VELKOMMEN TIL TEKNOLOGISK INSTITUT
NANOTEKNOLOGI OG ARBEJDSMILJØ Henrik Vejen Kristensen Center for Arbejdsliv hvk@teknologisk.dk +45 7220 2636
NANOPARTIKLER I ARBEJDSMILJØ Baggrundsviden Nanopartikler Sundhedseffekter Eksponeringsrisici Lovgivning og regulering Inspiration til arbejdsmiljøarbejdet Feltmålinger Nanosafer Bibliografi Hovedkatalog
NANOPARTIKLER I ARBEJDSMILJØ Laboratorium Overfladebehandling Byggevarefremstilling Kompositbearbejdning Pjecer
NANOTEKNOLOGI OG ARBEJDSMILJØ Hvad er nano for en størrelse? Nanopartiklers anvendelse Helbredseffekter og eksponering Lovgivning og regulering Sikker håndtering af nanopartikler
HVAD ER NANO FOR EN STØRRELSE?
DEFINITION Nanoteknologi omfatter (viden, materialer, produktionsteknologi/proces): Forståelse og kontrol af materialer og processer på (eller i nærheden af) nanoskalaen (1-100 nm) i én eller flere dimensioner, hvormed nye egenskaber og applikationer muliggøres. Nanomaterialer er (størrelse og funktionalitet): Nanomaterialer har én eller flere eksterne dimensioner i nærheden af nano-skalaen (ca. 1-300nm), og anderledes egenskaber end samme materialer uden for nanoskalaen (Frit oversat fra BSI 2007, ISO 2008) Se evt.: Nanoteknologi og fremtidens erhvervsuddannelser, TI 2009
NANOPARTIKLER NYE EGENSKABER Materialer skifter egenskaber ved < ca. 300 nm Toksikologiske effekter ses ved < ca. 220 nm Størrelser på ca. 300 nm er mest udfordrende for filtrerende værnemidler Nanogulds størrelsesafhængige farver
NANOPARTIKLERS OPRINDELSE Naturlige partikler Industrielle partikler Syntetiske/funktionaliserede partikler
SYNTETISKE PARTIKLER Kulfibre og kugler Flager/plader Partikler Overflademodificerede mineraler (Mika, Bentonite, kaolin) Nanotubes, fullerenes Metaloxider (TiO2, ZnO2, Al2O3, Ag ) Eksempel på udvalget: http://www.mknano.com/?gclid=cnxlhrdl06acfuoqdgod2wp3tg
NANOPARTIKLERS STØRRELSE Kilde: ICM
NANOPARTIKLERS ANVENDELSE Kilde: CLEASY, C5 Surface Technology
INDUSTRI OG FORBRUG Overflader (træ, metal, plast, glas, beton) Kompositter (plast, beton) Katalysatorer Slibning/polering Smøring Solcreme/kosmetik Sportsudstyr Tekstiler Ventilation og filtrering Husholdningsmaskiner Kilde: Woddrow Wilson
OVERFLADEBEHANDLING (MATERIALER) 1) Metaloxider, andre partikler 2) Overflademodificering Kulsyreforbindelser, alkoxysilanforbindelser, fosfatforbindelser, sulfonatforbindelser og kvartære ammoniumsforbindelser 3) Enzymer Der arbejdes i Danmark også på at anvende enzymer til antibakterielle og antibegroningsvirkende lakker og maling.
EKSEMPLER PÅ ANVENDELSER C5 Korrosionsbeskyttelse Gastanke Containere Vindmøller Olie og off-shore Vådlak/pulverlakering Kilde: CLEASY, C5 Surface Technology
EKSEMPLER PÅ ANVENDELSER Varmebeskyttelse og design Bilindustri Designvarer Komfurer Vådlak/pulverlakering Foto: EPG
EKSEMPLER PÅ ANVENDELSER Tribologi Skærende værktøjer Lejre Bevægelse maskindele Plasma og vakkumteknologi
EKSEMPLER PÅ ANVENDELSER Betonkompositter og overflader Anti-grafitti Overfladebeskyttelse Vådlak Selvrens (TiO2) Opblanding af komposit Kilde: SBUF 2009
EKSEMPLER PÅ ANVENDELSER Træbehandling UV-beskyttelse Ridsefri overflader Fungicid træbeskyttelse Vådlakering
EKSEMPLER PÅ ANVENDELSER Glascoating Refleksion Selvrens Integreret i glasproduktion Kilde: NanoID
EKSEMPLER PÅ ANVENDELSER Medico Afvisning af vand og olie Antimikrobiel CVD, dispergering i plast m.fl.
EKSEMPLER PÅ ANVENDELSER Fødevarer og sundhedssektor Rengøringsvenlig Antimikrobiel Sølv, kobber, SiO2, TiO2 Våd/pulverlakering, Sol-gel
TYPER AF NANOTEKNOLOGI OG VIRKSOMHEDER
HELBREDSEFFEKTER
NANOPARTIKLER I LUNGERNE Grafen illustrerer, hvor stor en andel af partikler i luften der indåndes og deponeres i forskellige regioner i luftvejene. Af figuren fremgår det, at partikler i størrelsesordenen 1-300 nm deponeres dybt i lungerne - i alveoler og bronkier - i langt større omfang end større partikler. Bemærk at deponering i næse og svælg øges, når nanopartiklerne bliver meget små.
NANOPARTIKLERNE I ALVEOLERNE Fine partikler Nanopartikler Luftveje Partikler deponeres og fjernes af mucociliære bevægelser INFLAMMATION Alveole Partikler fagocyteres af makrofag Svækkelse af fagocytose Frigørelse af mediatorer Partikler krydser epitelet Figur udarbejdet af Marianne Dybdahl, NFA
NANOPARTIKLER DEPONERES I LUNGEN Mus indåndede 40 mg/m 3 1 time dagligt i 11 dage. TiO 2 indhold i lungen blev målt med ICP-MS. Eksponering Dage efter N TiO 2 i lunge/ mg/kg eksponering (mean ± sd) TiO 2 5 3 63 ± 10 Luft 5 3 < 8 TiO 2 25 3 55 ± 30 Luft 25 3 < 1 Ca. 50 % af det deponerede TiO 2 kan genfindes efter 25 dage Hougaard et al, 2010
EKSPONERING I ARBEJDSMILJØET
RISICI = FARE x EKSPONERING Fare Eksponering
EKSPONERING FOR NANOPARTIKLER Steffen Foss Hansen, DTU
RISIKOFYLDTE ARBEJDSPROCESSER
EKSPONERINGSSITUATIONER http://www.ibar.dk/nanosafer.aspx
EKSPONERINGSNIVEAUER http://www.ibar.dk/nanosafer.aspx
STØRRELSEN BETYDNING FOR RISICI Nye fysisk-kemiske egenskaber (toksicitet) De kan trænge helt ned i de fineste dele af lungerne. Øger risikoen for eksponering af medarbejdere, da; nanopartikler ikke altid er synlige og kan være mere støvende og flyvske i arbejdsmiljøet end andre stoffer. Indånding er den primære eksponeringsvej Der er meget begrænset viden om eksponering via andre veje såsom gennem huden og via mave-tarmkanalen.
LOVGIVNING OG REGULERING
Lovgivning og regulering af nanomaterialer Forskning, udvikling og anvendelse af nanopartikler er i både Danmark og EU omfattet af den eksisterende lovgivning omkring produktion, salg og anvendelse af kemiske stoffer og materialer. Dog findes der (endnu) ingen lovgivning, der foreskriver specifikke retningslinjer for nanopartikler. Sikkerhedsdatablade for syntetiske nanopartikler kan på nuværende tidspunkt være mangelfulde og endda decideret fejlbehæftede i forhold til beskrivelsen af materialerne og deres eventuelle toksiske effekter. Det er derfor vigtigt, at virksomheder ikke nødvendigvis tager oplysninger omkring nanopartikler fra et MSDS som et endegyldigt bevis for, at et nanopartikelholdigt produkt er ufarligt.
SIKKER HÅNDTERING AF NANOPARTIKLER
HVORDAN VURDERER VI SUNDHEDSRISICIEN? form / morfologi partikelkemi nano størrelse (overfladeareal) atomstruktur funktionalisering Kilde: Jensen K.A., NFA
NANOSAFER Et risikovurderingsredskab http://www.ibar.dk/nanosafer.aspx
SIKKERHEDSFORANSTALTNINGER http://www.ibar.dk/nanosafer.aspx
VÆRNEMIDLER FORTSAT STORE USIKKERHEDER www.nanosafe.org
FILTRE Kilde: NANOSAFE2
FILTRE Kilde: Shaffer & Rengasamy 2009
VÆRNEMIDLER OPTIMAL BESKYTTELSE Heldragt: Tyvek Classic Plus med sokker, Beskyttelsesfaktor 50/500 Handsker: Sol-Vex, Touch N Tuff, Conform Friskluftforsynet åndedrætsværn: EN 12942 TM3; EN 14594 KL.4A Foto: ICM Sikkerhedsmateriel Se også oplæg fra ICM på www.ida.dk