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Nanotechnologien
am Arbeitsplatz und in der Umwelt

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Betriebliche Praxis

Risiken
aktualisiert: 19.10.2009
Grundlagen
Risiken
Arbeitsschutz

Die Zahl der Nanomaterialien und Nanoprodukte nimmt ständig zu. Das Wissen um mögliche negative Auswirkungen hat jedoch mit der Expansion der Nanotechnologien bisher nicht Schritt gehalten. Die mit ihnen verbundenen potenziellen Gefahren und Risiken für Gesundheit und Umwelt sind noch überwiegend unerforscht.
Nach dem derzeitigen Wissensstand stehen in der Arbeitswelt vor allem freie unlösliche und schwer lösliche Partikel unter 100 nm im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit. Dies gilt für Fasern und Röhrchen (insbesonders aus Kohlenstoff), aber auch spezielle Nanomaterialien wie Fullerene, die eine fussballähnliche Struktur aus mindestens 60 Kohlenstoff-Atomen besitzen.
Fest in einem Trägermaterial gebundene Nanoteilchen stellen wahrscheinlich kein oder nur ein geringes Risiko dar. Zu beachten ist, dass die meisten Nanomaterialien Zusammenlagerungen von Nanopartikeln zu größeren Gebilden enthalten. In diesen sogenannten Aggregaten oder Agglomeraten bleibt die Grundstruktur der Nanoteilchen erhalten.

Nanopartikel besitzen als ein gemeinsames Merkmal eine im Verhältnis zu ihrer Masse äußerst große Oberfläche und hohe Beweglichkeit, was neue Eigenschaften und eine erhöhte Reaktivität nach sich zieht: Kleinere Partikel weisen eine relativ stärkere toxische Wirkung auf und können vom menschlichen Organismus besser aufgenommen werden als größere.

Die toxischen Eigenschaften von Nanopartikeln können allerdings noch von vielen weiteren Kenngrößen abhängen, wie Zahl, Größe und Form der Teilchen, Agglomerationsverhalten, Löslichkeit, Herstellungsverfahren, Menge der aufgenommenen Oberfläche, sowie Reaktivität, Beschichtung und Ladung der Oberfläche. Tierversuche zeigten beispielsweise, dass verschiedene Formen von Nanopartikeln jeweils unterschiedliche Effekte verursachen.
Das Einatmen von schwerlöslichen bzw. unlöslichen Teilchen kann erfahrungsgemäß ernste Gesundheitsschäden verursachen, z. B. Lungenschäden und Herz-Kreislauf-Schäden. Bislang wurden Schadeffekte im Organismus durch Nanopartikel vor allem mit der Verursachung von oxidativem Stress und anschließenden Entzündungen begründet.
Manche Nanopartikel dürften Biomembranen und sogar die Blut-Hirn-Schranke durchdringen können.

Aufgrund ihrer sehr geringen Größe und höheren Mobilität bleiben Nanopartikel länger in der Atemluft des Arbeitsplatzes und verbreiten sich auch eher in entferntere Bereiche, wenn sie bei der Herstellung oder Anwendung freigesetzt werden. Dadurch kann die Expositionszeit länger sein, und auch nicht direkt betroffene ArbeitnehmerInnen können exponiert werden.
Mit abnehmender Teilchenkonzentrationen bilden sich langsamer Agglomerate aus den kleinen Teilchen, weshalb trotz abnehmender Partikelkonzentration die Exposition gegenüber sehr kleinen Partikeln gleich bleiben könnte. Ausreichend kleine Teilchen werden zudem vermehrt in der Lunge abgelagert, und Agglomerate kleiner Partikel können in der Lunge wieder in die einzelnen Teilchen zerfallen. (Wardenbach / BAuA 2006)

Zu beachten sind Nanomaterialien bei Arbeitsvorgängen vor allem dann, wenn sie als Stäube oder als Aerosole auftreten. Auch Instandhaltungs- und Reinigungsarbeiten oder Probenahmen dürfen nicht vergessen werden. Zur Zeit gibt es jedoch insgesamt nur wenige gesicherte Expositionsdaten.

Nanopartikel können in den menschlichen Körper aufgenommen werden:
über Atemwege
durch Verschlucken
über die Haut

(Quelle: SUVA)

Bei der Arbeit dürfte der inhalative Aufnahmeweg (Einatmen) am wichtigsten sein. Manche Nanopartikel können allerdings auch die menschliche Haut durchdringen. Nähere Informationen sind in einem ITA-NanoTrust-Dossier zu finden.

Aufnahme-, Verteilungs-, Umwandlungs- und Ausscheidungswege im menschlichen Körper, Expositionspfade, Dosis-Wirkungs-Beziehungen und vieles mehr sind für synthetische Nanopartikel noch näher zu erforschen. Die große Vielfalt von Nanomaterialien macht dies nicht leichter: Sie sind physikalisch und strukturell sehr unterschiedliche Stoffe mit sehr verschiedener chemischer Zusammensetzung und Reaktionsfähigkeit. Eine endgültige Bewertung der Gesundheitsgefahren kann zur Zeit noch nicht erfolgen.


Das volle Ausmaß der gesundheitlichen Gefahren von Nanopartikeln ist derzeit nicht bekannt. Daher muss die Exposition, das Ausmaß der Belastung, soweit wie möglich verringert werden, um das Risiko (die Gefährdung) zu minimieren.

 


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