نانوتکنولوژی و نقش آن در بهداشت حرفهای و ایمنی
تعریف: نانو ابعادی کمتر از 100 نانومتر، که در محدوده 0.1 تا 100NM میباشند که شامل موادی با سطوح خارجی بسیار زیاد و ناهمگنی کم که در پدیدههای کوانتمی بروز میکنند میباشد. علم نانو مطالعه ی پدیدهها و خواص نوین مواد میباشد. فناوری نانو کاربرد در دانش مهندسی، الکترونیکی، مکانیکی، بیولوژی، شیمیایی و محاسباتی دارد. در واقع فناوری نانو توانایی کار در مقیاس و سطوح اتمی مولکولی _فوق مولکولی میباشد.
موضوع اصلی نانو: ساختن مواد با خواص جدید میباشد. واژه نانوتکنولوژی به تکنولوژی خیلی کوچک برمیگردد.
مقیاس نانو: داشتن یک یا بیشتر از یک بعد در حد 100nm
علم نانو: مطالعه پدیده و انجام دادن و دست کاری کردن مواد در مقیاس اتمی_مولکولی که ویژگیهای مختلف و چشمگیری از آنها در مقیاس بزرگ دارد.
تکنولوژی نانو: طراحی و ویژگیهای تولید و کاربرد ساختارها، وسایل و سیستمها و کنترل آنها در سایز نانو
مواد نانو: مواد در حد ابعاد کوچک یا ساختار درونی که می تواند ویژگی های اصلی را نشان دهد.
ذره نانو: ذره با دو بعد یا بیشتر در مقیاس نانو
ترکیبات نانو: ترکیباتی که داری حداقل یک بعد در مقیاس نانو میباشد.
ساختار نانو: یک ساختار در حد مقیاس نانو
نانو آئروسل: نانو ذرات معلق در گاز
نانوتوکسیکولوژی: یک واژه جدید برای مطالعه در خصوص اثرات بد نانو ذرات بر روی سلامتی و محیط
1 نانومتر: حدود یک قسمت از صد هزار قسمت از بعد یک موی انسان
نانوتکنولوژی و کاربرد: نانوتکنولوژی به دلیل خصوصیات منحصر به فردی مانند سایز خیلی کوچک آن و نسبت سطح به جرم زیادش به طور بالقوهای انسانها را در معرض خطرات جدید و رو به رشد قرار میدهد و افزایش مشکلات بهداشتی به خصوص برای کارگران دارد. (نانوتکنولوژی) تولید کارآمد مواد و دستگاهها و سیستمها با کنترل ماده در مقیاس طولی نانومتر، و بهره برداری از خواص و پدیدههای نوظهوری است که در مقیاس نانو توسعه یافتهاند. گام اخیر در نانوتکنولوژی توسعه دادن وسایلی است که محققان ایمنی و بهداشت شغلی و قانونگذاران تاکنون در محیطهای صنعتی از آن غافل بودهاند. تحقیقات اولیه در مورد اثرات بهداشتی فناوری نانو نشان میدهد که قابلیت ایجاد التهاب، سرطانها و و بیماری شدید ریوی را دارد. مقایسات نانوتکنولوژی و آزبستوز انجام شده که به طور ویژهای به بالقوه بودنشان برای دورهای تأخیری طولانی مدت توجه شده است. به هر حال روش دقیقی که نشان دهد نانوتکنولوژی اثرات بیولوژیکی خود را روی انسان میگذارد ناشناخته است. قبل از آنکه نیاز به توسعه و ارتقاء استانداردها، راهنماها و مقررات مورد ملاحظه قرار گیرد نیاز قابل ملاحظهای به تحقیق بیشتر در زمینهی تداخلات ایمنی و بهداشتی این تکنولوژی وجود دارد. سرمایه گذاری جهانی در زمینهی تحقیقات نانوتکنولوژی و توسعهی آن به طور فوقالعادهای افزایش یافته است. سرمایه گذاری اخیر در زمینهی ارتقاء این صنایع به طور قابل ملاحظهای مهم تراز هزینه کردن در مورد تحقیق در این زمینه یا خطرات بالقوهی آن برای انسانهاست.مثالهای زیادی در مورد نانوتکنولوژیهایی که تاکنون به طور تجاری در دسترس بودند وجود دارد که شامل مواد آرایشی، البسه، مصالح ساختمانی، افزودنیهای غذایی، لوازم الکترونیکی و لوازم خانگی میباشند. قابلیت نانوتکنولوژی به عنوان یک مشکل عمومی روز همانند مواد غذایی تغییر شکل یافتهی ژنتیکی، آزبستوز و تحقیق در زمینهی سلولهای بنیادی در حال افزایش میباشد.
نانوذرات: طبق تعریف جوامع علمی مرتبط با نانو تکنولوژی، یک نانوذره به ذرهای گفته میشود که ابعادی بین یک تا صد نانومتر داشته باشد. نانو ذرات از طیف وسیعی از مواد ساخته میشوند. نانو ذرات دوده از سال 1900 در لاستیکها استفاده میشده است تا آنها را سیاه رنگ جلوه دهد. خرده ذرات نانویی طلا و نقره سالها پیش در قرن دهم به پیگمنت هایی رنگی در شیشههای رنگی افزوده شده است. رنگ به ابعاد این ذرات بستگی دارد. نقره سالهای متمادی به عنوان التیام دهنده استفاده میشده است. شیر از میلیونها ذره با ابعاد نانویی کافئین تشکیل شده است. مولکولهای شکر یک نانومتر قطر دارند. متداولترین و پرکاربردترین آنها نانو ذرات سرامیکی هستند. با توجه به تعریف نانو ذرات ممکن است این ذهنیت به وجود بیاید که این ذرات با چنین ابعادی در هوا معلق خواهند ماند اما در واقع چنین نیست و نیروهای الکترواستاتیکی بین این ذرات، آنها را در کنار هم قرار میدهد.
خواص نانو ذرات: با توجه به تعریف نانو ذرات، یکی از سؤال های مهم در تولید مواد نانو این است که آرایش هندسی و پایداری اتمها با تغییر اندازه ذرات چه تغییری میکند؟ در تکنولوژی نانو اولین اثر کاهش اندازه ذرات، افزایش سطح است. افزایش نسبت سطح به حجم نانو ذرات باعث میشود که اتم های واقع در سطح، اثر بسیار بیشتری نسبت به اتمهای درون حجم ذرات وبر خواص فیزیکی ذرات داشته باشند. این ویژگی واکنش پذیری نانو ذرات را به شدت افزایش میدهد علاوه به راین افزایش سطح ذرات فشار سطحی را تغییر داده و منجر به تغییر فاصله بین ذرات یا فاصله بین اتمهای ذرات میشود.
خواص الکترونیکی و شیمیایی: در نانو تکنولوژی تغییر در فاصله بین اتم های ذرات و هندسه ذرات روی خواص الکترونیکی ماده هم تاثیر گذار است وقتی اندازه ذرات کاهش می یابد پیوند های الکتریکی در فلزات ظریف تر می شوند.جالب است که بپرسیم در چه اندازه دانه ای یک ذره فلزی شبیه یک توده فلز رفتار می کند؟ آیا این تغییر در خواص به تدریج رخ می دهد یا به طور ناگهانی؟ پاسخ به این سوالات هم ازنظر آزمایشگاهی وهم تئوری مشکل است. کمیت الکترونیکی که راحت تر در دسترس می باشد پتانسیل یونیزاسیون است مطالعات نشان داده اند که پتانسیل یونیزاسیون در اندازه دانه های کوچک (ذرات ریزتر) بیشتر است یعنی با افزایش اندازه ذرات پتانسیل یونیزاسیون آنها کاهش می یابد افزایش نسبت سطح به حجم و تغیرات در هندسه و ساختار الکترونیکی تاثیر شدیدی روی فعل و انفعالات شیمیایی ماده می گذارد و برای مثال فعالیت ذرات کوچک با تغییر در تعداد اتم ها (و در نتیجه اندازه ذرات) تغییر می کند .
خواص سطحی: در فن آوری نانو خواص دیگری مثل نسبت سطح به حجم و انرژی پتانسیل در مقیاس نانو به طور چشمگیری افزایش می یابند که در قابلیت های محصولات تاثیر بسزایی دارد.
ویسکوزیته در مقیاس نانو: آب در مقیاس نانو آب روانی نیست که ما در مقیاس های بزرگ استفاده می کنیم. اشیاء کوچک در آب با ماده چسبنده ای مثل عسل یا آب قند احاطه شده اند. خواص سیالات در مقیاس نانو در ویسکوزیته برجسته می گردد حجم سیالی که مسیر مشخص را در زمان تعیین شده طی می کند درست مثل ویسمزیته تغییر می کند اگر این سرعت را Vبا نشان دهیم اندازه حرکت (حاصل ضرب جرم در سرعت ) را با p نمایش دهیم و A هم مساحت سطح باشد.µ ویسکزیته مایع است هرچه عدد رینولد کوچکتر باشد تاثیر ویسکوزیته بیشتر است بنابراین یک باکتری که یک میلیون بارکوچکتر از یک انسان است باکتری آب را یک میلیون بار از ما ویسکوزتر می باد.
خواص مغناطیسی: در نانو تکنولوژی پیچیده ترین تاثیر اندازه ذرات تاثیر بر خواص مغناطیسی ماده است. یک ماده توده ای فرومغناطیس با حوزه های مغناطیسی که هر کدام حاوی هزاران اتم هستند، شناخته می شود. در یک حوزه مغناطیسی جهت چرخش الکترون ها یکسان است، اما حوزه های مغناطیسی متفاوت، جهات چرخش متفاوتی دارند. تغییر فاز مغناطیسی وقتی رخ می دهد که یک میدان مغناطیسی بزرگ، تمام حوزه های مغناطیسی را یک جهت کند. به عنوان مثال در مورد نانو ذرات ، حوزه های مغناطیسی مشخصی دیده نمی شود. بنابراین تصور می شود که در این مواد سیستم های ساده تری وجود خواهد داشت اما در حقیقت چیزی برعکس این موضوع وجود دارد.ذرات مغناطیسی کوچک و حتی جامدات غیر مغناطیسی با اندازه دانه کوچک ، نوع جدیدی از خواص مغناطیسی را نشان می دهند. این خواص متاثر از خاصیت کوانتومی اندازه ذرات است که برای فهمیدن آن، نیاز به مطالعه بسیار است.اندازه ذرات مورد بحث ما، معمولاً کمتر از اندازه حوزه های مغناطیسی در جامدات است بنابراین یک ذره مثل یک اتم مجزا رفتار می کند که گشتاور مغناطیسی بزرگی دارد.
روشهای تولید نانو ذرات: به طور کلی واکنشهای شیمیایی برای تولید مواد میتواند در هریک از حالتهای جامد، مایع و گاز صورت گیرد. روش متداول برای تولید مواد در جامد آن است که با خرد کردن ذرات، سطح تماس آنها افزایش یافته و در ادامه جهت افزایش میزان نفوذ اتمها ویون ها، این مخلوط در دماهای بالا بیشتر میشود. در شیمی اصطلاحاً به موادی که واکنشهای شیمیایی با آنها آغاز میشود، واکنشگر و موادی که در طی انجام واکنش واکنشگر به آنها تبدیل میشود، محصول گویند. واکنشگرها میتواند جامد، مایع یا گاز باشد. به علاوه واکنشگرها یا خود یک عنصر مستقل هستند یا میتوانند به صورت ترکیبات چند جزئی باشند. ترکیبات چندجزیی را معمولاً پیش ساز گویند.روشهای بسیاری برای تولید نانو ذرات یا ذرات نانو ساختار توسعه یافتهاند که شامل فرایندهای حالت بخار، مایع و جامد است.
کاربرد های نانوذرات: مصارف روزمره
همانطور که در مطالب پیشین مربوط به (نانو تکنولوژی) بیان شد یکی از خواص مهم نانو ذرات نسبت سطح به حجم بالای این مواد است. با استفاده از این خاصیت میتوان کاتالیزورهای قدرتمندی را در ابعاد نانومتری تولید نمود. این نانو کاتالیزورها راندمان واکنشهای شیمیایی را به شدت افزایش داده و همچنین به میزان چشمگیری از تولید مواد زاید در واکنشها جلوگیری خواهند نمود. به کارگیری نانو ذرات در تولید مواد دیگر میتواند استحکام آنها را افزایش دهد و یا وزن آنها را کم کندو مقاومت شیمیایی و حرارتی آنها را بالا ببرد و واکنش آنها را در برابر نور و تشعشعات دیگر تغییر دهد. پس اولین کاربردی که برای نانو ذرات میتوان متصور شد، استفاده از این مواد در تولید نانو کامپوزیت ها ست. با استفاده از نانو ذرات، نسبت استحکام به وزن مواد کامپوزیتی به شدت افزایش خواهد یافت. اخیراً در ساخت شیشههای ضد آفتاب از نانو ذرات اکسید روی استفاده شده است استفاده از این ماده علاوه بر افزایش کارایی این نوع شیشهها عمر آنها را نیز چندین برابر نموده است از نانو ذرات همچنین در ساخت انواع سایندهها، رنگها، لایههای محافظتی جدید و بسیار مقاوم برای شیشهها و عینک ها (ضد جوش و نشکن) کاشیها و در ضد نوشته برای دیوارها و پوشش های سرامیکی برای افزایش استحکام سلولهای خورشیدی نیز با استفاده از نانو ذرات تولید شدهاند. قبلاً بحث شد که با کوچک شدن ذرات خواص کلی آنها تغییر میکند.
وقتی اندازه ذرات به نانومتر میرسد یکی از خواصی که تحت تأثیر این کوچک شدن اندازه قرار میگیرد تأثیر پذیری از نور و امواج الکترومغناطیسی است با توجه به این موضوع اخیراً چسبهایی از نانو ذرات تولید شدهاند که کاربردهای مهمی در اپتوالکتریک و صنایع الکترونیکی دارند. ورود نانو ذرات به رنگها یا مواد ساختمانی وزن را کاهش میدهند و در استفاده از رنگ در هواپیما مصرف سوخت را کاهش میدهد. نانو ذرات نانویی میتوانند محیط را پاکتر نگه میدارند استفاده از ابزاری که میتواند وضعیت قلب را نشان دهد نانو ذرات اکسید تیتانیوم (بی رنگ) میتواند در کرمهای ضد اشعه UV بکار رود. ذراتی مشابه در شیشه آب را دفع میکند و نور خورشید را به کار میبرد تا آلودگی را از بین برد (شیشههای تمیز کننده) در حال حاضر شرکتهای زیادی نانو ذرات را به شکل پودر، اسپری و پوشش تولید میکنند که کاربردهای زیادی در قسمتهای مختلف اتومومبیل، راکتهای تنیس، عینکهای آفتابی ضد خش، پارچههای ضد لک، پنجرههای خود تمیز کن و صفحات خورشیدی دارند.
ایمنی و بهداشت در نانوتکنولوژی
اثرات سمیت و بیولوژیکی: اطلاعات کمی در مورد اثرات سم شناسی و بیولوژیکی نانوتکنولوژی، مخصوصاً شک و شبهاتی در رابطه با راههای بالقوهی تماس و جابجایی مواد نانو در دفعهی اول ورود آنها به بدن و پاسخ بدن به مواد نانو وجود دارد. انواع بسیار مختلف ذرات نانو و خصوصیات مختلفشان دسترسی کلی به اثرات سم شناسی آنها را در این مرحله غیر ممکن ساخته است. مشخص نیست که چگونه خصوصیات مختلف ذرات مثل سطح ناحیهای، حلالیت، شکل و سطح شیمیایی سمیت ذرات را تحتالشعاع قرار میدهند. به هر حال یافتههای بسیار رایجی هستند که نشان میدهند سایز ذره، سطح ناحیهای و سطح شیمیایی به عنوان فاکتورهای کلیدی در ایجاد اثرات بهداشتی سوء میباشند. به دلیل سایز کوچک استثنایی که ذرات نانو دارند قادرند مکانیسمهای دفاعی بدن را مسدود کرده و تشکیل ذراتی با سایز بزرگتر بدهد. ذرات نانو در مقایسه با ذرات بزرگتر نسبت سطح به جرم بسیار بزرگتری دارند که ممکن است ذرات را قادر به نفوذ به درون سلولهای بدن و تشکیل ساختارهایی متفاوت و در مقیاسی بزرگتر از آنها بدهد. تماس با ترکیبات نانو به احتمال زیاد از طریق استنشاق انجام میشود اما ممکن است از طریق پوست یا گوارش نیز انجام شود. مطالعات زیادی نشان داده است که ذرات نانو قادرند از ریهها به داخل جریان خون عبور کرده و در سایر ارگانهای بدن انتشار یابند مطالعات روی چندین نوع از حیوانات حاکی از آن است که تماس با ترکیبات نانو ممکن است باعث تغییرات پاتولوژیکی ریه از جمله سرطانها، التهاب، فیبروز و مشکلات تنفسی شود. زمانی که مطالعات روی جوندگان یا کشت سلولی اثرات بهداشتی ناشی از استفاده و یا تماس با ذرات نانو را نشان دهد، که مستقیماً قادر نیستیم این تستها را با خطر تماس شغلی یا به انسان ارتباط بدهیم. تحقیق بیشتری برای اثرات مزمن بهداشتی ناشی از ذرات نانو لازم شده است. تماس با سطوح پایین برای به دست آوردن اطلاعاتی برای پروسهی ارزیابی ریسک مفیدترند.
خطر انفجار: علاوه بر کنترل تماس ذرات نانو با کارگران در محیط کار، خطر دیگری که مورد توجه است خطر ناشی از حریق یا انفجار به دلیل فعالیت کاتالیستی بسیاری از مواد نانو میباشد.
تا کنون کنترل خطرات انفجار یا حریق ثبت نشده است. بهعنوان یک پیش احتیاط کنترلهایی را باید در محیط کار به کاربرد که مشابه آن برای مواد مشابه در سطح ماکرو استفاده خواهد شد.
تماس شغلی: این موضوع حائز اهمیت است که بدانیم قادر به ارزیابی تماس به منظور ارزیابی اینکه آیا مواد نانو به عنوان یک به خطر ایمنی و داشت شغلی مطرح هستند.فعالیتهایی که مواد نانو را در فاز گازی تولید میکنند با استفاده یا تولید مواد نانو به فرم پودرها یا محلولها را دارند در معرض بزرگترین خطر تماس شغلی با ذرات نانو میباشند. اگرچه تولید ذرات نانو به طور خاصی در سیستمهای بسته انجام میشود، باز خطر تماس با آنها به انواع کنترلهای موجود در محل بستگی دارد.
بسیاری از روشهای محیط کار که ممکن است منجر به تماس با نانوها شوند شامل کار با مواد نانو به صورت مایع بدون حفاظت کافی و نظافت سیستمهای جمع آوری گردوغبارهایی که برای گیر انداختن ذرات نانو استفاده میشود افرادی که به تجارت مواد نانو مشغولاند و فعالیتهای کاری که ریسک بالایی از تماس با ذرات نانو دارند شامل حملونقل، نظافت، نگهداری روتین وسایل، مرتب کردن، ذخیره داخل مخازن و توزیع کنندهها، به علاوه استفاده توسط مصرف کنندگان نهایی برای اهداف صنعتی.
نتیجه گیری: تحقیق اولیه در مورد مفاهیم و معانی ایمنی و بهداشت شغلی نانوتکنولوژی نشان میدهد که این تکنولوژی نیازمند توجه و تحقیق بیشتری میباشد بهویژه وجود نانوذرات در آلایندههای هوای محیط کار که میتواند سلامتی کارگران را تحت اشعاع قرار دهد. ارزیابی مبتنی بر ارزیابی تماس، شناسایی خطر و ویژگیهای خطر برای نانو ذرات کافی نیست بهطور کلی ارزیابی ریسک نانو ذرات نیازمند:
1. ایمنی کارگران در طول ساخت نانو مواد
2. ایمنی مصرف کنندگان
3. ایمنی افرادی که در کنار کارخانجات سازنده نانو مواد و پروسههای آنند.
4. تأثیر محیط برای افرادی که تماس دوباره دارند.
چرا باید ارزیابی ریسک نانو ذرات را در نظر بگیریم؟
1. عبور نانو ذرات از غشا سلولی و رسیدن به مغز
2. پتانسیل برای تجمع زیستی در انسان و دیگر گونهها
3. گسترش نانو ذرات در هوا و ترکیب ویژهای از نانو مواد
4. اهمیت تماس تنفسی
5. افراد دارای بیماری قلبی و ریوی مزمن حساسترند
چه فاکتورهایی را برای مواجهه در متدولوژی ارزیابی ریسک نیازمندیم؟
1. ویژگی فیزیکی و شیمیایی نانو ذرات
2.. تماس احتمالی انسان و محیط و شرایط مختلف
3. جزییات آزمایش انسانی شامل حرکت نانو ذرات در بدن و حرکت بهسوی ارگان هدف
چه مواردی را برای بهبود ارزیابی ریسک نانو ذرات باید در نظر بگیریم؟
یک تکنیک جدید برای ارزیابی از سطح تماس در حیوانات و محیط
پروتکل برای ارزیابی ریسک
تعیین اینکه آیا میتوان سمی بودن و نبودن نانو ذرات در موارد یکسان ولی سایزهای گوناگون را تعمیم داد
اطلاعات روی سلامت کارگر درگیر ساخت و پروسه
تاکید سازمان ملل بر توجه بیشتر به ایمنی فناوری نانو میباشد که نیازمند به تحقیقات بیشتری برای شناسایی خطرهای زیست محیطی –بهداشتی –اقتصادی –اجتماعی وجود دارد و باید به ارزیابی خطرهای بالقوه نانو که تولید آن انبوه شده دقت نمود چراکه امکان استنشاق نانو ذرات یا لو لههای و جذب آنها از طریق پوست و تجمع در محیط زیست وجود دارد.
Niosh تحقیقات خود را از سال 2004 آغاز نموده با این هدف که ایمنی و بهداشت و کاربرد ایمنی در نانو ذرات و بر این اعتقاد است که گرچه تکنولوژی باعث انقلاب و تحول شده ولی ریسک آنها در خطرات جدید، ریسک بالای میباشد که هدف نایوش حرکت بهسوی کم کردن سمیت و پوشاندن خطرات است.
در طرح niosh سه سؤال مطرح میگردد:
1. ذرات نانو چه خطراتی را میسازند؟
2. میتوان نانو ذرات را اندازه گیری کرد؟
3. نانو ذرات قابل کنترل هستند؟
برای پاسخ به این سؤالات باید مراحل زیر را انجام داد.
1- شناسایی خطر: آیا واقعاً نانو ذرات خطرناکاند؟
2- ارزیابی تماس: آیا کارگران در شرایط واقعی کار تماس پیدا خواهند کرد؟
3- ویژگی خطر: چه مخاطراتی دارند؟
4- مدیریت ریسک: پیشرفت پروسهها برای کم کردن تماس
که با مطالعه سم شناسی و مسمومیتها و ارزیابی پزشکی و بهداشتی به این اهداف میرسیم.
در خصوص شناسایی خطر:
ما میدانیم:
1. اثرات بهداشتی نانو ذرات در صنعت و آلودگی هوا
2. اثر روی پوست میگذارند.
ما نمیدانیم:
1. شدت اثرات بهداشتی
1. گسترش جذب پوستی
در خصوص ارزیابی تماس:
ما میدانیم:
1. نانو ذرات قابل اندازه گیریاند.
2. مشاغل خاصی ممکن است افزایش ریسک داشته باشند.
ما نمیدانیم:
1. بهترین راه اندازه گیری چیست؟
2. نحوه اندازه گیری چگونه است؟
در خصوص ویژگی خطر:
ما میدانیم:
1. خطر نانو ذرات بیشتر از ذرات بزرگتر همان مواد میباشد.
ما نمیدانیم:
1. اثرات سلامتی طولانی مدت و چه خطراتی در رنج آزمایشات پنهاناند.
در خصوص مدیریت ریسک:
ما میدانیم:
1. میتوانیم تماس هوابرد نانو ذرات را کنترل کنیم یا رسپیراتور ها میتوانند مفید باشد.
ما نمیدانیم:
1. OEL مخصوص برای اندازه نانو ذرات نداریم.
2. محدودیت در رسپراتورها
ارزیابی تماس با نانو ذرات:
که باید در تولید-انتقال-و تمیز کردن پروسه و جابجایی صورت گیرد و یا در هوا اسپری شود.
برخی از فاکتورهایی که از تأثیر نانو ذرات برای تماس در محیط کار niosh در 2005 گزارش که شامل:
1. ریسک تماس پوستی ممکن است در کار با نانو ذرات خصوصاً حالت مایع، بدون حفاظ افزایش یابد.
2. احتمال اینکه آئروسلها بهصورت تنفسی و استنشاقی در مراحل خالص سازی و مخلوط کردن وارد شوند
3. تجهیزات نگهداری و تمیز کردن ذرات ریخته شده باعث تقویت خطرات برای تماس انسان میشود.
4. انتقال نانو ذرات بهصورت مستقیم باعث افزایش خطر میشود.
Niosh روی 10 معیار برای هدایت در شکافهای دانش و پیشرفت استراتژی و تهیه پیشنهادات توجه کرده است.
1. سمیت
2. اپیدمیولوژی
3. ارزیابی ریسک
4. اندازه گیری متد
5. تماس و دوز
6. کنترل
7. ایمنی
8. آموزش
9. پیشنهادات
10. کاربردها
مرور بر بهداشت شغلی نانو ذرات توسط hse 2.4 uk ارائه گردید.
1- چهار پروسه تولیدی نانو ذرات که شامل (گاز –بخار –کلویید-ذره) وجود دارد که از طریق تنفس و پوست و خوراکی جذب میشود.
2- پروسه تولیدی نانو ذرات شبیه پروسه شیمیایی است.
3- تنها پروسه گازی باعث تماس اولیه از طریق تنفس میشود.
5- توجهات زیادی از پتانسیل تماس نانو ذرات در طول تولید و حمل و نقل وجود دارد.
چارچوب hse:
1. شناسایی خطر
2. جلوگیری از کنترل ریسک
3. ارزیابی ریسک
4. ارزیابی کنترل
پروتکل hse برای نانو ذرات:
1. کنترل مهندسی
2. محیط کار
3. استفاده از لوازم حفاظت فردی
4. کنترل مدیریتی
5. تمیز کردن ذرات ریخته شده
6.. مطالعات حیوانی
7. تدوین msds
نانو ذراتی که از مواد شیمیایی مختلف خصوصاً (فلزات – کربن –مواد آلی و معدنی) تشکیل شدهاند در حال توسعه و پیشرفت برای محصولات جدیدی که دارای ویژگی کمی یا کیفی متفاوت از فرم فیزیکی میباشد پس جای شک و تردید وجود ندارد که اگر تعادل بیولوژیکی آنها با محیط تغییر کند. این بخش، متدهای ارزیابی ریسک مربوط به افراد و محیط و همچنین استفاده از محصولات نانو تکنولوژی با توجه به ترکیب آرایش آنها میباشد. بدین منظور در نانو ذرات سایز 100nm یا کمتر در جامد و یا مایع مورد توجه قرار میگیرد که میتواند افراد و محیط را بهطور مستقیم و غیر مستقیم در معرض آن قرار دهد. در اصل نانو ذرات را میتوان تقریباً از هر ماده شیمیایی فراوری کرد اما شواهد محدودیت رایج را روی سیستمهای بیولوژیکی روی برخی از عوامل که از اهمیت بیشتری برخوردار دارند را نشان میدهد که شامل فلزات سیلیس کربن و نانو تیوپ میباشند. قبل از بررسی در مورد ریسک احتمالی ذرات بر افراد و محیط ضروری است که خلاصهای از ویژگیهای بیولوژیکی کمی و کیفی مواد شیمیایی و دیگر شکلهای فیزیکی آنها را داشته باشیم.
سه شرایط ممکن است نشان داده شود که خطرات در اثر:
1. تنها بر اساس شکل و فرم نانو ذرات
2. ترکیبات شیمیایی نانو ذرات
3. ترکیبی از 1و 2
ملاحظات تماس کلی نانو ذرات: اگر بخواهیم از متدولوژی پیشرفته استفاده کنیم باید راه تماس را در نظر بگیریم تا بسیاری از اطلاعات اپیدمی و سم شناسی انسان در تماس هوا برد را در نظر بگیریم اما راههای مختلفی برای تماس افراد با نانو ذرات در نظر گرفته میشود
1. خوراکی (نگهدارنده غذا)
2. تماس روتین (سطح تماس محصولات –آرایشی)
3. تزریق یا جای گزینی (برخی محصولات پزشکی)
اطلاعات نشان می دهد که سایز ذرات میتواند روی ویژگی بیولوژیکی با در نظر گرفتن راههای مختلف تماس اثر بگذارد شواهدی وجود دارد که نشان میدهد نانو ذرات میتوانند از غشا سلول عبور کنند در صورتی که مواد بزرگتر در خارج بمانند و اگر نانو ذرات وارد غشای سلولی شوند باعث میشوند که سلولی که جذب آن شده را تخریب میکند و ما نمیدانیم که این تخریب چگونه صورت میگیرد مثل نانو ذرات دی اکسیدتیتایوم بدون تخریب غشا سلول را خراب میکند.
شواهدی وجود دارد که نانو ذرات قادرند از طریق بینی وارد سلول بویایی و بعد وارد مغز شوند. اطلاعات مشخصی در خصوص سایز ذرات و تغییرات سطحی آنها در نفوذ به سلول وجود دارد ارزیابی ریسک در این مورد خیلی مهم میباشد چرا که دیدگاهی است که ارتباط بین سایز ذرات و اثرات آنها از لحاظ بیولوژیکی محتمل است که کاهش سایز ذرات باعث افزایش ناگهانی در جذب یا سمیت شود، همچنین مطالعات کمی در خصوص نانو ذرات در هوا وجود دارد که احتمال اینکه نانو ذرات در هوای محیط را احاطه کند وجود دارد مگر اینکه این مواد با دیگر مواد موجود در هوا واکنش نشان دهند.
خطرات در نظر گرفته شده نانو ذرات:
پتانسیل عبور از پروتئین و اسید نوکلوئیک
منبع اصلی اطلاعات روی پتانسیل اثرات بد سلامتی با نانو ذرات از مطالعات اپیدمیولوژی ذرات هوابرد میباشد و این بیان گر آن است که ذرات کوچکتر از میکرون خطرناکتر از ذرات بزرگتر میباشد. دانش رایج از علم در مقیاس نانومتر برگرفته از بسیاری از نظامها و منشاها با جنبههای اتمی و مولکولی در شیمی و فیزیک میباشد و سپس یکپارچگی علوم زیست مولکولی، پزشکی و مهندسی مشاهدات و یافتهها از رفتارهای اتمی و مولکولی از اصول اولیه پیروی میکند.
ویژگیهای خطر:
در یک نظر پتانسیل برای ذرات نانو اگر در پروتئین و اسید نوکلوئیک و دیگر مولکولهای بیولوژیکی نفوذ پیدا کند ممکن است اثرات بدی که هرگز در تماس قبلی با فرمهای فیزیکی –شیمیایی دیده نشده را باعث شود اما شواهدی در این مورد وجود ندارد. اما متدولوژی خطر نیازمند یکپارچه شدن این موارد میباشد. منبع اصلی اطلاعات پتانسیل اثرات بد سلامتی روی انسان با نانو ذرات بر اساس مطالعات اپیدمیولوژیکی از نانو ذرات هوابرد در محیط میباشد و این نشان میدهد که این ذرات کمتر از 1 میکرومتر با حلالیت کم دارای سمیت بیشتری میباشد شواهدی هم وجود دارد که این ذرات در سلولهای آلوئول با اثر بیشتری نفوذ میکنند این نکته باید مد نظر قرار گیرد که اثر مطالعات روی اطلاعات محدود به سایز ذره از 0.1 تا 10 میکرو محدود میشود. اطلاعات کمی هم نیز در خصوص توکسیوکنتیک و توکسیودینامیک نانو ذرات وجود دارد و یک دیدگاه احتیاطی ازیافته های استنتاجی حیوان به انسان نیز بر گرفته شده است. حمایت از هدفها و نقاط پایانی در ارزیابی اثرات محیطی بهطور واضح متفاوت از ارزیابی ریسک سلامت انسانی میباشد. همانند مطالعات VITRO که ممکن است کمک کند به اثبات کردن تفاوت پتانسیل در عمل سم نانو ذرات و فرمهای رسمی مواد در VIVO که آزمایشات کاملتری را برای ترکیبات محیطی انجام داده و راههای تماس مختلف را بیان میکند.
حوزه ارزیابی ریسک نانو ذرات:
بخشهای وجود دارد که نانو ذرات قادرند از طریق بینی وارد سلول بویایی و بعد وارد مغز شوند. برای پروسه و تولید و شرح حال نانو ذرات بسته به شرایط ساختگی و فورمولاسیون آنها در یک ارزیابی ریسک باید موارد زیر مد نظر قرار گیرد:
1: ایمنی کارگران در تولید نانو ذرات باید ذکر شود که این کارگران در معرض تماس بیشتری از سطح مواد شیمیایی و پریودهای زمانی بیشتر در مقایسه با جمعیت عمومی میباشد.
2: ایمنی مصرف کنندگان محصولات حاوی نانو
3: ایمنی به جمعیت بشری به علت محلی که باعث آزاد سازی حاد یا مزمن نانو ذرات میگردد.
4: ثاثیر روی محیط که بر اثر تولیدات و فرمولاسیون و آرایش نانو ذرات است.
5: ریسک سلامتی انسان و محیط که شامل چرخه دو باره نانوذرات، که وابسته به تولیدات و محصولات میباشد.
اگر دلیل بهتری وجود داشته باشد که هیچ اتفاقی نیفتاده است یک یا بیشتر از این عوامل برای ارزیابی حذف میگردد.اصولاً روش ارزیابی ریسک سنتی یک ابزار اختصاصی برای ارزیابی ریسکهای ناشی از مواجهه نانو ذراتی که تحت شرایط مواجهه ویژه هستند میباشد. اما باید تشخیص داده شود که پیش بینی جمعیت از تکنولوژیهای جدید یا ضروری در نیازهای بالاتر از ایمنی نیازمند برای تستهای تکنولوژی میباشد
ارزیابی ریسک سنتی شامل مراحل زیر است:
1: ارزیابی تماس
2: شناسایی خطر
3: ویژگی خطر
4: ویژگیهای ریسک
این چار چوب هنوز پذیرفته نشده برای نانو ذرات البته در شرایط مبهم در نظر گرفتن نیازهای برای ساماندهی این متد ارزیابی ریسک وجود دارد.
روش ارزیابی ریسک نانو ذرات:
بررسی ارزیابی ریسک در شیمی مواد این مزیت را دارد که خطر شناسایی شده مورد تائید قرار گیرد. ارزیابی خطر در تولیدات محدود میگردد مگر اینکه نتایجی وجود داشته باشد که به صورت قابل تو جهی تماس یا سمیت در اثر ترکیبات دیگر محصول را نشان دهد. یک عقیده روی پارامترهایی که باید برای مواجهه اندازه گیری شوند وجود ندارد و همچنین تجهیزات برای تماس قابل قبول و دسترس نانو ذرات نمیباشد. تکنیکهای استراتژی جدید نمونه برداری برای ارزیابی مواجهه کارگران در محیط کار باید با پیچیدگی بیشتری انجام شود و امکان ثبت کردن حد تماس شغلی برای نانو ذرات شیمیایی در نظر گرفته شود
بررسی تماس انسانی:
1: شناسایی و سنجش وابستگی تماس
2: تعیین تماس نانو ذرات به وسیله راههای تماس و ارتباط بین دوزها و راههایی که شامل جابجایی
3: شناسایی سرنوشت متابولیک
4: سنجش پتانسیل برای تجمع زیستی گزارش شده نانو ذرات
گرچه اطلاعات خوبی را برای جذب و متابولیسم و دفع مواد در فرم فیزیکی وجود دارد واین اطلاعات ممکن است برای نشان دادن جذب و کلیرنس قابل مقایسه برای فرم نانو ذرات از راههای مواجهه متداول کافی باشد.
شناسایی خطر و متدهای ویژگی خطر:
اگر فرض شود که رنج و نوع اثرات بد که میتواند بلند شود از تماس با نانو ذرات احتمالاً شبیه فرم فیزیکی شیمیایی شناسایی شده باشد واین فرضیه درست باشد ما دلیلی نخواهیم داشت که تستهای سم شناسی اثبات شده را تغییر دهیم و اگر این درست نباشد علاوه بر end poin ما نیازمندیم که ارزیابی سم شناسی نانو ذرات را در نظر بگیریم
مسائل حیاتی از خطراتی که منجر به موارد زیر میشوند که باید حل شوند:
1. ویژگیهای سم شناسی مواد شیمیایی که هسته نانو ذرات را شامل میشود
2. ارتباط بین سطح مقطع بزرگتر نانو ذرات و ارتباط با پتانسیل بیشتر آن
3. پتانسیل که منجر به تقویت سطح مقطع و امکان واکنش سطح برای دیگر مواد شیمیایی که در ارتباط با جذب نانو ذرات میباشد.
انتخاب تست باطری، اطلاعات جمع اوری شده از خصوصیات فیزیکی و بیولوژیکی و شیمیایی را تنها با اطلاعات شیمیایی یکسان در فرم فیزیکی دیگر را نشان میدهد تست vitroمیتواند اصولی را که نقش مهمی را در پروسه غربالگری است نشان دهد اگر تفاوت در فرم نانو ذرات و فرم فیزیکی شیمیایی آن میباشد راهنمای منظمی برای تست نوع ویژه ماده شیمیایی جدید تولید میشود.
اصول مطالعه in vitro ترکیبات با اطلاعات روی سطح شیمیایی مواد میتواند یک نشانگر مهم را فراهم کند تا از تفاوتها و شباهتها در پتانسیل خطر بین فرم نانو ذرات یک ماده و فرم فیزیکوشیمیایی آن را بیابد.
شکافهای بحرانی در علمی که نیازمند برای پروسه ارزیابی ریسک میباشد:
1: پروتکلها یی نیاز دارند که ثابت کنند که قادرند آزادسازی فرم نانو ذرات در رنجی وسیع از پروسه تولیدات و فرمولاسیون و تولیدات قابل اندازه گیری خواهد بود.
2: آیا میتوانیم قیاس کنیم از سم شناسی نانو ذرات که هم سایز نیستند و دیگر فرمهای فیزیکی شبیه نانو ذراتاند.
3: اطلاعات روی سلامتی کارگران درگیر در پروسههای نانو ذرات
4: اطلاعات و اندازه گیری سرنوشت محیطی، توزیع و تجمع زیستی نانو ذرات
5: اثر نانو ذرات روی گونههای محیطی متفاوت از هر محیطی که ترکیبات و سطوح مختلف و راههای تماس گوناگون وجود دارد.
6: کمبود اطلاعات زمینهای روی تماس جاری نانو ذرات روی انسان و گونههای محیطی
7: اطلاعات ممکن است از تماس همزمان با دیگر ذرات متفاوت که بر اثر، اثرات تجمعی باشد.
شمای کلی پیشنهاد شده از مراحل شناسایی ریسک:
1: ارزیابی برای مطالعه تماس
2: ویژگی تماس
3: شناسایی خطر
4: ارزیابی ریسک
اهمیت ایمنی در محیط کار و محیطی، اهمیت ویژه برای تکامل نانو تکنولوژی که در آن ویژگیهای مواد باید بهطور کلی شناخته شوند.
طبقه بندی جهت ارزیابی ریسک مواد باید شامل:
1: شناخت ویژگیهای مواد
2: اثر روی افراد و محیط
3: حمل و نقل نانو
4: توجه به حرفه و مشاغل
نانو ذرات از چندین راه گوناگون در فعالیتهای صنعتی که در حال پیشرفتاند به وجود میآید. البته با کاربردهای فراوان در گروه پزشکی و مهندسی و پروسه های الکترونیکی که این کاربرد براساس ویژگیهای نانو ذرات و سایز آنها میباشد.
پروسههای تولیدی نانو ذرات را با در نظر گرفتن موارد زیر مرور میکنیم:
1: پتانسیل راهها برای تماس انسانی
2: منبع انسانی از تماس شغلی
3: سطح تماس
4: ابزار و وسایل برای کنترل
موارد بالا چهار گروه اصلی را برای مرور بحث علمی در نانو ذرات میباشد که بررسی و ارتباط علم و پیشرفت نانو ذرات با ارزیابی ریسک و تجزیه و تحلیل و تعامل شیمی این ذرات را دربر میگیرد:
1: از جنبههای مختلف بهداشت شغلی تولید نانو ذرات (گاز –بخار-کلوئید –ذره ذره) که همه آنها پتانسیل در تماس تنفسی و خوراکی و پوستی را دارند.
2: تنها پروسه گازی پتانسیل در معرض قرار گرفتن نانو ذرات به وسیله تنفس در طول مرحله ترکیب را میگردد.
3: برای راههای تنفسی باید راههای کنترل در نظر گیریم.
4: برای راههای پوستی باید راههای کنترل در نظر گیریم.
5: در ارزیابی ریسک این مواد اطلاعات کافی نداریم.
6: در خصوص شناسایی در باره مواجهه کارگران اطلاعات کافی نداریم.
7: تنها اطلاعاتی میتواند منجر به بروز حوادث شود در خصوص حملونقل پودری این مواد میباشد که بهطور چشمگیر مد نظر بوده است و اینکه شواهد کمی برای تماس کارگران در نانو ذرات داریم. اطلاعات رایج برای ارزیابی ریسک نا کافی میباشد و نگرش ارزیابی ریسک باید در نظر گرفته شود بر اساس اطلاعاتی که در دسترس میباشد و همچنین یک استراتژی برای جمع آوری و ذخیره و انتشار این مواد.
سازمانهایی که در خصوص تکنیکهای شناسایی کاربردی در ارزیابی ریسک نانو ذرات فعالیت دارند:
niosh tic
osha line
Cisilo
Hse
canadiana
تلاش این سازمانها برای تهیه رفرنسها و مستندات ایمنی و بهداشتی میباشد.
برای بررسی ارزیابی ریسک باید بهترین اطلاعات قابل دسترس وجود داشته باشد تا استراتژی کنترل قابل پیشرفت به وجود اید از جمله استراتژیهای نانو ذرات:
محصور کردن کل پروسه
محصور کردن جزئی
تهویه موضعی
کاهش زمان مواجهه
تمیز کردن منظم دیوار و سطوح
استفاده مناسب از وسایل حفاظت فردی
جلوگیری از خوردن و آشامیدن در محیط کار
و انتخاب راه کنترلی برای هر یک از مواد نیازمند آن است که در برخی از اطلاعات مختلف را در زمینه نانو ذرات و بزرگی ذره بدانیم. بیشترین و آسانترین راه تماس در نانو ذرات به احتمال زیاد در محیط کار میباشد. تا وقتی که اثرات بهداشتی و سم شناسی به دنبال ویژگیهای نانو ذرات باشد نگرش در خصوص کنترل مواجهه در حال حاضر نامشخص میباشد و چارچوب بر اساس راهها و فاکتورهای مؤثر بیولوژیکی و سم شناسی نانو ذرات و نگرش اولیه در بهداشت شغلی خواهد بود. که در واقع حذف و یا جای گزینی، کنترل مهندسی و کنترل مواجهه و حفاظت فردی و پایش مرتب پزشکی و بهداشتی میباشد. ارزیابی کمی برای خطر بهداشتی کارگران تا کنون خطر چشمگیری ناشی از نانو ذرات را به وجود نیاورده اما با این وجود اثرات سمی و مخرب روی حیوانات گذاشته است.
ایمنی نانو ذرات نیازمند:
دانش در خصوص اثرات بر انسان –محیط
فهمیدن رفتار مواد
اثرات سم شناسی و کاربردشان
این نیازمندی با طبقه بندی کردن در 4 گروه زیر شامل:
ویژگی مواد
اثر روی مردم و محیط
حملونقل
توجه به خرید و فروش
پتانسیل برای ارزیابی شغلی: تماس شغلی در ساختن نانو ذرات و حمل و نقل و ذخیره آنها وجود دارد که نانو ذرات تنفسی مشکل اساسی در ارزیابی ریسک و مواجه شغلی را دارند. مطالعات زیادی در خصوص اندازه گیری تماس انسانی در خصوص فاز گازی صورت گرفته که خطرات تنفسی آن بسیار زیاد و خوراکی کم میباشد.
پتانسیل ایمنی خطرات: اطلاعات نانو ذرات کم است یکی از موارد در نظر گرفته شده خطرات انفجاری آنهاست که مربوط به نانو پودری است و نانو ذراتی که بهعنوان کاتالیزور کاربرد دارند.
ویژگیها و شناسایی شیمیایی: از مراحل اولیه برای ارزیابی ریسک میباشد که ویژگی شیمیایی در این نباید محدود به وزن مولکولی نقطه جوش –فشار بخار- حلایت و... شود بلکه طیف وسیعی از ویژگیهای آن لازم است تا ارزیابی ریسک کامل شود.دانستهها در خصوص نانو ذرات و تعامل آنها با دیگر ذرات و موجودات زنده بسیار کم میباشد. ولی مطالعات در حال افزایش میباشد علی رغم اطلاعات بسیاری از گروهها و نمایندگان متمرکز بر روی جنبههای ایمنی و بهداشت نانو تا سالهای آینده بهعنوان یک ابزار استفاده میشود در حال حاضر برای شرکتهایی که با نانو ذرات کار میکنند احتیاط اصلی برای حفاظت پرسنلشان و و مشتریهایشان میباشد گرچه تستهای سم شناسی به منظور جلوگیری و ممانعت گران است ولی شرکتها هنرا میپذیرند. نانو تکنولوژی بهعنوان یک علم با هدف کلی و عمومی که تأثیر همه جانبه بروی علوم گذاشته بهعنوان مسئله روتین و معمول برای کشورهای پیشرفته ضروری است. در سال 2005 ضرورت نانو تکنولوژی بهطور یکپارچه بیشتر از 30 میلیون دلار شده که پیش گویی نشان میدهدکه تولیدات کل جهان در 2014 به مقدار 2.6 تریلیون برسد. روشن است که این پیشرفت سریع در نوآوری پخش نانو تکنولوژی در ارتباط با شیوع تجاری از این مواد با ویژگیهای ناشناخته این مواد میباشد. و این امر منجر به یک بحث جهانی در خصوص مربوط به محیط- ایمنی –بهداشت (hse) میشود که منجر به عقیده عمومی و ارزیابی ریسک و پذیرفتن آن است. شرکت کمپانی نانو تکنولوژی نقلوانتقال و فعالیت در سم شناسی و تست اکولوژی متناسب برای همه تولیدات با توانایی نانو را در بر میگیرد. در سالهای اخیر هر دو بخش عمومی و خصوصی شماری از تحقیقات را برای اندازه گیری پتانسیل ریسکهای ehs آغاز کرده است که بهوسیله سایز نانو ذرات و ارزیابی نیازهای تکنولوژی بتواند استراتژی مدیریت ریسک کافی را بکار گیرد. توصیههایی که منتج شدهاند از مطالعاتی که تکرار شدهاند برای نیازهای
1. انجام دادن استاندارد برای نانو تکنولوژی
2. افزایش دانش برای تحقیقات گسترده از ساختار نانو مواد از لحاظ سم شناسی و اکو تکسیکولوژی
3. نتایج تست سمیت عمومی نانو
در ژوئن 2005 سازمان بینالمللی استاندارد iso/tc 299 یک کمیته تکنیکی روی نانو تکنولوژی آغاز و شروع کرده است و نظارت آن بر استانداردهایی همچون (طبقه بندی-واژه شناسی کالیبراسیون –ساختار نانو و...)
24 کشور عضو ایزو که 8 کشور نقش نظارتی دارند. استاندارد نانو را پیش بینی و بعد از 18 ماه منتشر میکنند. شرکتهای نانو تکنولوژی میتوانند در خواست برای تولیداتشان از لحاظ استاندارد نانو تکنولوژی داشته باشند.
ارزیابی ریسک: برای بیشتر نو آوری نانو تکنولوژی، ارزیابی پتانسیل ریسک ehs به خاطر فقدان شناخت ویژگیهای و تجهیزات تشخیصی چندین مشکل اساسی وجود دارد در چنین مواردی اندازه گیری مناسب میتوان تنها روی یک مدل اصلی همچون ارتباط کیفی (ساختار_کیفیت)(qsar) باشد. برخی از شرکتهای بیمه در حال یادگیری در مطالعات آزبست بهمنظور کاربرد متدولوژی ارزیابی ریسک نانوان به منظور اینکه قوانین جدیدی و مناسبی را برای صنعت پیشنهاد نمایید، اما هدف اصلی برای نانو تکنولوژی صنعتی باید کم کردن ریسک و جلوگیری از حوادث و رویداد محیط کار باشد. تست سم شناسی و اندازه گیری تماس در موارد تازه و جدید باید بهطور موازی با پیشرفت آنها هدایت شود. غلظت یک ماده در ترکیب و طول تماس دوز-خطر و نتایج احتمال خطر بهعنوان عملکرد خطر و دوز یک ماده اتفاق می افتد.
مدیریت ایمنی و بهداشت باید شامل موارد زیر باشد:
1. شناسایی خطر
2. ویژگی خطر
3. ارزیابی تماس بسته به قسمتهای مختلف چرخه تولید
4. ارزیابی ریسک
5. جلوگیری با کنترل ریسک
6. ارزیابی از اندازه گیری کنترل
کاهش سطح تماس در بسیاری از موارد تنها به معنی کاهش ریسک در ارتباط با استفاده از ماده شیمیایی خطرناک میباشد. هم خطرات وهم دوز ماده شیمایی وابسته به ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی بیولوژیکی می با شد.تقریباً همه نوآوری نانو تکنولوژی تکیه بر ویژگیهای بی نظیر روی مواد دارند و نشان دادن و ارائه برای جایی که مشکل و غیر ممکن است حتی اگر در آینده ضرر کمتری فراهم شود.
مدیریت ریسک بر اساس دانستههای در مقیاس نانو:
نانو از 3 طریق وارد بدن میشوند: پوستی، تنفس، خوراکی
تعیین اثرات سلامتی از آئروسلها ی نانو ذره بسیار کم میباشد و وابسته به سایز ذرات و مدت زمان آن میباشد. بسیاری از مطالعات باعث نتایج ضد و نقیض بهعنوان کم بودن و یا نبودن پارامترهای تجربی استاندارد در دسترس میباشد. از آنجایی که سنجش جرم در استاندارد تست سم شناسی رایج است ولی نامناسب بودن آن برای سمیت بالا در مواد با سایز نانو، لذا پذیرفتن سطح مقطع فعالیت مواد در ساختار آنها توصیه میگردد.
نتیجه: افزایش نیاز برای ارزیابی ریسک مناسب نانو تکنولوژی بسیاری از موجودات زنده تحقیقات و پیشرفت و تجارتی را در بر میگیرد. بسیاری از شرکتها باید استراتژی ارزیابی ریسک و مدیریت ریسک را به منظور حفاظت و ارزشیابی کار کنان و مصرف کنندگان را بر گزینند. تحقیقات نانو هنوز خیلی کم میباشد و تست استاندارد و کاربرد تجاری در سیستم کنترلی ایمنی مناسب چندین سال طول میکشد.
البته بسیاری از شرکتهایی که مشکل هزینه دارند و توانایی ادامه پیشرفت در محصولاتشان تا زمانی وجود دارد که بتوانند مسائل قانونی در خصوص حفاظت از کارکنانشان را اجرا نمایند برخی از راههای معرفی شده در بالا مدل معتبری از تمرین خوب را نشان میدهد.
در هر حال آگاهی عمومی بهطور چشمگیر برای جنبههای منفی نوآوری نانوتکنولوژی حاضر میباشد لذا شرکتهای نانو تکنولوژی مسئول فهماندن هر چه بهتر عموم میباشند. نگرش مرحله ای برای ارزیابی ریسکهای نانو مواد در انسان و محیط ارزیابی ریسک نیازمند به اطلاعات تماس و خطر میباشد.
باید یاد آوری شود که در نگرش پیشرفت بهمنظور برقراری یک چارچوب نسبی برای ارزیابی پتانسیل خطرات از اندازه گیری نانو ذرات گردد و این تولید در اعتبار علمی و چارچوب ارزش آن قضاوت در خصوص ریسکهای ناشی از نانو ذرات را در انسان و محیط تواناتر میسازد.
این تشخیص میدهد که برای بهکارگیری و انجام کامل چارچوب نیاز به پیشرفت متدلوژی مواد دارد. برای مثال تنها مقدار کمی از نیاز در تست vitro بهطور کافی مورد اعتبار در این چار چوب حاضر میباشد علاوه بر آن پیشرفت متدهای تجزیه و تحلیل که شامل تجهیزات قابل حمل برای پایش تماس نانو ذرات نیازمند میباشد این چارچوب با هدف نگرش به شناسایی ریسکهای محیطی و انسانی از تماس قابل قابل اندازه گیری نانو مواد طراحی گردیده است که شامل چهار مرحله میباشد:
1: شناسایی مواد استفاده و پایان آن در استفاده و دو باره به چرخه در آوردن آن برای انسان و گونههای انسانی و محیطی
2: ویژگیهای طبیعی، سطح و مدت تماس
3: شناسایی ویژگیهای خطر از هر شکل از نانو ذرات که تماس چشمگیری از آنها وجود دارد.
4:ویژگیهایی از خطر و ارزیابی ریسک کامل
تعریف: نانو ابعادی کمتر از 100 نانومتر، که در محدوده 0.1 تا 100NM میباشند که شامل موادی با سطوح خارجی بسیار زیاد و ناهمگنی کم که در پدیدههای کوانتمی بروز میکنند میباشد. علم نانو مطالعه ی پدیدهها و خواص نوین مواد میباشد. فناوری نانو کاربرد در دانش مهندسی، الکترونیکی، مکانیکی، بیولوژی، شیمیایی و محاسباتی دارد. در واقع فناوری نانو توانایی کار در مقیاس و سطوح اتمی مولکولی _فوق مولکولی میباشد.
موضوع اصلی نانو: ساختن مواد با خواص جدید میباشد. واژه نانوتکنولوژی به تکنولوژی خیلی کوچک برمیگردد.
مقیاس نانو: داشتن یک یا بیشتر از یک بعد در حد 100nm
علم نانو: مطالعه پدیده و انجام دادن و دست کاری کردن مواد در مقیاس اتمی_مولکولی که ویژگیهای مختلف و چشمگیری از آنها در مقیاس بزرگ دارد.
تکنولوژی نانو: طراحی و ویژگیهای تولید و کاربرد ساختارها، وسایل و سیستمها و کنترل آنها در سایز نانو
مواد نانو: مواد در حد ابعاد کوچک یا ساختار درونی که می تواند ویژگی های اصلی را نشان دهد.
ذره نانو: ذره با دو بعد یا بیشتر در مقیاس نانو
ترکیبات نانو: ترکیباتی که داری حداقل یک بعد در مقیاس نانو میباشد.
ساختار نانو: یک ساختار در حد مقیاس نانو
نانو آئروسل: نانو ذرات معلق در گاز
نانوتوکسیکولوژی: یک واژه جدید برای مطالعه در خصوص اثرات بد نانو ذرات بر روی سلامتی و محیط
1 نانومتر: حدود یک قسمت از صد هزار قسمت از بعد یک موی انسان
نانوتکنولوژی و کاربرد: نانوتکنولوژی به دلیل خصوصیات منحصر به فردی مانند سایز خیلی کوچک آن و نسبت سطح به جرم زیادش به طور بالقوهای انسانها را در معرض خطرات جدید و رو به رشد قرار میدهد و افزایش مشکلات بهداشتی به خصوص برای کارگران دارد. (نانوتکنولوژی) تولید کارآمد مواد و دستگاهها و سیستمها با کنترل ماده در مقیاس طولی نانومتر، و بهره برداری از خواص و پدیدههای نوظهوری است که در مقیاس نانو توسعه یافتهاند. گام اخیر در نانوتکنولوژی توسعه دادن وسایلی است که محققان ایمنی و بهداشت شغلی و قانونگذاران تاکنون در محیطهای صنعتی از آن غافل بودهاند. تحقیقات اولیه در مورد اثرات بهداشتی فناوری نانو نشان میدهد که قابلیت ایجاد التهاب، سرطانها و و بیماری شدید ریوی را دارد. مقایسات نانوتکنولوژی و آزبستوز انجام شده که به طور ویژهای به بالقوه بودنشان برای دورهای تأخیری طولانی مدت توجه شده است. به هر حال روش دقیقی که نشان دهد نانوتکنولوژی اثرات بیولوژیکی خود را روی انسان میگذارد ناشناخته است. قبل از آنکه نیاز به توسعه و ارتقاء استانداردها، راهنماها و مقررات مورد ملاحظه قرار گیرد نیاز قابل ملاحظهای به تحقیق بیشتر در زمینهی تداخلات ایمنی و بهداشتی این تکنولوژی وجود دارد. سرمایه گذاری جهانی در زمینهی تحقیقات نانوتکنولوژی و توسعهی آن به طور فوقالعادهای افزایش یافته است. سرمایه گذاری اخیر در زمینهی ارتقاء این صنایع به طور قابل ملاحظهای مهم تراز هزینه کردن در مورد تحقیق در این زمینه یا خطرات بالقوهی آن برای انسانهاست.مثالهای زیادی در مورد نانوتکنولوژیهایی که تاکنون به طور تجاری در دسترس بودند وجود دارد که شامل مواد آرایشی، البسه، مصالح ساختمانی، افزودنیهای غذایی، لوازم الکترونیکی و لوازم خانگی میباشند. قابلیت نانوتکنولوژی به عنوان یک مشکل عمومی روز همانند مواد غذایی تغییر شکل یافتهی ژنتیکی، آزبستوز و تحقیق در زمینهی سلولهای بنیادی در حال افزایش میباشد.
نانوذرات: طبق تعریف جوامع علمی مرتبط با نانو تکنولوژی، یک نانوذره به ذرهای گفته میشود که ابعادی بین یک تا صد نانومتر داشته باشد. نانو ذرات از طیف وسیعی از مواد ساخته میشوند. نانو ذرات دوده از سال 1900 در لاستیکها استفاده میشده است تا آنها را سیاه رنگ جلوه دهد. خرده ذرات نانویی طلا و نقره سالها پیش در قرن دهم به پیگمنت هایی رنگی در شیشههای رنگی افزوده شده است. رنگ به ابعاد این ذرات بستگی دارد. نقره سالهای متمادی به عنوان التیام دهنده استفاده میشده است. شیر از میلیونها ذره با ابعاد نانویی کافئین تشکیل شده است. مولکولهای شکر یک نانومتر قطر دارند. متداولترین و پرکاربردترین آنها نانو ذرات سرامیکی هستند. با توجه به تعریف نانو ذرات ممکن است این ذهنیت به وجود بیاید که این ذرات با چنین ابعادی در هوا معلق خواهند ماند اما در واقع چنین نیست و نیروهای الکترواستاتیکی بین این ذرات، آنها را در کنار هم قرار میدهد.
خواص نانو ذرات: با توجه به تعریف نانو ذرات، یکی از سؤال های مهم در تولید مواد نانو این است که آرایش هندسی و پایداری اتمها با تغییر اندازه ذرات چه تغییری میکند؟ در تکنولوژی نانو اولین اثر کاهش اندازه ذرات، افزایش سطح است. افزایش نسبت سطح به حجم نانو ذرات باعث میشود که اتم های واقع در سطح، اثر بسیار بیشتری نسبت به اتمهای درون حجم ذرات وبر خواص فیزیکی ذرات داشته باشند. این ویژگی واکنش پذیری نانو ذرات را به شدت افزایش میدهد علاوه به راین افزایش سطح ذرات فشار سطحی را تغییر داده و منجر به تغییر فاصله بین ذرات یا فاصله بین اتمهای ذرات میشود.
خواص الکترونیکی و شیمیایی: در نانو تکنولوژی تغییر در فاصله بین اتم های ذرات و هندسه ذرات روی خواص الکترونیکی ماده هم تاثیر گذار است وقتی اندازه ذرات کاهش می یابد پیوند های الکتریکی در فلزات ظریف تر می شوند.جالب است که بپرسیم در چه اندازه دانه ای یک ذره فلزی شبیه یک توده فلز رفتار می کند؟ آیا این تغییر در خواص به تدریج رخ می دهد یا به طور ناگهانی؟ پاسخ به این سوالات هم ازنظر آزمایشگاهی وهم تئوری مشکل است. کمیت الکترونیکی که راحت تر در دسترس می باشد پتانسیل یونیزاسیون است مطالعات نشان داده اند که پتانسیل یونیزاسیون در اندازه دانه های کوچک (ذرات ریزتر) بیشتر است یعنی با افزایش اندازه ذرات پتانسیل یونیزاسیون آنها کاهش می یابد افزایش نسبت سطح به حجم و تغیرات در هندسه و ساختار الکترونیکی تاثیر شدیدی روی فعل و انفعالات شیمیایی ماده می گذارد و برای مثال فعالیت ذرات کوچک با تغییر در تعداد اتم ها (و در نتیجه اندازه ذرات) تغییر می کند .
خواص سطحی: در فن آوری نانو خواص دیگری مثل نسبت سطح به حجم و انرژی پتانسیل در مقیاس نانو به طور چشمگیری افزایش می یابند که در قابلیت های محصولات تاثیر بسزایی دارد.
ویسکوزیته در مقیاس نانو: آب در مقیاس نانو آب روانی نیست که ما در مقیاس های بزرگ استفاده می کنیم. اشیاء کوچک در آب با ماده چسبنده ای مثل عسل یا آب قند احاطه شده اند. خواص سیالات در مقیاس نانو در ویسکوزیته برجسته می گردد حجم سیالی که مسیر مشخص را در زمان تعیین شده طی می کند درست مثل ویسمزیته تغییر می کند اگر این سرعت را Vبا نشان دهیم اندازه حرکت (حاصل ضرب جرم در سرعت ) را با p نمایش دهیم و A هم مساحت سطح باشد.µ ویسکزیته مایع است هرچه عدد رینولد کوچکتر باشد تاثیر ویسکوزیته بیشتر است بنابراین یک باکتری که یک میلیون بارکوچکتر از یک انسان است باکتری آب را یک میلیون بار از ما ویسکوزتر می باد.
خواص مغناطیسی: در نانو تکنولوژی پیچیده ترین تاثیر اندازه ذرات تاثیر بر خواص مغناطیسی ماده است. یک ماده توده ای فرومغناطیس با حوزه های مغناطیسی که هر کدام حاوی هزاران اتم هستند، شناخته می شود. در یک حوزه مغناطیسی جهت چرخش الکترون ها یکسان است، اما حوزه های مغناطیسی متفاوت، جهات چرخش متفاوتی دارند. تغییر فاز مغناطیسی وقتی رخ می دهد که یک میدان مغناطیسی بزرگ، تمام حوزه های مغناطیسی را یک جهت کند. به عنوان مثال در مورد نانو ذرات ، حوزه های مغناطیسی مشخصی دیده نمی شود. بنابراین تصور می شود که در این مواد سیستم های ساده تری وجود خواهد داشت اما در حقیقت چیزی برعکس این موضوع وجود دارد.ذرات مغناطیسی کوچک و حتی جامدات غیر مغناطیسی با اندازه دانه کوچک ، نوع جدیدی از خواص مغناطیسی را نشان می دهند. این خواص متاثر از خاصیت کوانتومی اندازه ذرات است که برای فهمیدن آن، نیاز به مطالعه بسیار است.اندازه ذرات مورد بحث ما، معمولاً کمتر از اندازه حوزه های مغناطیسی در جامدات است بنابراین یک ذره مثل یک اتم مجزا رفتار می کند که گشتاور مغناطیسی بزرگی دارد.
روشهای تولید نانو ذرات: به طور کلی واکنشهای شیمیایی برای تولید مواد میتواند در هریک از حالتهای جامد، مایع و گاز صورت گیرد. روش متداول برای تولید مواد در جامد آن است که با خرد کردن ذرات، سطح تماس آنها افزایش یافته و در ادامه جهت افزایش میزان نفوذ اتمها ویون ها، این مخلوط در دماهای بالا بیشتر میشود. در شیمی اصطلاحاً به موادی که واکنشهای شیمیایی با آنها آغاز میشود، واکنشگر و موادی که در طی انجام واکنش واکنشگر به آنها تبدیل میشود، محصول گویند. واکنشگرها میتواند جامد، مایع یا گاز باشد. به علاوه واکنشگرها یا خود یک عنصر مستقل هستند یا میتوانند به صورت ترکیبات چند جزئی باشند. ترکیبات چندجزیی را معمولاً پیش ساز گویند.روشهای بسیاری برای تولید نانو ذرات یا ذرات نانو ساختار توسعه یافتهاند که شامل فرایندهای حالت بخار، مایع و جامد است.
کاربرد های نانوذرات: مصارف روزمره
همانطور که در مطالب پیشین مربوط به (نانو تکنولوژی) بیان شد یکی از خواص مهم نانو ذرات نسبت سطح به حجم بالای این مواد است. با استفاده از این خاصیت میتوان کاتالیزورهای قدرتمندی را در ابعاد نانومتری تولید نمود. این نانو کاتالیزورها راندمان واکنشهای شیمیایی را به شدت افزایش داده و همچنین به میزان چشمگیری از تولید مواد زاید در واکنشها جلوگیری خواهند نمود. به کارگیری نانو ذرات در تولید مواد دیگر میتواند استحکام آنها را افزایش دهد و یا وزن آنها را کم کندو مقاومت شیمیایی و حرارتی آنها را بالا ببرد و واکنش آنها را در برابر نور و تشعشعات دیگر تغییر دهد. پس اولین کاربردی که برای نانو ذرات میتوان متصور شد، استفاده از این مواد در تولید نانو کامپوزیت ها ست. با استفاده از نانو ذرات، نسبت استحکام به وزن مواد کامپوزیتی به شدت افزایش خواهد یافت. اخیراً در ساخت شیشههای ضد آفتاب از نانو ذرات اکسید روی استفاده شده است استفاده از این ماده علاوه بر افزایش کارایی این نوع شیشهها عمر آنها را نیز چندین برابر نموده است از نانو ذرات همچنین در ساخت انواع سایندهها، رنگها، لایههای محافظتی جدید و بسیار مقاوم برای شیشهها و عینک ها (ضد جوش و نشکن) کاشیها و در ضد نوشته برای دیوارها و پوشش های سرامیکی برای افزایش استحکام سلولهای خورشیدی نیز با استفاده از نانو ذرات تولید شدهاند. قبلاً بحث شد که با کوچک شدن ذرات خواص کلی آنها تغییر میکند.
وقتی اندازه ذرات به نانومتر میرسد یکی از خواصی که تحت تأثیر این کوچک شدن اندازه قرار میگیرد تأثیر پذیری از نور و امواج الکترومغناطیسی است با توجه به این موضوع اخیراً چسبهایی از نانو ذرات تولید شدهاند که کاربردهای مهمی در اپتوالکتریک و صنایع الکترونیکی دارند. ورود نانو ذرات به رنگها یا مواد ساختمانی وزن را کاهش میدهند و در استفاده از رنگ در هواپیما مصرف سوخت را کاهش میدهد. نانو ذرات نانویی میتوانند محیط را پاکتر نگه میدارند استفاده از ابزاری که میتواند وضعیت قلب را نشان دهد نانو ذرات اکسید تیتانیوم (بی رنگ) میتواند در کرمهای ضد اشعه UV بکار رود. ذراتی مشابه در شیشه آب را دفع میکند و نور خورشید را به کار میبرد تا آلودگی را از بین برد (شیشههای تمیز کننده) در حال حاضر شرکتهای زیادی نانو ذرات را به شکل پودر، اسپری و پوشش تولید میکنند که کاربردهای زیادی در قسمتهای مختلف اتومومبیل، راکتهای تنیس، عینکهای آفتابی ضد خش، پارچههای ضد لک، پنجرههای خود تمیز کن و صفحات خورشیدی دارند.
ایمنی و بهداشت در نانوتکنولوژی
اثرات سمیت و بیولوژیکی: اطلاعات کمی در مورد اثرات سم شناسی و بیولوژیکی نانوتکنولوژی، مخصوصاً شک و شبهاتی در رابطه با راههای بالقوهی تماس و جابجایی مواد نانو در دفعهی اول ورود آنها به بدن و پاسخ بدن به مواد نانو وجود دارد. انواع بسیار مختلف ذرات نانو و خصوصیات مختلفشان دسترسی کلی به اثرات سم شناسی آنها را در این مرحله غیر ممکن ساخته است. مشخص نیست که چگونه خصوصیات مختلف ذرات مثل سطح ناحیهای، حلالیت، شکل و سطح شیمیایی سمیت ذرات را تحتالشعاع قرار میدهند. به هر حال یافتههای بسیار رایجی هستند که نشان میدهند سایز ذره، سطح ناحیهای و سطح شیمیایی به عنوان فاکتورهای کلیدی در ایجاد اثرات بهداشتی سوء میباشند. به دلیل سایز کوچک استثنایی که ذرات نانو دارند قادرند مکانیسمهای دفاعی بدن را مسدود کرده و تشکیل ذراتی با سایز بزرگتر بدهد. ذرات نانو در مقایسه با ذرات بزرگتر نسبت سطح به جرم بسیار بزرگتری دارند که ممکن است ذرات را قادر به نفوذ به درون سلولهای بدن و تشکیل ساختارهایی متفاوت و در مقیاسی بزرگتر از آنها بدهد. تماس با ترکیبات نانو به احتمال زیاد از طریق استنشاق انجام میشود اما ممکن است از طریق پوست یا گوارش نیز انجام شود. مطالعات زیادی نشان داده است که ذرات نانو قادرند از ریهها به داخل جریان خون عبور کرده و در سایر ارگانهای بدن انتشار یابند مطالعات روی چندین نوع از حیوانات حاکی از آن است که تماس با ترکیبات نانو ممکن است باعث تغییرات پاتولوژیکی ریه از جمله سرطانها، التهاب، فیبروز و مشکلات تنفسی شود. زمانی که مطالعات روی جوندگان یا کشت سلولی اثرات بهداشتی ناشی از استفاده و یا تماس با ذرات نانو را نشان دهد، که مستقیماً قادر نیستیم این تستها را با خطر تماس شغلی یا به انسان ارتباط بدهیم. تحقیق بیشتری برای اثرات مزمن بهداشتی ناشی از ذرات نانو لازم شده است. تماس با سطوح پایین برای به دست آوردن اطلاعاتی برای پروسهی ارزیابی ریسک مفیدترند.
خطر انفجار: علاوه بر کنترل تماس ذرات نانو با کارگران در محیط کار، خطر دیگری که مورد توجه است خطر ناشی از حریق یا انفجار به دلیل فعالیت کاتالیستی بسیاری از مواد نانو میباشد.
تا کنون کنترل خطرات انفجار یا حریق ثبت نشده است. بهعنوان یک پیش احتیاط کنترلهایی را باید در محیط کار به کاربرد که مشابه آن برای مواد مشابه در سطح ماکرو استفاده خواهد شد.
تماس شغلی: این موضوع حائز اهمیت است که بدانیم قادر به ارزیابی تماس به منظور ارزیابی اینکه آیا مواد نانو به عنوان یک به خطر ایمنی و داشت شغلی مطرح هستند.فعالیتهایی که مواد نانو را در فاز گازی تولید میکنند با استفاده یا تولید مواد نانو به فرم پودرها یا محلولها را دارند در معرض بزرگترین خطر تماس شغلی با ذرات نانو میباشند. اگرچه تولید ذرات نانو به طور خاصی در سیستمهای بسته انجام میشود، باز خطر تماس با آنها به انواع کنترلهای موجود در محل بستگی دارد.
بسیاری از روشهای محیط کار که ممکن است منجر به تماس با نانوها شوند شامل کار با مواد نانو به صورت مایع بدون حفاظت کافی و نظافت سیستمهای جمع آوری گردوغبارهایی که برای گیر انداختن ذرات نانو استفاده میشود افرادی که به تجارت مواد نانو مشغولاند و فعالیتهای کاری که ریسک بالایی از تماس با ذرات نانو دارند شامل حملونقل، نظافت، نگهداری روتین وسایل، مرتب کردن، ذخیره داخل مخازن و توزیع کنندهها، به علاوه استفاده توسط مصرف کنندگان نهایی برای اهداف صنعتی.
نتیجه گیری: تحقیق اولیه در مورد مفاهیم و معانی ایمنی و بهداشت شغلی نانوتکنولوژی نشان میدهد که این تکنولوژی نیازمند توجه و تحقیق بیشتری میباشد بهویژه وجود نانوذرات در آلایندههای هوای محیط کار که میتواند سلامتی کارگران را تحت اشعاع قرار دهد. ارزیابی مبتنی بر ارزیابی تماس، شناسایی خطر و ویژگیهای خطر برای نانو ذرات کافی نیست بهطور کلی ارزیابی ریسک نانو ذرات نیازمند:
1. ایمنی کارگران در طول ساخت نانو مواد
2. ایمنی مصرف کنندگان
3. ایمنی افرادی که در کنار کارخانجات سازنده نانو مواد و پروسههای آنند.
4. تأثیر محیط برای افرادی که تماس دوباره دارند.
چرا باید ارزیابی ریسک نانو ذرات را در نظر بگیریم؟
1. عبور نانو ذرات از غشا سلولی و رسیدن به مغز
2. پتانسیل برای تجمع زیستی در انسان و دیگر گونهها
3. گسترش نانو ذرات در هوا و ترکیب ویژهای از نانو مواد
4. اهمیت تماس تنفسی
5. افراد دارای بیماری قلبی و ریوی مزمن حساسترند
چه فاکتورهایی را برای مواجهه در متدولوژی ارزیابی ریسک نیازمندیم؟
1. ویژگی فیزیکی و شیمیایی نانو ذرات
2.. تماس احتمالی انسان و محیط و شرایط مختلف
3. جزییات آزمایش انسانی شامل حرکت نانو ذرات در بدن و حرکت بهسوی ارگان هدف
چه مواردی را برای بهبود ارزیابی ریسک نانو ذرات باید در نظر بگیریم؟
یک تکنیک جدید برای ارزیابی از سطح تماس در حیوانات و محیط
پروتکل برای ارزیابی ریسک
تعیین اینکه آیا میتوان سمی بودن و نبودن نانو ذرات در موارد یکسان ولی سایزهای گوناگون را تعمیم داد
اطلاعات روی سلامت کارگر درگیر ساخت و پروسه
تاکید سازمان ملل بر توجه بیشتر به ایمنی فناوری نانو میباشد که نیازمند به تحقیقات بیشتری برای شناسایی خطرهای زیست محیطی –بهداشتی –اقتصادی –اجتماعی وجود دارد و باید به ارزیابی خطرهای بالقوه نانو که تولید آن انبوه شده دقت نمود چراکه امکان استنشاق نانو ذرات یا لو لههای و جذب آنها از طریق پوست و تجمع در محیط زیست وجود دارد.
Niosh تحقیقات خود را از سال 2004 آغاز نموده با این هدف که ایمنی و بهداشت و کاربرد ایمنی در نانو ذرات و بر این اعتقاد است که گرچه تکنولوژی باعث انقلاب و تحول شده ولی ریسک آنها در خطرات جدید، ریسک بالای میباشد که هدف نایوش حرکت بهسوی کم کردن سمیت و پوشاندن خطرات است.
در طرح niosh سه سؤال مطرح میگردد:
1. ذرات نانو چه خطراتی را میسازند؟
2. میتوان نانو ذرات را اندازه گیری کرد؟
3. نانو ذرات قابل کنترل هستند؟
برای پاسخ به این سؤالات باید مراحل زیر را انجام داد.
1- شناسایی خطر: آیا واقعاً نانو ذرات خطرناکاند؟
2- ارزیابی تماس: آیا کارگران در شرایط واقعی کار تماس پیدا خواهند کرد؟
3- ویژگی خطر: چه مخاطراتی دارند؟
4- مدیریت ریسک: پیشرفت پروسهها برای کم کردن تماس
که با مطالعه سم شناسی و مسمومیتها و ارزیابی پزشکی و بهداشتی به این اهداف میرسیم.
در خصوص شناسایی خطر:
ما میدانیم:
1. اثرات بهداشتی نانو ذرات در صنعت و آلودگی هوا
2. اثر روی پوست میگذارند.
ما نمیدانیم:
1. شدت اثرات بهداشتی
1. گسترش جذب پوستی
در خصوص ارزیابی تماس:
ما میدانیم:
1. نانو ذرات قابل اندازه گیریاند.
2. مشاغل خاصی ممکن است افزایش ریسک داشته باشند.
ما نمیدانیم:
1. بهترین راه اندازه گیری چیست؟
2. نحوه اندازه گیری چگونه است؟
در خصوص ویژگی خطر:
ما میدانیم:
1. خطر نانو ذرات بیشتر از ذرات بزرگتر همان مواد میباشد.
ما نمیدانیم:
1. اثرات سلامتی طولانی مدت و چه خطراتی در رنج آزمایشات پنهاناند.
در خصوص مدیریت ریسک:
ما میدانیم:
1. میتوانیم تماس هوابرد نانو ذرات را کنترل کنیم یا رسپیراتور ها میتوانند مفید باشد.
ما نمیدانیم:
1. OEL مخصوص برای اندازه نانو ذرات نداریم.
2. محدودیت در رسپراتورها
ارزیابی تماس با نانو ذرات:
که باید در تولید-انتقال-و تمیز کردن پروسه و جابجایی صورت گیرد و یا در هوا اسپری شود.
برخی از فاکتورهایی که از تأثیر نانو ذرات برای تماس در محیط کار niosh در 2005 گزارش که شامل:
1. ریسک تماس پوستی ممکن است در کار با نانو ذرات خصوصاً حالت مایع، بدون حفاظ افزایش یابد.
2. احتمال اینکه آئروسلها بهصورت تنفسی و استنشاقی در مراحل خالص سازی و مخلوط کردن وارد شوند
3. تجهیزات نگهداری و تمیز کردن ذرات ریخته شده باعث تقویت خطرات برای تماس انسان میشود.
4. انتقال نانو ذرات بهصورت مستقیم باعث افزایش خطر میشود.
Niosh روی 10 معیار برای هدایت در شکافهای دانش و پیشرفت استراتژی و تهیه پیشنهادات توجه کرده است.
1. سمیت
2. اپیدمیولوژی
3. ارزیابی ریسک
4. اندازه گیری متد
5. تماس و دوز
6. کنترل
7. ایمنی
8. آموزش
9. پیشنهادات
10. کاربردها
مرور بر بهداشت شغلی نانو ذرات توسط hse 2.4 uk ارائه گردید.
1- چهار پروسه تولیدی نانو ذرات که شامل (گاز –بخار –کلویید-ذره) وجود دارد که از طریق تنفس و پوست و خوراکی جذب میشود.
2- پروسه تولیدی نانو ذرات شبیه پروسه شیمیایی است.
3- تنها پروسه گازی باعث تماس اولیه از طریق تنفس میشود.
5- توجهات زیادی از پتانسیل تماس نانو ذرات در طول تولید و حمل و نقل وجود دارد.
چارچوب hse:
1. شناسایی خطر
2. جلوگیری از کنترل ریسک
3. ارزیابی ریسک
4. ارزیابی کنترل
پروتکل hse برای نانو ذرات:
1. کنترل مهندسی
2. محیط کار
3. استفاده از لوازم حفاظت فردی
4. کنترل مدیریتی
5. تمیز کردن ذرات ریخته شده
6.. مطالعات حیوانی
7. تدوین msds
نانو ذراتی که از مواد شیمیایی مختلف خصوصاً (فلزات – کربن –مواد آلی و معدنی) تشکیل شدهاند در حال توسعه و پیشرفت برای محصولات جدیدی که دارای ویژگی کمی یا کیفی متفاوت از فرم فیزیکی میباشد پس جای شک و تردید وجود ندارد که اگر تعادل بیولوژیکی آنها با محیط تغییر کند. این بخش، متدهای ارزیابی ریسک مربوط به افراد و محیط و همچنین استفاده از محصولات نانو تکنولوژی با توجه به ترکیب آرایش آنها میباشد. بدین منظور در نانو ذرات سایز 100nm یا کمتر در جامد و یا مایع مورد توجه قرار میگیرد که میتواند افراد و محیط را بهطور مستقیم و غیر مستقیم در معرض آن قرار دهد. در اصل نانو ذرات را میتوان تقریباً از هر ماده شیمیایی فراوری کرد اما شواهد محدودیت رایج را روی سیستمهای بیولوژیکی روی برخی از عوامل که از اهمیت بیشتری برخوردار دارند را نشان میدهد که شامل فلزات سیلیس کربن و نانو تیوپ میباشند. قبل از بررسی در مورد ریسک احتمالی ذرات بر افراد و محیط ضروری است که خلاصهای از ویژگیهای بیولوژیکی کمی و کیفی مواد شیمیایی و دیگر شکلهای فیزیکی آنها را داشته باشیم.
سه شرایط ممکن است نشان داده شود که خطرات در اثر:
1. تنها بر اساس شکل و فرم نانو ذرات
2. ترکیبات شیمیایی نانو ذرات
3. ترکیبی از 1و 2
ملاحظات تماس کلی نانو ذرات: اگر بخواهیم از متدولوژی پیشرفته استفاده کنیم باید راه تماس را در نظر بگیریم تا بسیاری از اطلاعات اپیدمی و سم شناسی انسان در تماس هوا برد را در نظر بگیریم اما راههای مختلفی برای تماس افراد با نانو ذرات در نظر گرفته میشود
1. خوراکی (نگهدارنده غذا)
2. تماس روتین (سطح تماس محصولات –آرایشی)
3. تزریق یا جای گزینی (برخی محصولات پزشکی)
اطلاعات نشان می دهد که سایز ذرات میتواند روی ویژگی بیولوژیکی با در نظر گرفتن راههای مختلف تماس اثر بگذارد شواهدی وجود دارد که نشان میدهد نانو ذرات میتوانند از غشا سلول عبور کنند در صورتی که مواد بزرگتر در خارج بمانند و اگر نانو ذرات وارد غشای سلولی شوند باعث میشوند که سلولی که جذب آن شده را تخریب میکند و ما نمیدانیم که این تخریب چگونه صورت میگیرد مثل نانو ذرات دی اکسیدتیتایوم بدون تخریب غشا سلول را خراب میکند.
شواهدی وجود دارد که نانو ذرات قادرند از طریق بینی وارد سلول بویایی و بعد وارد مغز شوند. اطلاعات مشخصی در خصوص سایز ذرات و تغییرات سطحی آنها در نفوذ به سلول وجود دارد ارزیابی ریسک در این مورد خیلی مهم میباشد چرا که دیدگاهی است که ارتباط بین سایز ذرات و اثرات آنها از لحاظ بیولوژیکی محتمل است که کاهش سایز ذرات باعث افزایش ناگهانی در جذب یا سمیت شود، همچنین مطالعات کمی در خصوص نانو ذرات در هوا وجود دارد که احتمال اینکه نانو ذرات در هوای محیط را احاطه کند وجود دارد مگر اینکه این مواد با دیگر مواد موجود در هوا واکنش نشان دهند.
خطرات در نظر گرفته شده نانو ذرات:
پتانسیل عبور از پروتئین و اسید نوکلوئیک
منبع اصلی اطلاعات روی پتانسیل اثرات بد سلامتی با نانو ذرات از مطالعات اپیدمیولوژی ذرات هوابرد میباشد و این بیان گر آن است که ذرات کوچکتر از میکرون خطرناکتر از ذرات بزرگتر میباشد. دانش رایج از علم در مقیاس نانومتر برگرفته از بسیاری از نظامها و منشاها با جنبههای اتمی و مولکولی در شیمی و فیزیک میباشد و سپس یکپارچگی علوم زیست مولکولی، پزشکی و مهندسی مشاهدات و یافتهها از رفتارهای اتمی و مولکولی از اصول اولیه پیروی میکند.
ویژگیهای خطر:
در یک نظر پتانسیل برای ذرات نانو اگر در پروتئین و اسید نوکلوئیک و دیگر مولکولهای بیولوژیکی نفوذ پیدا کند ممکن است اثرات بدی که هرگز در تماس قبلی با فرمهای فیزیکی –شیمیایی دیده نشده را باعث شود اما شواهدی در این مورد وجود ندارد. اما متدولوژی خطر نیازمند یکپارچه شدن این موارد میباشد. منبع اصلی اطلاعات پتانسیل اثرات بد سلامتی روی انسان با نانو ذرات بر اساس مطالعات اپیدمیولوژیکی از نانو ذرات هوابرد در محیط میباشد و این نشان میدهد که این ذرات کمتر از 1 میکرومتر با حلالیت کم دارای سمیت بیشتری میباشد شواهدی هم وجود دارد که این ذرات در سلولهای آلوئول با اثر بیشتری نفوذ میکنند این نکته باید مد نظر قرار گیرد که اثر مطالعات روی اطلاعات محدود به سایز ذره از 0.1 تا 10 میکرو محدود میشود. اطلاعات کمی هم نیز در خصوص توکسیوکنتیک و توکسیودینامیک نانو ذرات وجود دارد و یک دیدگاه احتیاطی ازیافته های استنتاجی حیوان به انسان نیز بر گرفته شده است. حمایت از هدفها و نقاط پایانی در ارزیابی اثرات محیطی بهطور واضح متفاوت از ارزیابی ریسک سلامت انسانی میباشد. همانند مطالعات VITRO که ممکن است کمک کند به اثبات کردن تفاوت پتانسیل در عمل سم نانو ذرات و فرمهای رسمی مواد در VIVO که آزمایشات کاملتری را برای ترکیبات محیطی انجام داده و راههای تماس مختلف را بیان میکند.
حوزه ارزیابی ریسک نانو ذرات:
بخشهای وجود دارد که نانو ذرات قادرند از طریق بینی وارد سلول بویایی و بعد وارد مغز شوند. برای پروسه و تولید و شرح حال نانو ذرات بسته به شرایط ساختگی و فورمولاسیون آنها در یک ارزیابی ریسک باید موارد زیر مد نظر قرار گیرد:
1: ایمنی کارگران در تولید نانو ذرات باید ذکر شود که این کارگران در معرض تماس بیشتری از سطح مواد شیمیایی و پریودهای زمانی بیشتر در مقایسه با جمعیت عمومی میباشد.
2: ایمنی مصرف کنندگان محصولات حاوی نانو
3: ایمنی به جمعیت بشری به علت محلی که باعث آزاد سازی حاد یا مزمن نانو ذرات میگردد.
4: ثاثیر روی محیط که بر اثر تولیدات و فرمولاسیون و آرایش نانو ذرات است.
5: ریسک سلامتی انسان و محیط که شامل چرخه دو باره نانوذرات، که وابسته به تولیدات و محصولات میباشد.
اگر دلیل بهتری وجود داشته باشد که هیچ اتفاقی نیفتاده است یک یا بیشتر از این عوامل برای ارزیابی حذف میگردد.اصولاً روش ارزیابی ریسک سنتی یک ابزار اختصاصی برای ارزیابی ریسکهای ناشی از مواجهه نانو ذراتی که تحت شرایط مواجهه ویژه هستند میباشد. اما باید تشخیص داده شود که پیش بینی جمعیت از تکنولوژیهای جدید یا ضروری در نیازهای بالاتر از ایمنی نیازمند برای تستهای تکنولوژی میباشد
ارزیابی ریسک سنتی شامل مراحل زیر است:
1: ارزیابی تماس
2: شناسایی خطر
3: ویژگی خطر
4: ویژگیهای ریسک
این چار چوب هنوز پذیرفته نشده برای نانو ذرات البته در شرایط مبهم در نظر گرفتن نیازهای برای ساماندهی این متد ارزیابی ریسک وجود دارد.
روش ارزیابی ریسک نانو ذرات:
بررسی ارزیابی ریسک در شیمی مواد این مزیت را دارد که خطر شناسایی شده مورد تائید قرار گیرد. ارزیابی خطر در تولیدات محدود میگردد مگر اینکه نتایجی وجود داشته باشد که به صورت قابل تو جهی تماس یا سمیت در اثر ترکیبات دیگر محصول را نشان دهد. یک عقیده روی پارامترهایی که باید برای مواجهه اندازه گیری شوند وجود ندارد و همچنین تجهیزات برای تماس قابل قبول و دسترس نانو ذرات نمیباشد. تکنیکهای استراتژی جدید نمونه برداری برای ارزیابی مواجهه کارگران در محیط کار باید با پیچیدگی بیشتری انجام شود و امکان ثبت کردن حد تماس شغلی برای نانو ذرات شیمیایی در نظر گرفته شود
بررسی تماس انسانی:
1: شناسایی و سنجش وابستگی تماس
2: تعیین تماس نانو ذرات به وسیله راههای تماس و ارتباط بین دوزها و راههایی که شامل جابجایی
3: شناسایی سرنوشت متابولیک
4: سنجش پتانسیل برای تجمع زیستی گزارش شده نانو ذرات
گرچه اطلاعات خوبی را برای جذب و متابولیسم و دفع مواد در فرم فیزیکی وجود دارد واین اطلاعات ممکن است برای نشان دادن جذب و کلیرنس قابل مقایسه برای فرم نانو ذرات از راههای مواجهه متداول کافی باشد.
شناسایی خطر و متدهای ویژگی خطر:
اگر فرض شود که رنج و نوع اثرات بد که میتواند بلند شود از تماس با نانو ذرات احتمالاً شبیه فرم فیزیکی شیمیایی شناسایی شده باشد واین فرضیه درست باشد ما دلیلی نخواهیم داشت که تستهای سم شناسی اثبات شده را تغییر دهیم و اگر این درست نباشد علاوه بر end poin ما نیازمندیم که ارزیابی سم شناسی نانو ذرات را در نظر بگیریم
مسائل حیاتی از خطراتی که منجر به موارد زیر میشوند که باید حل شوند:
1. ویژگیهای سم شناسی مواد شیمیایی که هسته نانو ذرات را شامل میشود
2. ارتباط بین سطح مقطع بزرگتر نانو ذرات و ارتباط با پتانسیل بیشتر آن
3. پتانسیل که منجر به تقویت سطح مقطع و امکان واکنش سطح برای دیگر مواد شیمیایی که در ارتباط با جذب نانو ذرات میباشد.
انتخاب تست باطری، اطلاعات جمع اوری شده از خصوصیات فیزیکی و بیولوژیکی و شیمیایی را تنها با اطلاعات شیمیایی یکسان در فرم فیزیکی دیگر را نشان میدهد تست vitroمیتواند اصولی را که نقش مهمی را در پروسه غربالگری است نشان دهد اگر تفاوت در فرم نانو ذرات و فرم فیزیکی شیمیایی آن میباشد راهنمای منظمی برای تست نوع ویژه ماده شیمیایی جدید تولید میشود.
اصول مطالعه in vitro ترکیبات با اطلاعات روی سطح شیمیایی مواد میتواند یک نشانگر مهم را فراهم کند تا از تفاوتها و شباهتها در پتانسیل خطر بین فرم نانو ذرات یک ماده و فرم فیزیکوشیمیایی آن را بیابد.
شکافهای بحرانی در علمی که نیازمند برای پروسه ارزیابی ریسک میباشد:
1: پروتکلها یی نیاز دارند که ثابت کنند که قادرند آزادسازی فرم نانو ذرات در رنجی وسیع از پروسه تولیدات و فرمولاسیون و تولیدات قابل اندازه گیری خواهد بود.
2: آیا میتوانیم قیاس کنیم از سم شناسی نانو ذرات که هم سایز نیستند و دیگر فرمهای فیزیکی شبیه نانو ذراتاند.
3: اطلاعات روی سلامتی کارگران درگیر در پروسههای نانو ذرات
4: اطلاعات و اندازه گیری سرنوشت محیطی، توزیع و تجمع زیستی نانو ذرات
5: اثر نانو ذرات روی گونههای محیطی متفاوت از هر محیطی که ترکیبات و سطوح مختلف و راههای تماس گوناگون وجود دارد.
6: کمبود اطلاعات زمینهای روی تماس جاری نانو ذرات روی انسان و گونههای محیطی
7: اطلاعات ممکن است از تماس همزمان با دیگر ذرات متفاوت که بر اثر، اثرات تجمعی باشد.
شمای کلی پیشنهاد شده از مراحل شناسایی ریسک:
1: ارزیابی برای مطالعه تماس
2: ویژگی تماس
3: شناسایی خطر
4: ارزیابی ریسک
اهمیت ایمنی در محیط کار و محیطی، اهمیت ویژه برای تکامل نانو تکنولوژی که در آن ویژگیهای مواد باید بهطور کلی شناخته شوند.
طبقه بندی جهت ارزیابی ریسک مواد باید شامل:
1: شناخت ویژگیهای مواد
2: اثر روی افراد و محیط
3: حمل و نقل نانو
4: توجه به حرفه و مشاغل
نانو ذرات از چندین راه گوناگون در فعالیتهای صنعتی که در حال پیشرفتاند به وجود میآید. البته با کاربردهای فراوان در گروه پزشکی و مهندسی و پروسه های الکترونیکی که این کاربرد براساس ویژگیهای نانو ذرات و سایز آنها میباشد.
پروسههای تولیدی نانو ذرات را با در نظر گرفتن موارد زیر مرور میکنیم:
1: پتانسیل راهها برای تماس انسانی
2: منبع انسانی از تماس شغلی
3: سطح تماس
4: ابزار و وسایل برای کنترل
موارد بالا چهار گروه اصلی را برای مرور بحث علمی در نانو ذرات میباشد که بررسی و ارتباط علم و پیشرفت نانو ذرات با ارزیابی ریسک و تجزیه و تحلیل و تعامل شیمی این ذرات را دربر میگیرد:
1: از جنبههای مختلف بهداشت شغلی تولید نانو ذرات (گاز –بخار-کلوئید –ذره ذره) که همه آنها پتانسیل در تماس تنفسی و خوراکی و پوستی را دارند.
2: تنها پروسه گازی پتانسیل در معرض قرار گرفتن نانو ذرات به وسیله تنفس در طول مرحله ترکیب را میگردد.
3: برای راههای تنفسی باید راههای کنترل در نظر گیریم.
4: برای راههای پوستی باید راههای کنترل در نظر گیریم.
5: در ارزیابی ریسک این مواد اطلاعات کافی نداریم.
6: در خصوص شناسایی در باره مواجهه کارگران اطلاعات کافی نداریم.
7: تنها اطلاعاتی میتواند منجر به بروز حوادث شود در خصوص حملونقل پودری این مواد میباشد که بهطور چشمگیر مد نظر بوده است و اینکه شواهد کمی برای تماس کارگران در نانو ذرات داریم. اطلاعات رایج برای ارزیابی ریسک نا کافی میباشد و نگرش ارزیابی ریسک باید در نظر گرفته شود بر اساس اطلاعاتی که در دسترس میباشد و همچنین یک استراتژی برای جمع آوری و ذخیره و انتشار این مواد.
سازمانهایی که در خصوص تکنیکهای شناسایی کاربردی در ارزیابی ریسک نانو ذرات فعالیت دارند:
niosh tic
osha line
Cisilo
Hse
canadiana
تلاش این سازمانها برای تهیه رفرنسها و مستندات ایمنی و بهداشتی میباشد.
برای بررسی ارزیابی ریسک باید بهترین اطلاعات قابل دسترس وجود داشته باشد تا استراتژی کنترل قابل پیشرفت به وجود اید از جمله استراتژیهای نانو ذرات:
محصور کردن کل پروسه
محصور کردن جزئی
تهویه موضعی
کاهش زمان مواجهه
تمیز کردن منظم دیوار و سطوح
استفاده مناسب از وسایل حفاظت فردی
جلوگیری از خوردن و آشامیدن در محیط کار
و انتخاب راه کنترلی برای هر یک از مواد نیازمند آن است که در برخی از اطلاعات مختلف را در زمینه نانو ذرات و بزرگی ذره بدانیم. بیشترین و آسانترین راه تماس در نانو ذرات به احتمال زیاد در محیط کار میباشد. تا وقتی که اثرات بهداشتی و سم شناسی به دنبال ویژگیهای نانو ذرات باشد نگرش در خصوص کنترل مواجهه در حال حاضر نامشخص میباشد و چارچوب بر اساس راهها و فاکتورهای مؤثر بیولوژیکی و سم شناسی نانو ذرات و نگرش اولیه در بهداشت شغلی خواهد بود. که در واقع حذف و یا جای گزینی، کنترل مهندسی و کنترل مواجهه و حفاظت فردی و پایش مرتب پزشکی و بهداشتی میباشد. ارزیابی کمی برای خطر بهداشتی کارگران تا کنون خطر چشمگیری ناشی از نانو ذرات را به وجود نیاورده اما با این وجود اثرات سمی و مخرب روی حیوانات گذاشته است.
ایمنی نانو ذرات نیازمند:
دانش در خصوص اثرات بر انسان –محیط
فهمیدن رفتار مواد
اثرات سم شناسی و کاربردشان
این نیازمندی با طبقه بندی کردن در 4 گروه زیر شامل:
ویژگی مواد
اثر روی مردم و محیط
حملونقل
توجه به خرید و فروش
پتانسیل برای ارزیابی شغلی: تماس شغلی در ساختن نانو ذرات و حمل و نقل و ذخیره آنها وجود دارد که نانو ذرات تنفسی مشکل اساسی در ارزیابی ریسک و مواجه شغلی را دارند. مطالعات زیادی در خصوص اندازه گیری تماس انسانی در خصوص فاز گازی صورت گرفته که خطرات تنفسی آن بسیار زیاد و خوراکی کم میباشد.
پتانسیل ایمنی خطرات: اطلاعات نانو ذرات کم است یکی از موارد در نظر گرفته شده خطرات انفجاری آنهاست که مربوط به نانو پودری است و نانو ذراتی که بهعنوان کاتالیزور کاربرد دارند.
ویژگیها و شناسایی شیمیایی: از مراحل اولیه برای ارزیابی ریسک میباشد که ویژگی شیمیایی در این نباید محدود به وزن مولکولی نقطه جوش –فشار بخار- حلایت و... شود بلکه طیف وسیعی از ویژگیهای آن لازم است تا ارزیابی ریسک کامل شود.دانستهها در خصوص نانو ذرات و تعامل آنها با دیگر ذرات و موجودات زنده بسیار کم میباشد. ولی مطالعات در حال افزایش میباشد علی رغم اطلاعات بسیاری از گروهها و نمایندگان متمرکز بر روی جنبههای ایمنی و بهداشت نانو تا سالهای آینده بهعنوان یک ابزار استفاده میشود در حال حاضر برای شرکتهایی که با نانو ذرات کار میکنند احتیاط اصلی برای حفاظت پرسنلشان و و مشتریهایشان میباشد گرچه تستهای سم شناسی به منظور جلوگیری و ممانعت گران است ولی شرکتها هنرا میپذیرند. نانو تکنولوژی بهعنوان یک علم با هدف کلی و عمومی که تأثیر همه جانبه بروی علوم گذاشته بهعنوان مسئله روتین و معمول برای کشورهای پیشرفته ضروری است. در سال 2005 ضرورت نانو تکنولوژی بهطور یکپارچه بیشتر از 30 میلیون دلار شده که پیش گویی نشان میدهدکه تولیدات کل جهان در 2014 به مقدار 2.6 تریلیون برسد. روشن است که این پیشرفت سریع در نوآوری پخش نانو تکنولوژی در ارتباط با شیوع تجاری از این مواد با ویژگیهای ناشناخته این مواد میباشد. و این امر منجر به یک بحث جهانی در خصوص مربوط به محیط- ایمنی –بهداشت (hse) میشود که منجر به عقیده عمومی و ارزیابی ریسک و پذیرفتن آن است. شرکت کمپانی نانو تکنولوژی نقلوانتقال و فعالیت در سم شناسی و تست اکولوژی متناسب برای همه تولیدات با توانایی نانو را در بر میگیرد. در سالهای اخیر هر دو بخش عمومی و خصوصی شماری از تحقیقات را برای اندازه گیری پتانسیل ریسکهای ehs آغاز کرده است که بهوسیله سایز نانو ذرات و ارزیابی نیازهای تکنولوژی بتواند استراتژی مدیریت ریسک کافی را بکار گیرد. توصیههایی که منتج شدهاند از مطالعاتی که تکرار شدهاند برای نیازهای
1. انجام دادن استاندارد برای نانو تکنولوژی
2. افزایش دانش برای تحقیقات گسترده از ساختار نانو مواد از لحاظ سم شناسی و اکو تکسیکولوژی
3. نتایج تست سمیت عمومی نانو
در ژوئن 2005 سازمان بینالمللی استاندارد iso/tc 299 یک کمیته تکنیکی روی نانو تکنولوژی آغاز و شروع کرده است و نظارت آن بر استانداردهایی همچون (طبقه بندی-واژه شناسی کالیبراسیون –ساختار نانو و...)
24 کشور عضو ایزو که 8 کشور نقش نظارتی دارند. استاندارد نانو را پیش بینی و بعد از 18 ماه منتشر میکنند. شرکتهای نانو تکنولوژی میتوانند در خواست برای تولیداتشان از لحاظ استاندارد نانو تکنولوژی داشته باشند.
ارزیابی ریسک: برای بیشتر نو آوری نانو تکنولوژی، ارزیابی پتانسیل ریسک ehs به خاطر فقدان شناخت ویژگیهای و تجهیزات تشخیصی چندین مشکل اساسی وجود دارد در چنین مواردی اندازه گیری مناسب میتوان تنها روی یک مدل اصلی همچون ارتباط کیفی (ساختار_کیفیت)(qsar) باشد. برخی از شرکتهای بیمه در حال یادگیری در مطالعات آزبست بهمنظور کاربرد متدولوژی ارزیابی ریسک نانوان به منظور اینکه قوانین جدیدی و مناسبی را برای صنعت پیشنهاد نمایید، اما هدف اصلی برای نانو تکنولوژی صنعتی باید کم کردن ریسک و جلوگیری از حوادث و رویداد محیط کار باشد. تست سم شناسی و اندازه گیری تماس در موارد تازه و جدید باید بهطور موازی با پیشرفت آنها هدایت شود. غلظت یک ماده در ترکیب و طول تماس دوز-خطر و نتایج احتمال خطر بهعنوان عملکرد خطر و دوز یک ماده اتفاق می افتد.
مدیریت ایمنی و بهداشت باید شامل موارد زیر باشد:
1. شناسایی خطر
2. ویژگی خطر
3. ارزیابی تماس بسته به قسمتهای مختلف چرخه تولید
4. ارزیابی ریسک
5. جلوگیری با کنترل ریسک
6. ارزیابی از اندازه گیری کنترل
کاهش سطح تماس در بسیاری از موارد تنها به معنی کاهش ریسک در ارتباط با استفاده از ماده شیمیایی خطرناک میباشد. هم خطرات وهم دوز ماده شیمایی وابسته به ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی بیولوژیکی می با شد.تقریباً همه نوآوری نانو تکنولوژی تکیه بر ویژگیهای بی نظیر روی مواد دارند و نشان دادن و ارائه برای جایی که مشکل و غیر ممکن است حتی اگر در آینده ضرر کمتری فراهم شود.
مدیریت ریسک بر اساس دانستههای در مقیاس نانو:
نانو از 3 طریق وارد بدن میشوند: پوستی، تنفس، خوراکی
تعیین اثرات سلامتی از آئروسلها ی نانو ذره بسیار کم میباشد و وابسته به سایز ذرات و مدت زمان آن میباشد. بسیاری از مطالعات باعث نتایج ضد و نقیض بهعنوان کم بودن و یا نبودن پارامترهای تجربی استاندارد در دسترس میباشد. از آنجایی که سنجش جرم در استاندارد تست سم شناسی رایج است ولی نامناسب بودن آن برای سمیت بالا در مواد با سایز نانو، لذا پذیرفتن سطح مقطع فعالیت مواد در ساختار آنها توصیه میگردد.
نتیجه: افزایش نیاز برای ارزیابی ریسک مناسب نانو تکنولوژی بسیاری از موجودات زنده تحقیقات و پیشرفت و تجارتی را در بر میگیرد. بسیاری از شرکتها باید استراتژی ارزیابی ریسک و مدیریت ریسک را به منظور حفاظت و ارزشیابی کار کنان و مصرف کنندگان را بر گزینند. تحقیقات نانو هنوز خیلی کم میباشد و تست استاندارد و کاربرد تجاری در سیستم کنترلی ایمنی مناسب چندین سال طول میکشد.
البته بسیاری از شرکتهایی که مشکل هزینه دارند و توانایی ادامه پیشرفت در محصولاتشان تا زمانی وجود دارد که بتوانند مسائل قانونی در خصوص حفاظت از کارکنانشان را اجرا نمایند برخی از راههای معرفی شده در بالا مدل معتبری از تمرین خوب را نشان میدهد.
در هر حال آگاهی عمومی بهطور چشمگیر برای جنبههای منفی نوآوری نانوتکنولوژی حاضر میباشد لذا شرکتهای نانو تکنولوژی مسئول فهماندن هر چه بهتر عموم میباشند. نگرش مرحله ای برای ارزیابی ریسکهای نانو مواد در انسان و محیط ارزیابی ریسک نیازمند به اطلاعات تماس و خطر میباشد.
باید یاد آوری شود که در نگرش پیشرفت بهمنظور برقراری یک چارچوب نسبی برای ارزیابی پتانسیل خطرات از اندازه گیری نانو ذرات گردد و این تولید در اعتبار علمی و چارچوب ارزش آن قضاوت در خصوص ریسکهای ناشی از نانو ذرات را در انسان و محیط تواناتر میسازد.
این تشخیص میدهد که برای بهکارگیری و انجام کامل چارچوب نیاز به پیشرفت متدلوژی مواد دارد. برای مثال تنها مقدار کمی از نیاز در تست vitro بهطور کافی مورد اعتبار در این چار چوب حاضر میباشد علاوه بر آن پیشرفت متدهای تجزیه و تحلیل که شامل تجهیزات قابل حمل برای پایش تماس نانو ذرات نیازمند میباشد این چارچوب با هدف نگرش به شناسایی ریسکهای محیطی و انسانی از تماس قابل قابل اندازه گیری نانو مواد طراحی گردیده است که شامل چهار مرحله میباشد:
1: شناسایی مواد استفاده و پایان آن در استفاده و دو باره به چرخه در آوردن آن برای انسان و گونههای انسانی و محیطی
2: ویژگیهای طبیعی، سطح و مدت تماس
3: شناسایی ویژگیهای خطر از هر شکل از نانو ذرات که تماس چشمگیری از آنها وجود دارد.
4:ویژگیهایی از خطر و ارزیابی ریسک کامل