Exponering för nanomaterial vid olika arbetsplatser MARIA HEDMER ARBETS- OCH MILJÖMEDICIN SYD JOAKIM PAGELS ERGONOMI OCH AEROSOLTEKNOLOGI

Relevanta dokument
Inhalationsexponering för nanomaterial i arbetsmiljön MARIA HEDMER ARBETS- OCH MILJÖMEDICIN JOAKIM PAGELS ERGONOMI OCH AEROSOLTEKNOLOGI

SLUTRAPPORT. Projekttitel. Exponering vid industriell tillverkning och hantering av nanomaterial Ett växande problem

Kolnanorör - exponering, toxikologi och skyddsåtgärder i arbetsmiljön. Maria Hedmer Arbets- och miljömedicin Lunds universitet

Nanomaterial i arbetsmiljön - introduktion

Nano i arbetsmiljön - En revolutionerande teknikutveckling och nya risker? Mats Bohgard, Maria Hedmer, Christina Isaxon Lund, 27 januari 2016

- Kolnanorör: exponering, toxikologi och skyddsåtgärder i arbetsmiljön

Kan något så litet vara farligt?

luftburna nanopartiklar Anders Gudmundsson Ergonomi och aerosolteknologi Lunds tekniska högskola

Nanopartiklar - från Hornsgatan till solkrämer Hanna Karlsson

Arbets- och miljömedicin Lund

Exponering för dieselavgaser vid tunnelbygge i Hallandsåsen

Nanopartiklar i luften du andas

Svetsning exponerade, exponering och exponeringsbedömning. Håkan Tinnerberg Yrkeshygieniker

Åtgärder för säker hantering av nanopartiklar och nanofibrer vid komposittillverkning

Arbetsplatsexponering för dieselavgaser Nya bränslen, nya teknologier, nya gränsvärden? JOAKIM PAGELS, ERGONOMI & AEROSOLTEKNOLOGI, LUNDS UNIVERSITET

Hur en stoppar en handbollsplan i ett snapsglas. Emma Björk Nanostrukturerade material

Tillverkade nanomaterial på arbetsplatsen

Submikrona partiklar Gunnar Omstedt, SMHI

Risker och skyddsåtgärder vid arbete med kompositer. Brandbefälsmötet Helsingborg februari 2016

Presentation 3: Utgör nanomaterial en risk för arbetstagarnas hälsa och säkerhet?

Energimyndighetens programkonferens, Oktober Småskalig värmeförsörjning med biobränslen. Emissonsklustret

Analys av Dieselavgaspartiklar/dieselrök

Inomhusluftens partiklar

Hur farliga är nanomaterialen?

Nanoteknik Hälso- och miljöaspekter

NANOTOXIKOLOGI: OM MÖJLIGA HÄLSORISKER MED NANOMATERIAL

Verkliga utsläpp från fartyg

Arbets- och miljömedicin Lund

Säkerhetsdatablad L-Ag20

RAPPORT. Bakteriologen SU/sahlgrenska byggnad Till: Västfastigheter /Göran Hedenberg Västra Götalandsregionen Fe Göteborg

Halogenlampa Spektrometer Optisk fiber Laserdiod och UV- lysdiod (ficklampa)

Viktiga målsättningar med detta delkapitel

Luftkvalitet och människors hälsa

Hantering av asbesthaltigt material vid besök i SHM:s samlingar eller lån från SHM:s samlingar

Välkomna på seminariet Kvarts finns på alla byggarbetsplatser så skyddar du dig!

Fritt flygande partiklar i utomhusluften. Bild: Lennart Nilsson Källa: Dagens nyheter

Säkerhetsdatablad PROMATECT -H

Hur farlig är innerstadsluften och kan man bo hälsosamt på Hornsgatan? FTX Ventilation samt hög Filtrering är det en bra lösning?

Inverkan av förbränningsbetingelser på emitterade vedpartiklar

RISKBEDÖMNING ENL. AFS 1997:10

Materialesäkerhetsdatablad FB-2004EA

Nanomaterial i arbetsmiljön

Kartläggning av exponering för diisocyanater på hud i olika arbetsmiljöer inom motorbranschen

Lite damm är väl inte så farligt? Var och när dammar det?

1. GES 13: Ni-katalysatortillverkning från NiO-haltig katalysatorförprodukt

Referensmätningar av kvarts. - betong- och byggindustrin. Ann-Beth Antonsson. Tekn Dr, Adjungerad professor. IVL Svenska Miljöinstitutet

Camfil Farr svepelektronmikroskop. Camfil Farr clean air solutions

Referensmätningar för kvartsexponering vid olika typer av ROT-arbeten inom byggindustrin

Rapport 2017:3 från SweNanoSafe, Nationell plattform för nanosäkerhet vid Swetox. Nanomaterial i arbetsmiljön

Rapport om undersökning av byggdamm

Säkerhetsdatablad L-Ag15P

SÄKERHETSDATABLAD VOLCLAY BENTONIT SG 40, SPV 200, MX 80. Montmorillonit (bentonit) Bindemedel, tätskikt i deponier, dammar och vägar m.m.

Variabilitet i exponering. Varför finns den? Hur hanterar vi den? Kan den vara till någon nytta? Ingrid Liljelind Yrkes- och miljömedicin Umeå

AVFALLSLAG. SRV har tillstånd att deponera utifrån avfallskoder i bilaga 2 (Avfallsförordningen SFS 2001:1063)

En miniprovtagare för svetsaerosol. innanför svetsskärmen

Arbets- och miljömedicin Lund

Farliga partiklar i AM-miljö?

VARUINFORMATION Sid 1(5)

Arbets- och miljömedicin vid Norrlands

Systematisk titel baserad på användningsdeskriptor SU 16: Tillverkning av datorer, elektroniska och optiska produkter, elutrustning Ej tillämpligt

Speciering av mangan i svetsrök och i svetsares blod

KOMMENTARER TILL BEDÖMNING OCH PARTIKELTYPER

Partiklar och Hälsa. Länsluftsdagen Jönköping, , Helen Karlsson Med Dr Miljökemist

Partikelburna organiska luftföroreningar från förbränning och trafik förekomst identifiering prevention,

Presentation 4: Hur kan jag veta om nanomaterial finns på min arbetsplats?

Kunskap och forskning

3 Sammansättning/information om beståndsdelar

Partikelemissioner från Sjöfart

Forskningen vid Polymera material och kompositer, Material och tillverkningsteknik, Chalmers. Antal Boldizar

från Paroc AB Byggisolering

Nanoteknologi. Om hur nanokonceptet växer i Lund. Nanoteknologi 292

Stora risker med små partiklar - om hälsorisker med nanomaterial - riskbedömning och lagstiftning


Städares luftvägsexponering för rengöringsprodukter och belastning på rörelseorganen, med speciellt fokus på betydelsen av sprayanvändande

Epidemiologiska data vid identifiering och värdering av cancerrisker i arbetsmiljön. Dieselavgaser

Luftkvalitetsmätning på stationen Triangeln


DAMMBILDNING VID AVRIVNING AV FOLIE FRÅN KOLFIBERVÄV. Bengt Christensson Jüri Vaher Göran Svensson

8-10 Sal F Generellt om kursen/utbildningen. Exempel på nanofenomen runt oss

Kolnanorör. Exponering, toxikologi och skyddsåtgärder i arbetsmiljön. Rapport 2011:1

SÄKERHETSDATABLAD. HI-MACS Natural Acrylic Stone

krav för de agenser, som räknas upp i bilaga 1 i vilken

AEROSOLTEKNOLOGI I PRAKTIKEN EXEMPEL PÅ TILLÄMPNINGAR. JONAS JAKOBSSON Department Of Design Sciences, Lund University, Sweden

1. Ämnets resp. beredningens beteckning och företagets namn. 2. Möjliga risker. 3. Sammansättning/Uppgift om beståndsdelar. 4. Första-hjälpen-åtgärder

Anders Larsson YKI, Ytkemiska Institutet AB Färg och nanoteknologi

VARUINFORMATION Sid 1(5)

SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Kommittédirektiv. En nationell handlingsplan för säker användning och hantering av nanomaterial. Dir. 2012:89

Hur kan du förklara f vad som menas med NANOTEKNIK?

Att mäta luftkvalitet Christer Johansson

SÄKERHETSDATABLAD BLANKET D-24B

1. NAMN PÅ ÄMNET/PREPARATET OCH BOLAGET/FÖRETAGET

Nyhetsbrev för Läkare för Miljön

Omgivningsmiljöarbetet i Sverige Vad har vi satt för spår och vart är vi på väg. Miljöfaktorer av betydelse för folkhälsan Kronologi

Information om luftmätningar i Sunne

Kemiska arbetsmiljörisker

Patientbroschyr. A Breath of. New Life

Svetsning och cancer ny klassning Maria Albin, överläkare, professor

Säkerhetsdatablad 1. NAMNET PÅ ÄMNET/BEREDNINGEN OCH BOLAGET/FÖRETAGET. Tätning av nockpannor.

Presentation 2: Vad är nano?

Transkript:

Exponering för nanomaterial vid olika arbetsplatser MARIA HEDMER ARBETS- OCH MILJÖMEDICIN SYD JOAKIM PAGELS ERGONOMI OCH AEROSOLTEKNOLOGI

Nanoteknologi Material med ibland helt nya egenskaper Potential att bidra till att lösa flera av våra stora samhällsutmaningar Ökande användning inom många brancher De nya egenskaperna kan leda till nya risker Acceptabla exponeringsnivåer beror på material Ofta högsta exponeringarna i arbetsmiljön, men dålig kunskap om nivåer 2

Nanomaterial EU definitionen A natural, incidental or manufactured material containing particles, in an unbound state or as an aggregate or as an agglomerate and where, for 50 % or more of the particles in the number size distribution, one or more external dimensions is in the size range 1 nm - 100 nm. d) aggregate

Fiberparadigm och Kolnanorör (CNT) Enligt WHO definieras en partikel som fiber om den har en längd >5 μm, bredd <3 μm, och >3:1 längd:breddförhållande Fiberparadigmet identifierar geometrin av fibern som den viktigaste toxikologiska egenskapen Kolnanorör är fiberlika i sin karakteristik Enkelväggiga eller flerväggiga Många tillämpningar: till exempel i kompositmaterial, plaster, lithiumjonbatterier (DeVolder et al. 2013) High aspect ratio nanomaterial (HARN), Likheter med asbestfibrer Donaldson et al. 2010 Asbest Kolnanorör

CNTs - Frustrerad fagocytos IARC har klassat en typ av kolnanorör, Mitsui CNT-7, som möjligen cancerframkallande för människa (Grupp 2B) Poland et al. (2008) Donaldson et al. 2010 Djurexponeringar: Inflammation i lungan, granulombildning, lungfibros, lungcancer Humanexponeringar på arbetsplatser: Signifikant ökning av fibrosmarkörer för EC 1-3 ug/m 3 (Fakhutdinova et al. 2016)

Andra fiberformiga nanomaterial Halvledarnanotrådar Stavliknande, kristallina strukturer Framtida tillämpningar i elektronik, t ex solceller, lysdioder, batterier Tillverkas i olika halvledarmaterial t ex galliumarsenid, indiumfosfid, galliumnitrid, kisel Växes i aerosolfas (Heurlin et al. 2012, Nature) Längden är vanligen ett par µm Diametern är vanligen 10-talet nm TiO 2 nanofiber fiberform, kristallina strukturer Framtida tillämpningar i solceller, fotokatalysatorer, gassensorer Tillverkas ofta med elektrospinning Idagsläget fåtal toxikologiska studier Frustrerad fagocytos? Inflammation i lungorna? Lungfibros? Lungcancer? GaAs är klassad som carcinogen för människa (Grupp 1, IARC 2006)

Exponering för olösliga sfäriska nanopartiklar Nano-Titandioxid, Kimrök, CeO 2 etc När ett bulkmaterial sönderdelas ökar ytarean per massenhet När den toxikologiska responsen plottas mot ytarean fås ett linjärt samband Dammningsbenägenheten ökar med minskande storlek Exponeringen sker ofta för mikrometerstora aggregat av nanomaterial Lungdeponeringssannolikheten beror på aggregatstorleken Nilsson et al. 2013 J Nanopart. Res.

Utmaningar vid mätning av arbetsplatsexponeringar De relevanta exponeringsnivåerna beror på materialtyp: Rekomenderade nanospecifika gränsvärden (NIOSH 2011, 2013)» Nano-Titandioxid 300 µg/m 3, Kolnanorör och kolnanofibrer: 1 µg/m 3! Ofta hög bakgrund av partiklar från andra källor Kräver metoder med hög specificivitet och hög känslighet Metoderna ska vara lämpliga för mätning av personburen exponering Ga, Ti, Cu, Ce, Ag Elemental Carbon.. eller?

Syften, arbetsplatser, referensgrupp Syfte: 1) att undersöka exponering för nanomaterial på fem arbetsplatser 2) utvärdera lämpligheten hos potentiella exponeringsmått och mättekniker Arbetsplatser: Två arbetsplatser där nanomaterial tillverkas och tre vid nedströms hantering I två fall små start-up nanotech företag med 5-15 anställda I tre fall lite större företag/forskningsinstitut med 20-50 anställda I de flesta fall få personer som direkt jobbar med hantering av nanomaterial (2-5) Referensgrupp: AV, KemI, Teknikföretagen, Swednanotech, Nanolund, LO/IF Metall

Företagen som ingick i studien A: Tillverkning av flerväggiga kolnanorör B: Tillverkning av halvledarnanotrådar C: Hantering av kolnanorör vid tillverkning av kompositmaterial D: Hantering av nanomaterial vid tillverkning av tryckt elektronik E: Hantering av titandioxid och grafen vid ytbeläggning för minskad friktion Arbetsplats Nr. Produktionssteg Teknisk skyddsutrustning Personlig skyddsutrustning A 1 2 Klyvning av produkt innehållande kolnanorör Manuell skörd av kolnanorörpulver - Punktutsug Halvmask med partikelfilter P3, skyddshandskar av nitril samt labbrock 3 Öppnande av reactor Punktutsug 4 Rengöring av reactor Punktutsug 5 Siktning, mekanisk bearbetning - och paketering av kolnanorörpulver 6 Svarvning av grafitstav Punktutsug 7 Upprening av kolnanorörpulver Dragskåp Skyddshandskar av nitril samt labbrock 8 Funktionalisering av Dragskåp kolnanorörpulver 9 Mortling av kolnanorörpulver Dragskåp Intervju med ett av företagen i Användbart #2 2017

Tillvägagångssätt när vi arbetat med företagen 1. Diskussion via telefon/skype 2. Företaget fyllde i Scoping Template (nanoreg) för att utröna vilka nanomaterial som hanteras och hur 3. Forskargruppen besökte arbetsplatsen: Rundvandring, presentationer, pilotmätning. Kan exponering för nanomaterial uteslutas? 4. Planering av fullskalig mätning (2-3 dagar) 5. Fullskalig mätning utfördes: kort feedback om åtgärdsbehov 6. Dataanalys 7. Mätrapport till företaget, med fullständig återkoppling kring resultat och åtgärdsförslag 8. Vetenskaplig publicering (pågående)

Arbetsplatsmätningar Luftburna mätningar Andningszonen Emissionszonen Bakgrundszonen Tilluftszonen Mätt flera relevanta exponeringsmått Filterbaserade metoder» Kemisk massa» Karaktärisering/Antalskoncentration Direktvisande instrument» Antalskoncentration & storleksfördelning» Black carbon Tejpprovtagning av ytor

Filterbaserade luftmätningar för kemisk analys Elementär kol (EC) Kolnanorör, grafen, kimrök Termisk optisk analys Rekommenderat gränsvärde för kolnanorör baserat på EC (NIOSH) 1 μg/m 3 (respirabel fraktion; TWA-8) Kemisk analys av As & Ga ICP-MS* analys Kemisk analys av TiO 2 (sfäriska partiklar & nanofiber) PIXE-analys Föreslaget gränsvärde från NIOSH: 300 µg/m 3 (sfäriska partiklar) Tillverkning av nanotrådar Tillverkning av ytbeläggning *Induktivt kopplad plasma masspektrometri

Filterbaserade luftmätningar för mikroskopianalys Antalskoncentration Filterbaserad provtagning Open-face Elektronmikroskopianalys Kataktärisering & Identifiering Manuell räkning av fiber & partiklar Föreslaget gränsvärde kolnanorör: 0,01 fiber/ml (IFA, BSI; BOHS) Kolnanorör, grafen, kimrök, nanotrådar, TiO 2 -nanofiber

Tillverkning av kolnanorör I 56 % (N= 7/16) av filterproverna kvantifierades kolnanorör med SEM Expo.mått Andningszon Emissionszon Antal (#/cm 3 ) 0,04-2,0 ND-11 EC (µg/m 3 ) ND-7,4 ND-550 Resp. damm (µg/m 3 ) ND-93 ND-6800 37 % 22 % 41 % Högst emissioner vid siktning, vägning, paketering Skalsträcket motsvarar 3 µm Hedmer et al. Ann Occup Hyg 2014; 58:355; Ludvigsson et al. Ann Occup Hyg 2016;60:493

Tillverkning av kompositmaterial med kolnanorör Hantering av kolnanorörpulver vid inblandning i epoxi Exempel på luftburna kolnanorör insamlade i andningszonen Hedmer et al. manuskript 5 µm 3 µm

Tillverkning av halvledarnanotrådar Interventionsstudie I 22 % (N= 2/9) av filterproverna kvantifierades GaAs nanotrådar med SEM Expo.mått Andningszon Emissionszon Antal (#/cm 3 ) ND-0,025 ND-98 Ga (µg/m 3 ) ND-0,03 ND-8,2 As (µg/m 3 ) ND-0,01 ND-2,3 Exempel på luftburna nanotrådar insamlade i andningszonen Manuell rengöring av reaktorn Tidsupplösta mätningar 20 µm 3 µm 5 µm Emitterade nanotrådar var längre (>10 µm) än de som tillverkades i processen ( 1 µm) Isaxon et al. manuskript

Tryckt elektronik blandning av bäck Uppvägning och blandning av bläck innehållande TiO 2 i nanostorlek (sfäriska) Expo.mått Andningszon Emissionszon Antal (#/cm 3 ) 1,8-25 7,0-25 Ti (µg/m 3 ) 2,1-7,5 28-70 Andningszon Emissionszon 3 µm 1 µm Lovén et al. manuskript

Ytbeläggning för minskad friktion Tillblandning av ytbeläggningslack innehållande TiO 2 nanofiber Expo.mått Andningszon Emissionszon Identifierad med SEM Ja Ja Antal (#/cm 3 ) ND ND Ti (µg/m 3 ) ND ND-2,2 Andningszon Emissionszon 5 µm 5 µm Lovén et al. manuskript

Ytbeläggning för minskad friktion Tillblandning av ytbeläggningslack innehållande grafenoxid Expo.mått Andningszon Emissionszon Identifierad med SEM Ja Ja Antal (#/cm 3 ) ND ND EC (µg/m 3 ) ND-1,3 ND-1,9 Andningszon Emissionszon 5 µm µm 10 µm Lovén et al. manuskript

Ytkontamination på undersökta arbetsplatser Tillverkning av kolnanorör I 50 % (N= 9/18) av tejpproverna detekterades kolnanorör och i 17% (N= 3/18) detekterades kolnanodiscar Bord, golv, datormus mfl. Tillverkning av nanotrådar I 7 % (N= 1/14) av tejpproverna detekterades GaAs nanotrådar Botten på reaktorskåpet Tillverkning av kompositmaterial med kolnanorör I 21 % (N = 8/39) detekterades ytkontamiantion av kolnanorör Dörrhandtag, arbetsytor, knappar, våg, hyllor Ytbeläggning för minskad friktion med TiO 2 nanofiber I 7 % (N= 1/15) av tejpproverna detekterades ytkontamination av TiO 2 Yta vid vasken 10 µm 5 µm 20 µm Hedmer et al. Ann Occup Hyg 2015;59:836; Hedmer et al. manuskript; Isaxon et al. manuskript; Lovén et al. manuskript

Konklusioner På de undersökta arbetsplatserna förekom emissioner av nanomaterial till luften och nanopartiklar kunde detekterades i andningszonen Exponeringen för nanopartiklar skedde ofta vid någon form av manuell hantering av pulverformigt nanomaterial Exponeringsnivåerna varierade kraftigt mellan arbetsplatserna och mellan olika arbetsmoment beroende på typ av nanomaterial, hanteringen och vilka tekniska skyddsåtgärder som användes Nanopartiklar som utgjorde exponeringen bestod ofta av större aggregat i mikrometerstorlek De nanotrådar som emitterades vid rengöringen var betydligt längre än de som tillverkades vid processen

Konklusioner Kemisk bestämning av elementärt kol insamlat på filter kan vara ett lämpligt exponeringsmått för kolbaserade nanomaterial inklusive kolnanorör Enklare direktvisande instrument (aethalometer) som mäter black carbon ger en förenklad mätning av kolinnehållande nanopartiklar Kemisk analys av svårlösliga metalloxider och metaller i nanostorlek insamlade på filter ICP-MS PIXE

Forskningen har finansierats av: AFA Försäkring NanoLund NANoREG Forte Metalund