ייצור חלקיקים מייצג את אחד הגבולות הדינמיים ביותר של חדשנות תעשייתית, המאפשרת התקדמות באלקטרוניקה, תרופות, אחסון אנרגיה ומדעי חומרים. כמו קשקשים ייצור מסנתזת מעבדה ל כרכים מסחריים, אתגרים סביבתיים ובטיחותיים הטבועים בטיפול בחומר בביקוש הננומטרי דורש פיקוח קפדני ופרוטוקולים תפעוליים חזקים.ללא ניהול קפדני, חלקיקים יכולים לברוח למים, אדמה, וסחבת, וכן לבדיקות סביבתיות, המציעות לפרוטוקולים של מערכות אקולוגיים, וכן לפרוטוקולים, לפרוטוקולים סביבתיים, וכן לפרוטוקולים, לפרוטוקולים, לפרוטוקולים קבועים, ולניתוחים, לפרוטוקולים, לפרוטוקולים, לפרוטוקולים, לפרוטוקולים סביבתיים, ולבדיקות סביבתיים.

הבנת חלקיקים וסיכוןיהם

מה הם חלקיקים?

חלקיקים מוגדרים כחלקיקים עם לפחות ממד אחד בין 1 ל 100 ננומטרים. בקנה מידה זה, חומרים מציגים תכונות פיזיות, כימיות וביולוגיות ייחודיות ממקביליהם הגדולים.יחסי פני השטח הגבוהים שלהם, יחסי שטח אל-קוטמים, תגובת מוגברת, אפקטים קוונטיים, ושינויים solubility הם בין המאפיינים המאפשרים יישומים חדשים אבל גם להציג סכנות ידועות.

תוצאות חשיפה ובריאות

בגלל גודלו הדק, חלקיקים ניתן לחדור, ingested, או נספג דרך העור. inhalation הוא הדאגה העיקרית בסביבות הייצור. חלקיקים יכולים להפקיד עמוק באזור אלבואר של הריאות, translocate על פני העור. inhalanular-capry, ולחדור למחזור הדם, להגיע למוח, כבד, לב, ואיברים אחרים אפידמיולוגיים יש סימנים של זיהומים ננומטרים עם השפעות דלקתיות מסוימות, אפילו דלקתיות פחמן-דלקתיות.

חשיפה דרבימית עלולה להוביל לגירוי או חדירה מקומיים באמצעות עור פגוע. איצ'ינג יכול להתרחש באמצעות העברה יד-ל-אוזן או מזון מזוהמים ומים. הגודל הקטן גם מאפשר nanoparticles להתחמק מנגנונים של נירקציה טבעית, המוביל להצטברות ארוכת טווח ברקמות מתפתחות ראיות מצביעות על כך ש nanomaterials מסוימים יכולים לחצות את מחסום הדם במוח ובמחסום המכשול, עלייה חששות התפתחותיים על נוירולוגיות ו רעילות.

סיכונים סביבתיים ואקוטוקיביות

כאשר הם משוחררים לסביבה, חלקיקים יכולים להימשך, תחבורה, מצטברים.שטח פני השטח הגבוה שלהם ואת תגובתיות לאפשר להם למודעות אובב אחרים, רעילות מוגברת פוטנציאלית. במערכות אקולוגיות מימיות, חלקיקים כסף ידועים לשחרר ions כסף רעילים, גרימת אצות כסף, דהפניה, ודגים.טיטאניטיום דו-חמצני חלקיקים יכול לייצר מינים תגובתיים תחת אור אקולוגי, אשר הוכחוגניאקציוניסטיים רבים של חלקיקים.

תקנות סביבתיות מעלות את ייצור חלקיקים

ממשלות וגופים רגולטוריים ברחבי העולם הגיבו לצמיחה בננוטכנולוגיה על ידי התאמת מסגרות קיימות ופיתוח כללים ספציפיים עבור ננו-חומרים.מטרות הליבה הן להגביל את פליטות, לחייב שיטות ניהול פסולת, לדרוש ניטור סביבתי, ולאכיפת דרישות גילוי.

ארה"ב: EPA ו-TSCA

הסוכנות להגנת הסביבה של ארה"ב (EPA) מסדיר חלקיקים תחת חוק בקרת ה- Toxic Substances Control Act (TSCA) בשנת 2015, כחלק מרפורמת TSCA, ה-EPA החל לטפל בחומרים מסוימים של ננומטריים כחומרים כימיים "חדשים" אלא אם כן הם כבר רשומים על TSCAy או יצרנים חייבים להגיש הודעות טרום-ofacture (PMN) עבור nanomaterials חדשים, לספק תכונות סביבתיות מסוימות, כולל חומרים כימיים של פחמן-NSA (חומריים) לשימוש ב-CDC-CDC.

האיחוד האירופי: REACH ו-ECHA

הסוכנות האירופית לכימיה (ECHA) מפקחת על ננו-חומרים תחת הרישום, הערכה, אישור והגבלות של כימיקלים (REACH) תקנה.נכון לשנת 2020, יצרנים ויבואנים חייבים לרשום במפורש ננופורים של חומרים, עם דרישות נתונים ספציפיות המכסות את חלוקת גודל החלקיקים, צורה, כימיה פני השטח, ונקודות קצה רעילות של ELT.ה אירופית אימצה גם המלצה להגדרה של ננו-חומרי (2011/EU), כיצד ננומטר) רכזת 1FDCHAF (D) , ו-ELT) , ו-ELTC) , ו-ELTCVD) , ו-ELTQVD) , על בסיס אתר האינטרנט של הסוכנות האירופית שומרת על מנת לשמור על רכזת חומרים (DCHADVDVDVDVDVD) LTF) LTDVDVDVDVDVIC) LTD) LTD.

במסגרת ה- Classification של האיחוד האירופי, התווית והחבילהing (CLP) תקנה, ננופורים חייבים להיות מסווגים ומוכרחים לסיכון, וגליונות נתונים בטיחותיים (SDS) חייבים לשקף מידע ספציפי ננו-די.ניהול פסולת מכוסה על ידי הוראת מסגרת הפסולת וצו לנדפיטל, הדורשים כי ננו-חומרים יטופלו כבזבוז מסוכן כאשר הם מציגים תכונות מסוכנות.

מסגרות בינלאומיות אחרות

מדינות כולל יפן, סין, דרום קוריאה ואוסטרליה הציגו תקנות או הדרכה ספציפית של משרד הכלכלה, המסחר והתעשייה של יפן (METI) דורשות הודעה על ננו-חומרים חדשים תחת חוק בקרת חומרים כימיים.משרד ההגנה הסביבתי של סין פרסם הנחיות טכניות לניהול סביבתי של ננו-חומרים כלכליים.

סוכנויות קריטריונים וסטנדרטים

מעבר לסוכנויות הסביבתיות העיקריות, גופי בטיחות עובדים וארגונים סטנדרטיים ממלאים תפקיד קריטי בקביעת גבולות החשיפה המותרים (PELs), ניטור פרוטוקולים והנחיות הנדסיות.

ניהול בטיחות ובריאות (OSHA)

OSHA עדיין לא ביססה את הגבלת החשיפה המותרת הספציפית (PEL) עבור nanomaterials מהונדס, אבל היא לאכוף את סעיף החובה הכללי לספק מקום עבודה חינם מסיכוןים מוכרים. OSHA ממליץ למעסיקים ליישם את PELs הקיימים עבור החומר הגדול כנקודת התחלה (למשל, עבור פחמן שחור, טיטניום פחמן דו-חמצני) תוך הכרה כי ננופורים עשויים להיות מסוכנים יותר.

המכון הלאומי לבטיחות ולבריאות של הכיבוש (NIOSH)

NIOSH כבר מנהיג בפיתוח גבולות חשיפה לעיסוק (OELs) עבור ננו-חומרים.הכדורים הנוכחיים שלהם מספקים הערכות סיכון ובקרות המומלצים עבור צינורות פחמן, טיטניום דו-חמצני, וננו-חלקיקי כסף. NIOSH מפרסם גם את שיטות הטובות ביותר לטיפול בטוח וממליץ "היררכיה של בקרות": חיסול, החלפת, בקרת ניהול, ניהול מינהלי, ו-PIRSTFREGRER.

תקן בינלאומי: ISO /TC 229 ו ASTM E56

הארגון הבינלאומי לועדת הטכנית של Standardization 229 (ISO/TC 229) פרסם עשרות סטנדרטים הקשורים ננו-טכנולוגיה, כולל מינוח, אפיון, רעילות ובטיחות הכיבוש (למשל, ISO/TR 12885:2018 for Health and Safety Practices) של ASTM E56 ב-Nanoטכנולוגיה מספקת סטנדרטים למדידה, הערכה וסיכון רב של אלה הם תנאי הכרחי עבור סוכנויות רגולטוריות ו-igation for , אשר מחפשים סוכנויות ניהוליות חיוניות עבור תקנים חיוניים עבור תקנים רגולטוריים.

פרוטוקול בטיחות להגנת עובדים

תוכנית בטיחות מקיפה לייצור חלקיקים חייבת ליישם גישה רב שכבתית באמצעות ההיררכיה של הבקרה.הסעיפים הבאים מפורטים הנדסה, ניהולית, אמצעי הגנה אישיים.

בקרת הנדסה

בקרת הנדסה היא האמצעי היעיל ביותר לצמצום החשיפה.מערכות מפתח כוללות:

  • (FLT:0) תהליכי סגירה 1 (Reactors, מילימטרים, ומייבשי ריסוס צריכים להיות סגורים לחלוטין ומופעלים תחת לחץ שלילי כדי למנוע שחרור חלקיקים.
  • (FLT:0) ventilation (LEVir)FLT 1:1 - pume hood, gloveboxes, ולכידת מכסה צריך להיות מצויד עם מסננים גבוהה של חלקיקים (HEPA) המסוגלים ללכוד חלקיקים.
  • (FLT:0) בידוד ואוטומציה של קונסול 1 – היכן שניתן, להשתמש במכשירי טיפול מרחוק או במערכות רובוטיות כדי להפריד עובדים ממגע ישיר עם אבקות והשעיות.
  • (ב) ,0) שיטות וואט (Wt MethodsFLT:1) - כאשר אבקות יבשות לא ניתן למנוע, רטוב או עיבוד סלורי מפחית את ייצור אבק האוויר.

בקרה מינהלית

אמצעים מנהליים משלימים מערכות הנדסיות וכוללים:

  • (FLT:0) נהלים תפעוליים (SOPs)IRLT:1) - פרוטוקולים כתובים לקבלת, טיפול, העברה, אחסון, ופירוק ננו-חומרים.
  • (FLT:0) בקרת הגישה (FLT:1) - אזורי גבול שבהם ננו-חומרים מטופלים רק כדי לאפשר לאדם מורשה. השתמש בחתימה על מנת לציין את נוכחות ננו-חומרים ונדרש PPE.
  • (FLT:0Medical מעקב מעקב אחר LT:1) - הקמת הערכות בריאות בסיס ו ניטור רפואי תקופתי לעובדים, כולל בדיקות תפקוד ריאות, שבו צוין, ביומרקרים של חשיפה.
  • (ב) (ב) ,0) בית-הבית-הבית (בית-הונדינג'ר) (ב) 1) – השתמש בניקוי ה-HEPA-vacuumed כדי למנוע נזילות יבשות.

ציוד הגנה אישי (PPE)

כאשר בקרת הנדסה ומנהלית אינם מספיקים, PPE מספקת מחסום סופי.עבור ייצור חלקיקים, מומלץ PPE כולל:

  • (FLT:0) הגנה מפני פיראטיות 1 - במינימום, השתמש ב-N95 או N100 סינון פיראטיות פנים (למשל, חומרי סיכון גבוהים יותר (למשל, צינורות פחמן), להשתמש בחצי פנים או נספח מלא עם פיראטיות אלסטומרי עם מסננים P100.
  • (FLT:0) בגדים מובנים 1 (FLT) - מכסה בלתי ניתן להפרדה (Tyvek או דומה) עם צפים אלסטיים ומכסה.
  • (FLT:0)GlovesofLT:1 - כפפות נבחרות המבוססות על נתוני ההנצחה. כפפות ניטריל הן נפוצות, אבל עבור פותרים אגרסיביים או ננו-חומרים בסיכון גבוה, לשקול כפפות סרט מחוספס (למשל, Silver Shield).
  • [01:0] ,[דרוש מקור]: [ה], [הבטח] מתפתלים עם אומנים עקיפים או מגן מלא פנים כדי למנוע מתיז או מגע חלקיקים באוויר בעיניים.

אימון ובקרה

כל אנשי מקצוע הנכנסים לאזורים לטיפול חלקיקים חייבים לקבל הכשרה מתועדות המכסה: סיכונים ספציפיים לנונו-חומרים בשימוש, שימוש נכון בקרדי הנדסה, תיקון וניתוק של PPE, הליכי תגובה חירום ופרוטוקולים לטיפול בפסולת.

ניטור אוויר רציף באמצעות מכשירים קורא ישיר (למשל, חלקיק התנגשויות, סריקת גודל חלקיקים ניידות) מספק משוב בזמן אמת על הודעות פוטנציאליות. אישיים ושטחיים דגימה באמצעות ניתוח gravimetric מבוסס מסנן יש לבצע כדי לאמת את יעילות הבקרה.

תגובה חירום וניהול פסולת

גם עם בקרה חזקה, שפך, דליפות, וכשלונות בציוד יכולים להתרחש.תוכנית תגובה חירום מתוכננת בקפידה תוכנית ניהול פסולת מוסמך הם הכרחיים.

תגובה

שפיכות מעורבים ננו-מפודרים יבשים או השעיה דורשות מכילות מיידית.שלבי מפתח כוללים:

  • (ב) ויקרא י"א: "וַיָּבְהִיתִיא הוּא" (בראשית כ"ד).
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) CleanupFLT:1 - השתמש ב- HEPA-vacuum המיועד לשפך ננו-חומרי.אל תשתמשו בוואקום סטנדרטי עם מסננים שאינם-HEPA.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ (ה) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

תרגילים תגובה חירום צריך להתבצע רבעון. ערכות ספירלה המכיל HEPA-vacuum, סופגנים, PPE, ושקיות חד פעמיות צריך להיות ממוקם בנקודות אסטרטגיות בתוך המתקן.

פסולת ואכזבה

פסולת ננו חומרית כוללת חומרים גלם לא מנוצלים, מזוהמים PPE, מסננים בשימוש, שאריות תהליכים, ומוצרים מ-specifications. כי ננו-חומרים רבים מסווגים כמסוכנת תחת RCRA (בארה"ב) או קטלוג הפסולת האירופי (EWC), פרוטוקולים נוקשים חלים:

  • (FLT:0) CharacterizationFLT:1 - Determine אם הפסולת מציגה מאפיינים מסוכנים (toxic, קורוזי, תגובתי, זיהוי מחדש) ננופורים רבים שאינם רשומים כמסוכנת עדיין צריכים להיות מנוהלים כמו זה מבוסס על תכונותיהם.
  • (ב) ,0) ,PackagingFLT:1 - השתמש במיכלים חסומים, דליפות עם תוויות מתאימות (כולל קוד הפסולת והודעה כי הפסולת מכילה ננו-חומרים).
  • (ב) ,0) ,סורת ה- 1 (ב) - חנות באזור ייעודי עם מכילות משנית, הרחק מחומרים לא עולים בקנה אחד עם גישה מוגבלת.
  • (FLT:0 Transport and לייסודFLT:1) - חוזה עם מתקן שפכים מסוכן וסילוק. Incineration בטמפרטורות גבוהות יכול להרוס ננו-חומרים אורגניים רבים; נחיתה אינה מומלצת בשל הפוטנציאל לנטייה. Recycling או שחזור אפשרויות (למשל, עבור חלקיקים) יש לחקור היכן שניתן לעשות זאת.

אסטרטגיות צמצום פסולת, כגון קידוד תגובה נכנעים ועיבוד של פתרונות תהליכים, צריך להשתלב בזרימות עבודה ייצור.

מסקנה: הדרך קדימה עבור ייצור חלקיקים בטוחים ובר קיימא

האבולוציה המהירה של ננוטכנולוגיה דורשת מסגרות רגולציה ובטיחות דינמיות באותה המידה.היום, יצרנים חייבים לנווט בתיקון של תקנות לאומיות ובינלאומיות תוך יישום בקרת הנדסה המדינה-של האמנות, הכשרה קפדנית ותוכניות ניהול פסולת מקיפה. כמו הבנה מדעית של רעילות ננו-חומרית מעמיקת, אך הגבלות החשיפה המותרות יהפכו ככל הנראה ליותר מחמירות, ודרישות ניטור סביבתיות יתרחבו להנחיות קיימות והשקעה מתמשכת בגישות בטוחות יותר, אך לא רק בגישות בטוחות יותר, אלא גם הן יכולות להבטיח את סביבתן של התעשייה, אך לא רק לאחר שהן אינן יכולות להבטיח את יעילותן ולהבטיח את יעילותן.