Die Anwendung von Nanopartikeln, die antimikrobiell wirksam sind, unterliegt der Zulassung durch die Biozidprodukteverordnung. Dies gilt insbesondere für Nanosilber, da die freigesetzten Silberionen ökotoxisch hoch wirksam sind. Derzeit ist unklar, ob Nanopartikel in Fassaden dauerhaft eingebettet sind und welche Belastung sich mit einer möglichen Auswaschung verbindet.
Zur Klärung der Fragen wurde die Auswaschung von Nanosilber und Titandioxid aus Fassaden unter standardisierten Versuchsbedingungen sowie unter natürlichem Witterungseinfluss untersucht. Berücksichtigt wurde eine Aussenfarbe mit Nanosilber. Im Weisspigment Titandioxid mit einem mittleren Grösse von 200-400 nm liegen weniger als 0.1% der Masse in Nanogrösse (<100 nm) vor. Dieser geringe Massenanteil entspricht aber rund 10% der gesamten Partikelanzahl. Daher wurde auch Titandioxid untersucht und als Leitsubstanz für die Auswaschung von Nanopartikeln in Farben und Putzen herangezogen.
Die Resultate zeigen, dass Silber rasch ausgewaschen wird. Im Fassadenwasser erreichen die Konzentrationen anfangs bis zu 145 µg/L Ag und nach 10 Monaten unterhalb der Bestimmungsgrenze von 0.08 µg/L Ag. Im Labor wurden rund 10% und im Feld über ein Jahr rund 30% des eingesetzten Nanosilbers im Fassadenabfluss wiedergefunden. Die Austragmenge wird durch wenige Ereignisse bestimmt. Elektronenmikroskopische Untersuchungen bestätigen die Freisetzung von Nanosilber, welches vielfach gemeinsam mit organischen Bindemittelpartikeln der Farbe auftritt.
Im Fassadenwasser übertreffen die Konzentrationen vom Titan diejenigen vom Silber durchschnittlich um rund eine Grössenordnung. Auch bei Titan treten die höchsten Konzentrationen innerhalb der ersten Abflussereignisse auf, liegen aber bereits nach 7 Monaten unterhalb der Bestimmungsgrenze von 9 µg/L Ti. Obwohl bedeutend höherer Mengen von Titandioxid in der Farbe enthalten sind, fallen die absoluten Austragverluste um drei bis vier Grössenordnungen geringer aus als vom Nanosilber.
Die organischen Biozide wurden, auch unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Einsatzmengen, unter Laborbedingungen stärker ausgewaschen als Nanosilber. Im Feld wiederum fallen die Auswaschverluste von Bioziden deutlich geringer aus (0.5-15%) als von Nanosilber (30%).
Der Verlauf der Auswaschung von Nanopartikeln lässt den Schluss zu, dass die Freisetzung durch eine physikalische Ablösung an der Oberfläche bestimmt wird, während die organischen Biozide durch Diffusion fortwährend an die Oberfläche gelangen und damit über einen längeren Zeitraum transportverfügbar vorliegen. Ob Nanosilber ein geeigneter Ersatzstoff für die organischen Biozide darstellt lässt sich nicht beantworten, denn weder die Wirksamkeit in der Beschichtung, noch ökotoxikologische Effekte auf Organismen in der Umwelt wurden beurteilt.
In einem Siedlungsgebiet wurde nachgewiesen, dass Titandioxid von Fassaden mit dem Oberflächenabfluss unter Umgehung der Kläranlage diffus ins Fliessgewässer transportiert wird. Eine mögliche Gewässerbelastung mit Nanopartikeln verbindet sich also mit dem gewählten System der Regenwasserentsorgung.
Mit Nanosilber in Fassadenfarbe dürfte sich gegenwärtig ein geringes Belastungsrisiko für Boden und Gewässer verbinden, da sowohl die Einsatzmenge im Produkt als auch der Marktanteil gering sind (<0.4 Promille in Deutschland). Gemäss Branchenexperten dürfte sich dies innerhalb der nächsten Jahre nicht signifikant ändern.