Nanomateriaalien turvallinen käyttö Työterveyslaitoksen laboratoriossa

Transkriptio

1 Nanomateriaalien turvallinen käyttö Työterveyslaitoksen laboratoriossa Esimerkki siitä, kuinka turvallinen työskentely Työterveyslaitoksen Nanoturvallisuuskeskuksen tutkimuslaboratoriossa on varmistettu

2 Nanomateriaalien turvallinen käyttö Työterveyslaitoksen laboratoriossa Työterveyslaitoksella on tutkittu teollisesti tuotettujen nanomateriaalien turvallisuutta jo vuodesta 2005 lähtien. Tällöin alkoi ensimmäinen Suomessa toteutettu tutkimushanke, jossa selvitettiin teollisesti tuotettujen nanomateriaalien terveysvaikutuksia. Tämän jälkeen nanomateriaalien turvallisuus on ollut yksi jatkuvasti kasvava tutkimusala Työterveyslaitoksen toiminnassa. Jotta nanomateriaalien parissa työskentelevien tutkijoiden ja muiden työntekijöiden turvallisuus olisi taattua, tutkimuslaboratoriossamme tehtiin riskinarviointi ja riskinhallintasuunnitelma. Suunnitelman mukaisesti laboratoriotiloissa tehtiin osittain melko mittaviakin uudistuksia ja toimenpiteitä, joiden ansiosta nanomateriaalien parissa työskentelevien henkilöiden mahdollisuus altistua näille materiaaleille on minimoitu. Tässä dokumentissa kuvataan Työterveyslaitoksen tutkimuslaboratoriossa tehtyjä muutoksia ja voimassaolevia työtapoja, joiden tarkoitus on varmistaa turvallinen nanomateriaalityöskentely. SISÄLTÖ: Työtilojen yleiskuvaus ja työtehtävien esittely...3 Laboratoriotilojen riskinarvioinnin ja -hallinnan tavoitteet olivat:...3 Mitä tehtiin ja miten? Tunnistettiin työvaiheet, joissa nanomateriaalia käsitellään Nanomateriaalin leviäminen rajattiin rakenteellisesti ja teknisesti Vahvistettiin oikeat työtavat nanomateriaalien leviämisen estämiseksi Laadittiin ohjeet henkilökohtaiseen suojautumiseen Ohjeistettiin ja koulutettiin työntekijät... 7 Yhteenveto toimenpiteistä...7 Mitä saavutettiin?...7 2

3 Työtilojen yleiskuvaus ja työtehtävien esittely Työterveyslaitoksen laboratoriossa tutkitaan ilmassa olevien nanomateriaalien käyttäytymistä, kuten hiukkasten agglomeroitumista ja pintalaskeumaa. Kokeet suoritetaan suljetussa laitteistossa, jota kuitenkin joudutaan avaamaan näytteenkeruuta ja laitteiden puhdistusta varten. Kokeissa käytetään kaupallisia nanomateriaaleja, joita aerosolisoidaan leijupetigeneraattorilla. Kokeet kestävät 4-10 vuorokautta ja käytetyt nanomateriaalimäärät ovat n. 100 g/koe. Tilassa työskentelee kokeiden aikana 1-2 henkilöä ja kokeita suoritetaan noin 4-5 kertaa vuodessa. Kokeissa on työvaiheita, joissa nanomateriaaliaerosoli saattaa levitä laboratorioon ja aiheuttaa riskin työntekijöiden altistumiselle pääasiassa hengitysteitse. Laboratoriotilojen riskinarvioinnin ja -hallinnan tavoitteet olivat: estää nanomateriaalin leviäminen luoda turvalliset ja käytännölliset työolot tutkimushenkilökunnalle luoda toimivat turvallisuusohjeet toimia hyvänä esimerkkinä muille nanomateriaalien kanssa työskenteleville Mitä tehtiin ja miten? 1. Tunnistettiin työvaiheet, joissa nanomateriaalia käsitellään Laboratoriotyössä on työvaiheita, joista nanomateriaalia saattaa levitä työtilan ilmaan: 1. Nanomateriaalin lataaminen prosessointilaitteeseen (generaattoriin) 2. Mittauskammion (emissiokammion) avaaminen ja näytteenotto 3. Keräimien ja kammion puhdistus 4. Likaantuneen koelaitteiston puhdistus ja huolto 5. Laitteiston purku ja loppupuhdistus Näistä merkittävimmät aerosoliemissiot tapahtuvat vaiheissa 1, 4 ja 5. Lisäksi inhimilliset materiaalinkäsittelyvirheet tulee ottaa huomioon. 2. Nanomateriaalin leviäminen rajattiin rakenteellisesti ja teknisesti Nanomateriaalin leviäminen rajattiin uusien rakenteiden ja ilmastoinnin avulla seuraavasti: 1. Partikkelien prosessointilaite (generaattori) ja mittauskammio (emissiokammio) koteloitiin. 2. Laitteiden puhdistamista varten työtilaan rakennettiin tiivistetty vetokaappi (pesukaappi), joka on varustettu laminaarihanskoilla, vesipisteellä ja paineilmaliittimillä. 3. Koko työtila paineistettiin siten, että huoneilma virtaa puhtaista tiloista likaisiin tiloihin. 4. Työtilaan kulkeminen ohjattiin oman pukuhuoneen kautta. 3

4 Työtilat on luokiteltu kolmeen luokkaan: prosessitila (punainen), likainen (keltainen) ja puhdas (vihreä) tila. Nanomateriaalin käsittely tapahtuu koteloiden ja pesukaapin sisällä. Eri työvaiheissa materiaalia saattaa levitä koteloiduista työpisteistä työtilaan, joka on siksi määritelty likaiseksi tilaksi. Kotelointi Generaattorille ja emissiokammiolle valmistettiin erilliset kotelot, jotta käytöstä syntyvät päästöt saadaan rajattua. Pesupiste koteloitiin ja varustettiin laminaarihanskoilla. Kotelot suunniteltiin siten, että työskentelyaukon ilmavirtaukset vastaavat vetokaapin virtauksia. Koteloiden ympärille on varattu riittävästi työtilaa, mikä parantaa työturvallisuutta ja pienentää inhimillisiä riskitekijöitä. Generaattorikotelossa on säilytystilaa nanomateriaaleille, jottei nanomateriaalia sisältäviä astioita tarvitse kuljettaa työtiloissa. Tilojen paineistus Työtilat paineistettiin siten, että työtila on alipaineessa suhteessa pukuhuoneeseen, joka vastaavasti on alipaineessa muihin tiloihin nähden, ts. P 1 <P 2 <P 3. Tilojen paineistaminen estää nanomateriaaliemissiot muihin tiloihin. Tämän vuoksi työskentelyn aikana ovet pidetään aina suljettuina. Ilmanvaihdon kasvattaminen on tehokkain tapa puhdistaa huoneilmaa. Jos oletetaan että huoneilma on koko ajan täydellisesti sekoittunutta, niin yhden ilmanvaihtokerran aikana tilasta poistuu puolet hiukkasista. Tässä tapauksessa työtilan ilmanvaihto on 2 h -1, jolloin 98 % ilmassa olevista hiukkasista poistuu 3 tunnin aikana. Ilmanvaihtosuodattimien tulee olla työtilassa, jolloin suodattimien vaihdossa materiaalin mahdollinen leviäminen rajoittuu "likaisiin tiloihin". Käytettyjä suodattimia käsitellään ongelmajätteenä. 4

5 Pukuhuone Pukuhuoneeseen hankittiin kaksi vaatekaappia, joista toisessa säilytetään tutkimuslaboratoriossa käytettäviä työvaatteita ja suojaimia ja toisessa puhtaita vaatteita. Pukuhuoneessa on työtilan toiminta- ja turvallisuusohjeet, tiedot työtilassa tehdyistä toimenpiteistä sekä käytetyistä nanomateriaaleista. Työtilan oven edessä on tarramatto, joka estää nanomateriaalin leviämistä kengänpohjien kautta. Pukuhuoneessa on myös peili suojainvarustuksen tarkastusta varten sekä pesuallas. 3. Varmistettiin oikeat työtavat nanomateriaalien leviämisen estämiseksi Työtilassa käytetään omia työkaluja ja puhdistusvälineitä, joita ei viedä muihin tiloihin. Työtilasta muihin tiloihin siirrettävät esineet on puhdistettava huolellisesti. Huoneen kaikki roskat luokitellaan erityisjätteiksi (kuten asbesti). Työtilassa on hätäsuihku mahdollisesti likaantuneiden varusteiden pesua varten. Kulku työtilaan tapahtuu vain pukuhuoneen kautta. Nanomateriaalien käsittelyssä täytyy erityisesti välttää materiaalin aerosolisoitumista. Paineilmaa saa käyttää puhdistamiseen ainoastaan suljetun kotelon sisällä. Likaisten työvaiheiden jälkeen koteloita tuuletetaan riittävästi ennen avaamista, jotta materiaalin leviäminen työtilaan olisi mahdollisimman vähäistä. Puhdistuksessa käytetään kosteita pyyhkeitä ja papereita. Generaattorin lataus Hiukkasgeneraattorin lataamisessa materiaalia voi aerosolisoitua ja jäädä laitteen reunalle. Muovimateriaalien käyttöä on hyvä välttää, koska staattisesti varautuneet pinnat tehostavat hiukkasten leviämistä. Jos materiaalia leviää kaatoaukon lähiympäristöön, se pyyhitään pois kostealla paperilla. Emissiokammion avaus ja näytteenotto Kokeen päätyttyä kammiota tuuletetaan, kunnes ilmassa olevien hiukkasten pitoisuus on alle 3 %. Odotusaika riippuu kammion ilmanvaihdosta ja tilavuudesta. Kammioluukku avataan ja näytteiden keräimet laitetaan kuljetuslaatikkoon, kun niitä siirrellään työtilassa. Näin vältetään nanomateriaalin leviäminen/putoaminen keräimistä lattialle. Vaihtoehtoisesti siirrettävät likaiset keräimet kostutetaan suihkupullolla märäksi, jolloin nanomateriaali tarttuu pinnalle, eikä ole suurta vaaraa sen aerosolisoitumisesta. 5

6 Laitteiston huolto ja puhdistus Laitteistojen ja työkalujen puhdistus suoritetaan pesukaapissa joko juoksevan veden alla tai käyttäen kosteita pyyhkeitä. Pintojen puhdistamiseen käytetään aina kosteita pyyhkeitä. Testilaitteiston huolto- ja säätämistoimenpiteissä laitteesta irrotetaan likaantuneet osat, jotka siirretään kuljetuslaatikossa pesukaappiin puhdistusta varten. Siirrettävät osat tulpataan tai suljetaan kotelon sisällä siten, ettei nanomateriaalia pääse leviämään työskentelytiloihin siirron aikana. Puhdistuksessa käytetään ensisijaisesti vettä, jolloin nanomateriaalit eivät pääse aerosolisoitumaan helposti. Pesukaappi on roiskesuojattu ja vetokaapin luukku on varustettu kumilipalla, jotta kaapin ovi saadaan kokonaan kiinni. Pesukaapissa on käsisuihku, jolla huuhdellaan kaapin sisäpinnat. Paineilmalla puhdistetaan laitteet, joita ei voi kastella tai pyyhkiä puhtaaksi. Paineilman käytössä noudatetaan erityistä varovaisuutta ja ilmasuihkut pyritään ohjaamaan pesukaapin ilmanvaihdon poistoon. Puhdistuksessa käytetyt pyyhinliinat suljetaan pussiin ja käsitellään erityisjätteenä. 4. Laadittiin ohjeet henkilökohtaiseen suojautumiseen Hengityssuojaimena käytetään TH3P-suojaluokan puhaltimella ja hupulla varustettua suodatinsuojainta (suojakerroin 200). Suojavaatetuksena on kertakäyttöinen pölynsuojapuku (tyypin 5 kemikaalinsuojapuku). Jalkineiksi soveltuvat kumisaappaat, jotka on helppo pyyhkiä tai suihkuttaa puhtaaksi tarvittaessa. Suojakäsineiksi soveltuvat standardin EN vaatimukset täyttävät kertakäyttökäsineet, joita käytetään kaksi päällekkäin (esim. nitriili alle ja lateksi päälle). Kun laboratoriossa ei ole työskennelty muutamaan päivään, tilaan voi mennä kankaisissa laboratoriovaatteissa. Tällöin vetokaapissa työskenneltäessä käytetään kertakäyttöistä polyeteeniesiliinaa ja kertakäyttökäsineitä, joiden varret ylettyvät hihan päälle. Hengityssuojain puhdistetaan käytön jälkeen; visiiri, moottori ja muut pysyvät osat pyyhitään kostealla paperilla ja moottori laitetaan lataukseen. Hengityssuojaimen hiukkassuodatin vaihdetaan käyttöohjeiden mukaisesti. Kertakäyttöiset suojavaatteet käsitellään talousjätteenä. Henkilönsuojainten käyttöön ja huoltoon on olemassa erilliset ohjeet, jotka sijaitsevat pukuhuoneessa. 6

7 5. Ohjeistettiin ja koulutettiin työntekijät Työtilat, -tavat sekä -ohjeet auditoitiin eli Työterveyslaitoksen sisäinen asiantuntija tarkisti ne. Auditoinnissa huomatut puutteet kirjattiin ja korjattiin. Työtilaa käyttävät henkilöt on opastettu työtehtäviin ja henkilökohtaisten suojaimien käyttöön, huoltoon ja puhdistukseen. Tilassa on otettu käyttöön työnseuranta, johon kirjataan työtilassa tehdyt toimenpiteet päivittäin. Ainoastaan työtehtäviin perehdytetyillä henkilöillä on pääsy työtiloihin. Yhteenveto toimenpiteistä Nanomateriaalien leviämistä työtilassa estettiin seuraavilla rakenteellisilla muutoksilla: koteloimalla prosessilaitteet, valmistamalla erityinen pesukaappi, alipaineistamalla työtila, sekä järjestämällä työtilaan oma sisäänkäynti pukuhuoneella. Työtilassa parannettiin henkilökohtaisen suojauksen tasoa, laadittiin turvallisen työskentelyn ohjeet, tarkastettiin työtilat ja -ohjeet sekä otettiin käyttöön työnseuranta. Mitä saavutettiin? Työtilan huoneilmassa ei ole havaittu nanomateriaalia kokeiden aikana. Valmistettiin turvallisen työskentelyn ohjeet, joita noudatetaan työtilassa. Toimenpiteiden jälkeen arvioitiin, etteivät työntekijät altistu nanohiukkasille kokeiden aikana, jos työohjeita noudatetaan. 7