artikel

TU-aanpak voor veilig werken

Geen categorie

Nanodeeltjes kennen al vele toepassingen. De eigenschappen maken nanodeeltjes interessant vanuit een technisch perspectief, zoals hun hoge graad van reactiviteit en de mogelijkheid door omhullingen (barriers) te gaan. Dit maakt ze juist ook gevaarlijk voor mens en milieu. De toepassing van kunstmatig geproduceerde nanodeeItjes neemt een grote vlucht. Enkele voorbeelden hiervan zijn:

 

 

In voedsel voor het verhogen van de opname van supplementen.

 

– In verpakkingsmiddelen als antibacteriele coating en het wegvangen van zuurstof.

 

– In tennisballen om het rubber luchtdichter te maken.

 

– In zonnebrandmiddelen omdat ze effectief UV-straling afVangen.

 

– Toners voor kopieerapparaten en printers bevatten ook nanodeeltjes.

 

– Bij medische toepassingen kunnen bepaalde nanodeeltjes medicijnen naar een specifiek orgaan transporteren. Ook worden ze toegepast in het kader van diagnostiek.

 

Nanodeeltjes worden ook geproduceerd door auto’s, zoals roet in emissies van dieselmotoren. Bij het verbranden van fossiele brandstoffen worden ook nanodeeltjes gevormd. Ook in sigarettenrook bevinden zich nanodeeltjes. Daarnaast produceert de natuur zelf deze deeltjes ook. Door elektrische velden tijdens onweersbuien ‘sproeien’ bomen nanodeeltjes.

 

Nanodeeltjes worden op verschillende wijzen geproduceerd in de gasfase of in de vloeistoffase. In vloeistoffen zijn nanodeeltjes in principe niet gevaarlijk voor inademing.

 

In de gasfase kunnen nanodeeltjes worden gemaakt met verdamping-condensatiemethoden, plasmaproductie en laserpyrolyse.

 

De gloeiende draad en de vonkgenerator zijn voorbeelden van verdamping-condensatieprocessen en worden bij de Afdeling Delft Chem Tech van de faculteit Technische Natuurwetenschappen veel toegepast.

 

Bij het gloeiendedraadproces wordt een zeer geringe hoeveelheid metaalatomen verdampt van een gloeiende draad door een hoge elektrische stroom door de draad te leiden. De verdampte atomen condenseren tot clusters van enkele atomen. Bij de vonkgenerator (figuur 2) worden tussen twee elektroden repeterende vonken (1000 vonken per seconde) opgewekt. Bij het ontstaan van de vonken worden nanodeeltjes van het materiaal van de elektroden gegenereerd. Bij het toepassen van elektroden van twee verschillende materialen kunnen legeringen worden gemaakt. De productieschaal is in de orde van 10 mg per uur en kan met meerdere elektroden eenvoudig worden opgeschaald.

 

Figuur 2. Productie van nanodeeltjes met een vonkgenerator

 

 

De Afdeling Delft Chem Tech van de faculteit Technische Natuurwetenschappen doet onderzoek naar en aan nieuwe nanodeeltjes. Met verschillende productiemethoden, vaak de gloeiende draad of de vonkgenerator, worden van verschillende materialen nanodeeltjes geproduceerd. Deze nanodeeltjes worden in kleine hoeveelheden voor het karakteriseren van de deeltjes gemaakt. Elektronenmicroscopen karakteriseren vervolgens veelal de deeltjes.

 

Door hun beperkte afmetingen (<100 nm) kunnen nanodeeltjes door barrieres zoals celwanden heengaan en tijdens inademen diep in de longen doordringen. In de cellen kunnen zij het metabolisme verstoren en vanuit de longen in het bloed komen. Ook wordt wel gesuggereerd dat nanodeeltjes die in het neusslijmvlies terechtkomen uiteindelijk de hersenen kunnen bereiken; hiervoor is nog geen enkel wetenschappelijk bewijs geleverd.

 

Voor deze relatief nieuwe ‘stof heeft de wetgever nog geen regels opgesteld. Vanzelfsprekend heeft de werkgever een zorgplicht. Een werkgroep bij de Afdeling Delft Chem Tech heeft een richtlijn voor het veilig omgaan met nanodeeltjes opgesteld. Deze gaat in op de achtergronden voor de veiligheidsmaatregelen bij het omgaan met nanodeeltjes.

 

Afhankelijk van het materiaal waaruit de nanodeeltjes bestaan, zijn de deeltjes meer of minder gevaarlijk. Is het materiaal oplosbaar in water of lichaamsvloeistoffen, dan zijn de nanodeeltjes even gevaarlijk als het materiaal waarvan de deeltjes gemaakt zijn. Aangezien bij de Afdeling Delft Chem Tech op zeer kleine schaal nanodeeltjes worden geproduceerd, kunnen onderzoekers maar weinig binnenkrijgen en is het risico van deze deeltjes beperkt.

 

De afdeling heeft verschillende maatregelen genomen om de onderzoekers te beschermen tegen blootstelling aan nanodeeltjes die niet of slecht in water oflichaamsvloeistoffen oplossen. De blootstellingsweg is daarbij van belang. Nanodeeltjes die in de gasfase worden geproduceerd, kunnen in de adernIucht van de onderzoeker terechtkomen. Daarom worden nanodeeltjes bij onderdruk geproduceerd zodat lekkage wordt voorkomen en wordt zoveel mogelijk in gesloten kasten of in gesloten zuurkasten gewerkt. Bij het verzamelen van de geproduceerde nanodeeltjes kunnen ze toch in de lucht terechtkomen. Omdat de deeltjes zo klein zijn, kunnen ze diep in de longen doordringen, maar ze worden ook voor een groot deel weer uitgeademd. Het dragen van adembescherming, bijvoorbeeld met hepafilter, biedt een afdoende bescherming.

 

Verzamelde nanodeeltjes kunnen met de huid in aanraking komen. Er wordt van uitgegaan dat nanodeeltjes door de huid kunnen penetreren. Goede handschoenen, gezichtsbescherming, dichte schoenen en bedekkende werkkleding beschermen afdoende.

 

Een andere nare eigenschap is het pyrofore karakter van sommige nanodeeltjes, meestal nanodeeltjes gemaakt van metalen. Pyrofore stoffen kunnen bij blootstelling aan lucht snel een verbinding aangaan met zuurstof (oxideren, verbranden) hetgeen met vuurverschijnselen gepaard gaat. Totdat het tegendeel is bewezen, wordt er van uitgegaan dat alle nanodeeltjes pyrofoor zijn. Totdat de pyrofore eigenschappen bekend zijn, mag alleen in kleine hoeveelheden worden geproduceerd.

 

Op de TU is meetapparatuur beschikbaar om de concentratie aan nanodeeltjes in laboratoriurnIucht te monitoren. Door de deeltjes een elektrische lading te geven, kunnen ze elektrisch worden gedetecteerd. De concentratie deeltjes kleiner dan 100 nm kan doorlopend worden gemeten. Plotselinge stijging van de concentratie kan duiden op lekkage in de opstelling en het vrijkomen van nanodeeltjes.

 

Voorgaande maatregelen zijn vastgelegd in nanoveiligheidsregels en een ‘quick check’. De veiligheidsregels hebben een dynamisch karakter wegens de steeds toenemende kennis. De ‘quick check’ is een stroomschema om na te gaan welke maatregelen moeten worden genomen. De nanoveiligheidsregels zijn binnen de faculteit Technische Natuurwetenschappen verspreid en zijn in werkoverleggen toegelicht. De ‘quick check’ is op logische plaatsen zoals zuurkasten opgehangen. Ook worden de nanoveiligheidsregels op de website van de faculteit gepubliceerd. De meest recente versie is dan steeds voor iedereen beschikbaar.

 

Op de site www.nanohouse.nl staan meer productiemethoden uitgelegd en worden voorbeelden van de reeds vele huidige toepassingen van nanodeeltjes beschreven.

 

Andere interessante sites met de stand van de techniek op dit moment zijn: www.rivm.nl/rvs/075_nanotechnologie/risicos_mens/voeding/

 

www.cdcgov/niosh/topics/nanotech/

 

Reageer op dit artikel