Nanoteknologi: utfordringar for arbejdshygienikern og politikkerne H

1
Nanoteknologi utfordringar for
arbejdshygienikern og politikkerneHåkan Wallin,
AMI (Danmark)

• Håkan Wallin
• HWA_at_AMI.DK

2
Disposition

• Vad är nanoteknologi
• Faror och risker
• Riskhantering
• Rapport från Teknologirådet

3
nm

• Ingeniørvidenskab

• Biologi

100
10
1

• Kemi

nutid
4
Nanotechnology Applications
Medicine and Health
InformationTechnology
Materials Science
Energy Production / Storage
GMR Hard Disk
Hydrogen Fuel Cells
Lightweight and strong
Drug delivery
Expected to impact upon virtually all
technological sectors as an enabling or key
technology
5
Analysts estimate that the market for products
based on nanotechnology could rise to hundreds of
billion by 2010 and exceed one trillion
thereafter
6
Teknologisk fremsynVidenskabsministeriets
hjemmeside

• Danmark skal mod år 2020 være iblandt de absolut
  bedste lande i verden indenfor udvalgte områder
  at beherske og omsætte nanoteknologi til
  industriel anvendelse

7
Carbon nanotubes

• Fullarenstruktur
• Ca 10 nm i diameter
• Elektrisk ledende
• 2003 tilgængelig i grammængder
• Markedet forventes eksplodere de kommende år

8
Some Possible Uses for Carbon Nanotubes

• Transistorer og dioder
• Fælt emmittorer i storskærmer
• Forstærkere i mobiltelefoner
• Batterier
• Composit materialer

9
David Warheir DuPont
10
Hvad sker når vi indånder nanopartikler?
Raw single walled nanotube material
David Warheir DuPont
11
Scott Group Nanochemistry
Semiconducting CdSe Quantum Dots
4 nm 0.000004 mm
Colour changes with Size!
12
(No Transcript)
13
Ultrafine partikler i bymiljøer
14
Under svejsning genereres store mængder ultrafine
partikler
15
Ultrafine partikler
16

• Hvorfor skal vi bekymre os for nanopartikler

17
Hvad sker når vi indånder nanopartikler?
18
Grove partikler større end 10 µm deponeres i næse
mund og svælg
19
Partikler som er 2-10 µm deponeres i bronkerne
20
Mindre partikler deponeres i alveolerne
21
Hvad sker i lungen
Ultrafine particles Diam. lt 0.1 ?m
Fine particles
Airway
Particle trapped and cleared on the mucus
INFLAMMATION
Particles cross epithelial barrier
Alveolus
Release of mediators
Particle phagocytosed by macrophage
Impairment of phagocytosis
Marianne Dybdahl
22
Hvad ske i lungen?
Reaktive oxygenmolekyler O-O?- OH ? H-O-O-H
Particles
Macrophage
TNF, ROS/RNS
ROS/RNS
Reaktive nitrogen species NO?
Lungepitel

• Intracellular ROS/RNS
• ?
• Activering af transcriptionsfaktorer(fx NF?B)
• ?
• Genexpression

? Respons (i.e. sekretion af increased IL-6,
MIP-2, KC expression)
23
Respons i lungecellerne
Particles
Macrophage
TNF, ROS/RNS
ROS/RNS
Airway epithelium

• Intracellular ROS/RNS
• ?
• Activation of transcription factors (i.e. NF?B)
• ?
• Gene expression

? Response (i.e. increased IL-6, MIP-2, KC
expression)
24
Kan man rammes af lungesygdom?
25
Under smoggen i London 1952 døde 3000 flere end
normalt over en to-ugersperiode

• En kombination af uheldige vejrforhold og kulrøg
  fra hushold og industrier
• De som dog var fremmest børn og ældre
• Personer med lunge og hjerteproblem var særlig
  rammede

26
De sidste tyve års forskning har vist at der er
tydlige effekter også ved koncentrationer i
moderne bymiljøer
27
Toksicitetoverfladepartikelspecifik activitet
28

• Number and surface area of monodisperse particles
  at an airborne concentration of 10 mg/m3

Particle diameter (mm) Number per ml ofair Particle surface (mm2)
2 1.2 24
1 19 60
0.5 153 120
0.1 19 199 600
0.02 2 400 000 3 016
29
(No Transcript)
30
Kan nanopartikler forårsage kræft?
Ja ja, -men jeg fik carbon black

• I firserne blev dieseludstødning testet for
  kræftfremkaldende effekt i Tyskland og USA
• Carbon black blev brugt som en ufarlig kontrol

31
Kan nanopartikler forårsage kræft?
Ja ja, -men jeg fik carbon black

• Inhalation af carbon black var næsten lige så
  kræftfremkaldende som dieseludstødning til trods
  for at carbon black næsten ikke indeholder
  tjærestoffer eller metaller

32
Andre eksponeringsveje

• Mave

• Mad
• Svælgning af ophostning

• Hud

• Optag over lugteslimhinde og nerven til hjernen

33
Kan nanopartikler forårsage hjertekarsygelighed?
34
Hos mennesker med forkalkede årer øger
dødeligeheden dageren efter episoder af
luftforurening
35
Hvad er atherosclerose?
36
(No Transcript)
37
Korttidseffekterne korrelerer bedst med PM2.5
38
ApoE-mus udvikler atherosclerose
spontantUdsættelse for luftforurening skynder
på processen
39
Inhalation
Deponering i lunge
CNS effekter
Ext Pulm Organer
Lunginflammation
Blodkars påvirkning
Systemisk inflammation
blodcells- aktivering
Effekter i hjerte og kar
40
Risikohåndtering

• Nanopartiklar
• Sedimenterer ikke
• Spredes længere væk fra kilden end større
  partikler
• Kan trænge de igennem sprækker?
• Aggregerer hurtig
• Deponerer hurtig på overflader
• Også høje koncentrationer er usynlige

41
Risikohåndtering

• Håndteres i lukkede systemer
• Rengøring
• Undgå hudkontakt
• Monitorering med specialudstyr (antal partikler
  eller overflade)
• HEPA filter effektive
• Effektivitet af personlig beskyttelseudstyr bør
  testes
• Grænseværdier kan være irrelevante
• Kan man stole med sikkerhedsdatablade?
• Masktæthet kritisk?
• Pas på med støvsuger
• Kan trænge in under håndsker eller tøj ved
  pumpeffekt
• Begrænsning af tilgang til lokaler

42

• Teknologirådet
• udbrede kendskabet til teknologi, dens muligheder
  og dens konsekvenser for både mennesker, samfund
  og miljø
• skal derfor fremme debatten om teknologi, vurdere
  teknologien, og rådgive Folketinget og
  regeringen i teknologiske spørgsmål.
• er en uafhængig institution oprettet af
  Folketinget i 1995
• modtager årligt et tilskud via Finansloven på
  omkring 10 mio. kroner

43
Arbejdsproces
INTERNE AKTIVITER
EKSTERNE BIDRAG
7 hovedlove Eksempler Rapporter m.m. Egne
erfaringer/viden
6 ekspertoplæg Workshop 15 marts Kritisk læsning
44
Hvordan ser problemet ud?
Usikkerhed og manglende viden om risici Kompleks
problemstilling Mangfoldighed af synspunkter og
informationer Mange potentialer og
anvendelsesmuligheder International udvikling
45
Afgrænsning vanskelig opgave

• Nanopartikler (herunder nanofibre og nano-rør),
  nanooverflader og nanostrukturerede materialer,
  der er designede med et bestemt formål for øje,
  og hvor mennesker og miljø under produktion, brug
  og bortskaffelse kan eksponeres.
• Primært de frie nanopartikler giver anledning til
  overvejelser om forsigtighed.

46
Resultat - debatoplæg

• Hovedresultat
• 7 anbefalinger til
• Regeringen og Folketinget
• Lovgivning og standardisering
• Videngrundlag og erfaringsudveksling
• Principielle tilgange til håndtering af miljø- og
  sundhedsrisici

47
Tilgange til håndtering af risici

• Styrk den offentlige dialog om nanoteknologi
• Behov for mere substantielle og offentlige
  dialoger om risikovurdering af nanoteknologiske
  produkter og processer.
• Inddragelse af forskellige interessenter og
  aktører i dialogen.

48
Tilgange til håndtering af risici

• Styrk gennemsigtigheden i beslutningsprocesser
• Beslutninger i forbindelse med ny teknologi skal
  gøres mere transparente
• kriterier, forudsætninger og grundlag for
  beslutninger
• Styrke den folkelige tillid til den offentlige
  regulering af risikobetonede aktiviteter.

49
Tilgange til håndtering af risici

• Brug forsigtighedsprincippet
• Forsigtighedsprincippet skal anvendes i de
  tilfælde hvor de videnskabelige data
• er utilstrækkelige
• er foreløbige eller usikre
• giver rimelig grund til bekymring for miljø samt
  menneskers, dyrs og planters sundhed

50
Lovgivning og standardisering

• Udbyg eksisterende lovgivning
• Overflade, form og reaktivitet er afgørende for
  effekter ikke kun mængde eller koncentration.
• Gradvis ændring og tilpasning af eksisterende
  lovgivning fx
• - Godkendelse af nanoteknologiske processer og
  produkter, hvor mennesker og miljø kan udsættes
  for frie nanopartikler

51
Lovgivning og standardisering

• Udbyg eksisterende lovgivning
• - Revurdér mængdegrænser i kemikalielov og brug
  autorisationsordning, hvis...
• - Vejledning i god laboratoriepraksis
• - Bekendtgørelse om nano-affald

52
Lovgivning og standardisering

• Udbyg eksisterende lovgivning
• Industrivirksomheder pålægges at gennemføre
  integrerede risikovurderinger, hvis...
• Myndighederne udarbejder en vejledning
• Resultaterne af risikovurderingerne gøres
  offentligt tilgængelige fx gennem videncenter
• Risikovurderingerne skal revurderes
• Kravene kan differentieres, når metoder til
  vurdering af toksikologi, karakterisering og
  målinger er blevet bedre!

53
Lovgivning og standardisering

• Styrk den danske indsats i det internationale
  standardiseringsarbejde
• - forsknings- og udviklingsprogram målrettet
  klassificering, karakterisering og måling af
  nanoteknologiske processer og produkter

54
Lovgivning og standardisering

• At kompetente institutioner og videncentre
  støttes økonomisk i deltagelsen
• CEN/TC 352
• ISO/TC 229
• DS/S-418

55
Videngrundlag og erfaringsudveksling

• Styrk opsamling af viden og erfaringer samt
  formidling om risici
• At der etableres en interministeriel gruppe, der
  repræsenter de lovområder, hvorefter der skal
  udarbejdes risikovurderinger af nanoteknologiske
  produkter og processer.

56
Videngrundlag og erfaringsudveksling

• Styrk opsamling af viden og erfaringer samt
  formidling om risici
• At der etableres et videnscenter omkring
  sundheds- og miljørisici ved nanoteknologiske
  produkter og processer.

57
Videngrundlag og erfaringsudveksling

• - videncenter
• - fx et samarbejde mellem eksisterende
  videnscentre og myndigheder
• - fri konkurrence
• - dokumenteret faglighed indenfor såvel
  nanoteknologi som miljø- og sundhedsvurderinger
  samt formidling

58
Videngrundlag og erfaringsudveksling

• Etabler et særskilt forskningsprogram
• - forskningsmiljøer, som er i tæt kontakt med,
  samarbejder med eller er integreret i de
  nanoteknologiske centre og/eller industrien, og
• - som har de nødvendige miljø- og sundhedsmæssige
  kompetencer.
• - også integrerede analyser af etiske, retslige
  og samfundsmæssige sider

59
Questions