Expozice nanomateriálů

14.9.3.1 Expozice nanomateriálů

prof. RNDr. Pavel Danihelka

Existuje jen velmi málo naměřených dat o expozici nanomateriálů a dostupných modelů pro odhad expozice. Potenciální expozice tak může být adresována pouze na základě obecných úvah a předpokladů v expozičních scénářích. Významný faktor v rámci charakterizace expozice představuje forma, ve které se nanočástice vyskytují, tj. zda existují jako volné částice, agregáty či aglomeráty, zda jsou vázané v matrici nebo zabudované ve výrobku, popř. zda jsou v průběhu výrobního procesu transformovány tak, že ve finálním produktu již nejsou ve formě nanočástic.

Expozice je pravděpodobně nejzávažnější v případech, kdy se částice vyskytují ve formě volných částic. Tato forma je však poměrně vzácná.

Nanočástice často vytvářejí za normálních environmentálních podmínek agregáty nebo aglomeráty, čímž se mění (nutně však ne ztrácí) jejich nanospecifické vlastnosti. Současné výzkumné studie vyšetřují, zda může po inhalaci dojít v plicních tekutinách k deagregaci/deaglomeraci a tím k uvolnění nanočástic. V průběhu životního cyklu nanomateriálu se mohou vyskytnout případy, kdy se nanočástice ze slabě vázaných aglomerátů nebo dokonce ze silně vázaných agregátů uvolní.

Expozice je méně pravděpodobná, pokud jsou nanomateriály vázány v matrici nebo zabudovány v zařízení. Může se však objevit v dlouhodobém měřítku díky environmentální degradaci nebo ve fázi odpadu, popř. při specifických operacích, jako je abraze nebo strojní opracování matrice. To může mít dopad na životní prostředí a nepřímo také na člověka (např. pitnou vodou nebo ovzduším). Důkazy jsou však stále velice omezené a kontroverzní. Největší riziko expozice nanomateriálům je obecně u pracovníků ve fázi výroby. Expozice bývá v tomto případě zpravidla velmi dobře kontrolována za pomoci uzavřených systémů. Je však potřeba vzít v úvahu rizika expozice při údržbě a čištění a také případy nekontrolovaného úniku. Měření nanomateriálů v pracovním ovzduší ukázala vyšší koncentrace v procesech, jako je protlačování a řezání sáčků obsahujících nanomateriály nebo řezání nano-kompozitů za sucha. Je potřeba další výzkum v oblasti chronické expozice pracovníků při zpracování výrobků obsahujících nanomateriály (např. při leštění apod.).

I když je velmi málo naměřených údajů, je zřejmé, že se expozice velmi liší v závislosti na typu aplikace. V technických aplikacích, kde jsou nanomateriály vázány v matrici (např. barvy nebo stavební materiály) nebo jsou zabudované v zařízení (např. v elektronice), je expozice při používání zřejmě relativně nízká. Výjimky mohou nastat, pokud jsou tyto matrice např. obrušovány nebo strojně obráběny.

V bezpečnostních listech se v současné době vyskytují pouze velice omezené informace. Pro zaměstnavatale a pracovníky, kteří používají nanomateriály, je tak velice složité zhodnotit expozici a přijmout adekvátní preventivní opatření. Nedávno byly provedeny příslušné změny v příloze II nařízení (ES) REACH, která představuje právní rámec pro bezpečnostní listy, a současné pokyny ECHA k bezpečnostním listům poskytují doporučení, jak adresovat charakteristiky nanomateriálů. Probíhají diskuse, zda by vyluhování (např. venkovních nátěrů nebo uvolnění na konci životního cyklu) mohlo vést k uvolnění značného množství nanočástic. V aplikacích, jako jsou potraviny a kosmetika, se odhaduje vysoká expozice prostřednictvím ingesce a přímého kontaktu s kůží. U aplikací, u kterých může docházet k otěru (jako např. pneumatiky), lze očekávat také environmentální expozici.

Expozice nanomateriálům může nastat také u odpadů. Studie zkoumající broušení materiálů obsahujících nanomateriály vázané v matrici nepotvrdily uvolňování nanočástic z matrice v průběhu broušení. Výsledky těchto studií jsou velice kontroverzní a jsou stále předmětem diskuse. Jemné částice obsahující vyráběné nanočástice mohou být vdechnuty, a mohou tak sloužit jako nosič nanomateriálů, který je dopraví do těla. Současný výzkum studuje, zda se mohou navázané nanomateriály v těle z nosiče uvolnit (např. v plicní tekutině) nebo zda ovlivňují toxicitu jemných částic.

Ve vztahu k osudu a chování nanomateriálů v životním prostředí existuje pouze několik málo studií. Tato situace je dána omezením metod pro detekci nanočástic v životním prostředí. Hlavní problém představuje odlišení vyrobených nanočástic od přírodních nanočástic a nanočástic vzniklých jako vedlejší produkt. Dokonce i v pracovních podmínkách mohou pozaďové nanočástice (např. z výfukových plynů dieselových motorů) dominovat nad emisemi z výrobních procesů. Kromě jasných indicií, že nanočástice interagují s přírodní organickou hmotou, je také stále málo informací o osudu nanočástic ve vodním prostředí.

K expozici nanomateriálům může docházet také v důsledku jejich přítomnosti v recyklovaných materiálech. Doposud nejsou k tomuto typu expozice žádné informace, nebyly pozorovány ani žádné nepříznivé účinky. Tato problematika se teprve začíná řešit.

Ve vztahu k potenciální profesionální i neprofesionální expozici je potřeba více dat. Je nezbytné vyvinout metody pro detekci nanomateriálů v životním prostředí.

Zejména z důvodu nedostatku údajů o expozici zůstává charakteristika rizika na velmi předběžné a kvalitativní úrovni. Pokud se u nanomateriálu neprokáže nebezpečnost a bioakumulace, nejedná se o významný problém, protože expozice těmto materiálům zřejmě při mírných dávkách nevyvolá toxické nebo ekotoxické účinky. Stejně tak, pokud není pravděpodobný výskyt expozice (protože je nanomateriál uzavřen nebo zabudován v matrici nebo jsou přijata jiná adekvátní preventivní opatření), nebude pravděpodobně nanomateriál představovat hrozbu pro lidské zdraví či životní prostředí.

Pozornost regulátorů by měla být zaměřena na nanomateriály, u nichž předběžné informace naznačují potenciální nebezpečnost nebo bioakumulaci, a na aplikace těchto nanomateriálů, u kterých se může vyskytovat významná expozice pracovníků, spotřebitelů nebo životního prostředí.

Podle současných znalostí mohou být příkladem takovýchto nanomateriálů různé formy nano-oxidu titaničitého a nano-oxidu zinečnatého (vzhledem k vysoké potenciální expozici, zejména v aplikacích, jako jsou UV-filtry), uhlíkové nanotrubice (možná karcinogenita některých forem) a nanostříbro (potenciální ekotoxicita).

Priority však musejí být přezkoumány s ohledem na vývoj výzkumu a vývoje a vývoj trhu. U nových aplikací se může vyskytovat jiná nebezpečnost než u v současné době studovaných forem. K modifikacím nanomateriálů může docházet také u…