uni'wissen 01(3)-2011

Prof. Dr. Reto Gieré arbeitet seit 2004 am Insti- tut für Geowissenschaften im Forschungsbereich Mineralogie – Geochemie. Zuvor war er unter anderem an der Purdue University in Indiana/USA, an der Uni- versität Basel/Schweiz sowie an der University of British Columbia in Van couver/Kanada und an der Carnegie Institution of Washington/USA tätig. Er ist Fellow der Geological Society of London und der Mineralogical Society of America. Seine Forschungs- schwerpunkte sind Staub- partikel in der Luft, Umwelt- kontaminationen und die Endlagerung hoch radio aktiver Abfälle. Staubpartikel auf die Zellen aus – oder sogar auf die Gene? Mit einem Elektronenmikroskop sehen die Forscher, ob und, wenn ja, wohin die Fremd- körper in der Zelle gewandert sind. Sie gelangen bis ins Zytoplasma oder in den Zellkern. Im schlimmsten Fall richten sie dort Schäden an. Tritt das ein, werden in der Lunge Abwehrstoffe ausgeschüttet, damit die Zellen sich gegen die Fremdkörper verteidigen können. Die Signale, die dabei entstehen, können die Wissenschaftler messen. Je kleiner, desto gefährlicher Die Größe der Teilchen spielt eine wichtige Rolle, und die Unterscheidung zwischen groben und feinen Partikeln führt zu vielen Kontrover- sen: „Politik und Medien sprechen“, so Gieré, „oft verallgemeinernd von Feinstaub, ohne zu wissen, ab welcher Größe Staub eigentlich zum Feinstaub gezählt wird.“ Alle Partikel, die größer als 2,5 Mikrometer (0,0025 Millimeter) sind, wer- den wissenschaftlich als Grobstaub klassifiziert. Partikel mit einer Größe von weniger oder gleich 2,5 Mikrometer werden als Feinstaub bezeichnet, und Partikel, die kleiner sind als 100 Nanometer (0,0001 Millimeter), werden als Nanopartikel oder Ultrafeinstaub kategorisiert. Je kleiner Par- tikel sind, desto mehr davon finden sich im Staub. Außerdem schwebt Feinstaub länger in der Atmosphäre, als grobe Partikel es tun. Erst Regen kann die Luft wieder davon reinwaschen. Doch nicht nur wegen ihrer Hartnäckigkeit sind kleinere Partikel eine größere Gefahr für die menschliche Gesundheit. Aufgrund ihrer geringen Größe kön- nen sie auch mehr Schaden anrichten. Staubpar- tikel, die kleiner als 2,5 Mikrometer sind, können Zum Weiterlesen Gieré, R. (2010): Atmospheric Particles. Elements 6, 201– 272. Gminski, R./Decker, K./Heinz, C./Seidel, A./ Könczöl, M./Goldenberg, E./Grobéty, B./ Ebner, W./Gieré, R./Mersch-Sundermann, V. (2010): Genotoxic effects of three selected black toner powders and their dimethyl sulf oxide extracts in cultured human epithelial A549 lung cells in vitro. In: Environmental and Molecular Mutagenesis, DOI: 10.1002/em.20621. sich in den Alveolen, den Lungenbläschen, fest- setzen – und von dort wandern sie nicht mehr aus dem Körper heraus. Grober Staub hingegen kann im Atemtrakt gar nicht erst so weit hinunter- wandern, da er einen Hustenreiz auslöst und ausgehustet wird. Das erste ernüchternde Resultat hat das Team um Gieré und Prof. Dr. Volker Mersch- Sundermann vom Universitätsklinikum Freiburg bereits veröffentlicht: Die Forscher wiesen mit In-vitro-Tests nach, dass Partikel von schwarzen Druckerpatronen Veränderungen im Zellkern ver- ursachen und einen genotoxischen, also die Gene verändernden Effekt auf die menschliche Lunge haben. Dies kann als Folge möglicher weise Mutationen oder Krebs hervorrufen – eine endgültige Aussage darüber kann das Forscher- team aber noch nicht treffen. Für Gieré stehen noch viele Untersuchungen an, um alle Auswir- kungen der verschiedenen Staubtypen zu analy- sieren. Eine solche Forschung ist aber nur über die traditionellen Fächergrenzen hinweg möglich. Die Bedingungen hierfür seien in Freiburg ideal, sagt der Mineraloge. Panik verursachen wolle er mit seinen Ergebnissen auf keinen Fall: „Es ist aber wichtig, dass auf die konkreten Gefahren hingewiesen wird. Denn nur so kann reagiert werden.“ Mikroskopisches Bild einer Luftstaubprobe, die in Mainz gesammelt wurde. Eine Staubanalyse kann die verschiedenen Partikel aufgrund ihrer optischen Merkmale unterscheiden und erlaubt so, auf die Herkunft der Bestandteile zu schließen. Grafik: Deutscher Wetterdienst/Dietze 7