Nanoteknologiat Suomessa: hyödyt ja turvallisuusnäkökulma Nanomateriaalit suomalaisissa työpaikoissa hyödyt ja haasteet Kai Savolainen Työterveyslaitos, Helsinki, 4.11.2015
2000-luku: Nanoteknologian sovellukset valtaavat markkinoita
2014 Jalkapallon MM-kisat Brasiliassa: Maapallo 12756 km 1,77 x 10-8 kertaa Jalkapallo 22,64 cm Halkaisijaltaan 4 nm nanohiukkanen
Koolla on väliä: uusien teknologioiden menestys vaatii uskoa turvallisuuteen
Nano- tai ultrapieniä hiukkasia on ollut ilmassa miljardeja vuosia, synteettisiä nanohiukkasia 15 vuotta Luonnonilmiöt ovat tuottaneet ilmakehään nanohiukkasia miljardien, satojen miljoonien vuosien ajan tulivuoren purkaukset hiilen palaminen (esim. metsäpalot) Ihminen lisää altistumista nanohiukkasille, koska polttoenergia tuottaa aina nanohiukkasia liikenne Teollisia nanomateriaaleja 10 viimevuoden aikana
Eyjafjallajokull tulivuoren purkaus Islannissa: valtava määrä nano- ja muita hiukkasia
Hiilinanoputket nanomateriaalien kruununjalokivet Yksiseinäinen putki Moniseinäinen putki Yksiseinäisten hiilinanoputkien halkaisija on noin 3-5 nm, mutta niiden pituus voi olla monituhatkertainen suhteessa halkaisijaan.
Mihin nanomateriaaleja käytetään? Markkinoilla on arviolta jo tuhansia "nanotuotteita" Suomessa on n. 800 (v. 2006 yht. 36 kpl) nanoteknologiaalan yritystä Informaatio ja viestintä Lääketiede Elektroniikka Vesi- ja energiatalous Rakennusteollisuus Metsä- ja metalliteollisuus Kosmetiikka Tekstiilit Elintarvikkeet ym. jne.
Nanoteknologiaa hyödyntävät yritykset Suomessa teollisuusaloittain 70 60 50 40 30 20 10 2008 2010 2013 0 Kemikaalit ja materiaalit Rakennus Metsä Terveys ja hyvinvointi Metallit ja mekaniikka Tietotekniikka Energia ja ympäristö Työkalut ja instrumentit
Nanotuotteet markkinoilla Consumer Products Inventory 2000 1750 1500 1250 1000 750 500 250 0 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2013 2014
Nanotuotteet ryhmittäin Consumer Products Inventory Tuoteryhmät 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Terveys Koti ja puutarha Autoteollisuus Ruoka ja juoma Elektroniikka Kodinkoneet Lasten tarvikkeet 2006 2011 2013
Synteettiset, teollisesti valmistetut nanohiukkaset nyt aiheena
Teollisten nanomateriaalien elinkaari ja teollisille nanomateriaaleille altistuminen työ- ja muussa ympäristössä KULUTTAJA TYÖNTEKIJÄ KULJETUS VARASTOINTI TUOTANTO JÄTE TUOTE ILMA VESI LÄÄKE YMPÄRISTÖ RUOKA IHO
Kuljetus Tutkimuslaboratoriot Academic Commercial Warehousing/Maintenance Waste Handling Schulte P et al, Sharpening the focus on occupational safety and health of nanotechnology. SJWEH (2009) Start Up/kasvavat yritykset Transport Warehousing/Maintenance Tuotanto Warehousing/Maintenance Transport Waste Handling Käyttö tuotteissa Maintenance of Products Manipulation of Products Application of Products - Medical Delivery Jäte /Pois käytöstä Kierrätys
Mahdolliset altistumisreitit Hengityselimet tulehdus, allergia, kasvaimet Iho paikallinen reaktio läpäisevät ihon kulkeutuminen verenkiertoon? Ruoansulatuskanava limakalvon läpi verenkiertoon?
Nanomateriaaleille altistuminen Työympäristössä pääasiassa hengitysteiden ja ihon kautta altistuminen voi tapahtua useissa tuotannon eri vaiheissa, raaka-aineen käsittelystä lopputuotteen viimeistelyyn nanomateriaalin valmistus ja aineosien käsittely ja prosessointi altistavat todennäköisemmin valmiiden tuotteiden oletetaan yleisesti olevan vähemmän haitallisia
Altistumisen arviointi Ei ole toistaiseksi selvyyttä mitä pitäisi mitata massan mittaus vs. lukumääräpitoisuus aineiden yhteisvaikutukset vertailuarvot puuttuvat Morfologia Liukoisuus Muuntautumiskyky Bioaktiivisuus Muoto Rasvaliukoisuus Pysyvyys Kalvomaisuus Reaktiivisuus Hydrofobisuus Varaus Muodonmuutos Allergeenisuus Koko Ominaispinta-ala Vesiliukoisuus Toksisuus
Työpaikkamittauksista Monipuoliset ja jopa kattavat mittaukset ovat tälläkin hetkellä mahdollisia, mutta hinta ja aika ovat ongelma esimerkki mittausprosessista: lukumääräpitoisuuden määritys (CPC) ensin taustapitoisuus, jonka jälkeen prosessin pitoisuus, sitten partikkelikokojakauman määritys (ELPI, SMPS), sitten morfologia, koostumus (SEM, TEM), sitten mahdolliset henkilökohtaiset suodatinnäytteet esim. metallien pitoisuuden selvittämiseksi
Nanomateriaalien ennakoivan riskien arvioinnin ja hallinnoinnin ja niiden turvallisen käytön haasteet Teollisten nanomateriaalien määrä Niukka altistumis- ja vaaratiedon määrä harvoja materiaaleja tutkittu lainkaan, vain muutama tutkittu systemaattisesti, tulokset eivät kelpaa riskinarviointiin tai hallintaan altistustietoa vain niukalti Monimutkaiset työ- tai ympäristöperäisen altistumisen mahdollisuudet, toistaiseksi ei osata erottaa teollisesti tuotettuja hiukkasia taustasta Työntekijät eniten altistuvia
Terveysriskit ovat suurelta osin vielä tuntemattomia Solu- ja eläinkokeissa osoitettu: nanomateriaalien kerääntymistä elimistöön keuhkotulehdusta DNA muutoksia vatsaontelon syöpää
NANOHIUKKASET KEUHKOISSA Hiilinanoputket aiheuttavat keuhkotulehdusta ja keuhkojen arpeutumista ja voivat aiheuttaa koeeläimissä mesotelioomia, jotka liitetään myös asbestialtistumiseen
TURVALLISUUS-TUTKIMUKSEN TIETOAUKOT NANOHIUKKASTEN TERVEYSRISKIEN ARVIOINNISSA Käyttäjäystävälliset ja halvat laitteet työpaikkaaltistumisen arvioimiseksi, vapautuminen työpaikalla Nanohiukkasten kuvaaminen, varhaisvaikutukset, perimä, keuhkojen tulehdusreaktiot, hiusverenkierto, helpot luotettavat testausmenetelmät ja strategiat, riskinarviointi ja hallinta, materiaalien luokittelu
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
Nanomateriaalien mahdollisten riskien hallinnointi Uusien materiaalien ja teknologioiden merkitys kasvaa tulevaisuudessa tästä tieto poliittisille päättäjille, viranomaisille, työpaikoille, yrityksille, kuluttajille ja työmarkkinajärjestöille Tarvitaan uudenlainen turvallisuuskulttuuri ja yhteistoimintaa yli rajojen, joka mahdollistaa teknologisen edistyksen mahdolliset haitat huomioiden Nanomateriaalien turvallinen suunnittelu (SAFER-BY-DESIGN) käyttöön
JOHTOPÄÄTÖKSET Nanoteknologioiden vaikutus arkipäivään kasvaa, altistuminen synteettisille nanohiukkasille lisääntyy Tiedot nanohiukkasaltistumisesta ja sen vaikutuksista ovat niukat; lisää tietoa tarvitaan Turvallisuus- ja terveys osaksi nanoteknologioiden ja hiukkasten tuotekehittelyä Nanomateriaalien turvallisuus on nanoteknologioiden luottamuksen perusta ja luottamus taas näiden teknologioiden menestymisen edellytys
Kiitos mielenkiinnosta!