Profesionálna expozícia nanočasticiam


Occupational exposure to nanoparticles

The work discusses the latest knowledge about nanoparticles in terms of their characteristics, health effects, professional exposure to nanoparticles, the routes of entry into the body, legislation and preventive measures, analysis of risk as a result of occupational exposure to nanoparticles and classification of nanoparticles according to IARC (International Agency for Research on Cancer, Lyon).

Keywords:
nanoparticles – professional exposure to nanoparticles – legislation and preventive measures – the classification of the selected nanoparticles according to IARC


Autoři: Hurbánková Marta;  Hrašková Dominika;  Moricová Štefánia
Působiště autorů: Slovenská zdravotnícka univerzita v Bratislave, Fakulta verejného zdravotníctva, Ústav pracovnej zdravotnej služby prednosta doc. MUDr. Štefánia Moricová, PhD., MPH, mim. prof.
Vyšlo v časopise: Pracov. Lék., 66, 2014, No. 2-3, s. 78-84.
Kategorie: Souborný referát

Souhrn

Práca pojednáva o najnovších poznatoch nanočastíc z hľadiska ich vlastností, účinkov na zdravie, profesiách exponovaných nanočasticiam, o cestách vstupu do organizmu, legislatíve a preventívnych opatreniach, o analýze rizík v dôsledku pracovnej expozície nanočasticiam a klasifikácii podľa IARC (Medzinárodná agentúra pre výskum rakoviny, Lyon).

Kľúčové slová:
nanočastice – profesionálna expozícia nanočasticiam – legislatíva a preventívne opatrenia – klasifikácia vybraných nanočastíc podľa IARC

Úvod

Nástup nanotechnológií je považovaný za najväčšiu inžiniersku inováciu od čias priemyselnej revolúcie. Nanočastice (NP – nanoparticles) sú častice, ktorých jeden rozmer je menší ako 100 nm. Ich veľkosti sa blížia k rozmerom molekúl, či atómov. Môžu mať pravidelný tvar (napr. dokonalej gule), alebo tvar vlákien (napr. nanorúrky) s polomermi okolo niekoľkých nanometrov a dĺžkou až niekoľko milimetrov. Tvar častíc ovplyvňuje aerodynamiku, rovnako ako ich difúziu.

Vyznačujú sa unikátnymi fyzikálno-chemickými vlastnosťami (napr. magnetické, optické, elektrické, elektronické, tepelné, mechanické a iné), k vôli ktorým sa používajú v mnohých oblastiach, ako napr. v elektrotechnike, elektronike, optike, strojárenstve, stavebníctve, textilnom, chemickom, potravinárskom, automobilovom, kozmickom, vojenskom priemysle a značné použitie majú aj v medicíne pri diagnostike a terapii.

Najviac používané nanočastice, ktoré sa používajú v priemysle a komerčne, sú: fulerény (C60), jedno­stenné uhlíkové nanorúrky, mnohostenné uhlíkové nanorúrky, nanočastice striebra, nanočastice železa, sadze (carbon black), oxid titaničitý, oxid hlinitý, oxid kremičitý, polystyrény, dendriméry a iné.

Látka pozostávajúca z nanočastíc má iné vlastnosti, ako tá istá látka pozostávajúca z väčších častíc, napr. mikročastíc – o veľkosti mikrónov. Častice a nanočastice tej istej látky môžu mať úplne odlišný vplyv na ľudský organizmus. Nanočastice rôznych veľkostí môžu byť charakteristické inými účinkami a inou mierou reaktívnosti. Môžu predstavovať nové zdravotné riziká pre človeka a ďalšie živočíšne druhy, či rastliny. V skutočnosti sa môže stať, že normálne ľudské obranné mechanizmy nebudú schopné adekvátne reagovať na novovytvorené častice. Okrem toho sa môžu tieto nanočastice dostať a pretrvávať v životnom prostredí a ovplyvňovať ho [1].

Keďže biologické účinky NP nie sú toho času overené, existuje reálna obava z neznámych zdravotných dôsledkov z nanomateriálov, a to z toho dôvodu, že by sa mohla zopakovať situácia, ako u azbestovej expozície, keď až po desaťročiach jeho používania v mnohých priemyselných oblastiach, sa zistili jeho škodlivé účinky na zdravie – najmä na respiračný trakt (pleurálne hyalinózy, azbestózy, bronchiálne karcinómy, mezoteliómy) [13].

Nanočastice môžu vznikať:

  • a) prirodzene – uvoľňujú sa samovoľne pri domácich alebo výrobných procesoch, pri priemyselných činnostiach (smog), po výbuchu sopky, pri požiaroch a spaľovaní najmä fosílnych palív (palivo do automobilov, uhlie), ale aj pri fajčení (pevné častice z dymu cigariet, ktoré dýchajú fajčiari i pasívny fajčiari) atď., alebo
  • b) môžu byť špeciálne priemyselne vyrobené pre spotrebiteľské výrobky a vyspelé technológie.

Toxické účinky nanočastíc závisia od veľkosti (rozmerov), povrchovej plochy a reaktivity, dávky, chemického zloženia, tvaru, rozpustnosti, schopnosti tvoriť agregáty alebo aglomeráty, povrchovej úpravy a od ich štruktúry [34, 35].

Cesty vniknutia NP do organizmu

Sú to najmä pľúca (pracovné a životné prostredie), koža (používanie kozmetických prípravkov, odevy), tráviaci trakt (konzumácia kontaminovaných potravín či liekov, ktoré obsahujú NP atď.). Nanočastice vďaka svojim malým rozmerom môžu prenikať do buniek (prednostne sa hromadia v mitochondriách, ale aj v cytoplazme, jadre, lipozómoch a bunkovej stene), prestupujú membránami, zúčastňujú sa metabolických pochodov a celej rady procesov a ostávajú dlhodobo v organizme. Chýbajú však informácie o mechanizmoch preniknutia NP cez membrány buniek, cieľových molekulách, s ktorými NČ interagujú v bunke, kinetike ich eliminácie, perzistencii v tkanivách a o transporte do tkanív, orgánov atď. Inhaláciou sa nanočastice môžu dostať do mozgu (Parkinsonova choroba, Alzheimerova choroba), do pľúc (astma, bronchitída, rozodma pľúc, pľúcna rakovina), obehového systému (arterioskleróza, zúženie ciev, trombus, vysoký krvný tlak), srdca (arytmie a iné ochorenia srdca), lymfatického systému (Kaposiho sarkóm) ako aj do ďaľších orgánov (choroby pečene a obličiek neznámeho pôvodu) [27].

Nerozpustné nanočastice (NP), môžu zostať po celé roky v pľúcach, gastrointestinálnom trakte, mozgu alebo v iných orgánoch. Sú menej vychytávané profesionálnymi makrofágmi obranného systému. Interagujú s bunkami epitelu, intersticiálneho tkaniva a cievnymi bunkami, spúšťajúc tak zápalové reakcie týchto buniek. Okrem toho NP sa môžu viazať na proteíny alebo prechádzať do obehu a sekundárne zasahovať cieľové orgány, ako sú pečeň, slezina, obličky, srdce a mozog. Expozícia NP v pracovnom alebo životnom prostredí môže pri vdýchnutí predstavovať potenciálne zdravotné riziko.

Vdychovanie nanočastíc: Najkritickejšie, čo sa týka možného zdravotného rizika nanočastíc sú tie, ktoré sú rozptýlené vo vzduchu (aerosóly). Do organizmu sa dostávajú inhaláciou do pľúc. Veľkosť častíc do značnej miery určuje, v akej konkrétnej funkčnej oblasti dýchacieho traktu sa častice usadia. Možno ich rozdeliť na tri anatomické a funkčné regióny:

  1. Horné dýchacie ciesty.
  2. Tracheobronchiálny región, ktorý je dobre chránený vrstvou hlienu. Tu sú väčšie častice z vdychovaného vzduchu filtrované usadením na stene dýchacích ciest. Ciliarnym pohybom sa dopravia smerom nahor k hrdlu a môžu byť v hliene vykašľané alebo prehltnuté.
  3. Menšie častice (menšie ako 2,5 mikrometra (µm) a nanočastice môžu vstúpiť do pľúcnych alveol, v ktorých dochádza k výmene plynov v pľúcach. Aby sa uľahčilo vstrebávanie kyslíka a uvoľňovanie CO2, všetky membrány a bunky v tejto časti pľúc sú extrémne tenké a zraniteľné, a bez akejkoľvek ochrannej vrstvy. Jediným mechanizmom klírensu v tejto časti sú makrofágy – veľké bunky, ktoré môžu „pohltiť“ cudzorodé látky a odstrániť ich z pľúcnych mechúrikov (alveol) tým, že ich napr. dopravia do lymfatických uzlín. Zdá sa však, že nanočastice z veľkej časti alveolárnym makrofágom uniknú z dohľadu a dostávajú sa do pľúcneho tkaniva. Vdýchnuté častice a vlákna s vysokou bioperzistenciou môžu interagovať s pľúcnymi epitelovými bunkami, čo vedie k zápalu, zjazveniu a deštrukcii pľúcneho tkaniva, s následným bakteriálnym zápalom pľúc alebo priemyselným pľúcnym chorobám, ako je silikóza a azbestóza [3, 23, 24, 35, 36, 37].

PROFESIONÁLNA EXPOZÍCIA NANOČASTICIAM

Profesie, pri ktorých sú zamestnanci profesionálne exponovaní nanočasticiam

Nanočastice môžu vznikať aj príležitostne, ako vedľajší produkt pri rôznych technicko-výrobných a pracovných procesoch. Typickými príkladmi sú výpary zo zvárania, kovové výpary, spájkovacie výpary, plazmové rezanie, výpary emisií pri plazmovom striekaní, polymérové výpary, vulkanizačné výpary, amorfné kyseliny kremičité, emisie práškového lakovania, olejovej hmly, emisie z leteckých motorov, emisie z pekárskych rúr, výpary mäsa pri údení a emisiách pevných častíc motorov atď.

Okrem expozície v životnom prostredí sú nanočasticiam profesionálne exponovaní zamestnanci pri výrobe nanočastíc, pri výrobe produktov z nanočastíc – hlavne syntetických, pri ich spracovaní, balení, čistení a  údržbe.

Pracovníci zapojení do vývoja, výskumu, výroby nanočastíc a nanomateriálov, zamestnanci podieľajú­ci sa na pracovných činnostiach, ako je rezanie, brúsenie výrobkov z nanomateriálov a na čistení výrobných zariadení sú viac exponovaní (vyššia koncentrácia, dlhšia doba expozície) než všeobecná populácia spotrebiteľov. Profesionálne exponovaní nanočasticiam sú aj pracovníci pri stavebných prácach, pri zváraní, profesionální vodiči vystavení expozíciam výfukovým plynom, pri údržbe a oprávách áut, zamestnanci vystavení surovým nanomateriálom a odpadom v pracovnom procese, zamestnanci v zdravotníctve pri terapii a diagnostike atď. [25].

Profesie s expozíciou CDNP (combustion-­-derived nanoparticles) – nanočastice ­vznikajúce zo spaľovacieho procesu

CDNP sú generované v niekoľkých situáciách, vrátane spaľovacích motorov, rozsiahlom spaľovaní uhlia na výrobu elektriny a v priemyselných procesoch, kde často môžu byť produkované spolu s väčšími časticami. Nanočastice vznikajúce pri spaľovaní majú schopnosť spôsobiť zápal, a tiež, v prípade nerozpustných CDNP, môžu unikať z miesta depozície v pľúcach a premiestniť sa do krvi a do ďalších cieľových orgánov [5].

CDNP zahŕňajú zváračské dymy a nanočastice sadzí, ktoré tak isto predstavujú pracovné riziko. Popolček je nebezpečný pre životné prostredie a dieselové výfuky sú rizikové pre životné a pracovné prostredie. CDNP pochádzajú priamo zo spaľovacieho procesu, a ich chemické zloženie sa môže časom meniť, nakoľko častice interagujú so zložkami znečisteného ovzdušia. CDNP môžu byť rozpustné a uvoľnené prechodné kovy alebo organické látky sú primárnou zložkou prozápalového mechanizmu. Prechodné kovy a organické látky môžu podstúpiť zložité cyklické chemické reakcie v prostredí pľúc, ktoré vedú k produkcii voľných radikálov, ako je superoxid anión alebo hydroxylové radikály [7, 10, 26, 30].

Expozícia rôznym typom CDNP je spojená s množstvom nežiaducich zdravotných účinkov, vrátane fibrózy, chronického zápalového ochorenia pľúc, horúčky z výparov kovov a rakoviny. Toto platí pre rôzne expozičné podmienky rôznych druhov CDNP, ktoré však nie sú pre všetky CDNP jednotné. Benzín aj motorová nafta sa spaľujú v automobilových motoroch, pri ktorých vznikajú tiež nanočastice – CDNP. Dieselové motory produkujú viac častíc na jednotku paliva ako benzínové [19, 38].

Pri spaľovaní v automobilových motoroch sa produkujú nízkorozpustné nanočastice uhlíka s komplexnou chemickou a fyzikálnou štruktúrou, obsahujúce sulfáty a organické frakcie vnikajúce pri nedokonalom spaľovaní paliva, mazacích olejov a polycyklických aromatických uhľovodíkov, spolu s množstvom iných chemických látok, ktoré sa môžu kondenzovať na častice [11, 33]. Jednoduché dieslové nanočastice sú v rozmeroch 5–20 nm, ale ľahko tvoria komplexné reťazce a agregáty o veľkosti 60–100 nm a viac [16].

Častice výfukových plynov vznetových motorov (DEP – Diesel exhaust particles) sú zvyčajne najčastejšou formou CDNP v ovzduší mestského zastavaného prostredia, znečisteného časticami (PM10), ale taktiež sa vyskytujú v pracovnom prostredí. V okolitom prostredí je koncentrácia DEP v PM10 pravdepodobne v rozmedzí 5–30 g/m3, zatiaľ čo v pracovnom prostredí je na úrovni až do 1000 g/m3 [11].

Častice emitované modernými dieselovými motormi (nazývané Diesel particulate matter DPM – dízlové častice) sú zvyčajne v rozmedzí veľkosti 100 nanometrov (0,1 mikrometra). Okrem toho, tieto častice sadzí tiež obsahujú karcinogénne zložky ako benz(a)pyrény adsorbované na ich povrchu. Jedna častica s priemerom 10 µm má približne rovnakú hmotnosť ako 1 milión častíc o priemere 100 nm. Častice v rozmeroch mikrometrov sú z ľudského tela skôr odstránené a tým sú oveľa menej nebezpečné.

Profesionální vodiči a opravári áut

Dízlovým časticiam sú exponovaní zamestnanci, ktorí obsluhujú tieto motory, a niektorí baníci používajúci silno-motorové zariadenia. Exponovaní sú najmä traťový zamestnanci, zamestnanci v autobusových garážach, v dopravných a prepravných spoločnostiach, dozorcovia v garážach, požiarnici, drevorubači, opravári aut, profesionálni vodiči atď. Profesionálna expozícia na dieslové palivá sa môže uskutočňovať cez kožu a inhaláciou, a to počas výroby, uskladňovania, distribúcie a užívania, ako aj počas opráv dieslových motorov [22].

Zvárači

Vysoké teploty pri zváraní generujú splodiny zvárania – častice (z ktorých vysoké percento tvoria nanočastice), ako aj žiarenie, hluk a plyny [2]. Väčšina zváracích materiálov sú zliatiny so zmesou kovov a rôzne ocele, ktoré môžu obsahovať železo, mangán, oxid kremičitý, chróm a nikel [4].

Odparovaný kov z tepelného oxidačného procesu zvárania produkuje plyny obsahujúce častice oxidu kovov, ako je hliník, kadmium, chróm, meď [2], z ktorých mnohé sú rozpustné vo vode. Presné zloženie výparov zo zvárania je dané kovmi, ktoré obsahujú elektródy. Častice splodín zvárania z veľkej časti pozostávajú z nanočastíc [18]. Expozícia výparov zo zvárania je spojená s pľúcnymi ochoreniami [2]. K nim patrí pokles pľúcnych funkcií, zvýšenie reaktivity dýchacích ciest, zápal priedušiek, fibróza, rakovina pľúc a zvýšené riziko výskytu infekcie dýchacích ciest. Okrem týchto pľúcnych účinkov kovového dymu je často u zváračov pozorovaná horúčka [2, 28]. Tento stav je spôsobený vdychovaním výparov oxidu zinočnatého a je charakterizovaný akútnym nástupom ochorenia podobného chrípke, sprevádzaného suchým kašľom, dýchavičnosťou, bolesťou svalov, hlavy a horúčkou [9]. K horúčke z dymu obsahujúceho kovy obvykle dochádza v prvých obdobiach expozície. Zvárací dym vyvoláva výrazné prozápalové účinky [18, 20, 32]. Tieto účinky sú spôsobené prevažne kovmi, ktoré podstúpia redox-cykláciu a vedú k oxidačnému stresu [6, 17, 18, 32].

Chronická expozícia vysokým koncentráciám výparov pri zváraní hliníkovým elektrickým oblúkom spôsobuje ťažké pneumokoniózy charakterizované difúznou akumuláciou hliníkových častíc v pľúcach a zodpovedajúcou zníženou funkciou pľúc. Pneumokoniózy vzniknuté v dôsledku expozície hliníkovému dymu sú popísané zriedkavo a ich podstata a skutočná incidencia nie je známa [12].

Zamestnanci v nanotechnológiách

V súčasnosti sa priama zamestnanosť v nanotechnológiách odhaduje na 300 000–400 000 pracovných miest v EÚ a vykazuje narastajúci trend [8].

Odhaduje sa, že v USA pracuje asi 2 milióny ľudí exponovaných nanočasticiam (s priemerom častíc do 100 nm) vo vývoji, výrobe a použití nanomateriálov a produktov. Ak bude nárast výroby v sektoroch spojených s nanotechnológiou ako doteraz, očakáva sa, že sa bude musieť v tomto sektore zamestnať rovnaký počet ďalších pracovníkov [21].

Maliari–natierači

Expozícia nanočasticiam TiO2 (používa sa ako biely pigment a plnivo do farieb a náterov) predstavuje 90 % všetkých pigmentov na svetovom trhu. Najdôležitejší čierny pigment vo farbách sú sadze (mikrokryštalický uhlík, 10–40 nm, grafit a pod.) – nanočastice, ktoré patria k anorganickým pigmentom.

Použitie 0,5–5 % nanočastíc (10–100 nm) výrazne zlepšuje vlastnosti náterových vrstiev – odolnosť proti poškriabaniu, zvyšuje tvrdosť, lesk, stabilitu, zosieťovanie materiálu a znižuje zakalenie. Nanočastice sú prítomné ako jednotlivé častice iba v čase procesu výroby. V priebehu sušenia laku, častice sa zhlukujú a sú nenávratne začlenené do polymérnej matrice.

IARC zaradila TiO2 do kategórie 2B (možný humánny karcinogén) [14].

Kaderníci

Mnohé nanočastice sa používajú v kaderníckych prípravkoch (napr. nanočastice galenitu – sulfid olova, o priemere cca 5 nm), pre stmavnutie šedých vlasov, farby na vlasy atď. Nebezpečné sú však najmä nanočastice z vlasových sprayov (prenikajú kožou aj inhaláciou).

Nanotechnológie v stavebníctve

Súčasné aplikácie v stavebníctve sú predovšetkým v oblasti prísad do betónov (nanofilerové nanočastice), samočistiacich povrchov, antiad­héznych povrchov alebo ochranných náterov. Dôsledkom uplatnenia nanotechnológií je vytvorenie novej generácie multifunkčných vysokohodnotných materiálov, ktoré budú mať vylepšené fyzikálno-mechanické vlastnosti a nadobudnú tiež nové vlastnosti. Dôsledkom je zvýšenie trvanlivosti betónu a zväčšenie rozsahu jeho použiteľnosti. Nanotechnológie sa pri vývoji a výrobe betónu uplatňujú prevažne v dvoch rovinách, ktoré spolu úzko súvisia a môžu byť aplikované súčasne, a to: štúdium mikro/nanoštruktúry betónu pomocou vhodných postupov a prístrojového vybavenia a prenos poznatkov do technológie výroby betónu, modifikovanie zloženia betónu použitím nanočastíc alebo materiálov, ktoré pôsobia na zložky betónu na molekulárnej až atómovej úrovni a tým ovplyvňujú jeho vlastnosti [29].

Tab. 1. Klasifikácia vybraných nanočastíc (pri profesionálnej expozícii) z hľadiska karcinogenity – podľa IARC 2013 [15]
Klasifikácia vybraných nanočastíc (pri profesionálnej expozícii) z hľadiska karcinogenity – podľa IARC 2013 [15]

Tab. 2. Klasifikácia profesionálnej expozície u kaderníkov a holičov z hľadiska karcinogenity (podľa IARC 2012)
Klasifikácia profesionálnej expozície u kaderníkov a holičov z hľadiska karcinogenity (podľa IARC 2012)

ĎAĽŠIE PROFESIE, PRI KTORÝCH SÚ PROFESIONÁLNE EXPONOVANÍ ZAMESTNANCI NANOČASTICIAM

Výskumní pracovníci

Patria medzi ne napr. vedeckí a výskumní pracovníci, nakoľko zisťujú, aké vlastnosti majú jednotlivé nanočastice fyzikálne, chemické, biologické, toxické, cytotoxické, genotoxické a pod., v podmienkach experimentálnych (in vivo a  in vitro), alebo v humánnych štúdiách (vplyv na zdravie), alebo pracujú pri výskume nanotechnológií, zobrazovacích techník, nanonosičov liečiv a pod.

Zdravotnícki zamestnanci

Ďaľšou potencionálnou, profesionálne exponovanou, skupinou sú zdravotnícki zamestnanci, ktorí používajú zobrazovacie techniky na báze nanočastíc (napr. fluorescenčné sondy pre detekciu a diagnózu chorôb), alebo používajú nanočastice pri terapii, ako nosiče liečivých látok, ktoré sa používajú na cielenú terapiu nádoru, pre minimálne poškodenie okolitého tkaniva a pre minimalizovanie vedľajších účinkov a zníženie toxicity liečiva [31].

Expozícia neznámym nanočasticiam

Ľudia prichádzajú stále viac do kontaktu s nanomateriálmi, ktorých biologické účinky nie sú doposiaľ preskúmané. Tento problém je zvlášť významný na pracoviskách, kde sú zamestnanci vystavovaní syntetickým a častokrát neznámym nanočasticiam. Nemusia to byť len nové pracoviská využívajúce špičkové nanotechnológie – nanočastice sú do ovzdušia emitované i pri bežných činnostiach (napr. manipulácia so sypkým materiálom, mletie, zváranie, tepelná úprava látok, rezanie, brúsenie, drtenie, spaľovanie atď.).

LEGISLATÍVA A PREVENTÍVNE OPATRENIA

Zamestnávatelia majú podľa zákonníka práce povinnosť zaistiť bezpečnosť a ochranu zdravia pri práci so zreteľom na riziká možného ohrozenia ich života a zdravia, ktoré sa týkajú výkonu práce. Na pracoviskách je preto nutné sústavne vyhľadávať nebezpečné činitele a procesy pracovného prostredia a pracovných podmienok, zisťovať ich zdroje a vyhodnocovať indikované pracovné riziká. Riziká spojené s expozíciou nanočasticiam sa však doposiaľ nedajú presne vyhodnotiť.

Pokiaľ ide o bezpečnosť a ochranu zdravia pri práci, v  Komisii parlamentu EU pracuje podskupina pre nanomateriály, ktorú v rámci Pracovnej skupiny pre chemické látky zriadil Poradný výbor pre bezpečnosť a ochranu zdravia pri práci. Táto pracuje na návrhu stanoviska k posudzovaniu a riadeniu rizík súvisiacich s nanomateriálmi na pracovisku. Konečné posúdenia potreby preskúmať právne predpisy v oblasti bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci sa so zreteľom na tieto činnosti a príslušné závery vykonávajú priebežne.

Právnymi predpismi, nariadeniami a opatreniami EU o nanomateriáloch sa zaoberá Európsky parlament, Rada EU a Európsky hospodársky a sociálny výbor. Uvedené činnosti riešia aj na základe pracovných dokumentov Komisie EU. Okrem spolupráce napr. s  OECD (Organizácia pre hospodársku spoluprácu a rozvoj) alebo OSN (Organizácia spojených národov), uskutočňuje Komisia EU pravidelný dialóg so Spojenými štátmi americkými, najmä s NIOSH (Národný inštitút pre bezpečnosť a ochranu zdravia). Často sa diskutuje o „dostatočnosti“ legislatívy, čo sa týka účinkov nanočastíc na organizmus a ochrany pred rizikami nanotechnologicky pripravovaných látok a produktov z nich. Výstupy z uvedených inštitúcií slúžia ako nariadenia alebo doporučenia pre legislatívy členských štátov [8].

Analýza rizík v dôsledku pracovnej expozície nanočasticiam

Pre analýzu rizík súvisiacich s expozíciou nanočasticiam je nutné získať informácie o:

  • zdrojoch nanočastíc,
  • vlastnostiach nanočastíc v pracovnom prostredí,
  • úrovni expozície počas pracovnej doby,
  • charaktere jednotlivých pracovných činností,
  • funkcii a činnostiach technických opatrení znižujúcich kontamináciu prostredia nanočasticami.

Odhad inhalačnej expozície je možné uskutočniť iba na základe vykonaného merania aerosólov. Spolu s informáciami o pracovisku a charaktere vykonávanej práce možno odhadnúť mieru rizika a vypracovať návrh na ochranu zdravia pracovníkov. Analýza rizika si vyžaduje systematický postup [27].

ZÁVER

Technologický pokrok zvyšuje kvalitu života, ale na druhej strane zaznamenávame zhoršujúce sa následky na ľudské zdravie. Výroba umelých nanomateriálov s novými chemickými a fyzikálnými vlastnosťami napreduje, ale ich toxicita zostáva neznáma.

V budúcich rokoch bude pravdepodobne dramatický nárast priemyselnej výroby a využitia nanomateriálov. Dôsledky tohto vývoja budú mať dopad na bezpečnosť zamestnancov, ochranu spotrebiteľov, verejné zdravie a životné prostredie. Z tohto dôvodu je potrebné, aby výskumníci zisťovali účinky nanočastíc na zdravie. Boli vyjadrené obavy, že by tieto mohli mať nepriaznivý dopad na zdravie a životné prostredie, najmä nanočastice s vyššiou toxicitou.

Z tohto dôvodu stúpa záujem o komplexné posúdenie rizika/bezpečnosti používania NP. Vplyv nanočastíc na zdravie sa stáva aj verejno-zdravotníckym problémom. Z uvedenej problematiky vyplýva aj dôležitá požiadavka pre výskum – cielene sledovať účinky najmä novovyvíjaných nanočastíc, a to experimentálnymi štúdiami in vitro, in vivo, ako aj štúdiami klinicko-epidemiologickými.

Do redakce došlo dne 2. 7. 2014.

Do tisku přijato dne 15. 7. 2014.

Adresa pro korespondenci:

Doc. PhMr. Marta Hurbánková, CSc.

Slovenská zdravotnícka univerzita

Fakulta verejného zdravotníctva

Ústav pracovnej zdravotnej služby

Limbová 12

833 03 Bratislava

Slovenská republika

e-mail: marta.hurbankova@szu.sk


Zdroje

1. Allhoff, F., Lin, P., Moore, D. What is Nanotechnology and Why Does It Matter?: From Science to Ethics. Singapour: Wiley, A. J. & Sons, 2009, 304 s., ISBN: 978-1-4051-7545-6.

2. Antonini, J. M. Health effects of welding. Crit. Rev. Toxicol., 2003, 33, s. 61–103.

3. Borm, P. J. A. et al. The potential risk of nanomaterials: a review carried out for ECETOC. Particle and Fibre Toxicology, 2006, 3, 11, s. 1–35.

4. Byrne, J. D., Baugh, J. A. The significance of nanoparticles in particle-induced pulmonary fibrosis. Mcgill J. Med., 2008, 1, s. 43–50, PMCID: PMC 2322933.

5. Donaldson, K., Stone, V., Tran, C., L., Kreyling, W., Borm, P. J. A. Nanotoxicology: a new frontier in particle toxicology relevant to both the workplace and general environment and to consumer safety. Occup. Environ. Med., 2004., vol. 61, s. 727–728.

6. Donaldson, K., Tran, L., Jimenez, L. A., Duffin, R., Newby, D. E., Mills, N., MacNee, W., Stone, V. Combustion-derived nanoparticles: A review of their toxicology following inhalation exposure. Particle and Fibre Toxicology, 2005, 2, 10, 3–23, ISSN: 1743-8977.

7. Duffin, R., Tran, L, Clouter, A., Brown, D. M., MacNee, W., Stone, V., Donaldson, K. The importance of surface area and specific reactivity in the acute pulmonary inflammatory response to particles. Ann. Occup. Hyg., 2002, 46 Suppl,. 1, s. 242–245.

8. European Commission EU. Second Regulatory Review on Nanomaterials. COM., 2012, 572 Final, Brussels, 3. 10. 2012, pp. 18.

9. Fine, J. M., Gordon, T., Chen, L. C., Kinney, P., Falcone, G., Beckett, W. S. Metal fume fever: characterization of clinical and plasma IL-6 responses in controlled human exposures to zinc oxide fume at and below the threshold limit value. J. Occup. Environ. Med., 1997, 39, s. 722–726.

10. Fubini, B., Mollo, L., Giamello, E. Free-radical generation at the solid/liquid interface in iron- containing minerals. Free Radical Research, 1995, 23, s. 593–614.

11. HEI: Diesel exhaust: a critical analysis of emissions, exposure and health effects. A special report of the Insititute’s diesel work­ing group. HEI research report, 1995.

12. Hull, M. J., Abraham, J. L. Aluminum welding fume-induced pneumoconiosis. Hum. Pathol., 2002, 33, s. 819–825, ISSN 1658-3175.

13. Hurbánková, M. Pevné aerosóly a zdravie. In: Šulcová, M., Čižnár, I., Fabiánová, E.: Verejné zdravotníctvo. VEDA, vydavateľstvo – SAV, 2012, s. 372–388, ISBN 978-80-224-1283-4.

14. IARC, 2012. Chemical Agents and Related Occupations. France: International Agency for Research on Cancer, 2012, 567 s., ISSN 1017-1606.

15. IARC, 2013. Agents Classified by the IARC Monographs. International Agency for Research on Cancer. Vol. 1–109. Dostupné na: http://monographs.iarc.fr/ENG/Classification/ [online: 14.01.2014].

16. Kittelson, D. B. Engines and nanoparticles: a Review. J. Aerosol. Sc., 1998, s. 29575–29588.

17. Li, G. J., Zhang, L. L., Lu, L., Wu, P., Zheng, W. Occupational exposure to welding fume among welders: alterations of manganese, iron, zinc, copper, and lead in body fluids and the oxidative stress status. J. Occup. Environ. Med., 2004, 46, s. 241–248.

18. McNeilly, J. D., Heal, M. R., Beverland, I. J., Howe, A., Gibson, M. D., Hibbs, L. R., MacNee,W., Donaldson, K. Soluble transition metals cause the pro-inflammatory effects of welding fumes in vitro. Toxicol. Appl. Pharmacol., 2004, 196, s. 95–107.

19. Morawska, L., Zhang, J. J. Combustion sources of particles. 1. Health relevance and source signatures. Chemosphere, 2002, 49, s. 1045–1058.

20. Naslund, P. E., Andreasson, S., Bergstrom, R., Smith, L., Risberg, B. Effects of exposure to welding fume: an experimental study in sheep. European Respiratory Journal, 1990, 3, s. 800–806.

21. NIOSH, 2005. NIOSH current intelligence bulletin: Evaluation of health hazard and occupational exposure to titanium dioxide. Draft. Available at: Accessed May 3, 2010. Department of Health and Human Services, Centers for Disease Control and Prevention, National Institute for Occupational Safety and Health. Dostupné na: http://www.cdc.gov/niosh/review/public/tio2/pdfs/tio2draft.pdf

22. Piers, F., Ramaswamy, V., Artaxo, P., Berntsen, T., Betts, R., Fahey, D. W., Haywood, J. et al. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. In: Solomon, S., Qin, D., Manning, M., Chen, Z., Marquis, M., Averyt, K. B., Tignor, M. and Miller, H. L. Climate Change: The Physical Science Basis, Cambridge University Press, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge, 2007, pp. 129–234. 

23. Pekkanen, J. et al. Particulate air pollution and risk of ­ST-segment depression during repeated submaximal exercise tests among subjects with coronary heart disease: the exposure and risk assessment for fine and ultrafine particles in ambient air (ULTRA) study. Circulation, 2002, 106, s. 933–938.

24. Peters, A., Wichmann, H. E., Tuch, T., Heinrich, J., Heyder. J. Respiratory effects are associated with the number of ultrafine particles. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 1997, 155, s. 1376–1383.

25. Reproduced with permission from Toxics Law Reporter. 26 TXLR 826, 07/14/2011. Copyright 2011 by The Bureau of National Affairs, Inc. 800-372-1033, http://www.bna.com.

26. Rice, T. M., Clarke, R. W., Godleski, J. J., Al. M. E., Jiang, N. F., Hauser, R., Paulauskis, J. D. Differential ability of transition metals to induce pulmonary inflammation. Toxicol. Appl. Pharmacol., 2001, 177, s. 46–53.

27. Rupová, M., Skřehot, P. Nanobezpečnost. Výskumný ústav bezpečnosti práce, v. v. i., Jeruzalemská 9, 116 52 Praha 1, XXX. kongres pracovního lékařství s medzinárodní účastí, Praha, 13.–14. 10. 2011.

28. Sferlazza, S. J., Beckett, W. S. The respiratory health of welders. Am. Rev. Respir. Dis., 1991, 143, s. 1134–1148.

29. Sičáková, A. Betón a nanotechnológie. Kamenivo a betón, 2005, roč. VI., s. 7–11.

30. Squadrito, G. L., Cueto, R., Dellinger, B., Pryor, W. A. Quinoid redox cycling as a mechanism for sustained free radical generation by inhaled airborne particulate matter. Free Radic. Biol. Med., 2001, 31, s. 1132–1138.

31. Sun, J., Zhou, S., Hou, P.,Yang, Y., Weng, J., Li, X., Li, M. Synthesis and characterization of biocompatible Fe3O4 nanoparticles. J. Biomed. Mater. Res. A., 2007, 80, 2, s. 333–341.

32. Taylor, M. D., Roberts, J. R., Leonard, S. S., Shi, X., Antonini, J. M. Effects of welding fumes of differing composition and solubility on free radical production and acute lung injury and inflammation in rats. Toxicol. Sci., 2003, 75, s. 181–191.

33. Tobias, H. J., Beving, D. E., Ziemann, P. J., Sakurai, H., Zuk, M., McMurry, P. H., Zarling, D., Waytulonis, R., Kittelson, D. B. Chemical analysis of diesel engine nano­particles using a nano-DMA/thermal desorption particle beam mass spectrometer. Environ. Sci. Technol., 2001, 35, s. 2233–2243.

34. Warheit, D. B. et al. Development of a base set of toxicity tests using ultrafine TiO2 particles as a component of nanoparticle risk management. Toxicology Letters, 2007, Vol. 171, 3, s. 99–110, ISSN 0378-4274.

35. Warheit, D. B., Webb, T. R., Reed, K. L., Frerichs, S., Sayes, C. M. Pulmonary toxicity study in rats with three forms of ultrafine – TiO2 particles: differential responses related to surface properties. Toxicology, 2007, 230, s. 90–104.

36. Wiedensohler, A., Wehner, B., Birmili, W. Aerosol number concentrations and size distributions at mountain-rural, urban-influenced rural, and urbanbackground sites in Germany. Journal of Aerosol Medicine, 2002, 15, s. 237–243.

37. Wichmann, H. E. et al. Daily mortality and fine and ultrafine particles in Erfurt, Germany part I: Role of particle number and particle mass. Research Report/Health Effects Institute, Nov. 2000, 98, s. 5–86.

38. Zhang, J. J., Morawska, L. Combustion sources of particles: 2. Emission factors and measurement methods. Chemosphere, 2002, 49, s. 1059–1074.

Štítky
Hygiena a epidemiológia Hyperbarická medicína Pracovné lekárstvo
Prihlásenie
Zabudnuté heslo

Zadajte e-mailovú adresu, s ktorou ste vytvárali účet. Budú Vám na ňu zasielané informácie k nastaveniu nového hesla.

Prihlásenie

Nemáte účet?  Registrujte sa