Nanostrukturierte Materialien
Gruppierung hinsichtlich Arbeits-, Verbraucher- und Umweltschutz und Risikominimierung
Die Nanotechnologie eröffnet eine Vielzahl neuer Anwendungsmöglichkeiten in den verschiedensten Industriebereichen (u. a. chemische Industrie, Elektrotechnik, Medizintechnik). Die Herausforderung liegt dabei in der optimalen Nutzung der Potenziale dieser z. T. neuen Technologien und zugleich in einem verantwortungsvollen Umgang.
Bei der Vielfalt existierender synthetischer Nanomaterialien, die mitunter seit Jahrzehnten in allgegenwärtigen Produkten eingesetzt werden und die zudem auch in zahlreichen Modifikationen (Unterschiede in der Größe, Form, chemischer Zusammensetzung und Oberflächenfunktionalisierung) existieren können, ist der Aufwand zur Untersuchung von Effekten und Verhalten im Rahmen regulatorischer Anforderungen enorm. Bei der Variabilität der möglichen Wirkungen ist es zudem unmöglich, das potentielle Risiko für jedes Nanomaterial im Einzelfall zu prüfen.
Aufgrund dieses komplexen Bildes des heutigen Wissensstandes über die Gefährdung der Schutzgüter durch Nanomaterialien ist es ein zentrales Ziel von nanoGRAVUR, Kriterienkataloge für eine Gruppierung der Nanomaterialien in Hinblick auf Expositions-, Gefährdungs- und Risikopotenziale zu entwickeln. Der Ansatz von Gruppierungen, der bisher nur in speziellen Fällen (u. a. Fasern) verwendet wird, kann u. a. in Bereichen wie der Arbeitsplatzsicherheit, Produktkennzeichnung und Regulierung verwendet werden, wo zurzeit noch auf der Basis von Einzelfallstudien gehandelt werden muss.
Das Hauptziel von nanoGRAVUR ist es, abschließend die verschiedenen Kriterienkataloge schutzgutübergreifend auf die jeweiligen Nanomaterialen anzuwenden, so dass durch Gruppierungen die Notwendigkeit einer kompletten Testung reduziert und mögliche Risiken frühzeitig vermieden werden können.
Dies erfolgt in verschiedenen Arbeitspaketen, deren Zusammenarbeit und der Informationsfluss in folgender Abbildung dargestellt ist.
Die Arbeitspakete in nanoGRAVUR sind in vier verschiedene Themenblöcke eingeteilt:
- Ableitung der Kriterien und Werkzeuge für die Eigenschaftsgruppierung,
- Beurteilung der Gruppierungen zum Schutz von Mensch und Umwelt,
- Testung und Evaluierung der Eigenschaftsgruppierung, sowie
- die Überprüfung und Optimierung der Anwendbarkeit der Gruppierungen und Kriterienkataloge.
Die aufgeführten Themenblöcke 1 und 3 bilden eine Klammer, in der die Kriterien für Gruppierungen von Nanomaterialien und -formulierungen erarbeitet werden. Im Rahmen von Themenblock 2 werden die erarbeiteten Kriterienkataloge aus Themenblock 1 und 3 für eine Risikogruppierung bezüglich der Schutzgüter Verbraucher, Arbeiter und Umwelt überprüft.
Die so erarbeiteten Informationen, Kriterienkataloge und übergeordneten Gruppierungen (inklusive Risikogruppierungen) fließen dann in Themenblock 4 ein. Dort wird die Anwendbarkeit und Nutzen der erarbeiteten Kriterienkataloge und Gruppierungen für die Haftpflicht und für den regulativen Kontext überprüft.
Somit leistet nanoGRAVUR eine umfassende Herangehensweise an die Gruppierung von Nanomaterialien.
- Förderkennzeichen:
- 03XP0002
- Laufzeit:
- 01.05.2015–30.04.2018
Projekt-Partner
Publikationen
In Vitro and In Vivo Short-Term Pulmonary Toxicity of Differently Sized Colloidal Amorphous SiO2
Nanomaterials 8 (2018) 160
DOI: 10.3390/nano8030160
Grouping concept for metal and metal oxide nanomaterials with regard to their ecotoxicological effects on algae, daphnids and fish embryos
NanoImpact 9 (2018) 52–60
Surface reactivity measurements as required for grouping and read-across: An advanced FRAS protocol
J. Phys. Conf. Series 838 (2017) 012033
Safety assessment of nanomaterials using an advanced decision-making framework, the DF4nanoGrouping
J Nanopart Res 19 (2017) 171
In Vitro and In Vivo Short-Term Pulmonary Toxicity of Differently Sized Colloidal Amorphous SiO2
Nanomaterials 8 (2018) 160
DOI: 10.3390/nano8030160
Hazard grouping of nanomaterials for daphnia and algae toxicity: lessons learned from scientific projects for regulatory applicability.
Environ Sci Eur 31:48 (2019)
Closing gaps for environmental risk screening of engineered nanomaterials.
Nanoimpact 15: 100173. PP. 11. (2019)
Vorträge
Grouping/Read Across approaches to reduce the testing of nanomaterials regarding their environmental hazard
Scientific Stakeholder Meeting, Dessau, October 10-11, 2017
Nanostructured materials – Grouping in view of worker, consumer and environmental safety and risk minimization
Workshop JRC Ispra, Italy, June 28-29, 2017
Grouping of exposure to nano objects and risk in workplaces
Workshop JRC Ispra, Italy, June 28-29, 2017
The shaker dustiness test for high aspect ratio materials
Workshop JRC Ispra, Italy, June 28-29, 2017
A Multi-Assay Implementation of the ECETOC Grouping Framework: Dissolution, Reactivity and Cellular Effects
Workshop JRC Ispra, Italy, June 28-29, 2017
Grouping of nanomaterials: The value of extrinsic properties, of lifecycle transformation and release behavior
Harvard School of Public Health, Boston MA, USA, 28.06.2017
Identification and hazard grouping of nanomaterials by intrinsic and extrinsic properties
NIOSH, Morgantown WV, USA, 26.06.2017
Multi-assay implementation of the ECETOC grouping framework: Reactivity & dissolution results on families of pigments & silicates
NanOEH 2017 Helsingore, Denmark, May 29 - June 1st 2017
Release of nanomaterials from products: news on the quest for nano-resonances
Keynote, NanoImpact Conference, Monte Verita, Switzerland, 13 March 2017
Surface reactivity as criterion for grouping and read-across
NanoSafe 2016, Grenobel 7.-9. November 2016
Grouping of nanomaterials regarding their behaviour and fate in the environment – hypotheses and experimental results.
SETAC Europe, Brüssel, Mai 2017
Grouping of nanomaterials regarding their fate and behaviour in the environment - first hypotheses and future work.
SETAC Nantes, Mai 2016
Poster
Grouping of nanomaterials regarding their ecotoxicity – the ECOTOX tool
Scientific Stakeholder Meeting, Dessau, October 10-11, 2017
Grouping of nanomaterials regarding their ecotoxicity – are hypotheses based on literature data robust enough?
SETAC, Brussels, Belgium, May 7-11, 2017
Überprüfung von Gruppierungshypothesen zur ökotoxikologischen Wirkung von NM
DaNa Clustertreffen, Karlsruhe, May 4-5, 2017
SOPs
Standard Operation Procedure for Continuous Flow Abiotic Dissolution & Transformation Testing of Nanomaterials
Standard operation procedure – Transport experiments in unsaturated soil columns according to OECD 312 (2004)
Standardarbeitsanweisung – Löslichkeit von Nanomaterialien in wässriger Lösung ‐ statisch
Preparation of nanoparticle suspension by indirect probe sonication
Arbeitspläne
AP 1 - Gruppierung der Nanomaterialien
AP 2 - Gruppierung Freisetzung, Transport, Fate und Exposition
AP 3 - Gruppierung Gefährdungspotential
AP 4 - Beurteilung der Gruppierungen zum Schutz von Mensch und Umwelt
AP 5 - Testung der Eigenschaften von Materialien und Formulierungen
AP 6 - Testung Freisetzung, Transport, Fate und Exposition
AP 7 - Testung Gefährdungspotential: Human- und Ökotox
AP 9 - Überprüfung der Relevanz und Anwendbarkeit der entwickelten Gruppierungsansätze im Kontext der Haftpflichtversicherung
AP 10 - Überprüfung der Relevanz und Anwendbarkeit der entwickelten Gruppierungsansätze im regulativen Kontext