Sikker håndtering av nanopartikler i arbeidsmiljøet

Transkript

1 Sikker håndtering av nanopartikler i arbeidsmiljøet Vidar Skaug, Overlege Avdeling for kjemisk og biologisk arbeidsmiljø Statensarbeidsmiljøinstiutt -(STAMI ) Oslo Nettverksmøte 28. aug 2008 om Karbonnanomaterialer I Norge STAMI aktiviteter vedr forurensinger uorganiske partikler i arbeidsatmosfæren Eksponering for ultrafine partikler i sveiserøyk, i aluminiumindustrien osv Mineralpartikler og helseeffekter Blåasbest, Kilde STAMI partikkelatlas 1

2 Report to the Nordic Council of Ministers 2007 Tema Nord 2007:581 ISBN Metalliske og keramiske nanopartikler Fullerener Nanorør Nanofibre Nanokapsler Dendrimerer Kvanteprikker Produksjon og bruk i de nordiske land. Eksponeringer på ulike arbeidsplasser 12 spesifikke eksponeringsscenarier Yrkeseksponeringer fra vugge til grav Databladkvalitet. Kontrolltiltak 243 produkter i DK (2006) 154 væsker for overflatebehandling (glass, mur, metall,glassfiber, tekstiler, hudbeskyttelse) 66 nanomaterialer i sportsklær og produkter (golfballer, tennisrekkert) I 202 av de 243 produktene kunne det ikke dokumenteres nanopartiker Stuer-Lauridsen et al.,

3 Nanopartikler helse. Concerns have been raised that the very properties of nanostructured materials that make them so attractive could potentially lead to unforeseen health or environmental hazards Andrew D.Maynards and coworkers: Safe handling of nanotechnology Nature Vol 444/ Nel et al., Toxic potential of materials at the nanolevel. Science, 2006;311: Sikker håndtering av np i arbeidsmiljøet Risikovurdering Risikohåntering Risikokommunikajon Fastsette partiklenes iboende egenskaper (skadevirkninger, grad/alvorlighet), mottakelighetog hvor mange eksponert 3

4 Ultrafine partikler -befolkningsstudier Syntetiserte nanopartikler Prediktive tester Dyreforsøk In-Vitro Andre Befolkningsstudier Predictive studies, mechanistic studies Hud Nanopartikler -mulige opptaksveier Lunger: av størst betydning i arbeidsmiljøet tarm Source: Journal of Nanobiotechnology 2004, 2:12 4

5 Source; Oberdorster E Mulige skadevirkninger av ultrafine partikler etter G Oberdorster 2005 Luftforurensinger luft Inhalasjon i Deponering i luftveier/ lunger sentralnervesystemet Andre organer ( hjerte, lever) Inflammasjon i lunger Skade i blodårer Systemisk Inflammasjon Aktivering, tiltrekking av betennelsesceller Hjerte-karskader 5

6 . Inhalerte ultrafine partikler transporteres til andre organer Translocation of inhaled ultrafine particles. Time-activity curve over liver and bladder expressed as percent of initial lung radioactivity. Insert, Whole body gamma camera image of 1 representative volunteer recorded at 60 minutes. Nemmar et al, "Passage of inhaled particles into the blood circulation in humans", Circulation 2002;105(4): Oberdörster G, et al Translocation of inhaled ultrafine particles to the brain. Inhal Toxicol Jun;16(6-7): Nanotoksikologi - karbon nanopartikler 1) Fullerener- Opptak, fordeling og utskillelse varierer med egenskaper til side kjeder. De mest vannløselige elimineres fra forsøksdyr I løpet av uker. Noen frigjøres langsomt, bioakkumulering og langtidsvirkninger må utredes bedre. lav akutt toksisitet (oral, dermal, inhalasjon) Lav grad direkte DNA skade Reaktive oksygenradikaler /frie radikaler: kan fremme eller hemme disse. Nielsen GD, Roursgaard M, Jensen KA, Poulsen SS, Larsen ST In vivo Biology and Toxicology of Fullerenes and Their Derivatives. Basic Clin Pharmacol Toxicol Jul 18. 6

7 Nanotoksikologi karbon nanopartikler 2) Karbon nano rør swcnt: mwcnt: Lam C et al. A Review of Carbon Nanotube Toxicity and Assessment of Potential Occupational and Environmental Health Risks. Critical Reviews in Toxicology, 36: , 2006 Enkelvegget karbon nanorør tas opp i celler uavhengig av funksjonell gruppe og celletype Opptak i mange humane og dyre celler Uklar opptaksmekanisne men ikke pinocytose Kostarelos et al., Nat. Nanotech., 2007;2:

8 Lam C et al. A Review of Carbon Nanotube Toxicity and Assessment of Potential Occupational and Environmental Health Risks. Critical Reviews in Toxicology, 36: , 2006 Karbonnanorørimusgirmerskadeilungene enn kvarts 8

9 Karbon nanorør gir eksperimentelle lungeskader swcnt Danner granulomer(warheit 2004.) Swcnt gitt intratrakealt til rotte (5% Ni, 5% Co) mwcnt Granulomer 60 dager etter trakeal injeksjon av 2mg mwcnt i suspensjon. Hypotetisk virkingsmekanisme av np i celler Samlet partiklenes samlede overflate synes å korrelere bedre med partiklenes toksiske virkninger enn masse, volum eller antall. Løselighet, form og overflatekjemi påvirker også Oksidativt stress er foreslått å være en felles virkningsmekanisme for nanopartikler Oberdörster et al., Nanotoxicology, 2007;1:2-25 9

10 Karbon nanorør gitt i bukhulen hos rotter gir asbestliknende forandringer GraigPoland et al Nature 424 nanotechnology VOL 3 JULY notechnology Like farlig som asbest? Nanotechnology: Should carbon nanotubes be handled in the workplace like asbestos? Multi-walled carbon nanotubes in conducting airways of the mouse lung after inhalation exposure. Photo credit: Robert Mercer ano.html 10

11 Målinger av np i arbeidsatmosfæren Ingen praktiske metoder for sikker overvåking av personlig eksponering Welding Exposure scenarios Welding Surface coating Amorphous SiO2 fume in smelters Paint maufacturing Paint and laquer sanding Textile manufacture Nanosurface coating Production metal oxide particles Handling of nanotudes Ski-waxing demolition work Spraying 11

12 Kvalitetssjekk av Datablad utvalget Kilder: Via nordiske produsenter som vi hadde kontakt med Google search: Europeiske importører /produsenter + 2 Kanada/USA Kriterier Materialer med små partikkelstørrelser i produktet eller med informasjon om at det er et nanomateriale. Følgende materialkategorier ble innhentet og vurdert (antall): Silica (8) Titan dioksid (4) Zirconium dioksid (2) Carbon nanotubes (11), C60 Fullerenes (2), Kadmium-baserte quantum dots (3). Datablad vurdert av tre personer med sjekkliste i henhold til Guide to the compilation of safety data sheets in the annex of the EU Commission Directive 2001/58/EC. Kunnskapsmangel om toksisitet for det enkelte stoff når det foreligger som nanomateriale 12

13 Kommentarer datablad Stoffets identitet: Noen av stoffene har nano i navnet. De fleste godt beskrevet Bruker CAS nr opprinelige stoff Variasjon i hvor informasjonen kommer i de 15 databladpunktene Inkonsistente eller manglende R-setninger Klassifisering/merking til dels manglende Kommentarer datablad (2) Toks test data på akutt toksisitet og irritasjon oppgitt for noen, ikke for andre Noen oppgir toksisitetsdata for stoffet i ikke-nano tilstand: eks grafitt, ulike metaller (kadmium, nikkel, zirkonium, selen tellur osv Karbonstøvlunge etc ) (I dag ingen krav til re-testing av et produkt dersom det partikkelstørrelse endres til nano, eller om stoffet inneholder nanomateriale) 13

14 Kommentarer datablad (3) Fysisk kjemiske egenskaper: varierende Ingen krav til å beskrive at det er et nanoprodukt Ingen krav til å beskrive partikkelstørrelsesfordelig Ingen krav til å beskrive potensiale for frigiving av støv fra produktet; dustiness Vernetiltak /personlig verneutstyr : varierende Grenseverdier for nanopartikler? Home The Nordic Expert Group Publications Ongoing projects Author instructions Links Contact NEG The Nordic Expert Group -a Nordic collaboration for production of criteria documents on chemicals for occupational exposure limits. 14

15 Eksponeringskontroll Mulig helseskadelige partikler -flere er beskyttet mot eksponering liten helserisko. Kilden for forurensing i arbeidsmiljøet Liten helserisiko Usikker (stor?) helsefare Verneutstyr Fiberfiltrer er enda mer effektivt for np HEPA filtrer, åndedrettvern med patroner og filtermasker mer effektive for np Lufttette ikke vevede materialer beskytter bedre mot np penetrering NB np kan trenge gjennom hansker bruk to par. 15

16 Åndedrettsvern Er filtert effektivt?? Er det tett mellom ansikt og maske? Late lessons from early warnings for nanotechnology Acknowledge and respond to ignorance, uncertainty and risk in technology appraisal. Provide long term environmental and health monitoring and research into early warnings Identify and work to reduce scientific `blind spots` and knowledge gaps I identify and reduce interdisciplinary obstacles to learning. Account for real world conditions in regulatory appraisal. Systematically scrutinise claimed benefits and risks Evaluate alternative options for meeting needs, and proper robust, diverse and adaptable technologies Ensure use of!lay! Knowledge as well as specialist expertise. Account fully for the assumptions and values of different social groups. Maintain regulatory independence of interested parties while retaining an inclusive approach to information and opinion gathering. Identify and reduce institutional obstacles to learning and action Avoid paralysis by analysis by acting to reduce potential harm when there are reasonable grounds for concern Foss Hansen et al., Late lessons from early warnings for nanotechnology. Nat Nanotechnol 2008 Aug;3(8):444-7 Harremoës, P et al Late Lessions from Early Warnings : The Precautionary Principle (European Environmental Agency, Copenhagen 2001) 16

17 First NIVA course on Safety and risks of nanotechnologies and nanoparticles to workers and citizens October 2008, Hotel Frederiksdal, Copenhagen (Kgs. Lyngby), Denmark Professor Kai Savolainen, MD, Finland Sammendrag Iboende egenskaper: Mindre størrelser gir endrede egenskaper i forhold til det opprinnelige stoff, derav også potensielle skadevirkninger Eksponering estimeres basert på flere måleparametre. Overflategenskaper av stor betydning obs aggregater er vanlig. Uttilstrekkelig kunnskap om toksikokinetikk og skadevirkninger på lang sikt Behov for mer data om eksponering, i arbeidsmiljøet. Behov for mer prediktiv testing av opptak, fordeling og skadevirkninger. Langtids inhalasjonstesting av ulike np nødvendig Bestandige np med fiberstruktur høyere risko Kontroll Risikoredukjson Nettverk/kommunikasjon ligger til grunn. basert på utilstrekkelige data, obs uløselige np med fiberstruktur. Rutiner, yrkeshygiene Datablad - obs kvaliet Verneutstyr Evaluering: eksponeringsovervåking, helseovervåking(?) 17