Badanie procesu emisji nanoobiektów oraz ocena narażenia zawodowego podczas wytwa-rzania i stosowania nanomateriałów

Unikatowe właściwości celowo zaprojektowanych nanomateriałów (ang. engineered nanomaterials – ENM) i wytwarzanych z nich produktów zdeterminowały dynamiczny rozwój w obszarze wytwarzania i stosowania ENM w różnych gałęziach przemysłu i w zakładach pracy o różnej skali produkcji – poczynając od małych i średnich przedsiębiorstw, a kończąc na dużych koncernach. Ponieważ nanoobiekty (nanopłytki, nanorurki, nanocząstki) emitowane podczas wytwarzania i stosowania ENM mogą być przyczyną wielu chorób, w tym jeszcze nierozpoznanych, na całym świecie są prowadzone prace badawcze z zakresu oceny narażenia wynikającego z emisji nanoobiektów na stanowiskach pracy oraz zagrożeń zdrowotnych dla osób zatrudnionych przy procesach wytwarzania i stosowania ENM.

Celem niniejszego projektu − ukierunkowanego na ochronę zdrowia pracowników zatrudnionych na stanowiskach pracy w procesach nanotechnologicznych − było badanie emisji nanoobiektów oraz ocena narażenia zawodowego podczas wytwarzania i stosowania nanomateriałów.

W wyniku realizacji projektu dokonano przeglądu piśmiennictwa w zakresie rodzajów nanomateriałów i ich zastosowań, metod badania nanoobiektów, wyników badania narażenia na nanoobiekty, wymagań prawnych, norm i działań dotyczących oceny narażenia na nanomateriały, realizowanych projektów badawczych oraz oceny ryzyka zawodowego wynikającego z potencjalnego narażenia na nanoobiekty. Opracowano metodykę i strategię badania procesu emisji nanoobiektów oraz narażenia zawodowego w zależności od sposobu wytwarzania i stosowania nanomateriałów. Przeprowadzono również badania emisji do powietrza cząstek z dziesięciu rodzajów nanomateriałów, które podczas różnych procesów wytwarzania lub stosowania nanomateriałów (21 procesów) mogą być emitowane do powietrza w postaci nanocząstek (w tym nanokapsułek węglowych), nanopłytek, nanorurek i nanowłókien. Badania przeprowadzono metodami umożliwiającymi wykonywanie pomiarów w czasie rzeczywistym (SMPS, P-TRAK, AERO-TRAK i ELPI+). W trakcie tych badań pobrano próbki z użyciem NAS do ich dalszej analizy z zastosowaniem mikroskopu TEM lub SEM z detektorem EDS. Jednocześnie wykonano również badania parametrów powietrza, tzn. temperatury, wilgotności względnej i prędkości ruchu. Uzyskane dane potwierdzają konieczność kompleksowego, wieloparametrowego podejścia do pomiarów prowadzonych w celu oceny narażenia na nanoobiekty, które mogą być emitowane do środowiska pracy podczas wytwarzania i stosowania nanomateriałów. Wskazują również na istotność właściwej oceny wpływu „tła cząstek”, czyli stężenia cząstek obecnych w powietrzu przed procesem z nanomateriałem, na uzyskiwane wyniki badań potencjalnego narażenia na nanoobiekty emitowane podczas procesu do środowiska pracy.

Projekt I.B.03. Zmiany stężenia liczbowego cząstek o wymiarach 20 − 1000 nm w powietrzu przed procesem mieszania glinokrzemianu warstwowego Halloysite nanoclay (pomiary P-TRAK) (tło), podczas jego trwania (wartość maksymalna) i po procesie

Projekt I.B.03. Zdjęcie mikroskopowe (a) oraz skład chemiczny nanorurek (b) pobranych z powietrza w strefie oddychania pracownika podczas mieszania glinokrzemianu warstwowego (Halloysite nanoclay)

W wyniku analizy danych uzyskanych podczas realizacji projektu opracowano procedurę badania emisji cząstek o nanowymiarach w procesach wytwarzania i stosowania nanomateriałów metodami zliczania (SMPS, P-TRAK, AERO-TRAK, ELPI+). W procedurze przedstawiono także zasady postępowania podczas pobierania próbek aerozolu do ich dalszej analizy z zastosowaniem skaningowego (SEM) lub transmisyjnego (TEM) mikroskopu elektronowego z detektorem EDS do określania składu chemicznego nanoobiektów emitowanych do powietrza. Opracowano również zalecenia i materiały szkoleniowe, w których omówiono metody badania parametrów charakteryzujących cząstki o nanowymiarach pod kątem oceny ryzyka zawodowego wynikającego z potencjalnego narażenia na nanoobiekty oraz przedstawiono przykładowe wyniki badań. Opracowane materiały szkoleniowe zweryfikowano podczas szkolenia pilotażowego. Materiały dotyczące oceny narażenia zawodowego na nanoobiekty udostępniono także w serwisie internetowym CIOP-PIB.

Wyniki realizacji projektu przedstawiono w 3 publikacjach oraz zaprezentowano podczas
4 konferencji, w tym 3 zagranicznych i 1 krajowej.