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Development of reference methods for hazard identification, risk assessment and LCA of engineered nanomaterials

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EU standardisiert Tests zu den Risiken von Nanomaterialien

Neu entwickelte Referenzmethoden und -materialien werden die Erforschung der negativen Auswirkungen von technisch entwickelten Nanomaterialien (Engineered Nanomaterials, ENM) auf biologische Systeme wesentlich unterstützen.

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Nanomaterialien gibt es seit vielen Jahren und sie kommen zunehmend in zahlreichen Sektoren von der Unterhaltungselektronik über die Biomedizin bis in den Energiebereich zum Einsatz. Ungeachtet ihrer einzigartigen Eigenschaften im Vergleich zu aus größeren Teilchen bestehenden Materialien ihrer Art, weiß man über deren Langzeitauswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt relativ wenig. Zudem sind Bedenken über die Eignung der gängigen Mess- und Testsysteme in Hinsicht auf die Toxizität von Nanopartikeln aufgekommen. Das größtenteils von der EU finanzierte ambitionierte Projekt NANOVALID (Development of reference methods for hazard identification, risk assessment and LCA of engineered nanomaterials) unternahm einen großen Schritt nach vorn, um diese Wissenslücke zu füllen. Die Projektpartner führten eine umfangreiche Serie von laborübergreifenden Ringversuchen von Mess-, Dispersions-, Kennzeichnungs- und Testverfahren durch, um größenabhängige Eigenschaften oder Wirkungen von technisch entwickelten Nanomaterialien auf Organismen einschließlich des Menschen zu messen. Diese Ringvergleichsstudien ergaben eine Vielzahl von validierten Mess- und Testprotokollen von hoher Zuverlässigkeit, Reproduzierbarkeit und Genauigkeit, die zur Schaffung neuer Standardarbeitsanweisungen (Standard Operating Procedures, SOP) führten. Im Sinne einer erhöhten Aussagekraft, Anwendbarkeit und Robustheit der erprobten Verfahren, nutzte das Team gemeinsam mit anderen relevanten europäischen Projekten bewährte Standardarbeitsanweisungen, wozu auch Standard Operating Procedures für Zellkulturen und die Synthese von Testmaterialien zählten. Auf Grundlage validierter Methoden entwickelten sie überdies Referenzverfahren und zertifizierte Referenzmaterialien. Man erarbeitete neue Belastungsmodelle und experimentelle Ausrüstung zur Simulation und Erzeugung von realen Konzentrationen der Exposition. Insbesondere entwickelten die Teammitglieder einen neuen Heißgas-Nanoprobenehmer und eine Echtzeit-Expositionsvorrichtung, die physikalische und biologische Assays für in Luft schwebende Teilchen kombiniert. Letztlich leistete NANOVALID durch Unterbreitung von Vorschlägen zu neuen Normenprojekten (New Work Item Proposals, NWIP) für neue oder bereits existierende Normen innerhalb von CEN/TC 352 und ISO/TC 229 einen unschätzbaren Beitrag zur Normung existierender Testverfahren, die dafür gedacht sind, das Risiko von technisch entwickelten Nanomaterialien während der Herstellung, Nutzung und Entsorgung genau vorherzusagen. Zudem sollten die entwickelten und validierten Protokolle den Materialwissenschaftlern und Ingenieuren in Forschung und Industrie Hilfestellung dabei geben, innovative technisch entwickelte Nanomaterialien zu schaffen, die von Grund auf sicher (safe by design) sind. Auch die Unternehmen, die an der Kommerzialisierung von Nanomaterialien arbeiten, profitieren von den geringeren Kosten aufgrund der sichereren Ausführung. Für die Hersteller von Produkten bestehen Vorteile beim ENM-Einsatz wegen der sichereren Handhabung, und letztlich sind positive Auswirkungen für die Arbeitskräfte, Verbraucherinnen und Verbraucher sowie die Umwelt aufgrund zuverlässigerer und wirkungsvollerer Kontrollen und Schutzmaßnahmen im Zusammenhang mit dem Exponiertsein zu erwarten. NANOVALID veröffentlichte ein praktisches Orientierungsdokument zum sicheren Umgang mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz, das eine Broschüre, Präsentationen von Feldstudien sowie allgemeine Dokumente umfasst und auf umfassende Weise Risikobewertung und -management unterstützt. Die Broschüre legt Sicherheitsstrategien und Schutzmaßnahmen für den Umgang mit Nanomaterialien sowie Empfehlungen für Lagerung und Entsorgung von Nanomaterialien, Schutz vor Bränden und Explosionen, Schulungen, Einweisungskurse sowie Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz dar. Die Feldstudien, in denen man verschiedene Expositionsszenarien simulierte, umfassten detaillierte Beschreibungen mehrerer Belastungsmessungen an Pilotanlagen und Laboratorien.

Schlüsselbegriffe

Referenzmethoden, technisch entwickelte Nanomaterialien, Gesundheit, NANOVALID, Risikobewertung

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