Войти
Группы, выступающие против создания нанотехнологических лабораторий в Гренобле, Франция, раскрасили свои противостояние бывшей крепости над городом в 2007 году Международная организация по стандартизации определяет инженерные наноматериалы, или ENMS, как материалы с внешними размерами от 1 до 100 нм, в наномасштабе, или имеющие структуру внутренней поверхности в этих размерах. Наночастицы могут быть как случайными, так и искусственными. Случайные наночастицы включают частицы от пыльных бурь, извержений вулканов, лесных пожаров и испарения океанской воды. Инженерные наночастицы (ЭММ) - это наночастицы, которые предназначены для использования в косметике или фармацевтике, например, ZnO и TiO2. Их также можно найти из таких источников, как сигаретный дым и снос зданий. Созданные наночастицы становятся все более важными для многих приложений в потребительских и промышленных товарах, что привело к увеличению их присутствия в окружающей среде. Это распространение привело к росту количества исследований воздействия наночастиц на окружающую среду.
Продукты, содержащие наночастицы, такие как косметика, покрытия, краски и каталитические добавки, могут по-разному выделять наночастицы в окружающую среду. Наночастицы попадают в окружающую среду тремя основными способами. Первый - это выбросы при производстве сырья, например, при добыче и переработке. Второй - выбросы во время использования, например, попадание косметики или солнцезащитного крема в окружающую среду. Третий - выбросы после удаления продуктов из наночастиц или их использование во время обработки отходов, например наночастиц в сточных водах и потоках сточных вод.
Первый сценарий выбросов, вызывающий 2% выбросов, возникает в результате производства материалов. Исследования завода по переработке драгоценных металлов показали, что при добыче и рафинировании металлов в воздух попадает значительное количество наночастиц. Дальнейший анализ показал, что уровни концентрации наночастиц серебра в воздухе намного превышают стандарты OSHA, несмотря на рабочую вентиляцию. Скорость ветра также может вызывать дальнейшее распространение наночастиц, образующихся при добыче полезных ископаемых или связанной с ними деятельности, и увеличивать проникающую способность. Высокая скорость ветра может привести к тому, что частицы в аэрозольной форме проникают в ограждение с гораздо большей скоростью, чем частицы, не подверженные воздействию ветра.
Конструкция также генерирует наночастицы во время производства и использования материалов. Выброс материалов нанометрового размера может происходить во время эвакуации отходов после операций по очистке, потерь во время распылительной сушки, остатков фильтров и выбросов из фильтров. Аэрозольные баллончики и пропелленты в среднем могут выделять 1,1 x 10 ^ 8 и 8,6 x 10 ^ 9 частиц / г.
Значительное количество наночастиц также выделяется во время работы с сухими порошками, даже когда они содержатся в вытяжных шкафах.. Частицы на строительных площадках могут подвергаться длительному воздействию атмосферы и, следовательно, с большей вероятностью попадут в окружающую среду. Наночастицы при строительстве и переработке бетона представляют новую опасность во время процесса сноса, что может создавать еще более высокие риски воздействия на окружающую среду. Бетон, модифицированный наночастицами, практически невозможно отделить от обычного бетона, поэтому выброс может быть неконтролируемым, если его разрушить обычными средствами. Даже обычное истирание и разрушение зданий может долгое время выделять наночастицы в окружающую среду. Нормальное атмосферное воздействие может привести к выделению фрагментов размером от 10 до 10 ^ 5 мг / м ^ 2, содержащих наноматериалы.
Другой сценарий выбросов - выброс во время использования. Солнцезащитные кремы могут выделять значительное количество наночастиц TiO2 в поверхностные воды. Тестирование озера Старый Дунай показало, что в воде были значительные концентрации наночастиц косметических средств. По консервативным оценкам, было приблизительно 27,2 мкг / л TiO2, если TiO2 был распределен по всему объему озера 3,5 * 10 ^ 6 м3.
Хотя TiO2 обычно считается слаборастворимым, они наночастицы подвергаются выветриванию и трансформации в условиях кислых почв с высоким содержанием органических и неорганических кислот. Наблюдаются заметные различия в морфологии частиц между изготовленными и природными наночастицами TIO2, хотя различия могут со временем уменьшаться из-за выветривания. Однако эти процессы, вероятно, займут десятилетия.
Наночастицы оксида меди и цинка, попадающие в воду, могут дополнительно действовать как хемосенсибилизаторы в эмбрионах морского ежа. Предполагается, что воздействие через солнцезащитный крем, вероятно, является наиболее важным способом воздействия на животных в водных системах вредных металлических частиц. ZnO из солнцезащитных кремов и других применений, таких как краски, оптоэлектроника и фармацевтика, все чаще попадает в окружающую среду. Их эффекты могут быть генотоксическими, мутагенными и цитотоксическими.
Наночастицы могут переноситься через различные среды в зависимости от их типа. Характер выбросов показал, что НЧ TiO2 накапливаются в обработанных илом почвах. Это означает, что основной путь выбросов - через сточные воды. ZnO обычно собирается в естественной и городской почве, а также на свалках. Наночастицы серебра при добыче и добыче обычно попадают на свалки и в сточные воды. Сравнивая различные резервуары по степени их загрязнения наночастицами, ~ 63-91% НЧ накапливаются на свалках, 8-28% - в почве, водной среде - ~ 7%, а в воздухе - около 1,5%.
Информация о воздействии промышленных наночастиц (НЧ) в окружающую среду остается ограниченной. Воздействие широко варьируется в зависимости от водной и наземной среды, а также от типов организмов. Характеристики самой наночастицы играют самые разные роли, включая размер, заряд, состав, химию поверхности и т. Д. Наночастицы, попавшие в окружающую среду, могут потенциально взаимодействовать с уже существующими загрязнителями, что приводит к каскадным биологическим эффектам, которые в настоящее время плохо изучены.
Несколько научных исследований показали, что наночастицы могут вызывать ряд неблагоприятных физиологических и клеточных эффектов на растения, включая ингибирование длины корня, сокращение биомассы, изменение скорости транспирации, задержку развития, нарушение синтеза хлорофилла, повреждение клеточной мембраны и хромосомную аберрацию.. Хотя генетические повреждения растений, вызванные наночастицами металлов, были задокументированы, механизм этого повреждения, его серьезность и обратимость повреждения остаются активными областями изучения. Исследования наночастиц CeO2 показали, что они значительно уменьшают фиксацию азота в корневых клубеньках растений сои, что приводит к задержке роста. Было показано, что положительные заряды на наночастицах разрушают мембранные липидные бислои в клетках животных и нарушают общую клеточную структуру. Для животных было показано, что наночастицы могут вызывать воспаление, окислительный стресс и изменение распределения митохондрий. Эти эффекты были дозозависимыми и варьировались в зависимости от типа наночастиц.
Настоящее исследование показывает, что биомагнификация наночастиц на трофических уровнях сильно зависит от типа наночастиц и рассматриваемой биоты. Хотя существуют некоторые случаи биоаккумуляции наночастиц, нет единого мнения.
Нет четкого консенсуса в отношении потенциальных воздействий на человека и окружающую среду в результате воздействия ЭНМ. В результате, разработка надежных методов тестирования оценки токсичности ENM стала приоритетной задачей для коммерческого использования. Однако ЭНМ встречаются в различных условиях, что делает универсальный метод тестирования нежизнеспособным. В настоящее время используются оценки как in-vitro, так и in-vivo, при которых наблюдаются эффекты НЧ на такие события, как апоптоз, или такие условия, как жизнеспособность клеток.
При измерении ENM учитываются и учитываются такие неопределенности, как поскольку примеси и биологическая изменчивость имеют решающее значение. В случае ENM некоторые проблемы включают изменения, которые происходят во время тестирования, такие как агломерация и взаимодействие с веществами в тестовой среде, а также то, как ENMS распространяются в окружающей среде. Например, одно исследование того, как присутствие фуллеренов влияет на большеротого окуня в 2004 году, пришло к выводу, что фуллерены ответственны за неврологический ущерб, нанесенный рыбам, тогда как последующие исследования показали, что это на самом деле является результатом побочных продуктов, возникающих в результате диспергирования фуллеренов в тетрагидрофуран (THF) и минимальная токсичность наблюдалась при использовании воды вместо него. К счастью, более тщательное тестирование может помочь решить эти проблемы. Одним из методов, доказавших свою эффективность в предотвращении артефактов, является тщательное определение характеристик ENMS в лаборатории, проводящей тестирование, а не просто использование информации, предоставленной производителями.
Помимо проблем, которые могут возникнуть в результате тестирования, существует Разногласия по поводу того, как обеспечить проведение тестирования для экологически значимых условий, отчасти из-за сложности обнаружения и количественной оценки ENM в сложных экологических матрицах. В настоящее время недоступны прямые аналитические методы для обнаружения НЧ в окружающей среде, хотя компьютерное моделирование считается потенциальным путем для продвижения вперед. Стремление сосредоточиться на разработке согласованных на международном уровне беспристрастных токсикологических моделей обещает обеспечить больший консенсус в данной области, а также позволит более точно определять ENM в окружающей среде.
Регулирование наноматериалов присутствует в США и многих других странах по всему миру. Текущая политика направлена в основном на воздействие НЧ в окружающую среду при производстве.
WPN работает над множеством проектов с цель уменьшения потенциальных угроз и опасностей, связанных с наночастицами. WPN провела исследования методов тестирования, улучшения полевых оценок, уменьшения воздействия и усилия по обучению отдельных лиц и организаций экологической устойчивости в отношении НП.
ISO / TC 229 фокусируется на стандартизации производства, номенклатуры / терминологии, контрольно-измерительных приборов, методологии испытаний и оценки, а также методов безопасности, здоровья и окружающей среды.
Что касается Соединенных Штатов, FDA и OSHA сосредотачиваются на правилах, которые предотвращают токсический вред людям от НЧ, в то время как EPA принимает меры по охране окружающей среды для предотвращения вредного воздействия, которое наноматериалы могут оказывать на планету.
EPA занимается регулированием с помощью двух подходов в рамках TSCA: правила сбора информации о новых и старых ЯМ и обязательное уведомление о предварительном производстве для начинающих ЯМ. Правило сбора требует, чтобы компании, производящие или импортирующие ЯМ, сообщали EPA о химических свойствах, объемах производства / использования, методах производства и любом обнаруженном воздействии на здоровье, безопасность и окружающую среду для любых используемых наноматериалов. Уведомления о предварительном производстве позволяют Агентству по охране окружающей среды лучше управлять воздействием наноматериалов, тестированием здоровья, производством / производством и безопасностью рабочих, а также объемом выпуска, который может позволить агентству взять под контроль ЯМ, если он представляет собой риск.
В этой инициативе НИОКР участвуют 20 департаментов и независимых агентств, которые занимаются инновациями и регулированием в области нанотехнологий в США. Проекты и деятельность NNI варьируются от НИОКР до политики в области окружающей среды и правил безопасности НМ.
NIEHS построился на сложностях, которые возникли при проведении исследований и оценка по наноматериалам. NIEHS реализовал быстрое внедрение НМ в изделиях самых разных отраслей, и с тех пор организация поддерживает исследования, направленные на понимание основных угроз, которые НМ могут представлять для окружающей среды и людей.
Этот совместный план действий был разработан для того, чтобы США и Канада защищали и улучшали безопасность и воздействие ядерных материалов на окружающую среду, не препятствуя росту и инвестициям в ядерные материалы обеих стран. RCC наблюдает за обеими странами и поддерживает правила, работает над созданием новых правил с целью согласования, обеспечения прозрачности и обеспечения того, чтобы новые и полезные возможности в секторе нанотехнологий были доступны обеим странам.
Наноматериалы определены согласованно в обоих законодательных актах, чтобы способствовать гармоничному использованию в промышленности. В январе 2020 года REACH перечислил явные требования для предприятий, которые импортируют или производят ЯМ, в Приложения I, III, VI, VII-XI и XII. Отчетность по химическим характеристикам / свойствам, оценке безопасности и обязательствам последующих пользователей ЯМ - все это необходимо для отчетности в ECHA.
В BPR есть другие правила и отчеты требований, чем указано в REACH и CLP. Для утверждения вещества требуются данные и оценка рисков, необходимы особые требования к маркировке, а отчеты о веществе с указанием текущего использования и потенциальных рисков должны выполняться каждые 5 лет.
Эта сетевая организация фокусируется на обеспечении ответственного производства наноматериалов, безопасных для окружающей среды, экономики и населения. ANF поддерживает совместные проекты с акцентом на поддержку безопасного развития в странах с развивающейся экономикой и технических исследований. В целом, организация помогает продвигать единообразное регулирование и политику в отношении ЯМ в Азии.
Стандарты и политика регулирования проверяются NSTC. Технический комитет SAC / TC279 занимается нормализацией терминологии, методологии, методов оценки и использования материалов в полевых условиях. Комитет разрабатывает специальные протоколы испытаний и технические стандарты для компаний, производящих ЯМ. В дополнение к этому, NSTC постоянно добавляет в свою базу данных токсикологии наноматериалов, чтобы улучшить стандарты и правила.
Есть сторонники и противники усиления регулирования в отношении наноматериалов. Сторонники регулирования хотят, чтобы НП рассматривались как класс, и / или имеют меры предосторожности против них. Противники считают, что чрезмерное регулирование может привести к пагубным последствиям для экономики, потребителей и свободы промышленности. В настоящее время предлагается рассмотреть несколько политик с целью изменения регулирования наноматериалов.
