UMSICHT

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UMSICHT – Abschätzung der Umweltgefährdung durch Silber-Nanomaterialien: vom chemischen Partikel bis zum technischen Produkt

Das Vorhaben UMSICHT hatte zum Ziel, Verhalten, Verbleib und Wirkung von Silber Nanopartikel in der Umwelt besser zu verstehen. Von unterschiedlich hergestellten Partikeln wurden unter verschiedenen Bedingungen Lösungs-, Transportverhalten, Stabilität und Wirkung auf Lebewesen in Gewässern und Böden untersucht. Dabei wurden Standardverfahren eingesetzt, aber auch einige optimiert oder neue entwickelt.

Als Beispiel für Verbraucherprodukte wurden Silber Nanopartikel in Textilien untersucht – von der Partikel-, Faser- und Gewebeherstellung über das Abrieb- und Waschverhalten bis hin zur Entsorgung in der Kläranlage.
Es wurde deutlich, dass die Art der Textilherstellung entscheidend dafür ist, ob und in welcher Menge die Partikel in die Umwelt gelangen: im Idealfall so gut wie nichts, im schlechtesten Fall nahezu alles. Da Silber Nanopartikel in der Kläranlage nicht vollständig zurückgehalten werden, kann ein kleiner Teil in Gewässer gelangen; der größte Teil wird jedoch über die landwirtschaftliche Klärschlammverwertung im Boden enden.

Für fast alle untersuchten Kleinlebewesen waren die Nanopartikel bzw. das daraus gelöste Silber hoch giftig – andererseits sind die Mengen, die letztlich in die Umwelt gelangen, vergleichsweise gering. Da Silber nicht abgebaut werden kann, ist jedoch nicht auszuschließen, dass im Lauf von Jahrzehnten bis Jahrhunderten Bodenlebewesen geschädigt werden. Dies gilt insbesondere für Rückstände aus Importprodukten, bei denen weder Herstellungsweise, noch die Menge enthaltenen Silbers, noch die Produktionsmengen selbst bekannt sind. Die Unübersichtlichkeit des Produktmarkts erwies sich als größtes Hindernis für zuverlässige Prognosen.

Förderkennzeichen: BMBF - FKZ 03X0091
Laufzeit: 01.05.2010 - 30.04.2013 (verlängert bis 31.07.2013)

Projektleitung

UFT Universitaet Bremen Logo
Prof. Dr. Juliane Filser, Universität Bremen, Zentrum für Umweltforschung und nachhaltige Technologien (UFT)

Projekt-Partner

Universität Bremen, Zentrum für Umweltforschung und nachhaltige Technologien (UFT)
Hohenstein Institut für Textilinnovation gGmbH
Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie (IME)
Umweltbundesamt (UBA)
TU Dresden, Institut für Verfahrens- & Umwelttechnik (IVU), AG Mechanische Verfahrenstechnik (MVT)
Philipps-Universität Marburg, Arbeitsgruppe Biophotonik
IWT Stiftung Institut für Werkstofftechnik
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR)
Bremer Umweltinstitut GmbH
CHT R. Beitlich GmbH
Rent-a-Scientist GmbH
Ostthüringische Materialprüfgesellschaft für Textil und Kunststoffe mbH
Lauffenmühle GmbH Co. KG

Veröffentlichungen

2015

  • Hoppe M., Mikutta R., Utermann J., Duijnisveld W., Kaufhold S., Stange C.F., Guggenberger G. (2015). Remobilization of sterically stabilized silver nanoparticles from farmland soils determined by column leaching. Eur J Soil Sci, 66(5): 898-909.

2014

  • Baumann J., Y. Sakka, C. Bertrand, J. Koeser, J. Filser (2014). Adaptation of the Daphnia sp. acute toxicity test: miniaturization and prolongation for the testing of nanomaterials. Environ Sci Pollut Res Int 21(3): 2201-2213.
  • Engelke M., Koser J., Hackmann S., Zhang H., Madler L., Filser J. (2014). A miniaturized solid contact test with Arthrobacter globiformis for the assessment of the environmental impact of silver nanoparticles.Environ Toxicol Chem, 33(5): 1142-1147.
  • Hoppe M., Mikutta R., Utermann J., Duijnisveld W., Guggenberger G. (2014). Retention of sterically and electrosterically stabilized silver nanoparticles in soils.Environ Sci Technol, 48(21): 12628-12635.

2013

  • Ashraf S., A. Z. Abbasi, C. Pfeiffer, S. Z. Hussain, Z. M. Khalid, P. R. Gil, W. J. Parak and I. Hussain (2013). Protein-mediated synthesis, pH-induced reversible agglomeration, toxicity and cellular interaction of silver nanoparticles. Colloids Surf B Biointerfaces 102(0): 511-518.
  • Caballero-Díaz E., C. Pfeiffer, L. Kastl, P. Rivera-Gil, B. Simonet, M. Valcárcel, J. Jiménez-Lamana, F. Laborda and W. J. Parak (2013). The Toxicity of Silver Nanoparticles Depends on Their Uptake by Cells and Thus on Their Surface Chemistry. Particle & Particle Systems Characterization, 30(12): 1079-1085.
  • Fadeel B., N. Feliu, C. Vogt, A. M. Abdelmonem and W. J. Parak (2013). Bridge over troubled waters: understanding the synthetic and biological identities of engineered nanomaterials. Wiley Interdiscip Rev Nanomed Nanobiotechnol 5(2): 111-129.
  • Filser, J., S. Wiegmann and B. Schroeder (2013). Collembola in ecotoxicology—Any news or just boring routine? Applied Soil Ecology(0).
  • Filser J., D. Arndt, J. Baumann, M. Geppert, S. Hackmann, E. M. Luther, C. Pade, K. Prenzel, H. Wigger, J. Arning, M. C. Hohnholt, J. Koser, A. Kuck, E. Lesnikov, J. Neumann, S. Schutrumpf, J. Warrelmann, M. Baumer, R. Dringen, A. von Gleich, P. Swiderek and J. Thoming (2013). Intrinsically green iron oxide nanoparticles? From synthesis via (eco-)toxicology to scenario modelling. Nanoscale 5(3): 1034-1046.
  • Pelaz B., G. Charron, C. Pfeiffer, Y. Zhao, J. M. de la Fuente, X. J. Liang, W. J. Parak and P. Del Pino (2013). Interfacing engineered nanoparticles with biological systems: anticipating adverse nano-bio interactions. Small 9(9-10): 1573-1584.
  • Rivera-Gil P., D. Jimenez de Aberasturi, V. Wulf, B. Pelaz, P. del Pino, Y. Zhao, J. M. de la Fuente, I. Ruiz de Larramendi, T. Rojo, X. J. Liang and W. J. Parak (2013). The challenge to relate the physicochemical properties of colloidal nanoparticles to their cytotoxicity. Acc Chem Res 46(3): 743-749.
  • Schlich K., T. Klawonn, K. Terytze and K. Hund-Rinke (2013). Hazard assessment of a silver nanoparticle in soil applied via sewage sludge. Environmental Sciences Europe 25(1): 17.
  • Schlich K., T. Klawonn, K. Terytze and K. Hund-Rinke (2013). Effects of silver nanoparticles and silver nitrate in the earthworm reproduction test. Environ Toxicol Chem 32(1): 181-188.
  • Van Hoecke K., K. A. De Schamphelaere, Z. Ali, F. Zhang, A. Elsaesser, P. Rivera-Gil, W. J. Parak, G. Smagghe, C. V. Howard and C. R. Janssen (2013). Ecotoxicity and uptake of polymer coated gold nanoparticles. Nanotoxicology 7(1): 37-47.

2012

  • Di Corato R., D. Palumberi, R. Marotta, M. Scotto, S. Carregal-Romero, P. Rivera Gil, W. J. Parak and T. Pellegrino (2012). Magnetic nanobeads decorated with silver nanoparticles as cytotoxic agents and photothermal probes. Small 8(17): 2731-2742.
  • Hajipour M. J., K. M. Fromm, A. A. Ashkarran, D. Jimenez de Aberasturi, I. R. de Larramendi, T. Rojo, V. Serpooshan, W. J. Parak and M. Mahmoudi (2012). Antibacterial properties of nanoparticles. Trends Biotechnol 30(10): 499-511.
  • Huang S., C. Pfeiffer, J. Hollmann, S. Friede, J. J. Chen, A. Beyer, B. Haas, K. Volz, W. Heimbrodt, J. M. Montenegro Martos, W. Chang and W. J. Parak (2012). Synthesis and characterization of colloidal fluorescent silver nanoclusters. Langmuir 28(24): 8915-8919.
  • Hund-Rinke K., K. Schlich and T. Klawonn (2012). Influence of application techniques on the ecotoxicological effects of nanomaterials in soil. Environmental Sciences Europe 24(1): 30.

2011

  • Soenen S. J., P. Rivera-Gil, J.-M. Montenegro, W. J. Parak, S. C. De Smedt and K. Braeckmans (2011). Cellular toxicity of inorganic nanoparticles: Common aspects and guidelines for improved nanotoxicity evaluation. Nano Today 6(5): 446-465.
  • Hoppe M., Utermann, J., Mikutta, R. und Guggenberger, G. (2011). Mobilitaet von Silber und Silbernanopartikeln in Boeden. Vortrag mit Publikation, DBG Jahrestagung 2011.

2010

Alle verfügbaren Abschlussberichte des UMSICHT Konsortiums finden Sie auf den Seiten der TIB Hannover https://www.tib.eu/de/
  • Universität Bremen - Zentrum für Umweltforschung und Umwelttechnologie (UFT) - Abt. 10 (2013). Verbundprojekt: Abschätzung der Umweltgefährdung durch Silber-Nanomaterialien: vom chemischen Partikel bis zum technischen Produkt : Verbundprojekt: UMSICHT; Köser, Jan; Universität Bremen - Zentrum für Umweltforschung und Umwelttechnologie (UFT) - Abt. 10; FKZ 03X0091A; TIB Hannover.
  • Hohenstein Institut für Textilinnovation (2013). Abschätzung der Umweltgefährdung durch Silber-Nanomaterialien - vom chemischen Partikel bis zum technischen Produkt : Abschlussbericht ; BMBF-Forschungsvorhaben ; Verbundvorhaben: UMSICHT ; Claßen, Edith; Hohenstein Institut für Textilinnovation; FKZ 03X0091B; TIB Hannover.
  • Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie (IME) (2013). Verbundprojekt: Abschätzung der Umweltgefährdung durch Silber-Nanomaterialien - vom chemischen Partikel bis zum technischen Produkt - UMSICHT : Absicht: Untersuchungen zur ökotoxilogischen Wirkung von Silbernanopartikeln - Der Weg von der Kläranalage bis zum Eintrag in Böden über die landwirtschaftliche Klärschlammverwertung ; Abschlussbericht; Hund-Rinke, Kerstin ; Schlich, Karsten; Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie (IME); FKZ 03X0091C; TIB Hannover.
  • Umweltbundesamt (UBA) (2013). Abschätzung der Umweltgefährdung durch Silber-Nanomaterialien - vom chemischen Partikel bis zum technischen Produkt - UMSICHT : Schlussbericht UMSICHT; Umweltbundesamt (UBA); FKZ 03X0091D; TIB Hannover.
  • Technische Universität Dresden - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Verfahrens- und Umwelttechnik - Professur für Mechanische Verfahrenstechnik (2013). Verbundprojekt: Abschätzung der Umweltgefährdung durch Silber-Nanomaterialien - vom chemischen Partikel bis zum technischen Produkt - UMSICHT:  Abschlussbericht; Stintz Michael, Nogowski André, TU Dresden, FKZ 03X0091E; TIB Hannover.
  • Philipps-Universität Marburg - Fachbereich Physik - AG Biophotonik (2013). Herstellung, chemische Charakterisierung, Verhalten und Wirkung von Ag NP mit spezifischen Eigenschaften : Abschätzung der Umweltgefährdung durch Silber-Nanomaterialien - vom chemischen Partikel bis zum technischen Produkt (UMSICHT); Pfeiffer, Christian ; Parak, Wolfgang; Philipps-Universität Marburg - Fachbereich Physik - AG Biophotonik; FKZ 03X0091E; TIB Hannover.
  • Stiftung Institut für Werkstofftechnik Bremen (IWT) (2013). Verbundprojekt: Abschätzung der Umweltgefährdung durch Silber-Nanomaterialien: vom chemischen Partikel bis zum technischen Produkt : Verbundprojekt: UMSICHT ; Mädler, Lutz; Stiftung Inst. für Werkstofftechnik Bremen (IWT); FKZ 03X0091G; TIB Hannover.
  • Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) (2014). Untersuchungen zur kolloidalen Stabilität und Retention von Silbernanopartikeln in Böden (Teilprojekt des BMBF-Verbundvorhabens „UMSICHT"); Hoppe M., Utermann J., Guggenberger G., Mikutta R., Duijnisveld; Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) & UBA & LUH; FKZ 03X0091H; TIB Hannover
  • Bremer Umweltinstitut GmbH (2013). Verbundvorhaben: UMSICHT : Abschätzung der Umweltgefährdung durch Silber-Nanomaterialien: vom chemischen Partikel bis zum technischen Produkt ; Beteiligung an den Arbeitspaketen 2.1.3 "Produktspezifische Gebrauchssimulation", 2.2.1 "Erfassung der Exposition - Luft, Staub, Abrieb", 3.1 "Lebenszyklusanalyse ; Weis, Norbert; Bremer Umweltinstitut GmbH; FKZ 03X0091I; TIB Hannover.
  • CHT R. Beitlich GmbH (2013). Abschätzung der Umweltgefährdung durch Silber-Nanomaterialien - vom chemischen Partikel bis zum technischen Produkt - UMSICHT : Abschlussbericht UMSICHT Projekt; Lutz, Harald ; Conzelmann, Freddy; CHT R. Beitlich GmbH; FKZ 03X0091K; TIB Hannover.
  • RAS - rent-a-Scientist GmbH (2013). Vorhaben: Abschätzung der Umweltgefährdung durch Silber-Nanomaterialien - vom chemischen Partikel bis zum technischen Produkt - UMSICHT : Abschlussbericht ; Schneider, Gregor ; Zach, Julia ; RAS - rent-a-Scientist GmbH; FKZ 03X0091L; TIB Hannover.
  • Ostthüringische Materialprüfungsgesellschaft für Textil und Kunststoffe mbH (2013). Verbundvorhaben: UMSICHT : Abschätzung der Umweltgefährdung durch Silber-Nanomaterialien: vom chemischen Partikel bis zum technischen Produkt ; Teilvorhaben: OMPG; Meister, Frank; Ostthüringische Materialprüfungsgesellschaft für Textil und Kunststoffe mbH, FKZ 03X0091M; TIB Hannover.

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