Monitorowanie nanocząstek w procesach wytwarzania i użytkowania

• Autorzy: Zbrowski A.

Warianty tytułu

EN

Monitoring of nanoparticles in the processes of production and maintenance

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono problemy wynikające z rozwoju nanotechnologii, jako źródło ryzyka oraz zagrożeń zdrowotnych i środowiskowych. Rosnąca produkcja i użycie nanomateriałów w sposób nieunikniony prowadzą do ich akumulacji w środowisku, która może mieć groźne implikacje dla człowieka i ekosystemu. Obecność nanocząstek w środowisku niesie poważne, dotychczas jeszcze nie w pełni zidentyfikowane i stwierdzone negatywne skutki zarówno w stosunku do zdrowia ludzkiego, jak i środowiska naturalnego. Cząstki średnicy 30 nm bezproblemowo wnikają do żywych komórek, tym samym mogą powodować trudne do określenia (przy obecnym stanie wiedzy) skutki uboczne. Rozwiązania pozwalające na wykorzystanie nanocząstek w przemyśle pojawiły się całkiem niedawno, zatem nie ma jeszcze wyczerpujących, długofalowych badań wpływu nanocząstek na życie i zdrowie ludzi. W tym celu niezbędny jest dynamiczny rozwój instrumentarium badawczego umożliwiającego wykrywanie nanocząstek i analizę procesów wywoływanych ich oddziaływaniem. Coraz bardziej powszechna obecność nanomateriałów w produktach codziennego użytku wymaga stworzenia odpowiednich prawnych i technologicznych regulacji, by w skuteczny sposób zabezpieczyć konsumenta przed nieświadomym stosowaniem produktów zawierających niebezpieczne dla zdrowia nanomateriały, w tym i nanocząstki. Dokładna ocena ryzyka generowanego obecnością nanocząstek wymaga stosowania efektywnych analitycznych metod określania ich mobilności, reaktywności, katalityczności, ekotoksyczności i trwałości. W technikach tych konieczne jest uniknięcie zakłóceń pochodzących od nanocząstek obecnych w środowisku w sposób naturalny. W artykule wykazano potrzebę monitorowania nanocząstek w procesach wytwarzania i użytkowania. Zaprezentowano dostępne techniki monitorowania nanocząstek w środowisku. Przedstawiono ich podstawowe wymagania oraz zalety i ograniczenia. Omówiono trzy podstawowe etapy procesu monitoringu nanocząstek: pobieranie i przygotowanie próbki, separację nanocząstek oraz ich identyfikację. Wskazano kierunki rozwoju prac badawczych związanych z doskonaleniem metod monitorowania obecności nanocząstek.

EN

The article discusses health and environmental issues accompanying the development of nanotechnologies. The growing production and use of nanomaterials inevitably leads to their accumulation in the environment, which in the future may have harmful effects on the human health and the ecosystem. The negative influence of the presence of nanoparticles on environmental quality and human health has not been fully identified and investigated yet. Particles with 30 nm in diameter can freely penetrate into living organisms and therefore result in serious side effects, which at the current state of the art are difficult to be defined. Solutions allowing for the industrial application of nanoparticles are still pretty new, which means that the results of studies on their influence on human health and life are not comprehensive. Therefore, it is extremely important to boost the development of tools that enable the detection of nanoparticles and the analysis of processes they evoke. The more widespread presence of nanomaterials in everyday goods calls for the introduction of legal and technological regulations that will protect the consumer against the use of products containing nanomaterials and nanoparticles which cause health hazards. A thorough assessment of risk stemming from the presence of nanoparticles requires the use of effective analytical methods for the determination of their mobility, reactivity, catalycity, eco toxicity and life. In such techniques it is necessary to avoid any interferences that come from nanoparticles naturally present in the environment. The article shows the importance of the monitoring of nanoparticles and describes currently available techniques for the monitoring of nanoparticles in the environment. Their basic requirements as well as advantages and drawbacks are presented. Moreover, the three stages of the nanoparticle monitoring process, that is sampling and sample preparation; separation of nanoparticles; and identification of nanoparticles, are discussed. The authors also show future R&D directions aiming at the improvement of methods for the monitoring of the presence of nanoparticles.

Słowa kluczowe

PL

bezpieczeństwo środowiskowe; monitoring; nanomateriały; nanotechnologia

EN

environmental safety; monitoring; nanomaterials; nanotechnology

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza
• Rocznik: 2013
• Tom: Nr 1
• Strony: 107--111
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz.,

Twórcy

autor

Zbrowski A.

• Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy,

Bibliografia

• 1. Mazurkiewicz A., Nanonauki i nanotechnologie. Wydawnictwo Instytutu Technologii Eksploatacji – PIB, 2007.
• 2. Simonet B. M., Valcárcel M., Monitoring nanoparticles in the environment. „Analytical and Bioanalytical Chemistry”, Volume 393, Number 1, pp. 17-21.
• 3. Manodori L, Benedetti A., Nanoparticles monitoring in workplaces devoted to Nanotechnologies, „Journal of Physics: Conference Series”, Volume 170, Issue 1, pp. 012001, (2009), 4 pp.
• 4. Brouwer D., Stuurman B., Welter J., Moehlmann C., Berges M., Bard D., Wake D., Jankowska E., Mark D., The NANOSH database for results of workplace air monitoring studies to manufactured nanomaterials (MNM): A preliminary tool to estimate the potential for inhalation exposure? Proceesing of 4th International Conference on Nanotechnology – Occupational and Environmental Health, Helsinki, Finland, 2009. www.ttl.fi/fi/tyoterveyslaitos/strategia_arvot_visio/Documents/Nanoprogram.pdf
• 5. Boccuni F., Rondinone B., Petyx C., Iavicoli S., Potential occupational exposure to manufactured nanoparticles in Italy. „Journal of Cleaner Production”, 16 (2008), pp. 949-956.
• 6. Jankowska E., Bard D., Zatorski W., Emission of nanosize particles in the process of burning foams with nanoclay. Proceesing of 4th International Conference on Nanotechnology– Occupational and Environmental Health, Helsinki, Finland 2009. www.ttl.fi/fi/tyoterveyslaitos/strategia_arvot_visio/Documents/Nanoprogram.pdf
• 7. Jankowska E., Zatorski W., Emission of nanosize particles in the process of nanoclay blending. Proceedings of IEEE 2009 Cancun, Mexico, 2009, pp. 147-151,
• 8. Wigginton N., Haus K., Hochella M., Aquatic environmental nanoparticles. „Journal of Environmental Monitoring”, 2007, 9, pp. 1306-16.
• 9. Hochella M., Lower S., Maurice P., Penn R., Sahai N., Sparks D., Twining B., Nanominerals, mineral nanoparticles, and Earth systems, „Science”. March 2008: Vol. 319 no. 5870, pp. 1631-1635.
• 10. Lebkowska M., Zaleska-Radziwill M., Występowanie i ekotoksyczność nanocząstek, „Ochrona Środowiska”, 2011, Vol. 33, No. 4, pp. 23-26.
• 11. Świdwińska-Gajewska A., Nanocząstki – korzyści i ryzyko dla zdrowia, „Medycyna Pracy”, 2007, 58(3), pp. 253-263.
• 12. Ahamed M., AlSalhi M., Siddiqui M., Silver nanoparticle applications and human health, „Clinica Chimica Acta”, Vol: 411, Issue: 23-24, December 14, 2010, pp. 1841-1848.
• 13. Zhang R., Bai Y., Zhang B., Chen L. Yan B., The potential health risk of titania nanoparticles, „Journal of Hazardous Materiale”, Vol: 211-212, Complete, April 15, 2012, pp. 404-413.
• 14. Reijnders, L., Human health hazards of persistent inorganic and carbon nanoparticles, „Journal of Materials Science”, Vol: 47, Issue: 13, July 2012, pp. 5061-5073.
• 15. Silva L., Boit K., Nanominerals and nanoparticles in feed coal and bottom ash: implications for human health effects, „Environmental Monitoring and Assessment”, Vol: 174, Issue: 1-4, March 2011, pp. 187-197.
• 16. Leskinen J., Joutsensaari J., Lyyränen J., Koivisto J., Ruusunen, J. Järvelä M., Tuomi T., Hämeri K, Auvinen A, Jokiniemi J., Comparison of nanoparticle measurement instruments for occupational health applications, „Journal of Nanoparticle Research”, Vol: 14, Issue: 2, February 2012, pp. 1-16.
• 17. Kasper G, Seipenbusch M.: Transport kinetics of airborne nanoparticles and their implications for exposure scenarios and workplace monitoring strategies. Proceesing of 4th International Conference on Nanotechnology – Occupational and Environmental Health , Helsinki, Finland, 2009. www.ttl.fi/fi/tyoterveyslaitos/strategia_arvot_visio/Documents/Nanoprogram.pdf
• 18. Gale B., Himanshu J. Sant H.: Nanoparticle analysis using microscale field flow fractionation. Microfluidics, BioMEMS, and Medical Microsystems V (Proceedings Volume), Proceedings of SPIE, Volume: 6465, January 2007. www.mems.utah.edu/Papers/SPIE%20Paper%20FFF%20Decade%20of%20Progress.pdf
• 19. Brouwer D., Gijsbers J., Lurvink M.: Personal exposure to ultrafine particles in the workplace: exploring sampling techniques and strategies, „The Annals of Occupational Hygiene”, [2004], 48(5), pp. 439–453.
• 20. Methner M., Birch M., Evans D, Ku B, Crouch K, Hoover M, Mazzulxeli L., ed: Case study: Identification and characterization of potential sources of worker exposure to carbon nanofibers during polymer composite laboratory operations. „Journal of Occupational and Environmental Hygiene”, [2007], 4(12), pp.125–130.
• 21. Evans D., Heitbrink W., Slavin T., Peters T., Ultrafine and respirable particles in an automotive grey iron foundry. „The Annals of Occupational Hygiene”, [2008], 52(1), pp. 9–21.
• 22. Heitbrink W., Evans D., Peters T., Slavin T., The characterisation and mapping of very fine particles in an engine machining and assembly facility, „Journal of Occupational and Environmental Hygiene”, [2007], 4, pp. 341–351.