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Engineered nanoparticles in the environment
behavior of titanium dioxide in aquatic systems
Stephanie Ottofülling
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Betreuer*in
Thilo Hofmann
DOI
10.25365/thesis.12091
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29678.34282.675569-8
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die steigende Produktion und Anwendung technischer Nanomaterialen, im speziellen Nanopartikel, erhöht das Risiko einer Emission in die Umwelt. Nanopartikel können indirekt in die Umwelt emittiert werden, indem sie Wasseraufbereitungsanlagen passieren oder über direkte Emission in terrestrische oder aquatische Systeme gelangen. Nanopartikel stellen eine potentielle toxikologische Gefährdung für die Umwelt dar. Einerseits können diese selbst toxische Eigenschaften aufweisen und andererseits können andere Kontaminanten an Nanopartikel gebunden sein. Für eine Risikoabschätzung ist es unerläßlich das Verhalten von Nanopartikeln zu verstehen. Eine umfassende Charakterisierung ist daher notwendig, um Ergebnisse von toxikologischen Versuchen auszuwerten und die Auswirkungen und den Verbleib von Nanopartikeln in der Umwelt zu erfassen. Mögliche negative Effekte für Menschen und andere Lebewesen können so identifiziert und minimiert werden.
Das Verhalten und der Transport von Nanopartikel wird vor allem durch deren Oberflächeneigenschaften sowie die umgebende Wasserchemie geprägt. Faktoren wie Ionenstärke, pH und das Vorkommen organischer Substanzen führen entweder zu Aggregation oder erhöhter Stabilität der Nanopartikel. Aggregierte Partikel sinken zu Boden, wo sie im Sediment akkumulieren können, während stabilisierte Nanopartikel in der Wassersäule verbleiben und somit über weitere Distanzen transportiert werden. Davon ausgehend sind entweder pelagische oder benthale Organismen von den toxikologischen Effekten betroffen.
Das Ziel dieser Doktorarbeit ist das Verhalten von technisch hergestellten Nanopartikeln in synthetischen und natürlichen Gewässern zu untersuchen. Dafür wurde kommerziell erhältliches Titandioxid (TiO2) als Modellsubstanz verwendet. Dessen Transportverhalten wurde ausgehend von Experimenten in offenen Fließrinnen im Mikrokosmen-Maßstab extrapoliert. Die toxikologischen Effekte auf pelagische Spezies, wie zum Beispiel Algen und schwebende Mikroorganismen sowie Organismen im Biofilm wurden unter naturnahen Bedingungen getestet. Die vorliegende Arbeit faßt das Umweltverhalten, den Transport und die Toxikologie von TiO2 Nanopartikeln zusammen.
Abstract
(Englisch)
The objective of this thesis is to describe the behavior of nanoparticles, both in synthetic water and in natural water. Commercially available titanium dioxide, as nano-TiO2 dry powder, is used as a model compound. The transport behavior of TiO2 nanoparticles is extrapolated from experiments in an open water-channel microcosm experiment. The toxicological effects of nano-TiO2 on pelagic species such as algae, and on floating microorganisms and organisms embedded in biofilm, are also tested under near-natural conditions. The thesis therefore summarizes the environmental behavior, transport, and toxicity of a model nanoparticle, namely TiO2.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Engineered Nanoparticles aquatic envieonment natrual wasters toxicology transport behavior
Schlagwörter
(Deutsch)
Technische Nanopartikel aquatische Umwelt natürliche Gewässer Toxikologie Transport Verhalten
Autor*innen
Stephanie Ottofülling
Haupttitel (Englisch)
Engineered nanoparticles in the environment
Hauptuntertitel (Englisch)
behavior of titanium dioxide in aquatic systems
Paralleltitel (Deutsch)
Technische Nanopartikel in der Umwelt
Publikationsjahr
2010
Umfangsangabe
VIII, 130, VIII S. : Ill.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Michael Hochella ,
Jürgen Thieme
Klassifikation
43 Umweltforschung > 43.12 Umweltchemie
AC Nummer
AC08368019
Utheses ID
10899
Studienkennzahl
UA | 091 | 431 | |