Наноматеріали, наночастинки

  1. Додому
  2. Ризики
  3. Наноматеріали
  4. Запобігання ризику (вибраний розділ)

індивідуального захисту

Стратегії запобігання ризику наноматеріалів та належні методи роботи повинні розроблятися в кожному конкретному випадку. З огляду на все ще обмежені знання про токсичність наноматеріалів, профілактика в основному базується на обмеженні професійного впливу.

Профілактичний підхід

Виготовлені наноматеріали становлять нове сімейство хімічних речовин, що представляє численні відмінності щодо хімічного складу, фізико-хімічних властивостей, токсикологічних профілів та розмірних характеристик.

Тому стратегії запобігання та належні методи роботи, які слід впроваджувати у компаніях та лабораторіях, повинні розроблятися для кожного конкретного випадку. Вони спрямовані на зменшення впливу працівників на мінімально можливий рівень. Дійсно, враховуючи все ще обмежені знання про токсичність наноматеріалів, запобігання ризику в основному базується на обмеженні професійного опромінення (рівень опромінення, тривалість опромінення, кількість підданих працівникам тощо).

Конкретно, мова йде про визначення та впровадження безпечної та адаптованої практики праці відповідно до результатів оцінки ризику. Вони будуть розвиватися в міру того, як і коли буде опублікована стабілізована інформація про небезпеку наноматеріалів для здоров'я та безпеки. Ці безпечні практики мало чим відрізняються від тих, що рекомендуються для будь-якої діяльності, що піддає дії небезпечних хімічних речовин, але вони набувають особливого значення через дуже високу здатність стійкості та дифузії (аерозолізації та диспергування) наноматеріалів у навколишньому середовищі.

Особливу увагу слід приділити наноматеріалам, для яких існує мало токсикологічних даних або для яких початкові дослідження показують можливі токсичні ефекти, особливо у тварин.

Загальний план підходу до запобігання, передбаченого Трудовим кодексом, складається з шести етапів:
  • визначити небезпеку, яку представляють наноматеріали,
  • уникайте ризиків, якщо це можливо, усуваючи їх,
  • оцінити ризики для здоров’я та безпеки праці, яких не можна уникнути, залежно від застосовуваних процесів та методів роботи (оцінити характер та ступінь ризиків),
  • вживати заходів для запобігання або обмеження ризиків (використовувати засоби індивідуального захисту лише на додаток до колективного захисту або за відсутності ефективного колективного захисту),
  • перевірити ефективність вжитих заходів,
  • забезпечувати навчання та інформацію співробітників.
Основними напрямками профілактичного підходу є наступні:
  • модифікувати процес або діяльність таким чином, щоб більше не виробляти та не використовувати наноматеріали,
  • замінити наноматеріали речовинами з меншими наслідками для здоров’я,
  • оптимізувати процес для отримання якомога нижчого рівня пилу, щоб обмежити вплив: віддайте перевагу закритим системам, механізованим процесам та автоматизованим роботам,
  • захоплення забруднюючих речовин у джерела: встановити місцеву вентиляцію,
  • фільтруйте повітря перед викидом за межі будівель,
  • застосовувати засоби індивідуального захисту, якщо заходів колективного захисту виявляється недостатньо,
  • збирати та переробляти відходи,
  • навчати та інформувати викритих працівників про потенційні ризики та запобіжні заходи за сучасного стану знань: надавати працівникам інформацію, необхідну для виконання своїх завдань в оптимальних умовах безпеки,
  • налагодити медичний моніторинг потенційно підданих праці працівників
  • забезпечити простежуваність опромінення оператора, тобто зазначати та зберігати всю відповідну інформацію, що стосується їх опромінення: типи оброблених наноматеріалів, використовувані кількості, виконувані операції та завдання, введені запобіжні заходи тощо...
  • аналізувати та використовувати випадки та аварії, що сталися.

Робоча зона

Робоча зона повинна бути чітко позначена та розмежована.
Піктограми або графічні символи можуть бути наклеєні біля входу в робочі зони із зазначенням, наприклад, "Ризик впливу наноматеріалів".
У Франції та Європі не існує гармонізованої піктограми, INRS пропонує використовувати цю.

Піктограма вивісок для наноматеріалів

Деякі конкретні заходи профілактики:

  • Обробляйте нанооб’єкти як рідку суспензію або гель, а не як порошок
  • Розмежуйте та обмежуйте робочу зону лише працівниками, яких безпосередньо стосується маніпуляція нанооб'єктами
  • Прикріпіть попереджувальні та сигнальні знаки у приміщеннях, де обробляють наноматеріали, використовуючи піктограму сигналізації, рекомендовану INRS для наноматеріалів
  • Оптимізуйте процес, щоб отримати якомога нижчий рівень пилу: віддайте перевагу закритим системам та автоматизованим технологіям
  • Захоплюйте забруднюючі речовини у джерела (лабораторна витяжна шафа, рукавичка, сопло або всмоктувальне кільце тощо) та фільтруйте повітря перед викидом за межі робочого приміщення (дуже високоефективні волокнисті фільтри, клас вище H13)
  • Носіть фільтруючий (фільтр класу 3) або ізолюючий респіратор, одноразовий комбінезон із капюшоном від хімічного ризику (тип 5), рукавички та окуляри
  • Регулярно та ретельно чистіть підлогу та робочі поверхні
  • Збирати та переробляти відходи

Заміна/дія на процес

Обробка наноматеріалів у рідкій формі зменшує ризик впливу.

У випадку наноматеріалів, які зазвичай використовуються завдяки новим властивостям, які вони надають продуктам, до складу яких вони входять, підхід заміщення в основному полягає в оптимізації або модифікації процесів та методів роботи:

  • обробляти наноматеріали у вигляді рідкої суспензії, гелю, в сукупному або агломерованому стані, у гранулах або у складі матриць, а не у вигляді порошку, щоб обмежити утворення наноаерозолів;
  • надають перевагу методам виготовлення рідкої фази на шкоду парофазним та механічним методам;
  • модифікувати обладнання для постійного виробництва, а не за допомогою передвиборної кампанії;
  • виключити або обмежити деякі важливі операції, такі як декантація, зважування, відбір проб тощо.;
  • оптимізувати процеси для використання меншої кількості наноматеріалів;
  • придбати надійні та регулярно обслуговувані приміщення.

Колективний захист

Вентиляція

Концентрація виготовлених наноматеріалів в атмосфері робочих місць завжди повинна бути якомога нижчою. Для досягнення цієї мети необхідно встановити вентиляцію і, в пріоритеті, місцева вентиляція. У транспорті наноаерозолів в основному залишаються переважно повітряні потоки, вентиляція залишається найкращим способом очищення повітря на робочих місцях.

На додаток до місцевої вентиляції, настійно рекомендується встановити загальну вентиляцію, яка забезпечується механічними засобами.


Наноаерозолі мають такі особливості, які необхідно враховувати при проектуванні санітарних пристроїв:

  • помітно збільшена швидкість осадження,
  • швидка еволюція розміру їх частинок шляхом агломерації.

Ця властивість агломерації стосується як самоагломерації нанометричних об'єктів, так і їх агломерації на частинках більшого розміру, таких як частинки навколишнього атмосферного аерозолю, або тих, що походять від іншого процесу, реалізованого в `` майстерні чи лабораторії ''.


Вищезазначені особливості призводять до наступних рекомендацій щодо вибору місцевих вентиляційних пристроїв, які слід встановити:

  • для рівної продуктивності захоплення слід використовувати пристрій, що мінімізує відкриті поверхні,
  • на шляху захопленого повітря доцільно встановити відповідні фільтруючі середовища якомога ближче до джерела забруднення, щоб обмежити відкладення у витяжних каналах.

Системи вентиляції спрямовані на встановлення бар’єру між працівниками та потенційно небезпечними забруднювачами. У випадку наноматеріалів принцип подвійного бар'єру повинен бути систематично прийнятий; перший бар’єр, який слід розмістити якомога ближче до потенційного джерела викидів наноматеріалів.


Захисний бар'єр може бути матеріальним (закритий корпус, рукавичка, синтез-реактор тощо) або нематеріальним (динамічне обмеження, досягнуте всмоктуванням повітря).

Доступні такі бар’єри в порядку зменшення ефективності:

  • закриті системи;
  • вентильовані вольєри в депресії;
  • приміщення під вакуумом та забезпечені замком доступу (зазначаючи, що вони є лише бар'єром для працівників, розташованих зовні);
  • локалізовані пристрої збору.


Також слід скласти та постійно оновлювати інсталяційний файл щодо всіх встановлених вентиляційних пристроїв. Після встановлення настійно рекомендується приймати вентиляційні пристрої на місці в незалежній організації. Також повинна проводитися щорічна перевірка.

Відділене повітря повинно скидатись у зовнішню атмосферу після попередньої фільтраційної обробки. Вентиляційні пристрої повинні бути підключені до централізованої вентиляційної мережі із загальним вентилятором і витяжним каналом.

Обробка вуглецевих нанотрубок під лабораторною витяжною шафою

1) В лабораторії, кращими пристроями місцевої вентиляції є вентильовані вольєри в депресії. Поводження з наноматеріалами в ізольованих та вентильованих корпусах перешкоджає їх поширенню в лабораторній атмосфері. Можна використовувати кілька вентильованих корпусів, якщо вони відповідають сучасному рівню техніки, тобто, вони відповідають чинним стандартам безпеки:

  • лабораторні витяжні шафи: рекомендується використовувати витяжні шафи з фронтальною швидкістю повітря від 0,4 до 0,6 м/с (рисунок 23). Слід уникати використання рециркуляційних витяжних шаф, які раніше називали огородженнями для токсичних речовин з рециркуляцією фільтрованого повітря (ETRAF), оскільки фільтроване повітря переробляється, в даному випадку, в лабораторії.
  • Шафи мікробіологічного захисту типу I та II (PSM), шафи цитотоксичного контролю (PSC) та шафи ламінарного потоку.
  • Рукавички або ізолятори типу III та станції мікробіологічної безпеки (PSM): Через застій повітря у бардачку та схильність наноматеріалів осідати на поверхнях, очікується значне забруднення внутрішньої частини бардачка. Тому необхідно зберігати пильність до виникнення витоків та під час чищення та технічного обслуговування.

Пристрої для захоплення зменшують вплив працівників

2) В в майстернях повинен бути встановлений пристрій для захоплення наноматеріалів, розміщених якомога ближче до точки викидів. Існує кілька пристроїв захоплення джерел, мобільних чи ні: перфорована стільниця, всмоктувальна поверхня, всмоктувальна лійка, всмоктувальне кільце, всмоктувальна насадка тощо. В ідеалі, операції, які вимагають обробки нанопорошків і які, отже, особливо опромінювальні (рецептура, зважування, декондиціонування тощо) повинні виконуватися в приміщення або кабінки, розміщені у вакуумі проти решти приміщень та обладнані місцевою витяжною вентиляцією.

Пристрої захоплення джерела, які продемонстрували свою ефективність для уловлювання газів і парів, повинні бути ефективними для захоплення наноаерозолів, якщо вхідний пристрій захоплення правильно розміщений і постійно підтримується адекватна швидкість збору: від 0,4 до 0,5 м/с у точці викиду.

Ефективність цих установок захоплення джерел тісно пов’язана з їх конструкцією та розмірами, реалізацією ефективної компенсації витягнутого повітря, а також з їх обслуговуванням та методами роботи.


3) На будівельних майданчиків, використання переносних механічних інструментів (пила, свердло тощо), оснащених інтегрованими системами захоплення забруднювачів та обладнаних дуже високоефективними повітряними фільтрами рекомендується, наприклад, при обробці нанокомпозитів.

Фільтрація

Повітря на робочих місцях, де виготовляються або використовуються наноматеріали, необхідно фільтрувати перед будь-яким викидом назовні. Фільтрація за допомогою волокнистих середовищ (фільтрів із синтетичних, металевих або природних волокон) залишається найпоширенішою технікою завдяки своїм характеристикам, низькій вартості та великій адаптованості. Фільтрація є результатом складної взаємодії аерозолю та волокон фільтра. Ця складність збільшується за рахунок зміни продуктивності середовища в процесі фільтрації (засмічення фільтра).

Новий волоконний фільтр характеризується своїм перепадом тиску (різницею тиску між потоком і нижче за фільтром) і своєю так званою початковою ефективністю (відношення різниці між концентраціями вище і нижче за течією до концентрації вище).

При аерозольній фільтрації дуже поширеною помилкою є припущення, що лише ефект сита відповідає за захоплення частинок волоконним фільтром, тобто, що зібрані частинки мають розмір, більший за розмір пір фільтра. Однак виявляється, що насправді захоплення частинок волоконним фільтром є функцією, за відсутності електричного поля, кількох фізичних механізмів.

У галузі нанометричних частинок домінуючим механізмом збору є броунівська дифузія. Цей механізм тим важливіший, чим менше частинки. Частинки діаметром менше 100 нм керуються броунівським рухом, спричиненим їх взаємодією з молекулами в повітрі, які самі піддаються термічному перемішуванню. Ці випадкові переміщення збільшують ймовірність зіткнення частинок діаметром менше 100 нм з волокнами фільтра.

Існує багато виразів, як емпіричних, так і теоретичних, для оцінки ефективності броунівського фільтра дифузійного волокна. Усі вони сходяться та погоджуються з досвідом, щоб описати збільшення ефективності волоконних фільтрів із зменшенням розміру частинок. Цей висновок підтверджено експериментально та теоретично до 1 нм, розмір, нижче якого досягаються межі виявлення пристроїв. З іншого боку, для нанорозмірних частинок ефективність фільтрації зменшується зі збільшенням швидкості фільтрації. Отже, волокнисті фільтри становлять ефективний бар’єр проти наноматеріалів (незалежно від їх морфології: наночастинок, нановолокна тощо), розмір яких перевищує 1 нм.

У сфері захисту людей, робочих місць та навколишнього середовища, рекомендується використовувати дуже високоефективні повітряно-волоконні фільтри класу більше H 13 згідно зі стандартом EN 1822-1. Приміщення, пристрої захоплення джерела тощо. тому повинні бути оснащені дуже високоефективними повітряними волоконними фільтрами класу, що перевищує H 13. Стандарт для мобільних фільтраційних пристроїв (промислових пилососів) Застосовується EN 60335-2-69, і при роботі з наноматеріалами слід використовувати пристрої класу H.

Під час технічного обслуговування та технічного обслуговування фільтраційних установок оператори повинні бути обладнані засобами індивідуального захисту. Під час цієї роботи категорично забороняється використовувати піддувач, віник або щітку. Забруднені фільтри слід розглядати як відходи наноматеріалів і поводитись як такі.


Якщо також виділяються газоподібні забруднювачі, їх доцільно очистити (використовуючи, наприклад, фільтри з активованим вугіллям) на додаток до фільтрації наночастинок забруднювачів.

Індивідуальний захист

Вибір засобів індивідуального захисту повинен бути результатом найкращого можливого компромісу між найвищим рівнем безпеки, якого можна досягти, та необхідністю виконувати завдання в умовах максимального комфорту. Всі засоби індивідуального захисту слід утримувати в належному стані та чистити для тих, хто не є одноразовим, після кожного використання.