Viele Produkte des täglichen Lebens bestehen aus Nanomaterialien, deren Existenz von der Fähigkeit abhängt, Materialien in einem winzigen Maßstab zu entwerfen, herzustellen und zu manipulieren, der für das bloße Auge unsichtbar ist. Um Ihnen eine bessere Vorstellung davon zu geben, wie winzig das ist: Nanomaterialien sind bis zu 10 000 Mal kleiner als ein menschliches Haar. Sie werden in vielen Produkten verwendet, von Farben bis hin zu Kosmetika.
Warum unterscheiden sich Nanomaterialien von anderen chemischen Stoffen?
Wenn wir uns Materialien genauer ansehen, stellen wir manchmal fest, dass sich Nanomaterialien ganz anders verhalten und andere Eigenschaften haben als ihre größeren Gegenstücke. Das macht es schwer vorherzusagen, wie sich diese winzigen Teilchen unter verschiedenen Bedingungen verhalten werden, und diese Unvorhersehbarkeit wirft einige sehr wichtige Fragen auf.
Ein Regenmantel zum Beispiel fühlt sich unglaublich weich an, aber wenn man ihn auf Nanoebene betrachtet, stellt man fest, dass einige von ihnen aus Molekülen bestehen, die in Querverbindungen angeordnet sind, um Stoffe zu schaffen, die Wasser und andere Flüssigkeiten abweisen. Wenn Ihnen schon einmal aufgefallen ist, dass Flüssigkeit auf wasserdichter Kleidung kleine Perlen bildet, kann das an der Nanotechnologie liegen.
Aber wie sicher ist es, diese Art von Technologie so nah an der Haut zu tragen, und stellt sie ein Risiko für die Umwelt dar?
Bewertung der Exposition gegenüber Nanomaterialien
Der weltweite Markt für Nanomaterialien wird im Jahr 2020 auf 10,3 Milliarden USD geschätzt und soll bis 2029 auf 38,2 Milliarden USD anwachsen (Business Wire, 2021). Mit der dramatischen Zunahme von nanofähigen Produkten, die jedes Jahr auf den Markt kommen, ist eine Exposition von Mensch und Umwelt unvermeidlich, was Bedenken hinsichtlich der Umweltgesundheit und der Sicherheit dieser neu entstehenden Nanomaterialien aufkommen lässt. Unser wissenschaftlicher Kenntnisstand und unsere Fähigkeit, die beobachteten Eigenschaften von Nanomaterialien zu erklären und zu beschreiben, verbessern sich zwar rasch, bleiben aber begrenzt.
Die Expositionsabschätzung ist ein unvermeidlicher Schritt bei der Bewertung des Risikos von Chemikalien. Eine Möglichkeit, die Exposition zu bestimmen, ist die direkte analytische Messung in der Luft, im Wasser oder in Lebensmitteln, was jedoch sehr kostspielig ist. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung von Instrumenten und Modellen zur Vorhersage der Exposition. Solche Modelle werden seit Jahrzehnten erfolgreich zur Abschätzung der Exposition gegenüber herkömmlichen Chemikalien eingesetzt. Es wurde jedoch kaum umfassend bewertet, ob sie für die Vorhersage der Exposition gegenüber Nanomaterialien geeignet und zuverlässig sind.
Was unternimmt man, um die Wissenslücken in diesem Bereich zu schließen?
Das OECD-Programm für Nanosicherheit hat seit 2007 an vielen Projekten gearbeitet, um die Wissenslücken bei der Bewertung der Exposition gegenüber Nanomaterialien zu schließen. Unter der Leitung Kanadas, Dänemarks und der Vereinigten Staaten stellte die OECD verfügbare Instrumente und Modelle zusammen und bewertete ihre Anwendbarkeit für die Vorhersage der Exposition von Arbeitnehmern, Verbrauchern und der Umwelt durch Nanomaterialien.
Insgesamt wurden 54 Modelle analysiert und nach Umfang, Benutzerfreundlichkeit, Empfindlichkeit und Leistung bewertet. Auf der Grundlage der Ergebnisse dieser Analyse wurden 10 Instrumente/Modelle für Arbeitnehmer, 7 für Verbraucher und 6 für die Umwelt empfohlen bzw. als geeignet für die Bewertung der Exposition gegenüber Nanomaterialien bewertet, auch wenn einige Herausforderungen bestehen bleiben.
Wie kann die Sicherheit von Nanomaterialien verbessert werden?
Chemieunternehmen und Aufsichtsbehörden können das geeignete Instrument oder Modell wählen, um die Exposition gegenüber Nanomaterialien für bestimmte Zwecke zu bewerten, z. B. für Risikobewertungen im Rahmen der Gesetzgebung zur Chemikaliensicherheit. In der Tat verwenden Chemieunternehmen solche Modelle, um festzustellen, ob ein neues Nanomaterial sicher verwendet werden kann, bevor es auf den Markt kommt. Ebenso verwenden Regulierungsbehörden solche Modelle, um festzustellen, ob für das neue Nanomaterial zusätzliche Risikomanagementmaßnahmen ergriffen werden müssen – zum Beispiel für Arbeitnehmer, die mit den Materialien umgehen.
Quelle: OECD Environment Focus