Silbernanopartikel (Ag-NP) von diversen kommerziell erhältlichen Produkten können über die Kanalisation in die Kläranlage gelangen. Wir werden die physikalischen und die chemischen Veränderungen der Ag-NP während verschiedener Klärstufen untersuchen, da sowohl die Toxizität sowie auch der Rückhalt der Ag-NP in der Kläranlage von deren physikalisch-chemischen Eigenschaften abhängen.
Hintergrund
Ag-NP werden in zunehmendem Masse als Biozide in verschiedensten Anwendungen eingesetzt. Die Freisetzung der Ag-NP aus den entsprechenden Produkten könnte für die Umwelt negative Auswirkungen haben und muss deshalb untersucht werden. Ein Grossteil der freigesetzten Ag-NP, sowohl aus Haushalten wie auch aus der Industrie, wird über die Kanalisation den Kläranlagen zugeführt. Je nachdem, wie sich die Ag-NP in der Kläranlage verhalten, können sie entweder die Kläranlage passieren und so in die Oberflächengewässer gelangen oder in den Schlamm eingearbeitet werden (und somit bei der Wiederverwendung des Klärschlamms in den Boden gelangen). Die Kläranlagen spielen somit bei der Verbreitung der Ag-NP in der Umwelt eine Schlüsselrolle.
Ziel
Das Verhalten der Ag-NP in der Kläranlage – Rückhalt in der Kläranlage, Einarbeitung in den Klärschlamm – hängt sehr stark von den physikalisch-chemischen Eigenschaften der Ag-NP ab. Wir werden deshalb die physikalischen (Agglomeration) und chemischen (Speziation des Silbers) Veränderungen der Ag-NP während verschiedener (aerober und anaerober) Klärstufen untersuchen. Dabei kommen elektronenmikroskopische sowie spektroskopische Methoden zum Einsatz. Insbesondere werden wir den Einfluss der Partikelgrösse und der Oberflächenbeschaffenheit (Funktionalisierung) der Ag-NP auf ihren Rückhalt in der Kläranlage detailliert untersuchen.
Bedeutung
Ein verbessertes mechanistisches Verständnis der physikalischen und chemischen Prozesse, welche den Rückhalt der Ag-NP in der Kläranlage bestimmen, kann in gewissem Masse auf andere Nanomaterialien übertragen werden. Anhand dieser Studie werden wir in der Lage sein, auch die Wichtigkeit von anderen möglichen Eintragspfaden (z.B. Regenwasserüberlauf) von Nanomaterialien in die Umwelt relativ zu den Kläranlagen abzuschätzen.
Die erwarteten Resultate werden eine verbesserte Expositionsmodellierung ermöglichen und können auch herangezogen werden, um Nanomaterialien zu entwickeln, die einen möglichst kleinen Einfluss auf die Umwelt haben.
Originaltitel: Behavior of silver nanoparticles in a wastewater treatment plant
Betrag: CHF 221'648.-
Dauer: 36 Monate
Projektverantwortlicher
- Dr. Ralf Kägi