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無約束的設計的 Nanoparticles (UNP) - 無約束的設計的 Nanoparticles 的評估從工作者風險和環境版本方面

Dr. Kristin Bunker, Traci Lersch, Randall Ogle, Gary Casuccio, RJ Lee Group Inc. 和 Linnea Wahl,環境、健康 & 安全性分部,勞倫斯伯克利國家實驗室
對應的作者: [email protected]

簡介

納米技術和使用無約束的設計的 nanoparticles (UNP) 是材料學一迅速地開發的區。 無約束的設計的 nanoparticles 被定義成在矩陣將防止 nanoparticles 是移動的和風險的潛在的來源內沒有包含的設計的 nanoparticles。 此時沒有管理環境版本限額或工作者風險限額無約束的設計的 nanoparticles 的。 發行了一些初步的共識標準,但是他們開發中仍然是由多種組織。

勞倫斯伯克利國家實驗室評估工作者風險和無約束的設計的 nanoparticles 潛在的環境版本,一次多元狀況的中間試驗在 2009年的夏天被啟動了1,2RJ Lee Group, Inc. 保留對協助在這個研究的設計、設置和實施。 中間試驗的目標是符合能源部 (DOE)通知單 N456.1,安全處理無約束的設計的 Nanoparticles3并且見面母鹿 Nanoscale 科學研究中心的需求處理對 Nanoscale ES&H。4

什麼是控制條帶

控制條帶途徑在 UNP 的風險管理用於提供指導在勞倫斯伯克利國家實驗室。 最初開發在工業製藥,控制條帶是總結的風險和控制一個定性方法5。 它 是可適用的對設計的 nanomaterials 的域有關於危險等級和風險的不完全信息的概念6,7,8。 控制條帶使用進程和其材料的基本的特性確定一個概括的風險級別,環境或職業。

此信息可能然後被符合到為這個進程最適合於的控制水平。 控制條帶進程的結果建議或幫助定義了適當的控制水平進程的。 當這個控制為這種風險時是適當的,這個危險等級順利地被緩和。 研究表明控制條帶是非常成功在確定充分控制,當驗證由隨後的專業評估和工作場所監控9。 在此中間試驗中使用的控制條帶進程在下列算法基礎上:

工作者/環境危害類別主要在風險屬性基礎上例如多灰塵、化學和懷疑的有毒 (低、媒體,高,非常高/未知)。 版本/風險概率類別在材料的能力基礎上變得分散 (不太可能,低,可能,可能)。 風險 (危險程度) 級別等級從相對地安全,對最高的危險度的 1A, 4D 範圍,根據被確定的類別以上。

應該直接地符合控制水平進程的到這種風險; 即低級控制一般被符合對低級風險,而更高的風險指示需要對於高水平控制。 控制比這種風險表示的這個級別可能超出風險的級別,但是不應該是較少。 為勞倫斯伯克利國家實驗室開發的初步的控制範圍說明版本/暴露對潛在的有毒或嚴重級別的概率的關係顯示以一種矩陣形式在表 1。

圖 1. LBNL 初步的控制帶狀矩陣。

勞倫斯伯克利國家實驗室中間試驗

要設立初步的控制範圍,階段我這個項目介入討論與介入發煙敞篷、手套盒、桌面和燒蝕系統的進程的研究員和觀察。 另外,階段一個關鍵部件我是開始的 (來源) UNP 材料的描述特性。 UNP 材料範例在處理活動用於的從研究員得到了,并且這些範例被分析使用 ICP 和電子顯微鏡術設立多種開始的 UNP 材料的來源簽名。

例如,在一實驗室金子 nanorods 被學習用於傳感器應用。 輸入材料的毫克數量在水溶液得到并且在一個功能實驗室尾氣敞篷內被操作。 如圖 2. 所顯示,參考來源資料在高分辨率 (SEM)掃描電子顯微鏡被分析了并且被發現主要杆狀的微粒大約直徑的 20 毫微米和大約長度 50 毫微米。

圖 2. 二次電子金 nanorods 顯微學圖像在日立分析的 S-5500 高分辨率 SEM 中。

第II階段研究活動介入初步的控制範圍的發展。 基於參考來源資料的描述特性如所描述為金 nanorods,處理活動回顧和假設的有毒,風險屬性表特定對材料被生成了。 風險屬性表金 nanorods 的在表 1. 顯示。 如表 2. 所顯示,一個初步的控制範圍為此進程然後被設立了。

表 1. 金子的 Nanorods 風險屬性

風險屬性

金子 Nanorods

顆粒大小

杆狀的微粒直徑 (nm)和 ~50 長度毫微米的 ~20 毫微米; 被舍入的和球狀微粒是 ~40-50 毫微米直徑

微粒形態學

主要杆狀的微粒; 被舍入的和球狀微粒; 觀察在字符串

基本化學

SEM/EDS : 澳大利亞; Si 殘滓

可溶性 (水)

不能溶解

Nanomaterial 有毒

材料用於的相當數量

< 10 毫克

多灰塵/空中潛在

完成工作的人數

1-3

運算的期限

< 10 分鐘

運算頻率

1-5 次/星期

金子的 Nanorods 表 2. 初步的控制範圍

金子的 Nanorods 初步的控制範圍

版本/風險概率

2

工作者/環境危害

C

初步的控制範圍

II

一塊初步的控制層 II (請參見圖 1) 被分配了到在類別 2 名版本/風險概率和類別 C 工作者/環境危害基礎上的此進程。 勞倫斯伯克利國家實驗室執行研究活動使用此材料與第II級控制到位此進程的。 因此,當前控制水平此進程的依照初步的控制範圍表示的控制層。

在第III階段內,初步的控制範圍進一步將被評估并且被修改,如適當,根據通過進程和工作者風險抽樣得到的數據。 抽樣方法在第III階段內將合併實時微粒計數器和基於濾清的微粒彙集方法。

彙總

納米技術在材料學表示下個邊境以表面上無限的機會。 有不安與潛在的有毒有關與在納諾範圍範圍的設計的微粒相關10。 我們在研究方法、描述特性技術、分析手段和控制方法建立了基礎。

此工作在湧現的領域提前信息庫和經驗前進以一個安全的方式的納米技術。 執行在勞倫斯伯克利在此基礎的國家實驗室編譯的這個工作和放到運作可以用於使風險到這名工作者和與環境有關降低到使用 nanomaterials 的方法。

鳴謝

作者會想要對 acknowlege 利奧 Banchik,傑伊詹姆斯,人 Kelley、唐盧卡斯,羅恩 Pauer 和蒂姆羅伯特在他們的攤繳的勞倫斯伯克利國家實驗室對這個研究。


參考

1. Casuccio, G.,眄, R.、 Wahl、 L. 和 Pauer、 R.、 「工作者和對潛在的無約束的設計的 Nanoparticles 版本的環境估價: 階段我總結報告」, RJ Lee Group, Inc. 和勞倫斯伯克利國家實驗室, 2009年 9月。
2. Casuccio, G.,眄, R.、 Wahl、 L. 和 Pauer、 R.、 「工作者和對潛在的無約束的設計的 Nanoparticles 版本的環境估價: 第II階段總結報告」, RJ Lee Group, Inc. 和勞倫斯伯克利國家實驗室, 2009年 9月。
3. 能源部,安全處理無約束的設計的 Nanoparticles,母鹿 N456.1, 2009年 1月 5日。
4. 能源部, Nanoscale 科學研究中心,對 Nanomaterial ES&H,版本 3a,母鹿辦公室的途徑科學, 2008年 5月 12日。
5. NIOSH 發行沒有 2009-152 : 職業危險的定性風險描述特性和管理: 控制條帶 (CB),發布 2009年 8月 17日, http://www.cdc.gov/niosh/docs/2009-152/
6. Zalk、 D.M. 和納爾遜, D.I., 「控制條帶的歷史記錄和演變: 職業和環境衛生學, 5:5, 330-346 覆核」,日記帳, 2008年。
7. Maynard, A.D., 「納米技術: 下件大事情,或者騷擾關於沒什麼?」,史冊勞動衛生, 51:1, 1-2, 2007年。
8. Kulinowski, K.M., 「誘惑,誘惑,誘惑: 關於 Nanomaterial 風險的容易的答復為什麼很可能是錯誤的」, AZoNano.com, 2009年 11月 15日。
9. 橋本, H.G.,等, 「控制條帶方法比較的評估與基於評定的全面風險評估的」,職業衛生, 2007年 11月日記帳, 49(6) :482-92, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18075208,被獲取 2009年 8月 28日。
10. 李, R.J., 「Nanomaterials - 獲取與課程的遠期從過去, 「AZoNano.com, 2009年 11月 15日。

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

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