Effects of carbon based nanoparticles (CNPs) on the fate of endocrine disrupting chemicals (EDCs) in different agricultural soils.
Final Report Abstract
Das Projekt hat die Auswirkungen von mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (MWNT) auf den Verbleib von organischen Schadstoffen in terrestrischen Systemen untersucht. Es wurden dazu drei in ihrer Architektur verschiedene MWNTs und drei Modellschadstoffe 4-n- Nonylphenol (NP), Erotromycin (ETC) und Sodium dodecyl sulfat (SDS) für die Versuche des Projektes ausgewählt. In einer ersten Studie wurde zunächst die Interaktion der MWNTs und Modellschadstoffe in aquatischen System untersucht. Es zeigte sich, dass die unpolaren Schadstoffe als Aggregationskern für die MWNTs wirken während das teils hydrophile SDS die äußere Oberfläche der MWNT Aggregate belegt. Es konnte als überraschendes Ergebnis herausgestellt werden, dass die Architektur der MWNTs einen Einfluss auf das Sorptionsvermögen für Schadstoffe zeigt. Je länger die MWNTs und je kleiner ihr Durchmesser, desto höher war das Sorptionspotential. Schadstoffeigenschaften als auch chemische Beschaffenheit der Hintergrundlösung zeigten sich als weniger relevant im Sorptionsprozess. In der daran anschließenden Studie wurden die Schadstoffe nach Interaktion mit den MWNTs auf landwirtschaftliche Böden appliziert, um den Verbleib der Schadstoffe in Abhängigkeit der MWNT Aggregate, wie sie auch bei einer Abwasserbewässerung zu erwarten wären, nachzuverfolgen. Es zeigte sich, dass insbesondere die Mineralisation des NPs durch Einschluss in die stabilen MWNT Aggregate herabgesetzt wurde. Die Mineralisation des auf den Aggregatoberflächen sorbierenden SDS zeigte im Vergleich zur MWNT-freien Kontrolle keinerlei Beeinträchtigung. Daher konnte rückgeschlossen werden, dass insbesondere die Interaktion zwischen MWNT und Schadstoff im Abwassersystem den Verbleib der Schadstoffe im Boden zu kontrollieren scheint. In einer dritten Studie wurde vor dem Hintergrund einer Risikoanalyse auch der langfristige Verbleib des in und auf MWNT Aggregaten gebundenen NP und SDS in landwirtschaftlichen Böden analysiert. Um landwirtschaftliche Nutzung zu simulieren wurden den Böden ein Jahr nach Applikation der MWNT/Schadstoff Aggregate Substratzugaben in Form von Zucker oder Mineraldünger zugegeben. Es zeigte sich durch die Zugaben eine Veränderung im Mineralisationsverhalten von NP und SDS, doch ließ sich anders als erwartet nach einem Jahr Verbleib im Boden kein systematischer MWNT Effekt mehr nachweisen. Von einer Freisetzungsgefahr von in MWNT Aggregaten gebundenen Rückständen organischer Schadstoffe im Boden nach Alterung ist auf Grundlage dieser Studie nicht auszugehen.
