Nanoabfälle

Die zunehmenden Anwendungen der Nanotechnologie führen dazu, dass auch Abfälle mit synthetischen Nanomaterialien anfallen. Bei deren Entsorgung sollen Mensch und Umwelt nicht durch gefährliche Stoffe belastet werden. Auch soll die Verwendung von synthetischen Nanomaterialien in Kunststoffen oder Metallen das Recycling nicht beeinträchtigen.

Synthetische Nanomaterialien sind heute in Kosmetika (UV-Schutz), Farben (Korrosionsschutz), Textilien und Kunststoffen (wasserabstossend, bakterienhemmend) zu finden. In Zukunft werden Nanotechnologie und Nanomaterialien in weiteren Bereichen wie Medizin, Fahrzeugbau, Energie- und Umwelttechnik zum Einsatz kommen.

Synthetische Nanomaterialien bestehen aus Partikeln mit einem oder mehreren Aussenmassen im Bereich von weniger als 100 Nanometern. Zu den häufigsten Materialien gehören Kohlenstoffverbindungen (z.B. Carbon Nanotubes CNT), Oxide wie Siliziumoxid oder Titanoxid, Metalle wie Silber oder Gold, Halbleiterelemente, organische Polymere oder so genannte «bio-inspired nanomaterials» wie Micellen, Liposome oder Proteine.

Ökologische Beurteilung

Nanomaterialien können wegen der kleinen Dimensionen und speziellen Strukturen andere chemische und physikalische Eigenschaften haben als der gleiche Stoff in der Nicht-Nanoform. Beispielsweise kann sich die elektrische Leitfähigkeit oder die chemische Reaktionsfähigkeit eines Stoffes beim Übergang in den Nanobereich ändern. Damit ergeben sich neue Anwendungsmöglichkeiten in Produkten. Gleichzeitig kann dies zum Beispiel zu einer erhöhten toxischen Wirkung oder einer grösseren Bioverfügbarkeit der Stoffe führen.

Die chemisch-physikalischen sowie die gesundheits- und umweltgefährdenden Eigenschaften vieler Nanomaterialien sind nicht vollumfänglich bekannt, ebenso wenig deren Verhalten in der Umwelt. Das Risikopotenzial hängt auch von der Wasserlöslichkeit und dem Agglomerationszustand ab. Es ist indes nicht davon auszugehen, dass alle Nanomaterialien gefährliche Eigenschaften haben.

Bei der Entsorgung ist insbesondere darauf zu achten, dass sich keine Nanomaterialien freisetzen, die Mensch und Umwelt gefährden können. Ebenso darf das Recycling nicht beeinträchtigt werden. Wenn Kunststoffe oder Metalle mit Nanomaterialien die Prozess- oder Produktqualität verringern können, dürfen sie nicht in bestehende Recyclingabläufe gelangen.

Entsorgung/Recycling

Ein erhöhtes Risikopotenzial besteht beim Umgang mit freien oder freisetzbaren Nanomaterialien in reiner oder konzentrierter Form. Abfälle von solchen Materialien sind insbesondere bei der Herstellung und der industriellen oder gewerblichen Verwendung zu erwarten. Das BAFU hat mit einer Arbeitsgruppe aus Vertretern der zuständigen Behörden und der Industrie ein Konzeptpapier zur sicheren und umweltverträglichen Entsorgung solcher Abfälle erarbeitet. Es beschreibt die notwendigen Massnahmen im Umgang mit Nano-Abfällen sowie die Entsorgungsgrundsätze nach heutigem Stand des Wissens und unter Berücksichtigung geltenden Rechts. Das Entsorgungsverfahren soll sicherstellen, dass der Abfall seine gefährlichen nanospezifischen Eigenschaften verliert. Je nach Art des Abfalls kommt eine thermische oder chemisch-physikalische Behandlung in Frage.

Handlungsbedarf

Laut Chemikalienrecht müssen Hersteller vor dem Inverkehrbringen ihrer Produkte eine Selbstkontrolle durchführen. Auch Hersteller von Nanomaterialien sollen prüfen, ob ihre Stoffe, Zubereitungen oder Gegenstände bei der Entsorgung die Gesundheit des Menschen oder die Umwelt gefährden. Das Produkt darf nur in Verkehr gelangen, wenn kein Risiko besteht oder es durch Schutzmassnahmen minimiert werden kann. Zur Zeit werden Prüfverfahren erarbeitet, die sich für Nanomaterialien eignen.

Bei Nanoabfällen in konzentrierter Form aus der Herstellung sowie der industriellen Verwendung muss das Entsorgungsunternehmen nachweisen, dass das vorgesehene Entsorgungsverfahren umweltverträglich ist. Um den Nachweis zu erbringen, kann das Unternehmen selbst Versuche durchführen oder auf wissenschaftliche Untersuchungen verweisen. Zum Teil müssen neue Verfahren entwickelt werden. Akzeptiert die kantonale Fachstelle den Nachweis, erhält das Unternehmen die Bewilligung, diese Abfälle entgegenzunehmen und zu behandeln.

Bei Abfällen von Konsumgütern und anderen Massenabfällen mit Nanomaterialien evaluiert das BAFU, welche Entsorgungsverfahren in welchem Ausmass angewendet werden und welche Risiken für Arbeitssicherheit, Gesundheit und Umwelt bestehen. Daraus ergibt sich der zusätzliche Forschungsbedarf.

Das BAFU will diese Wissenslücken durch Unterstützung von Forschungsarbeiten und durch Mitarbeit in internationalen Gremien (z. B. der OECD) schliessen.