Kan virksomheder identificere nanomaterialer i deres produktion og vurdere, om medarbejderne udsættes for dem?

Transkript

1 Kan virksomheder identificere nanomaterialer i deres produktion og vurdere, om medarbejderne udsættes for dem? Keld Alstrup Jensen, Seniorforsker (kaj@nrcwe.dk)

2 Et NANOMATERIALE i EU s administrative definition (manufactured) Natural, incidental or manufactured unbound particles, aggregates or agglomerates If only manufactured, this requires careful ID of the exposure 50 % or more of the particles in the number size distribution have one or more external dimensions is in the size range 1 nm nm* This criteria requires coupled quantification of number and dimensions Alternatively the powder has a volume-specific surface area 60 m 2 /cm 3 This criteria requires information on specific surface area and specific density * By derogation from the above, fullerenes, graphene flakes and single wall carbon nanotubes with one or more external dimensions below 1 nm should be considered as nanomaterials. Brussels, October 18,

3 Kan vi identificere om kemikaliet er et nanomateriale? 4 Indikatorer Leverandørens tekniske specifikationer Partiklernes primære størrelse specifik overfladeareal, densitet Sikkerheds data-ark Evt. står der noget specielt om nano Produktets navn Nano., ultrafine, kvanteprik (www) Produktbeskrivelser Partikler laver en nanobelægning. Silica i væskesuspension Carbon black pulver 1 µ m

4 Kan vi identificere om kemikaliet er et nanomateriale? 4 Indikatorer Bindzil 30CC (12.6 nm 0.1 fra egen DLS ved målt viskositet) Overfladeareal ikke muligt Intet specielt i sikkerheds data-ark Silica i væskesuspension 4 Indikatorer Flammrüss nm 23.8 m 2 /g; densitet = g/cm 3 Intet specielt i sikkerheds data-ark Carbon black pulver VSSA = 1.9 g/cm 3 x 23.8 m 2 /g = 45.2 m 2 /cm 3 Nano fra partikel str., men ikke for VSSA! 1 µ m

5 Kan vi identificere om kemikaliet er et nanomateriale? 4 Indikatorer Bindzil 30CC (12.6 nm 0.1 fra egen DLS ved målt viskositet) Overfladeareal ikke muligt Intet specielt i sikkerheds data-ark Silica i væskesuspension 4 Indikatorer Flammrüss nm 23.8 m 2 /g; densitet = g/cm 3 Intet specielt i sikkerheds data-ark Carbon black pulver VSSA = 1.9 g/cm 3 x 23.8 m 2 /g = 45.2 m 2 /cm 3 Nano fra partikel str., men ikke for VSSA! 1 µ m

6 Kan vi måle om medarbejderne er udsat for støv af nanomaterialer? Kravene fra EU s definition Frie primærpartikler, aggregater eller agglomerater (naturlige, bi-produkter, eller teknisk fremstillede) Specelt inkluderes fullerene, graphene, og SWCNT Per antal, er 50 % af partiklerne mellem 1 og 100 nm (opgjort efter partiklernes mindste dimension) Det volumenspecifikke overfladeareal 60 m 2 /cm 3 (afhænger kun af overflade og porøsitet)

7 Reguleringen er sat efter respirabel eller inhalérbart støv

8 Konventionel måling af partikler vil fuldstændig underestimere den reelle eksponering af antal NP 100 Biological relevant size fraktions (CEN, 1992) DF Dia p DH Dia p DA Dia p One 10 nm NP DT Dia Vol p m 3 40 Total deposition Alveolar Head Deposition (larynx) NP s in one 1 m agglomerate of 10 nm NPs Vol m 3 20 Thoracic deposition Particle Size [um] Dia p 8000 NP s in one 200 nm agglomerate of 10 nm NPs Vol m 3 1 m n m 1 µ m

9 Frie primærpartikler eller agglomerater NM i produktionslinie Agglomerering NM Pulvere Pulver støvpartikler N 0 N i ; S 0 S i ; V o = V i M 0 = M i

10 Frie primærpartikler eller agglomerater NM i produktionslinie Agglomerering Støv på arbejdspladser vil overvejende bestå af NM Pulvere Pulver støvpartikler nanostrukturerede aggregater og agglomerater (pga. Kildekarakteristik og aerosol dynamik) N 0 N i ; S 0 S i ; V o = V i M 0 = M i

11 Jo; sådan ser det faktisk ud! 5 0 n m 1 µ m n m TEM-billeder af nanomaterialer suspenderet i væsker (Saber et al., 2010) Al-(Si)-coated TiO 2 Na-sulfate Fe-Si-aggregates diatomite K-sulfate Fe & Fe-Mn-Si-aggregates Al-(Si)-coated TiO 2 Al-(Si)-coated TiO 2 SEM-billeder fra filtre på en arbejdsplads; Koponen & Jensen (under forberedelse)

12 Mange målemetoder, men dur de? Massekoncentration Selektive filterkassetter Antalskoncentration CPC Størrelsesfordeling Optisk Aerodynamisk Elektrisk mobilitet / Ladning Overfladeareal Ladning

13 dn/dlogdp Fra kugleteori til agglomerat-praksis! - Resultat afhænger af målemetoderne! 10 6 ELPI APS FMPS Gomez et al. (under forberedelse)

14 Udviklingsbehov hvis vi skal kvantificere eksponeringen for NM Reguleringen siger masse-koncentration af respirabel støv Nanomaterialet skal kvantificeres specifikt (kombination med fysiskkemiske målinger) Udvikling, evaluering og implementering af online måleinstrumenter i arbejdshygiejnemålinger Problemer omkring måling af agglomerater og aggregater skal løses Problemer omkring sammenlignelighed i koncentrationsbestemmelser skal løses Udvikling og implementering af strategier for identifikation og kvantifikation af specifikke nanomaterialer i komplekse eksponeringer Metoder for specifikke partikelgrupper skal identificeres (f.eks. onlinemåling koblet med grundstof eller RAMAN analyse af filtre)

15 Udviklingsbehov hvis vi skal kvantificere eksponeringen for NM Reguleringen siger masse-koncentration af respirabel støv Nanomaterialet skal kvantificeres specifikt (kombination med fysiskkemiske målinger) Kan vi måle eksponeringen for nanomaterialer? Udvikling, evaluering og implementering af online Detektion: OK med online+offline analyser måleinstrumenter i arbejdshygiejnemålinger Kvantifkation: Muligt, men kræver generelt udvikling Problemer omkring måling af agglomerater og aggregater skal løses Problemer omkring sammenlignelighed i koncentrationsbestemmelser skal Kvantifikation ift. EUs definition? Nærmest umuligt! løses Udvikling og implementering af strategier for identifikation og kvantifikation af specifikke nanomaterialer i komplekse eksponeringer Metoder for specifikke partikelgrupper skal identificeres (f.eks. onlinemåling koblet med grundstof eller RAMAN analyse af filtre)

16