Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME
Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME

Wirksamkeit und Umwelteigenschaften von Nanomaterialien / Mikroplastik

Nanotechnologie wird für Produkte gezielt eingesetzt, um diese mit definierten Funktionen auszustatten. Von Anfang an sind wir bei der Nanosicherheitsforschung der letzten 20 Jahre beteiligt. Wir beschäftigen uns mit der Untersuchung von freien Nanomaterialien, aber auch von Produkten mit Eigenschaften, die auf die Verwendung von Nanomaterialien zurückzuführen sind.

Darüber hinaus sind jedoch wesentlich mehr Materialformen im Einsatz, wie beispielsweise Hybridmaterialien oder Materialien, die eine breite Größenverteilung auch über den Nanometerbereich hinaus aufweisen. Hierunter kann auch Mikroplastik gezählt werden, das entweder in dieser Größenordnung gezielt hergestellt wird oder während des Lebenszyklus entsteht und in die Umwelt gelangt. Produkte aus dem Hygienebereich oder Pflanzenschutz, sowie Abbau von Plastikabfall oder der Eintrag von Faserabrieb bei der Textilwäsche sind nur Beispiele.

Um die Umwelteigenschaften dieser Materialien zu charakterisieren und einen möglichen Einfluss auf die Umwelt zu klären, führen wir experimentelle Studien durch. Das Methodenspektrum reicht von Standardtests nach internationalen Richtlinien (z. B. OECD) bis hin zu komplexen Studien, in denen wir vielschichtige Zusammenhänge aufklären. Dabei werden die Simulationsuntersuchungen problembezogen konzipiert. Alle Untersuchungen können unter GLP-Bedingungen durchgeführt werden.

Für die Erfassung der Effizienz von Oberflächen mit photokatalytischen Eigenschaften stehen verschiedene ISO-Richtlinien zur Verfügung. So wenden wir beispielsweise Messverfahren zur Bestimmung der antimikrobiellen Wirkung (ISO 27447) oder der Reduktion von Stickoxiden aus der Luft (ISO 22197-1) an. Darüber hinaus entwickeln wir spezielle Messapparaturen für spezifische Fragestellungen.

Wir bringen unser Know-how in die Entwicklung von Richtlinien und Leitfäden ein. Aufgrund unserer Gremientätigkeit (siehe unten) und zahlreichen Verbundprojekten sind wir mit den aktuellen Entwicklungen im Bereich Forschung und Standardisierung vertraut und berücksichtigen diese bei unseren Arbeiten.

 

Ausgewählte Projekte

Ausgewählte Publikationen

Hund-Rinke, K., Baun, A., Cupi, D., Fernandes, T.F., Handy, R., Kinross, J.H., Navas, J.M., Peijnenburg, W., Schlich, K., Shaw, B.J., Scott-Fordsmand, J.J.:
Regulatory ecotoxicity testing of nanomaterials - proposed modifications of OECD test guidelines based on laboratory experience with silver and titanium dioxide nanoparticles. Nanotoxicology (2016) Sep 20:1-6 (DOI: 10.1080/17435390.2016.1229517)

Hüben, M., Leng, Z., Oeser, M., Wang, D., Steinauer, B.:
Herstellung und Laboruntersuchungen von TiO2-haltigem Abstreumaterial zum Stickstoffdioxidabbau. Bauingenieur 90 (2015) Nr. 3:140–146

Hund‑Rinke, K., Herrchen, M., Schlich, K., Schwirn, K., Völker, D.:
Test strategy for assessing the risks of nanomaterials in the environment considering general regulatory procedures. Environ Sci Eur (2015) 27:24 (DOI: 10.1186/s12302-015-0053-6)

Schlich, K., Hund-Rinke, K.:
Influence of soil properties on the effect of silver nanomaterials on microbial activity in five soils. Environmental Pollution 196 (2015) 321-330 (DOI: 10.1016/j.envpol.2014.10.021)

Voelker, D., Schlich, K., Hohndorf, L., Koch, W., Kuehnen, U., Polleichtner, C., Kussatz, C., Hund-Rinke, K.:
Approach on environmental risk assessment of nanosilver released from textiles. Environmental Research 140 (2015) 661-672 (DOI: 10.1016/j.envres.2015.05.011)

Cornelis, G., Hund-Rinke, K., Kuhlbusch, T., Brink, N. van den, Nickel, C.:
Fate and bioavailability of engineered nanoparticles in soils: A review. Critical Reviews in Environmental Science and Technology 44 (2014) No. 24: 2720–2764 (DOI: 10.1080/10643389.2013.829767)

Hund-Rinke, K., Schlich, K.:
The potential benefits and limitations of different test procedures to determine the effects of Ag nanomaterials and AgNO3 on microbial nitrogen transformation in soil. Environmental Sciences Europe ESEU [online] 26 (2014) No. 1, Art.28, 12 pp. (DOI: 10.1186/s12302-014-0028-z)

Meisterjahn, B., Neubauer, E., Kammer, F. von der, Hennecke, D., Hofmann, T.:
Asymmetrical flow-field-flow fractionation coupled with inductively coupled plasma mass spectrometry for the analysis of gold nanoparticles in the presence of natural nanoparticles. Journal of Chromatography A (2014) Vol. 1372: 204-211 (DOI:10.1016/j.chroma.2014.10.093)

Wacker, M.G., Hund-Rinke, K., Creutzenberg, O.:
Quo vadis Nano? Nanomaterialien in der pharmazeutischen Produktentwicklung. Die Pharmazeutische Industrie 76 (2014) No. 7: 1134–1140

Wang, D., Oeser, M., Steinauer, B., Hüben, M.:
Umweltfreundlicher Straßenbelag mit photokatalytischem Stickstoffdioxidabbau. Bautechnik 91 (2014): 720-727 (DOI: 10.1002/bate.201400030)

Hund-Rinke, K., Klawonn, T.:
Investigation of widely used nanomaterials (TiO2, Ag) and gold nanoparticles in standardized ecotoxicological tests. Umweltbundesamt (Hrsg.) UBA-Texte 29/2013, 460 pp. (Download)

Muth-Köhne, E., Sonnack, L., Schlich, K., Hischen, F., Baumgartner, W., Hund-Rinke, K., Schäfers, C., Fenske, M.:
The toxicity of silver nanoparticles to zebrafish embryos increases through sewage treatment processes. Ecotoxicology 22 (2013) No. 8: 1264-1277 (DOI: 10.1007/s10646-013-1114-5)

Schäfers, C., Weil, M.:
Investigation of two widely used nanomaterials (TiO2, Ag) for ecotoxicological long-term effects – adaption of test guidelines. Umweltbundesamt (Hrsg.), UBA-Texte 6/2013, 95 S. (Download)

Schlich, K., Klawonn, T., Terytze, K., Hund-Rinke, K.:
Effects of silver nanoparticles and silver nitrate in the earthworm reproduction test. Environmental Toxicology and Chemistry 32 (2013) No. 1: 181-188 (DOI: 10.1002/etc.2030)

Schlich, K., Klawonn, T., Terytze, K., Hund-Rinke, K.:
Hazard assessment of a silver nanoparticle in soil applied via sewage sludge. Environmental Sciences Europe 25 (2013) No. 17 (DOI: 10.1186/2190-4715-25-17)

Hund-Rinke, K., Schlich, K., Klawonn, T.:
Influence of application techniques on the ecotoxicological effects of nanomaterials in soil. Environmental Sciences Europe: ESEU 24 (2012) Art. 30: 12 pp. (DOI: 10.1186/2190-4715-24-30)

Klawonn, T., Rüdel, H., Knopf, B.:
Total dissolution and digestion methods for engineered metal nanoparticles. Mitt. Umweltchem. Ökotox. 18 (2012) No. 2: 32-34

Schlich, K., Terytze, K., Hund-Rinke, K.:
Effect of TiO2 nanoparticles in the earthworm reproduction test. Environmental Sciences Europe 24 (2012) Art. 5: 10 pp. (DOI: 10.1186/2190-4715-24-5)