Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Часть цикла статей о
Влияние
нанотехнологий
Здоровье и безопасность
Относящийся к окружающей среде
Другие темы
DIN 4844-2 Warnung vor einer Gefahrenstelle D-W000.svg
Профессиональные опасности
Иерархия средств контроля опасностей
Гигиена труда

В опасности для здоровья и безопасности наноматериалов включает потенциальную токсичность различных типов наноматериалов , а также пожаро- и взрывы пыли опасность. Поскольку нанотехнология появилась недавно, последствия воздействия наноматериалов на здоровье и безопасность, а также допустимые уровни воздействия являются предметом текущих исследований. Из возможных опасностей наибольшее беспокойство вызывает ингаляционное воздействие , при этом исследования на животных показали легочные эффекты, такие как воспаление , фиброз и канцерогенность для некоторых наноматериалов. Контакт с кожей и проглатывание, иопасность взрыва пыли также вызывает беспокойство.

Было разработано руководство по контролю за опасностями, которое эффективно снижает воздействие до безопасных уровней, включая замену наноматериала более безопасными формами, технические средства контроля, такие как надлежащая вентиляция, и средства индивидуальной защиты в крайнем случае. Для некоторых материалов были разработаны пределы профессионального воздействия для определения максимальной безопасной концентрации наноматериалов в воздухе, а оценка воздействия возможна с использованием стандартных методов отбора проб промышленной гигиены . Постоянная программа наблюдения за профессиональным здоровьем также может помочь защитить рабочих.

Фон [ править ]

Оптические микрофотографии нескольких наноматериалов, присутствующих в аэрозольных частицах. Слева, наночастиц серебра , никеля наночастиц, а также многостенных углеродных нанотрубок

Нанотехнология - это манипуляции с веществом в атомном масштабе для создания материалов, устройств или систем с новыми свойствами или функциями, с потенциальными приложениями в энергетике , здравоохранении , промышленности , связи, сельском хозяйстве, потребительских товарах и других секторах. Наноматериалы имеют по крайней мере один первичный размер менее 100 нанометров и часто имеют свойства, отличные 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 Вильсонаколичество потребительских товаров или товарных линий, содержащих 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 миллиарда долларов в 2005 году [1] : 1–3.

Поскольку нанотехнология является недавней разработкой, последствия воздействия наноматериалов на здоровье и безопасность, а также допустимые уровни воздействия еще не полностью изучены. Исследования, касающиеся обращения с наноматериалами, продолжаются, и были разработаны руководства для некоторых наноматериалов. [1] : 1–3 Как и в случае с любой новой технологией, ожидается, что самые ранние облучения произойдут среди рабочих, проводящих исследования в лабораториях и на пилотных предприятиях, поэтому важно, чтобы они работали таким образом, чтобы защитить их безопасность и здоровье. [2] : 1

Система управления рисками состоит из трех частей. Идентификация опасностей включает определение того, какие проблемы для здоровья и безопасности присутствуют как для наноматериала, так и для соответствующего ему сыпучего материала, на основе обзора 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, в том числе анализ областей и задач, которые с наибольшей вероятностью могут вызвать воздействие. Контроль экспозициивключает в себя внедрение процедур для сведения к минимуму или устранения воздействия в соответствии с иерархией средств контроля опасностей . [2] : 2–6 [3] : 3–5 Постоянная проверка мер контроля опасностей может происходить посредством мониторинга концентраций наноматериалов в воздухе с использованием стандартных методов отбора проб промышленной гигиены , а также может быть учреждена программа наблюдения за здоровьем на рабочем месте . [3] : 14–16

Недавно принятый метод управления рисками - это подход Safe by design (SbD). Он направлен на устранение или снижение рисков новых технологий, включая нанотехнологии, на этапе проектирования продукта или производственного процесса. Предвидеть риски сложно, потому что 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 по их снижению или смягчению как можно раньше в инновационном процессе, называемом Стратегиями Safe by Design. . [4]

Опасности [ править ]

Токсичность [ править ]

Основная статья: Нанотоксикология

Респираторный [ править ]

Сканирующего электронного микроскопа изображение пучков многостенной углеродной нанотрубки пирсинга в эпителиальных клеток альвеол .

Вдыхание - наиболее распространенный путь воздействия взвешенных в воздухе частиц на рабочем месте. Отложение наночастиц в дыхательных путях определяется формой и размером частиц или их агломератов, и они откладываются в альвеолярном отсеке в большей степени, чем более крупные респирабельные частицы. [5] Согласно исследованиям на животных , наночастицы могут попадать в кровоток из легких и перемещаться в другие органы, включая мозг. [6] : 11–12 На риск вдыхания влияет запыленность.материала, тенденция частиц подниматься в воздух в ответ на раздражитель. На образование пыли влияют форма, размер, объемная плотность частиц и собственные электростатические силы, а также то, является ли наноматериал сухим порошком или включен в суспензию или жидкую суспензию . [2] : 5–6

Исследования на животных показывают, что углеродные нанотрубки и углеродные нановолокна могут вызывать легочные эффекты, включая воспаление , гранулемы и легочный фиброз , которые были аналогичной или большей силой по сравнению с другими известными фиброгенными материалами, такими как кремнезем , асбест и ультратонкая сажа . Некоторые исследования на клетках или животных показали генотоксические или канцерогенные эффекты или системные сердечно-сосудистые заболевания.последствия воздействия на легкие. Хотя степень, в которой данные на животных могут прогнозировать клинически значимые эффекты на легкие 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 виде долгосрочных исследований на животных и эпидемиологических исследований на рабочих. По состоянию на 2013 г. сообщений о фактических неблагоприятных последствиях для здоровья рабочих, использующих или производящих эти наноматериалы, не поступало. [7] : v – ix, 33–35 Пыль диоксида титана (TiO 2 ) считается опасной для опухоли легких с ультратонкой (наноуровневой) частицы, имеющие повышенную массовую активность по сравнению с мелкодисперсным TiO2 , через механизм вторичной генотоксичности, который не специфичен для TiO 2, но в первую очередь связан с размером частиц и площадью поверхности. [8] : v – vii, 73–78

Кожный [ править ]

Некоторые исследования предполагают, что наноматериалы потенциально могут попасть в организм через неповрежденную кожу во время профессионального воздействия. Исследования показали, что частицы диаметром менее 1 мкм могут проникать в механически изогнутые образцы кожи, и что наночастицы с различными физико-химическими свойствами могут проникать через неповрежденную кожу свиней. Такие факторы, как размер, форма, растворимость в воде и покрытие поверхности, напрямую влияют на способность наночастиц проникать через кожу. В настоящее время не совсем известно, приведет ли проникновение наночастиц через кожу к побочным эффектам на животных моделях, хотя было показано, что местное применение сырых SWCNT голым мышам вызывает раздражение кожи, а in vitroИсследования с использованием первичных или культивированных клеток 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 могут быть экстраполированы на потенциальный профессиональный риск. [6] : 12 [7] : 63–64 Кроме того, наночастицы могут попадать в организм через раны, а частицы мигрируют в кровь и лимфатические узлы. [9]

Желудочно-кишечный [ править ]

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 происходить во время работы с наноматериалами. Проглатывание может также сопровождать ингаляционное воздействие, поскольку частицы, которые выводятся из дыхательных путей через мукоцилиарный эскалатор, могут проглатываться. [6] : 12

Пожар и взрыв [ править ]

Пятиугольник взрыва представляет собой пять требований для взрыва пыли .

Есть опасения, что спроектированные углеродные наночастицы при производстве в промышленных масштабах могут создать опасность взрыва пыли , особенно для таких процессов, как смешивание, шлифование, сверление, шлифование и очистка. Сведения о потенциальной взрывоопасности материалов при подборе до наномасштаба остаются ограниченными. [10] Взрывные характеристики наночастиц сильно зависят от производителя и влажности . [3] : 17–18

Для микрочастиц, когда размер частиц уменьшается, а удельная поверхность увеличивается, сила взрыва увеличивается. Однако для пыли органических материалов, таких как уголь , мука , метилцеллюлоза и полиэтилен , степень жесткости перестает увеличиваться, когда размер частиц уменьшается ниже ~ 50 мкм. Это связано с тем, что уменьшение размера частиц в первую очередь увеличивает скорость улетучивания , которая становится достаточно быстрой, чтобы горение в газовой фазе стало этапом ограничения скорости , а дальнейшее уменьшение размера частиц не приведет к увеличению общей скорости горения. [10] Хотя минимальная взрывная концентрация существенно не меняется в зависимости от размера наночастиц, было обнаружено, что минимальная энергия воспламенения и температура уменьшаются с размером частиц. [11]

Наночастицы на основе металлов подвергаются более сильным взрывам, чем углеродные наноматериалы, и их химические реакции качественно отличаются. [10] Исследования наночастиц алюминия и наночастиц титана показывают, что они представляют собой опасность взрыва. [3] : 17–18 Одно исследование показало, что вероятность взрыва, но не его сила, значительно возрастает для наноразмерных металлических частиц, и они могут самовоспламеняться при определенных условиях во время лабораторных испытаний и обращения с ними. [12]

Порошки с высоким удельным сопротивлением могут накапливать электрический заряд, вызывая опасность искры , а порошки с низким удельным сопротивлением могут накапливаться в электронике, вызывая короткое замыкание.опасность, оба из которых могут стать источником возгорания. Как правило, 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 средним и высоким удельным сопротивлением в зависимости от влажности, в то время как наночастицы на основе углерода обладают низким удельным сопротивлением независимо от влажности. Порошки наноматериалов вряд ли будут представлять необычную пожарную опасность по сравнению с их картонной или пластиковой упаковкой, поскольку они обычно производятся в небольших количествах, за исключением технического углерода . [13] Однако каталитические свойства наночастиц и наноструктурированных пористых материалов могут вызвать непредусмотренные каталитические реакции, которые, исходя из их химического состава, в противном случае нельзя было бы ожидать. [6] : 21

Радиоактивность [ править ]

Спроектированные радиоактивные наночастицы находят применение в медицинской диагностике , медицинской визуализации , токсикокинетике и гигиене окружающей среды , а также исследуются для применения в ядерной медицине . Радиоактивные наночастицы представляют собой особые проблемы в области оперативной физики здоровья и внутренней дозиметрии , которые отсутствуют для паров или более крупных частиц, поскольку токсикокинетика наночастиц зависит от их физических и химических свойств, включая размер , форму и химию поверхности.. В некоторых случаях физико-химическая токсичность, присущая самой наночастице, может привести к более низким пределам воздействия, чем те, которые связаны только с радиоактивностью, что не относится к большинству радиоактивных материалов. В целом, однако, большинство элементов стандартной программы радиационной защиты применимо к радиоактивным наноматериалам, и многие меры контроля опасности для наноматериалов будут эффективны с радиоактивными версиями. [9]

Управление опасностями [ править ]

Иерархия управления опасностью содержит методы для контроля экспозиции с опасностью. Методы, перечисленные вверху, потенциально более эффективны, чем методы внизу, в плане снижения риска заболевания или травмы. [14]

Контроль воздействия опасностей - основной метод защиты рабочих. Иерархия контроля опасности является основой , которая включает в себя последовательность методов управления для снижения риска заболевания или травмы. В порядке убывания эффективности это устранение опасности, замена другим материалом или процессом, представляющим меньшую опасность, технический контроль , изолирующий рабочих от опасности, административный контроль, который изменяет поведение работников, ограничивая количество или продолжительность воздействия, и средства индивидуальной защиты, носимые на теле рабочих. [1] : 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 увеличивает рентабельность 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 принятие средств управления опасностями на более ранних этапах процесса проектирования и выше в иерархии средств контроля приводит к более быстрому выводу на рынок, повышению операционной эффективности и более высокому качеству продукции. [3] : 6–8

Исключение и замена [ править ]

Аэрозоль капель , содержащих наноматериалы выбрасывается из флакона во время обработки ультразвуком . Устранение или ограничение обработки ультразвуком и других процессов обращения снижает опасность вдыхания.

Устранение и замена являются наиболее желательными подходами к управлению опасностями и наиболее эффективны на ранних этапах процесса проектирования. Сами наноматериалы часто невозможно удалить или заменить обычными материалами, потому что их уникальные свойства необходимы для желаемого продукта или процесса. [1] : 9–10 Однако можно выбрать такие свойства наночастицы, как размер , форма , функционализация , поверхностный заряд , растворимость , агломерация и агрегатное состояние.для улучшения их токсикологических свойств при сохранении желаемой функциональности. Другие материалы, случайно используемые в процессе, такие как растворители , также поддаются замене. [3] : 8

Помимо самих материалов, можно улучшить процедуры, используемые для их обработки. Например, использование суспензии или суспензии наноматериалов в жидком растворителе вместо сухого порошка снизит воздействие пыли. Сокращение или устранение этапов, связанных с переносом порошка или открытием упаковок, содержащих наноматериалы, также снижает образование аэрозолей и, следовательно, потенциальную опасность для рабочего. [1] : 9–10 Уменьшение процедур перемешивания, таких как обработка ультразвуком , и снижение температуры реакторов для минимизации выброса наноматериалов в выхлопные газы, также снижает опасность для рабочих. [2] : 10–12

Технические средства управления [ править ]

Основная статья: Технический контроль для наноматериалов
Вытяжной шкаф представляет собой элемент управления инженерным с помощью местной вытяжной вентиляции в сочетании с корпусом.
Липкий коврик в наноматериалах производственного объекта. В идеале, другие инженерные средства контроля должны уменьшить количество пыли, собирающейся на полу и оставшейся на липком коврике, в отличие от этого примера. [3]

Технические средства контроля - это физические изменения на рабочем месте, которые изолируют рабочих от опасностей, помещая их в ограждение, или удаляя загрязненный воздух с рабочего места с помощью вентиляции и фильтрации . Они используются, когда опасные вещества и процессы не могут быть устранены или заменены менее опасными заменителями. Хорошо спроектированные инженерные средства контроля обычно пассивны в том смысле, что они не зависят от взаимодействия рабочих, что снижает вероятность воздействия рабочих на уровни воздействия. Первоначальная стоимость инженерного контроля может быть выше, чем административного контроля или средств индивидуальной защиты, но долгосрочные эксплуатационные расходы часто ниже и иногда могут обеспечить экономию затрат в других областях процесса.[1] : 10–11 На тип инженерного контроля, оптимального для каждой ситуации, влияют количество и запыленность материала, а также продолжительность задачи. [3] : 9–11

Системы вентиляции могут быть местными или общими. Общая вытяжная вентиляция работает во всем помещении через систему HVAC здания . Это неэффективно и дорого по сравнению с местной вытяжной вентиляцией и само по себе не подходит для контроля воздействия, хотя может обеспечить отрицательное давление в помещении для предотвращения выхода загрязняющих веществ из помещения. Местная вытяжная вентиляция работает у источника загрязнения или рядом с ним, часто вместе с ограждением. [1] : 11–12 Примеры местных вытяжных систем включают вытяжные шкафы , перчаточные боксы , шкафы биобезопасности и вентилируемые весовые шкафы . Вытяжные колпакибез кожуха менее предпочтительны, а колпаки с ламинарным потоком не рекомендуются, поскольку они направляют воздух наружу к рабочему. [2] : 18–28 С системами вентиляции можно использовать несколько методов проверки контроля, включая трубки Пито , термоанемометры , дымогенераторы , испытание на утечку индикаторного газа , а также стандартизированные процедуры тестирования и сертификации . [1] : 50–52, 59–60 [3] : 14–15

Примеры технических средств контроля, не связанных с вентиляцией, включают размещение оборудования, которое может выделять наноматериалы, в отдельной комнате и размещение липких ковриков у выходов из комнаты. [3] : 9–11 При работе с наноматериалами можно использовать антистатические устройства, чтобы уменьшить их электростатический заряд, уменьшая вероятность их рассеивания или прилипания к одежде. [2] : 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 вдыхаемой пыли. [1] : 16–17

Административный контроль [ править ]

Административный контроль - это изменение поведения работников для уменьшения опасности. Они включают обучение передовым методам безопасного обращения, хранения и утилизации наноматериалов, надлежащее понимание опасностей посредством маркировки и предупреждающих знаков, а также поощрение общей культуры безопасности . Административный контроль может дополнять инженерный контроль, если он не работает, или когда он неосуществим или не снижает подверженность до приемлемого уровня. Некоторые примеры передовых методов работы включают уборку рабочих мест методами влажной уборки или пылесосом с HEPA-фильтром вместо сухой уборки метлой., избегая обращения с наноматериалами в состоянии свободных частиц, хранения наноматериалов в контейнерах с плотно закрытыми крышками. Обычные процедуры безопасности, такие как мытье рук, отказ от хранения и употребления пищи в лаборатории, а также надлежащая утилизация опасных отходов , также являются административным контролем. [1] : 17–18 Другими примерами являются ограничение времени, в течение которого рабочие работают с материалом или в опасной зоне, а также мониторинг воздействия на наличие наноматериалов. [2] : 14–15

Средства индивидуальной защиты [ править ]

Рабочий взвешивает углеродные нанотрубки . Рабочий 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 рабочего, и это наименее желательный вариант для контроля опасностей. Он используется, когда другие меры контроля неэффективны, не были оценены, или при проведении технического обслуживания или в чрезвычайных ситуациях, таких как ликвидация разливов. СИЗ, обычно используемые для типичных химикатов, также подходят для наноматериалов, в том числе для ношения длинных брюк, рубашек с длинными рукавами и закрытой обуви, а также для использования защитных перчаток , очков и непроницаемой лабораторной одежды . Нитриловые перчатки предпочтительнее, потому что латексные перчатки не обеспечивают защиту от большинства химических растворителей и могут представлять опасность аллергии. Щитки для лицане являются приемлемой заменой защитных очков, поскольку они не защищают от несвязанных сухих материалов. Не рекомендуется использовать тканые лабораторные халаты из хлопка для наноматериалов, поскольку они могут загрязниться наноматериалами и высвободить их позже. Надевание и снятие СИЗ в раздевалке предотвращает загрязнение внешних территорий. [3] : 12–14

Респираторы - еще одна форма СИЗ. Респираторные фильтры с рейтингом фильтрации воздуха NIOSH N95 или P100 показали свою эффективность при улавливании наночастиц, хотя утечка между уплотнением респиратора и кожей может быть более значительной, особенно с респираторами-полумасками. Хирургические маски неэффективны против наноматериалов. [3] : 12–14 Более мелкие 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. [15] В Соединенных ШтатахАдминистрация по охране труда и здоровья требует проведения испытаний на пригодность и медицинского освидетельствования для использования респираторов [16], 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. [17]

Промышленная гигиена [ править ]

Пределы профессионального воздействия [ править ]

Профессиональный предел воздействия (OEL) представляет собой верхний предел допустимой концентрации вредного вещества в воздухе на рабочих местах. По состоянию на 2016 год количественные OEL не были определены для большинства наноматериалов. США Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья определил нерегламентирующего предельно допустимых концентраций (RELS) 1,0 мкг / м 3 для углеродных нанотрубок и углеродных нановолокон в качестве фона-скорректированные элементарный углерод в виде 8-часового времени средневзвешенный (СПВ) вдыхаемая массовая концентрация, [7] : x, 43 и 300 мкг / м 3 для ультратонкого диоксида титанав виде концентраций TWA до 10 часов в день в течение 40-часовой рабочей недели. [8] : vii, 77–78 Правильно протестированный респиратор для защиты от твердых частиц , закрывающий половину лица, обеспечит защиту при концентрациях воздействия, в 10 раз превышающих REL, в то время как эластомерный полнолицевой респиратор с фильтрами P100 обеспечит защиту в 50 раз превышающую REL. [2] : 18 агентств и организаций из других стран, включая Британский институт стандартов [18] и Институт безопасности и гигиены труда в Германии [19] , установили OEL для некоторых наноматериалов, а некоторые компании предоставили OEL для своих продуктов. . [1] : 7

В отсутствие OEL может использоваться схема управления полосой пропускания . Группирование контроля - это качественная стратегия, которая использует рубрику для помещения опасностей в одну из четырех категорий или «полос», каждая из которых имеет рекомендуемый уровень контроля опасностей. Такие организации, как GoodNanoGuide, [20] Ливерморская национальная лаборатория [20] , [21] и Safe Work Australia [22] , разработали инструменты для управления полосами, специально предназначенные для наноматериалов. [2] : 31–33 Схема контрольных полос GoodNanoGuide основана только на продолжительности воздействия, привязке материала и степени осведомленности об опасностях. [20] Схема LANL присваивает баллы за 15 различных параметров опасности и 5 факторов потенциального воздействия. [23] В качестве альтернативы может использоваться концепция « разумно достижимого минимума ». [1] : 7–8

Оценка воздействия [ править ]

Оборудование, используемое для зонального отбора проб переносимых по воздуху наноматериалов. Показанные здесь инструменты включают счетчик частиц конденсата , аэрозольный фотометр и два насоса для отбора проб воздуха для анализа на основе фильтров.

Оценка воздействия - это набор методов, используемых для мониторинга выбросов загрязняющих веществ и воздействия на рабочих. Эти методы включают индивидуальный отбор проб, когда пробоотборники располагаются в зоне личного дыхания рабочего, часто прикрепляются к воротнику рубашки, чтобы быть как можно ближе к носу и рту; и отбор проб площади / фона, когда они размещаются в статических местах. Для оценки обычно используются оба счетчика частиц , которые в реальном времени контролируют количество наноматериалов и других фоновых частиц; и образцы на основе фильтров, которые можно использовать для идентификации наноматериала, обычно с использованием электронной микроскопии и элементного анализа . [3] : 14–15 [24]

Не все приборы, используемые для обнаружения аэрозолей, подходят для мониторинга выбросов наноматериалов на производстве, поскольку они могут быть не в состоянии обнаруживать более мелкие частицы или могут быть слишком большими или трудными для доставки на рабочее место. [1] : 57 [6] : 23–33 Подходящие счетчики частиц могут обнаруживать частицы широкого диапазона размеров, поскольку наноматериалы могут агрегироваться в воздухе. Рекомендуется одновременно тестировать соседние рабочие зоны, чтобы установить фоновую концентрацию, поскольку приборы для прямого считывания не могут отличить целевой наноматериал от случайных фоновых наночастиц от двигателя, выхлопных газов насоса или нагревательных сосудов. [1] : 47–49 [24]

Хотя массовые показатели традиционно используются для характеристики токсикологических эффектов воздействия загрязнителей воздуха, по состоянию на 2013 год было неясно, какие показатели являются наиболее важными в отношении созданных наноматериалов. Исследования на животных и клеточных культурах показали, что размер и форма являются двумя основными факторами их токсикологического воздействия. [1] : 57–58 Площадь поверхности и химический состав поверхности также оказались более важными, чем массовая концентрация. [6] : 23

NIOSH Nanomaterial Exposure Assessment Technique (NEAT 2.0) - это стратегия отбора проб для определения потенциального воздействия искусственно созданных наноматериалов. Он включает в себя пробы на основе фильтров и площадей, а также всестороннюю оценку выбросов в процессе и рабочих задачах, чтобы лучше понять периоды пиковых выбросов. Оценка рабочих практик, эффективности вентиляции и других инженерных систем контроля воздействия и стратегий управления рисками позволяет провести всестороннюю оценку воздействия. [24] НИОТПГ Руководство аналитических методов включает в себя руководство по электронной микроскопии образцов фильтров углеродных нанотрубок и нановолокон, [25]и, 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 углеродных наноматериалов) и элементный состав. [1] : 57–58 Работа по созданию справочных материалов продолжается. [6] : 23

Наблюдение за гигиеной труда [ править ]

Наблюдение за гигиеной труда включает постоянный систематический сбор, анализ и распространение данных о воздействии и состоянии здоровья по группам работников с целью предотвращения заболеваний и оценки эффективности программ вмешательства. Он включает в себя как медицинское наблюдение, так и наблюдение за опасностями. Базовая программа медицинского наблюдения включает базовую медицинскую оценку и периодические последующие осмотры, оценку после инцидента, обучение персонала и определение тенденций или закономерностей на основе данных медицинского скрининга. [2] : 34–35

Связанная с этим тема медицинского обследования фокусируется на раннем обнаружении неблагоприятных последствий для здоровья отдельных работников, чтобы обеспечить возможность вмешательства до того, как возникнут болезненные процессы. Скрининг может включать получение и изучение профессионального анамнеза, медицинское обследование и медицинские тесты. По состоянию на 2016 год не проводились специальные скрининговые тесты или оценки состояния здоровья для выявления последствий для здоровья людей, которые вызваны исключительно воздействием искусственных наноматериалов. [3] : 15–16 Тем не менее, любые медицинские рекомендации по скринингу объемного материала, из которого сделаны наночастицы, все еще применимы, [26] и в 2013 году NIOSH пришел к выводу, что токсикологические данные об углеродных нанотрубках иуглеродные нановолокна были достаточно развиты, чтобы давать конкретные рекомендации по медицинскому наблюдению и обследованию рабочих, подвергшихся воздействию. [7] : vii, 65–69 Медицинский скрининг и связанные с ним вмешательства представляют собой вторичную профилактику и не заменяют меры первичной профилактики, основанные на прямом контроле опасностей, чтобы минимизировать воздействие наноматериалов на сотрудников. [2] : 34–35

Готовность к чрезвычайным ситуациям [ править ]

Рекомендуется собрать комплект для разлива наноматериалов до возникновения чрезвычайной ситуации и включить в него защитную ленту , нитрил или другие химически непроницаемые перчатки, эластомерный полнолицевой респиратор с фильтрами P100 или N100 (подходящими для лица, осуществляющего реагирование), адсорбирующие материалы, такие как разливы коврики, одноразовые салфетки, герметичные пластиковые пакеты, липкие коврики , распылитель с деионизированной водой или другой подходящей жидкостью для смачивания сухих порошков, а также вакуум с HEPA- фильтром. Считается небезопасным использовать сжатый воздух, сухую уборку и пылесосы без HEPA-фильтра для удаления пыли. [3] : 16–17

Регламент [ править ]

Основная статья: Регулирование нанотехнологий

Соединенные Штаты [ править ]

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов регулирует использование наноматериалов в соответствии с Федеральным законом о пищевых продуктах, лекарствах и косметических средствах в качестве пищевых добавок, лекарств или косметики. [27] 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 . [3] : 20–22

Общие пошлины Статья из Закона о безопасности и гигиены труда требует от всех работодателей , чтобы сохранить свое рабочее место свободным от серьезных признанных опасностей. Управление по охране труда и здоровья также имеет требования к регистрации и отчетности по производственным травмам и заболеваниям в соответствии с 29 CFR 1904 для предприятий с более чем 10 сотрудниками, а также правила защиты и коммуникации в соответствии с 29 CFR 1910 . Компании, производящие новые продукты, содержащие наноматериалы, должны использовать Стандарт информирования об опасностях для создания паспортов безопасности.содержащий 16 разделов для последующих пользователей, таких как клиенты, рабочие, службы утилизации и другие. Это может потребовать токсикологических или других испытаний, и все предоставленные данные или информация должны быть проверены с помощью должным образом контролируемых испытаний. Стандарт ISO / TR 13329 [28] предоставляет руководство, в частности, по составлению паспортов безопасности для наноматериалов. Национальный институт по охране труда и здоровья не издает правила, но проводит исследования и дает рекомендации по предотвращению травм работников и болезни. Государственные и местные органы власти могут иметь дополнительные правила. [3] : 18–22

Агентство по охране окружающей среды (EPA) регулирует наноматериалы по токсическим веществам Закон о контроле , и разрешил ограниченное производство новых химических наноматериалов за счет использования заказов согласия или существенных новых правил пользования (ИВНП). В 2011 году EPA выпустило SNUR для многостенных углеродных нанотрубок , кодифицированный как 40 CFR 721.10155 . Могут применяться и другие законодательные акты, подпадающие под юрисдикцию EPA, например, Федеральный закон об инсектицидах, фунгицидах и родентицидах (если предъявляются претензии к бактериям), Закон о чистом воздухе или Закон о чистой воде . [3] : 13, 20–22 EPA регулирует наноматериалы в соответствии с теми же положениями, что и другие опасные химические вещества. [27]

Другие страны [ править ]

В Европейском Союзе , наноматериалы , классифицируемые Европейской комиссией в качестве опасных химических веществ регулируются под Европейское химическое агентство «s регистрации, оценке, авторизации и ограничению химических веществ (REACH) регулирования, а также классификации, маркировки и упаковки ( CLP) правила. [27] Согласно регламенту REACH, компании несут ответственность за сбор информации о свойствах и использовании веществ, которые они производят или импортируют в количестве 1 тонны в год или выше, включая наноматериалы. [3] : 22 Существуют специальные положения для косметических средств, содержащих наноматериалы, и для биоцидных материалов в соответствии с Регламентом по биоцидным продуктам (BPR), когда не менее 50% их первичных частиц являются наночастицами. [27]

В Соединенном Королевстве порошки наноматериалов могут подпадать под действие Положений о химических веществах (информация об опасностях и упаковка для поставки) 2002 года , а также Положений об опасных веществах и взрывоопасной атмосфере 2002 года, если они способны вызвать взрыв пыли . [13]

См. Также [ править ]

  • Токсикология углеродных наноматериалов
  • Лабораторная безопасность

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p «Текущие стратегии инженерного контроля в процессах производства наноматериалов и последующей обработки» . США Национальный институт по охране труда и здоровья . Ноябрь 2013 г. doi : 10.26616 / NIOSHPUB2014102 . Проверено 5 марта 2017 .
  2. ^ a b c d e f g h i j k «Общие безопасные методы работы с инженерными наноматериалами в исследовательских лабораториях» . Национальный институт охраны труда и здоровья США . Май 2012 г. doi : 10.26616 / NIOSHPUB2012147 . Проверено 5 марта 2017 .
  3. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s "Создание программы безопасности для защиты нанотехнологической рабочей силы: руководство для малых и средних предприятий" . Национальный институт охраны труда и здоровья США . Март 2016 г. doi : 10.26616 / NIOSHPUB2016102 . Проверено 5 марта 2017 .
  4. ^ "Проект САбыНА" . Проект САбыНА . Дата обращения 9 октября 2020 .
  5. ^ Баир, WJ (1995-07-01). «Модель дыхательных путей человека МКРЗ для радиологической защиты». Дозиметрия радиационной защиты . 60 (4): 307–310. DOI : 10.1093 / oxfordjournals.rpd.a082732 . ISSN 1742-3406 . 
  6. ^ a b c d e f g "Подходы к безопасным нанотехнологиям: управление проблемами здоровья и безопасности, связанными с инженерными наноматериалами" . Национальный институт охраны труда и здоровья США . Март 2009 г. doi : 10.26616 / NIOSHPUB2009125 . Проверено 26 апреля 2017 .
  7. ^ a b c d "Текущий бюллетень разведки 65: Профессиональное воздействие углеродных нанотрубок и нановолокон" . Национальный институт охраны труда и здоровья США . Апрель 2013 г. doi : 10.26616 / NIOSHPUB2013145 . Проверено 26 апреля 2017 .
  8. ^ a b «Текущий бюллетень разведки 63: профессиональное воздействие диоксида титана» . Национальный институт охраны труда и здоровья США . Апрель 2011 г. doi : 10.26616 / NIOSHPUB2011160 . Проверено 27 апреля 2017 .
  9. ^ а б «Аспекты радиационной безопасности нанотехнологий» . Национальный совет по радиационной защите и измерениям . 2017-03-02. С. 2–6, 88–90, 119–130. Архивировано из оригинала на 2017-10-31 . Проверено 7 июля 2017 .
  10. ^ a b c Туркевич, Леонид А .; Фернбэк, Джозеф; Дастидар, Ашок Г .; Остерберг, Пол (2016-05-01). «Потенциальная взрывоопасность углеродных наночастиц: отсеивание аллотропов» . Горение и пламя . 167 : 218–227. DOI : 10.1016 / j.combustflame.2016.02.010 . PMC 4959120 . PMID 27468178 .  
  11. ^ Уорсфолд, С. Морган; Amyotte, Paul R .; Хан, Фейсал I .; Дастидар, Ашок Г .; Экхофф, Рольф К. (06.06.2012). «Обзор взрывозащиты нетрадиционной пыли». Промышленные и инженерные химические исследования . 51 (22): 7651–7655. DOI : 10.1021 / ie201614b . ISSN 0888-5885 . 
  12. ^ Дастидар, AG; Boilard, S .; Amyotte, PR; Туркевич, Л. (30.04.2013). «Взрывоопасность наноразмерных металлических порошков» . Весенняя встреча AIChE 2013 года и Глобальный конгресс по технологической безопасности . Американский институт инженеров-химиков . Проверено 29 мая 2017 .
  13. ^ a b «Пожаро-взрывные свойства нанопорошков» . Управление здравоохранения и безопасности Великобритании . 2010. С. 2, 13–15, 61–62 . Проверено 28 апреля 2017 .
  14. ^ «Иерархия средств управления» . Национальный институт охраны труда США . Проверено 5 марта 2017 .
  15. ^ «Защита органов дыхания для рабочих, работающих с наночастицами» . Научный блог NIOSH . Национальный институт охраны труда и здоровья США. 2011-12-07 . Проверено 15 марта 2017 .
  16. ^ "Защита органов дыхания (20 CFR 1910.134)" . Администрация США по охране труда . 1992 . Проверено 15 марта 2017 .
  17. ^ «Многостенные углеродные нанотрубки; новое важное правило использования (40 CFR 721.10155)» . Федеральный регистр, том 76, выпуск 88 . США Агентство по охране окружающей среды с помощью США Издательского бюро правительства . 2011-05-06 . Проверено 15 марта 2017 .
  18. ^ «Нанотехнологии - Часть 2: Руководство по безопасному обращению и утилизации промышленных наноматериалов» . Британский институт стандартов . Декабрь 2007. Архивировано из оригинала на 2014-11-02 . Проверено 21 апреля 2017 .
  19. ^ «Критерии оценки эффективности защитных мероприятий» . Институт профессиональной безопасности и здоровья Немецкого социального страхования от несчастных случаев . 2009 . Проверено 21 апреля 2017 .
  20. ^ a b «Контрольная полоса» . GoodNanoGuide . Проверено 26 апреля 2017 .
  21. ^ Пайк, Сэмюэл. «Контрольный диапазон для приложений нанотехнологий» . Проверено 26 апреля 2017 .
  22. ^ «Безопасное обращение и использование углеродных нанотрубок» (PDF) . Безопасная работа в Австралии . Март 2012. С. 25–31. Архивировано из оригинального (PDF) на 15 марта 2017 года . Проверено 26 апреля 2017 .
  23. ^ Зальк, Дэвид М .; Пайк, Самуэль Ю. (март 2010 г.). «Контрольные полосы и нанотехнологии» (PDF) . The Synergist : 26–29 - через Control Banding для приложений нанотехнологий.
  24. ^ a b c Истлейк, Эдриенн С.; Бочам, Кэтрин; Мартинес, Кеннет Ф .; Dahm, Matthew M .; Спаркс, Кристофер; Hodson, Laura L .; Джерачи, Чарльз Л. (2016-09-01). «Уточнение метода оценки выбросов наночастиц в методику оценки воздействия наноматериалов (NEAT 2.0)» . Журнал гигиены труда и окружающей среды . 13 (9): 708–717. DOI : 10.1080 / 15459624.2016.1167278 . ISSN 1545-9624 . PMC 4956539 . PMID 27027845 .   
  25. ^ Берч, М. Эйлин; Ван, Чен; Fernback, Joseph E .; Фен, Х. Эми; Birch, Quinn T .; Дозье, Алан К. (июнь 2017 г.). «Анализ углеродных нанотрубок и нановолокон на фильтрах из смешанных эфиров целлюлозы с помощью просвечивающей электронной микроскопии» (PDF) . Руководство по аналитическим методам NIOSH . Национальный институт охраны труда и здоровья США . Проверено 25 июля 2017 .
  26. ^ "Текущий бюллетень разведки 60: Временное руководство по медицинскому обследованию и надзору за опасностями для работников, потенциально подвергающихся воздействию искусственных наночастиц" . Национальный институт охраны труда и здоровья США : v, 2, 21 февраля 2009 г. doi : 10.26616 / NIOSHPUB2009116 . Проверено 26 апреля 2017 .
  27. ^ a b c d Вэнс, Марина Э .; Куикен, Тодд; Vejerano, Eric P .; МакГиннис, Шон П .; Младший Майкл Ф. Хочелла; Рейески, Дэвид; Халл, Мэтью С. (21.08.2015). «Нанотехнологии в реальном мире: Перестройка инвентаря потребительских товаров из наноматериалов» . Журнал нанотехнологий Бейльштейна . 6 (1): 1769–1780. DOI : 10.3762 / bjnano.6.181 . ISSN 2190-4286 . PMC 4578396 . PMID 26425429 .   
  28. ^ «ISO / TR 13329: 2012: Наноматериалы - Подготовка паспорта безопасности материала (MSDS)» . Международная организация по стандартизации . Декабрь 2012 . Проверено 21 апреля 2017 .