Nanosikkerhed. Professor Ulla Vogel Dansk Center for Nanosikkerhed Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø

Transkript

1 Nanosikkerhed Professor Ulla Vogel Dansk Center for Nanosikkerhed Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø

2 Nanosikkerhed på Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø Nanosikkerhedsforskning som strategisk forskningsområde på NFA siden 2005 Rådgiver AT, MST, EU s videnskabelige udvalg om nano, REACH, OECD, WHO Blandt de førende i Europa og med/har været i 19 EU projekter om nanosikkerhed Mere end 100 videnskabelige publikationer om nanosikkerhed Dansk Center for Nanosikkerhed

3 Dansk Center for Nanosikkerhed Partnere: KU DTU TI NFA Bedre eksponeringsvurderinger Bedre toksikologiske undersøgelser Bedre kendskab til de grundlæggende mekanismer Bedre modeller til risikovurdering og risikohåndtering Fotos: Mikkel Østergaard

4 Relative Relativ death dødsrate rate Justeret dødelighed (døde/år/ ) Statistisk sammenhæng mellem indånding af partikler og dødelighed 6 byer med 8000 personer 151 byområder med personer 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1 0,9 0,8 y = 0,0146x + 0,8467 R² = 0, Fine partikler PM 2.5 (µg/m 3 ) y = 6,8305x + 701,48 R 2 = 0,3401 (Dockery et al. 1993) (Pope et al ) Fine Partikler (µg/m 3 ) Korrelation mellem dødelighed og partikelkoncentration i luften (PM 2.5 )

5 Eksponering for partikler og sygelighed: Sod og død per 1000 person år før og efter et forbud mod salg af kul til private i Dublin Forbud Forbud Sod: -70% Lungedød: -15% Total død: -6% Hjertedød: - 10% Clancy et al. Lancet 360: , 2002

6 Vores vision Forskning Viden om mekanismer Safe-by-design Gruppering & rangordning Evidensbaseret risikovurdering. Forudsigelse af farlighed på basis af viden om fysisk-kemiske egenskaber Sikker anvendelse af nanoteknologi

7 Eksempler på safe-by-design: Fibre-paradigmet mineraluld Malersyndrom Vandbaseret maling MAL koder

8 Udfordringen: mange forskellige nanomaterialer form / morfologi Partikelkemi nano Størrelse (overfaldeareal) Atomstruktur Funktionalisering

9 Nanopartikler i arbejdsmiljøet er ikke nyt, men nu er de mere udbredt Der har altid været nanopartikler i arbejdsmiljøet og i det ydre miljø MEN: Nanoteknologi har medført større udbredelse af produkter mv med partikler i nanostørrelse Findes i mange forskellige erhverv (bl.a. kompositfremstilling, rengøring, bygge-anlæg, forskning og udvikling) Usikker viden om hvor og hvor meget

10 International videnskabelig konsensus: Indånding af nanopartikler er farligere International konsensus om at: indånding af nanopartikler er farligere (pr vægtenhed) end indånding af større partikler med samme kemiske sammensætning Det gælder især for uopløselige partikler (fx pigmenter som TiO 2 og Carbon black) Det gælder ikke altid for opløselige partikler (fx havsalt) Farlighed er afhængig af kemisk sammensætning Kulstofnanorør er særligt farlige

11 Indånding er den vigtigste eksponeringsvej for nanopartikler i arbejdsmiljøet Indånding Oralt indtag Intravenøst Gennem huden

12 Nanomatematik Mindre partikler: Flere partikler pr vægtenhed Større samlet overfladeareal

13 Total generated particles, dn/dlogdp [#/cm 3 ] % Deposited Deponering af nanopartikler i lungen 100 Biological relevant size fractions (CEN, 1992) DF Dia p DH Dia p DT Dia p DA Dia p Total deposition Alveolar Head Deposition (larynx) 20 Thoracic deposition Particle Dia Size p [um] TiO 2 ultrafine TiO 2 pigment Diameter, D p [nm]

14 Indånding af nanopartikler Små partikler Nanopartikler Airways Inflammatoriske celler INFLAMMATION Inflammatorske signalstoffer ROS Marianne Dybdahl

15 Indåndede TiO 2 nanopartikler i lungen fjernes igen meget langsomt Mus indåndede 40 mg/m 3 1 time dagligt i 11 dage. TiO 2 -indholdet i lungen blev målt med ICP-MS. Eksponering Dage efter eksponering N TiO 2 i lunge/ mg/kg (mean ± sd) % af deponeret TiO 2 TiO ± 10 24% Luft 5 3 < 8 TiO ± 30 21% Luft 25 3 < 1 Hougaard et al, 2010

16 Total number of cells in BAL fluid Total number of cells in BAL fluid Hougaard et al, PF&T, 2010, Jackson et al Nanotoxicology, 2012 Indånding af nanopartikler giver langvarig inflammation i lungen Antal og typer af celler i lungeskyllevæske: Efter 5 dage TiO 2 Efter 4 uger Control TiO ** *** ** 0 Macrophages Neutrophils Lymphocytes Filtered air Carbon Black macrophages neutrophils lymphocytes Carbon Black * Macrophages Neutrophils Lymphocytes macrophages neutrophils lymphocytes Filtered air Carbon Black

17 Nanopartikler ultrafine partikler - støv Små partikler støver mere og svæver længere tid i luften. Små partikler kommer længere ned i lungerne. Små partikler bliver længere tid i lungerne. Små partikler skader lungerne mere starter kroppens forsvarssystemer, som medfører øget risiko for hjerte-karsygdomme, kræft, KOL, astma mv. Eksempel 1 NFA står bag afgørende gennembrud i forståelsen af partiklers skadelige effekt

18 Lungereaktion afhænger af partiklernes samlede overfladeareal Betændelsesreaktion i lungen på rotter 10 gange mindre partikler: 10 3 (1000) gange flere partikler pr vægtenhed 10 gange større samlet overfladeareal

19 Kulstof-nanorør = Carbon NanoTubes (CNT) Stærkeste kendte materiale stærkere end stål og meget lettere Bekymrende toksikologiske data: nogle typer kan have asbest-lignende egenskaber og formodentlig forårsage lungekræft Udsættelse størst ved fremstilling og håndtering i arbejdsmiljøet Forslag om meget lave grænseværdier i arbejdsmiljøet (0.001 mg/m 3 ) Et specifikt kulstofnanorør er klassificeret som muligvis kræftfremkaldende af IARC Eksempel 2

20 Spray-produkter til overfladebehandling Forskning på NFA viser: Eksempel 3 Nogle produkter er rigtig farlige: Dokumenteret i mus og i tilfælde på arbejdspladser. Det er særlige kombinationer af det aktive stof og opløsningsmidlet der er yderst skadelige. En meget lille stigning i den indåndede mængde afgør om det er dødeligt giftig (vist i mus). Miljøstyrelsen har trukket visse produkter tilbage fra markedet på baggrund af vores forskningsresultater.

21 RISIKO = Fare x Eksponering Keld A Jensen

22 Hvor meget større risiko? 100 nm 100 nm 1 µm NIOSH Forslag til nano-specifikke grænseværdier: NanoTiO 2 : 0,3 mg/m 3 (DK: 10 mg/m 3 ) Kulstofnanorør: 0,001 mg/m 3 (DK: Carbon Black: 3,5 mg/m 3 ) TiO 2 pigment TiO 2 nanoparticles Risk = exposure x hazard: Increased exposure potential: 300 x x Increased lung deposition 1-3 x x More adverse health effects by the same dose. Inflammation is proportional with the surface area 100 x

23 Den gode nyhed Kendte beskyttelsesforanstaltninger virker: Substitution af pulver (=> opslæmninger, pasta, granulater ect) Indkapsling/afskærmning af processer Styring af luftstrømme Personlige værnemidler

24 Arbejdsmiljørådet Præsentation af Nanosikkerhedsproblematikken for Arbejdsmiljørådet i 10. Septemer 2014 Nedsættelse af en arbejdsgruppe som skulle udarbejde en rapport inkl anbefalinger for det videre forløb Arbejdsgruppen: 3 fra A-siden (DA, DI, BAR), 3 fra B-siden (LO, 3F, BAR), AT, MST, NFA, sekretariat Rapport med 23 anbefalinger som vil fremme sikker håndtering af nanomaterialer i arbejdsmiljøet Beskæftigelsesministeren har bedt AMR om at gå videre med 22 anbefalinger AMR er i gang!

25 De 23 anbefalinger: ( Øget informationsflow i leverandørkæden Formidling af viden om sikker håndtering af nanomaterialer til relevante arbejdspladser Registrering af nanomaterialer i produktregisteret Grænseværdier for 3 specifikke nanomaterialer 2 højvolumen nanomaterialer (CB og TiO 2 ) og et meget farligt (CNT) Udvikling af koncepter for måling af nanomaterialer i arbejdsmiljøet samt arbejdspladsmålinger og viden om værnemidler Fortsættelse af Dansk Center for Nanosikkerhed

26 Regulering Nanopartikler i arbejdsmiljøet udgør en potentiel helbredsrisiko Arbejdstilsynet har bedt NFA om at udarbejde dokumentation for forslag til grænseværdier for Carbon black nanopartikler Titanium Dioxid nanopartikler Kulstofnanorør Dieseludstødningspartikler

27 Et eksempel på rettidig omhu Tidslinje: 1990: Nanomaterialet kulstofnanorør beskrives første gang Ca. år 2000: Dansk innovationssatsning på nanoteknologi 2005: NFA får nanotoksikologi som strategisk forskningsområde 2012: Dansk Center for Nanosikkerhed 2015: Det første nanomateriale klassificeres som muligvis kræftfremkaldende for mennesker (kulstofnanorør) 2015: Arbejdsmiljørådet udarbejder 23 anbefalinger om sikker håndtering af nanomaterialer 2016: 22 anbefalinger skal implementeres

28 Tak for jeres opmærksomhed