Das Projekt "Alternativmethoden: Validierung des Hyalella azteca Bioakkumulationstests (HYBIT) als Alternativmethode für die Bewertung des Bioakkumulationspotentials von Nanomaterialien (Nano-HYBID)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie.
Das Projekt "Synthetische Nanomaterialien: Neue Ansätze für die Risikobewertung und Safe-by-Design" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bundesinstitut für Risikobewertung.
Next to properties like persistence and ecotoxicity, the determination of chemical substances to bioaccumulate in organisms is essential to understand potential harmful interactions with the environment. Existing methods to determine bioaccumulation are mainly addressing soluble organic chemicals. If these methods are also applicable to investigate bioaccumulation of nanomaterials remains an open issue. Once released to surface waters, nanomaterials tend to agglomerate and sediment in dependence of their individual properties and the properties of the surrounding media. Thus, it has to be anticipated, that benthic and filtering organisms are most likely exposed by nanomaterials. Therefore, the ability of nanomaterials to bioaccumulate in these organisms is important in view of a comprehensive evaluation of potential environmental risks. In this project a method was developed which allows to investigate the bioaccumulation of nanomaterials in freshwater mussels. A new test system was established and necessary adaptions regarding inter alia test performance and analytics of nanomaterials in biota and aquatic media were carried out. The new method was examined using selected nanomaterials of different chemical nature and collected data were critically discussed in view of their regulatory applicability. Veröffentlicht in Texte | 18/2020.
Standardized experimental approaches for the quantification of the bioaccumulation potential of nanomaterials in general and in (benthic) invertebrates in particular are currently lacking. We examined the suitability of the benthic freshwater amphipod Hyalella azteca for the examination of the bioaccumulation potential of nanomaterials. A flow-through test system that allows the generation of bioconcentration and biomagnification factors was applied. The feasibility of the system was confirmed in a 2-lab comparison study. By carrying out bioconcentration and biomagnification studies with gold, titanium dioxide and silver nanoparticles as well as dissolved silver (AgNO3) we were able to assess the bioaccumulation potential of different types of nanomaterials and their exposure pathways. For this, the animals were examined for their total metal body burden using inductively coupled mass spectroscopy (ICP-MS) and for the presence of nanoparticulate burdens using single-particle ICP-MS. The role of released ions was highlighted as being very important for the bioavailability and bioaccumulation of metals from nanoparticles for both examined uptake paths examined (bioconcentration and biomagnification). In 2018 a tiered testing strategy for engineered nanomaterials was proposed by Handy et al. that may allow a waiver of bioaccumulation fish studies using inter alia invertebrates. Data gained in studies carried out with invertebrates like the developed Hyalella azteca test may be included in this proposed tiered testing strategy. © 2020 The Author(s)
Immer größer werdende Mengen an synthetischen Nanomaterialien (MNMs) werden für den industriellen Einsatz produziert und können während der Produktion, dem Einsatz der Produkte, sowie bei deren Entsorgung in die Umwelt gelangen. MNM mit hohen Produktionsvolumina unterliegen einer Bioakkumulationsbewertung im Rahmen der EU REACH Verordnung, um potentielle Umweltbelastungen abschätzen zu können. Die hierbei für die Chemikalienbewertung klassischerweise verwendeten Methoden, etwa Durchflussstudien mit Fischen gemäß OECD TG 305, sind für das Testen von MNMs in aquatischen Medien jedoch nur bedingt geeignet. So neigen die meisten MNMs dazu in aquatischen System nur metastabile Suspensionen zu bilden und direkt nach dem Eintreten in das Medium oder im zeitlichen Verlauf zu sedimentieren. Eine konstante homogene Exposition im Testsystem wird somit stark erschwert. Für Corbicula fluminea, eine weit verbreitete Süßwassermuschel, wurde bereits in früheren Studien gezeigt, dass sie MNMs aus der Wasserphase durch Filtration aufnehmen kann. Im Rahmen dieses Projekts wurde die Eignung von C. fluminea für Bioakkumulationsstudien mit MNMs geprüft. Hierzu wurde ein neues Durchflusssystem entwickelt, welches eine konstante und homogene Exposition von MNMs ermöglicht. Zur Überprüfung wurden synthetische Nanomaterialien gewählt, welche jeweils MNMs mit bestimmten Eigenschaften repräsentieren. Das Silbernanopartikel NM 300K (AgNP) wurde als Repräsentant der Gruppe der gut dispergierbaren und ionenfreisetzenden MNMs getestet und mit AgNO3 als nicht nanopartikuläre Form desselben Elements verglichen. NM 105, ein Titandioxid NP, wurde für die Gruppe der nicht ionenfreisetzenden MNMs getestet. Für die Gruppe der MNMs, welche auf organischen Polymeren basieren, wurde das Polystyrol NP Fluoro-MaxTM getestet, welches mit einem Fluoreszenzfarbstoff markiert war. Somit konnte die Aufnahme und Verteilung des NPs im Weichkörper der Muscheln u.a. mittels Fluoreszenzmikroskop untersucht werden. Für die Ag und TiO2 Behandlungen konnten nach Messung der Gewebekonzentrationen BAF bzw. BCF Werte im Konzentrationsgleichgewicht ermittelt werden. BAFss Werte von 31 und 128 für die beiden NM 300K Konzentrationen (0.624 und 6.177 'Mikrogramm'Ag/L) und 6,150 und 9,022 für die beiden NM 105 Konzentrationen (0.099 und 0.589 'Mikrogram'TiO2/L) zeigten, dass BAFss Werte für die untersuchten MNMs abhängig von der jeweiligen Expositionskonzentration sind. Für die AgNO3 Behandlung wurden ebenso konzentrationsabhängige BCFss Werte von 31 und 711 für die höhere und niedrigere Konzentrationen ermittelt. Die Kinetik der gemessenen Partikelkonzentrationen in den Muschelgeweben (sp-ICP-MS) wie auch die ermittelten Distributionsfaktoren für einzelne Kompartimente lieferten Hinweise, dass die untersuchten MNMs zwar aufgenommen, aber nicht inkorporiert wurden. Quelle: Forschungsbericht
Detection of manufactured nanomaterials (NM) still features enormous challenges for environmental exposure assessment and management of NM. The expert opinion presents a comprehensive survey on existing experimental approaches to detect NM in the environment and analyses to what extent these approaches could be utilized and advanced to be used routinely for data collection to assess and manage environmental exposure. Recommendations for actions on a short and long term basis are deduced for the establishment of standardized protocols for sampling, sample preparation and analysis which can now be used to prioritize further action in improving measurement techniques of NM in the environment. Veröffentlicht in Texte | 133/2019.
Increasing amounts of manufactured nanomaterials (MNMs) are produced for their industrial use and released to the environment by the usage or disposal of the products. As depending on their annual production rate, substances are subjected to PBT assessment, the availability of reliable methods to evaluate these endpoints for (corresponding) nanoforms/MNMs becomes relevant. The classical method to elucidate the bioaccumulation potential of chemicals has been the flow-through study with fish, which has limitations as regards meeting the requirements of MNMs. Most MNMs tend to sediment in the aquatic environment. Thus, maintenance of stable exposure conditions for bioaccumulation testing with fish is nearly impossible to achieve when using MNMs. Corbicula fluminea, a freshwater filter-feeding bivalve distributed worldwide, has been previously shown to ingest and accumulate MNMs present in the water phase. To investigate the suitability of C. fluminea for bioaccumulation testing we developed a new flow-through system to expose mussels under constant exposure conditions. Two nanoparticles (NPs), the AgNP NM 300K and the TiO2NP NM 105, were applied. In addition, C. fluminea was exposed to AgNO3 as a source of dissolved Ag+ to compare the bioaccumulation of Ag in dissolved and nanoparticulate forms. For each MNM exposure scenario we were able to determine steady-state bioaccumulation factors. BAFss values of 31 and 128 for two NM 300K concentrations (0.624 and 6.177 (my)g Ag per L) and 6150 and 9022 for TiO2 (0.099 and 0.589 (my)g TiO2 per L) showed the exposure dependence of the BAFss estimates. The progression of metal uptake and elimination in the soft tissue provided clear indications that the uptake and thus accumulation is mainly driven by the uptake of NPs and less of dissolved ions. © The Royal Society of Chemistry
Das Projekt "NANOaers: Verbleib von aerosolgetragenen Nanopartikeln - der Einfluss von oberflächenaktiven Substanzen auf Lungendeposition und respiratorische Effekte, NANOaers: Verbleib von aerosolgetragenen Nanopartikeln - der Einfluss von oberflächenaktiven Substanzen auf Lungendeposition und respiratorische Effekte" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Dresden, Institut für Verfahrens- und Umwelttechnik, Arbeitsgruppe für Mechanische Verfahrenstechnik.Der wichtigste Pfad für die Aufnahme synthetischer Nanomaterialen ist die Ablagerung in den Atemwegen. Die freigesetzten luftgetragenen Nanopartikel liegen dabei nur in den seltensten Fällen als reine Stoffe vor, vielmehr entsteht ein komplexes Stoffgemisch aus festen und flüssigen Partikeln sowie flüchtigen Stoffen in der Gasphase. Ziel des Gesamtvorhabens ist es, das Wissen um diese Matrixeffekte von Gas- und Dampfphase bei der Beurteilung der Wirkung synthetischer Nanomaterialien auf die menschliche Gesundheit zu erweitern. Das Teilvorhaben der TU Dresden charakterisiert experimentell die Ausbreitung und Veränderung von Sprayaerosolen während der Wechselwirkung mit oberflächenaktiven Substanzen. Unter definierten Bedingungen werden dazu Lungenzellen gegenüber Partikeln aus Sprayaerosolen exponiert und deren Wirkung auf die Lungenzellen durch die Projektpartner quantifiziert. Zur Charakterisierung von Sprayprozessen und deren Einfluss auf Lungenzellen wird ein Versuchsstand gebaut, mit dem praxisrelevante Sprayprozesse unter definierten Bedingungen ausgeführt werden können. Zentraler Bestandteil ist eine Expositionskammer, in der der Sprayprozess unter definierten Strömungsverhältnissen und bei bekanntem Hintergrundaerosol reproduzierbarer durchgeführt wird. Die anschließende Alterung des Aerosols wird durch Messung der Tropfengrößenverteilung und der Anzahlkonzentration im Zeitverlauf quantifiziert. Die bei der Trocknung der Tropfen durch nichtflüchtige Bestandteile entstehenden Residuen werden ebenfalls mit entsprechender Messtechnik charakterisiert. Die Expositionskammer ermöglicht weiterhin die definierte Beprobung von Lungenzellen auf entsprechenden Probenträgern. Eine direkt an die Probenträger gekoppelte Probenahme erfasst dabei die anliegende Partikelkonzentration und sichert die Vergleichbarkeit der Partikelimmission auf die verschiedenen Proben ab.
Das Projekt "Umweltverhalten von Nanomaterialien" wird/wurde gefördert durch: Bundesamt für Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bundesamt für Umwelt.Nanomaterialien haben im Vergleich zu denselben Materialien ohne Eigenschaften im Nanobereich einzigartige Eigenschaften. Daher können sich die physikalisch-chemischen, toxikologischen und ökotoxikologischen Eigenschaften von Nanomaterialien von den Eigenschaften derselben Stoffe in Bulkform oder von grösseren Partikeln wesentlich unterscheiden. Als Folge der unterschiedlichen intrinsischen Eigenschaften können sich Nanomaterialien auch in der Umwelt anders verhalten als Stoffe in Bulkform oder grössere Partikel. Mit den Forschungsarbeiten in diesem Projekt sollen Kenntnislücken über spezifische Eigenschaften von synthetischen Nanomaterialien sowie des Umweltverhaltens geschlossen werden. Projektziele: Kenntnislücken über physikalisch-chemische und ökotoxikologische Eigenschaften von synthetischen Nanomaterialien schliessen. Kenntnislücken über das Umweltverhalten von synthetischen Nanomaterialien schliessen.
Das Projekt "Fatenano: Translokation, biologisches Schicksal, Stabilität und effektive Dosis technisch hergestellter Nanomaterialien für Nanosicherheitsstudien, Fatenano: Translokation, biologisches Schicksal, Stabilität und effektive Dosis technisch hergestellter Nanomaterialien für Nanosicherheitsstudien" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Leipzig, Institut für Medizinische Physik und Biophysik.Aufnahme, Translokation, und Schicksal von NM'n in biologischer Umgebung sollen auf der Ebene von Zellen, Geweben und Organen in Abhängigkeit von den physikochemischen Eigenschaften ihrer Oberfläche untersucht und mit der NM-induzierten physiologischen Antwort korreliert werden. Der Weg der NM'n deren Aggregation, Abbau, die Wechselwirkung mit Biomolekülen, die Ausbildung einer Korona aus Biomolekülen und deren Dynamik sollen sowohl extrazellulär als auch innerhalb der Zelle in vivo und ex vivo untersucht werden. Im Rahmen des Vorhabens werden NM'n verschiedener Natur hergestellt. Ihre Oberfläche wird vielfältig modifiziert und methodenangepasst markiert, um Mechanismen der Nanotoxizität auf Basis der Eigenschaften der Nanomaterialien aufzuklären. Translokation und Schicksal der NM'n in vitro und in vivo werden ihren Eigenschaften und ihrer Wechselwirkung mit Biomolekülen in extra- und intrazellulärer Umgebung zugeordnet. Diese Korrelation wird in Bezug auf die biologische Wirkung interpretiert und mittels in silico Methoden modelliert. Die einzigartige Kombination moderner raum- und zeitaufgelöster bildgebender und dosimetrischer Verfahren eröffnet neue Möglichkeiten, die Translokation und das Schicksal von chemisch unterschiedlichen NM'n, wie Metallen, Metalloxiden, polymeren Partikeln, Graphene und Hybrid NM'n mit gezielt veränderten Oberflächeneigenschaften auf Organismus-, Gewebe- und Zellebene nachzuverfolgen sowie auch die Organbeladung und intrazelluläre Konzentration der Nanopartikeln in vitro und in vivo zu quantifizieren. Zu den Verfahren, die im Rahmen des Vorhabens angewendet werden, gehören: Mikro RBS, Mikro PIXE, Mikro STIM und CRM/Mikro SERS in Deutschland sowie PET, SPET, CT und MRI in Spanien. Die gewonnenen Ergebnisse aus den in in silico, in vitro und in vivo Untersuchungen werden genutzt, um aus den Eigenschaften der Partikel prädiktiv deren toxisches Potential ableiten zu können und Strategien für ein sicheres Design von NM'n zu entwickeln.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 84 |
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|---|---|
| Förderprogramm | 66 |
| Text | 13 |
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