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无约束的设计的 Nanoparticles (UNP) - 无约束的设计的 Nanoparticles 的评估从工作者风险和环境版本方面

Dr. Kristin Bunker, Traci Lersch, Randall Ogle, Gary Casuccio, RJ Lee Group Inc. 和 Linnea Wahl,环境、健康 & 安全性分部,劳伦斯伯克利国家实验室
对应的作者: [email protected]

简介

纳米技术和使用无约束的设计的 nanoparticles (UNP) 是材料学一迅速地开发的区。 无约束的设计的 nanoparticles 被定义成在矩阵将防止 nanoparticles 是移动的和风险的潜在的来源内没有包含的设计的 nanoparticles。 此时没有管理环境版本限额或工作者风险限额无约束的设计的 nanoparticles 的。 发行了一些初步的共识标准,但是他们开发中仍然是由多种组织。

劳伦斯伯克利国家实验室评估工作者风险和无约束的设计的 nanoparticles 潜在的环境版本,一次多元状况的中间试验在 2009年的夏天被启动了1,2RJ Lee Group, Inc. 保留对协助在这个研究的设计、设置和实施。 中间试验的目标是符合能源部 (DOE)通知单 N456.1,安全处理无约束的设计的 Nanoparticles3并且见面母鹿 Nanoscale 科学研究中心的需求处理对 Nanoscale ES&H。4

什么是控制条带

控制条带途径在 UNP 的风险管理用于提供指导在劳伦斯伯克利国家实验室。 最初开发在工业制药,控制条带是总结的风险和控制一个定性方法5。 它 是可适用的对设计的 nanomaterials 的域有关于危险等级和风险的不完全信息的概念6,7,8。 控制条带使用进程和其材料的基本的特性确定一个概括的风险级别,环境或职业。

此信息可能然后被符合到为这个进程最适合于的控制水平。 控制条带进程的结果建议或帮助定义了适当的控制水平进程的。 当这个控制为这种风险时是适当的,这个危险等级顺利地被缓和。 研究表明控制条带是非常成功在确定充分控制,当验证由随后的专业评估和工作场所监控9。 在此中间试验中使用的控制条带进程在下列算法基础上:

工作者/环境危害类别主要在风险属性基础上例如多灰尘、化学和怀疑的有毒 (低、媒体,高,非常高/未知)。 版本/风险概率类别在材料的能力基础上变得分散 (不太可能,低,可能,可能)。 风险 (危险程度) 级别等级从相对地安全,对最高的危险度的 1A, 4D 范围,根据被确定的类别以上。

应该直接地符合控制水平进程的到这种风险; 即低级控制一般被符合对低级风险,而更高的风险指示需要对于高水平控制。 控制比这种风险表示的这个级别可能超出风险的级别,但是不应该是较少。 为劳伦斯伯克利国家实验室开发的初步的控制范围说明版本/暴露对潜在的有毒或严重级别的概率的关系显示以一种矩阵形式在表 1。

图 1. LBNL 初步的控制带状矩阵。

劳伦斯伯克利国家实验室中间试验

要设立初步的控制范围,阶段我这个项目介入讨论与介入发烟敞篷、手套盒、桌面和烧蚀系统的进程的研究员和观察。 另外,阶段一个关键部件我是开始的 (来源) UNP 材料的描述特性。 UNP 材料范例在处理活动用于的从研究员得到了,并且这些范例被分析使用 ICP 和电子显微镜术设立多种开始的 UNP 材料的来源签名。

例如,在一实验室金子 nanorods 被学习用于传感器应用。 输入材料的毫克数量在水溶液得到并且在一个功能实验室尾气敞篷内被操作。 如图 2. 所显示,参考来源资料在高分辨率 (SEM)扫描电子显微镜被分析了并且被发现主要杆状的微粒大约直径的 20 毫微米和大约长度 50 毫微米。

图 2. 二次电子金 nanorods 显微学图象在日立分析的 S-5500 高分辨率 SEM 中。

第II阶段研究活动介入初步的控制范围的发展。 基于参考来源资料的描述特性如所描述为金 nanorods,处理活动回顾和假设的有毒,风险属性表特定对材料被生成了。 风险属性表金 nanorods 的在表 1. 显示。 如表 2. 所显示,一个初步的控制范围为此进程然后被设立了。

表 1. 金子的 Nanorods 风险属性

风险属性

金子 Nanorods

颗粒大小

杆状的微粒直径 (nm)和 ~50 长度毫微米的 ~20 毫微米; 被舍入的和球状微粒是 ~40-50 毫微米直径

微粒形态学

主要杆状的微粒; 被舍入的和球状微粒; 观察在字符串

基本化学

SEM/EDS : 澳大利亚; Si 残滓

可溶性 (水)

不能溶解

Nanomaterial 有毒

材料用于的相当数量

< 10 毫克

多灰尘/空中潜在

完成工作的人数

1-3

运算的期限

< 10 分钟

运算频率

1-5 次/星期

金子的 Nanorods 表 2. 初步的控制范围

金子的 Nanorods 初步的控制范围

版本/风险概率

2

工作者/环境危害

C

初步的控制范围

II

一块初步的控制层 II (请参见图 1) 被分配了到在类别 2 名版本/风险概率和类别 C 工作者/环境危害基础上的此进程。 劳伦斯伯克利国家实验室执行研究活动使用此材料与第II级控制到位此进程的。 因此,当前控制水平此进程的依照初步的控制范围表示的控制层。

在第III阶段内,初步的控制范围进一步将被评估并且被修改,如适当,根据通过进程和工作者风险抽样得到的数据。 抽样方法在第III阶段内将合并实时微粒计数器和基于滤清的微粒汇集方法。

汇总

纳米技术在材料学表示下个边境以表面上无限的机会。 有不安与潜在的有毒有关与在纳诺范围范围的设计的微粒相关10。 我们在研究方法、描述特性技术、分析手段和控制方法建立了基础。

此工作在涌现的领域提前信息库和经验前进以一个安全的方式的纳米技术。 执行在劳伦斯伯克利在此基础的国家实验室编译的这个工作和放到运作可以用于使风险到这名工作者和与环境有关降低到使用 nanomaterials 的方法。

鸣谢

作者会想要对 acknowlege 利奥 Banchik,杰伊詹姆斯,人 Kelley、唐卢卡斯,罗恩 Pauer 和蒂姆罗伯特在他们的摊缴的劳伦斯伯克利国家实验室对这个研究。


参考

1. Casuccio, G.,眄, R.、 Wahl、 L. 和 Pauer、 R.、 “工作者和对潜在的无约束的设计的 Nanoparticles 版本的环境估价: 阶段我总结报告”, RJ Lee Group, Inc. 和劳伦斯伯克利国家实验室, 2009年 9月。
2. Casuccio, G.,眄, R.、 Wahl、 L. 和 Pauer、 R.、 “工作者和对潜在的无约束的设计的 Nanoparticles 版本的环境估价: 第II阶段总结报告”, RJ Lee Group, Inc. 和劳伦斯伯克利国家实验室, 2009年 9月。
3. 能源部,安全处理无约束的设计的 Nanoparticles,母鹿 N456.1, 2009年 1月 5日。
4. 能源部, Nanoscale 科学研究中心,对 Nanomaterial ES&H,版本 3a,母鹿办公室的途径科学, 2008年 5月 12日。
5. NIOSH 发行没有 2009-152 : 职业危险的定性风险描述特性和管理: 控制条带 (CB),发布 2009年 8月 17日, http://www.cdc.gov/niosh/docs/2009-152/
6. Zalk、 D.M. 和纳尔逊, D.I., “控制条带的历史记录和演变: 职业和环境卫生学, 5:5, 330-346 复核”,日记帐, 2008年。
7. Maynard, A.D., “纳米技术: 下件大事情,或者骚扰关于没什么?”,史册劳动卫生, 51:1, 1-2, 2007年。
8. Kulinowski, K.M., “诱惑,诱惑,诱惑: 关于 Nanomaterial 风险的容易的答复为什么很可能是错误的”, AZoNano.com, 2009年 11月 15日。
9. 桥本, H.G.,等, “控制条带方法比较的评估与基于评定的全面风险评估的”,职业卫生, 2007年 11月日记帐, 49(6) :482-92, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18075208,被获取 2009年 8月 28日。
10. 李, R.J., “Nanomaterials - 获取与课程的远期从过去, “AZoNano.com, 2009年 11月 15日。

版权 AZoNano.com, Kristin Bunker (RJ Lee Group Inc.) 博士

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