AKTUÁLNÍ OTÁZKY BEZPEČNOSTI PRÁCE S NANOMATERIÁLY ACTUAL QUESTIONS ABOUT SAFETY AT WORK WITH NANOMATERIALS. Marcela Rupová, Petr Skřehot

Transkript

1 AKTUÁLNÍ OTÁZKY BEZPEČNOSTI PRÁCE S NANOMATERIÁLY ACTUAL QUESTIONS ABOUT SAFETY AT WORK WITH NANOMATERIALS Marcela Rupová, Petr Skřehot Výzkumný ústav bezpečnosti práce, v.v.i., Jeruzalémská 9, Praha 1, ČR, rupova@vubp-praha.cz, skrehot@vubp-praha.cz ABSTRAKT Nanotechnologie se v posledních letech řadí mezi nejdynamičtěji se rozvíjející odvětví. Přes značné pokroky v oblasti výzkumu, je tato problematika obestřena ještě mnoha otazníky, které souvisí s netušenými možnostmi jejich praktického využití. Přesto již dnes nanomateriály zasahují téměř do všech oborů lidské činnosti a jsou předmětem diskusí mnoha odborníků, ale i laické veřejnosti. Jednání o ekonomických, sociálních a etických vlivech nanotechnologií probíhají v posledních 10 letech s rostoucí intenzitou zejména v USA, ale nověji i v Evropě. Jedním z nejpalčivějších témat je i otázka bezpečnosti a ochrany zdraví při práci (BOZP) s nanomateriály. Tento článek si klade za úkol zrekapitulovat nejzávažnější problémy týkající se tématiky bezpečnosti nanotechnologií, které budou v září tohoto roku diskutovány odborníky z celého světa v rámci vědecké porady svolané do Bruselu. Jejími hlavními organizátory jsou PEROSH (Partnership for European Research in Occupational Safety and Health) a NEW OSH ERA (New and Emerging Risks in Occupational Safety and Health - Anticipating and dealing with change in the workplace through coordination of OSH risk research). Českou republiku v tomto sdružení zastupuje Výzkumný ústav bezpečnosti práce, v.v.i., který má zájem se do práce odborné skupiny také aktivně zapojit. Jelikož se jedná o oblast značně širokou je naší snahou získat ke spolupráci i řadu dalších tuzemských subjektů, a to jak z akademické obce, tak z průmyslu. 1. ÚVOD Již dnes nanotechnologie nabízí nepřeberné možnosti využití v medicíně, dopravě, stavebnictví, komunikacích, textilním, kosmetickém, potravinářské, chemickém a keramickém průmyslu, energetice, kosmonautice, elektrotechnice, při výrobě sportovních náčiní anebo i věcí denní potřeby. Lze tedy předpokládat, že stejně jako v případě informačních technologií, zasáhne postupně téměř do všech oborů lidské činnosti a brzy se začne hojně projevovat i v běžném životě. Ačkoli dnes patří nanotechnologie mezi nejdiskutovanější témata odborné i laické veřejnosti, přesto nejsou některé praktické otázky doposud zodpovězeny. Hlavní otazníky jsou spojeny s užitnými vlastnostmi nanomateriálů a také s jejich toxicitou, jejíž zkoumání je teprve na samém počátku. V současnosti jsou s ohledem na profesionální expozici potencionálně nejvíce ohroženou skupinou pracovníci, kteří přicházejí s nanočásticemi do přímého styku při jejich výrobě, zpracování i laboratorním výzkumu. Z těchto důvodu je potřeba na bezpečnost a ochranu zdraví při práci (BOZP) s nanomateriály klást prioritně velký důraz. Otázky bezpečnosti práce s nanočásticemi, jejich toxicity a především pak ochrany před expozicí nanočásticím tak nabývají stále na větší důležitosti, které je však potřeba řešit globálně a paralelně s ostatním výzkumem. S ohledem na značnou šíři aspektů i překotného vývoje v oblasti nanotechnologií se jedná o velmi nelehký a dlouhodobý úkol, jehož řešení se neobejde bez vzájemné spolupráce řady odborníků z akademické sféry i průmyslu. 1

2 2. BEZPEČNOST A OCHRANA ZDRAVÍ PŘI PRÁCI S NANOMATERIÁLY V EU Ve Strategii Evropského společenství pro BOZP na období vytýčila Evropská komise pro členské státy jako jeden z úkolů identifikaci zdravotních rizik při práci s novými materiály a technologickými procesy. V této souvislosti je konkrétně uvedena také práce s nanomateriály a nanotechnologiemi. V Evropské unii je řešením otázek BOZP pověřena Evropská agentura pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (European Agency for Safety and Health at Work, EU-OSHA), která se v současnosti podílí na řešení zajímavého projektu NEW OSH ERA (New and Emerging Risks in Occupational Safety and Health - Anticipating and dealing with change in the workplace through coordination of OSH risk research) [1]. Tento projekt je zaměřen na nově vznikající rizika v oblasti BOZP a předvídání a zvládání změn na pracovištích souvisejících s těmito riziky. Součástí těchto nových rizik, kterých bylo definováno celkem 7, jsou i rizika spojená s expozicí nanočásticím [2]. Kromě EU-OSHA se na projektu NEW OSH ERA podílí také dalších 19 subjektů z 11 nejvyspělejších zemí světa, což dokládá, že Evropská unie této věci přikládá zvláštní důležitost. Řešení otázky bezpečnosti při práci s nanomateriály se v rámci Evropské unie účastní také partnerské výzkumné ústavy organizované ve skupině PEROSH (Partnership for European Research in Occupational Safety and Health). PEROSH má celkem 13 členů (viz tabulka 1), kteří se v příslušných zemích věnují otázkám bezpečnosti a ochrany zdraví při práci. Smyslem partnerství v rámci PEROSH je (ve spolupráci s orgány Evropské unie a vnitrostátními orgány členských států) posilovat evropský výzkum v oblasti BOZP, podpora sdílení informací a rozvíjení vzájemné spolupráce členských institutů i s jinými výzkumnými centry. Českou republiku ve společenství PEROSH zastupuje Výzkumný ústav bezpečnosti práce, v.v.i. Tab 1. Partnerské instituty PEROSH [3]. Země Institut Zkratka Německo Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin BAuA Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung BGIA Polsko Central Institute for Labour Protection - National Research Institute CIOP-PIB Finsko Finnish Institute of Occupational Health FIOH Velká Británie Health and Safety Laboratory HSL Francie lnstitut National de Recherche et de Sécurité INRS Španělsko Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo INSHT Itálie Istituto Superiore Prevenzione e Sicurezza sul Lavoro ISPESL Dánsko National Research Centre for the Working Environment NRCWE Belgie Institute for Occupational Safety and Health Prevent Norsko Statens arbeidsmiljøinstitutt STAMI Nizozemsko Netherlands Organisation for Applied Scientific Research TNO Česká republika Occupational Safety Research Institute VÚBP 3. VŠEOBECNÁ DOPORUČENÍ BEZPEČNOSTI NANOTECHNOLOGIÍ Na základě veřejné diskuse členů zapojených do NEW OSH ERA a sdružení PEROSH, kterou iniciovala Evropská komise, byla stanovena nejpalčivější témata BOZP při práci s nanomateriály (uvedená níže), která 2

3 budou v září tohoto roku detailněji diskutována v rámci vědecké porady svolané do Bruselu. Na základě výsledků vědeckého usnesení budou určeny priority budoucího výzkumu v oblasti nanotoxikologie (nového oboru toxikologie) a BOZP s nanomateriály a navrhnuty mezinárodní projekty směřující k jejich řešení [4]. Obdobná vědecká slyšení nejsou v poslední době ničím ojedinělým. Například již v roce 2004 se experti účastnící workshopu Mapping out Nano Risks organizovaného DG Health and Consumer Protection EK v Bruselu, shodli na 12 všeobecných doporučeních týkajících se bezpečnosti nanotechnologií a práce s nanomateriály. Jedná se o tato doporučení: Vypracovat rejstřík nanomateriálů (poloproduktů a konečných výrobků); Přidělovat vyráběným nanomateriálům všeobecně uznávané číslo v registru CAS (Chemical Abstracts Service); Urychlit vědecké práce při sběru dat o vlastnostech nanomateriálů a podrobovat je analýze; Vyvíjet měřicí zařízení; Vyvinout standardizované metody hodnocení rizik; Prosazovat dobré zkušenosti při oceňování rizik, zdraví lidí, nebezpečí pro životní prostředí a bezpečnost v celosvětovém měřítku; Zřídit instituce pro monitorování rozvoje nanotechnologie, pro zavádění laboratorních i výrobních standardů a pro případná regulační opatření; Rozvinout dialog s veřejností a průmyslem a zajistit účast obou stran při rozhodovacích procesech; Vypracovat směrnice a standardy pro oceňování rizik, pro výrobu a manipulaci nanomateriálů a pro komercionalizaci nanomateriálů a jiných nanotechnologických výrobků; Revidovat stávající regulační opatření s ohledem na specifika nanotechnologie; Přikládat nejvyšší význam výrobě a manipulaci s volnými nanočásticemi, dokud nebude identifikována jejich míra nebezpečnosti, případně, dokud nebudou např. zabudovány do matrice jiné látky; Snažit se o eliminaci, případně minimalizaci výroby částic o nanorozměrech a jejich nechtěnému uvolňování do životního prostředí, tam kde je to možné [5]. 4. PRIORITY PLÁNOVANÉHO VÝZKUMU V OBLASTI NANOTOXIKOLOGIE A BEZPEČNOSTI NANOTECHNOLOGIÍ Kompetentní autority EU se shodli, že aktuální dostupná data o toxických vlastnostech a možnostech expozice syntetickým nanočásticím jsou pro ucelený, podrobný a tolik potřebný odhad rizik jejich potencionálních účinků na lidské zdraví neadekvátní a kusé. Výzkum v oblasti bezpečnosti nanotechnologií by se podle zástupců PEROSH a NEW OSH ERA měl proto ubírat dvěma hlavními směry: (1) směrem odhadu expozice nanočásticím na pracovištích a (2) směrem výzkumu potencionálních nebezpečí, které nanočástice pro exponované jedince skýtají. Mezi další významné cíle výzkum patří i vývoj postupů monitorování a zaznamenávání změn zdravotního stavu exponovaných jedinců. 3

4 Priorita 1: Odhad expozice nanočásticím Pro správný a ucelený odhad rizik expozice nanočásticím je nutné v prvé řadě získat více dat, zejména z toxikologie a také o vlastním charakteru činností, při kterých k expozicím dochází. Jedná se tedy jak o pracovníky, kteří jsou vystaveni profesionální expozici, tak i o koncové uživatele výrobků obsahujících nanočástice. Pro všechny typy scénářů vstupu nanočástic do lidského těla bude potřeba vyvinout metodiky měření expozice nanočásticím a podrobit je testování a následné validaci. Jednou z překážek při vývinu metodik může být snížená možnost identifikace uměle vyrobených nanočástic na pozadí ostatních částic přirozeně se vyskytujících v daném prostředí. Dalším z cílů budoucího výzkumu je vývoj metodiky testování prašnosti pro vybrané typy vyráběných nanomateriálů a návrh norem, které by obsahovaly určení velikostní distribuce a schopnosti agregace emitovaných částic. Je snahou, aby získané informace byly následně zahrnuty do bezpečnostních listů všech vyráběných nanomateriálů. Nedílnou součástí výzkumu expozice nanočásticím je také návrh metody či systému, který by umožňoval analyzovat sebrané údaje a vytvářet jejich podrobnou databázi. Priorita 2: Odhad potencionálních nebezpečí nanočástic a nanomateriálů Druhým hlavním směrem plánovaného výzkumu BOZP s nanomateriály je odhad potencionálních nebezpečí uměle vyráběných nanočástic pro exponované jedince. Pro řešení tohoto problému je však nutná znalost tzv. kritické míry expozice volným nanočásticím v pracovním prostředí a to při různých pracovních procesech (zpracování, výroba, expedice atd.). Zmíněné údaje by měly být ideálně stanoveny pro všechny typy vyráběných nanomateriálů, z čehož vyplývají další a mnohem specifičtější požadavky budoucího výzkumu. Jedním ze specifických požadavků budoucího výzkumu toxických vlastností nanočástic je provádění testů na laboratorních zvířatech, především inhalačních testů na krysách. Předpokládá se, že ze všech možných cest vstupu nanočástic do organismu je vstup dýchacími cestami nejpravděpodobnější a je zpravidla spojen s nejzávažnějšími následky na zdraví exponovaného jedince. Pochopitelně není možné, aby byly inhalační testy na laboratorních zvířatech prováděny pro všechny typy uměle vyráběných nanočástic. Bude nutné však vyvinout dostatečně robustní a systematické mezilaboratorní porovnávání in vivo a in vitro inhalačních testů toxicity. Veškeré uměle vyráběné nanočástice by byly v tomto případě nejprve podrobeny in vitro testům, na základě nichž by bylo rozhodnuto, které z nich podstoupí detailnější testování in vivo. Tyto úvahy jsou v začátcích a prozatím není k dispozici ani žádná ověřená metodika pro provádění těchto testů. Další prioritou budoucího výzkumu je provádění systematických studií vlivu velikosti nanočástic, fyzikálněchemických vlastností a funkčních schopností na jejich celkovou toxicitu. Získané výsledky jsou potřebné pro efektivnější porovnání potencionálních nebezpečí vyráběných nanomateriálů a také při přidělování všeobecně uznávaného čísla v registru CAS. Mnoho nejen uměle vyráběných nanočástic se často vyskytuje v agregované podobě. Velmi malé částice mají vysokou tendenci k adhezi na površích větších částic, a to zejména díky přítomnosti povrchového náboje. Je tedy eminentním zájmem zaměřit výzkum na studium toxikokinetiky a toxikodynamiky nanočástic ve styku s většími částicemi. V této souvislosti by se samozřejmě nemělo zapomínat také na chování zmíněných aglomerátů a volných nanočástic po vstupu do organismu. Nedostatečné jsou znalosti o jejich průniku kůží, o přemísťování organismem z plic (po vdechnutí) do ostatních vnitřních orgánů, a také o jejich schopnosti se zde akumulovat. Podle předpokladu by pro organismus mohla mít nedozírné následky 4

5 zejména akumulace těchto částic v centrálních a periferních nervových systémech. Obestřeno nejasnostmi je prozatím i jejich chování při dosažení biologických hranic (bariér), jakými jsou povrch plicních sklípků či povrch střev, na nichž dochází k výměně látek mezi dýchacím, popřípadě trávicím ústrojím a krevním oběhem. 5. AKTIVITY VÝZKUMNÉHO ÚSTAVU BEZPEČNOSTI PRÁCE, V.V.I. V OBLASTI PREVENCE RIZIK NANOTECHNOLOGIÍ V RÁMCI SPOLEČENSTVÍ PEROSH S ohledem na vývoj nanotechnologií v České republice a potřeby budoucího výzkumu v oblasti pracovního ovzduší se bude i Výzkumný ústav bezpečnosti práce, v.v.i. zaměřovat na hodnocení expozice nanočásticím přítomných v pracovním ovzduší v podobě nanoaerosolů. V tomto směru bychom rádi ve spolupráci s externími institucemi a kvalifikovanými odborníky rádi vyvinuli metodiku pro terénní stanovení velikostní distribuce nanočástic v pracovním ovzduší, která by byla využitelná jak zaměstnavateli, tak i orgány ochrany veřejného zdraví při posuzování pracovních rizik na pracovištích. V souvislosti s tím, bychom se rádi pro potřeby resortu průmyslu zapojili do tvorby bezpečnostních listů pro výrobky obsahující nebezpečné látky v podobě nanočástic. Jelikož má VÚBP, v.v.i. dlouholeté zkušenosti s testováním a certifikací osobních ochranných pracovních prostředků, rádi bychom se podíleli také na vývoji účinných prostředků pro ochranu dýchadel určených pro prevenci rizik v průmyslových provozech, kde se mohou nanoaerosoly vyskytovat v pracovním ovzduší (např. spalovny, hutě, pekárny, lakovny apod.). Jelikož se ale jedná o značně širokou oblast potenciálního výzkumu, je naší snahou získat ke spolupráci i řadu dalších tuzemských subjektů, a to jak z akademické obce, tak z průmyslu. V tomto směru uvítáme jakékoli poznatky i zájem o spolupráci. 6. ZÁVĚR V České republice je do problematiky nanotechnologií zapojeno odhadem asi tisíc odborníků, kteří se zabývají základním i aplikovaným výzkumem zaměřeným především na zkoumání vlastností nanomateriálů a jejich příprav, na techniky zobrazování, na využití v oblasti nanobiotechnologie, nanomedicíně, nanoelektornice a celé řady dalších [6]. Všichni tito lidé však mohou být vystaveni profesionální expozici a je zjevné, že jich bude postupem času přibývat. V roce 2008 bylo ve spolupráci hlavního hygienika ČR, krajských hygienických stanic a Státního zdravotního ústavu provedeno dotazníkové šetření Pasportizace pracovišť s nanomateriály v České republice. Z výsledků tohoto šetření vyplynulo, že na 104 šetřených pracovištích (výzkumného i výrobního charakteru) je nakládáno se všemi známými typy nanomateriálů. Ve většině výzkumných organizací je expozice osob vyloučená nebo velmi nepravděpodobná. Ale u výrobních podniků je poměr pracovišť s možností expozice nanočásticemi a pracovišť bez pravděpodobné expozice stejný. Ve většině šetřených výrobních podniků je roční spotřeba nanomateriálů menší jak jedna tuna a na žádném z těchto pracovišť nebyly dosud objektivně zaznamenány zdravotní obtíže či poškození zdraví pracovníků v důsledku expozice nanomateriálům, přesto nelze při chronické expozici nežádoucí následky vyloučit [7]. Proto bychom se měli pokusit vyvinout kolektivní iniciativu k zajištění bezpečného nakládání s nanomateriály a stanovení jejich expozice. V Evropě je nyní těmto otázkám kladena velká priorita, a proto bychom neměli ani v České republice zaostávat za tímto trendem. Je proto snahou Výzkumného ústavu bezpečnosti práce, v.v.i. vytvořit kooperaci s ostatními 5

6 subjekty, které se problematice nanočástic věnují a mohly by napomoci v tomto směru bezpečnostního výzkumu. LITERATURA [1] Evropská agentura pro bezpečnost a ochranu zdraví. Roční plán řízení a plán činnosti na rok Bilbao : [s.n.], s. Dostupný z WWW: < [2] NEW OSH ERA [online]. EU-OSHA, 2006 [cit ]. Dostupný z WWW: < [3] Partnership for European Research in Occupational Safety and Health (PEROSH) [online]. [cit ]. Dostupný z WWW: < [4] Evropská agentura pro bezpečnost a ochranu zdraví, EU-OSHA : NEW OSH ERA [online] [cit ]. Dostupný z WWW: < [5] PRNKA, T., ŠPERLINK, K. Šestý rámcový program evropského výzkumu a technického rozvoje (6) : Nanotechnologie. 1. vyd. Ostrava : Repronis, s. ISBN [6] PRNKA, T., SHRBENÁ, J., ŠPERLINK, K. Nanotechnologie v České republice vyd. Ostrava : Repronis, s. Dostupný z WWW: < ISBN [7] URBAN, P., MRÁZ, J. Závěrečná zpráva o plnění úkolu hlavního hygienina ČR : "Pasportizace pracovišť s nanomateriály v České republice". Praha : Státní zdravotní ústav, s. 6