Salt Lake City, 26. März 2009 - Wissenschaftler aus Ohio berichteten, dass Nanopartikel, die jetzt in Kosmetika, Sonnencremes und Hunderten anderer Körperpflegeprodukte eingesetzt werden, schädlich für die Umwelt sein könnten.
 
Der Bericht der Wissenschaftler war Teil von Symposien, die rund zwei Dutzend Dokumente beim 237. Nationalen Meeting der American Chemical Society einbezogen. Wissenschaftler bemühten sich dort darum, die Auswirkungen von Nanopartikeln auf die Umwelt und auf die menschliche Gesundheit zu verstehen. Hunderte von Produkten nutzen diese Nanopartikel - die ein Fünftausendstel des Durchmessers eines menschlichen Haares besitzen - und sind bereits auf dem Markt. Angesichts, dass noch viele weitere Produkte auf ihr Debüt warten, versuchen Wissenschaftler, unerwünschte Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt schon im Vorfeld zu vermeiden.

Sonnencreme mit Nanopartikeln belasten Umwelt
Die Studie von Cyndee Gruden, PH. D. und Olga Mileyeva-Biebesheimer fokussierte sich auf Nano-Titandioxid (nano-TiO2) Partikel, die man in Kosmetik, Sonnencremes und sonstigen Körperpflegeprodukten findet. Diese Partikel werden wegen ihrer hochgradig nützlichen Eigenschaft zugefügt, ultraviolettes Licht im Sonnenlichtspektrum zu blocken. Übermäßige Sonnenlichtexposition kann zu vorzeitiger Hautalterung und Hautkrebs führen.
 
Gruden, die an der University of Toledo arbeitet, erklärte, dass die Nanopartikel in Haushalten den Abfluss heruntergespült werden, wenn die Leute baden und dann in den Klär- und Wasseraufbereitungsanlagen enden. Von dort aus können sie in Seen, Flüsse und andere Wasserströme eintreten, wo Wasserorganismen eine wesentliche Rolle bei der Aufrechterhaltung einer gesunden Umwelt leisten.

Zu viele Fragen offen um grünes Licht zu geben
“Wenn sie in einen See geraten, was passiert dann?”, fragte Gruden, “Werden sie in einen Organismus eintreten und sich mit ihm verbinden? Vielleicht töten sie ihn - oder haben überhaupt nichts damit zu tun. Das sind wichtige Fragen die beantwortet werden müssen, um zu entscheiden, welche Auswirkungen Nanopartikel auf unsere Umwelt haben können. Im Moment sind wir hinsichtlich der Antworten hierzu nicht allzu sicher.”
 
Gruden studierte das Überleben von Escherichia coli (E. coli) Bakterien, wenn diese in Laborkulturen unterschiedlichen Konzentrationen von nano-TiO2 ausgesetzt sind. Sie fand überraschenderweise eine ausgedehnte Reduktion von Überleben bei ihren Proben, die für weniger als eine Stunde geringen Konzentrationen von Nanopartikeln ausgesetzt waren. “Wie schnell die Auswirkungen eintraten überraschte mich.” sagte sie. Diese Erkenntnisse öffnen die Türen für zukünftige Forschung, einschließlich Studien zur Feststellung, ob der gleiche Effekt auch in der Natur eintritt.

Neue Biosensoren entdeckt
Gruden’s Methode zur genauen Feststellung der Schäden durch Nanopartikel verwendet Fluressenz, um zu identifizieren, wann die Zellmembranen in Mikroben Schaden nehmen. Wenn Membranen - ein kritischer Bestandteil einer Mikrobe - beschädigt sind, stoßen diese Zellen ein schwaches rotes Leuchten aus. “Die Methode, die sich auf Fluressenz stützt, erlaubt uns, die Ergebnisse schneller zu erlangen, vielleicht mit größerer Sensitivität,” sagte sie und ergänzte dazu, dass diese Herangehensweise wissenschaftliche Anstrengungen beschleunigen könnte, die Schwelle, bei der Nanopartikel toxisch für Mikroben werden können, zu verstehen.   
 
Anhand einer zweiten Studie über Nanopartikel am ACS National Meeting beschrieben Wissenschaftler aus Utah, die Entwicklung eines neuen Biosensors, der wie ein Leuchtturm blinkt, wenn er Nanopartikel in der Umwelt feststellt.

Toxische Substanzen lassen Bakterien verblassen 
Anne Anderson und ihre Kollegen von der Utah State University haben Gene in eine Stammkultur von Pseudomonas putida (P. putida) eingefügt - einer nützlichen Mikrobe in der Erde - damit sie Licht beim Kontakt mit Nanopartikeln von Schwermetallen aussendet. Das Bakterium leuchtet hell, wenn es in einem normalen gesunden Zustand ist. Das Leuchten verdunkelt sich jedoch bei Exposition gegenüber toxischen Substanzen.
 
“Die Neuheit dieses Biosensors ist, dass wir in der Lage sind, die Resultate sehr, sehr schnell zu erhalten“, sagte sie,  „und wir können diese Antworten in Abwesenheit anderer Faktoren erhalten, die mit herausfordernden Substanzen auch wieder Verbindung eingehen könnten.” Anderson merkt an, das herkömmliche Herangehensweisen, um bakterielles Zellwachstum zu messen, zwei Tage dauern können. “Mit dem Schnipsen Ihrer Finger können Sie sehen, wie einige dieser Dinge passieren.”

Nano – Gefahr für das Leben im Wasser 
Anderson’s Gruppe entdeckte, das P. putida Silber-, Kupfer- und Zinkoxid Nanopartikel nicht tolerieren kann. Die Toxizität tritt bei Konzentrationen ein, die so niedrig sind, wie Mikrogramms pro Liter. Das ist vergleichbar mit einem oder zwei Tropfen Wasser in einem Schwimmbad von Olympiagröße. Anderson warnt davor, dass dieser Umstand eine Gefahr für das Wasserleben auslösen könnte. “Wenn Sie auf den Grenzwert für Kupfer schauen, den die Environmental Protection Agency für Fische und andere Wasserorganismen festgelegt hat, dann sind Sie bereits an dieser Wirkschwelle für Toxizität angelangt.
 
“Es gibt viele Diskussionen in der wissenschaftlichen Gemeinschaft über die Toxizität von Nanopartikeln“, sagte Anderson. Einige Wissenschaftler glauben, dass sich Nanopartikel in der Natur zusammen anreichern oder sich mit dem Schlamm und/oder anderem organischen Material verbinden, und dadurch dann im höchsten Maße ihre Toxizität reduzieren. “Wir wissen nicht, ob das wahr ist oder nicht“, sagte sie. Deshalb untersuchen andere Mitglieder der Wissenschaftlergruppe aus Utah derzeit diesen Aspekt des Problems. 

Aufrichtige Wissenschaftler zeigen Gefahren auf 
Selbst wenn die Öffentlichkeit letztendlich verantwortlich ist, die Risiken durch Konsumprodukte zu verstehen, sagte Gruden, spielt die Wissenschaft eine große Rolle, die möglichen Gefahren aufzuzeigen. „Es ist die Aufgabe des Wissenschaftlers, gute Wissenschaft zu verrichten, und die Ergebnisse für sich selbst sprechen zu lassen,” sagte sie. Zum jetzigen Zeitpunkt ist es unklar, ob der Nutzen von Nanotechnologie die Risiken überwiegt, die mit ihr in Zusammenhang stehen durch die Freisetzung der Partikel in die Umwelt und der Exposition der Umwelt gegenüber Nanopartikeln.”
Übersetzung:
Silvia K. Müller, CSN – Chemical Sensitivity Network, 28. März, 2009
Literatur:
American Chemical Society, Nanoparticles in cosmetics/personal care products may have adverse environmental effects, Pressemitteilung, 26. März 2009
 
Anm.: Die American Chemical Society ist eine gemeinnützige Organisation, die vom U.S. Kongress berufen ist. Mit mehr als 154.000 Mitgliedern ist die ACS die größte wissenschaftliche Gesellschaft weltweit und weltweit führend in der Bereitstellung chemikalienbedingter Forschung durch seine zahlreichen Datenbanken, peer-review Journale und wissenschaftlichen Konferenzen. Seine Hauptbüros befinden sich in Washington D.C. und in Columbus, Ohio.