Ar anglies nanovamzdeliai yra toksiški? Kokių apsaugos priemonių reikia imtis tvarkant?

1. Neišvengiamas „kritinis klausimas“

Už daugybės CNT pranašumų lieka neatsakytas vienas klausimas: ar jie iš tikrųjų yra saugūs?

Nuo CNT atradimo 1991 m., diskusijos apie jų toksiškumą niekada nesiliauja. Viena vertus, jų adata{2}}kaip pluoštinė forma yra nepaprastai panaši į asbestą; kita vertus, jie yra vieni perspektyviausių nanomedicinos vaistų nešėjų. Ar CNT yra „kitas asbestas“, ar jie yra valdoma pramoninė medžiaga?

Šiandien, nevengiant ir neperdėti, ir remiantis autoritetingais tyrimais bei tarptautiniais standartais, šiame straipsnyje aiškiai nagrinėjama ši opi problema.

2. Toksiškumo diskusijų esmė: kodėl jie panašūs į asbesto?

2.1 Susirūpinimas, kylantis dėl morfologinio panašumo

Asbesto patogeniškumą pirmiausia lemia ilga, plona, ​​standi pluoštinė forma. Dėl šios morfologijos makrofagams plaučiuose sunku išsivalyti, o dėl ilgalaikio-laikymo atsiranda lėtinis uždegimas, dėl kurio atsiranda asbestozė, plaučių vėžys ir mezoteliomą.

Atsitiktinai CNT pasižymi panašiomis savybėmis: didelis kraštinių santykis, adata panaši struktūra ir didelis biologinis atsparumas. 2008 m. paskelbtas tyrimasGamtos nanotechnologijospirmiausia patvirtino, kad tam tikro ilgio CNT, suleisti į pelių pilvo ertmes, iš tiesų sukėlė granulomas ir uždegiminius atsakus, panašius į tuos, kuriuos sukelia asbestas.

Šis atradimas sukėlė visuotinį saugos įspėjimą ir tapo diskusijų apie tai, ar CNT yra saugūs, pradžios tašku.

2.2 Toksiškumas nėra „yra arba jo nėra“, o yra kelių veiksnių rezultatas

Akademiniai tyrimai atskleidžia sudėtingesnę tiesą: CNT toksiškumą įtakoja daugybė veiksnių ir jo negalima apibendrinti.

(1) Vamzdžio ilgis yra pagrindinis kintamasis
Kraštinių santykis yra pagrindinis toksiškumą lemiantis parametras. Tyrimai parodė, kad 825 nm ilgio CNT sukelia žymiai stipresnį plaučių uždegimą nei trumpesni 220 nm vamzdeliai. Priežastis nesudėtinga: makrofagams sunkiau visiškai įsisavinti ilgesnius vamzdelius, todėl atsiranda „nusivylusi fagocitozė“-makrofagai negali jų išvalyti, o išskiria daug uždegiminių faktorių, sukeldami nuolatinę žalą.

(2) Metalo priemaišos yra „nematomos žudikai“
CNT sintezės metu naudojami metaliniai katalizatoriai (geležis, kobaltas, nikelis ir kt.), jei jie nėra kruopščiai išvalyti, gali palikti metalo daleles, kurios katalizuoja reaktyviųjų deguonies rūšių (ROS) gamybą, sukeldamos oksidacinį stresą ir ląstelių pažeidimus. Štai kodėl didelio-grynumo CNT toksiškumas yra žymiai mažesnis nei mažesnio-grynumo produktų.

(3) Paviršiaus funkcinės grupės gali pakeisti toksiškumą
Paviršiaus cheminis modifikavimas gali žymiai pakeisti CNT biologinį suderinamumą. Funkcionalizavimas, pvz., karboksilinimas (-COOH) arba hidroksilinimas (-OH), gali pagerinti CNT dispersiškumą vandenyje ir sumažinti jų afinitetą ląstelių membranoms, taip susilpninant citotoksiškumą.

(4) SWCNT ir MWCNT: kuris yra pavojingesnis?
Tyrimai rodo, kad vartojant tą pačią dozę, vienos sienelės CNT (SWCNT) toksiškumas paprastai yra didesnis nei daugiasienių CNT (MWCNT). Taip gali būti dėl to, kad SWCNT yra mažesnio skersmens ir didesnio specifinio paviršiaus ploto, todėl jie labiau linkę prasiskverbti į ląstelių membranas.

2.3 Toksiškumo mechanizmai

Remiantis apžvalginiais straipsniais, CNT toksiškumas ląstelėms pirmiausia pasiekiamas šiais mechanizmais:

Pagrindinė išvada:Šis toksinis poveikis yra gana gerai{0}}apibrėžtas didelės dozės ir ilgalaikio poveikio

3. Apsaugos vadovas: Profesinis poveikis yra pagrindinė rizika

Paprastiems vartotojams saugu naudoti gatavus gaminius, kuriuose yra CNT (pvz., ličio baterijas ir sudėtinius gaminius). Tikras susirūpinimas yra profesinio poveikio rizika: darbuotojai, dalyvaujantys gamyboje, svėrimo, išsklaidymo, valymo ir kitose užduotyse.

3.1 Ką sako tarptautiniai standartai?

JAV EPA reikšmingo naujo naudojimo taisyklė (SNUR), skirta daugiasieniams CNT, aiškiai reikalauja:

Pirmenybė teikiama inžineriniam valdymui:Naudokite fizinę izoliaciją, vietinę ištraukiamąją ventiliaciją, uždaras sistemas ir kitas priemones, kad kiek įmanoma išvengtumėte poveikio.

Kvėpavimo takų apsauga:Kai inžinerinių priemonių nepakanka poveikio rizikai pašalinti, turi būti naudojami NIOSH sertifikuoti respiratoriai, kurių priskirtas apsaugos koeficientas (APF) yra 50 ar didesnis, įskaitant:

Visą{0}}veidą dengiantys N100/P100/R100 filtruojantys respiratoriai

Elektriniai orą{0}}valantys respiratoriai (PAPR) su HEPA filtrais

Ypač pažymėtina, kad įprastos N95 kaukės turi nepakankamą nanodalelių filtravimo efektyvumą; Turi būti naudojama P100 arba N100 lygio filtravimo medžiaga.

3.2 Gamyklos praktika: septynios „gyvybės-gelbėjimo“ rekomendacijos

Remiantis akademinių tyrimų išvadomis ir pramonės praktika, dirbant su CNT reikia laikytis šių principų:

Pirma, sausų miltelių operacijos turi būti atliekamos uždarose sistemose arba garų gaubtuose.
Sveriant ir perkeliant CNT sausus miltelius lengviausia susidaro dulkės. Operacijos turėtų būti atliekamos naudojant neigiamo-slėgio dūmų gaubtus arba pirštinių dėžutes ir uždaras maitinimo sistemas. Griežtai draudžiama išpilti arba sijoti CNT sausus miltelius atviroje aplinkoje.

Antra, pirmenybę teikite iš anksto{0}}išsklaidytoms pastoms, kad pašalintumėte dulkes jų atsiradimo vietoje.
Tai pati veiksmingiausia apsaugos priemonė. Iš anksto-disperguotose pastose esantys CNT yra aplieti skysčiu, nesudaro dulkių ir žymiai sumažina poveikio riziką. Daugelis incidentų įvyksta būtent tada, kai klientai patys išsklaido CNT miltelius.

Trečia, dėvėkite tinkamas asmenines apsaugos priemones.

Ketvirta, naudokite šlapią valymą; Griežtai draudžiama šluoti sausai arba pūsti suslėgtu oru.
Valymui naudokite drėgnas šluostes arba pramoninius dulkių siurblius (su HEPA filtrais), kad nusėdusios dulkės vėl nepatektų į orą.

Penkta, reguliariai stebėkite darbo vietos oro kokybę.
Naudokite nešiojamus aerozolių monitorius, kad įsitikintumėte, jog CNT koncentracija ore yra mažesnė už profesinio poveikio ribą (šiuo metu JAV NIOSH rekomenduojama poveikio riba yra 1 ug/m³).

Šešta, sukurti profesinės sveikatos priežiūros programą.
Darbuotojams, kurie ilgą laiką susiduria su CNT, reguliariai atlikite plaučių funkcijos tyrimus ir krūtinės ląstos vaizdinius vertinimus.

Septinta, tinkamai išmeskite atliekas.
CNT atliekos turi būti traktuojamos kaip pavojingos atliekos, o ne tiesiogiai išleidžiamos į aplinką.

4. Reguliavimo pokyčiai: CNT įtraukti į cheminių medžiagų valdymą

Pastaraisiais metais didžiosios pasaulio ekonomikos CNT įtraukė į cheminių medžiagų valdymo sistemas.

Tai reiškia, kad CNT gamintojai turi sukurti išsamesnes EHS (aplinkos, sveikatos, saugos) valdymo sistemas.

5. „Shandong Tanfeng“ gamintojo pranašumai: „Nulinio-dulkių“ įgalinimas klientams

Kaip CNT gamintojas, mes puikiai suprantame, kad sauga yra industrializacijos pagrindas. Esame atsakingi ne tik už savo vidinius darbuotojus, bet ir už saugų mūsų produktų naudojimą tolesniems klientams.

Pirma, griežtai kontroliuokite metalo priemaišas šaltinyje.
Likę metaliniai katalizatoriai labai prisideda prie CNT toksiškumo. Taikydami optimizuotus valymo procesus, mes kontroliuojame metalų likučius, tokius kaip Fe, Co ir Ni, iki ppm lygio ir žymiai sumažiname galimą mūsų produktų biotoksiškumą.

Antra, pateikite iš anksto{0}}išsklaidytus laidžios pastos gaminius.
Tai didžiausias mūsų indėlis į klientų saugumą. Iš anksto-dispersinėse pastose esantys CNT yra aplieti skysčiu (NMP arba vandeniu), todėl naudojimo metu nedulka, todėl klientai nesusiduria su rizika, susijusia su sausų miltelių tvarkymu. Šiuo metu daugiau nei 70% mūsų siuntų yra pastos pavidalo.

Trečia, sukurkite viso{0}}proceso EHS valdymo sistemą.
Gamybos cechuose griežtai diegiame uždarą, automatizuotą valdymą, yra įrengtos dulkių surinkimo sistemos ir išmetamųjų dujų apdorojimo įrenginiai. Reguliariai tikriname darbuotojus ir atliekame saugos mokymus, kad užtikrintume reikalavimus atitinkančią veiklą.

Ketvirta, pateikite saugos duomenų lapus (SDS) ir naudojimo gaires.
Kiekviena gaminio partija pateikiama su išsamiu SDL, kuriame aiškiai nurodyti apsaugos reikalavimai ir avarinės priemonės. Kai klientai susiduria su sauga{1}}susijusiais naudojimo klausimais, teikiame technines gaires.

6. Racionalus požiūris: rizika yra valdoma, nereikia panikos

Grįžtant prie pradinio klausimo: ar CNT iš tikrųjų yra toksiški?

Atsakymas yra toks:Tam tikromis sąlygomis gali kilti rizika, tačiau rizika yra kontroliuojama.

CNT nėra „kitas asbestas“. Asbesto žala slypi tame, kad jo biologinio atsparumo pakeisti negalima, o CNT toksiškumą galima sumažinti taikant tokias priemones kaip vamzdžio ilgio kontrolė, nešvarumų valymas ir paviršiaus modifikavimas. Mokslo bendruomenė sutaria, kad CNT saugos rizika yra inžinerinė problema, o ne pagrindinė kliūtis.

Ateityje, tobulėjant žaliosios sintezės technologijoms, keičiant funkcines galimybes ir griežtinant reguliavimo priemones, CNT saugumas ir toliau gerės. Ši „super medžiaga“ galiausiai realizuos savo tikrąjį panaudojimo potencialą saugiomis ir kontroliuojamomis sąlygomis.

Jei turite daugiau klausimų apie saugų CNT tvarkymą arba reikia iš anksto{0}}disperguotų pastos produktų, kad išvengtumėte dulkių rizikos, susisiekite su mumis. Kaip atsakingas CNT gamintojas, esame pasirengę bendradarbiauti su jumis, kad saugiai naudotumėte šią „super medžiagą“.