Mallsidor

IVL Färger

Ann-Beth Antonsson, Willem Duis, Pär Fjällström, Bo Sahlberg Seminarium 2018-05-29, AFA Försäkring

Kan något så litet vara farligt?

IVL-rapport: Nanomaterial i arbetsmiljön.

Om mätning av nanopartiklar, riskbedömning, tillämpning av föreslagna och befintliga gränsvärden och åtgärder

Mallsidor

IVL Färger

Perspektiv på nanomaterial

Hur stor är en väteatom (den minsta atomen som finns)?

Diameter: 1 Ångström (10 -10 meter)

Nanomaterial definieras som objekt med minst en dimension (längd,

bredd, höjd) i intervallet 1 – 100 nm (= 1-100 * 10-9 m

= 10 – 1000 Å)

Man skiljer på naturligt bildade, bildade i processer och tillverkade

nanopartiklar, t.ex.

– Vulkanutbrott

– Svetsrök och dieselavgaser

– Grafen, nano-titandioxid, nano-silver, quantum dots, fullerener, kolnanorör,

kolnanotuber, nano-silica

Mallsidor

IVL Färger

Utgångspunkter för IVLs AFA-finansierade

projekt om nanomaterial

Nanomaterial introduceras på allt fler arbetsplatser

Kunskaperna om hälsorisker är begränsade och kommer inte att

hålla jämn takt med introduktionen av nanomaterial i arbetslivet.

Studier tyder på att vissa nanomaterial är farligare än deras

bulkmaterial (dvs samma material som grövre partiklar)

Försiktighetsprincipen behöver tillämpas

Våra forskningsfrågor, fokus på exponering via luft

Hur mäter man nanopartiklar?

Hur kan man bedöma riskerna när nanomaterial hanteras på

arbetsplatser?

Vilka åtgärder fungerar?

Mallsidor

IVL Färger

Vad är det som gör nanomaterial farliga?

Och hur mäter man det som är relevant?

Farligheten beror på vilket material nanopartiklarna består av

Nanopartiklar är små och varje partikel har liten massa => Den totala masshalten (mg/m3) av nanopartiklar är vanligtvis liten jämfört med masshalten av alla partiklar

Är det masshalten (mg/m3) som avgör hur farligt det är?

– Ja, för många ämnen är massan avgörande. I så fall inte nödvändigt skilja mellan nanomaterial och andra material

– Exponeringen för nanopartiklar (mg/m3) ingår i dammhalten och är vanligtvis låg och alltid lägre än exponeringen för respirabel eller inhalerbar dammhalt.

Eller partikelhalten (antal partiklar/m3), oavsett deras massa?

– Tveksamt för partiklar, men användbart för fibrer (antal/ml)

Eller partiklarnas totala sammanlagda yta (m2/m3)?

– För vissa ämnen, där ytans reaktivitet spelar roll

Eller partiklarnas storlek?

– För vissa ämnen, om de kan ta sig in i kroppen (t.ex. via luktnerven eller ta sig över placenta-barriären)

Mallsidor

IVL Färger

Egenskap som (eventuellt) har betydelse för

hälsoeffekterna av nanomaterial

Agglomerering dvs. många nanopartiklar klumpar ihop sig i löst

sammansatta strukturer

– Kan minska den reaktiva ytan

– Men kanske faller agglomeraten sönder t ex om de kommer in i kroppen

– Oklart vilken betydelsen är för hälsoeffekterna

Agglomerering har betydelse vid mätning av nanopartiklar

Mallsidor

IVL Färger

Hur kan man bedöma riskerna med

nanomaterial?

Riskbedömning bygger ofta på att:

– Man kan mäta exponering

– Det finns ett gränsvärde som man kan jämföra med

För nanopartiklar:

– Luftburna nanopartiklar syns inte (de är ju så himla små …)

– Det är svårt att mäta exponering. Halten nanopartiklar mäts främst av

forskare. Direktvisande (dyra) instrument mest användbart

– Gränsvärden saknas, även om det finns gränsvärden för bulkmaterialet

– Gränsvärden bygger på att det är tydligt vad som ska mätas

(t ex masshalt eller ythalt) och hur det ska mätas.

Den tydligheten saknas idag. Finns inga gemensamma regler om detta.

Mallsidor

IVL Färger

Om mätning av halten nanopartiklar i luft?

Innan man mäter- viktigt klargöra syftet med mätningarna

– Riskbedömning? Vad ska man jämföra uppmätta halter med?

Vet man inte vad man ska jämföra med kanske mätningen inte ska göras.

– Underlag för åtgärder?

Vem ska mäta? Vårt fokus: metoder som kan användas t ex av

företagshälsovården (arbetsmiljöingenjörer) och yrkeshygieniker

– Har betydelse för vilken typ av mätningar som är möjliga och vilka

mätinstrument som är rimliga

Anställdas exponering för nanopartiklar

– Mätning bör göras personburet, ofta används filterprovtagning

Mallsidor

IVL Färger

Om att mäta halten nanopartiklar:

Filterprovtagning med SEM-analys

Filterprovtagning och vägning, vanlig metod för dammprovtagning

– Filtret vägs och masshalten beräknas

– Svårt väga nanopartiklar. Mängderna oftast för små (om stora mängder kan filtret oftast inte analyseras med svepelektronmikroskop, SEM, överladdat)

– Analys med SEM

• Analyserar fåtal utvalda ytor på filtret

• Kan främst användas för analys av partiklarnas morfologi (utseende), t ex storlek och ev. agglomerat

• Kan inte användas för att mäta halten (ythalt, masshalt), kan ge indikation på antalshalt

• Kan inte användas för att analysera vilka ämnen enskilda nanopartiklar består av, däremot ämnen som förekommer på filtret

Besvärliga problem

– En del av (de minsta) partiklarna fastnar inte på ytan utan ansamlas inuti porerna, dvs. syns inte med SEM

– Partiklarna kan sannolikt agglomerera på filterytan. Det man ser på filterytan är kanske något annat än det som finns i luften.

Mallsidor

IVL Färger

Om att mäta halten nanopartiklar:

Direktvisande instrument

Finns flera olika typer

Bärbara till släpbara instrument som mäter kontinuerligt och

loggar mätvärden

Mätstrategi som kombinerar olika mätinstrument för att mäta

halterna i olika storleksfraktioner och beräkna halten nanopartiklar

Instrumenten mäter vanligtvis antalshalt

En del instrument utgår från partiklarnas aerodynamiska diameter

och beräknar ythalt och beräknar masshalt utgående från en

antagen densitet på partiklarna

Styrka: Kan användas för att studera halter i rummet och över tid

Begränsning: Svårt använda för exponeringsmätning

Analyserar inte vilka ämnen nanopartiklarna består av

Mallsidor

IVL Färger

Störkällor Om man mäter med direktvisande instrument så skiljer de inte

mellan olika typer av nanomaterial. Om det finns andra källor som

sprider nanopartiklar så ingår dessa andra nanopartiklar i

mätresultatet, t ex

Förbränningsavgaser Fordonsavgaser Vacuumpumpar

”Heat sealing” (varmförsegling, värmeförslutning, plast)

Pensla epoxiharts. Även försiktig manuell pensling kan sprida nanopartiklar

Vattendimma, (när vattenånga kondenserar)

Lödning Svetsning Cigarettrök

Förbränning naturgas

Stearinljus Skalning av citrusfrukter

Mallsidor

IVL Färger

TIG-svetsning OBS! Risk att drunkna i mätdata

Bestäm från börja vilka mätdata som samlas in och hur de ska redovisas

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

#/cm

³

Nanoscan

0

10

20

30

40

50

60

70

0,3

5

0,4

5

0,5

75

0,7

25

0,9

1,3

1,8

2,5

3,5

4,5

6,2

5

8,7

5

12

,5

17

,5

22

,5

#/cm

³

Partikelstorleksfördelning (µm)

Grimm

Background

Exposure

0

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

3000000

08

:56

09

:10

09

:24

09

:38

09

:52

10

:06

10

:19

10

:33

10

:47

11

:01

11

:15

11

:29

11

:43

11

:57

12

:11

12

:25

12

:39

12

:53

13

:07

13

:21

13

:35

13

:49

14

:03

14

:17

#/cm

³

Nanoscan

Koncentration

Mallsidor

IVL Färger

Slutsatser från mätningar vid svetsning, kolloidal

silika, och dieselavgaser

Svårt hitta arbetsplatser som hanterar nanomaterial

Halter med mycket god marginal under gällande gränsvärden.

Åtgärder vidtagna, effektiv reducering av luftburna nanopartiklar

Verkar finnas stor respekt för tillverkade nanomaterial, i alla fall i stora företag. Vidtar åtgärder för att minimera exponering om så anses nödvändigt.

Åtgärder vidtas av processtekniska skäl, men ger god effekt ur exponeringssynpunkt.

MIG & TIG – halterna så låga att inga hälsoeffekter kan förväntas enligt befintliga epidemiologiska studier.

De flesta partiklarna är i storleksområdet 20-80 nm

SEM-bilder styrker resultat från mätinstrumenten: få primära nanopartiklar, främst agglomerat. Vad beror det på?

Mallsidor

IVL Färger

Regelverk och gränsvärden

Reach och CLP nämner inte nanomaterial

– Riskbedömingen förväntas ta hänsyn till den kunskap som finns om

hälsorisker med olika material och den form de har

Det finns inga fastställda gränsvärden för nanomaterial. Gällande

gränsvärdena för bulkmaterial finns.

I brist på gränsvärden, använd försiktighetsprincipen, eventuellt i

kombination med rekommenderade riktvärden

Mallsidor

IVL Färger

Förslag på gräns- och riktvärden, BSI (British Standard

Institute)

• Förslag om beräkning av riktvärden. Ta hänsyn till materialens egenskaper

– Fiberform

– Löslighet

– CMAR-ämnen

Mallsidor

IVL Färger

Åtgärder

Nanopartiklar är så små att de i stort sett har samma egenskaper

som gaser => åtgärder som fungerar bra för gaser fungerar

sannolikt också bra för nanopartiklar

Vad påverkar partiklars rörelse?

– Massan – sedimentation. Nanopartiklar har så liten massa att de

knappast sedimenterar. Virvlas lätt upp. Kan sväva väldigt länge i luften.

– Luftrörelser i omgivningen , t.ex. drag – bär med sig partiklar och gaser,

oavsett deras massa. Kyla/värme skapar nedåt- /uppåtgående luftrörelser

– Brownska rörelsen – gör att partiklar och gaser späds ut

Mallsidor

IVL Färger

Åtgärder, forts

Nanomaterial hanteras ofta i labbskala. Bra med handskboxar eller

dragskåp

Om nanomaterial måste användas, kan de användas i en slurry så

att det inte sprids damm?

Slutna system under undertryck (ventilerade)?

Uppmärksamhet på spill och vid underhåll

– Risk att spill av slurry torkar in och börjar sprida nanopartiklar

Mallsidor

IVL Färger

Om nanopartiklar som bildas

Typexempel: svetsrök och dieselavgaser

Omfattande epidemiologiska studier har gjorts.

Under senare år har man börjat mäta nanopartiklar, men dessa

partiklar har alltid funnits i svetsrök och dieselavgaser, även om

man inte mätt dem.

Hälsoriskerna ökar inte för att man börjar mäta nanopartiklar.

Men, mätningar av nanopartiklar i kombination med t.ex.

cellstudier kan hjälpa oss att förstå mekanismerna bakom olika

hälsoeffekter

Mallsidor

IVL Färger

Några kommentarer och funderingar

Hur är det med nanosäkerheten i små företag och i utvecklingslabb?

Definitionen av nanopartiklar (1 – 100 nm) bygger inte på någon

exakt vetenskap …

Vad händer med nanopartiklar efter att man andats in dem?