten fehlten, um das Modell aufbauen zu können, wurden dazu eigene Messungen durchgeführt. Behörden und Wissenschaftler brauchen dringend Daten zu Umweltkonzentrationen von Nanomaterialien, damit die Diskussion über mögliche Risiken auf eine solide Grundlage gestellt werden kann. Unser Forschungsprojekt liefert diese Daten und trägt daher zu einer objektiven Analyse der Risiken dieser neuartigen Materialien bei.

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Last update: 11.01.2016

Active participation

Lead: Engineered nanomaterials are intensively discussed in science and regulatory bodies. Many aspects of their fate in the environment and their toxic effects and risks are still open. It is also not yet possible to detect then at trace concentrations in natural system such as water, sediments or soils. In order to estimate how relevant nanomaterials are for the environment and if risks to organisms can occur, it is necessary to determine their environmental concentration. This is done by the use of modeling in this project.Project description: The goal of this project is to quantify the flows of engineered nanomaterials to the environment and describe their behavior in the environment by applying material flow and environmental fate models. Based on production and use of six important nanomaterials (nano-silver, nano-titanium dioxide, nano-zinc oxide, carbon nanotubes, fullerenes and nano-gold) and their behavior in technical systems, we developed material flow models which estimate the flows to the environment for Switzerland and the EU. The mechanistic modeling of the behavior of the na-nomaterials in natural waters has shown that the binding of the nanomaterials to natural parti-cles is the most important process affecting their fate in water. Because the data to parameterize the models were not available, experimental studies with nanomaterials and natural particles were performed.Regulators and scientists have an urgent need for environmental concentrations of nanomaterials in order to base the discussion on possible environmental risks on a solid foundation. Our re-search project provides these data and thus helps to put the discussion on risks and chances of nanomaterials in the environment on a scientific basis.