Auf der Spur der kleinsten Teilchen

Siegen..  In Sonnencremes oder Sport-Funktionskleidung ist mehr enthalten als das Auge sehen kann. Kleinstteilchen, sogenannte Nanopartikel. Diese Partikel sind winzig, ihr Durchmesser beträgt unter 100 Nanometer – ein menschliches Haar ist 1000 Mal dicker.

Nanopartikel sind Bestandteil vieler Produkte. Sie gelangen über die Körperpflege oder die Wäsche in Kläranlagen und von dort in Gewässer. Was aber ist auf dem Weg dorthin mit den Nanopartikeln passiert? Wie haben sich die Kleinstteilchen verändert und was bedeutet das für Umwelt und Gesundheit? Mit diesen Fragen beschäftigen sich Forscher der Universität Siegen im Rahmen des Projekts FENOMENO.

Fördersumme 1,1 Millionen Euro

Dabei handelt es sich um ein europäisches Projekt, das die Uni Siegen mit Prof. Christian Schlechtriem am Fraunhofer Institut IME (Schmallenberg), dem Forschungsinstitut für Limnologie der Universität Innsbruck am Mondsee (Österreich) und der Universität Aveiro (Portugal) durchführt. Nationaler Geldgeber ist das Bundesforschungsministerium. Am 1. April 2015 ist das Projekt gestartet, die Fördersumme beträgt mehr als 1,1 Millionen Euro, die Laufzeit ist auf 36 Monate angelegt. Aus der Uni Siegen sind Biologen, Chemiker, Informatiker und Ethiker beteiligt.

„Von Nanomaterialien gehen, wie von anderen Materialien auch, potenzielle Gefahren aus. Wir möchten aber nicht mahnen, sondern aufklären“, sagt Prof. Holger Schönherr, Koordinator des Projekts von der Uni Siegen. Projektziel sei entscheiden zu können, welche Nanomaterialien sicher sind. Zwei Ansätze werden verfolgt. Versucht wird, den Weg von Silber- und Titandioxid-Nanopartikeln in einer Nahrungskette (Algen – Wasserflöhe – Jungfische – Raubfische) im Mondsee in Österreich nachzuverfolgen. Zum anderen werden im Labor gezielt die einzelnen Glieder dieser Nahrungskette untersucht. „Unser Projekt wird den Verbleib und die Auswirkungen von Nanopartikeln auf die aquatische Nahrungskette aufklären und in eine abschließende Risikoabschätzung münden, um die Risiken der Nutzung von Nanoteilchen für Mensch und Umwelt beurteilen zu können“, so Schönherr

In einem ersten Schritt werden Silber- und Titandioxid-Nanopartikel verwendet, die eine Kläranlage passiert haben. Mit hochempfindlicher Elementmassenspektrometrie und hochauflösender Mikroskopie wird analysiert, wie sich diese Nanopartikel verändert haben. Im Labor folgt der nächste Schritt. Die Nanopartikel werden in Verbindung mit Algen, also dem Beginn der Nahrungskette, gebracht. Getestet wird, wie Algen die Nanopartikel aufnehmen.

Fressen und gefressen werden

Dann kommen Wasserflöhe (Daphnien) ins Spiel. Wasserflöhe sind Schlüsselorganismen in der aquatischen Nahrungskette. Sie fressen einerseits Algen und werden andererseits von Jungfischen gefressen. In Testreihen wird erforscht, welche Effekte diese Nanopartikel auf das Verhalten der Wasserflöhe, auf ihre Bewegungen, die Herzschlagrate, den Fortpflanzungserfolg und weitere Kriterien haben.

Die Uni Aveiro wird die biologischen Effekte der Nanopartikel in Algen, Wasserflöhen und Fischen auf molekularer und biochemischer Ebene untersuchen. Die Universität Innsbruck entnimmt dem Mondsee Proben von Wasser, Algen, Wasserflöhen, Fried- und Raubfischen. Diese werden in Kooperation mit allen Partnern chemisch, mikroskopisch, molekular und biochemisch untersucht.

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