Info für ExpertInnen

Tatsächlich finden sich jedoch Nanomaterialien nicht nur in Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen, sondern bereits in der Herstellung und in vielen Produkten, wie ein Blick in die Produkt-Datenbanken des Projects on Emerging Nanotechnologies veranschaulicht. Die Untersuchung gesundheitlicher und ökologischer Auswirkungen steht aber erst am Beginn. Dies wird auch im Nanotechnology Opportunity Report (3.Aufl., Juni 2008) festgestellt, der den aktuellen nanotechnologischen Entwicklungsstand beschreibt.

Viele vorliegende Studien sind sehr schwierig zu interpretieren und in die Praxis zu übertragen. So liegen z. B. den toxikologischen Daten für Nanopartikel unter anderem kurze Expositionszeiten, unterschiedliche Zusammensetzungen der getesteten Materialien, in der Arbeitswelt unübliche Expositionswege oder unter realen Anwendungsbedingungen selten oder nie erreichte sehr hohe Konzentrationen zugrunde. Die Ableitung eindeutiger toxikologischer Angaben aus Versuchen ist generell schwierig.
Über die Effekte von Nanomaterialien gibt es oft eine intensive Diskussion. Beispielsweise sollten festgestellte negative gesundheitliche Wirkungen von Kohlenstoff-Nanoröhrchen in Wirklichkeit durch Verunreinigungen hervorgerufen worden sein. Im Mai 2008 wurden jedoch experimentelle Hinweise auf eine Asbest-ähnliche Pathogenität für C-Nanotubes veröffentlicht, die nicht mit Verunreinigungen erklärbar sind.

Auf der Nanotechnologie-Seite von CORDIS sind Berichte und Projekte zu Sicherheitsaspekten aufgelistet. Die Research DG der Europäischen Kommission veröffentlichte im Jänner 2008 einen Überblick über den aktuellen Stand der von der EG geförderten Projekte, die sich mit gesundheitlichen und ökologischen Auswirkungen von Nanopartikeln befassen, und im Oktober 2008 einen Bericht über die EG-Aktivitäten zu ethischen, rechtlichen und sozialen Fragen.

Der Forschungs- und Kommunikationsbedarf ist auch in Österreich sehr groß: Innerhalb des NANONET Styria (BioNanoNet) befasste sich in Österreich das Projekt NANOgesund - Gesundheitsrisken der Nanotechnologie mit möglichen gesundheitlichen Auswirkungen von Nanopartikeln. BioNanoNet koordiniert EURO-NanoTox, eine nationale Anlaufstelle zum Thema Humantoxikologie von nanostrukturierten Materialien. Eine Literatur-Datenbank zu möglichen Gesundheits- und Umweltrisiken der Nanotechnologien wird im Rahmen des vorerst bis 2010 laufenden Projekt Nanotrust vom ÖAW-Institut für Technikfolgen-Abschätzung (ITA) gemeinsam mit BioNanoNet und dem Umweltbundesamt erstellt. In Nanotrust veröffentlicht das ITA auch viele Dossiers zu verschiedenen Nano-Aspekten.

Sicherheit und Gesundheit am Arbeitsplatz

Der Stand des Wissens über die Gefährdung durch Nanopartikeln ist derzeit noch sehr begrenzt. Es gibt eine große Vielfalt von Nanomaterialien, und ihre toxischen Eigenschaften können von einer großen Zahl von Parametern abhängen, z. B.: Teilchenzahl und Teilchengröße, Form, Oberflächendosis (Menge der aufgenommenen Oberfläche), Reaktivität, Beschichtung und Ladung der Oberflächen, Agglomerationsverhalten, Löslichkeit, Herstellungsverfahren.

Viele Fragen sind noch zu beantworten, um Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit mit Nanotechnologien zu gewährleisten: von Gefahrenermittlung und -charakterisierung über Expositionsmessungen bis zum Risikomanagement. Die physikalisch-chemischen Gefahren synthetischer Nanopartikel sind noch nicht gut erforscht, die toxikologischen Grundlagen derzeit ungenügend, epidemiologische Untersuchungen fehlen noch. Aussagen zu Expositionsquellen sind unsicher, Höhe und Wahrscheinlichkeit einer Exposition von ArbeitnehmerInnen sind nicht bekannt.

Ein gemeinsames Merkmal der Nanomaterialien ist das äußerst große Oberflächen-Volumen-Verhältnis: Je kleiner die Partikel, desto größer dürfte bei gleicher Masse und chemisch identer Struktur das Potenzial für eine schädigende Wirkung sein.

Aufgrund des bisherigen toxikologischen Wissens ist das Hauptaugenmerk vorerst auf freie unlösliche bzw. schwer lösliche Nanoteilchen, auf Fullerene und Carbon-Nanotubes zu richten. Nanopartikel, die fest in einer Matrix gebunden sind oder zu unbedenklichen Substanzen abgebaut werden können, stellen wahrscheinlich kein oder nur ein geringes Risiko dar. So gut wie völlig unbekannt sind die Risiken am Ende des Lebenszyklus von Nanomaterialien, beispielsweise deren Verhalten in der Kläranlage, bei der Müllverbrennung oder bei Recyclingprozessen.
Bei der Arbeit dürfte die inhalative Aufnahme von Nanomaterialien der relevanteste Aufnahmeweg in den Körper sein, der Stellenwert dermaler Aufnahme ist noch fraglich. Für passive Nanostrukturen müssten herkömmliche Vorgehensweisen im Risikomanagement ausreichen, vorausgesetzt es sind plausible Wirkungsmodelle entwickelt worden und genügend Daten über die verwendeten Nanomaterialien vorhanden.

Das tatsächliche Risiko hängt von stoffbezogenen Gefahren und Exposition ab. Die Lücken im Wissen über die mit Nanomaterialien verbundenen Gefahren werden nicht kurzfristig geschlossen werden können. Daher ist in der Zwischenzeit eine weitestmögliche Verringerung der Exposition anzustreben.

Es liegen jedoch gegenwärtig nur wenige gesicherte Expositionsdaten vor. Weitere Expositionsmessungen unter verschiedenen Erzeugungs- und Verarbeitungsbedingungen sind erforderlich, weil die bisherigen Ergebnisse noch nicht verallgemeinerbar sind.
Die bisherigen Erhebungen über die, speziell an den Arbeitsplätzen vorhandenen Nanomaterialien können bestenfalls als Übersicht verwendet werden, sind aber unvollständig und liefern keine Informationen über die umgesetzten Mengen.
(Nicht nur) für Österreich ist sogar noch ungewiss, wie viele Beschäftigte in Unternehmen der Nanotechnologien arbeiten bzw. wie viele ArbeitnehmerInnen gegenüber Nanopartikeln exponiert sind.
In Deutschland wurde dazu bereits eine Erhebung durchgeführt. Für den Herbst 2009 wurde übrigens von der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) und dem Verband der Chemischen Industrie (VCI) die Durchführung einer zweiten Fragebogenaktion angekündigt, in deren Mittelpunkt ein pragmatischer Ansatz für eine offene Risikokommunikation stehen soll.

Eine Expositionsminimierung steht überdies noch vor prinzipiellen Problemen: Es gibt derzeit keine einvernehmlichen Standards in bezug auf Messmethoden und Messverfahren von Nanopartikeln an Arbeitsplätzen. Wichtige Einflussfaktoren wie Partikeloberfläche, Struktur und Zusammensetzung der Oberfläche erfordern im Nanobereich bislang sehr aufwändige messtechnische Verfahren. Geeignete Methoden für die Routine-Messung physikalischer und chemischer Eigenschaften sind noch zu entwickeln. Entwicklungsbedarf wird z. B. für wirkungsbezogene Messparameter wie Partikeloberfläche und bei personenbezogenen Messgeräten gesehen.
Messtechnische Empfehlungen gibt das BGIA, das Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung.
Das Environment Directorate der OECD veröffentlichte den Bericht über einen Workshop im Oktober 2008 zu diesem Thema, eine vorläufige Analyse von Expositionsmessungen von Nanomaterialien (April 2009) sowie eine Sammlung bestehender Leitlinien zur Emissionsbeurteilung bei der Arbeit (Juli 2009).

Auch die Effekivität von technischen Schutzsystemen etc. ist für nano-skalige Teilchengrößen nachzuprüfen. Für persönliche Schutzausrüstung lieferte nun das nanoSAFE-Projekt wichtige Ergebnisse: Die Wirksamkeit von Hochleistungsschwebstofffiltern (HEPA filters) und -atemschutzmasken aus faserförmigen Filtermaterialien nimmt mit abnehmenden Teilchengrößen sogar noch zu. Eine Risikoquelle ist jedoch der Sitz der Maske auf dem Gesicht.
Bei Schutzkleidung dürften luftdichte Vliesstoffe gegen Nanoteilchen wesentlich wirksamer sein als Textilien aus Baumwolle.
Nanopartikel können herkömmliche Schutzhandschuhe durchdringen. Es sollten mindestens zwei Handschuhschichten verwendet werden!
Laut BGIA sind die gegen Stäube üblichen Schutzmaßnahmen auch gegenüber ultrafeinen Partikeln und Nanopartikeln wirksam.
Die OECD verglich Leitlinien für Persönliche Schutzausrüstung am Arbeitsplatz (Juli 2009).

Schulte et al. skizzieren ein Risikomanagement-Konzept und zeigen auf, wie die Risikokontrolle für Nanomaterialien bei der Arbeit vor dem Hintergrund großer Wissenslücken ausschauen kann (J Occup Environ Hyg 5:239-249, 2008).
Lucas Reijnders diskutiert Möglichkeiten zur Verminderung nanotechnologischer Gefahren (J Ind Ecol 3: 297-306, 2008).

Bis die mit einer konkreten Anwendung spezifischer Nanomaterialien verknüpften Gefahren ausreichend abschätzbar sind, hat an den Arbeitsplätzen das Vorsorgeprinzip zu gelten: Expositionen müssen möglichst vermieden werden.

In diese Richtung geht auch der BASF-Leitfaden zur sicheren Herstellung von und bei Tätigkeiten mit staubförmigen freien Nanopartikeln oder solche Partikel enthaltenden Produkten: Die beschriebenen Maßnahmen folgen einem strikten Minimierungsgebot, entsprechen also Maßnahmen für Stoffe ohne Wirkschwelle (wie atemwegssensibilisierende oder krebserzeugende Substanzen).

Im August 2007 veröffentlichten die BAuA und der VCI gemeinsam einen Leitfaden für Tätigkeiten mit Nanomaterialien am Arbeitsplatz mit Empfehlungen und Handlungsanweisungen. Er soll laufend an den Stand des Wissens angepasst und weiter spezifiziert werden.

In der Schweiz liefert die Unfallversicherungsanstalt SUVA, im September 2009 aktualisierte vorläufige Empfehlungen zum Gesundheitsschutz bei der Arbeit mit Nanomaterialien.
Ein Vorsorgeraster der Bundesämter für Gesundheit bzw. Umwelt soll Industrie und Gewerbe beim Erkennen möglicher Risiken im Umgang mit Nanomaterialien unterstützen.

Hessen-Nanotech publizierte im Mai 2008 eine Übersicht von Handlungsempfehlungen für KMU zum Umgang mit Nanomaterialien und veröffentlichte September 2009 einen Betriebsleitfaden zum sicheren Umgang mit Nano in der Lack- und Farbenbranche.

Bisher vor Kurzem setzte die Mehrheit der Unternehmen in der betrieblichen Praxis kein nanospezifisches Risikomanagement um: Nach einer Studie in Massachusetts begründen Großunternehmen dies mit dem Mangel an Informationen und dem Fehlen notwendiger behördlicher Leitlinien; kleinere Betriebe führen Ressourcenprobleme als Begründung an, sehen jedoch generell weniger Risiken bei ihren Nano-Produkten und Arbeitsprozessen (Project on Emerging Nanotechnologies, Dezember 2007).

Die meisten vor einigen Jahren in einer Empa/ETH-Studie befragten Unternehmen aus Deutschland und der Schweiz gingen ohne nähere Untersuchung davon aus, dass während des gesamten Produkt-Lebenszyklus keine Freisetzung von Nanomaterialien möglich sei. Zwei Drittel von ihnen besaßen keinerlei nano-spezifisches Risikomanagement (Environ. Sci. Technol. 2008, 42, 640-646).

Nach einer für ICON, International Council of Nanotechnology, durchgeführten Untersuchung der Umwelt-, Sicherheits- und Gesundheitspraxis von Nano-Firmen sehen viele befragte Unternehmen keine spezifischen Nano-Risiken, berichten aber dennoch von nano-spezifischen Maßnahmen und benötigen in diesem Zusammenhang toxikologische Daten und Leitlinien. (Holden et al., Environ. Sci. Technol. 2008, 42, 3155-3162)

Der hohe Informationsbedarf der Unternehmen bestätigte sich für Österreich in einer qualitativen Umfrage von Joanneum Research: Das Angebot innerhalb der Lieferkette ist zwar umfangreich, aber wenig aussagekräftig bzw. verwirrend. Die meisten Zulieferfirmen geben nur in geringem Ausmaß spezielle Informationen zu ihren nanostrukturierten Materialien.

Eine im Oktober 2008 veröffentlichte niederländische Studie über die Nano-Praxis kommt zum Schluss, dass die Verwendung von Nanopartikeln prinzipiell in einer Matrix oder Dispersion erfolgt. Über die Effizienz eingesetzter Maßnahmen war jedoch wenig zu erfahren, da nur selten Messungen vorgenommen werden. Auf die geringe Kommunikation innerhalb der Lieferkette und dem Mangel an Informationen in Sicherheitsdatenblättern wird hingewiesen.

ICON will eine Internet-Plattform GoodNanoGuide entwickeln und starten, die den Austausch über die Gute Praxis beim Umgang mit Nanomaterialien an den Arbeitsplätzen fördern soll.