Øje på arbejdsmiljøet

Transkript

1 Øje på arbejdsmiljøet Grønbog om nanoteknologi Status, perspektiver og udfordringer i arbejdsmiljøet Øje på arbejdsmiljøet, september 2010 Udgivet af Landsorganisationen i Danmark Islands Brygge 32D Postboks København S lo@lo.dk Tlf.: Fax: Web: LO-varenummer: 4403 EAN/isbn-nr.: EAN/isbn-online:

2 Forord Udviklingen i nanoteknologien går stærkt. Mange rapporter, udtalelser o. lign. har påpeget behovet for et større fokus på sikkerhed og sundhed i forbindelse med arbejdsmiljøet. Derfor har LO fået udarbejdet denne grønbog, som er vores bidrag til at få skabt et klarere billede af situationen på nanoområdet, når det gælder arbejdsmiljøet. Samtidig belyses de fordele som kunne opnås, hvis strategier på nanoområdet på samme tid søgte at fremme såvel sikkerhed som konkurrenceevne. Grønbogen viser, at der bliver investeret mange offentlige midler i forskning og udvikling af nanoteknologi, men at markedet ikke har udviklet sig så stærkt som forventet. Sikkerhedsaspektet vurderes som en væsentlig faktor for den langsommere introduktion af nanoprodukter på markedet. Grønbogen peger på en række alvorlige problemstillinger i relation til sikkerhed og sundhed. Hovedproblemet synes at være knyttet til indånding af nanopartikler frem for udsættelse gennem huden, og forsøg dokumenterer væsentlige problemer i relation til ophobning i bl.a. lunger og lever, med forøget risiko for hjerte-karsygdomme, kræft og langvarige betændelsestilstande. Dertil kommer, at der er store problemer med måling af eksponering og risikohåndtering på arbejdspladsen. Der er allerede udbredt anvendelse af nanomaterialer i forskning, industri og handel. Vi skal imidlertid huske, at også dem som arbejder med bygningsmaterialer, vedligehold og rengøring mv. potentielt vil kunne blive udsat for sundhedsfarer, såfremt de anvender eller bearbejder materialer, som kan frigive farlige nanopartikler. I LO er vi ikke maskinstormere som ønsker at forhindre udvikling af nanoteknologi tværtimod. Vi vil sikre, at udviklingen ikke sker på bekostning af nuværende og kommende generationers sikkerhed og sundhed. LO ser gerne et øget fokus på de områder, hvor sikkerhedsaspektet kan bidrage positivt til konkurrenceevne og vækst. Det er vores vurdering, at der er et stort uudnyttet potentiale i at få udviklet nanoteknologien samtidig med en maksimal prioritering af sikkerhed og sundhed. I Danmark skal vi derfor fremover blive gode til at markedsføre vore nanoprodukter mv. i pakker, hvor der også ligger forslag til risikomanagement f.eks. vores vurdering af risikoproblemstillinger og udpegning af gode alternativer til farlige produkter. Danmark skal udvikles, så vi ikke kommer bagud i forhold til andre lande på området, og vi skal derfor blive bedre til at hente viden hjem. Vi skal samtidig vise, at der er sundhed og udvikling af arbejdspladser i at lade sikkerhed gå hånd i hånd med en vækstøkonomi, men det kræver, at staten tager initiativ og investerer. Grønbogen dokumenterer, at initiativerne på nanoområdet er spredte. Der er behov for øget national prioritering og koordinering, og det er på tide, at regeringen træder i karakter. Som en start må der oprettes et Videncenter, som kan fungere som et nanovæksthus hvor der både dyrkes forebyggelse og erhvervsfremme. Regeringen må allerede i den kommende finanslov for

3 2011, og som led i regeringens vækststrategi sikre en økonomisk ramme på minimum 25 mio. kr. årligt til centret. Den nationale prioritering og koordinering på nanoområdet skal øges. LO s forslag er: Et nationalt nanovidencenter skal oprettes. Centret skal fremme forskning og videnopsamling om risici og forebyggelse og understøtte samspillet imellem arbejdsmiljøog erhvervspolitikken på nanoområdet. Erhvervs- og arbejdsmiljøpolitikken skal koordineres for at understøtte en fortsat nanoteknologisk udvikling, hvor der på samme tid er fokus på konkurrenceevne og forebyggelse. Målet skal være, at Danmark bliver førende på at sammentænke sikkerhed og konkurrenceevne. Forskning omkring risici, måling af eksponering og risikohåndtering skal styrkes som grundlag for en effektiv forebyggelse og regulering på nanoområdet. Der skal findes værktøjer, som kan øge arbejdspladsernes opmærksomhed på sundhedsrisici og sætte tilstrækkelige rammer og retning for national regulering på nanoområdet. Teknologisk Institut har udarbejdet Grønbogen for LO. Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø har stillet viden og forskningsfaglige data til rådighed, hvilket vi siger tak for! Med disse bemærkninger vil jeg ønske god læselyst. Ejner K. Holst LO-sekretær

4 Grønbog om nanoteknologi - Status, perspektiver og udfordringer i arbejdsmiljøet Af: Henrik Vejen Kristensen (Red.), Palle Banke og Svend Brun Hansen Teknologisk Institut, Center for Arbejdsliv

5 Indhold Resumé... 7 Summary... 9 Erhvervspotentiale og risici Investeringer og markedsudvikling Beskæftigelse og arbejdsmiljørisici Miljøteknologi Investeringer i et område med usikkerheder Usikkert videngrundlag mindsker risikovillighed Retningsgivende regulering International policy udvikling Risikoprofil for nanopartikler Hvad er nanopartikler? Eksponeringer fra nanopartikler og nanofibre Nanopartikler som komponent i en matrice Indånding af nanopartikler Translokation af nanopartikler Optag af nanopartikler gennem mave tarmsystemet Biologiske effekter af eksponering for nanopartikler Samlet risikoprofil Risikohåndtering på arbejdspladsen Kapacitet i arbejdsmiljøorganisationen Globalt samarbejde og udvikling Outsourcing og arbejdsdeling Eksisterende værktøjer og guide lines God praksis inspiration Risikovurderingsværktøjer Forskningsbehov i risici Risikoscenarier Opsamling på forskningsbehov National infrastruktur til sikker håndtering af nanopartikler Nationale forskningsmiljøer

6 Andre aktører Myndigheder og reguleringsaktiviteter Miljøstyrelsen og Arbejdstilsynet Nye reguleringsinstrumenter på arbejdsmiljøområdet EU Aktiviteter International regulering Nationalt og internationalt udvalgsarbejde Danske udredningsprojekter Det regulatoriske dilemma og myndighedernes rolle: Innovations og arbejdsmiljøpolitik Opsamling på infrastruktur Offentlige investeringer i nanoteknologi Offentlige danske forsknings og udviklingsinvesteringer Andre landes investering i nanoforskning Nordiske Lande EU og USA Opsamling Citerede værker Bilag

7 Resumé Udvikling og anvendelse af nanoteknologi forventes at kunne beskæftige mellem 2 10 millioner medarbejdere på verdensplan inden På globalt plan estimeres vækstrater på området til mellem % de nærmeste år. Udviklingen er i gang i regi af både forskning, industri og handel i Danmark. Nanopartikler og ultrafine partikler vurderes af europæiske eksperter at besidde de største arbejdsmiljørisici af alle nye typer stoffer og materialer. Forskningsresultater har de senere år bekræftet og udbygget mistanken om sundhedsskadelige effekter ved flere fremstillede nanopartikler. Grønbogen tegner en risikoprofil af nanopartikler for sundhed og sikkerhed og ser på Danmarks muligheder for at sikre en bæredygtig anvendelse af nanopartikler. Uklarheder om nanopartiklers sundhedseffekter og arbejdsmiljørisici kan være en barriere for en effektiv udnyttelse af de store investeringer på området. Hvordan bliver nanopartikler reguleret i fremtiden? Vil nye produkter blive accepteret på markedet og af offentligheden? Hvordan skal vi sikre medarbejdere mod eksponering? Manglede svar på disse spørgsmål kan holde investeringer tilbage. Usikkerheder om sikkerhedsaspekter kan medføre tilbageholdenhed blandt danske arbejdspladser i at investere i området. Ikke mindst af hensyn til medarbejderes sikkerhed men også af hensyn til usikkerhed om fremtidig regulering på området samt markedet og offentlighedens accept af nye produkter. De mange usikkerheder er en hindring for udvikling af specifik og målrettet regulering på området. Endnu findes ingen specifikke retningslinjer i EU s kemikalielovgivning (REACH) eller andre relevante lovområder. Miljøstyrelsen og Arbejdstilsynet er afhængig af dels nye retningslinjer fra EU kommissionen og dels dansk ekspertviden for at kunne regulere effektivt på området. Til at understøtte regulering på området diskuterer grønbogen følgende nye nationale reguleringsinstrumenter: Udvikling af en rammesættende AT vejledning på området. Revision af vejledningen om Grænseværdier for stoffer og materialer. Ordning for notifikation og registrering af brug af nanopartikler i nye produkter. Udvikling af branchevejledninger, kurser og rådgivningsydelser. EU s rammeprogrammer har siden 1994 støttet forskning på området og har i dag en bred porte folio af igangværende forskningsprojekter. Også i dansk og nordisk regi er der bevilliget penge til området. Ud fra et kvalificeret skøn over forskningsprojekter i Danmark anslår grønbogen, at offentlige forskningsmidler i sundheds og sikkerhedsaspekter ved nanopartikler udgjorde ca. 3,7 % af de samlede investeringer på området i Disse midler har ikke været uddelt i målrettede programmer til miljø, sundheds og sikkerhedsaspekter og har kun i begrænset omfang været sikret gennem politiske prioriteringer. For andre lande, hvor data er tilgængelig, er denne andel af offentlige bevillinger højere. Der findes en række danske forskningsmiljøer på området fordelt på de eksisterende universiteter og sektorforskningen. Der er dog fortsat et stort behov for forskning og koordinering på området for at kunne danne det nødvendige grundlag for den regulering og vejledning til arbejdspladser, der er efterspurgt af arbejdsmarkedets parter, forskningskomiteer og andre interesseorganisationer.

8 Mængden af internationale forskningsresultater på området er stigende og begynder at kaste resultater fra sig, men hos de godkendte teknologiske serviceinstitutioner (GTS) og arbejdsmiljørådgivere vurderes der fortsat at være et begrænset antal specifikke nanorelaterede rådgivningsydelser. Der findes ingen pjecer, vejledninger eller kurser henvendt til danske arbejdspladser, som har et specifikt nanoteknologisk sikkerheds og arbejdsmiljørelateret sigte. Der eksisterer enkelte internationale rapporter med guidelines og værktøjer til risikovurdering af anvendelse af nanopartikler. De fleste er dog enten mangelfulde eller uhensigtsmæssige af faglige og praktiske grunde. Der er således behov for at kunne indhente international viden til gavn for danske arbejdspladser. Direkte adgang til denne viden kræver et stærkt dansk forskningsmiljø på området som et afgørende grundlag for deltagelse i internationalt forskningssamarbejde. Den danske infrastruktur til en sikker håndtering af nanopartikler har flere gode initiativer, aktører og ressourcer. Men infrastrukturen er fortsat fragmenteret. Den langsigtede indsats på arbejdsmiljøområdet er ikke sikret gennem en koordineret langtidssikret platform. Indsatsen drives i dag af enkelte aktørers egne strategiske prioriteringer. Infrastrukturen vurderes at kunne styrkes gennem en langsigtet koordinering af forskning, videnhjemtagning og formidling med mål for: Udvikling af et stærkere dansk forsknings og udviklingsmiljø, som kan understøtte danske myndigheder og bidrage til international videnhjemtagning. Herunder deltagelse i internationale samarbejder. En koordineret dansk deltagelse i relevante internationale komiteer, udvalg o.l. til videnskabeligt udredningsarbejde og udformning af regulering på området. En styrket indsats for udbredelse af forskningsresultater, vejledning og rådgivning af danske arbejdspladser om en sikker udnyttelse af nanopartiklers potentiale til gavn for erhvervsliv og samfund. En langsigtet og koordineret indsats med fokus på sikkerhedsaspektet kan øge mulighederne for at overkomme de nævnte udfordringer og barrierer for en effektiv udnyttelse af de store investeringer på området. Ikke mindst ved at bidrage til: Sikre og attraktive arbejdspladser i Danmark. Bedre muligheder for at regulere under forebyggelses og substitutionsprincipperne og samtidig minimere eventuel unødig regulering, som kan svække erhvervsudviklingen. Troværdig markedsføring og offentlig accept af nye produkter fra danske virksomheder. Tidlig målretning og tilpasning af investeringer til forventelige reguleringstiltag fra EU. Øget anvendelse af nanopartikler i udvikling af miljøteknologier til gavn for erhvervsliv og samfund. 8

9 Summary Globally 2 10 million employees are expected to work with the development and use of nanotechnology by The nanotechnology economy is projected to grow by 11 18% annually, and Denmark is well on the way within research, industry and commerce. Nanoparticles and ultrafine particles have been identified by European experts to be the most important emerging chemical risk in the work environment. Research published in recent years has verified suspicions that exposure to some types of nanoparticles may be damaging to human health. This report draws up at profile on risk posed by nanoparticles to health and safety, and the options for Denmark to secure a sustainable use of nanoparticles. Uncertainty about the environmental and health effects of nanoparticles may prevent optimal economical and social pay back of the large investments that have been made in nanotechnology. How will risks with nanomaterials be regulated in future? Will there be negative reactions in the market and the general public? How should we care for the safety of employees? If we cannot answer these questions, future investments in nanotechnology may be discouraged. These uncertainties may seed disagreements that again may delay the design of targeted regulation of the risks of nanotechnology. No specific guidelines have yet been prepared within the EU chemical legislation (REACH) and other relevant legislative fields. The Danish Environmental Protection Agency and the Working Environment Authority are dependent on the new guidelines from the EU commission and Danish expert knowledge, to make effective national regulations and adjustments. To aid the regulation of this area, the present Green Paper suggests the following regulatory instruments: Development of a Nanotechnology Framework Guideline prepared by the Danish Working Environment Authority. Revision of the guideline for Threshold limit values of substances and materials. A programme for notification and registration of the use of nanoparticles in products. Development of industrial guidelines, courses and consultancy services. Since 1994, the EU Framework Programmes have supported nanotechnology research; and today, the EU has a wide portfolio of ongoing research projects. Also the Danish and Nordic governments have invested substantial resources on research in nanotechnology. Based on a qualified estimate, the Green Paper suggests that public research funds of health and safety aspects of nanomaterials in Denmark constituted ca. 3,7 % of the total nanotechnology investments in Denmark has not had specifically assigned funds for research on environmental, health, and safety aspects; instead, the government decided that such research should be integrated and funded within the frame of material and technical research and development projects. Governments in other countries have devoted funding specifically to environmental, health and safety research and the fraction of public funding for environmental, health and safety research in nanotechnology has been higher than seen for Denmark. 9

10 Despite this, research activities are thriving at a few Danish universities and government research institutes. These research activities would benefit much from specific funding and strengthened coordination. This would create a strong basis for providing Denmark with national preparedness for tackling problems and adjusting regulation and guidance (as has been suggested by social partners, research committees and other interest organisations). The international nanotechnology research effort is beginning to give scientific results, in Denmark and abroad, but still the Approved Technological Service Institutes (the GTS institutes) and working environment counsellors offer little specifically nano related services. No pamphlets, guidelines or courses aimed at Danish workplaces have been prepared with a specific nanotechnological safety and working environment related aspect. Some international reports with guidelines and tools for risk assessment in relation to the use of nanoparticles, are available. Most of them are either incomplete or inappropriate for professional and practical reasons. There is thus a need for a capacity to be able to accumulate international knowledge for advising personnel at Danish workplaces. The direct access to such knowledge requires that Danish key players take part in the international research collaboration. The Danish nano safety infrastructure includes several good initiatives, key players and resources, but is still very fragmented. The longstanding working environment effort has not been safeguarded through a coordinated platform that is secured on a long term basis. Today, the individual strategic priorities of key players steer the effort, and it can therefore fade out quickly if or when their research priorities change. A nanosafety infrastructure would strengthen long term coordination of research, accumulation of knowledge, and guidance with the aim to: Develop a strong Danish R&D environment supported by the Danish authorities, and contribute to national accumulation of international knowledge including participation in international collaborations Coordinate Danish participation in relevant international committees, boards, etc. for scientific fact finding tasks and the development of specific regulations within nanotechnology Strengthen dissemination of research results, guidelines, and counselling services to Danish workplaces, and ensure a safe use of nanoparticles for the benefit of trade and industry as well as society. A long term and coordinated effort with focus on safety may increase the ability to handle the before mentioned challenges and barriers, and secure efficient use of the large investments in the field, especially by contributing to: Safe and attractive workplaces in Denmark. Improved opportunities to establish regulation under the prevention and substitution principles, while at the same time minimizing any unnecessary regulation which may weaken the industrial development. Reliable marketing and public acceptance of new products from Danish companies. Early warnings of future EU and international legislation changes and a chance to adjust investments accordingly. Promote the use of nanoparticles in the development of environmental technologies for the benefit of trade and industry as well as for society. 10

11 Erhvervspotentiale og risici Nanoteknologi har de senere år været genstand for såvel begejstring som bekymring. Teknologiens erhvervsmæssige potentialer har skabt grobund for store offentlige forsknings og udviklingsinvesteringer, mens mistanke om miljø og sundhedsrisici har skabt grobund for politisk diskussion og en øget forskningsindsats på området. Nanoteknologien har ikke bibragt en industriel revolution, og udviklingen er langt fra de mest optimistiske bud på dets potentiale. Det kan der være mange gode årsager til. I de følgende afsnit ses nærmere på, hvorvidt risikoaspektet kan spille en rolle i at sikre en bedre erhvervs og samfundsmæssig nytte af teknologiernes fremskridt. Investeringer og markedsudvikling Flere økonomiske analyser har vurderet nanoteknologiens erhvervspotentiale til inden for få år at være på niveau med informations og kommunikationsteknologien, med estimater på markedsværdien af produkter indeholdende nanomaterialer til mia. US$ inden år 2014 og vækstrater (CARG) på 18 % årligt (1; 2; 3; 4). Det har været med til at hype området og har i noget omfang skabt grobund for de store investeringer i forskning og udvikling. I 2005 blev de samlede globale investeringer i nano F&U vurderet til 9,6 mia. US$ (5). Mere pessimistiske estimater baseret på nanoteknologiens egentlige bidrag til værdiforøgelse i produkter antyder, at dens potentiale i markedet reelt er væsentligt mindre end først antaget. Ifølge BCC Research (6) er den reelle markedsværdi i 2009 kun ca. 11,6 mia. US$, om end også BCC forventer vækstrater (CARG) på op mod 11 % årligt frem til Analysen viser, at salget af nanomaterialer udgør det største markedssegment, mens salget af nanoteknologisk udstyr forventes at have den største vækst de kommende år. Der findes ikke specifikke opdaterede tal for omfanget af berørte arbejdspladser og medarbejdere i Danmark, men undersøgelser (7; 8; 9) og bevillinger af diverse forsknings og udviklingsmidler ( indikerer, at udviklingen er i gang i regi af både forskning, industriel produktion og handel, om end også disse undersøgelser indikerer, at den kommercielle markedsudvikling har været langsommere og i mindre omfang end forventet. 11

12 Figur 1: Nanoteknologiens markedsudvikling i mia. US$ (1) Figuren ovenfor illustrerer et optimistisk og pessimistisk scenario af markedsudviklingen, hvor den reelle markedsudvikling på området vurderes at følge det pessimistiske scenario. Beskæftigelse og arbejdsmiljørisici Nanopartikler og ultrafine partikler vurderes af europæiske eksperter at besidde de største arbejdsmiljørisici af alle nye typer stoffer og materialer (10). Ifølge optimistiske estimater kan området udvikle sig til et globalt erhvervsområde, der på verdensplan kan beskæftige 2 10 millioner industrimedarbejdere inden 2015 eller op mod 11 % af arbejdsstyrken i fremstillingsindustrien (2; 10). Mange teknologiske forarbejdningsprocesser og produkter kan laves uden direkte eksponering for nanopartikler eksempelvis ved brug af nanoteknologisk udstyr alene eller ved anvendelse af nanomaterialer i en fast matrix (11; 12). Markedet vurderes dog at være domineret af nanomaterialer (6), som i højere grad end nanoteknologisk udstyr forventes at medføre nye arbejdsmiljørisici på arbejdspladsen. Arbejdsmiljørisiciene vurderes generelt at være størst blandt ansatte i opstartsvirksomheder og SMV er (10), som ikke har så stor kapacitet i sikkerhedsorganisationen, som større og mere veletablerede virksomheder har. En stor del af de nye arbejdspladser, som forventes at blive skabt under nanoteknologiens udvikling, forventes at være i netop opstartsvirksomheder og SMV er. Danmark har de senere år fostret et mindre antal opstartsvirksomheder og spin off virksomheder, men den største gruppe af medarbejdere, som vil arbejde med nanopartikelholdige materialer, vurderes at være blandt eksisterende industrivirksomheder (både store og små). Det være sig medarbejdere inden for: Rengøring (herunder rengøring med nanopartikulære rengøringsmidler og rengøring i laboratorier og produktionsanlæg, der anvender nanopartikler) Håndværk og vedligehold af laboratoriefaciliteter og produktionsanlæg Produktion og støbning af beton Plastproduktion (herunder compoundering) Overfladebehandling af industrielle komponenter, vindmøller, skibe, biler o.l. Laboratoriearbejde og eksperimentel forskning 12

13 Farmaceutisk produktion De reelle arbejdsmiljørisici og omfanget af medarbejdere i risikogruppen vil derfor i høj grad afhænge af virksomhedernes specifikke anvendelser (og viden om sikker anvendelse), og listen kan udvides på sigt med udbredelsen af nanomaterialer på andre brancheområder eksempelvis inden for byggeri og anlæg. Miljøteknologi Et vigtigt erhvervsøkonomisk argument for et øget fokus på forskning i sikkerhedsaspekter ved nanoteknologien er udnyttelsen af teknologien til frembringelse af nye miljø og sundhedsnyttige produkter (miljø og sundhedsteknologi) (12). Dette argument har været fremført i de fleste centrale publikationer og offentlige forskningsprogrammer (7; 13; 14; 15). Det kan eksempelvis være til udvikling af nye effektive katalysatorer, vandrenseteknologier samt nye materialer til nye energieffektive løsninger i forbrugerprodukter, industriel produktion samt udvikling af el nettet. Foruden anvendelse af nye materialer til energiteknologi, renseteknologi o.l. er der muligheder for at anvende nanomaterialer som substitution for uønskede stoffer i eksisterende produktioner og produkter. Vel at mærke, hvis man har den nødvendige viden om eventuelle miljø og sundhedsrisici til sammenligningsgrundlag mellem eksisterende og nye materialer. Det kan eksempelvis være i relation til flammehæmmer og andre additiver i plast og lakker. Ved en sammenhængende indsats mellem at skabe indsigt i nanopartiklers effekt på sundhed og miljø og udvikling af nye teknologier og produkter til gavn for miljø og sundhed vurderes der således at være et solidt erhvervsmæssigt vækstpotentiale. Investeringer i et område med usikkerheder Økonomiske analyser og estimater af nanoteknologiens markedspotentiale har sjældent inddraget aspekter om offentlig accept af nye teknologier, selvom der er meget at lære ved at se på andre områder som GMO, atomkraft o.l. (1; 16). Usikkert videngrundlag mindsker risikovillighed Investeringer i nanoteknologiske projekter er i et vist omfang betinget af, at man har tilstrækkelig viden om miljø og sundhedseffekter. At det er nødvendigt for at kunne legitimere større offentlige investeringer på området står klart ud fra de senere års debat, og er også indskrevet direkte i EU s strategi for området (14). Hvad, der er tilstrækkelig viden for industrielle investeringer, er mere individuelt og afhænger i noget omfang af specifik regulering af de forskellige brancheområder. Eksempelvis er fødevareindustrien og den farmaceutiske industri omfattet af omfattende krav om dokumentation af sundhedseffekter inden lancering af nye produkter. Manglende viden på sikkerhedsområdet kan være en hæmsko for industriernes bestræbelser på at anvende nanomaterialer i deres produkter. Forsikringsverdenen har også fuldt udviklingen på området tæt. Der er fortsat usikkerheder om, hvordan virksomheder kan forsikre medarbejdere, produktion, produkter og affald. I et enkelt tilfælde har et amerikansk forsikringsselskab afvist at forsikre en producent af kulstof nanorør. I selskabets begrundelser anføres blandt andet at: 13

14 "The intent of this exclusion is to remove coverage for the, as of yet, unknown and unknowable risks created by products and processes that involve nanotubes. The exclusion is being added to make you and your customers explicitly aware of our intent not to cover injury and/or damage arising from nanotubes, as used in products and processes " (17) En nylig undersøgelse af overfladebehandlingsindustrien illustrerer, hvordan nogle danske virksomheder er tilbageholdende for at anvende nanomaterialer i produktionen på grund af usikkerhed om, hvordan nanomaterialer kan håndteres sikkert i arbejdsmiljøet (9). Resultaterne fra undersøgelsen antyder, at der sammen med det generelle behov om grundlæggende forskningsbaseret viden også er behov for at bringe forskningsviden videre ud i industrien i en form, som er let tilgængelig for arbejdsmiljøorganisationerne. Et dansk projekt under I BAR og BAR U&F har haft som primært formål at formidle forskningsresultater direkte ud til danske arbejdspladser (12). Tiltaget viser arbejdsmarkedets parters fælles interesse i at sikre virksomhedernes adgang til viden på område for at sikre et erhvervsmæssigt afkast af investeringer under et sikkert arbejdsmiljø på arbejdspladsen. Retningsgivende regulering Repræsentanter fra dansk erhvervsliv har tidligere efterlyst klare retningslinjer for Regeringens miljø og energipolitik, da dette nødvendigvis er retningsgivende for en langsigtet F&U indsats for mange industrivirksomheder (18). Det illustrerer behovet for en klar retningsgivende regulering af et område for at skabe retning for industriens strategiske investeringer. Jo tidligere erhvervslivet kan varsles om fremtidige reguleringstiltag, og jo klarer de politiske udmeldinger er, desto bedre kan virksomhederne planlægge deres investeringer og strategiske planer for nanoteknologisk forsknings og udviklingsaktiviteter og markedsføring. Reguleringen af nanopartikler er i dag ikke klar og retningsgivende bl.a. på grund af uklarheder i det definitoriske og vidensmæssige grundlag. Definitoriske uklarheder, målemetodiske usikkerheder og usikkerheder omkring sundheds og miljøeffekter vurderes derfor at være en medvirkende årsag til, at nanoteknologien endnu ikke har udviklet sig så hurtigt som forventet. International policy udvikling Den primære regulering på dette område udvikles i EU regi. Her arbejder en række interesseorganisationer fra arbejdsmarkedets parter, forskere og civile interesseorganisationer, der alle forsøger at påvirke den fremtidige regulering. Da usikkerhederne på området er så markante, har flere interesseorganisationer og videnskabelige komitéer (19) inden for de sidste par år udarbejdet politikker og statements med krav om styrket regulering fra EU herunder principper som no data, no market (20), begrænsninger på markedsføring o.l. (21), samt krav om indføring af nanopartikler på listen over substances of very high concern under REACH. En øget proaktiv indsats for at frembringe den nødvendige viden om håndtering af risici kan mindske omfanget af regulering, og forebygge krav om indførslen af unødig regulering. Det kan ligeledes bidrage til en større offentlig accept af de nye teknologier. Fra dansk side kan man opnå politisk indflydelse på lovgivning, regulering og standardisering ved at have et stærkt forsknings og erfaringsbaseret grundlag i denne proces. 14

15 Risikoprofil for nanopartikler Nanopartikler er kommet i søgelyset fordi de ofte besidder nye og anderledes egenskaber (fysiske, kemiske, optiske, ledende osv.), som kan udnyttes kommercielt og samfundsnyttigt. De samme egenskaber er dog i nogle tilfælde under mistanke for at udgøre farer for miljø og sundhed. I de følgende afsnit gives en gennemgang af grundlaget for denne mistanke, og en vurdering af sundheds og eksponeringsrisiciene ved industriel anvendelse. Hvad er nanopartikler? Nanopartikler er partikler, som er mindre end 100 nm i mindst en dimension (længde, bredde eller højde). Partikler i den størrelse kan få forstærkede eller nye egenskaber, der kan forbedre industrielle anvendelser, forbrugerprodukter, byggematerialer m.m. Partikler kan dannes naturligt og som biprodukter ved menneskelig aktivitet, som f.eks. forbrænding og industrielle høj temperaturprocesser. I de sidste par årtier har man fokuseret på at designe og producere nanopartikler, således de opnår specielle egenskaber. Disse partikler kaldes syntetiske, fremstillede, tekniske eller menneskeskabte nanopartikler, nanomaterialer (22) eller nanoobjekter (23). I grønbogen anvendes betegnelsen nanopartikler som generel betegnelse for denne type partikler. Nanomaterialer anvendes som en mere generel betegnelse for nanopartikelholdige materialer (pulver, kompositter og dispergeringer) og materialer med strukturer i nanoskalaen. Nanopartikler kan have forskellige kemiske sammensætninger. Nanopartikler består typisk af et enkelt kemisk stof, f.eks. titaniumdioxid (TiO 2 ) eller kemisk modificerede stoffer (f.eks. TiO 2 modificeret med Al og Zr). Andre består af en kerne af et stof og en eller flere skaller af et andet stof, som kan være både uorganisk eller organisk. Det betyder, at syregrupper eller andre kemiske forbindelser kan være bundet på overfladen af nanopartiklerne. Nogle af de mest anvendte nanopartikler er TiO 2, som anvendes som UVfilter i fx cremer, samt carbon black, som anvendes som sort pigment i fx maling. Nyere typer partikler som kulstofnanorør, består af kulstofatomer arrangeret i et atom lag tykt hønsenetlignende gitterværk, der er rullet sammen til et rør. Hvis der kun er et lag, er der tale om enkeltvæggede kulstofnanorør. Hvis rørene har to eller flere lag, som ligger udenom hinanden, kaldes de for hhv. dobbelteller flervæggede kulstofnanorør. Enkeltvæggede kulstofnanorør har en diameter på under 1 nm, mens diameteren på flervæggede kulstofnanorør kan være 100 nm eller mere. Rørene kan variere i længde fra under 100 nm til cm skala. Kulstofnanorør tilhører gruppen af HARN partikler (high aspect ratio nanoparticles), som er en samlet betegnelse for lange og tynde nanopartikler. 15

16 Figur 2: Grafen og karbon nanorør Billederne viser, hvordan et net af kulstof (grafen) rulles og danner et enkeltvægs kulstof nanorør Kilde: Wikimedia Commons Denne rapport omhandler udelukkende fremstillede nanopartikler. I arbejdsmiljømæssige sammenhænge kan man komme i fysisk kontakt med nanopartikler ved at indånde nanopartikler fra luften, via hudkontakt og ved utilsigtet oralt indtag. Der fokuseres på effekter af indånding af nanopartikler, da det forventes at blive den dominerende eksponeringsvej i arbejdsmiljøet. Det ser ikke ud til, at nanopartikler kan optages gennem sund, intakt hud (24). Man skal dog være opmærksomhed på, at der kan være vigtige undtagelser, og at hudeksponering på især hænder og ansigt er hovedårsagen til utilsigtet oralt indtag. Eksponeringer fra nanopartikler og nanofibre Nanopartiklers størrelse gør, at hver enkelt partikel vejer meget lidt og har en stor overflade i forhold til dens vægt. Derfor opfører individuelle nanopartikler sig mere som gasser end som partikler. Når en gas lukkes ind i et rum vil den fordele sig i hele rummet, hvorimod partikler som fx sand vil falde til jorden. Nanopartikler opfører sig som gasser, fordi de er styret af diffusion og såkaldte Brownske bevægelser i stedet for, som større partikler, at være styret af tyngdekraften og deres aerodynamiske form. Det betyder, at nanopartikler lettere bliver luftbårne end mikrometer store partikler og hurtigere spredes i luften. I pulverform danner nanopartikler agglomerater (sammenklumpede partikler) og danner derved større partikler. Sammenklumpningen kan være styret af mange forskellige parametre (25). Agglomerater kan delvist splittes op igen under pulverhåndtering. Det er fx vist, at når et TiO 2 pulver med en primær partikelstørrelse på 17 nm falder gennem luften, hvirvles ca. 300 gange mere stof og meget finere partikler op i luften i form af støv, end hvis en tilsvarende mængde TiO 2 partikler i mikrometer størrelse falder gennem luften (26). I hvor høj grad nanopartikler støver afhænger af forhold som produktionsmetode, overfladebehandling, granuleringsgrad og fysiske lagringsforhold. Nanopartikler støver ikke altid mere end større partikler med samme kemiske sammensætning (27). Man ved endnu ikke nok til at kunne forudsige støvningspotentialet af forskellige nanopartikler. Heller ikke hvordan man kan anvende denne information til risikovurdering. Hvis man erstatter et almindeligt pulvermateriale med det samme stof af nanopartikler, må man derfor tage højde for, at det muligvis støver meget mere. Der er offentliggjort en række nyere feltmålinger, som viser, at der er nanopartikel eksponering ved langt de fleste analyserede arbejdssituationer ved målinger i såvel laboratorier som industrielle produktioner (28). Arbejdspladsmålingerne kompliceres af, at nanopartikler er teknisk meget svære at måle med de nuværende metoder. 16

17 Figur 3: Måling af partikelkoncentrationen ved en pulverblander og i baggrundsluften Baggrund Blanding Total concentration cm Day of year Variation i koncentrationen af fine partikler ved en pulverblander og i baggrundsluften i en større virksomhed. Massekoncentrationen af partikler mindre end 1 µm var hhv. 0,07 og 0,09 mg/m3 i baggrundsluften og ved blanderen, mens den personlige eksponering var 0,65 mg/m3, inklusiv påvirkning fra tilsyn af processen. Kulstofnanorør på pulverform består oftest af aggregater (tæt bundne partikler) og/eller sammenfilterede enkeltpartikler. Derfor ses de ofte som store fnug lignende partikler, som kan sammenlignes med uldtotter eller nullermænd. Sammen med den lave massefylde er dette sandsynligvis grunden til, at støvet fra flere typer kulstofnanorør har et meget lille indhold af frie kulstofnanorør (29). Et studie fra NFA viste, at koncentrationen af fine partikler periodisk blev forøget med ca partikler/cm 3 under udportionering af MWCNT i et asbest telt (12). De fleste af de fine partikler var nm store, men der blev også målt mindre partikler. Personbårne filtermålinger af partikler, som er mindre end 1 µm (PM1), viste kun svagt synligt støv, mens koncentrationen af totalt svævestøv (TSP) var ca. 0,2 mg/m 3. Dette illustrerer et af problemerne med eksponeringsmålinger af nanofibre og nanorør. De personbårne filtermålinger, som normalt anses for at være det mest pålidelige instrument for personeksponering viste, at der ikke var nævneværdige mængder af nanopartikler, hvorimod målingerne af antal af partikler i luften viste, at der periodevist var rigtig mange partikler i luften, som burde være opfanget af de personbårne filtre. Nanopartikler som komponent i en matrice Nanopartikler vil normalt indgå i et materiale sammensat af flere forskellige stoffer en såkaldt matrix når de anvendes. Eksempler på dette kan være plastik, cement, maling eller lak. Man har på nuværende tidspunkt meget begrænset viden om, hvad der sker med nanopartiklerne, når en matrix med nanopartikler nedbrydes. Det vil f.eks. ske, når nanopartikelholdig maling slibes ned, eller ved nedrivning af bygningsmaterialer forstærket med kulstofnanorør eller lignende materialer. I et forskningsprojekt på Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø (NFA) har man undersøgt, hvor meget støv, der bliver dannet, når man sliber på forskellige malinger og lakker, som indeholder nanopartikler (30). Nogle nanopartikelholdige malinger støvede mere og andre mindre end den samme maling uden nanopartikler afhængigt af malingtype og type af nanopartikel. De nanopartikelholdige malinger, som støvede mere, afgav flere partikler i størrelsen nm. Forskning fra NFA har også vist, at 17

18 der frigives fritliggende MWCNT ved nedbrydning af en matrix bestående af cement og sand, som indeholdt MWCNT (12). Billede 5: MWCNT partikler fra cement 1 m Scanning transmissions elektron mikroskopi billede af støvpartikler fra brudtest af hærdet cementmorterprøver tilsat MWCNT. I centrum af billedet ses en MWCNT fiber, som stikker ud fra et cementmorterfragment. Indånding af nanopartikler Hvis der er partikler i luften, vil man indånde dem. En del af de indåndede partikler vil blive deponeret i luftvejene. Hvor og hvor længe afhænger af størrelsen på de indåndede partikler. Partikler, der er større end 10 µm, f.eks. træstøv, bliver fanget i næsen. Det er grunden til, at ansatte i træ og møbelindustrien har øget risiko for at udvikle den meget sjældne kræftform næsekræft. Mindre partikler (2 5 µm i diameter) deponeres hovedsagligt i bronkierne. Her vil fimrehårene i bronkierne transportere partiklerne op i svælget, hvorefter man synker dem, og dermed spiser dem. Inhalerede partikler, som er mindre end ca. 100 nm i diameter, vil hovedsagligt blive deponeret i næseregionen og dybt nede i lungerne i alveolerne, også kaldet lungeblærerne. Der er ingen fimrehår i alveolerne, men deponerede partikler fjernes her af makrofager, som fungerer som en slags skraldemænd. Makrofager kan optage partikler og bakterier, som derefter nedbrydes eller transporteres bort fra lungerne. Makrofagerne fjerner få partikler af gangen, så hvis der er mange små partikler, går det meget langsommere, end hvis der er én stor. Derfor fjernes indåndede nanopartikler meget langsomt fra lungerne. Forskning fra NFA har vist, at når mus indånder TiO 2 nanopartikler, findes 57 % af partiklerne stadig i lungerne efter 5 dage, og 50 % findes stadig i lungerne efter 25 dage (31). TiO 2 nanopartiklerne er altså meget længe om at blive fjernet fra lungerne. Det er derfor sandsynligt, at medarbejdere, der eksponeres for nanopartikler på arbejdspladsen, vil akkumulere nanopartikler i lungerne. 18

19 Langvarig akkumulering af nanopartikler i lungerne kan have direkte helbredsskadende effekter i luftvejene, men det kan også medføre andre helbredsskadende effekter som f.eks. øget risiko for hjertekarsygdomme. Generelt vil man forvente, at indånding af nanopartikler øger risikoen for de samme helbredseffekter som andre fine og ultrafine partikler. Dvs. øget risiko for luftvejssygdomme, lungekræft og hjerte karsygdomme. Dog kan man forvente en stærkere effekt af nanopartikler, fordi de forårsager en længerevarende eksponering end indånding af større partikler. Translokation af nanopartikler En mindre del af de nanopartikler, som ophobes i lungerne, kan vandre over basalmembranen mellem lungerne og blodbanen og dermed overføres til blodet. Processen kaldes translokation. Mængden af partikler, som overføres, afhænger meget af partiklernes størrelse og overflade. Små partikler overføres lettere end store partikler. Som regel drejer det sig om promiller af de indåndede partikler. Det lyder umiddelbart som meget lidt, men det kan blive til en væsentlig eksponering, hvis man eksponeres 5 dage om ugen i de år, et arbejdsliv repræsenterer. Graden af translokation er sandsynligvis højere hos personer med lungesygdomme (24). Meget små nanopartikler (mindre end 5 6 nm i diameter) fjernes fra blodet i nyrerne og udskilles med urinen. De større nanopartikler akkumuleres i forskellige organer, men primært i leveren (32). En undersøgelse har vist, at over 90 % af de nanoguldpartikler, som blev indført i blodbanen på mus, kunne genfindes i en specifik celletype i leveren efter 6 måneder (32). Det tyder derfor på, at langt de fleste nanopartikler ophobes i leveren og udskilles meget langsomt fra organismen, når de først er blevet optaget. Det radioaktive kontrastmiddel Thorotrast blev brugt som røntgenkontrastmiddel i 1930 erne og 40 erne. Stoffet viste sig at forårsage leverkræft hos de behandlede patienter, fordi de radioaktive Thorotrastpartikler blev ophobet i leveren. På samme måde kan man forestille sig at nanopartikler med en reaktiv overflade, som gennem lang tid ophobes i relativt få celler i leveren, kan have utilsigtede og helbredsskadende effekter. Optag af nanopartikler gennem mave tarmsystemet En del af de indåndede partikler bliver transporteret op gennem bronkierne og efterfølgende slugt. Nyere forskning tyder på, at nanopartikler også kan optages i kroppen gennem mave tarmsystemet. Man har således fundet effekter på leveren hos rotter, som fik sprøjtet kulstofnanorør ned i maven med en sonde, hvorimod der ikke var effekter på tarmcellerne (33). Det tyder derfor på, at nanopartikler også optages gennem mave tarmsystemet og via blodbanen opsamles i leveren. Biologiske effekter af eksponering for nanopartikler Inflammation: Når man indånder partikler reagerer kroppen med et såkaldt inflammatorisk respons kroppens reaktion på tilstedeværelsen af fremmedlegemer. Normalt er et inflammatorisk respons kortvarigt. For eksempel når man har en splint i fingeren. Men når nanopartikler akkumuleres i lungerne udløser det et langvarigt eller kronisk inflammatorisk respons. Kronisk inflammation er en medvirkende årsag til udvikling af bl.a. asbestrelateret lungekræft og heliobakterierelateret mavekræft. Omfanget af det inflammatoriske respons er normalt proportionalt med partiklernes samlede overfladeareal (34; 35). Da nanopartikler har et relativt større overfladeareal og fjernes langsommere fra kroppen end større partikler, forårsager de et større og mere langvarigt inflammatorisk respons. 19

20 Dyreforsøg har vist, at indånding af visse kulstofnanorør forårsager et stort og langvarigt inflammatorisk respons (13; 36). Flervæggede kulstofrør giver f.eks. inflammation ved en luftkoncentration på 0,1 mg/m 3, hvorimod partiklen Printex 90, der er en kulstofpartikel i nanostørrelse, ikke forårsagede nogen effekter ved en luftkoncentration på 1 mg/m 3 i et standardiseret 90 dages inhalationsforsøg (29). Dermed var det undersøgte kulstofnanorør mindst 10 gange mere toksisk end Printex 90. Meget tyder på, at indånding af visse kulstofnanorør giver mange af de samme effekter som indånding af asbest (36). Kræftfremkaldende effekter: Indåndede partikler kan virke kræftfremkaldende, fordi de forårsager mutationer (permanente forandringer) i DNA et enten direkte eller indirekte, fordi de forårsager inflammation, som igen forårsager DNA skader. Forskning fra NFA har vist, at den rene kulstofpartikel Printex 90 i nanostørrelse i celleforsøg er ligeså mutationsfremkaldende som partikler fra dieseludstødning (37). Det internationale kræftagentur IARC har for nylig, på baggrund af dyreforesøg, klassificeret TiO 2 som muligvis kræftfremkaldende for mennesker ved indånding (gruppe 2B carcinogen) (38). TiO 2 er endnu ikke på den danske liste over stoffer, som anses for at være kræftfremkaldende. Visse typer kulstofnanorør mistænkes for at have asbestlignende egenskaber og for at være kræftfremkaldende ligesom asbest. Ifølge fiber paradigmet forårsager asbest kræft, fordi asbest danner lange, tynde og biopersistente fibre, som ikke nedbrydes i lungerne. At de er biopersistente betyder, at de ikke bliver nedbrudt i lungen i modsætning til fx glasuld, som kan nedbrydes i lungen. Fibrene er for store til at makrofagerne kan indkapsle dem helt ved fagocytose og derved fjerne dem. Makrofagerne bliver ved med at forsøge at indkapsle fibrene i en proces som kaldes frustreret fagocytose. Denne proces bidrager væsentligt til den kræftfremkaldende kroniske inflammation, som forårsager fiber medieret kræft. Nogle typer af kulstofnanorør kan danne biopersistente, lange, stive fibre ligesom asbest. I modsætning hertil er enkeltvæggede kulstofnanorør meget bøjelige, og har mere tendens til at filtre sammen og danne store agglomerater, mens flervæggede kulstofnanorør er mere stive. Umodificerede kulstofnanorør er meget biopersistente, men overflademodificering kan muligvis gøre dem mere opløselige, og dermed mindre biopersistente. Forskning tyder på, at indånding af ikke opløselige partikler (som ex. kulstofnanorør) kan deponeres i lungerne og forårsage kræft hos mennesker. Dyreforsøg har vist, at indsprøjtning af en bestemt type kulstofnanorør forårsagede kræft i bughulen (39), mens en lignende eksponering for en anden type kulstofnanorør ikke forårsagede kræft (40). Der er flere mulige forklaringer på de meget forskellige resultater, men forklaringen er sandsynligvis, at de kræftfremkaldende kulstofnanorør var mere stive og derfor bevarede den asbestlignende lange form, mens de ikke kræftfremkaldende kulstofnanorør var mere bøjelige, og derfor filtrerede sammen som et garnnøgle, og derfor ikke fremkaldte frustreret fagocytose. Hjerte karsygdomme: Luftforurening er anerkendt som en vigtig risikofaktor for hjerte karsygdomme. Det er påvist, at nanopartikler dannet ved forbrænding øger risikoen for hjerteanfald og slagtilfælde. Mekanismerne bag partikelrelaterede sygdomme i hjerte karsystemet er endnu ikke endeligt afklaret. De foreslåede hypoteser for partiklers effekter på hjerte karsystemet er, at den lungeinflammation, partiklerne medfører, fører til systemiske effekter enten direkte ved translokation fra lungerne eller indirekte via frigørelse af forskellige mediatorer. Der er en meget begrænset viden om fremstillede nanopartiklers effekter på hjerte karsystemet. På baggrund af disse få resultater samt den viden, som findes fra forbrændingspartikler er det sandsynligt, at fremstillede nanopartikler ligeledes kan forårsage effekter på hjerte karsystemet. 20

21 Samlet risikoprofil Nanopartikler produceres og anvendes i stigende omfang. De har ofte stærkere og i nogle tilfælde anderledes fysisk kemiske egenskaber end sammenlignelige mikrometer store partikler. Der er risiko for nanopartikel eksponering ved de fleste produktionsmetoder, anvendelser samt efterfølgende produktbearbejdning. En del af nanopartiklerne bliver typisk luftbårne under disse processer. Luftmålinger af nanopartikler kompliceres af, at nanopartikler ofte klumper sammen og derfor er svære at måle med eksisterende måleudstyr. Da der stadig er et stort behov for udvikling af målemetoder til måling af nanopartikeleksponering, har man stadig kun et begrænset kendskab til effektiviteten og den praktiske implementering af sikkerhedsforanstaltning på arbejdspladserne. Dette inkluderer foranstaltninger som indkapsling, ventilation og brug af værnemidler. Når man indånder nanopartikler, deponeres de dybt nede i lungerne, hvorfra de uopløselige typer fjernes langsomt og ineffektivt. Indåndede nanopartikler vil derfor være til stede i lungerne i lang tid. Det ser ud til at både TiO 2 og kulstofnanorør er biopersistente. En lille fraktion af nanopartiklerne kan endvidere vandre over i blodbanen i små mængder, ligesom de kan optages gennem mave tarmkanalen. Hvis partiklerne når blodbanen, vil de primært ophobes i leveren. Udskillelsen fra leveren er meget langsom, og nanopartikler ophobes sandsynligvis i leveren over tid. Det betyder samlet, at øget eksponering for nanopartikler vil øge deponeringen af partikler i både lunger og lever. Indånding af nanopartikler forårsager oftest et inflammatorisk respons. Størrelsen af det inflammatoriske respons afhænger til dels af de indåndede partiklers samlede overfladeareal og af hvor hurtigt partiklerne bliver fjernet igen. Da nanopartikler har et stort overfladeareal, og da de fjernes meget langsomt fra alveolerne, har de potentielt en højere reaktivitet per masse enhed og kan forårsage et større og mere langvarigt inflammatorisk respons end større partikler. Partiklernes kemiske sammensætning, partikelform, overfladebehandling mv. spiller også en vigtig rolle, hvor overflade behandling i visse tilfælde kan forøge den toksikologiske effekt. Man ved endnu meget lidt om de kræftfremkaldende effekter af nanopartikler, men det er påvist, at Printex 90, som består af helt rene kulpartikler i nanostørrelse, er mutagent og dermed kræftfremkaldende. Printex 90 er ligeså mutagent som partikler fra dieseludstødning. Indånding af nogle typer kulstofnanorør giver en række asbestlignende symptomer, og for én type kulstofnanorør er det påvist, at dyr udviklede kræft, efter at have fået sprøjtet dem ind i bughulen, mens en anden type kulstofnanorør ikke forårsagede kræft i et lignende forsøg. Det er påvist, at indånding af partikler fra luftforurening øger risikoen for hjerte karsygdomme. Da nanopartikler fjernes langsommere end større partikler og derfor forårsager et mere langvarigt biologisk respons, er det sandsynligt, at teknisk fremstillede nanopartikler i mindst lige så høj grad som partikler fra luftforurening øger risikoen for hjerte karsygdomme. 21