Altistuminen teollisille nanomateriaaleille vaara terveydelle?

Transkriptio

1 Altistuminen teollisille nanomateriaaleille vaara terveydelle? Työterveyslaitoksen perjantaikokous Työterveyslaitos, Helsinki, Kai Savolainen, LKT, professori

2 Nano- tai ultrapieniä hiukkasia on ollut miljardeja vuosia, synteettisiä teollisia nanohiukkasia vasta 15 vuotta (hiilimusta tosin jo 1970-luvulla) Luonnonilmiöt ovat tuottaneet ilmakehään nanohiukkasia jo satojen tai miljardien vuosien ajan tulivuoren purkaukset hiilen palaminen (esim. metsäpalot) Ihmisen toiminta lisää altistumista nanohiukkasille, koska moderniin yhteiskuntaan liittyy energia ja koska energian tuotantoon liittyy yleensä (p. ydin-, tuuli-, aalto- ja aurinkoenergia tai maalämpö) poltto, joka tuottaa nanohiukkasia liikenne Tämän esityksen ydin teolliset nanohiukkaset

3 Eyjafjallajokull tulivuoren purkaus Islannissa: valtava määrä nano- ja muita hiukkasia

4 Metsäpalot ovat merkittävä nano- ja muiden hiukkasten lähde nykyään yhä useammin ihmisen aiheuttamia

5 Liikenne on kaupungeissa tärkein nano- ja muiden hiukkasten lähde

6 Nyt aiheena synteettiset, teolliset nanohiukkaset

7 Nanoteknologioiden ja nanohiukkasten ominaispiirteet Pieniä, reaktiivisempia, yllättäviä Mahdollistavia Erilaisia Valtavat mahdollisuudet Riskit tuntemattomat tai huonosti tunnetut nm

8 (Hyvin) Pieniä Nanohiukkaset Perinteiset pölyhiukkaset µm nm

9 2010 Soccer World Cup: Earth km 1,77 x 10-8 fold Soccer Ball 22,64 cm Nanoparticle 4 nm

10 Hiilinanoputket nanomateriaalien kruununjalokivet Yksiseinäinen putki Moniseinäinen putki Yksiseinäisten hiilinanoputkien halkaisija on noin 1 nm, mutta niiden pituus voi olla monituhatkertainen suhteessa halkaisijaan.

11 NANOTEKNOLOGIOIDEN HAASTEET Vuonna 2014 nanoteknologioiden tutkimukseen käytettiin noin 15 miljardia euroa Nanopartikkeleiden terveysvaikutusten tutkimus vaatimatonta Suomessa - rahoitus noin 1 M (alle 1 %); nanoteknologiarahoitus noin 130 M EU:ssa (Horisontti 2020) nanoturvallisuustutkimuksen määrä n. 50 M /v ja USA:ssa n. 90 M /v, Euroopassa lisäksi jäsenmaiden oma tutkimusrahoitus noin 50 milj., Euroopan kokonaisrahoitus n. 150 M /v EU:n uusi kemikaalilaki (REACH) on haaste nanoteknologioille ja nanotuotteille; REACH:ssa ei ole nanomateriaaleja koskevia erityissäädöksiä

12 Miksi nano on niin suosittua? Nanoteknologialla luodaan parempaa tulevaisuutta Uudet materiaalit Informaatio ja viestintä Lääketiede Puhdasta vettä ja energiaa Nanoelektroniikka Rakennus-, metsä-, metalliteollisuus ym.

13 Mihin nanomateriaaleja käytetään? Markkinoilla on tuhansia "nanotuotteita" Suomessa on yli 70 yritystä jotka myyvät nanoteknologiaa hyödyntäviä tuotteita Kosmetiikka, urheiluvälineet, asusteet, elektroniikka, korut, keramiikka, laatat tms.

14 Monia nanoteknologian tuotteita on jo markkinoilla Lääkkeitä Elintarvikkeita Kuluttajatuotteita

15 Hiilinanoputket ja metallioksidien nanohiukkaset Fulleriini-C60 päivävoide Aurinkovoiteet (TiO2, ZnO) jääkiekko- ja tennismailat (vahvikkeena hiilinanoputket)

16 Nanotuotteet markkinoilla , Project on Emerging Nanotechnologies

17 NANOTUOTE VOI OLLA SUURI Kööpenhamina Malmö-sillan betonirakenteita vahvistettiin amorfisella kvartsilla (ennen jätettä)

18 NANOTEKNOLOGIAN HYÖDYT Nanoteknologian taloudelliset ja teknologiset hyödyt ovat valtavat, alan teollisuuden liikevaihdoksi on arvioitu yli 2 biljoonaa vuonna 2020 Etuja materiaalien säästö, uudenlaisten teknologisten ratkaisujen mahdollisuus ja tuotteiden uudet edulliset ominaisuudet, keveät ja lujat materiaalit, joilla erinomainen sähkönjohtokyky, nanoteknologioiden kyky ratkaista haasteita melkein millä teknologian osa-alueella tahansa Ongelmana mahdolliset riskit työntekijöille ja kuluttajille

19 Elämänlaatu ja nanoteknologian sosiaaliset hyödyt kuinka säädellä etuja ja mahdollisia haittoja, jotka ovat jo täällä? From Andrew Maynard, Chief scientist of the Project on Emerging Nanotechnologies

20 2000-luku: Nanoteknologian sovellukset valtaavat markkinoita

21 NANOHIUKKASIIN LIITTYVÄT HUOLENAIHEET Hengitysilman mangaani- ja titaanidioksidi-nanohiukkaset pääsevät aivoihin nenässä olevien hajuhermosäikeiden kautta vaikutukset aivoihin? Nanohiukkaset voivat häiritä veren hyytymistä ja hiusverenkiertoa ja aiheuttaa verisuonten seinämän paksuuntumista ja siten vaikuttaa moniin elimiin

22 NANOHIUKKASILLE ALTISTUMINEN Yhdysvalloissa nanohiukkasille altistuu yli 2 miljoonaa työntekijää ja määrä kasvaa; Suomessa > 20,000 työntekijää Nanoteknologiseen teollisuuteen (tuotanto, sovellukset) tarvitaan maailmanlaajuisesti arviolta > 6 miljoonaa työntekijöitä vuoteen 2020 mennessä altistuvien määrä kasvaa nopeasti Kuluttaja-altistumista nanohiukkasille tapahtuu esim. aurinkovoiteissa, mutta altistumisen mahdolliset vaikutukset tunnetaan huonosti

23 SYNTEETTISTEN NANOHIUKKASTEN PÄÄSY ELIMISTÖÖN Nanohiukkaset voivat päästä elimistöön: keuhkot nopea pääsy verenkiertoon keuhkorakkuloiden kautta nenän hajuepiteeli hajuhermon hermopäätteet nenäontelossa voivat ottaa nanohiukkasia ja kuljettaa ne aivojen eri osiin - ja aiheuttaa aivohaittoja? ruoansulatuskanava (merkittävä kuluttajilla, ei työssä) altistuminen vaurioituneen tai sairaan ihon kautta mahdollista ja iho voi sairastua merkitystä)

24 Altistuminen: lähteet, kohteet, & reitit INJECTION DERM UK Royal Society & Royal Academy of Engineering Report on Nanoscience & nanotechnologies (2004)

25 NANOHIUKKASET KEUHKOISSA Hiilinanoputket aiheuttavat keuhkotulehdusta ja keuhkojen arpeutumista ja voivat aiheuttaa koeeläimissä vatsaontelon mesotelioomia, jotka yleensä liitetään asbestialtistumiseen

26 NANOHIUKKASET JA IHO: IHO ON HYVÄ ESTE NANOHIUKKASILLE

27 NANOHIUKKASET JA AIVOT: NENÄSTÄ JA VERENKIERROSTA AIVOIHIN

28 1900-luvun asbesti 2000-luvun nanomateriaalit. Alussa molemmilla kuitenkin suuret taloudelliset odotukset, riskien epävarmuus. Asbestin käyttö, tonnia/vuosi Mesotelioma/vuosi Asbestin käyttö Mesotelioomat Yksittäisiä tutkimuksia Syövät 30 vuoden viiveellä

29

30 Illustration of pleural injection and length-dependent response to AgNW in the pleural space 24 h postinjection. Schinwald A et al. Toxicol. Sci. 2012;128: The Author Published by Oxford University Press on behalf of the Society of Toxicology. All rights reserved. For permissions, please journals.permissions@oup.com

31 Length-dependent response of AgNW on the parietal mesothelial surface 24 h postinjection. Schinwald A et al. Toxicol. Sci. 2012;128: The Author Published by Oxford University Press on behalf of the Society of Toxicology. All rights reserved. For permissions, please journals.permissions@oup.com

32 Nanoteknologioiden versus asbestin erityishaasteet riskien hallinnalle Erilaisia nanoteknologioita on satoja ja synteettisiä nanohiukkasia ja materiaaleja on tuhansia tilanne on paljon monimutkaisempi, kuin asbestikysymyksessä Todennäköisesti suuri osa synteettisistä nanohiukkasista on turvallisia tai vain vähän haitallisia ja niiden riskit hallittavissa Osa synteettisistä nanohiukkasista tiedetään haitallisiksi (osa hiilinanoputkista, jotkut metallit ja metallioksidit) Haaste tunnistaa haitalliset varhain ja puuttua niihin ja estää nanoteknologioiden mahdolliset terveysriskit tämä myös TTL:n tavoite

33 MYRKYLLISYYS- JA TURVALLISUUS- TUTKIMUKSEN TIETOAUKOT NANOHIUKKASTEN TERVEYSRISKIEN ARVIOINNISSA Käyttäjäystävälliset ja halvat laitteet työpaikkaaltistumisen arvioimiseksi, vapautuminen työpaikalla Nanohiukkasten kuvaaminen, varhaisvaikutukset ja niiden biomarkkerit, perimä, keuhkojen tulehdusreaktiot, hiusverenkierto, helpot luotettavat testausmenetelmät ja riskinarviointi sekä -hallinta

34 NANOHIUKKASTEN JA MATERIAALIEN RISKINHALLINNAN HAASTEET Nanohiukkasten riskinhallinnan tulee sisältää: teknologioiden ja vaikutusten arviointi nanoteknologiatuotteiden valmistus kontrolloiduissa olosuhteissa nanoteknologiatuotteiden ja käytön turvallisuuden jatkuva seuranta tuotteiden elinkaaren seuranta (tuottaja) nanoteknologian hyväksyttävyys

35 JOHTOPÄÄTÖKSET Nanoteknologioiden vaikutus arkipäivään kasvaa ja altistuminen synteettisille nanohiukkasille lisääntyy Turvallisuus- ja terveysnäkökohtien on tultava osaksi nanoteknologioiden ja hiukkasten tuotekehittelyä Globalisaatio ja liikkuvuus muuttavat maailmaa; tähän voi liittyä merkittäviä muutoksia nanoaltistumisessa

36

37

38