Impaktor kaskadowy jako metoda poboru nanoobiektów do analizy mikroskopowej

• Autorzy: Kozikowski Paweł , Sobiech Piotr , Oberbek Przemysław , Jakubiak Szymon

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.9944

Warianty tytułu

EN

A cascade impactor as a method of collecting nano-objects for microscopic analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Pył zawieszony może być szkodliwy dla zdrowia ludzkiego, a ryzyko wystąpienia szkodliwych skutków zwiększa się z czasem narażenia. Obecnie grupami zawodowymi potencjalnie narażonymi na działanie nanomateriałów są ci, którzy je wytwarzają i dostarczają. Dlatego konieczne jest stosowanie urządzeń do zbierania i analizy cząstek stałych z wyłączeniem frakcji mikrometrycznej. W pracach badawczych pobierano cząstki zawarte w spalinach z silnika wysokoprężnego przy użyciu impaktora kaskadowego i analizowano z zastosowaniem skaningowej mikroskopii elektronowej. Obserwacje ujawniły duże rozbieżności między średnicami odcięcia d50 a średnicami ekwiwalentnymi obliczonymi na podstawie obrazów SEM, a także różnorodną morfologię zdeponowanych cząstek stałych pochodzących z silnika Diesla. Zakres tematyczny artykułu obejmuje zagadnienia zdrowia oraz bezpieczeństwa i higieny środowiska pracy będące przedmiotem badań z zakresu nauk o zdrowiu oraz inżynierii środowiska.

EN

Particulate matter can be harmful to human health and the risk of harmful effects increases with the duration of exposure. Currently, the occupational groups that are potentially exposed to nanomaterials are those who manufacture and supply them. Therefore, it is necessary to use devices for the collection and analysis of solid particles with the exclusion of the ambient fraction. In this study, Diesel soot generated using Diesel engine has been collected with cascade impactor and analyzed by means of scanning electron microscopy. Observations revealed large discrepancies between the cut off diameter d50 and equivalent diameter calculated from SEM images and a number of types of Diesel particulate matter. This article discusses the problems of occupational safety and health, which are covered by health sciences and environmental engineering.

Słowa kluczowe

PL

nanocząstki; cząstki stałe spalin Diesla; pobieranie aerozolu; mikroskopia elektronowa; analiza rozkładu wielkości; nauki o zdrowiu; inżynieria środowiska

EN

nanoparticles; Diesel particulate matter; sampling; scanning electron microscopy; particle size distribution analysis; health sciences; environmental engineering

• Wydawca: Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy
• Rocznik: 2021
• Tom: Nr 2 (108)
• Strony: 155--167
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Kozikowski Paweł

• Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy 00-701 Warszawa, ul. Czerniakowska 16 POLAND

• https://orcid.org/0000-0002-0854-4024

autor

Sobiech Piotr

• Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy 00-701 Warszawa, ul. Czerniakowska 16 POLAND

• https://orcid.org/0000-0002-6929-1374

autor

Oberbek Przemysław

• Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy 00-701 Warszawa, ul. Czerniakowska 16 POLAND

• https://orcid.org/0000-0002-5225-3523

autor

Jakubiak Szymon

• Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy 00-701 Warszawa, ul. Czerniakowska 16 POLAND

• https://orcid.org/0000-0002-8965-9527

Bibliografia

• 1. Asbach C., Alexander C., Clavaguera S., Dahmann D., Dozol H., Faure B., Fierz M., Fontana L., Iavicoli I., Kaminski H., MacCalman L., Meyer-Plath A., Simonow B., van Tongeren M., Todea A.M. (2017). Review of measurement techniques and methods for assessing personal exposure to airborne nanomaterials in workplaces. Sci. Total Environ. 603–604, 793–806.
• 2. Bauer F., Flyunt R., Czihal K., Buchmeiser M.R., Langguth H., Mehnert R. (2006). Nano/micro particle hybrid composites for scratch and abrasion resistant polyacrylate coatings. Macromol. Mater. Eng. 291(5), 493–498.
• 3. Doub W., Stein S., Mitchell J., Goodey A.P. (2020). Addressing the need for controls on particle bounce and re-entrainment in the cascade impactor and for the mitigation of electrostatic charge for aerodynamic particle size assessment of orally inhaled products: an assessment by the International Consortium on Regulation and Science (IPAC-RS). AAPS PharmSciTech, 21(7), 239.
• 4. Ham S., Kim S., Lee N., Kim P., Eom I., Tsai P.-J., Lee K., Yoon C. (2015). Comparison of nanoparticle exposure levels based on facility type – small-scale laboratories, large-scale manufacturing workplaces, and unintended nanoparticle-emitting workplaces. Aerosol Air Qual. Res. 15(5), 1967–1978.
• 5. Jones W., Gibb A., Goodier C., Bust P., Song M., Jin J. (2019). Nanomaterials in construction – what is being used, and where? Proceedings of Institution of Civil Engineers: Construction Materials 172(2), 49–62.
• 6. Joshi M., Adak B. (2019). 5.10 – Advances in nanotechnology based functional, smart and intelligent textiles: a review. [Red.] D.L. Andrews, R.H. Lipson, T. Nann, Comprehensive Nanoscience and Nanotechnology, 2nd edition, Academic Press, 253–290.
• 7. Kreyling W.G., Semmler-Behnke M., Möller W. (2006). Ultrafine particle–lung interactions: does size matter? J. Aerosol Med. 19(1), 74–83.
• 8. Kuhlbusch T.A.J., Asbach C., Fissan H., Göhler D., Stintz M. (2011). Nanoparticle exposure at nanotechnology workplaces: a review. Part. Fibre Toxicol. 8(1), 22.
• 9. Lee J.H., Moon M.C., Lee J.Y., Yu I.J. (2010). Challenges and perspectives of nanoparticle exposure assessment. Toxicol. Res. 26(2), 95–100.
• 10. Lu P.-J., Huang S.-C., Chen Y.-P., Chiueh L.-C., Shih D.Y.-C. (2015). Analysis of titanium dioxide and zinc oxide nanoparticles in cosmetics. J. Food Drug Anal. 23(3), 587–594.
• 11. Malaki M., Hashemzadeh Y., Karevan M. (2016). Effect of nano-silica on the mechanical properties of acrylic polyurethane coatings. Prog. Org. Coat. 101, 477–485.
• 12. McMurry P. (2000). A review of atmospheric aerosol measurements. Atmos. Environ. 34(12–14), 1959–1999.
• 13. Nel A., Xia T., Mädler L., Li N. (2006). Toxic potential of materials at the nanolevel. Science 311(5761), 622–627.
• 14. Nikolic M., Lawther J.M., Sanadi A.R. (2015). Use of nanofillers in wood coatings: a scientific review. J. Coat. Technol. Res 12(3), 445–461.
• 15. Oberdörster G., Oberdörster E., Oberdörster J. (2005). Nanotoxicology: an emerging discipline evolving from studies of ultrafine particles. Environ. Health Perspect. 113(7), 823–839.
• 16. Park J.Y., Ramachandran G., Raynor P.C., Eberly L.E., Olson G. Jr. (2010). Comparing exposure zones by different exposure metrics using statistical parameters: contrast and precision. Ann. Occup. Hyg. 54(7), 799–812.
• 17. Sawhney A.P.S., Condon B., Singh K.V., Pang S.S., Li G., Hui D. (2008). Modern applications of nanotechnology in textiles. Text. Res. J. 78(8), 731–739.
• 18. Todea A.M., Beckmann S., Kaminski H., Bard D., Bau S., Clavaguera S., Dahmann D., Dozol H., Dziurowitz N., Elihn K., Fierz M., Lidén G., Meyer-Plath A., Monz C., Neumann V., Pelzer J., Simonow B.K., Thali P., Tuinman I., van der Vleuten A., Vroomen H., Asbach C. (2017). Inter-comparison of personal monitors for nanoparticles exposure at workplaces and in the environment. Sci. Total Environ. 605–606, 929–945.
• 19. VanWinkle B., de Mesy Bentley K., Malecki J., Gunter K., Evans I., Elder A., Finkelstein J., Oberdörster G., Gunter T. (2009). Nanoparticle (NP) uptake by type I alveolar epithelial cells and their oxidant stress response. Nanotoxicology 3(4), 307–318.
• 20. Wang Y.J., Larsson M., Huang W.T., Chiou S.H., Nicholls S.J., Chao J.I., Liu D.M. (2016). The use of polymer-based nanoparticles and nanostructured materials in treatment and diagnosis of cardiovascular diseases: recent advances and emerging designs. Prog. Polym. Sci. 57, 153–178.
• 21. Safety of nanomaterials along their lifecycle (2015). [Red.] W. Wohlleben, T.A.J. Kuhlbusch, J. Schnekenburger, C.-M. Lehr. 1st edition. Boca Raton, Taylor & Francis Group.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).