Hyvinvointia työstä SAK:n 22. TYÖYMPÄRISTÖSEMINAARI 17.10.2015 Nano, mitä siitä on hyvä tietää? Arto Säämänen, vanhempi asiantuntija Kemikaaliturvallisuus 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 2 Arto Säämänen 1
Sisältö Mikä on nano? Mitä tiedetään mahdollisista terveyshaitoista? Miten altistumista arvioidaan? Miten hallitaan mahdolliset riskit? 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 3 Mikä on nano? Luonnollisesti syntyvät nanohiukkaset Monet luonnonilmiöt tuottavat ilmakehään nanohiukkasia Prosessipäästöinä muodostuvat nanohiukkaset Ihmisen toiminta on lisännyt altistumista nanohiukkasille Monissa työprosesseissa syntyy nanokokoluokan hiukkasia (esim. hitsaus) Teollisesti tuotetut nanohiukkaset 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 4 Arto Säämänen 2
EU komission määritelmä Nanomateriaali tarkoittaa luonnollista materiaalia, sivutuote-materiaalia tai valmistettua materiaalia, joka sisältää hiukkasia joko vapaina, agglomeroituneina tai aggregoituneina ja jonka hiukkasista vähintään 50 prosenttia lukumääräperusteisen kokojakauman mukaisesti on kooltaan 1 100 nm tai jonka ulkomitoista yksi tai useampi on 1 100 nm. "Poiketen 2 kohdan soveltamisesta fullereeneja, grafeenihiutaleita ja yksiseinäisiä hiilinanoputkia, joiden yksi tai useampi ulkomitta on alle yksi nanometri, olisi pidettävä nanomateriaaleina" "Määritelmää on tarkasteltava uudelleen viimeistään joulukuussa 2014 saatujen kokemusten ja tieteen ja tekniikan kehityksen mukaisesti". 27.4.2013 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi Stockmann-Juvala 5 (Hyvin) Pieniä Punasolut Nanohiukkaset Pölyhiukkaset 0.01 0.1 1 10 µm 10 100 1000 10 000 nm 10 nm = 10 x 10-9 m V. Väänänen 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 6 Arto Säämänen 3
Nanohiukkasten ominaispiirteet Erilaiset kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet kuin ns. bulkkitavaralla Pieniä, 1-100 nm Suuri pinta-ala, reaktiivisia, korkea suorituskyky Riskit? Tuntemattomat tai huonosti tunnetut 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 7 Miksi nanot ovat tapetilla? Nanomateriaaleilla saadaan tuotteisiin uusia tai parannettuja ominaisuuksia kevyempiä tai kestävämpiä vähemmällä raaka-aineella kuin perinteisillä materiaaleilla, hyvin sähköä johtavia, pintailmiöiden hyödyntäminen jne. Nanomateriaaleja voidaan hyödyntää mm. rakennus-, lääke-, tietoteknologia- ja puunjalostusteollisuudessa; kuluttajatuotteissa, kosmetiikassa, elintarvikkeissa yms. yms. Laboratorioissa on tuotettu satoja tuhansia nanomateriaaleja vain murto-osa on kaupallisessa käytössä Nanoteknologioiden merkitys kasvaa 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 8 Arto Säämänen 4
Nanojen sovelluskohteita Tietotekniikka Rakennusteollisuus Clean tech Nanoteknologiat Liikennevälineet Energiatekniikka Lääketeollisuus Elintarviketeollisuus Kosmetiikka Sensorit 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 9 Nanomateriaalien käyttö rakennusteollisuudessa kevyempiä lujempia itsestään puhdistuvia tulenkestäviä raaka-ainekulutuksen vähentyminen naarmuuntumattomia 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 10 Arto Säämänen 5
Nanomateriaalien käyttöjä rakennusteollisuudessa Nanomateriaali Piidioksidi ylivoimaisesti suurimmat volyymit! Titaanidioksidi Hiilinanoputket tai -kuidut Sinkkioksidi Nanoselluloosa Hopeananohiukkaset Kuparioksidit Nanosavi Sovellus Sementti, betoni, lasi, eristysmateriaalit Maalit, pinnoitteet, sementti, betoni, lasi Betoni, maalit, komposiittimateriaalit Pinnoitteet Eristeet Pakkausmateriaalit, tekstiilit, antibakteeriset tuotteet Puunsuoja-aineet Komposiittimateriaalit 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 11 Terveysvaikutuksista Todennäköisesti suuri osa synteettisistä nanohiukkasista on turvallisia tai vain vähän haitallisia ja niiden riskit ovat hallittavissa Osa synteettisistä nanohiukkasista tiedetään haitallisiksi (osa hiilinanoputkista, jotkut metallit ja metallioksidit) ominaisuudet, joiden epäillään aiheuttavan haitallisuutta ovat esim. pysyvyys elimistössä, muoto, liukenevuus, jne. Haaste tunnistaa haitalliset varhain ja puuttua niihin ja estää nanoteknologioiden mahdolliset terveysriskit Materiaalin nanokoko ei sinällään merkitse terveysvaaraa. 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 12 Arto Säämänen 6
Esimerkkejä terveysvaikutuksista Jotkut nano-tio 2 laadut ovat aiheuttaneet koe-eläimille keuhkotulehdusta Kansainvälinen syöväntutkimuslaitos (IARC) on luokitellut TiO 2 luokkaan 2B ihmisille mahdollisesti karsinogeeniseksi aineeksi. Kansainvälinen syöväntutkimuslaitos (IARC) on luokitellut erään hiilinanoputkityypin (MWCNT-7) luokkaan 2B ihmisille mahdollisesti karsinogeeniseksi aineeksi. Muut hiilinanoputket ovat luokassa 3, ei luokiteltavissa 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 13 Altistuminen nanomateriaaleille Hengitysteitse työntekijöiden tärkein altistumisreitti Ihoaltistuminen työntekijät ja kuluttajat Suun kautta kädestä suuhun epäsuorasti: inhaloitujen partikkeleiden nieleminen tulevaisuudessa muodostumassa tärkeämmäksi nanomateriaalien yleistyessä elintarvikkeissa ja elintarvikkeiden pakkausmateriaaleissa 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 14 Arto Säämänen 7
Kemikaalien aiheuttamat terveysvaikutukset riippuvat Altistumisen määrästä ja kestosta Lähde, prosessityyppi, olomuoto, lämpötila, alkunopeus, päästön toistuvuus Päästömäärä Leviäminen, laimeneminen Henkilön etäisyys lähteestä Kemikaalin poistumisnopeudesta kehosta Aineenvaihdunta, jakaantuminen kehossa Kemikaalin luontaisesta toksisuudesta Henkilön yksilöllisistä ominaisuuksista, kuten esim. terveystilanteesta jne. 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 15 Vaara vs. riski Vaara Kemikaalin potentiaaliset vaikutukset ihmisen kehossa Altistuminen Todennäköisyys, jolla vaaraa aiheuttava kemikaali joutuu ihmisen kehoon Riski Vaara * Altistuminen 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 16 Arto Säämänen 8
Kemikaaliturvallisuuden ABC 1. hoida kemikaalien käyttöturvallisuustiedotteet ja työpaikan kemikaaliluettelo kuntoon 2. tunnista työpaikan kemialliset vaaratekijät ja selvitä työntekijöiden altistuminen 3. arvioi kemialliset riskit ja laita ne tärkeysjärjestykseen 4. päätä ja toteuta tarvittavat toimenpiteet (ennaltaehkäisy ja torjunta) 5. varmista työntekijöiden riittävä ohjeistus ja opastus 6. huolehdi jatkuvasta seurannasta. 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 17 Riskinarviointi - Järjestelmällinen toiminta 1. Käytettävään nanomateriaaliin liittyvän terveys ja turvallisuustiedon hankinta (myös palo- ja räjähdysvaarat!) 2. Menettelytapojen ja teknisten torjuntakeinojen määrittely 3. Nanomateriaaleille altistumisen ja niiden torjuntamenetelmien tehokkuuden valvonta ja rekisteröinti 4. Työntekijöiden kouluttaminen ja opastaminen nanomateriaalien käsittelyyn 5. Suojainohjelman laatiminen 6. Huolto- ja kunnossapidon sekä siivouksen ja vahinkotilanteiden toimintaohjeiden laatiminen 7. Jätteiden käsittelyn suunnittelu ja toimintaohjeiden laadinta 8. Terveystarkastusten suunnittelu 9. Olosuhteiden valvonta 10. Benchmarkkaus ja tiedon jakaminen toisten nanomateriaaleja käyttävien organisaatioiden kesken 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 18 Arto Säämänen 9
UK Royal Society & Royal Academy of Engineering Report on Nanoscience & nanotechnologies (2004) 13.10.2015 Malliratkaisusta lisää tietoa www.ttl.fi/malliratkaisut 27.4.2013 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi Stockmann-Juvala 19 Nanomateriaalien elinkaari INJEKTIO IHO 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 20 Arto Säämänen 10
Altistuminen nanomateriaaleille Altistuminen voi tapahtua teollisuudessa useissa tuotannon eri vaiheissa, raakaaineen käsittelystä lopputuotteen viimeistelyyn ja jopa käyttöön Yleisesti oletetaan kuitenkin valmiiden tuotteiden olevan vähemmän haitallisia Nanomateriaalin valmistus ja aineosien/komponenttien käsittely ja prosessointi altistavat todennäköisemmin 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 21 Mitkä tekijät on otettava huomioon nanojen riskinarvioinnissa ja riskinhallinnan suunnittelussa? Nanomateriaalin fyysinen olomuoto Sidottuna osaksi muuta materiaalia Liuosmuodossa Jauheena Vapaana hiukkasena ilmassa Liukenevuus pysyvyys elimistössä Kuitumainen olomuoto Taipuisat jäykät, neulamaiset kuidut Perusmateriaalin mahdolliset terveyshaitat Käyttötapa Pölyn muodostuminen Ruiskutus ym. aerosolin muodostus Suojauksen tasosta Käytettävä määrä Käytön toistuvuus ja käyttöaika 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 22 Arto Säämänen 11
Työvaiheet, joissa altistumista voi tapahtua nanomateriaalin valmistus nanomateriaalin käsittely jauheena ei-suljetussa systeemissä nesteessä olevan nanomateriaalin kaataminen, sekoittaminen ym. työvaiheet, joissa materiaali joutuu voimakkaaseen liikkeeseen puhdistus-, huolto- ja jätteenkäsittelyvaiheet prosessilaitteiden ja ilmansuodattimien puhdistus ja huolto materiaalien mekaaninen murskaus, poraus, puhallus, leikkaus, hionta yms. vaiheet, joissa nanomateriaalia voi vapautua ilmaan nanomateriaalien lämpökäsittely, kuten laserleikkaus nanomateriaalia sisältävien spray -aineiden käyttö 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 23 Esimerkkejä rakennusteollisuudesta työvaiheista, joissa altistumista voi tapahtua Pölyä tuottavat työvaiheet Jauheiden käsittely ja sekoittaminen Sahaaminen Poraaminen Hionta Hajottaminen Huoltotyöt Ruiskutus (aerosolin muodostuminen) 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 24 Arto Säämänen 12
GA 280535) ES5: Machining tasks (drilling) The additive of nano-tio2 supported on sepiolite has been developed by TOLSA Process: T1: Drilling Nanosafe2014, 18-20 November, 2014 Grenoble, France 25 GA 280535) ES5: Machining tasks (drilling) Use- Machining Boxplot, backgroundcorrected average number of nanoparticles/cm3 during the tasks (data from CPC3007). Mean particle concentration (particles/cm3) near/above NRV; maximum values up to 2.38E+5 particles/cm3 No sticking difference among control/filled materials regarding the release of particles (particles/cm3). (SEM analysis) No Evidence of nano-tio2 free at the PBZ. Nanosafe2014, 18-20 November, 2014 Grenoble, France 26 Arto Säämänen 13
Muistettavaa Monilla rakennusalan työpaikoilla altistuminen erilaisille pölyille, kuiduille, liuottimille tai muille kemikaaleille saattaa olla hyvin runsasta. Nämä muut tekijät ovat todennäköisemmin suurempi terveysriski kuin altistuminen nanomateriaaleille. Riskinarvioinnissa on huomioitava kaikki altisteet, nanomateriaalit ovat siis usein osa laajempaa kokonaisuutta. 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 27 Altistumisen arvioiminen Vaihe 1 Vaihe 2 Vaihe 3 Vaihe 4 Taustatiedon keräys Onko työpaikalla mahdollista altistua teollisesti tuotetuille nanomanteriaaleille? Hiukkaspitoisuuden kartoitus työpaikalla Vapautuuko käsittelyssä nanohiukkasia? Teollisten nanomateriaalien tunnistaminen ja niille altistumisen arviointi Ovatko nanohiukkaset teollisesti tuotettuja? Ylittyykö tavoitetaso? Riskinhallinnan toimenpiteet Alentavatko riskinhallinnan gtoimenpiteet nanohiukkasten nanohiukkasille altistumisen hyväksyttävälle tasolle? 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 28 Arto Säämänen 14
TTL:n tavoitetasot www.ttl.fi/tavoitetasot Nanomateriaali Tavoitetaso Esimerkkejä Jäykät, kuitumaiset nanomateriaalit, joiden asbestinkaltaisia vaikutuksia ei voida sulkea pois 0,01 kuitua/cm 3 (8h) a (kuitujen pituus > 5 µm ja pituus-halkaisijasuhde > 3:1) Partikkelimuotoiset, hitaasti hajoavat nanomateriaalit; 20 000 partikkelia/cm 3 tiheys >6000 kg/m 3 (8 h) Partikkelimuotoiset, hitaasti hajoavat nanomateriaalit; tiheys <6000 kg/m 3 sekä kuidut, joilla ei asbestinkaltaisia vaikutuksia Pääosin agglomeraatteina esiintyvät partikkelimuotoiset, hitaasti hajoavat nanomateriaalit (agglomeraattien halkaisija > 100 nm) 40 000 partikkelia/cm 3 (8 h) 0,3 mg/m 3 (alveolijae) (8 h) Hiilinanoputket, metallioksidikuidut Nanokokoiset Ag, Au, CeO 2, CoO, Fe, Pb, SnO 2 Nanokokoiset Al 2 O 3, SiO 2,TiN, TiO 2, ZnO, nanosavet, dendrimeerit, C 60, polystyreeni Mm. yllä mainittujen partikkelimuotoisten nanomateriaalien agglomeraatit 5.6.2014 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi Stockmann-Juvala 29 Torjunnan keinot Lähteeseen vaikuttamisen keinot Lähteen korvaaminen vähemmän haitallisella. Lähteen käsittely vähemmän pölyäväksi. Päästöä vähentävät toimenpiteet Prosessin muutokset. Toimintatavan muutokset. Leviämistä vähentävät keinot Koteloinnit Kohdeilmanvaihto Yleisilmanvaihto Esteet Suunnatut ilmavirtaukset Työntekijään ja työn tekemiseen kohdistuvat keinot Automatisointi Valvomot Etäisyyden lisääminen Työtavat Työkierto Työpistekohtainen tuloilma Henkilönsuojaimet 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 30 Arto Säämänen 15
Epäpuhtauksien hallinnan perusperiaatteet 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 31 Riskin hallinta - tekniset keinot Päästön vähentäminen Korvaaminen Päästön vähentäminen Leviämisen estäminen vähennetään/eliminoidaan päästöjen leviäminen koteloidaan päästölähde (suljetut laitteistot) alipaineistetaan työtilat käytetään työntekoon vetokaappia/hanskakaappia käytetään kohdepoistoa käytetään kauko-ohjausta ja automaatiota käytetään tehokkaita poistoilmansuodatussysteemejä (HEPAsuodattimet) Tarkistetaan teknisten keinojen tehokkuus 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 32 Arto Säämänen 16
Riskin hallinta - työn tekemiseen kohdistuvat keinot Vähennetään altistuvien työntekijöiden määrää ja/tai työaikaa altistavassa prosessissa Estetään ulkopuolisten pääsy työtiloihin Noudatetaan työpaikalla hyvää siisteyttä ja järjestystä säännöllinen siivous, pidetään pinnat puhtaina Koulutetaan työntekijöitä, opastetaan hyvät työtavat ei sallita kuivaharjausta, käytetään siivoukseen kosteita liinoja, käsien pesu poistuttaessa työpaikalta, työvaatteiden vaihto ohjeet ja koulutus sekä kirjallisesti että suullisesti Seurataan työoloja jatkuvasti 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 33 Riskin hallinta henkilöön kohdistuvat keinot käytetään työssä henkilönsuojaimia tuotteen käyttöturvallisuustiedotteen mukaan muistaen, että monien nanomateriaalien osalta KTT:t ovat vielä puutteellisia suojainten käyttö ja huolto käyttöohjeen mukaisesti tiiviystestaukset työntekijöiden terveystarkastukset kirjataan työntekijät, jotka mahdollisesti altistuvat työssään nanomateriaaleille (tuotteet, työprosessit) 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 34 Arto Säämänen 17
Perusasiat kuntoon Tunnista: nanomateriaalit, työvaiheet ja altistuvat henkilöt Tee/päivitä riskinarviointi myös fys.kem vaarat Kemikaaliluettelo, KTT:t, merkinnät jne. Onko KTT:ssä mainitut riskinhallintatoimenpiteet toteutettu? Onko työntekijät koulutettu ja opastettu? Onko varauduttu ensiapu- ja palontorjuntatilanteisiin sekä onnettomuuspäästöihin? Huolto- ja kunnossapito sekä jätehuolto Työnjohto ja materiaalien hankinta Siisteys, järjestys ja yleinen hygienia Kaikissa tapauksissa vähintään nämä kunnossa 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 35 Nanomateriaalia sisältävän pölyn muodostuminen mahdollista Käytä vähän pölyävää tuotetta (pastat, granulaatit ym.) Käytä vähän pölyävää menetelmää (esim. veden käyttö) Automatisoi ja/tai koteloi prosessi Vähennä altistuvien määrää Käytä kohdepoistoja, poistoilman suodatus (H-luokka tai H14 suodatin) Onko henkilönsuojaiten valinta, käyttö, huolto ja varastointi kunnossa? Onko riskinhallintakeinojen (mm. ilmanvaihto, suojaimet) huolto, tarkastukset ja testaukset järjestetty säännöllisesti? Onko altistumisen seuranta ja terveystarkastukset määritelty Matriisiin sidottujen nanomateriaalien mekaaninen käsittely (hionta, poraus, työstö jne.) Muiden nanomateriaalien kohdalla pölyn tahaton muodostuminen (onnettomuudet, valumat jne.) 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 36 Arto Säämänen 18
Nanomateriaalia sisältävää pölyä muodostuu Voidaanko aine korvata? Voidaanko menetelmää vaihtaa? Vähennä käytettävää määrää Voidaanko käsittely tehdä suljetussa järjestelmässä? Onko prosessi koteloitu mahdollisimman tiiviisti ja varustettu kohdeilmanvaihdolla? Prosessiin sopiva esim. ruiskutuskaappi, kotelointi, vetokaappi tms. Onko materiaalin leviäminen käsittelytilasta estetty? Alipaine, tarramatot jne. Pölyttömät siivousmenetelmät Pölynimuri, kostea pyyhintä jne. Kuitumaiset nanomateriaalit ja CRMaineet Prosessit, joissa syntyy aerosolia, esim. Ruiskutus Eräät valmistusmenetelmät Jne. 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 37 Mitä voin tehdä itse? Vältä pölyn muodostumista Käytä aina kohdepoistoa mikäli mahdollista Käytä henkilönsuojaimia ohjeiden mukaan Säilytä materiaali aina suljetussa astiassa Puhdista työpisteesi säännöllisesti, vähintään kerran päivässä Käytä siivouksessa imuria ja muita pölyttömiä menetelmiä Älä säilytä tai nauti elintarvikkeita työpisteellä Älä vie työvaatteita kotiin ÄLÄ MISSÄÄN NIMESSÄ KÄYTÄ PAINEILMAA PÖLYN PUHDISTUKSEEN! 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 38 Arto Säämänen 19
YHTEENVETO Nanoteknologioiden käyttö on mahdollista toteuttaa turvallisesti. Toimi ennalta ehkäisevästi! Nanomateriaalit ovat hyvin erilaisia. Ainekohtaisten haittavaikutustietojen niukkuuden takia suositellaan altistumisen minimoimista. Normaalit riskinhallintakeinot ovat tehokkaita oikein käytettynä. Riskinhallinnassa vaikeus on arvioida riittävä riskinhallinnantaso mieluummin valitaan korkea suojaustaso. 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 39 Nanoturvallisuuskeskus www.ttl.fi/nanoturvallisuuskeskus nanoinfo@ttl.fi edistää altistumisen arviointia työpaikoilla kehittää haitallisten nanohiukkasten tunnistamismenetelmiä muuttaa tutkimustieto nanomateriaalien turvalliseksi käytöksi työpaikoilla kouluttaa ja levittää tietoa työpaikoille, yrityksille, kansalaisille ja viranomaisille olla haluttu yhteistyökumppani Suomessa ja kansainvälisesti tutkimuslaitoksille ja yrityksille tutkimuksessa ja asiantuntijatoiminnassa erinomaisesti kansallisesti, EU:ssa ja globaalisti verkottunut 17.10.2015 Työterveyslaitos Arto Säämänen www.ttl.fi 40 Arto Säämänen 20
Kiitos! ttl.fi @tyoterveys @fioh tyoterveyslaitos tyoterveys Tyoterveyslaitos Arto Säämänen 21