Umwandlung, Mobilisierbarkeit und kolloidale Stabilität von synthetischen, anorganischen Nanopartikeln in Böden
Projektverantwortlich
Projektbeschreibung:
Über den Verbleib von Nanopartikeln (NP) in Böden und damit verbundenen Schadstoffen ist bisher wenig bekannt. Vom Stand der Forschung lässt sich ableiten, dass Nanopartikelalterung in Böden zu einer Änderung ihrer Oberflächeneigenschaften, der Sorptionskapazität und Mobilität führt. Die Prozesse, welche die Nanopartikelalterung in Böden steuern, sind jedoch noch nicht richtig verstanden. Mit unserem Teilprojekt prüfen wir die Hypothese, dass synthetische anorganische Nanopartikel (EINP) im Bonden pedogenen Prozessen – wie chemischer Verwitterung, Akkumulation organischer Substanz und Aggregierung - unterworfen sind und dass diese Prozesse die Schadstoffsorption an EINP sowie deren Mobilität steuern. Damit werden wir uns in diesem Teilprojekt überwiegend auf die beiden zentralen Hypothesen beziehen und überprüfen, dass (i) die Nanopartikelalterung reversible und nicht reversible Veränderungen beinhaltet und (ii) dass die Mobilität der Nanopartikel sowie ihre Wechselwirkungen mit Schadstoffen durch die Umweltbedingungen anstatt durch ihre ursprünglichen Oberflächeneigenschaften gesteuert wird. Dazu werden wir die EINP Bodenproben und Bodensuspensionen unter verschiedenen, definierten Randbedingungen INTERNANO-SOILMOBILE State of the art and preliminary work - Page 3 aussetzen. Am Ende der jeweiligen Inkubationszeit werden wir die Änderung der Oberflächeneigenschaften, des Aggregierungszustandes und der Schadstoffsorption der EINP untersuchen. Dazu verwenden wir Methoden, die für Analysen auf der Nanoskala geeignet sind (Lichtstreuung, HR-TEM, XANES). Der Einfluss der Größe der Nanopartikel auf die Alterung wird expemplarisch für TiO2 analysiert. Das daraus abgeleitete Prozessverständnis wird dazu beitragen, die Umweltrelevanz von EINP in Böden zu bewerten und als Basis zur Vorhersage von Risiken, die mit der Auswaschung von EINP aus Böden in Verbindung stehen, dienen.