Наноинженерия промышленной безопасности

Нанонженерия, как вид научно-практической деятельности человека при проектировании, создании и применении наноразмерных структур и материалов, а так же при их создании методами нанотехнологий, является очень перспективным и важным для настоящего времени направлением. Знания в данной области позволяют проектировать и совершенствовать существующие изделия, а так же разрабатывать новые на основе комплексного примения наноматериалов, процессов нанотехнологии и нанотехнологического оборудования.

Нанотехнологии и наноматериалы сравнительно недавно появились в жизни современного общества, поэтому они ещё недостаточно исследованы. Вследствие этого огромную роль играет промышленная безопасность в сфере наноинженерии. 

Как известно, промышленная безопасность представляет собой совокупность мер с целью предотвращения и/или минимизации последствий аварий на опасных производственных объектах. Необходимо создать такие условия на предприятии, при которых риск возникновения аварийной ситуации или аварии минимален. Если же авария все-таки возникает, то следует применить план действий по предотвращению её с минимальными человеческими жертвами.

На данный момент времени многие свойства наноматериалов не изучены, что вызывает проблему их гигиенической оценки. Например, не разработаны критерии, по которым оценивается экспозиция к наноразмерным частицам.

Критерии количественной оценки возможны в следующем виде:

¾ г/м³;

¾ число частиц;

¾ площадь поверхности – м²/г

Так же недостаточно информации по токсикологическим эффектам для обоснования предельно-допустимых концентраций.

На сегодняшний день в РФ принят ГН 1.2.2633-10. Гигиенические нормативы содержания приоритетных наноматериалов в объектах окружающей среды. Данный документ устанавливает допустимые концентрации наноматериалов в воздухе рабочей зоны, в воде водоёмов, в питьевой воде

 

Таблица 1

Гигиенические нормативы содержания приоритетных наноматериалов в объектах окружающей среды

№ п/п	Наименование наноматериала	Диапазон размеров частиц, нм (10-90 процентиль)	ОБУВ в воздехе рабочей зоны, среднесменная, мг/м^3	ОДУ в воде водоёмов, мг/дм^3	ОДУ в питьевой воде, мг/дм^3
1	Наночастицы диоксида титана	5-50	0,1	-	-
2	Наночастицы серебра	5-50	-	0,05	0,05
3	Одностенные углеродные нанотрубки	0,4-2,8 нм диаметр более 5000 нм длина	0,01 волокно в 1 см^3 при длине волокна>5 мкм	-	-

В свою очередь национальный институт безопасности и здоровья труда США предложил следующие нормативы содержания наночастиц в воздухе рабочей зоны:

¾ для однослойных углеродных нанотрубок – 7 мкг/м³;

¾ для наночастиц диоксида титаны – 0,3 мг/м³

На настоящий момент не разработаны точные количественные (массовые) методы оценки экспозиции наноматериалов.

Ещё одной проблемой при гигиенической оценке наноматериалов является отсутствие аккредитованных лабораторий, способных провести адекватную гигиеническую оценку на предприятии наноиндустрии, отсутствие подготовленного персонала для проведения данной оценки. Для исследований и создания наносконструированных покрытий, тонких пленок и малых элементов начинает применяться наноиндентирование, т.е. измерение твердости материалов на уровне наномасштабов. Однако, несмотря на выпуск приборов для этой цели, в настоящее время их метрологическое обеспечение отсутствует. Возникают задачи разработки эталонов твердости на наноуровне, методик расчета твердости и пересмотра самого определения твердости применительно к наноразмерным масштабам.

Утверждённые МР 1.2.2639-10 Использование методов количественного определения наноматериалов на предприятиях наноиндустрии дают возможность проводить подсчёт количества наночастиц и их идентификацию, но не учитываются индивидуальные типы наночастиц.

Для подтверждения безопасности наноматериалов, как и прочей химической продукции, используется Паспорт безопасности химической продукции в соответствии с ГОСТ 30333-2007. Паспорт составляется предприятием-изготовителем и содержит информацию о физических, химических и биологических свойствах продукции.

Паспорт обеспечивает потребителя достоверной информацией по безопасности промышленного применения, хранения, транспортировки и утилизации наноматериала, а также его использования в бытовых целях. В паспорт безопасности химической продукции также входит информация о мерах помощи при наступлении негативного воздействия. На сегодняшний день этот разрешительный документ остро востребован в связи с изменениями в правилах обращения с продукцией, которая имеет явно выраженный химический характер.

На данный момент специальные СИЗ для отрасли наноиндустрии отсутствуют. Средства защиты должны подбираться по согласованию со специалистом по гигиене (медицине) труда с учетом специальных критериев, например, перчатки должны быть химически устойчивы, непроницаемы для вирусов, особое внимание должно уделяться способам снятия перчаток. СИЗ должны проходить специальную процедуру очистки.

Проблемы существуют и в санитарно-технических мерах безопасности. Наночастицы зачастую ведут себя не так, как их макроразмерные аналоги. В итоге, подбор, установка и даже очистка фильтров вентиляционных систем являются непростыми задачами. В число прочих, не менее важных проблем, входят уборка производственных помещений и лабораторий.

По наноотрасли отсутствуют отраслевые документы, руководящие документы, правила по охране труда, типовые инструкции, ТОНы по СИЗ. Не все вопросы отражены в существующих документах, например, не прописываются вредные (опасные) факторы и их медико-биологическое действие, СИЗ, особенности вентиляции, особенности организации медицинского осмотра, безопасные методы работы.

Безусловно, нанотехнологии способны сделать нашу жизнь лучше; мировое производство и оборот нанопродукции растет год от года. Но тем не менее проблемы безопасности производства наноматериалов законодательно не конкретизированы, что, с одной стороны, позволяет применять общие правовые нормы, присущие обеспечению безопасного проведения работ, соблюдения правил охраны труда, защиты пациентов; с другой стороны, специфика нанотехнологий такова, что существующие законодательные ограничения не всегда позволяют обеспечить надлежащую безопасность. Охране труда на предприятиях наноиндустрии должно уделяться пристальное внимание, по причине особенностей продукции и новизне производственных технологических процессов. Необходимо разработать методы токсикологической оценки, методы оценки содержания наночастиц в воздухе рабочей зоны, изучить вопросы охраны труда, составить подходящее для работы в сфере наноиндустрии медицинское обслуживание работников.