Gesundheitliche Wirkung von Nano-Stäuben

SEM-Aufnahme von CNTs. © Materialscientist, Wikimedia Commons

Viele Anwendungen der Nanotechnologien existieren erst seit wenigen Jahrzehnten. Daten zu Ultrafeinstaub-Exposition sind jedoch schon länger verfügbar und insbesondere epidemiologische Studien können Anhaltspunkte zu den Auswirkungen von Nano-Stäuben liefern. Weitere Informationen dazu finden Sie auf der IFA-Webseite Diskussionsstand zur gesundheitlichen Wirkung des IFA, auf welcher diese Seite basiert. Ansprechperson seitens des IFA ist Christian Schumacher (Fachbereich 3 Gefahrstoffe: Umgang - Schutzmaßnahmen, E-Mail).

Ergebnisse toxikologischer Untersuchungen

Einen breiten Einblick in die Diskussion toxikologischer Untersuchungen liefert der Bericht zum Experten-Workshop des BIA.

Schulte et al. (2008) benennen eine Reihe von Parametern, die die mögliche Toxizität von Nanopartikeln beeinflussen.

Roller (2008) schlägt im Zusammenhang mit der Entstehung von Lungentumoren im Tierexperiment das Staubvolumen in Verbindung mit dem Partikeldurchmesser als Dosismaßstab vor. Leider wurden nur in wenigen toxikologischen Studien die eingesetzten Stäube vollständig hinsichtlich der oben genannten Parameter charakterisiert.

Darüber hinaus gestaltet sich die Durchführung von Tierversuchen schwierig, da beispielsweise Effekte des Suspensionsmittels eine größere Bedeutung beim Umgang mit solch kleinen Partikeln zu haben scheinen. Die Standardisierung der Versuchsanordnungen steht erst am Anfang und wird beispielsweise durch koordinierende Aktivitäten der EU unterstützt (vgl. z.B. NanoSafety Cluster, QualityNano).

Im Rahmen der OECD untersucht die "Working party on Manufactured Nanomaterials" die Angemessenheit und Anwendbarkeit von Testverfahren für Chemikalien auf Nanomaterialien.

Staubfraktionen und ihre Lungengängigkeit im Detail

Kohlenstoffnanoröhren  Carbon nanotubes (CNT)

In der jüngeren Vergangenheit gewinnt die Diskussion an Schärfe, ob eine dem Asbest vergleichbare Wirkung durch Kohlenstoffnanoröhren (englisch: carbon nanotubes, CNT) hevorgerufen werden kann, die biobeständig sind und in ihren Abmessungen der Definition von WHO-Fasern entsprechen (Länge > 5 µm, Durchmesser < 3 µm und Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis von > 3:1) (IFA- Asbest an Arbeitsplätzen).

Poland et al. (2008) untersuchten die Wirkung von CNT, die teilweise für diesen Zweck eigens hergestellt worden waren, in der Bauchhöhle von Mäusen. In die gleiche Richtung zielten Versuche von Takagi et al. (2008), die einen besonders empfindlichen Mäusestamm verwendeten. Beide Arbeiten geben Anlass zu der Besorgnis, dass ultrafeine Fasern, die ausreichend lang und biobeständig sind, möglicherweise Krebs erzeugen. In den Studien wurden bewusst Kohlenstoffnanoröhren eingesetzt, die Asbestfasern in Form und Länge ähneln. Darüber hinaus deuten die Ergebnisse von Shvedova et al. (2008) darauf hin, dass auch Kohlenstoffnanoröhren, die nicht der WHO-Faser-Definition entsprechen, sondern in agglomerierter Form vorliegen, eine gesundheitsschädliche Wirkung haben könnten.

Einen Überblick über weitergehende toxikologische Erkenntnisse geben NIOSH im Current Intelligence Bulletin „Occupational Exposure to Carbon Nanotubes and Nanofibers“ (2010)  und allgemeinverständlicher komprimiert das NanoTrust Dossier 24 (2011).

Aktuelle Beurteilungen von Nanopartikeln

Die Europäische Kommission konkretisiert, wie Nanomaterialien im Rahmen von REACH zu behandeln sind und wird diesen Prozess ständig überprüfen. Innerhalb der von der Bundesregierung initiierten und geförderten Forschungsaktivitäten (z. B. Netzwerk NanoCarbon) werden die Auswirkungen auf Mensch und Umwelt über den gesamten Lebenszyklus der CNT untersucht.

Trotz der vorherrschenden Ungewissheit über die Wirkung von Nanopartikeln bilanzieren Schulte et al. (2008), dass es ausreichend vorläufige Information gibt, um Nanopartikel so zu behandeln „als ob“ sie Gefahrstoffe seien. Zu einem ähnlichen Schluss kommt auch die NanoKommission der deutschen Bundesregierung. So formuliert die Arbeitsgruppe 3 der NanoKommission in ihren „Prinzipien für einen verantwortungsvollen Umgang mit Nanomaterialien“ unter dem Prinzip 4 „Risikomanagement etablieren“:

„Bis zum Vorliegen wissenschaftlich basierter Erkenntnisse kann ein mögliches Gefährdungspotential eines bestimmten Nanomaterials nicht ausgeschlossen werden. In diesen Fällen ist das Vorsorgeprinzip (gemäß der EU-Mitteilung vom Februar 2000) anzuwenden“.