Türkiye'nin isg platformu
OSGB Hizmetleri

Nanomalzeme

Nanoteknoloji ve İş Güvenliği

Nanomalzeme; Nanometrelerle ölçülen küçük boyutlarıyla bunları karakterize etmişlerdir. Bir nanometre milimetrenin milyonda biridir ve insan saç telinden yaklaşık olarak 100,000 kat daha küçüktür

Nanomalzeme

Bilim adamları nanomalzemeler için henüz tam bir tanımda fikir birliğine varmış değillerdir fakat kısmen nanometrelerle ölçülen küçük boyutlarıyla bunları karakterize etmişlerdir. Bir nanometre milimetrenin milyonda biridir ve insan saç telinden yaklaşık olarak 100,000 kat daha küçüktür

Nano-boyutlu partiküller doğada karbon veya gümüş gibi çeşitli minerallerden meydana gelebilir fakat nanomalzeme olarak tanımlamak için bunların en azından tek boyutunun 100 nanometreden küçük olması gerekir. Nano düzeydeki çoğu materyal insan gözüyle klasik mikroskopları kullanarak görebilmek için bile oldukça küçüktür

Bu skalada tasarımlanmış materyaller sıklıkla tasarımlanmış nanomalzemeler (engineered nanomaterials (ENMs)) olarak adlandırılırlar ve benzersiz manyetik, elektriksel, optik vb. özelliklere sahiptirler. Ortaya çıkan bu özellikler elektronik, ilaç ve diğer alanları önemli ölçüde etkileyebilecek potansiyele sahiptirler.

Örnek olarak:

  • Nanoteknoloji, kanser hücreleri gibi vücuttaki spesifik organ veya hücreleri hedef alarak tedavinin etkisini arttıran ilaçların tasarlanmasında kullanılabilir.
  • Nanomalzemeler, çimento kaplama ve diğer materyallere eklenerek, bunların daha hafif ve daha güçlü olmasını sağlarlar.
  • Boyutları nanomalzemelerin elektronik alanda oldukça kullanışlı olmasını sağlar ve aynı zamanda çevresel ıslahta veya yapıştırıcıları temizleme ve toksinleri nötralize etmede kullanılırlar.

Bununla beraber tasarımlanmış nanomalzemeler her bakımdan büyük avantaj sağlarlarken bunların insan sağlığı ve çevre ile ilgili potansiyel etkileri hakkında çok az bilgi mevcuttur. Örnek olarak gümüş gibi iyi bilinen materyaller bile nano boyuta indirgendiğinde tehlike doğururlar.


Nanomalzemelerle Çalışmalarda Risk Değerlendirme


Kurumsal Kimlik

 

Nanomalzeme Türleri

Materyaller Boyut (yaklaşık) Örnekler
Nanokristaller veya kuantum noktalar 1-10 nm Metaller, yarı iletkenler, manyetik materyaller
Nanopartiküller 1-100 nm Metaller, seramik oksitler
Nanoteller 1-100 nm Metaller, yarı iletkenler, oksitler, nitritler
Nanotüpler 1-100 nm Karbon
Nano gözenekli katılar 0,5-10 nm (gözenek yarıçapı) Zeolitler, alümina
İki boyutlu nanopartiküller Birkaç nm2- µm2 Metaller, yarı iletkenler, manyetik materyaller
İnce filmler 1-1000 nm (kalınlık) Yarı iletkenler

Nano-boyutlu partiküller solunum, sindirim ve deri yoluyla vücuda girebilirler. Araştırmalar bazı nanomalzemelere maruziyetin akciğerlerde inflamasyon ve fibrosise veya deride inflamasyona neden olabileceğini ortaya çıkarmıştır. Bununla beraber uzun-dönem tekrarlı maruziyetin sonuçları için yeterli bilgi bulunmamaktadır. Nanomalzemelerin bu tür etkilerini doğru bir şekilde anlayabilmek için daha fazla araştırma gerekmektedir

Nanomalzemelerin Toksik Özellikleri

Bilim adamları farklı türlerde tasarımlanmış nanomalzemelere maruziyetin doğurduğu etkileri halen tam olarak tespit edebilmiş değildir. Bilgi boşluğu, maruziyet rotaları, nanomalzemelerin vücuda alınma yolu ve bunların vücudun biyolojik sistemleriyle etkileştikleri yollar gibi sağlık risklerini tahmin etmek için bilinmesi gereken kilit konularda meydana gelmektedir.


Meslek Hastalığı Bildirimleri


 

Çalışmalar bu alandaki boşlukları doldurmaya yardımcı olabilecek nitelikte olmasına rağmen, kapsamlı tehlike verisi mevcut olan veya yakın gelecekte elde edilebilecek olan nanomalzeme çeşidi oldukça azdır. Benzer kimyasal yapıya sahip farklı nanoformlar farklı toksikolojik özellikler gösterirler. Bu nedenle nanomalzemelerin tehlikelerini değerlendirebilmek için geleneksel toksisite testlerinden farklı olarak yeni yaklaşımlara ihtiyaç olacaktır.

Solunum Yolu

Solunan tasarımlanmış nanomalzemeler için, etkilenen hedef bölge genellikle akciğerlerdir. Nanomalzemelerin inflamatuar tepkilere neden olduğu kanıtlanmıştır. Bununla beraber tepkilerin ciddiyetini belirleyen faktörler tam olarak anlaşılabilmiş değildir. Aynı zamanda tekrarlanan maruziyetlerde bir çok vaka için uzun dönem sağlık sonuçları bilinmemektedir.

Ortam hava kirliliğine bağlı sağlık etkilerini inceleyen epidemiyolojik çalışmalar, akciğerlerdeki etkilere ek olarak, yüksek oranda nanopartikül içeren hava soluyan insanların kardiyovasküler sistem hastalıklarına yakalanma olasılığının daha yüksek olduğunu ortaya koymuştur. Bununla beraber bu bulguların iş ortamında nanomalzemelere maruz kalan işçilerle ilişkisi tam olarak ortaya konmamıştır.


Antropometrik Ölçüler


 

Dermal Yol

Solunumun yanında işyeri maruziyetinin bir sonucu olarak nanomalzemelerin deri ve sindirim kanalı ile ilişkisi de söz konusudur. Kozmetik ürünlerde kullanılan nanomalzemeler dışında, cildi etkileyen nanomalzemeler hakkındaki araştırmalar oldukça kısıtlıdır. Cilde temas sonrası oluşan etkilerin temas bölgesinde olması beklenir. Nanomalzemeler için cilt absorpsiyon potansiyeli hakkında yapılan araştırma, gerçekleşecek herhangi bir cilt emiliminin çok düşük miktarlarda olacağını ortaya koymuştur.

Enjeksiyon

Sindirim kanalına giren nanomalzemelerin akibeti ile ilgili genel sonuçlar ortaya koyabilecek herhangi bir bilgi yoktur

 

Web Tasarımı

Nanomalzemelerin Karakterizasyonu

Nanomalzemelerle çalışmadan önce bunların kimyasal bileşimini ve fiziksel karakteristiklerini anlamak önemlidir çünkü bu bilgiler risk değerlendirmesi için anahtar unsurlardır. Kullanılan nanomalzemelerin fiziksel ve kimyasal karakteristikleri ile ilgili yeterli bilgiye sahip olunursa, bu nanomalzemelerin diğer nanomalzemelere ne kadar benzediğini veya ne kadar farklı olduğunu belirlemek mümkün olacaktır.

Nanomalzemelerin tehlikeleri değerlendirilirken, benzer materyallerle ilgili bilgilere gönderme yapılabilir. Nanomalzemelerin biyolojik/toksikolojik verileri hakkındaki tüm karşılaştırmalar, benzerlik ve farklılıklarını sergileyecek şekilde her iki materyalin detaylı fiziksel karakterizasyonu ile desteklenmelidir.

Fiziksel karakteristiklerin yeterli değerlendirmesinin yapılmadığı durumlarda benzer kimyasal yapıya sahip nanopartiküller hakkında genel sonuçlar öne sürülür fakat aslında farklı boyutlar, şekiller, kristal yapı, yüzey şekli ve yüzey reaktivite karakteristikleri yanıltıcı olabilir. Genel olarak bu yaklaşımın uygun olduğunu doğrulayabilecek sağlam veriler olmadıkça risk değerlendirmesinde “benzer” nanomalzemeler için geçerli tehlike bilgilerine itimat etmek tavsiye edilmez.


İş Sağlığı ve Güvenliği Eğitimlerinin Hukuki Dayanağı


 

Tasarımlanmış nanomalzemelerin karakterizasyon bilgilerini içeren malzeme güvenlik bilgi formu, üreticilerden veya tedarikçilerden elde edilebilir olmalıdır. Bu bilgiler mevcut değilse üretici veya tedarikçiden bu bilgilerin sağlanması talep edilmelidir.

 

Toksisitenin Fizikokimyasal Etkenleri

Bahsedilecek olan fiziksel ve kimyasal özellikler tasarımlanmış nanomalzemelerin tehlike potansiyelini belirlemek için önemli parametrelerdir. Bu liste çok kapsamlı olmamakla birlikte, gelecekte yapılacak araştırmaların diğer önemli fiziksel ve kimyasal özellikleri belirlemede yardımcı olacağı düşünülmektedir.

Boyut

Spesifik partikül boyutlarıyla alakalı olarak tehlike özelliklerinde meydana gelen herhangi bir değişikliğe dair bir kanıt yoktur. Bununla birlikte 20-30 nm altında boyutlara sahip partiküllerin termodinamik olarak kararlı oldukları ve benzer kimyasal bileşime sahip daha büyük partiküllerle karşılaştırıldığında kristal yapıda çarpıcı değişiklikler meydana geldiği bildirilmiştir. Bu değişiklikler çok küçük partiküllerin çevreleri ve biyolojik ortamları ile etkileşme yolunu etkileyecektir. Sonuç olarak daha büyük boyutlu partiküller için gözlemlenen bilgilere dayalı olarak nanopartiküllerin toksikolojik davranışlarını tahmin etmek oldukça zordur.


Kazaya Ramak Kala’lar Hayat Kurtarır


 

Nanomalzemelerin spesifik etkilerinin çoğu 1-100 nm boyut aralığında bulunan partiküllerde meydana geldiği için Avrupa Komisyonu tanımlamasında 100 nm’lik boyut kesintisi kullanılmıştır. Bu, diğer yerlerde kullanılan tanımlamalarla da uyumluluk sağlar. Bunun 100 nm altında herhangi bir boyutu olmayan partiküllerin tehlike taşımadığı ve en azından bir boyutu 100 nm altında olan partikülün çok tehlikeli olduğu anlamına geldiği varsayılmamalıdır. Diğer maddelerin tehlike potansiyellerinde geniş çeşitlilik olduğu gibi, nano boyutlu partiküllerin tehlike potansiyellerinde de geniş çeşitlilik olacaktır.

Topak/Topaklaşma Hali

Nanomalzemeler serbest kaldığında, neredeyse tüm durumlarda topaklar oluşturacaklardır. Böylece pratikte daha büyük partiküllerin yanında öncelikli olarak nano-boyutlu partiküllere maruziyet söz konusudur. Topak/topaklaşma boyutu materyalin işyeri havasında kalma süresini etkileyecektir ve belki de nanomalzeme soluma potansiyelini azaltacaktır. Nanomalzemelerin topaklaşma davranışı dış çevreden (çalışma odası havası, dispersiyon ortamı vb.) oldukça etkilenir. Bundan dolayı risk değerlendirmesi yürütülen çevredeki topaklaşma davranışını anlamak faydalıdır.

Topaklar

Nanopartikül topakları dış ortam değişiklikleri sonucunda stabil kalmayabilir. Örneğin işyeri havasından solunan havaya geçiş sonucu topak hali değişebilir. Bundan dolayı nanomalzemenin işyeri havasında nispeten büyük topaklar içinde bulunabilmesine rağmen, solunum yolunda daha küçük öncül partiküllere ayrılarak akciğere nüfuz etme potansiyeli vardır.

Bu sebeple topak halinde olması nanomalzemenin solunma potansiyelini azaltmasına rağmen, özellikle işyeri havasında topak halinde bulunan nanomalzemelerin solunduğunda da bu formda kalacağı varsayılmamalıdır. Önlem olarak nanomalzemenin solunduğunda akciğerlere nüfuz edebilme potansiyeli olduğu göz önünde bulundurulmalıdır.

Yüzey Alanı

Tanecikli materyallerin hepsi olmamakla birlikte çoğu partikül yüzeyinde meydana gelen olaylar sonucu açığa çıkar. Partikülün boyutu azaldıkça, “yüzey alanı/kütle” oranı yükselir. Böylelikle partikül yüzeyindeki etkileşimlerden kaynaklanan tüm etkiler daha büyük partiküllerle karşılaştırıldığında nanomalzemeler için daha fazladır. Bu, nano-boyutlu partiküllerin, dozlar kütle bazında karşılaştırıldığında benzer kimyasal bileşime sahip daha büyük partiküllerden daha güçlü görünmelerinin nedenlerinden biridir.


Nikel ve Bileşiklerine Bağlı Hastalıklar


 

Dozlar toplam yüzey alanı bazında karşılaştırıldığında, toksikoloik etkide belli bir farklılık sıklıkla görülmez. Bu nedenle bilim çevreleri nanomalzemeler için yapılan toksikoloji çalışmalarında maruziyetler ve dozajlar için kütleden ziyade yüzey alanının kullanılmasını önermişlerdir.

Maruziyetleri ve dozları ifade etmek için yüzey alanının kullanıldığı durumlar azdır. Günümüzde mevcut tehlike verilerinin büyük çoğunluğu dozu açıklamada kütlenin kullanıldığı çalışmalardan elde edilmiştir. Bu durumda, daha büyük partiküller için kütle olarak ifade edilmiş doz-tepki ilişkisi, nanomalzemeler için olan doz tepki ilişkisinde kimyasal bileşim aynı olsa bile eksik tahmine yol açar. Bu nedenle doztepki ilişkisinde daha büyük partiküller için etki –olmayan seviyelerde, ekstrapolasyonun doğru olduğunu gösteren bilimsel bir kanıt olmadığı sürece, nanomalzemeler için ekstrapolasyon yapmak uygun değildir

 

Detaylı bilgi için TIKLAYINIZ

 

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

twenty + 3 =