NanoTrust-Dossiers

Im Rahmen des Projekts NanoMia1 wurde die zwischen 2007 und 2010 erstellte NanoTrust-Datenbank zu „Nanoprodukten“ am österreichischen Markt im Zeitraum von März bis Juli 2014 aktualisiert und adaptiert. Dabei wurde überprüft, ob sich die seinerzeit eingetragenen Produkte noch am Markt befinden und wenn ja, ob diese noch mit „nano“ beworben werden. Zusätzlich wurden neu auf dem Markt erhältliche Produkte recherchiert. Den 494 Einträgen in der alten NanoTrust-Datenbank stehen nach der Aktualisierung 492 Einträge in der neuen NanoMia-Datenbank gegenüber. Der österreichische Markt für „Nanoprodukte“ hat sich hinsichtlich des Angebots und der Produktpalette insgesamt demnach kaum verändert. Eine stetige Zunahme an „Nanoprodukten“ konnte nicht festgestellt werden. Sofern von den Herstellern angegeben, wurde auch ein in Produkten eingesetztes Nanomaterial in die Datenbank aufgenommen. Eine wesentliche Verbesserung des Kenntnisstandes zu Nanomaterialien in Konsumprodukten brachte die gesetzliche Deklarationsverpflichtung bei kosmetischen Mitteln. So verzeichnet die aktualisierte Datenbank wesentlich mehr Einträge in der Kategorie „Kosmetika“ als die alte NanoTrust-Datenbank. Das am häufigsten bei Konsumprodukten genannte Nanomaterial ist Titandioxid (TiO2), das u. a. bei Kosmetika als UV-Filter eingesetzt wird. Eine Adaptierung der Datenbank wurde hinsichtlich des „Nano-Claims“ vorgenommen, d. h. die Produkte wurden in Klassen gemäß dem unterschiedlichen Informationsgehalt der Herstellerangaben eingeteilt. Die verlässlichsten Informationen zu eingesetzten Nanomaterialien liegen bei Produkten vor, für die bereits eine gesetzliche Kennzeichnungspflicht besteht.

ACHTUNG -- In der Erst-Version, online vom 8. bis 18. September 2014, wurde auf S. 3 Abs. 1 ein Zahlensturz festgestellt. Dies wurde mittlerweile korrigiert [Stand 02.10.2014].
Aufgrund ihrer speziellen chemischen und physikalischen Eigenschaften werden synthetisch hergestellte Nanomaterialien bereits in einer Vielzahl verschiedener Produkte und Anwendungen eingesetzt. Am Ende des Produktlebenszyklus können Nanomaterialien über die Abfallströme in Abfallbehandlungsanlagen und Deponien gelangen, aber es ist nur sehr wenig darüber bekannt, wie sich Nanomaterialien in der Entsorgungsphase verhalten und ob Umwelt- oder Gesundheitsrisiken bestehen. Spezielle gesetzliche Vorgaben für eine gesonderte Behandlung Nanomaterial-haltiger Abfälle bestehen nicht. Informationen über eingesetzte Nanomaterialien, deren Form und Zusammensetzung sowie über Mengen und Konzentrationen liegen kaum vor. Derzeit wird davon ausgegangen, dass stabile Nanopartikel (z. B. Metalloxide) in einer Müllverbrennungsanlage (MVA) weder chemisch noch physikalisch verändert werden und sich diese v. a. in den Rückst.nden (z. B. Schlacke) ansammeln, die schlussendlich deponiert werden. Das Entsorgungsproblem wird bei stabilen Nanopartikeln also auf nachfolgende Schritte in der Behandlung von Abfällen verlagert. Carbon Nanotubes (CNT) werden in MVA fast vollständig verbrannt. Filteranlagen erweisen sich nur teilweise als effizient und es kann nicht ausgeschlossen werden, dass Nanopartikel in die Umwelt freigesetzt werden. Die Verbrennung von Nanomaterialien in Produkten kann auch dazu führen, dass vermehrt organische Schadstoffe als unerwünschte Nebenprodukte entstehen. Zum Verhalten von Nanomaterialien in Deponien liegen nur wenige Untersuchungen vor. Beim Recycling von Produkten mit Nanomaterialien ist eine Freisetzung ebenfalls nicht ausgeschlossen bzw. durch Zerkleinerungsprozesse wahrscheinlich.

Medien spielen eine wichtige Rolle bei der Meinungsbildung in der Gesellschaft, indem sie die Aufmerksamkeit zu ausgewählten Themen fördern und diese der Bevölkerung näherbringen. Dies gilt besonders für Bereiche, mit denen ein Großteil der Bevölkerung ansonsten keine direkten Berührungspunkte hat, wie etwa der Nanotechnologie. Eine aktuelle Studie für ausgewählte Printmedien im deutschsprachigen Raum stellt nun vor, wie das Stimmungsbild in den Medien zur Nanotechnologie ausfällt, welche Themen maßgeblich behandelt werden, welche Akteure dafür herangezogen werden, und erklärt, dass die Befürchtung einer risikozentrierten, kontroversen Berichterstattung über diese Technologie (zumindest bis jetzt) entkräftet werden kann.

Nano-Titandioxid (nano-TiO2) ist das meist hergestellte Nanomaterial und bereits in vielen Produkten vorhanden, sowohl in regulärer als auch in nanoskalige Größe. Deshalb ist es auch das am besten untersuchte Nanopartikel. Viele in-vivo- wie auch in-vitro-Studien wurden durchgeführt, um mögliche Gefährdungspotenziale für die Umwelt zu prüfen. Nach wie vor sind allerdings die Langzeiteffekte für die Umwelt unbekannt. Kurzzeitexpositionen mit hohen Dosen zeigen Schädigungen sowohl auf aquatische als auch auf terrestrische Ökosysteme. Spezifische Regulierung für nano-TiO2 gibt es zurzeit keine.

Nano-Titandioxid (nano-TiO2) ist das meist hergestellte Nanomaterial und bereits in vielen Produkten vorhanden, sowohl in regulärer als auch in nanoskalige Größe. Deshalb ist es auch das am besten untersuchte Nanopartikel. Viele in-vivo- wie auch in-vitro-Studien wurden durchgeführt, um mögliche Gefährdungspotenziale zu prüfen, wenngleich die epidemiologischen Studien keine TiO2-spezifischen Effekte aufwiesen. Zurzeit gibt es allerdings keine nano-TiO2-spezifischen epidemiologische Studien und auch keine Daten über eine mögliche Exposition. Dennoch haben unterschiedliche internationale Gremien das Material als „möglicherweise krebserregend für den Menschen“ auf Grund von Tierversuchen eingestuft und auf Risiken hingewiesen. Spezifische Regulierung für nano-TiO2 gibt es zurzeit keine und deshalb gelten die (Ultra-)Feinstaubregelungen.

Der Grundbestandteil des Titandioxids (TiO2) ist das Element Titan, das zu den zehn häufigsten Metallen der Erdkruste zählt. TiO2 kommt in der Natur in drei unterschiedlichen Kristallstrukturen vor, wobei alle Formen unterschiedliche physikalische Eigenschaften besitzen, die unterschiedlich genutzt werden. Daher ist auch TiO2 ein weit verbreiteter Produktbestandteil von Farben und Lacken, Kosmetika, Textilien, Papier, Kunststoffen und auch in Lebensmitteln für die Verbesserung der Textur. In Sonnenschutzmitteln wird nano-TiO2 etwa seit dem Jahr 1990 als sogenannter physikalischer UV-Filter eingesetzt. Die photokatalytische Wirkung von nano-TiO2 wird ebenfalls vielfältig verwendet. Das hohe Oxidationsvermögen von nano-TiO2-Beschichtungen soll z. B. selbstreinigende Oberflächen ermöglichen, da sie organische Verschmutzungen abbauen und somit auch Bakterien abtöten. Zukünftig sollen die photochromische und elektrochromische Eigenschaften (reversible Farbveränderung durch Licht oder Spannung) mehr genutzt werden und auch die Verwendung von nano-TiO2 im Bereich der alternativen Energieerzeugung wird erforscht.

Nanotechnologie und Nanomaterialien bieten auch im Bereich der Bauwirtschaft und der Architektur neue Möglichkeiten. „Nano-Produkte“ für das Bauwesen finden sich derzeit vor allem in vier Bereichen: zementgebundene Baustoffe, Lärm- und Wärmedämmung bzw. Temperaturregelung, Oberflächenbeschichtungen zur Verbesserung der Funktionalitäten diverser Materialien sowie Brandschutz. Zurzeit sind Nanomaterialien – und folglich „Nano-Produkte“ – aufgrund der erforderlichen Produktionstechnologie noch erheblich teurer als die konventionellen Alternativen und die technische Leistung vieler Produkte muss erst noch nachgewiesen werden. Sowohl ArbeitnehmerInnen wie auch EndanwenderInnen können bei der Verwendung eines „Nano-Bauproduktes“ mit Nanomaterialien in Kontakt kommen und sind vor möglichen gesundheitlichen Gefährdungen zu schützen. Vor allem den EndanwenderInnen fehlt aber oft die Information, welches Nanomaterial sich in welcher Form und Konzentration in einem Produkt befindet. Ist ein Nanomaterial fest in eine Matrix eingebunden, etwa in Beton oder in einem Isoliermaterial, ist die Wahrscheinlichkeit einer Exposition mit dem Nanomaterial nach derzeitigem Kenntnisstand sehr gering oder überhaupt nicht gegeben, soferne das Produkt nicht zerstörend bearbeitet wird. Wird etwa eine Nanobeschichtung aufgesprüht oder Mörtel auf einer Baustelle angerührt, bestehen für ArbeiterInnen mögliche Gesundheitsgefährdungen durch das Einatmen von Staub oder kleinsten Flüssigkeitströpfchen (Aerosole). Da derzeit „Nano-Bauprodukte“ am Markt noch eine untergeordnete Rolle spielen erscheint eine aktuelle Umweltgefährdung durch Nanomaterialien gering. Es existieren allerdings kaum Daten zur Exposition, daher kann derzeit für kein Nanomaterial eine umfassende Risikobewertung vorgenommen werden.

Kennzeichnung ist ein zentrales Steuerungsinstrument in der Risikoregulierung. In der Regel werden damit unterschiedliche Ziele verfolgt: Einerseits sollen Kennzeichnungen den VerbraucherInnen mündige Kaufentscheidungen ermöglichen und sie vor irreführender Information schützen; andererseits sollen sie innovative Produktentwicklung ermöglichen und fördern. KonsumentInnen werden damit in das Risikomanagement verschiedener Produktgruppen mit einbezogen. Die Kennzeichnung nanomaterialhaltiger Produkte war von Anfang an Bestandteil des Nanoregulierungsdiskurses sowohl auf nationaler als auch auf EU-Ebene. Während die Mitgliedstaaten auf nationale Alleingänge bislang verzichteten, finden nanospezifische Kennzeichnungspflichten zunehmend Eingang in das EU-Recht, vorerst in den Bereichen Kosmetika, Lebensmittel und Biozidprodukte. Darüber hinausgehende internationale Initiativen zur freiwilligen Kennzeichnung konnten sich bislang nicht am Markt durchsetzen.

Die Mittel des bereits 2002 von der EU-Kommission eingerichteten Förderschwerpunkts zur Erforschung der Nanotechnologien eingerichtet (NMP – Nanotechnologie und -wissen-schaften, neue Materialien und neue Produktionsprozesse) wurden im derzeit laufenden 7. Rahmenprogramm aufgestockt. Besonders stark gewachsen sind Aufwendungen für die Er-forschung von Umwelt- und Gesundheitsauswirkungen von Nanopartikeln (NP). Es gab nicht nur Budgetmittel für zusätzliche Forschungsprojekte, auch die Förderstrukturen wurden ver-bessert. Die Kommission verfolgt im Wesentlichen zwei Ziele. Zum Einen soll eine stärkere Vernetzung der wissenschaftlichen Einrichtungen Synergieeffekte schaffen und Redundanzen auf nationaler Ebene vermeiden helfen. Zum Anderen soll durch die Einrichtung von interna-tionalen Foren und Kommunikationsplattformen der Wissensaustausch zwischen den befass-ten Institutionen intensiviert werden. An diesen Netzwerken sind auch EU-Einrichtungen wie das Joint Research Centre maßgeblich eingebunden. Ein solches Netzwerk stellt der Nanosa-fety-Cluster dar, in dem bisher mehr als dreissig EHS-Projekte (davon noch fünf aus dem 6. Rahmenprogramm) zusammengefasst sind. In der Vergangenheit wurden vor allem mögliche gesundheitliche Auswirkungen synthetischer Nanomaterialien erforscht; zunehmend werden auch potentielle Schädigungen der Umwelt und der Schutz der Beschäftigten bei der Herstel-lung und Verarbeitung von Nano-Komponenten untersucht. Außerdem werden auch For-schungsvorhaben, die sich mit Fragestellungen zur notwendigen Durchsetzung von Regulie-rungsansätzen beschäftigen (Laboranalytik, Nachweisverfahren, Entwicklung und Anpassung von Messgeräten) verstärkt gefördert.

Nanomaterialien und Produkte, die solche Materialien enthalten, werden bereits vielfach eingesetzt, weil sie technologisch interessante nano-spezifische Eigenschaften besitzen wie etwa erhöhte Zugfestigkeit, verbesserte elektrische Leitfähigkeit, besondere optische Eigenschaften oder spezielle medizinisch-chemische Wirkungen. Doch dieselben Eigenschaften, die diese Substanzen technologisch interessant machen, könnten möglicherweise gesundheitliche Risiken für die Personen mit sich bringen, die mit diesen Substanzen umgehen. Denn die geringen Partikelgrößen und die erhöhte Reaktivität als Folge der besonderen Oberflächeneigenschaften sind auch für die biologische Aktivität und damit für die Toxizität dieser Materialien maßgeblich. Als Folge der zunehmenden Verbreitung kommen Beschäftigte vor allem in Forschungslabors, aber auch bei industriellen Herstellungs- und Verarbeitungsprozessen immer häufiger in Kontakt mit Nanosubstanzen. Daher ist der ArbeitnehmerInnenschutz aus Sicht der Regulierung besonders wichtig. Aus der verfügbaren Literatur zur Arbeitssicherheit ergeben sich in Zusammenhang mit Nanomaterialien folgende besonders relevante Themenbereiche: Gesundheitsrisiken, Anpassung von Nachweis- und Messmethoden, tatsächliche Expositionsszenarien an Arbeitsplätzen, Definition und Erhebung bestehender Arbeitsplätze für Nanomaterialien, Empfehlungen zum ArbeitnehmerInnenschutz von Behörden und von der Industrie sowie arbeitsmedizinische Vorsorgemaßnahmen.

Derzeit gibt es keine eindeutigen Hinweise darauf, dass künstliche hergestellte Nanopartikel (ENPs) eine signifikante Gefährdung für die Umwelt darstellen. Allerdings bestehen noch große Wissenslücken:
Umweltanalytik: Geeignete Methoden zur Bestimmung von Nanopartikel-Konzentrationen und Eigenschaften in komplexen Umweltmedien, wie z. B. Wasser, Boden, Sediment oder Klärschlamm, wie auch in Organismen müssen erst noch entwickelt werden.
Verbleib und Verhalten in den natürlichen Umweltkompartimenten: Die speziellen Eigenschaften von künstlichen Nanomaterialien machen Vorhersagen schwierig. Der derzeitige Mangel an Daten ist ein großes Hindernis für die realistische Gesamteinschätzung des Verbleibs und des Verhaltens von Nanomaterialien in der Umwelt.
Ökotoxikologie: Die Forschung konzentriert sich primär auf kontrollierte Laboruntersuchungen mit Zellkulturen oder Modellorganismen. Einer der Hauptkritikpunkte sind die dabei verwendeten unrealistisch hohen Dosierungen. Bislang gibt es keine ökotoxikologischen Untersuchungen, die im Detail die Mechanismen der Aufnahme, der Verteilung, der Verstoffwechslung und der Ausscheidung von Nanopartikeln erklären könnten.
Umweltexposition: Die wahrscheinlichsten Eintrittspfade von Nanomaterialien in die Umwelt sind Abwasser und Abfall, doch bislang liegen für kein Nanomaterial quantitative Expositionsdaten vor. Studien basieren ausschließlich auf Modellberechnungen und Schätzungen, was eine umfassende Risikoabschätzung erheblich erschwert.Insgesamt ist festzustellen, dass stichhaltige Aussagen, ob Umweltschäden auftreten können oder nicht, derzeit kaum möglich sind.

Derzeit gibt es keine eindeutigen Hinweise darauf, dass künstliche hergestellte Nanopartikel (ENPs) eine signifikante Gefährdung für die Umwelt darstellen. Allerdings bestehen noch große Wissenslücken:
Umweltanalytik: Geeignete Methoden zur Bestimmung von Nanopartikel-Konzentrationen und Eigenschaften in komplexen Umweltmedien, wie z. B. Wasser, Boden, Sediment oder Klärschlamm, wie auch in Organismen müssen erst noch entwickelt werden.
Verbleib und Verhalten in den natürlichen Umweltkompartimenten: Die speziellen Eigenschaften von künstlichen Nanomaterialien machen Vorhersagen schwierig. Der derzeitige Mangel an Daten ist ein großes Hindernis für die realistische Gesamteinschätzung des Verbleibs und des Verhaltens von Nanomaterialien in der Umwelt.
Ökotoxikologie: Die Forschung konzentriert sich primär auf kontrollierte Laboruntersuchungen mit Zellkulturen oder Modellorganismen. Einer der Hauptkritikpunkte sind die dabei verwendeten unrealistisch hohen Dosierungen. Bislang gibt es keine ökotoxikologischen Untersuchungen, die im Detail die Mechanismen der Aufnahme, der Verteilung, der Verstoffwechslung und der Ausscheidung von Nanopartikeln erklären könnten.
Umweltexposition: Die wahrscheinlichsten Eintrittspfade von Nanomaterialien in die Umwelt sind Abwasser und Abfall, doch bislang liegen für kein Nanomaterial quantitative Expositionsdaten vor. Studien basieren ausschließlich auf Modellberechnungen und Schätzungen, was eine umfassende Risikoabschätzung erheblich erschwert.Insgesamt ist festzustellen, dass stichhaltige Aussagen, ob Umweltschäden auftreten können oder nicht, derzeit kaum möglich sind.

Mittels nanotechnologischer Produkte, Verfahren und Anwendungen könnte durch Einsparungen bei Rohstoffen, Energie und Wasser sowie durch Reduktion von Treibhausgasen und problematischer Abfälle ein wesentlicher Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz geleistet werden. Nanomaterialien können etwa die Widerstandsfähigkeit von Materialien erhöhen; schmutz- und wasserabweisende Beschichtungen sollen helfen, den Reinigungsaufwand zu reduzieren, neuartige Dämmmaterialien, die Energieeffizienz von Gebäuden zu verbessern, der Zusatz von Nanopartikeln zu einem Material, eine Gewichtsreduktion und damit Energieeinsparungen beim Transport zu bewirken. Besondere Hoffnungen werden in nanotechnologisch optimierte Produkte und Verfahren zur Energiegewinnung und -speicherung gesetzt, die derzeit in Entwicklung sind.

Das nachhaltige Potenzial von Nanotechnologie wird oft betont, aber es handelt sich dabei eher um eine wenig belegte Erwartung. Um die tatsächlichen Auswirkungen eines Produktes auf die Umwelt – sowohl Entlastungseffekte als auch mögliche Gefährdungen – feststellen zu können, müsste der gesamte Lebenszyklus von der Herstellung der Ausgangsmaterialien bis zur Entsorgung am Ende der Lebensdauer betrachtet werden. Einige der wenigen bislang durchgeführten Lebenszyklus-Analysen zeigen für bestimmte Produkte durchaus verringerte Umweltwirkungen bzw. Energie- und Ressourceneinsparungen durch die Verwendung von Nanomaterialien bzw. nanotechnologischer Verfahren. Doch nicht jedes „Nano-Produkt“ ist a priori umweltfreundlich oder nachhaltig und die Herstellung von Nanomaterialien benötigt oftmals noch viel Energie, Wasser und umweltproblematische Chemikalien.

Was die Risiken der Nanotechnologie betrifft, stehen Nanomaterialien und insbesondere freie Nanopartikel im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit. Neben der Untersuchung ihrer möglichen Toxizität ist die Frage der Exposition von Mensch und Umwelt entscheidender Bestandteil einer Risikoabschätzung. Frei in Luft suspendierte (verteilte und eingebettete) Nanopartikel sind dabei besonders relevant, da sie leicht über die Lunge in den menschlichen Körper eindringen können. Außerdem kann die Verbreitung von Nanopartikeln in der Luft schlecht kontrolliert werden.
Mittels kommerziell erhältlichen Partikelzählern kann man die Konzentration von Partikeln und Tröpfchen in der Luft bis hinunter zu einer Größe von wenigen Nanometern bestimmen. Angesichts der hohen Hintergrundkonzentration von natürlichen und durch menschliche Ak-tivität erzeugten Nanopartikeln besteht das vordringliche Problem darin, zwischen natürlichen und synthetischen Nanopartikeln zu unterscheiden. Während die Konzentrationsmessungen vor Ort in wenigen Minuten durchgeführt werden können, ist die Analyse der in der Luft ent-haltenen Nanopartikel, die Bestimmung ihrer Form und Zusammensetzung nur mit aufwendi-gen elektronenmikroskopischen Verfahren im Labor möglich. Dieser Sachverhalt stellt derzeit und auch in naher Zukunft das Hauptproblem einer Bestimmung der Konzentration von syn-thetischen Nanopartikeln dar.