05.04.2019

Risiken und Nebenwirkungen von Nanomaterialien

Nanomaterialien könnten Lebensmittelverpackungen effizienter machen, das Risiko für Gesundheit und Umwelt ist aber bislang unbekannt. Durch das Konzept „Safe by Design“ sollen Unternehmen bei der Verwendung von Nanomaterialien wichtige Sicherheitsfragen beachten. Ob es funktioniert, haben die ÖAW-Technikfolgenforscherinnen Gloria Rose und Anna Pavlicek untersucht, unter anderem am Beispiel von Kaffeekapseln.

Laut der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit EFSA ist Nanoton unbedenklich. Damit zählt Nanoton (engl. Nanoclays) zu den elf Nanomaterialien, die als Lebensmittelkontaktmaterialien freigegeben sind und etwa für Verpackungen verwendet werden dürfen. Nanoton basiert auf natürlich vorkommenden Tonen und könnte etwa in Kaffeekapseln zum Einsatz kommen. Bereits kleinste Mengen des Schichtsilikats würden ausreichen, damit Kaffeearomastoffe weniger leicht aus der Kapsel dampfen und der Kaffee länger haltbar ist. Klingt praktisch.

Doch auch wenn das Nanomaterial von der EFSA als unbedenklich eingestuft wurde, ist unklar, ob Nanoton unter gewissen Umständen nicht doch über die Verpackung oder bereits während der Produktion in die Umwelt oder gar in den menschlichen Organismus gelangen könnte. Ebenso unklar ist, welche Konsequenzen das hätte. Denn bisher bestehen immer noch große Wissenslücken über den Umweltverbleib von Nanomaterialien, kritisieren die Humanökologin Gloria Rose und die Umweltmanagerin Anna Pavlicek vom Institut für Technikfolgen-Abschätzung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW). „Das Problem ist, Nanomaterialien verhalten sich sehr unterschiedlich. Man muss immer von Fall zu Fall detailliert untersuchen, ob das Material beispielsweise bei der Verarbeitung freigesetzt wird und somit Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer gefährden könnte“, erklärt Pavlicek.

Mehr Sicherheit durch Safe by Design?

Anders als bei der Entwicklung herkömmlicher Materialien gibt es für die Nanotechnologie keine verlässlichen und reproduzierbaren Nachweis- und Analysemethoden, mit deren Hilfe Hersteller und Verarbeiter das Risiko bereits während der Produktentwicklung erkennen und reduzieren können, erläutert Gloria Rose. Den Versuch, ein solches Konzept zu entwickeln, unternahm im Jahr 2013 ein europäisches Forschungsteam im Rahmen des EU-Projekts NANoREG. Das dabei entstandene Konzept „Safe by Design“ versucht, mögliche Projektrisiken einheitlich zu dokumentieren und zusammenzufassen und bietet Ansätze, wie mit Wissenslücken strukturiert umgegangen werden kann.

Nanomaterialien verhalten sich sehr unterschiedlich. Man muss von Fall zu Fall untersuchen, ob das Material bei der Verarbeitung freigesetzt wird.

Wird etwa mit Nanopuder gearbeitet, könnte das Konzept dazu auffordern, genauer zu prüfen, wie sich das Material in der Lunge verhält, oder auf Arbeitsschutzmaßnahmen hinweisen. „Durch das für Unternehmen freiwillige Konzept versucht man die Firmen dabei zu unterstützen, mögliche Schwachstellen des Produkts frühzeitig zu erkennen und zu beseitigen und zwar von der Grundidee bis hin zu Produktion, Nutzung und Recycling “, so Rose. Letztendlich ist das Ziel, die Innovationsforschung stärker mit der Sicherheitsforschung  zu verbinden. Auf diese Weise können auch versteckte Kosten vermieden werden, ergänzt Pavlicek.

Viel Theorie, wenig Praxis

Bisher ist „Safe by Design“ allerdings nur Theorie. „Man hat sich bislang noch nicht angesehen, ob das Konzept in der Unternehmenspraxis tatsächlich brauchbar ist“, so Rose. Wie das Konzept ankommt, haben die Forscherinnen daher gemeinsam mit Kolleg/innen von der Universität für Bodenkultur Wien sowie einem Klein- und Mittelbetrieb durchgespielt und im Rahmen von Stakeholder-Workshops diskutiert. „Einen Vorteil des Konzepts sehen manche darin, dass dadurch die Daten und Dokumente, die man für mögliche Bewilligungen braucht, zusammengefasst werden“, so Pavlicek. Vorstellbar wäre es, „Safe by Design“ anhand eines Ampelsystems einzuführen, wonach – wie bei einer Checkliste – alle notwendigen Sicherheitsformulare- und Anforderungen aufgelistet sind.

Das Problem ist auch, dass viele Unternehmen gar nicht wissen, dass sie mit Produkten arbeiten, die Nanomaterialien enthalten.

Auf der anderen Seite müssten durch die Anwendung des Konzepts vor allem kleinere Produktionsfirmen externe Expert/innen in den Produktionsprozess einbinden und ihre Produktgeheimnisse preisgegeben, geben die Forscherinnen zu bedenken. Das mache das Konzept für viele zu aufwendig und teuer. „Das Problem ist aber auch, dass viele Unternehmen gar nicht wissen, dass sie mit Produkten arbeiten, die Nanomaterialien enthalten. Wenn es zudem, wie bei Nanoton, bereits von der EFSA freigegeben wurde, sehen viele nicht die Notwendigkeit, weitere sicherheitsrelevante Überlegungen anzustellen“, ergänzt Pavlicek.

Ein Hauptproblem sei aber vielmehr, dass die Checklisten und Tipps zur Anwendung von „Safe by Design“ nicht einfach im Internet zu finden sind und auch nicht verständlich erklärt wird, was genau zu tun ist, kritisieren die Forscherinnen. „Viele Konzepte werden von Forscher/innen in aufwendigen Studien erstellt, sobald das Projekt zu Ende ist, wird leider auch die Homepage nicht mehr aktualisiert. Das ist nicht nur in diesem Fall ein Problem“, so Rose.

Auch wenn es noch viele Lücken gibt, ziehen die Forscherinnen ein positives Fazit und betonen das große Potenzial eines Konzepts, das zu einem frühen Zeitpunkt Sicherheitsfragen anregt.  „Es ist nicht leicht, ein solches Konzept über alle Phasen der Produktentwicklung zu etablieren. Deshalb ist es gut, wenn sich hier möglichst viele Gedanken darüber machen, wo Probleme auftreten könnten und worauf man achten sollte, wenn man Nanomaterialien, zum Beispiel in Lebensmittelverpackungen, verwendet“, erklärt Pavlicek. Auch die Unternehmer/innen stehen einem solchen „Leitfaden“ grundsätzlich positiv gegenüber, so die Forscherinnen.