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Titandioxid-Nanopartikel unter dem Elektronenmikroskop

Simulation von Nanopartikeln in Gewässern

Nanopartikel sind mit ihrer Größe von nur millionstel Millimeter bei zahlreichen Produkten beliebt. Ob sie der Umwelt möglicherweise schaden, ist größtenteils unbekannt. Wiener Forscher haben das Verhalten der winzigen Teilichen nun in Gewässern simuliert und können es mit Tests im Labor vorhersagen.

Umwelt 12.12.2011

Farbmittel und UV-Filter

"Derzeit gibt es praktisch keine Technik, um künstliche Nanopartikel in Böden oder in Gewässern zu messen. Daher wissen wir auch nicht, wie sie sich genau verhalten", erklärte Frank von der Kammer, stellvertretender Leiter des Departments für Umweltgeowissenschaften der Universität Wien in einer Aussendung der Uni.

Bei der aktuellen Arbeit der Wissenschaftler standen Materialien im Vordergrund, die bereits in großen Mengen produziert werden und sich in alltäglichen Produkten finden. Dazu gehören neben den antibakteriell wirksamen Silbernanopartikeln auch Titandioxidpartikel, die als Weißpigmente und UV-Filter in Wandfarben, Lacken und Kosmetika eingesetzt werden.

Nanopartikel sind so klein, dass sie im Wasser nicht mehr zu Boden sinken und über weite Strecken transportiert werden können. Bilden sie aber große Flocken, sinken sie ab und können sich im Sediment von Flüssen und Seen anreichern. Ob das passiert, "hängt nicht nur von den Partikeln ab, sondern auch von der chemischen Zusammensetzung und dem pH-Wert des Wassers", erklärte der Leiter des Departments, Thilo Hofmann.

Vorhersagemöglichkeiten

Die Forscher simulierten daher in zahlreichen Experimenten die Bandbreite der chemischen Zusammensetzung natürlicher Gewässer. Sie variierten kontrolliert den pH-Wert sowie die Konzentrationen von Natrium, Kalzium sowie natürlicher organischer Substanzen und analysierten, wie sich dies auf die Nanopartikel auswirkt.

Die große Vielfalt der simulierten hydrochemischen Bedingungen ergibt nach Angaben der Forscher ein Bild, das auf die meisten natürlichen Gewässer übertragen werden kann. Die Umweltgeologen können also durch ihre Experimente im Labor in gewisser Weise vorhersehen, wie sich Partikel etwa in der Donau, dem Rhein oder dem Amazonas verhalten.

Dies sei wichtig, um vorherzusagen, wie weit die Nanopartikel transportiert werden und welche Organismen - je nach Lebensraum - den Teilchen ausgesetzt sind. Zum anderen könne man mit Hilfe der Tests Produkte vergleichen und die Modifikation wählen, die später das gewünschte Verhalten in der Anwendung, aber auch in der Natur, an den Tag legt.

science.ORF.at/APA

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