Prüfung der Bioakkumulation von industriell hergestellten Nanomaterialien

Es werden immer größere Mengen an synthetischen Nanomaterialien (MNMs) für industrielle Zwecke hergestellt und durch die Verwendung oder Entsorgung der Produkte in die Umwelt freigesetzt. Da Stoffe je nach ihrer jährlichen Produktionsmenge einer PBT-Bewertung unterzogen werden, gewinnt die Verfügbarkeit zuverlässiger Methoden zur Bewertung dieser Endpunkte für (entsprechende) Nanoformen/MNMs an Bedeutung.

Nano-HYBIT

Ein vielversprechender Ansatz für Bioakkumulationstests von Nanomaterialien (NMs) könnte der Bioakkumulationstest mit dem benthischen Süßwasser-Amphipoden Hyalella azteca (HYBIT) sein, der von Schlechtriem et al., 2019 (Ref. 1) beschrieben wurde. H. azteca ist ein etablierter Testorganismus für ökotoxikologische Studien und reagiert empfindlich auf Umweltchemikalien und Metalle in der Umwelt. Der Amphipode lässt sich leicht im Labor züchten, ist ganzjährig verfügbar und weist eine hohe Reproduktionsrate sowie ein schnelles Wachstum auf. H. azteca wurde bereits erfolgreich in Studien zur Bioverfügbarkeit von im Wasser und in der Nahrung vorhandenen NMs eingesetzt (Kuehr et al., 2020, Ref. 2). Daher könnte die benthische Art auch ein geeigneter Testorganismus für die Bestimmung des Bioakkumulationspotenzials von Nanomaterialien (NMs) sein.

Eine Studie am Fraunhofer IME hat gezeigt, dass Biokonzentrations- und Biomagnifikationsstudien mit H. azteca in einem angepassten Testsystem geeignet sind, um das Bioakkumulationspotenzial von Metall- und Metalloxid-Nanopartikeln (NPs) zu untersuchen. Das vorgestellte Testkonzept ermöglicht die Prüfung von Nanomaterialien unter kontrollierten Testbedingungen und liefert hochwertige Ergebnisse, die im Rahmen eines abgestuften Ansatzes zur Bioakkumulationsbewertung von Nanopartikeln berücksichtigt werden könnten (Kuehr et al., 2020, Ref. 2).

Stufenweiser Ansatz zur Prüfung von Nanomaterialien

Ein Bewertungsschema für die Bioakkumulationsbewertung von MNMs wurde von Kuehr et al. 2021 vorgestellt (Ref. 3). Die Ergebnisse aus Biokonzentrations- und Biomagnifikationsversuchen mit Amphipoden können in die stufenweise Bewertung einbezogen werden, was eine klare Einstufung der getesteten Nanomaterialien als „bioakkumulativ“ oder „nicht bioakkumulativ“ ermöglicht. Aufgrund des Worst-Case-Szenarios des Amphipoden-Tests kann dieser Ansatz eine Befreiung von weiteren Wirbeltierversuchen ermöglichen.