Siliziumdioxid (auch Kieselsäure genannt) kann in kristalliner bzw. nicht-kristalliner (amorpher) Form vorliegen. Daher sollte die Kristallstruktur bei der Wirkung auf Umweltorganismen berücksichtigt werden. Die meisten Ergebnisse liegen zu technisch hergestellten, amorphen Siliziumdioxid Nanopartikeln. Diese sind nur in sehr hohen und nicht umweltrelevanten Dosen schädlich für Umweltorganismen.

 

Icon PantoffeltierchenVerschiedene Größen von Siliziumdioxid Nanopartikeln zeigen eine geringe Toxizität gegenüber Bakterien und Gemeinschaften von Bodenbakterien. Aufgrund der photokatalytischen Wirkung einiger Siliziumdioxid-Nanoformen treten unter Beleuchtung stärkere Effekte auf als bei Dunkelheit. Größere Siliziumdioxid Nanopartikel werden als gänzlich untoxisch für Bakterien eingeschätzt. Einige Studien zeigen sogar einen positiven Effekt auf das Bakterien-Wachstum. Im Belebtschlamm hingegen verringerte Siliziumdioxid Nanopartikel die Aktivität der Bakterien (vgl. Querschnittsthemen Nanomaterialien in der Abwasserreinigung) [1,15-19].

 

Icon Alge Grünalgen können sehr kleinen Siliziumdioxid Nanopartikeln (5 nm) aufnehmen, größere Partikel hingegen können die Algen-Zellwand nicht durchdringen. Allerdings lagern sich die Nanopartikel an der Zellwand ab und verursachen ein verringertes Algenwachstum, was auf einen Beschattungseffekt zurückzuführen ist. Dieser Beschattungseffekt tritt allerdings erst bei sehr hohen und nicht umweltrelevanten Konzentrationen auf. Dieser Effekt kann durch natürlich vorkommende organische Materialien wieder aufgehoben werden, vermutlich weil die Anlagerung der Partikel an die Algenzellen verhindert wird [2-4,6].

 

Icon Muschel

Für Blutzellen der Miesmuschel sind Siliziumdioxid Nanopartikel nicht akut toxisch. Die Zellen reagieren jedoch mit Entzündungsreaktionen und der Produktion von reaktivem Sauerstoff (ROS) [5].

Icon Wurm

 

 

Im Fadenwurm lösen Siliziumdioxid Nanopartikel die ROS-Bildung aus. Das kann zu Bewegungsstörungen führen und die Fortpflanzung der Würmer beeinträchtigen [14].

 

Icon FischBei einem Test für die Anwendung als „Medikamenten-Taxi“ verursachen geringe, in die Blutbahn gespritzte Mengen von Siliziumdioxid Nanopartikeln keine negativen Effekte in Embryonen des Zebrabärbling. In anderen Studien an Zebrabärblingen bewirkt nanoskaliges Siliziumdioxid jedoch Entwicklungs- und Verhaltensstörungen. In Graskarpfen verursacht nanoskaliges Siliziumdioxid eine Veränderung der Blutzusammensetzung. Verschiedene Fischzelllinien, die diverse Organe repräsentieren, reagieren deutlich sensitiver auf Siliziumdioxid Nanopartikel, wenn sie einem Gewebe wie Haut oder Kiemenentstammen, welches direkt mit der Umwelt in Kontakt tritt  [8-13].

 Icon Käfer

Fruchtfliegen zeigen Anzeichen von Erbgutveränderungen nach Verabreichung von nanoskaligem Siliziumdioxid. Über die Nahrung verabreichte Siliziumdioxid Nanopartikel verursachen bei Hummeln leichte Darmzellschäden und beeinträchtigten deren Fortpflanzung [7,20].

 

Icon BlumeBei der Ackerschmalwand verursachen über die Wurzeln verabreichte Siliziumdioxid Nanopartikel ein verringertes Wachstums und Mangel an grünem Blattfarbstoff. Das wird auf eine verringerte Nährstoffaufnahme zurückgeführt, da die Nährstoffe an die Nanopartikel binden und nicht mehr für die Pflanze zur Verfügung stehen. Bei anderen Pflanzen wie Mais, Reis, Weizen, Lupinen, Speisekürbis und Schilfrohr werden jedoch keine toxischen Effekte durch nanoskaliges Siliziumdioxid beobachtet. Teilweise wird sogar die die Keimung von Samen und das Wachstum der Keimlinge begünstigt [15,19,21-26].

 

Der Großteil der beobachteten Effekte von Siliziumdioxid Nanopartikeln auf Umweltorganismen wird durch sehr hohe und nicht umweltrelevante Konzentrationen ausgelöst. Daher sind nach jetzigem Wissenstand Umweltorganismen nicht durch technisch hergestellte Siliziumdioxid Nanopartikel gefährdet.

 

 

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