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Nanoparticles (UNP) - Bilan Conçu Non Lié de Nanoparticles Conçu Non Lié d'une Exposition de Travailleur et d'un Point De Vue Environnemental de Release

Le Bunker de M. Kristin, Traci Lersch, Randall Lorgnent, Gary Casuccio, RJ Lee Group Inc. et Division de Linnea Wahl, d'Environnement, de Santé et de Sécurité, Laboratoire National de Lawrence Berkeley
Auteur Correspondant : klbunker@rjlg.com

Introduction

La Nanotechnologie et l'utilisation des nanoparticles conçus non liés (UNP) est une zone se développante rapidement de science des matériaux. Des nanoparticles conçus Non Liés sont définis en tant que nanoparticles conçus qui ne sont pas contenus dans une modification qui empêcherait les nanoparticles d'être mobiles et une source possible d'exposition. À Ce Moment il n'y a des limites environnementales pas de réglementation de release ou des limites d'exposition de travailleur pour les nanoparticles conçus non liés. Quelques normes préliminaires d'accord ont été publiées, mais elles sont toujours en cours de développement par des organismes variés.

Dans un effort pour évaluer l'exposition de travailleur et la release environnementale potentielle des nanoparticles conçus non liés au Laboratoire National de Lawrence Berkeley, une étude pilote multiphasée a été initiée pendant l'été de 20091,2. RJ Lee Group, Inc. a été maintenu à l'aide dans le design, l'installation, et la mise en place de l'étude. Les objectifs de l'étude pilote sont de se conformer à l'Avis (DOE) N456.1, La Manipulation Sûre de Département de l'Énergie de Nanoparticles Conçu Non Lié3 et se réunir les conditions des Centres de Recherche de la Science de Nanoscale de DAINE S'approchent à Nanoscale ES&H.4

Ce Qui est Bande de Contrôle

Un élan de bande de contrôle est employé pour fournir l'orientation sur la gestion des risques d'UNP au Laboratoire National de Lawrence Berkeley. Initialement développé dans l'industrie pharmaceutique, la bande de contrôle est une méthode qualitative pour récapituler des risques et des contrôles5. C'est un concept qui s'applique à la zone des nanomaterials conçus où il y a les informations incomplètes sur le risque et l'exposition6,7,8. La bande de Contrôle emploie des caractéristiques de base d'un procédé et de ses matériaux pour déterminer un niveau généralisé de risque, ambiant ou professionnel.

Cette information peut alors être appariée à un niveau de contrôle best suited pour le procédé. Les résultats du procédé de bande de contrôle suggèrent ou des aides définissent le niveau de contrôle approprié pour un procédé. Quand le contrôle est approprié pour le risque, le risque est avec succès atténué. Les Études indiquent que la bande de contrôle est hautement réussie à déterminer des contrôles adéquats une fois validée par des bilans et la surveillance professionnels ultérieurs de lieu de travail9. Le procédé de bande de contrôle étant utilisé dans cette étude pilote est basé sur l'algorithme suivant :

Les catégories de Travailleur/Danger Pour L'environnement Sont basées principalement sur des attributs de risque tels que la pulvérulence, la chimie, et la toxicité suspectée (le bas, support, haut, très élevés/inconnu). Les catégories de Probabilité de Release/Exposition sont basées sur la capacité d'un matériau de devenir dispersées (peu probable, faible, susceptible, probable). Les hiérarchies de Niveau du Risque (Degré de Risque) s'échelonnent relativement de sûr, 1A au degré le plus élevé de risque, 4D, selon les catégories déterminées ci-dessus.

Le niveau de contrôle pour un procédé devrait être directement apparié au risque ; c'est-à-dire, un inférieur du contrôle est généralement apparié à un inférieur du risque, attendu qu'un plus gros risque indique le besoin de plus haut niveau du contrôle. Les Contrôles peuvent dépasser le niveau du risque mais ne devraient pas être moins que le niveau indiqué par le risque. Les bandes de contrôle préliminaires développées pour le Laboratoire National de Lawrence Berkeley illustrant la relation de la probabilité de la release/d'exposition à la toxicité potentielle ou de la gravité sont affichées sous une forme de modification sur le Schéma 1.

Le Schéma 1. Modification de Bande Préliminaire de Contrôle de LBNL.

Étude Pilote de Laboratoire National de Lawrence Berkeley

Pour déterminer les bandes de contrôle préliminaires, la Phase I du projet a comporté des discussions des chercheurs et de l'observation des procédés concernant des capots de vapeur, des boîtes à gants, des plans de travail et des systèmes d'ablation. De plus, un élément clé de Phase J'étais la caractérisation (source) des matériaux commençants d'UNP. Des Échantillons de matières d'UNP employées dans des activités de processus ont été obtenus à partir des chercheurs, et ces échantillons se sont analysés utilisant l'ICP et/ou la microscopie électronique pour déterminer des signatures de source des matériaux commençants variés d'UNP.

Par exemple, en un or de laboratoire des nanorods sont étudiés pour l'usage dans des applications de senseur. Les quantités de milligramme de matériau de puissance d'entrée est obtenues en solution aqueuse et manipulées dans un capot fonctionnel d'échappement de laboratoire. Le matériau de base s'est analysé dans un microscope électronique à haute résolution de lecture (SEM) et s'est avéré principalement les particules en forme de tige approximativement 20 nanomètres de diamètre et approximativement 50 nanomètres de longueur, suivant les indications du Schéma 2.

Le Schéma 2. images Secondaires de microscopie électronique des nanorods d'or analysés à un Hitachi S-5500 SEM de haute résolution.

Les activités d'Étude de phase II ont comporté le développement des bandes de contrôle préliminaires. Basé sur la caractérisation du matériau de base comme décrit pour les nanorods d'or, un examen des activités de processus, et une toxicité assumée, une table des attributs de risque particuliers au matériau a été produite. La table des attributs de risque pour les nanorods d'or est affichée dans le Tableau 1. Une bande de contrôle préliminaire a été alors déterminée pour ce procédé, suivant les indications du Tableau 2.

Attributs de Risque du Tableau 1. pour l'Or Nanorods

Attribut de Risque

Or Nanorods

Dimension Particulaire

particules En forme de tige ~20 nanomètres (nm) de diamètre et ~50 nanomètre de longueur ; les particules arrondies et sphériques étaient ~40-50 nanomètre de diamètre

Morphologie de Particules

Principalement particules en forme de tige ; particules arrondies et sphériques ; observé dans les batteries

Chimie Élémentaire

SEM/EDS : Au ; Résidu de SI

Solubilité (l'eau)

Insoluble

Toxicité de Nanomaterial

Haut

Quantité de Matière Employée

< mg 10

Pulvérulence/Potentiel Aéroporté

Faible

Numéro des Gens Effectuant le Travail

1-3

Durée du Fonctionnement

< mn 10

Fréquence du Fonctionnement

1-5 fois/semaine

Bandes de Contrôle Préliminaires du Tableau 2. pour l'Or Nanorods

Bandes de Contrôle Préliminaires pour l'Or Nanorods

Probabilité de Release/Exposition

2

Travailleur/Danger Pour L'environnement

C

Bande de Contrôle Préliminaire

II

Un niveau de contrôle préliminaire II (référez-vous à Fig. 1) a été attribué à ce procédé basé sur les 2 travailleurs de release de la catégorie/de probabilité et catégorie C d'exposition/danger pour l'environnement. Le Laboratoire National de Lawrence Berkeley exerce des activités de recherche utilisant ce matériau avec des contrôles du niveau II en place pour ce procédé. Ainsi, le niveau actuel des contrôles pour ce procédé est conforme au niveau de contrôle indiqué par la bande de contrôle préliminaire.

Dans la Phase III, les bandes de contrôle préliminaires seront évaluées davantage et modifiées, comme approprié, basé sur des données obtenues par le procédé et l'échantillonnage d'exposition de travailleur. La méthodologie d'échantillonnage dans la Phase III comportera les ripostes en temps réel de particules et les méthodes de ramassage filtration-basées de particules.

Résumé

La Nanotechnologie représente la prochaine frontière en science des matériaux avec des opportunités apparemment illimitées. Pourtant il y a préoccupation liée à la toxicité potentielle associée avec les particules conçues dans la classe de grandeur nanoe10. Nous avons établi une fondation dans les méthodes de recherche, les techniques de caractérisation, l'instrumentation analytique, et les stratégies de contrôle.

Ce travail avance la base de connaissances et l'expérience pour avancer d'une façon sûre dans le domaine apparaissant de la nanotechnologie. Le travail étant exécuté aux constructions de Laboratoire National de Lawrence Berkeley sur cette fondation et met en pratique une méthodologie qui peut être employée pour ramener des risques au travailleur et l'environnemental à l'utilisation des nanomaterials.

Remerciements

Les auteurs voudraient à l'acknowlege Lion Banchik, Geai James, Type Kelley, Don Lucas, Ron Pauer et Tim Roberts au Laboratoire National de Lawrence Berkeley pour leurs cotisations à l'étude.


Références

1. Casuccio, G., Lorgnent, R., Wahl, L., et Pauer, R., « Travailleur et Estimation Environnementale des Releases Conçues de Nanoparticles Défaites par Potentiel : État Final de la Phase I, » RJ Lee Group, Inc., et Laboratoire National de Lawrence Berkeley, Septembre 2009.
2. Casuccio, G., Lorgnent, R., Wahl, L., et Pauer, R., « Travailleur et Estimation Environnementale des Releases Conçues de Nanoparticles Défaites par Potentiel : État Final de la Phase II, » RJ Lee Group, Inc., et Laboratoire National de Lawrence Berkeley, Septembre 2009.
3. Département de l'Énergie, La Manipulation Sûre de Nanoparticles, DAINE Conçu Non Lié N456.1, le 5 janvier 2009.
4. Département de l'Énergie, Centres de Recherche de la Science de Nanoscale, Élan au Nanomaterial ES&H, Révision 3a, Bureau de DAINE de la Science, le 12 mai 2008.
5. Numéro 2009-152 de Publication de NIOSH : Caractérisation Qualitative de Risque et Management des Risques Professionnels : Réglez la Bande (CB), Publiée Le 17 août 2009, http://www.cdc.gov/niosh/docs/2009-152/.
6. Zalk, D.M. et Nelson, D.I., « Histoire et Évolution de la Bande de Contrôle : Une Révision, » Tourillon d'Hygiène Professionnelle et Environnementale, 5:5, 330-346, 2008.
7. Maynard, A.D., « Nanotechnologie : La Prochaine Grande Chose, ou Beaucoup d'Agitation au sujet de Rien ? , » Annales d'Hygiène Du Travail, 51:1, 1-2, 2007.
8. Kulinowski, K.M., « Tentation, Tentation, Tentation : Pourquoi les Réponses Faciles Au Sujet du Risque de Nanomaterial sont Probablement Erronées, » AZoNano.com, Le 15 novembre 2009.
9. Hashimoto, H.G., et autres, « Bilan de la Méthode-Comparaison de Bande de Contrôle avec l'Évaluation des Risques Complète Mesure-Basée, » Tourillon de la Médecine Du Travail, Novembre 2007, 49(6) : 482-92, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18075208, consulté le 28 août 2009.
10. Lee, R.J., « Nanomaterials - Fixant le Contrat À Terme avec des Leçons du Passé, « AZoNano.com, Le 15 novembre 2009.

Droit d'auteur AZoNano.com, M. Kristin Bunker (RJ Lee Group Inc.)

Date Added: Dec 20, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:10

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