Да ли су угљеничне наноцеви токсичне? Које заштитне мере треба предузети током руковања?

1. Неизбежно "критично питање"

Иза многих предности ЦНТ-а, једно питање остаје без одговора: да ли су они заиста безбедни?

Од открића ЦНТ-а 1991. године, расправе о њиховој токсичности никада нису престале. С једне стране, њихов игличасти{2}}влакнасти облик је запањујуће сличан азбесту; с друге стране, они су међу најперспективнијим носиоцима лекова у наномедицини. Да ли су ЦНТ „следећи азбест“ или су индустријски материјал којим се може управљати?

Данас, без избегавања и претеривања, а на основу ауторитативног истраживања и међународних стандарда, овај чланак се јасно бави овим осетљивим питањем.

2. Срж дебате о токсичности: Зашто су као азбест?

2.1 Забринутости које произилазе из морфолошке сличности

Патогеност азбеста је првенствено због његовог дугачког, танког, крутог влакнастог облика. Ова морфологија отежава чишћење макрофага у плућима, што доводи до хроничне упале услед дуготрајног-задржавања, што на крају доводи до азбестозе, рака плућа и мезотелиома.

ЦНТ случајно деле сличне карактеристике: висок однос ширине и висине, игличасту{0}}структуру и високу биопостојаност. Године 2008, студија објављена уНанотехнологија природепрви пут је потврдио да ЦНТ специфичне дужине, убризгани у трбушне шупљине мишева, заиста изазивају грануломе и инфламаторне одговоре сличне онима које изазива азбест.

Ово откриће је покренуло глобално безбедносно упозорење и постало полазна тачка дебате о томе да ли су ЦНТ безбедни.

2.2 Токсичност није „присутна или одсутна“ већ је резултат више фактора

Академска истраживања откривају сложенију истину: токсичност ЦНТ-а је под утицајем више фактора и не може се генерализовати.

(1) Дужина цеви је кључна варијабла
Однос ширине и висине је кључни параметар који одређује токсичност. Студије су показале да ЦНТ дужине 825 нм изазивају знатно јаче запаљење плућа од краћих цеви од 220 нм. Разлог је једноставан: макрофагима је теже да их у потпуности прогутају дуже цеви, што доводи до „фрустриране фагоцитозе“-макрофаги не могу да их очисте, већ уместо тога ослобађају значајне количине инфламаторних фактора, узрокујући трајно оштећење.

(2) Металне нечистоће су „невидљиве убице“
Метални катализатори (гвожђе, кобалт, никл, итд.) који се користе током синтезе ЦНТ, ако нису темељно пречишћени, могу оставити преостале металне честице које катализују производњу реактивних врста кисеоника (РОС), изазивајући оксидативни стрес и оштећење ћелија. Због тога је токсичност ЦНТ високе{2}}чистоће знатно нижа од токсичности производа ниже -чистоће.

(3) Површинске функционалне групе могу модификовати токсичност
Површинска хемијска модификација може значајно да промени биокомпатибилност ЦНТ-а. Функционализација као што је карбоксилација (-ЦООХ) или хидроксилација (-ОХ) може побољшати дисперзибилност ЦНТ-а у води и смањити њихов афинитет за ћелијске мембране, чиме се смањује цитотоксичност.

(4) СВЦНТ вс. МВЦНТ: Шта је опасније?
Студије показују да је при истој дози токсичност ЦНТ са једним-зидом (СВЦНТ) генерално већа него код ЦНТ са више{1}} зидова (МВЦНТ). Ово може бити зато што СВЦНТ имају мање пречнике и веће специфичне површине, због чега је већа вероватноћа да ће продрети у ћелијске мембране.

2.3 Механизми токсичности

Према прегледним чланцима, ћелијска токсичност ЦНТ-а се првенствено постиже кроз следеће механизме:

Кључни закључак:Ови токсични ефекти су релативно добро{0}}дефинисани у условима високе дозе и дуготрајне-изложености, али њихов ризик под ниским-дозама, краткорочним-сценаријима изложености остаје дебатован.

3. Водич за заштиту при руковању: Професионална изложеност је главни ризик

За обичне потрошаче, коришћење готових производа који садрже ЦНТ (као што су литијумске батерије и композитни производи) је безбедно-ЦНТ су имобилизоване унутар матрице и не одвајају се и ослобађају. Права брига је ризик од професионалне изложености: радници укључени у производњу, мерење, дисперзију, чишћење и друге послове.

3.1 Шта кажу међународни стандарди?

Правило значајне нове употребе (СНУР) америчког ЕПА за ЦНТ са више-зидова јасно захтева:

Инжењерске контроле као приоритет:Користите физичку изолацију, локалну издувну вентилацију, затворене системе и друге мере да бисте спречили излагање у највећој могућој мери.

Заштита органа за дисање:Када су инжењерске контроле недовољне да елиминишу ризик од излагања, морају се користити респиратори сертификовани од стране НИОСХ са додељеним заштитним фактором (АПФ) од 50 или више, укључујући:

Респиратори са филтером за цело{0} лице Н100/П100/Р100

Респиратори за{0}}пречишћавање ваздуха са погоном (ПАПР) са ХЕПА филтерима

Посебно је примећено да конвенционалне Н95 маске имају недовољну ефикасност филтрације за наночестице; Морају се користити филтери на нивоу П100 или Н100.

3.2 Фабричка пракса: седам препорука за „спасавање{1}}живота“

На основу закључака академског истраживања и индустријске праксе, приликом руковања ЦНТ-има треба следити следеће принципе:

Прво, операције са сувим прахом се морају изводити у затвореним системима или димоводним напама.
Вагање и преношење ЦНТ сувог праха најлакше ствара прашину. Операције треба да се обављају у димњацима са негативним-притиском, или треба користити претинце за рукавице и затворене системе за храњење. Строго је забрањено бацање или просејавање ЦНТ сувог праха у отвореном окружењу.

Друго, преферирајте унапред{0}}распршене пасте да бисте елиминисали прашину на извору.
Ово је најефикаснија заштитна мера. ЦНТ у претходно{1}}распршеним пастама су инкапсулирани у течности, не стварају прашину и значајно смањују ризик од излагања. Многи инциденти се дешавају управо током корака где купци сами распршују ЦНТ прах.

Треће, носите исправну личну заштитну опрему.

Четврто, користите мокро чишћење; суво чишћење или дување компримованим ваздухом је строго забрањено.
Користите влажне крпе за брисање или индустријске усисиваче (опремљене ХЕПА филтерима) за чишћење како бисте спречили да се таложена прашина поново шири ваздухом.

Пето, редовно пратите квалитет ваздуха на радном месту.
Користите преносиве аеросолне мониторе да бисте били сигурни да је концентрација ЦНТ у ваздуху испод границе професионалне изложености (тренутно је ограничење излагања које препоручује НИОСХ САД 1 уг/м³).

Шесто, успоставити програм надзора здравља на раду.
За запослене који су-дуготрајно изложени ЦНТ-има, редовно обављајте тестове плућне функције и процену снимања грудног коша.

Седмо, правилно одложите отпад.
ЦНТ отпад треба третирати као опасан отпад и не испуштати га директно у животну средину.

4. Регулаторни развој: ЦНТ укључени у управљање хемикалијама

Последњих година, велике глобалне економије су укључиле ЦНТ у системе управљања хемикалијама.

То значи да произвођачи ЦНТ-а треба да успоставе свеобухватније системе управљања ЕХС (животна средина, здравље, безбедност).

5. Предности произвођача Схандонг Танфенг: омогућавање „нулте-прашине“ употребе за купце

Као произвођач ЦНТ-а, дубоко смо свесни да је безбедност темељ индустријализације. Одговорни смо не само за наше интерне запослене, већ и за безбедну употребу наших производа од стране купаца.

Прво, строго контролишите металне нечистоће на извору.
Преостали метални катализатори значајно доприносе токсичности ЦНТ-а. Кроз оптимизоване процесе пречишћавања, контролишемо заостале метале као што су Фе, Цо и Ни до нивоа ппм, значајно смањујући потенцијалну биотоксичност наших производа.

Друго, обезбедите унапред{0}}распршене производе од проводне пасте.
Ово је наш највећи допринос безбедности купаца. ЦНТ у претходно{1}}распршеним пастама су инкапсулирани у течности (НМП или вода), не стварајући прашину током употребе, тако да се купци не суочавају са ризицима повезаним са руковањем сувим прахом. Тренутно је преко 70% наших пошиљки у облику пасте.

Треће, успоставите читав{0}}систем управљања ЕХС процеса.
У нашим производним радионицама стриктно имплементирамо затворене, аутоматизоване контроле и опремљене смо системима за сакупљање прашине и уређајима за третман отпадних гасова. Обезбеђујемо редовне прегледе здравља на раду и обуку о безбедности за наше запослене како бисмо обезбедили усклађеност пословања.

Четврто, обезбедите безбедносне листове (СДС) и упутства за употребу.
Свака серија производа долази са комплетним СДС-ом, који јасно наводи захтеве заштите и хитне мере. Када клијенти наиђу на безбедносна{1}}оперативна питања, пружамо техничке смернице.

6. Рационални поглед: Ризици се могу контролисати, нема потребе за паником

Враћајући се на првобитно питање: Да ли су ЦНТ заправо токсични?

одговор је:Постоје потенцијални ризици под одређеним условима, али се ризици могу контролисати.

ЦНТ није „следећи азбест“. Штета азбеста лежи у чињеници да се његова биопостојаност не може променити, док се токсичност ЦНТ-а може смањити мерама као што су контрола дужине цеви, пречишћавање нечистоћа и модификација површине. Главни консензус у научној заједници је да су безбедносни ризици ЦНТ-а инжењерски проблем, а не основна препрека.

У будућности, са напретком у технологијама зелене синтезе, функционалним модификацијама и строжим регулаторним мерама, безбедност ЦНТ ће наставити да се побољшава. Овај "супер материјал" ће на крају остварити свој прави потенцијал примене под сигурним и контролисаним условима.

Ако имате још питања о безбедном руковању ЦНТ-овима или су вам потребни унапред-производи са распршеном пастом да бисте избегли ризик од прашине, контактирајте нас. Као одговоран произвођач ЦНТ-а, спремни смо да радимо са вама како бисмо безбедно користили овај "супер материјал".