Löslichkeit von Nanopartikeln in Wasser

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: 8T20/10.0007.KP

Schlüsselwörter (Deutsch)

metallische Nanopartikel

Metalloxidnanopartikel

Löslichkeitsmessungen

Methodenentwicklung

separation von gelösten und partikulären Teilen

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Es soll eine Methode zur Messung der Auflösung von metallischen Nanopartkeln und Metalloxidnanopartikeln in Wasser entwickelt werden. Zur Beurteilung des Schicksals von Nanopartikeln in der Umwelt und zur Beurteilung ihrer Wirkung in der Umwelt sind Kenntnisse über die Auflösungsvorgänge von grosser Bedeutung. Durch Auflösungsvorgänge können auf die Grösse und die Form zurückzuführende Wirkungen von Nanopartikeln zwar verloren gehen. Andererseits können toxische Metallionen (z. B. Silber, Cadmium) aus Nanopartikeln freigesetzt werden. Löslichkeitsmessungen werden die Grundlagen zur Risikobeurteilung von Nanopartkeln verbessern. Sie werden auch im Hinblick auf die Nanopartikelproduktion von Nutzen sein.

Projektziele (Deutsch)

Die Löslichkeit von metallischen Nanopartikeln und von Nanopartikeln aus Metalloxiden ist messbar.

Im wässerigen Medium soll es möglich sein zu unterscheiden, welcher Anteil von Metallen und Metalloxiden gelöst und welcher partikulärer vorliegt.

Umsetzung und Anwendungen (Deutsch)

Im Forschungsprojekt "Löslichkeit von Nanopartikeln in Wasser" (2010-2013) wurden diverse Metall- und Metalloxidnanopartikel auf ihre Wasserlöslichkeit hin untersucht. Es wurden Nanomaterialien ausgewählt, welche bei der Auflösung toxische Metallionen freisetzen können. Dabei wurden mehrere Messmethoden (Dünnschicht-Diffusionsgradient, Ultrafiltration und Dialysemembran) auf ihre praktische Eignung und Vergleichbarkeit hin getestet. Nach der Methodenentwicklung wurde die Löslichkeit solcher Nanopartikel in sechs typischen natürlichen Gewässern der Schweiz bestimmt. Nebst der Bestimmung des Anteils der im Wasser gelösten Metallionen konnte ebenfalls abgeschätzt werden, welcher Anteil der Nanopartikel im Wasser suspendiert bleibt oder im Sediment abgelagert wird. Die in diesem Projekt angewandte Methode erlaubt es, mittels relativ einfacher Techniken das Lösungs- und Verteilungsverhalten in Gewässern zu bestimmen. Diese Daten sind wesentlich zur Beurteilung des Umweltverhaltens solcher Nanopartikel und zur Expositionsbestimmung der aus ihnen herausgelösten Metallionen. Mit Informationen zum Löslichkeits- und Sedimentierungsverhalten können ökotoxikologische Tests gezielter geplant und durchgeführt werden.