nanoFate-Modell

Derzeit gibt es keine Anhaltspunkte dafür, dass technisch hergestellte Nanomaterialien (ENM) eine Bedrohung für die Umwelt darstellen. Jedoch bestehen noch viele Wissenslücken, besonders im Hinblick auf die Ökotoxizität von Nanomaterialien. Der Mangel an Beweisen bedeutet jedoch nicht, dass keine Umweltschäden auftreten könnten. Forscher an der Universität von Kalifornien, Santa Barbara, haben das Computer-gestütztes Modell „nanoFate" (nicht zu verwechseln mit dem EU Projekt NanoFate) entwickelt, mit dem auf dynamische Weise Schicksal und Transport von metallischen Nanomaterialien in verschiedenen Kompartimenten simuliert werden. So lässt sich die zeitabhängige Akkumulation der Nanopartikel in den verschiedenen Umweltmedien vorhersagen.

 

Im Vergleich zu bisherigen Modellen für das Schicksal von ENM berücksichtigt nanoFate eine wesentlich breitere Palette von ENM-Prozessen wie z.B. Freisetzung der Nanomaterialien in Luft, Wasser (Süß- und Salzwasser) und Boden (städtisch, landwirtschaftlich, unentwickelt). Weiterhin betrachtet werden Partikelquellen für die Emissionen bei Herstellung, Gebrauch und Entsorgung, Transport innerhalb und zwischen verschiedenen Kompartimenten, Transformationsvorgänge oder auch Aggregations-, Sedimentations- bzw. Auflösungsprozesse.

 

Da sich einige ENMs auch im Laufe der Zeit auflösen, erfasst nanoFate gleichzeitig die langfristige Akkumulation von Nanopartikeln und gelösten Metallionen. Das Modell erlaubt es ebenfalls, weitere wichtige Transformationsprozesse (Oxidierung, Sulfonierung, Adsorption natürlicher organischer Substanzen, Verlust der ursprünglichen Beschichtung) miteinzubeziehen, welche die chemischen Eigenschaften und darüber auch das Verhalten der Nanomaterialien in der Umwelt maßgeblich beeinflussen können. Bislang sind diese Vorgänge allerdings nur unzureichend verstanden und daher noch nicht in das mathematische Modell integriert.

 

 

Original Publikation:

Garner K.L., Suh S., Keller A.A. (2017). Assessing the Risk of Engineered Nanomaterials in the Environment: Development and Application of the nanoFate Model. Environ Sci Technol, 51(10): 5541-5551.

 

 

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