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Wie verhalten sich Nanopartikel im Wasser?

Das Messer zerkratzt beim Käseschneiden das Brettchen, das Nanopartikel enthält, die Sonnencreme mit solchen Mikroteilchen wird beim Baden im See abgewaschen und die Socken mit Nanosilber werden in der Waschmaschine ordentlich durch genudelt. Im Ergebnis gelangen Nanopartikel ständig im Abwasser, im Müll oder sie schweben als Feinstaub in unserer Atemluft.

Von den Socken direkt in die Kläranlage

Im Jahre 2009 untersuchten Wissenschaftler an der „Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt“ (Empa), wie effektiv Nanosilber beim Sockenwaschen herausgelöst wird. Teilweise reichte schon ein einziger Waschgang in der Waschmaschine aus, um sage und schreibe bis zu 45 Prozent der Nanoteilchen herauszuwaschen.

US-Forscher machten ganz ähnliche Experimente mit dem Ergebnis, dass bei zwei Sockenmarken (von sechs) das Nanosilber bereits nach vier Waschgängen vollständig ausgewaschen war und sich zum größten Teil im Klärschlamm in den Kläranlagen absetzte. Ein kleinerer Teil davon hielt sich in der Schwebe, passierte ungehindert sämtliche Filter und gelangte schließlich in den Fluss.

Die eigentlich erwünschte keimabtötende Eigenschaft ist nun gerade in der Kläranlage, aber auch im natürlichen Gewässer kontraproduktiv, denn zur biologischen Reinigung und den Abbau organischer Stoffe werden Klärbecken extra mit nützlichen Mikroben befrachtet. Auch in Seen und Flüssen zersetzen solche Mikroben zum Beispiel tote Wasserorganismen sowie Reste von Algen und sorgen so für die natürliche Reinigung unserer Binnengewässer. Mit Nanosilber schießen wir uns also ins Knie.

Weitere aufschlussreiche Experimente mit Nanoteilchen im Wasser

Ebenfalls im Jahre 2009 haben Thilo Hofmann und sein Forscherteam von der TU Wien Laboruntersuchungen darüber angestellt, wie Nano-Titandioxid auf Wassermikroben einwirkt. Dazu ließ man eine Lösung mit fünf Milligramm NaTiO2 in ein Becken mit mikrobenreichem Seewasser einströmen, zum einen unter heller Lichteinwirkung und zum anderen bei Dunkelheit. Die gewählte Konzentration der Nanopartikel entsprach in etwa der realen Situation nahe einem Ausfluss einer Kläranlage.

Nach 24 Stunden waren bei den Experimenten im Hellen die Membranen der meisten Mikrobenzellen arg geschädigt. Dies deutet darauf hin, dass die optisch aktiven Nano-Partikel gleichsam wie Katalysatoren beim Ablauf von zellschädigenden photochemischen Reaktionen wirken. Veröffentlicht wurden die Ergebnisse im Fachmagazin „Environmental Science & Technology“.

Im Jahre 2011 haben sich Schweizer Forscher mit Nano-Kohlenstoff-Röhrchen beschäftigt. Zu diesem Zweck legten sie Grünalgen in Wasser, das mit Nano-Röhrchen in einer Konzentration von einem Milligramm pro Liter kontaminiert war. In dieser Situation wuchsen die Algen viel langsamer. Zwar waren sie prinzipiell noch in der Lage zur Photosynthese, aber wegen der Nanoröhrchen neigten sie zum Verklumpen und erhielten daher weniger Licht.