Jump to content

Опасности для здоровья и безопасности наноматериалов


Угрозы для здоровья и безопасности наноматериалов включают потенциальную токсичность различных типов наноматериалов , а также пожара и взрыва пыли опасность . Поскольку нанотехнологии являются новейшей разработкой, последствия воздействия наноматериалов на здоровье и безопасность, а также допустимые уровни воздействия являются предметом текущих исследований. Из возможных опасностей ингаляционное воздействие наибольшее беспокойство вызывает : исследования на животных показали такие последствия для легких, как воспаление , фиброз и канцерогенность некоторых наноматериалов. Контакт с кожей и проглатыванием, а также опасность взрыва пыли также вызывают беспокойство.

Было разработано руководство по контролю за опасностями , которое эффективно снижает воздействие до безопасного уровня, включая замену более безопасными формами наноматериалов, инженерные меры контроля, такие как надлежащая вентиляция, и использование средств индивидуальной защиты в качестве крайней меры. Для некоторых материалов пределы профессионального воздействия были разработаны для определения максимальной безопасной концентрации наноматериалов в воздухе, а оценка воздействия возможна с использованием стандартных методов отбора проб промышленной гигиены . Продолжающаяся программа надзора за гигиеной труда также может помочь защитить работников. Микропластик и наночастицы из пластиковых контейнеров вызывают растущую озабоченность. [1] [2]

Три изображения микроскопа в оттенках серого, расположенные горизонтально. На двух левых изображены скопления черных пятен на сером фоне, а на правом — масса запутанных волокон.
Оптические микрофотографии нескольких наноматериалов, присутствующих в аэрозольных частицах. Слева направо: наночастицы серебра , наночастицы никеля и многостенные углеродные нанотрубки.

Нанотехнология — это манипуляция материей на атомном уровне для создания материалов, устройств или систем с новыми свойствами или функциями, которые потенциально могут быть применены в энергетике , здравоохранении , промышленности , коммуникациях, сельском хозяйстве, потребительских товарах и других секторах. Наноматериалы имеют по крайней мере один первичный размер менее 100 нанометров и часто обладают свойствами, отличными от свойств их объемных компонентов, которые являются технологически полезными. Классы материалов, из которых обычно состоят наночастицы , включают элементарный углерод, металлы или оксиды металлов и керамику. По данным Центра Вудро Вильсона , количество потребительских товаров или линеек продуктов, включающих наноматериалы, увеличилось с 212 до 1317 с 2006 по 2011 год. Мировые инвестиции в нанотехнологии увеличились с 432 миллионов долларов в 1997 году до примерно 4,1 миллиардов долларов в 2005 году. [3] : 1–3 

Поскольку нанотехнологии являются недавней разработкой, последствия воздействия наноматериалов на здоровье и безопасность, а также то, какие уровни воздействия могут быть приемлемыми, еще полностью не изучены. Исследования, касающиеся обращения с наноматериалами, продолжаются, и для некоторых наноматериалов разработаны рекомендации. [3] : 1–3  Как и в случае с любой новой технологией, ожидается, что самое раннее воздействие произойдет среди работников, проводящих исследования в лабораториях и на пилотных предприятиях, поэтому важно, чтобы они работали таким образом, который защищает их безопасность и здоровье. [4] : 1 

Система управления рисками состоит из трех частей. Идентификация опасностей включает в себя определение того, какие проблемы со здоровьем и безопасностью существуют как для наноматериала, так и для соответствующего ему сыпучего материала, на основе анализа паспортов безопасности , рецензируемой литературы и руководящих документов по материалу. Для наноматериалов опасность токсичности является наиболее важной, но опасность взрыва пыли также может иметь значение. Оценка воздействия включает определение фактических путей воздействия на конкретном рабочем месте, включая анализ того, какие области и задачи с наибольшей вероятностью могут вызвать воздействие. Контроль воздействия включает в себя внедрение процедур, позволяющих минимизировать или устранить воздействие в соответствии с иерархией контроля опасностей . [4] : 2–6  [5] : 3–5  Постоянная проверка мер контроля опасностей может осуществляться посредством мониторинга концентраций переносимых по воздуху наноматериалов с использованием стандартных промышленной гигиены методов отбора проб надзора за гигиеной труда . , а также может быть учреждена программа [5] : 14–16 

Недавно принятый метод управления рисками – это подход «Безопасность по замыслу» (SbD). Он направлен на устранение или снижение рисков новых технологий, включая нанотехнологии, на этапе проектирования продукта или производственного процесса. Предвидение рисков является сложной задачей, поскольку некоторые риски могут возникнуть только после внедрения технологии (на более поздних этапах инновационного процесса). В более поздних случаях необходимо применять другие стратегии управления рисками, основанные на непроектных принципах. Он рассматривает цели и ограничения для реализации подходов SbD в процессе промышленных инноваций и на их основе устанавливает оптимальные рабочие процессы для выявления рисков и предлагает решения для их снижения или смягчения как можно раньше в инновационном процессе, называемом стратегиями Safe by Design. . [6]

Опасности

[ редактировать ]

Токсичность

[ редактировать ]

Дыхательная система

[ редактировать ]
Изображение, полученное с помощью микроскопа в оттенках серого, показывает твердый стержень, выступающий с обеих сторон пестрой клеточной массы.
Изображение , полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа, пучков многостенных углеродных нанотрубок, пронизывающих альвеолярную эпителиальную клетку .

Воздействие через дыхательные пути является наиболее распространенным путем воздействия частиц, переносимых по воздуху, на рабочем месте. Депонирование наночастиц в дыхательных путях определяется формой и размером частиц или их агломератов, и они депонируются в альвеолярном отсеке в большей степени, чем более крупные вдыхаемые частицы. [7] Согласно исследованиям на животных , наночастицы могут попадать в кровоток из легких и перемещаться в другие органы, включая мозг. [8] : 11–12  На риск вдыхания влияет запыленность материала, склонность частиц подниматься в воздух в ответ на раздражитель. На образование пыли влияют форма частиц, размер, объемная плотность и собственные электростатические силы, а также то, является ли наноматериал сухим порошком или включен в суспензию или жидкую суспензию . [4] : 5–6 

Исследования на животных показывают, что углеродные нанотрубки и углеродные нановолокна могут вызывать легочные эффекты, включая воспаление , гранулемы и легочный фиброз , которые имели аналогичную или большую эффективность по сравнению с другими известными фиброгенными материалами, такими как диоксид кремния , асбест и ультрадисперсный технический углерод . Некоторые исследования на клетках или животных показали генотоксические или канцерогенные эффекты, а также системные сердечно-сосудистые эффекты в результате воздействия на легкие. Хотя степень, в которой данные о животных могут предсказать клинически значимые последствия для легких у рабочих, неизвестна, токсичность, наблюдаемая в краткосрочных исследованиях на животных, указывает на необходимость защитных мер для рабочих, подвергающихся воздействию этих наноматериалов. По состоянию на 2013 год потребовались дальнейшие исследования в области долгосрочных исследований на животных и эпидемиологических исследований на рабочих. По состоянию на 2013 год не было зарегистрировано никаких сообщений о реальных неблагоприятных последствиях для здоровья работников, использующих или производящих эти наноматериалы. [9] : v–ix, 33–35 Пыль диоксида титана (TiO 2 ) считается источником риска возникновения опухолей легких , поскольку ультрамелкие (наноразмерные) частицы имеют повышенную эффективность по массе по сравнению с мелким TiO 2 за счет вторичного механизма генотоксичности, который не специфичен для TiO 2, но в первую очередь связан с частицами. размер и площадь поверхности. [10] : v–vii, 73–78 

Дермальный

[ редактировать ]

Некоторые исследования показывают, что наноматериалы потенциально могут проникать в организм через неповрежденную кожу во время профессионального воздействия. Исследования показали, что частицы диаметром менее 1 мкм могут проникать в механически согнутые образцы кожи, а наночастицы с различными физико-химическими свойствами способны проникать в неповрежденную кожу свиней. Такие факторы, как размер, форма, растворимость в воде и покрытие поверхности, напрямую влияют на способность наночастиц проникать в кожу. В настоящее время до конца не известно, приведет ли проникновение наночастиц через кожу к неблагоприятным последствиям на животных моделях, хотя было показано, что местное применение необработанных ОУНТ на голых мышах вызывает раздражение кожи, а in vitro исследования с использованием первичной или культивированной кожи человека показали, что углеродные нанотрубки могут проникать в клетки и вызывать высвобождение провоспалительных цитокинов , окислительный стресс и снижение жизнеспособности. Однако остается неясным, как эти результаты можно экстраполировать на потенциальный профессиональный риск. [8] : 12  [9] : 63–64  Кроме того, наночастицы могут попасть в организм через раны, при этом частицы мигрируют в кровь и лимфатические узлы. [11]

Желудочно-кишечный

[ редактировать ]

Проглатывание может произойти в результате непреднамеренной передачи материалов из рук в рот; Было обнаружено, что это происходит с традиционными материалами, и с научной точки зрения разумно предположить, что это также может произойти при работе с наноматериалами. Проглатывание может также сопровождать воздействие через дыхательные пути, поскольку частицы, выведенные из дыхательных путей через мукоцилиарный эскалатор, могут быть проглочены. [8] : 12 

Пожар и взрыв

[ редактировать ]
Пятиугольник, каждый край которого окрашен в разные оттенки синего и помечен одним из пяти требований для взрыва: топливо, кислород, воспламенение, рассеивание и локализация.
Пятиугольник взрыва представляет собой пять требований к взрыву пыли .

Существуют опасения, что искусственные углеродные наночастицы при производстве в промышленных масштабах могут представлять опасность взрыва пыли , особенно при таких процессах, как смешивание, измельчение, сверление, шлифование и очистка. Знания о потенциальной взрывоопасности материалов, разделенных на наномасштабы, остаются ограниченными. [12] Взрывоопасные характеристики наночастиц сильно зависят от производителя и влажности . [5] : 17–18 

Для микроразмерных частиц по мере уменьшения размера частиц и увеличения удельной поверхности сила взрыва увеличивается. Однако для пыли органических материалов, таких как уголь , мука , метилцеллюлоза и полиэтилен , жесткость перестает увеличиваться по мере уменьшения размера частиц ниже ~50 мкм. Это связано с тем, что уменьшение размера частиц в первую очередь увеличивает скорость испарения , которая становится достаточно быстрой, так что горение в газовой фазе становится стадией, ограничивающей скорость , и дальнейшее уменьшение размера частиц не приведет к увеличению общей скорости сгорания. [12] Хотя минимальная концентрация взрыва существенно не меняется в зависимости от размера наночастиц, было обнаружено, что минимальная энергия воспламенения и температура уменьшаются с увеличением размера частиц. [13]

Наночастицы на основе металлов демонстрируют более сильные взрывы, чем углеродные наноматериалы, и путь их химической реакции качественно иной. [12] Исследования наночастиц алюминия и наночастиц титана показывают, что они представляют опасность взрыва. [5] : 17–18  Одно исследование показало, что для наноразмерных металлических частиц значительно увеличивается вероятность взрыва, но не его тяжесть, и они могут самопроизвольно воспламеняться при определенных условиях во время лабораторных испытаний и обращения. [14]

с высоким удельным сопротивлением Порошки могут накапливать электрический заряд , вызывая опасность искры , а порошки с низким сопротивлением могут накапливаться в электронике, вызывая опасность короткого замыкания , и то и другое может стать источником воспламенения. В целом порошки наноматериалов имеют более высокое удельное сопротивление, чем эквивалентные порошки микронного размера, а влажность снижает их удельное сопротивление. Одно исследование показало, что порошки наночастиц на основе металлов обладают удельным сопротивлением от среднего до высокого в зависимости от влажности, тогда как наночастицы на основе углерода обладают низким удельным сопротивлением независимо от влажности. Порошки наноматериалов вряд ли представляют необычную пожароопасность по сравнению с их картонной или пластиковой упаковкой, поскольку обычно производятся в небольших количествах, за исключением технического углерода . [15] Однако каталитические свойства наночастиц и наноструктурированных пористых материалов могут вызывать непредвиденные каталитические реакции, которые, исходя из их химического состава, иначе нельзя было бы ожидать. [8] : 21 

Радиоактивность

[ редактировать ]

Сконструированные радиоактивные наночастицы находят применение в медицинской диагностике , медицинской визуализации , токсикокинетике и охране окружающей среды , а также исследуются возможности их применения в ядерной медицине . Радиоактивные наночастицы представляют собой особые проблемы в области оперативной медицинской физики и внутренней дозиметрии , которых нет в случае паров или более крупных частиц, поскольку токсикокинетика наночастиц зависит от их физических и химических свойств, включая размер , форму и химию поверхности . В некоторых случаях присущая самой наночастице физико-химическая токсичность может привести к более низким пределам воздействия , чем те, которые связаны только с радиоактивностью, чего нельзя сказать о большинстве радиоактивных материалов. Однако в целом большинство элементов стандартной программы радиационной защиты применимы к радиоактивным наноматериалам, и многие меры контроля опасности для наноматериалов будут эффективны при использовании радиоактивных версий. [11]

Контроль опасности

[ редактировать ]
Перевернутый треугольник, состоящий из пяти цветных горизонтальных уровней, каждый из которых содержит по одному тройнику и пять методов контроля опасностей: устранение, замена, инженерный контроль, административный контроль и средства индивидуальной защиты.
Иерархия средств контроля опасностей содержит методы контроля воздействия опасностей. Методы, перечисленные вверху, потенциально более эффективны, чем методы, расположенные внизу, в плане снижения риска заболеваний или травм. [16]

Контроль воздействия опасностей является основным методом защиты работников. Иерархия контроля опасностей представляет собой структуру, которая включает в себя последовательность методов контроля, позволяющих снизить риск заболевания или травмы. В порядке убывания эффективности это устранение опасности, замена другим материалом или процессом, представляющим меньшую опасность, инженерный контроль , изолирующий рабочих от опасности, административный контроль , который изменяет поведение рабочих, чтобы ограничить количество или продолжительность воздействия. и средства индивидуальной защиты, надеваемые на тело работников. [3] : 9 

Профилактика посредством проектирования — это концепция применения методов контроля для минимизации опасностей на ранних этапах процесса проектирования с упором на оптимизацию здоровья и безопасности сотрудников на протяжении всего жизненного цикла материалов и процессов. Это повышает экономическую эффективность обеспечения безопасности и гигиены труда, поскольку методы контроля опасностей интегрируются в процесс на ранней стадии, вместо того, чтобы нарушать существующие процедуры, чтобы включить их позже. В этом контексте внедрение средств контроля рисков на более ранних этапах процесса проектирования и на более высоких уровнях иерархии средств контроля приводит к ускорению вывода продукции на рынок, повышению операционной эффективности и повышению качества продукции. [5] : 6–8 

Устранение и замена

[ редактировать ]
Микроскопическое изображение шара, состоящего из агломерированных нитевидных частиц.
Капля аэрозоля , содержащая наноматериалы, выбрасываемая из флакона во время обработки ультразвуком . Устранение или ограничение обработки ультразвуком и других процессов обработки снижает опасность вдыхания.

Устранение и замена являются наиболее желательными подходами к контролю опасности и наиболее эффективны на ранних этапах процесса проектирования. Сами наноматериалы часто невозможно исключить или заменить обычными материалами, поскольку их уникальные свойства необходимы для желаемого продукта или процесса. [3] : 9–10  Однако может оказаться возможным выбрать такие свойства наночастиц, как размер , форма , функционализация , поверхностный заряд , растворимость , агломерация и агрегатное состояние , чтобы улучшить их токсикологические свойства, сохраняя при этом желаемую функциональность. Другие материалы, используемые случайно в процессе, такие как растворители , также подлежат замене. [5] : 8 

Помимо самих материалов, могут быть улучшены и процедуры обращения с ними. Например, использование суспензии или суспензии наноматериала в жидком растворителе вместо сухого порошка уменьшит воздействие пыли. Сокращение или исключение этапов, связанных с передачей порошка или открытием упаковок, содержащих наноматериалы, также снижает образование аэрозолей и, следовательно, потенциальную опасность для работника. [3] : 9–10  Сокращение процедур перемешивания, таких как обработка ультразвуком , и снижение температуры реакторов для минимизации выброса наноматериалов в выхлопные газы также снижают опасность для работников. [4] : 10–12 

Инженерный контроль

[ редактировать ]
Светло-зеленый металлический корпус с частично открытой стеклянной створкой спереди.
Вытяжной шкаф – это инженерное средство контроля, использующее местную вытяжную вентиляцию, совмещенную с ограждением.
Белый коврик на полу, сильно испачканном следами цвета сажи.
на Липкий коврик предприятии по производству наноматериалов . В идеале, в отличие от этого примера, другие инженерные меры должны уменьшить количество пыли, собирающейся на полу и оседающей на липком коврике. [5]

Инженерный контроль — это физические изменения на рабочем месте, которые изолируют рабочих от опасностей, помещая их в ограждение или удаляя загрязненный воздух с рабочего места посредством вентиляции и фильтрации . Они используются, когда опасные вещества и процессы невозможно устранить или заменить менее опасными заменителями. Хорошо спроектированные инженерные средства контроля обычно пассивны, в том смысле, что они не зависят от взаимодействия работников, что снижает вероятность того, что поведение работников повлияет на уровни воздействия. Первоначальная стоимость инженерного контроля может быть выше, чем административный контроль или средства индивидуальной защиты, но долгосрочные эксплуатационные расходы часто ниже и иногда могут обеспечить экономию средств в других областях процесса. [3] : 10–11  На оптимальный для каждой ситуации вид технического контроля влияют количество и запыленность материала, а также длительность выполнения задачи. [5] : 9–11 

Системы вентиляции могут быть местными и общими. здания Общая вытяжная вентиляция работает во всем помещении через систему вентиляции и кондиционирования . Она неэффективна и дорога по сравнению с местной вытяжной вентиляцией и сама по себе не подходит для контроля воздействия, хотя может обеспечить отрицательное давление в помещении , чтобы предотвратить выход загрязнений из помещения. Местная вытяжная вентиляция работает рядом с источником загрязнения, часто в сочетании с ограждением. [3] : 11–12  Примеры местных вытяжных систем включают вытяжные шкафы , перчаточные боксы , боксы биологической безопасности и вентилируемые весовые камеры . Вытяжные зонты без кожуха менее предпочтительны, а вытяжные шкафы с ламинарным потоком не рекомендуются, поскольку они направляют воздух наружу, к работнику. [4] : 18–28  В системах вентиляции можно использовать несколько методов проверки контроля, включая Пито , термоанемометры , трубки генераторы дыма , испытания на утечку индикаторного газа , а также стандартизированные процедуры испытаний и сертификации . [3] : 50–52, 59–60  [5] : 14–15 

Примеры инженерного контроля, не связанного с вентиляцией, включают размещение оборудования, которое может выделять наноматериалы, в отдельном помещении и размещение липких ковриков на выходах из помещений. [5] : 9–11  Антистатические устройства можно использовать при работе с наноматериалами, чтобы уменьшить их электростатический заряд, что снижает вероятность их рассеивания или прилипания к одежде. [4] : 28  Стандартные методы борьбы с пылью, такие как ограждения для конвейерных систем , использование герметичной системы для наполнения мешков и распыление воды , эффективны для снижения концентрации респирабельной пыли. [3] : 16–17 

Административный контроль

[ редактировать ]

Административный контроль — это изменения в поведении работников с целью уменьшения опасности. Они включают обучение передовым методам безопасного обращения, хранения и утилизации наноматериалов, надлежащую осведомленность об опасностях посредством маркировки и предупреждающих знаков, а также поощрение общей культуры безопасности . Административный контроль может дополнять инженерный контроль в случае его неэффективности, неосуществимости или неспособности снизить воздействие до приемлемого уровня. Некоторые примеры передовой практики работы включают уборку рабочих мест с использованием методов влажной протирки с HEPA-фильтром или пылесоса вместо сухой подметания метлой , избегание работы с наноматериалами в состоянии свободных частиц, хранение наноматериалов в контейнерах с плотно закрытыми крышками. Обычные процедуры безопасности, такие как мытье рук , отказ от хранения и употребления продуктов питания в лаборатории и правильная утилизация опасных отходов , также являются административным контролем. [3] : 17–18  Другими примерами являются ограничение времени, в течение которого работники работают с материалом или находятся в опасной зоне, а также мониторинг воздействия на наличие наноматериалов. [4] : 14–15 

Средства индивидуальной защиты

[ редактировать ]
Мужчина в белом лабораторном халате тянется к стакану с белым порошком на весах.
Рабочий взвешивает углеродные нанотрубки . Работник использует средства индивидуальной защиты , включая респиратор , но не использует местные технические средства контроля, такие как вытяжной шкаф .

Средства индивидуальной защиты (СИЗ) необходимо носить на теле работника, и это наименее желательный вариант контроля опасностей. Он используется, когда другие меры контроля неэффективны, не были оценены, а также при проведении технического обслуживания или в чрезвычайных ситуациях, таких как реагирование на разливы. СИЗ, обычно используемые для типичных химикатов, также подходят для наноматериалов, включая ношение длинных брюк, рубашек с длинными рукавами и обуви с закрытыми носами, а также использование защитных перчаток , очков и непроницаемых лабораторных халатов . Нитриловые перчатки предпочтительнее, поскольку латексные перчатки не обеспечивают защиту от большинства химических растворителей и могут представлять опасность аллергии. Защитные маски не являются приемлемой заменой защитных очков, поскольку они не защищают от несвязанных сухих материалов. Не рекомендуется использовать тканые хлопковые лабораторные халаты для работы с наноматериалами, поскольку они могут загрязниться наноматериалами и впоследствии высвободить их. Надевание и снятие СИЗ в раздевалке предотвращает загрязнение внешних помещений. [5] : 12–14 

Респираторы — еще один вид СИЗ. Было показано, что респираторные фильтры с рейтингом фильтрации воздуха NIOSH N95 или P100 эффективны при улавливании наночастиц, хотя утечка между уплотнением респиратора и кожей может быть более значительной, особенно в респираторах-полумасках. Хирургические маски не эффективны против наноматериалов. [5] : 12–14  Меньшие наночастицы размером 4–20 нм улавливаются фильтрами более эффективно, чем более крупные размером 30–100 нм, поскольку броуновское движение приводит к тому, что более мелкие частицы с большей вероятностью контактируют с волокном фильтра. [17] В Соединенных Штатах Управление по охране труда требует проверки пригодности и медицинского освидетельствования для использования респираторов. [18] а Агентство по охране окружающей среды требует использования полнолицевых респираторов с фильтрами N100 для многостенных углеродных нанотрубок, не встроенных в твердую матрицу, если воздействие не контролируется иным образом. [19]

Промышленная гигиена

[ редактировать ]

Пределы профессионального воздействия

[ редактировать ]

Предел профессионального воздействия (OEL) — это верхний предел допустимой концентрации опасного вещества в воздухе на рабочем месте. По состоянию на 2016 год количественные OEL не определены для большинства наноматериалов. Агентства и организации ряда стран, включая Британский институт стандартов. [20] и Институт охраны труда в Германии, [21] установили OEL для некоторых наноматериалов, а некоторые компании предоставили OEL для своей продукции. [3] : 7  США По состоянию на 2021 год Национальный институт безопасности и гигиены труда определил ненормативные рекомендуемые пределы воздействия (REL) для трех классов наноматериалов: [22]

Правильно протестированный респиратор с половиной лица обеспечит защиту при концентрациях воздействия, в 10 раз превышающих REL, а эластомерный респиратор с полной лицевой маской и фильтрами P100 обеспечит защиту при концентрациях, в 50 раз превышающих REL. [4] : 18  При отсутствии OELs контрольных диапазонов можно использовать схему . Группирование контроля — это качественная стратегия, в которой используются рубрики для распределения опасностей по одной из четырех категорий или «диапазонов», каждая из которых имеет рекомендуемый уровень контроля опасностей. Организации, включая GoodNanoGuide, [24] Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса , [25] и безопасный труд в Австралии [26] разработали инструменты контроля полос, специфичные для наноматериалов. [4] : 31–33  Схема контрольных диапазонов GoodNanoGuide основана только на продолжительности воздействия, наличии связанного материала и степени осведомленности об опасностях. [24] Схема LANL присваивает баллы за 15 различных параметров опасности и 5 потенциальных факторов воздействия. [27] « настолько низко, насколько разумно достижимо ». В качестве альтернативы можно использовать концепцию [3] : 7–8 

Оценка воздействия

[ редактировать ]
Четыре небольших механизма, соединенных прозрачными трубками, сидят на столе.
Оборудование, используемое для отбора проб наноматериалов, находящихся в воздухе. Показанные здесь приборы включают счетчик частиц конденсации , аэрозольный фотометр и два насоса для отбора проб воздуха для анализа на основе фильтров.

Оценка воздействия представляет собой набор методов, используемых для мониторинга выбросов загрязняющих веществ и их воздействия на работников. Эти методы включают индивидуальный отбор проб, когда пробоотборники располагаются в зоне личного дыхания работника и часто прикрепляются к воротнику рубашки так, чтобы быть как можно ближе к носу и рту; и отбор проб территории/фона, когда они размещаются в статических местах. При оценке обычно используются оба счетчика частиц , которые отслеживают количество наноматериалов и других фоновых частиц в реальном времени; и образцы на основе фильтров, которые можно использовать для идентификации наноматериала, обычно с использованием электронной микроскопии и элементного анализа . [5] : 14–15  [28]

Не все приборы, используемые для обнаружения аэрозолей, подходят для мониторинга производственных выбросов наноматериалов, поскольку они могут быть не в состоянии обнаружить более мелкие частицы или могут быть слишком большими или их трудно доставлять на рабочее место. [3] : 57  [8] : 23–33  Подходящие счетчики частиц могут обнаруживать частицы широкого диапазона размеров, поскольку наноматериалы могут агрегироваться в воздухе. Рекомендуется одновременно проверять соседние рабочие зоны для установления фоновой концентрации, поскольку приборы прямого считывания не могут отличить целевой наноматериал от случайных фоновых наночастиц из выхлопных газов двигателей, насосов или нагревательных сосудов. [3] : 47–49  [28]

Хотя для характеристики токсикологических последствий воздействия загрязнителей воздуха традиционно используются показатели, основанные на массе, по состоянию на 2013 год было неясно, какие показатели являются наиболее важными в отношении инженерных наноматериалов. Исследования на животных и клеточных культурах показали, что размер и форма являются двумя основными факторами их токсикологического воздействия. [3] : 57–58  Площадь поверхности и химия поверхности также оказались более важными, чем массовая концентрация. [8] : 23 

Методика оценки воздействия наноматериалов NIOSH (NEAT 2.0) представляет собой стратегию отбора проб для определения потенциального воздействия инженерных наноматериалов. Он включает в себя образцы на основе фильтров и пробы с территории, а также комплексную оценку выбросов в ходе процессов и рабочих задач для лучшего понимания периодов пиковых выбросов. Оценка методов работы работников, эффективности вентиляции и других инженерных систем контроля воздействия и стратегий управления рисками позволяет провести комплексную оценку воздействия. [28] Руководство NIOSH по аналитическим методам включает руководство по электронной микроскопии образцов фильтров из углеродных нанотрубок и нановолокон. [29] Кроме того, некоторые методы NIOSH, разработанные для других химических веществ, могут использоваться для автономного анализа наноматериалов, включая их морфологию и геометрию, содержание элементарного углерода (актуально для наноматериалов на основе углерода) и элементный состав. [3] : 57–58  Усилия по созданию справочных материалов продолжаются. [8] : 23 

Надзор за охраной труда

[ редактировать ]

Надзор за гигиеной труда включает постоянный систематический сбор, анализ и распространение данных о воздействии и состоянии здоровья групп работников с целью предотвращения заболеваний и оценки эффективности программ вмешательства. Оно включает в себя как медицинское наблюдение, так и наблюдение за опасностями. Базовая программа медицинского наблюдения включает базовую медицинскую оценку и периодические последующие осмотры, оценки после инцидента, обучение работников и выявление тенденций или закономерностей на основе данных медицинского обследования. [4] : 34–35 

Соответствующая тема медицинского осмотра фокусируется на раннем выявлении неблагоприятных последствий для здоровья отдельных работников, чтобы предоставить возможность вмешательства до того, как возникнут болезненные процессы. Скрининг может включать получение и изучение профессиональной истории, медицинское обследование и медицинское тестирование. По состоянию на 2016 год не проводилось специальных скрининговых тестов или оценок состояния здоровья для выявления последствий для здоровья людей, вызванных исключительно воздействием инженерных наноматериалов. [5] : 15–16  Однако любые рекомендации по медицинскому скринингу сыпучего материала, из которого состоят наночастицы, по-прежнему применимы. [30] а в 2013 году NIOSH пришел к выводу, что токсикологические данные по углеродным нанотрубкам и углеродным нановолокнам достаточно развиты, чтобы дать конкретные рекомендации по медицинскому надзору и скринингу работников, подвергшихся воздействию. [9] : VII, 65–69 Медицинский осмотр и последующие вмешательства представляют собой вторичную профилактику и не заменяют меры первичной профилактики, основанные на прямом контроле за опасностями с целью минимизировать воздействие наноматериалов на сотрудников. [4] : 34–35 

Готовность к чрезвычайным ситуациям

[ редактировать ]

До возникновения чрезвычайной ситуации рекомендуется собрать комплект для защиты от разливов наноматериалов, который включает в себя барьерную ленту , нитриловые или другие химически непроницаемые перчатки, эластомерный полнолицевой респиратор с фильтрами P100 или N100 (подходящим для лица, осуществляющего реагирование), адсорбирующие материалы, такие как средства для защиты от разливов. коврики, одноразовые салфетки, закрывающиеся пластиковые пакеты, липкие коврики , распылитель с деионизированной водой или другой подходящей жидкостью для смачивания сухих порошков, а также пылесос с HEPA -фильтром. Считается небезопасным использовать сжатый воздух, сухую подметание и пылесосы без HEPA-фильтра для удаления пыли. [5] : 16–17 

Регулирование

[ редактировать ]

Соединенные Штаты

[ редактировать ]

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов регулирует использование наноматериалов в соответствии с Федеральным законом о пищевых продуктах, лекарствах и косметике , когда они используются в качестве пищевых добавок, лекарств или косметики. [31] Комиссия по безопасности потребительских товаров требует тестирования и сертификации многих потребительских товаров на соответствие требованиям безопасности потребительских товаров, а также предупреждающей маркировки опасных веществ в соответствии с Федеральным законом об опасных веществах . [5] : 20–22 

Положение общих обязанностях об Закона о безопасности и гигиене труда требует, чтобы все работодатели защищали свое рабочее место от серьезных признанных опасностей. Управление по охране труда также имеет требования к регистрации и отчетности о производственных травмах и заболеваниях в соответствии с 29 CFR 1904 для предприятий с более чем 10 сотрудниками, а также правила защиты и связи в соответствии с 29 CFR 1910 . Компании, производящие новые продукты, содержащие наноматериалы, должны использовать Стандарт информирования об опасностях для создания паспортов безопасности , содержащих 16 разделов для последующих пользователей, таких как клиенты, рабочие, службы утилизации и другие. Для этого может потребоваться токсикологическое или другое тестирование, а все предоставленные данные или информация должны быть проверены путем надлежащим образом контролируемого тестирования. Стандарт ISO /TR 13329. [32] содержит рекомендации, касающиеся подготовки паспортов безопасности наноматериалов. Национальный институт безопасности и гигиены труда не издает нормативных актов, но проводит исследования и дает рекомендации по предотвращению травм и заболеваний среди работников. Правительства штатов и местные органы власти могут иметь дополнительные правила. [5] : 18–22 

Агентство по охране окружающей среды (EPA) регулирует использование наноматериалов в соответствии с Законом о контроле за токсичными веществами и разрешило ограниченное производство новых химических наноматериалов посредством использования приказов о согласии или существенных новых правил использования (SNUR). В 2011 году Агентство по охране окружающей среды выпустило SNUR на многостенные углеродные нанотрубки , кодифицированный как 40 CFR 721.10155 . Могут применяться и другие законодательные акты, подпадающие под юрисдикцию EPA, такие как Федеральный закон об инсектицидах, фунгицидах и родентицидах (если заявлены бактериальные претензии), Закон о чистом воздухе или Закон о чистой воде . [5] : 13, 20–22  Агентство по охране окружающей среды регулирует использование наноматериалов на тех же условиях, что и другие опасные химические вещества. [31]

Другие страны

[ редактировать ]

В Европейском Союзе наноматериалы, классифицированные Европейской комиссией как опасные химические вещества, регулируются Регламентом Европейского химического агентства о регистрации, оценке, разрешении и ограничении использования химических веществ (REACH), а также Классификацией, маркировкой и упаковкой (( CLP) правила. [31] Согласно регламенту REACH, компании несут ответственность за сбор информации о свойствах и использовании веществ, которые они производят или импортируют в количестве не менее 1 тонны в год, включая наноматериалы. [5] : 22  (BPR) существуют специальные положения для косметики, содержащей наноматериалы, а также для биоцидных материалов В соответствии с Регламентом о биоцидных продуктах , если не менее 50% их первичных частиц составляют наночастицы. [31]

В Соединенном Королевстве порошки наноматериалов могут подпадать под действие Положений о химических веществах (информация об опасности и упаковка для поставки) 2002 года , а также Положений об опасных веществах и взрывоопасной атмосфере 2002 года, если они способны вызвать взрыв пыли . [15]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Хусейн, Кази Альбаб (2023). «Оценка выбросов микропластика и нанопластика из пластиковых контейнеров и многоразовых пищевых пакетов: последствия для здоровья человека» . Экологические науки и технологии . 57 (26). Американское химическое общество: 9782–9792 . Проверено 1 февраля 2024 г.
  2. ^ Каяви, МЗ (2019). «Стратегии контроля выбросов пластиковых соединений в пищевые продукты на основе применения наночастиц и их потенциальных проблем со здоровьем» . Тенденции в пищевой науке и технологиях . 90 . Проверено 6 февраля 2024 г.
  3. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п «Современные стратегии технического контроля в процессах производства наноматериалов и последующей обработки» . США Национальный институт охраны труда . Ноябрь 2013 г. doi : 10.26616/NIOSHPUB2014102 . Проверено 05 марта 2017 г.
  4. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к «Общие правила безопасной работы с инженерными наноматериалами в исследовательских лабораториях» . Национальный институт охраны труда США . Май 2012 г. doi : 10.26616/NIOSHPUB2012147 . Проверено 05 марта 2017 г.
  5. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с «Разработка программы безопасности для защиты работников нанотехнологий: руководство для малых и средних предприятий» . Национальный институт охраны труда США . Март 2016 г. doi : 10.26616/NIOSHPUB2016102 . hdl : 10919/76615 . Проверено 05 марта 2017 г.
  6. ^ «Проект САбыНА» . Проект SAbyNA . Проверено 9 октября 2020 г.
  7. ^ Баир, WJ (1 июля 1995 г.). «Модель дыхательных путей человека МКРЗ для радиологической защиты». Радиационная защита Дозиметрия . 60 (4): 307–310. doi : 10.1093/oxfordjournals.rpd.a082732 . ISSN   1742-3406 .
  8. ^ Jump up to: а б с д и ж г «Подходы к безопасным нанотехнологиям: решение проблем здоровья и безопасности, связанных с инженерными наноматериалами» . Национальный институт охраны труда США . Март 2009 г. doi : 10.26616/NIOSHPUB2009125 . Проверено 26 апреля 2017 г.
  9. ^ Jump up to: а б с д «Текущий аналитический бюллетень 65: Профессиональное воздействие углеродных нанотрубок и нановолокон» . Национальный институт охраны труда США . Апрель 2013 г. doi : 10.26616/NIOSHPUB2013145 . Проверено 26 апреля 2017 г.
  10. ^ Jump up to: а б «Текущий разведывательный бюллетень 63: Профессиональное воздействие диоксида титана» . Национальный институт охраны труда США . Апрель 2011 г. doi : 10.26616/NIOSHPUB2011160 . Проверено 27 апреля 2017 г.
  11. ^ Jump up to: а б «Аспекты радиационной безопасности нанотехнологий» . Национальный совет по радиационной защите и измерениям . 2017-03-02. стр. 2–6, 88–90, 119–130. Архивировано из оригинала 31 октября 2017 г. Проверено 7 июля 2017 г.
  12. ^ Jump up to: а б с Туркевич Леонид А.; Фернбак, Джозеф; Дастидар, Ашок Г.; Остерберг, Пол (01 мая 2016 г.). «Потенциальная взрывоопасность углеродсодержащих наночастиц: скрининг аллотропов» . Горение и пламя . 167 : 218–227. дои : 10.1016/j.combustflame.2016.02.010 . ПМЦ   4959120 . ПМИД   27468178 .
  13. ^ Уорсфолд, С. Морган; Амиотт, Пол Р.; Хан, Фейсал И.; Дастидар, Ашок Г.; Экхофф, Рольф К. (6 июня 2012 г.). «Обзор взрывоопасности нетрадиционной пыли». Исследования в области промышленной и инженерной химии . 51 (22): 7651–7655. дои : 10.1021/ie201614b . ISSN   0888-5885 .
  14. ^ Дастидар, АГ; Бойлард, С.; Амиотт, PR; Туркевич, Л. (30 апреля 2013 г.). «Взрывоопасность наноразмерных металлических порошков» . Весенняя встреча AIChE 2013 г. и Глобальный конгресс по технологической безопасности . Американский институт инженеров-химиков . Проверено 29 мая 2017 г.
  15. ^ Jump up to: а б «Пожаровзрывоопасные свойства нанопорошков» . Исполнительный директор Великобритании по охране труда и технике безопасности . 2010. стр. 2, 13–15, 61–62 . Проверено 28 апреля 2017 г.
  16. ^ «Иерархия контроля» . Национальный институт охраны труда США . Проверено 05 марта 2017 г.
  17. ^ «Защита органов дыхания для работников, работающих с искусственными наночастицами» . Научный блог NIOSH . Национальный институт безопасности и гигиены труда США. 07.12.2011 . Проверено 15 марта 2017 г.
  18. ^ «Защита органов дыхания (20 CFR 1910.134)» . США Управление по охране труда . 1992 год . Проверено 15 марта 2017 г.
  19. ^ «Многостенные углеродные нанотрубки; важные новые правила использования (40 CFR 721.10155)» . Федеральный реестр, том 76, выпуск 88 . США Агентство по охране окружающей среды через Издательство правительства США . 06 мая 2011 г. Проверено 15 марта 2017 г.
  20. ^ «Нанотехнологии. Часть 2: Руководство по безопасному обращению и утилизации произведенных наноматериалов» . Британский институт стандартов . Декабрь 2007 г. Архивировано из оригинала 2 ноября 2014 г. Проверено 21 апреля 2017 г.
  21. ^ «Критерии оценки эффективности защитных мер» . Институт охраны труда и здоровья Германского социального страхования от несчастных случаев . 2009 . Проверено 21 апреля 2017 г.
  22. ^ «Текущий разведывательный бюллетень 70: последствия профессионального воздействия наноматериалов серебра на здоровье» . Национальный институт охраны труда США . 01.05.2021. дои : 10.26616/nioshpub2021112 .
  23. ^ «Текущий аналитический бюллетень 70: Последствия профессионального воздействия наноматериалов серебра на здоровье» . Национальный институт охраны труда США : iv. 28 сентября 2021 г. дои : 10.26616/NIOSHPUB2021112 .
  24. ^ Jump up to: а б «Контрольный диапазон» . ГудНаноГид . Проверено 26 апреля 2017 г.
  25. ^ Пайк, Сэмюэл. «Диапазон управления для приложений нанотехнологий» . Проверено 26 апреля 2017 г.
  26. ^ «Безопасное обращение и использование углеродных нанотрубок» (PDF) . Безопасный труд в Австралии . Март 2012 г., стр. 25–31. Архивировано из оригинала (PDF) 15 марта 2017 г. Проверено 26 апреля 2017 г.
  27. ^ Залк, Дэвид М.; Пайк, Сэмюэл Ю. (март 2010 г.). «Контрольный диапазон и нанотехнологии» (PDF) . Синергист : 26–29 – через диапазон управления для нанотехнологических приложений.
  28. ^ Jump up to: а б с Истлейк, Эдриен К.; Бочем, Кэтрин; Мартинес, Кеннет Ф.; Дам, Мэтью М.; Спаркс, Кристофер; Ходсон, Лаура Л.; Джерачи, Чарльз Л. (01 сентября 2016 г.). «Уточнение метода оценки выбросов наночастиц в метод оценки воздействия наноматериалов (NEAT 2.0)» . Журнал гигиены труда и окружающей среды . 13 (9): 708–717. дои : 10.1080/15459624.2016.1167278 . ISSN   1545-9624 . ПМЦ   4956539 . ПМИД   27027845 .
  29. ^ Берч, М. Эйлин; Ван, Чен; Фернбак, Джозеф Э.; Фэн, Х. Эми; Берч, Куинн Т.; Дозье, Алан К. (июнь 2017 г.). «Анализ углеродных нанотрубок и нановолокон на фильтрах из смешанных эфиров целлюлозы методом просвечивающей электронной микроскопии» (PDF) . Руководство NIOSH по аналитическим методам . Национальный институт охраны труда США . Проверено 25 июля 2017 г.
  30. ^ «Текущий разведывательный бюллетень 60: Временное руководство по медицинскому обследованию и наблюдению за опасностями для работников, потенциально подвергающихся воздействию искусственных наночастиц» . Национальный институт охраны труда США : v, 2, 21 февраля 2009 г. doi : 10.26616/NIOSHPUB2009116 . Проверено 26 апреля 2017 г.
  31. ^ Jump up to: а б с д Вэнс, Марина Э.; Куикен, Тодд; Ведерано, Эрик П.; Макгиннис, Шон П.; Хочелла, Майкл Ф .; Режески, Дэвид; Халл, Мэтью С. (21 августа 2015 г.). «Нанотехнологии в реальном мире: Обновление ассортимента потребительских товаров из наноматериалов» . Журнал нанотехнологий Бейльштейна . 6 (1): 1769–1780. дои : 10.3762/bjnano.6.181 . ISSN   2190-4286 . ПМЦ   4578396 . ПМИД   26425429 .
  32. ^ «ISO/TR 13329:2012: Наноматериалы. Подготовка паспорта безопасности материала (MSDS)» . Международная организация по стандартизации . Декабрь 2012 года . Проверено 21 апреля 2017 г.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: ed5f17e4f2fdab14b13a47c53db28b42__1707222240
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/ed/42/ed5f17e4f2fdab14b13a47c53db28b42.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Health and safety hazards of nanomaterials - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)