Nachhaltige Nanomaterialien und zu Nanosicherheit in Europa

1. Worum geht es in diesem Bericht?

Das vorliegende Dokument soll den aktuellen Wissensstand hinsichtlich der Sicherheit von Nanomaterialien und Nanotechnologien beschreiben und konkrete, kurzfristige Forschungsziele zur Sicherheit technisch hergestellter Nanomaterialen (ENM) festlegen.

Die rasante Entwicklung der Nanotechnologie hat nämlich eine neue Generation von Produkten und Verfahren gefördert und ein unglaubliches Wachstumspotenzial für zahlreiche Industriebranchen geschaffen. Dieses rapide Wachstum hat jedoch auch zu einigen Bedenken hinsichtlich möglicher Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und Sicherheit sowie Umweltbelastung geführt.

Auch wenn es ständig weitere Informationen über das Gefahrenpotenzial verschiedener Nanomaterialien gibt, fehlen deutlich relevante, zuverlässige und systematische Informationen über die mit diesen Materialien verbundenen möglichen Risiken.

Die derzeitige Debatte, einschließlich fehlender rechtlicher Klarheit, und die Unsicherheit, die die potenziellen Risiken von Nanomaterialien umgibt, haben eine negative Auswirkung auf die Entwicklung, Akzeptanz und Verwertung von Nanomaterialien in Europa.

Die Europäische Kommission zieht einen neuen Aktionsplan für Nanotechnologie in Betracht, der sich technologischen und gesellschaftlichen Herausforderungen annehmen und Forschung sowie Innovationsbemühungen stärken soll. Dabei liegt die stärkere Betonung auf nachhaltiger Entwicklung, Wettbewerbsfähigkeit und Themen zum Umwelt-, Gesundheitsschutz und Sicherheit (EHS). In diesem Zusammenhang ist das Europäische NanoSafety Cluster eine Initiative der Generaldirektion Forschung und Innovation, durch die derzeitige Forschungsprojekte aus ganz Europa, die sich mit diesen Themen befassen, in kohärenter und vereinheitlichter Weise in Europa zusammengetragen werden sollen.

2. Wie werden Nanomaterialien für diesen Bericht begrifflich bestimmt?

Die hier benutzte Begriffsbestimmung entspricht der der Europäischen Kommission aus dem Jahr 2011. Danach ist ein „Nanomaterial“ ein „natürliches, bei Prozessen anfallendes oder hergestelltes Material, das Partikel in ungebundenem Zustand, als Aggregat oder Agglomerat enthält, und bei dem mindestens 50 % der Partikel in der Anzahlgrößenverteilung ein oder mehrere Ausmaße im Bereich von 1 nm bis 100 nm haben. In besonderen Fällen kann der Schwellenwert von 50 % für die für die Anzahlgrößenverteilung durch einen Schwellenwert zwischen 1 % und 50 % ersetzt werden.“

Eine Lücke hinsichtlich der Klassifizierung von Nanomaterialien liegt in der Tatsache begründet, dass es zahlreiche verschiedene Varianten jeden Typs von Nanomaterial gibt, wobei alle hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt voneinander abweichen können. Von daher besteht dringender Bedarf nach einem eher beschreibenden Ansatz zur Benennung, Beschreibung und Klassifizierung von Nanomaterialien.

3. Welche potenziellen Gefahren und Risiken bergen Nanomaterialien?

Das Wissen, welche Wechselbeziehungen Nanomaterialien mit lebenden Systemen eingehen, ist lückenhaft, und deshalb sind wir noch gar nicht in der Lage zu sagen, wonach wir genau suchen müssen, wenn wir Nanomaterialien auf ihre Toxizität prüfen. Von daher liegt die zentrale Herausforderung in allen Fällen in der Identifizierung schädlicher Wirkstoffe und deren Unterscheidung von ihren unschuldigen Gegenspielern. Nur so können angemessene Rechtsvorschriften zum Schutz menschlicher Gesundheit und der Umwelt eingeführt werden. Die Mehrheit der ENM könnte harmlos oder nur in geringem Maße schädlich sein, aber es gibt eine Unmenge von Beweisen, die nahelegen, dass viele dieser Materialien ein hohes Schadenspotenzial aufweisen. In diesem Zusammenhang betrifft die wahre Besorgnis das Fehlen systematischer Studien über die Gefahren von Nanomaterialien und die Gefahren durch deren Belastung.

4. Gibt es heute angemessene Werkzeuge zur Beurteilung der Sicherheit von Nanomaterialien?

Es gibt aktuelle Vorschriften zu Nanopartikeln, die jedoch an die Besonderheit von Nanomaterialien angepasst werden könnten.

Die vorhandenen Laborwerkzeuge für die Beurteilung der Sicherheit von ENM sind jedoch häufig ungeeignet oder so zeit- und arbeitsaufwändig, dass eine angemessene Sicherheitsbeurteilung höchst problematisch bleibt. Es fehlt uns immer noch an grundlegendem Wissen, wie Nanomaterialen mit lebenden Systemen interagieren, und von daher sind wir noch nicht in der Lage, die maßgeblichen Zielpunkte zur Beurteilung der Toxizität der Nanomaterialien festzulegen. Dass bedeutet, dass in den kommenden Jahren neue Sicherheitsbeurteilungsparadigmen entwickelt werden müssen.

5. Müssen neue Wege zur Beurteilung der Sicherheit gegenwärtiger und zukünftiger Generationen von Nanomaterialien entwickelt werden?

Tatsächlich werden wir mit einer großen Anzahl neuer Materialien konfrontiert, die auf Toxizität getestet oder überprüft werden müssen. Die rasche Entwicklung neuer Technologien und Anwendungen heißt, dass auch Methoden zur Beurteilung der Sicherheit der nächsten Generation nano-basierter Produkte entwickelt werden müssen: Nanotechnologie ist ein bewegliches Ziel.

Von daher gibt es dringenden Bedarf an einem „neuen“ Ansatz zum Überprüfen bzw. Testen der Toxizität. Tests könnten sich zugunsten von in-vitro-Analysen verschieben und auch Computermodelle umfassen. Oberstes Ziel wäre die Entwicklung eines Computerwerkzeugs, das die ENM-Sicherheit auf der Grundlage der Bewertung kleinster, aber ausreichender Mengen an Informationen aus Toxizitätsstudien vorhersagen kann, um so eine solide Sicherheitsklassifizierung bereitzustellen. Dieses Werkzeug liegt jedoch noch jenseits jeder technologischen Möglichkeit, aber wenn es erst einmal verfügbar ist, wird es die Nutzung von Auslegungssicherheitsprinzipien und auch eine schnellere Gefahrenerkennung und Risikobeurteilung ermöglichen.