Forschergruppe INTERNANO: Mobilität, Alterung und Funktionsweisen anorganischer synthetischer Nanopartikel in derLand-Wasser-Übergangszone

Mobilität, Alterung und Funktionsweisen anorganischer synthetischer Nanopartikel in der Land-Wasser-Übergangszone. Synthetische Nanopartikel werden in zunehmendem Maße produziert und in einer wachsenden Zahl von Produkten eingesetzt. Dennoch ist ihre Umweltrelevanz bis heute nicht hinreichend verstanden. Es ist weder bekannt, welche Wirkungen von synthetischen Nanopartikeln unter Umweltbedingungen auf die Umwelt und Organismen ausgehen, noch versteht man, welche Prozesse die Alterung, Funktionsweise und Wirkung der Nanoaprtikel in der Umwelt bestimmen. Das Ziel der interdisziplinären Forschergruppe INTERNANO ist es, am Beispiel wichtiger Vertreter von Nanosilber und Nano-Titandioxid die Prozesse zu identifizieren, welche für das Schicksal der synthetischen Nanopartikel im Land-Wasser-Ökosystemen verantwortlich sind. Die Forschergruppe besteht aus den sechs Teilprojekten MASK (Schaumann, Universität Kobenz-Landau) SOILMOBILE (Lang, Technische Universtät Berlin) PORESURFACE (Baumann/Nießner, Technische Universität München) PORENET (Vogel, Helmholtzzentrum für Umweltforschung Leipzig/Halle) IMPACT (Schulz, Universität Koblenz-Landau) BIOFILM (Manz, Universität Koblenz-Landau) INTERNANO kombiniert Kompetenzen aus aquatisch und terrestrisch orientierten Arbeitsgruppen sowie ökotoxikologisch, mikrobiologisch, physikochemisch bodenchemisch und bodenphysikalisch ausgerichtete Disziplinen. Um einzelne Prozesse zu identifizieren, werden in Labor- und Modellsystemen mit steigender Komplexität und Größe, von der mm Skala bis hin zur Meter-Skala, gezielt Bedingungen simuliert, welche typisch für Auenbereiche sind. Als Laborsysteme kommen Mikromodelle, Bodensäulen, Mikrokosmen und Fließrinnen zum Einsatz, die zudem in einem gemeinsamen Land-Wasser-Modellsystem zusammengeführt werden. In den Labor- und Mikrokosmensystemen wird das Schicksal, die Wirkung und der Transport der Nanopartikel unter Bedingungen mit sukzessiv zunehender Naturnähe im Wechselspiel mit natürlichen Kolloiden, gelösten organischen Substanzen, natürlichen Oberflächen, Invertebraten und aquatischen Biofilmen untersucht. Zur Charakterisierung der Nanopartikel kommen neben ökotoxikologischen Testverfahren und einschlägigen Verfahren zur Partikelcharakterisierung chromatographische, mikroskopsche und spektroskopische Methoden zum Einsatz. Insbesondere werden Methoden wie die hydrodynamische Radiuschromatographie und Feldflussfraktionierung für die Untersuchung von Umweltproben mit komplexen Matrices optimiert und mit mikroskopischen Verfahren (Rasterelektronenmikroskopie, Rasterkraftmikroskopie und Ramanmikroskopie) kombiniert. Die Quantifizierung der Nanopartikel erfolgt nach der Auftrennung über ICP-MS, gekoppelt mit speziellen Probenaufgabesystemen. Das von INTERNANO generierte Prozesswissen wird eine Abschätzung der von den untersuchten synthetischen Nanopartikeln potenziell ausgehenden Umweltrisiken ermöglichen und eine qualitative Basis für die Umweltrelevanz der Nanotechnologie liefern.