Studie zeigt, dass Aktivität in einem Raum Nanopartikel aufwirbelt, die von Verbrauchersprays übrig geblieben sind

Gängige Haushaltsprodukte, die Nanopartikel enthalten – Körner aus künstlichem Material, die so winzig sind, dass sie für das Auge unsichtbar sind – könnten laut einer Studie der Rutgers University zu einer neuen Form der Luftverschmutzung in Innenräumen beitragen.

In der Forschung veröffentlicht im Tagebuch Wissenschaft der gesamten UmweltEin Team von Rutgers-Forschern fand heraus, dass Menschen, die durch einen Raum gingen, in den kürzlich ein Verbraucherprodukt mit Nanopartikeln gesprüht worden war, Rückstände von Teppichfasern und Bodenoberflächen aufwirbelten und sie etwa einen Meter bis fünf Fuß hoch in die Luft schleuderten. Experimente zeigten, dass ein Kind, das in der Nähe auf dem Boden spielt, stärker betroffen wäre als ein Erwachsener.

„Wenn ein Erwachsener durch einen Raum geht und auf einige dieser abgelagerten Partikel tritt, haben wir festgestellt, dass die Partikel wieder in der Luft schweben und bis in die Atemzone dieser Person aufsteigen“, sagte Gediminas Mainelis, Professor an der Universität das Department of Environmental Science der Rutgers School of Environmental and Biological Sciences, das die Studie leitete. „Ein Kind, das auf dem Boden spielt, atmet noch mehr ein, weil die Partikelkonzentration näher am Boden höher ist.“

Obwohl es noch zu früh sei, um die langfristigen Auswirkungen dieser Partikel auf die Gesundheit der Menschen abzuschätzen, seien die Ergebnisse laut Mainelis wichtig, um darüber nachzudenken. „An diesem Punkt geht es eher darum, das Bewusstsein zu schärfen, damit die Leute genau wissen, was sie verwenden“, sagte er.

Ein Nanopartikel ist ein Materialfleck mit einer Größe von etwa 1 bis 100 Nanometern. Ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter. Das menschliche Auge kann nur Partikel erkennen, die größer als etwa 50.000 Nanometer sind. Ein Blatt Büropapier ist etwa 100.000 Nanometer dick.

Nanopartikel sind in einer Vielzahl beliebter Haushaltsprodukte wie Reinigungs- und Desinfektionsmitteln, Sonnenschutzmitteln, Haarsprays sowie kosmetischen Nebeln und Pudern enthalten.

Nanomaterialien, oft aus Silber, Kupfer oder Zink, werden in der Industrie häufig eingesetzt, da sie bei Manipulation auf mikroskopischer Ebene ungewöhnliche Eigenschaften aufweisen.

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass sich im „Nanobereich“ veränderte Partikel in wichtigen Punkten von den Eigenschaften unterscheiden können, die das Material in der Masse aufweist. Einige Nanopartikel sind im Vergleich zu anderen Formen oder Größen desselben Materials stärker oder haben andere magnetische Eigenschaften. Sie können Wärme oder Strom effizienter leiten. Es wurde festgestellt, dass sie chemisch reaktiver werden, Licht besser reflektieren oder ihre Farbe ändern.

Da Nanopartikel sich erheblich von den Eigenschaften desselben Materials in aggregierter Form unterscheiden, befürchten Forscher, dass sich Nanopartikel hinsichtlich ihrer stärkeren Toxizität unterscheiden könnten, was Folgen für die menschliche Gesundheit haben könnte.

„Es gibt nur sehr begrenzte Kenntnisse über das Potenzial einer Exposition gegenüber Nanopartikeln aus Verbraucherprodukten und die daraus resultierenden gesundheitlichen Auswirkungen“, sagte Mainelis, der diese Substanzen seit 2012 untersucht.

Wissenschaftler seien seit langem mit der Tatsache vertraut, dass sich auf Bodenbelägen abgelagerte Schadstoffpartikel beim Gehen wieder aufwirbeln könnten, sagte Mainelis. Unbekannt war, ob sich Partikel aus nanotechnologisch hergestellten Verbrauchersprays resuspendieren lassen. Darüber hinaus wurden die Faktoren, die die Resuspension beeinflussen, nicht genau verstanden.

Um mehr zu erfahren, bauten Mainelis und sein Team in einem Teil seines Labors eine geschlossene, luftkontrollierte Kammer mit Teppich- und Vinylbodenbelag. Sie verwendeten einen kleinen Roboter, um die Handlungen eines Kindes zu simulieren. Sie trugen Tyvek-Anzüge und Atemschutzmasken und gingen über die Oberfläche, nachdem sieben Produkte mit Nanopartikeln aus Silber, Zink und Kupfer in die Luft gesprüht worden waren, und maßen die Ergebnisse.

Sie bestätigten, dass durch die getesteten Sprays Nanopartikel freigesetzt wurden und in die Atemzone des Menschen gelangten. Sie fanden heraus, dass Kinder beim Versprühen und Resuspensionieren abgelagerter Partikel höheren Partikelmassenkonzentrationen ausgesetzt sein könnten als Erwachsene. Die Studie zeigte auch, dass die Resuspension von Partikeln aus Teppichen eine höhere Partikelkonzentration erzeugte als aus Vinylböden. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die Konzentration der durch ihre Bewegung resuspendierten Partikel vom Produkt abhängt.

Die Forschung könne Einzelpersonen zu Ansätzen zum Schutz der Gesundheit führen, sagte Mainelis.

„Wir können dieses Wissen nutzen, um unsere Exposition, in diesem Fall gegenüber verschiedenen Nanomaterialien, zu minimieren“, sagte Mainelis. „Insgesamt könnte diese Arbeit uns helfen, die daraus resultierenden Expositionen zu verstehen und zukünftige Studien zur Reduzierung der menschlichen Exposition zu unterstützen.“

Zu den weiteren Forschern der Studie gehörten Jie McAtee, ein Postdoktorand, und Ruikang He, ein Doktorand, der 2023 seinen Abschluss machte und jetzt Postdoktorand in China ist, beide im Department of Environmental Science der Rutgers School of Environmental and Biological Science.