سم شناسی نانو ذرات

سم شناسی نانو ذرات (نانوتکنولوژی، نانوپارتیکل ها و بهداشت کار)

فرمت: PPT   تعداد صفحات: 31

نانو تکنولوژی یا فن آوری نانو از نظر بسیاری از صاحب نظران یک انقلاب جدید در صنعت محسوب می شود که از آخرین یافته های علمی برای کوچک کردن و یا به عبارتی ریز کردن مواد استفاده می گردد. با وجود پیشرفت های شگرف در این زمینه، تا همین اواخر به مسائل بهداشتی و زیست محیطی فن آوری نانو چندان توجه نشده بود. امروزه سوالات مختلفی در این زمینه پیش روی متخصصین علوم بهداشتی و محیط زیست قرار گرفته است. برای مثال:

• آیا اثرات بهداشتی ذرات یا پارتیکل های چند نانومتری معلق در هوا بیشتر از ذرات معلق مشابه در ابعاد میکرومتر است؟
• روش صحیح دفع ضایعات مربوط به فرایند نانو چیست؟
• آیا ذرات نانو قادر به نفوذ به پوست هستند؟

تعاریف و اصلاحات:

نانومتر: یک میلیونیم میلیمتر یا یک هزارم میکرومتر

Ultrafine particles (ufp): ذرات معلق فوق ریز (ذرات نانو) که در محیط زیست، مثلا فضاهای شهری یا در لابراتوارها بطور اتفاقی تشکیل می شوند.

Nsp: تمام ذرات دارای قطر کمتر از نانومتر چه با منشاء طبیعی و چه مهندسی و سنتز شده ای که شکل کروی دارند.

NP: تمام ذرات کروی شکل در اندازه نانو که در آزمایشگاه سنتز و ساخته می شوند.

از اصطلاحات دیگر مانند نانوتیوب ها، نانواورینگ ها، نانووایرها برای نانو پارتیکل ها با اشکال هندسی دیگر استفاده می شود.

منابع طبیعی، مهندسی و خود به خودی UFP و NP

مواجهه انسان با پارتیکل های نانومتری Nsp <100n امری امروزی و جدید نیست. آتش سوزی جنگل ها و فعالیت کوه آتش فشان از جمله منابع طبیعی تشکیل و پراکنش NSpها هستند. ولی فن آوری نانو و رشد سریع آن، منابع جدیدی را برای مواجهه شغلی و محیطی از طرق تنفسی، پوستی و گوارشی ایجاد می نماید.

خطرات احتمالی مربوط به نانو پارتیکل ها اختصاصا مربوط به اندازه کوچک آنها نیست، بلکه با کوچک کردن ذرات یک ماده در حد نانومتر، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن نیز ممکن است تغییر کند. برای مثال یک ماده نارسانا در صورت تبدیل به ذرات نانو ممکن است رسانا شود و یک عنصر نامحلول تبدیل به نوع قابل حل خود شود.

آنچه موضوع مهم و مورد سوال کارشناسان بهداشت صنعتی است این است که آیا ممکن است یک عنصر غیر سرطانزا در صورت تبدیل به یک نانو پارتیکل قابلیت سرطان زایی کسب کند و آیا ممکن است یک ماده بعد از تبدیل به ذرات نانو، قابلیت متفاوتی جهت حرکت در فضاهای سلولی مولکولی کسب کند؟

دو ویژگی قابل توجه نانو پارتیکل ها

1. با کوچک شدن ذره تا حد کمتر از 50nm این ذره دیگر از قوانین فیزیکی تابعیت کامل نمی کند. بنابراین ذره ای در این اندازه از نظر خواص اپتیک، الکترومغناطیسی و توانایی الکتریکی می تواند از ذرات درشتر هم جنس خود کاملا متفاوت باشد. به همین ترتیب یک ذره در ابعاد نانو آن طور که از ذرات دیگر انتظار می رود از قانون جاذبه تابعیت نمی کند.
2. با کوچک شدن اندازه نسبت جرم و سطح تغییر می کند. این به علت آن است که با خرد کردن و ریز کردن هر ماده ای در حقیقت سطح آن نسبت به جرم افزایش می یابد.

از بین این دو ویژگی آنچه بیشتر مورد توجه دانشمندان از نظر قابلیت واکنش با سلول ها و اندام های سلولی قرار گرفته همین خاصیت دوم است. (جدول 1)

تعداد و سطح ذرات معلق در هوا در غلظت ثابت وزنی 10μg/m³

این افزایش سطح غیر قابل تصور به ذرات نانو این امکان را می دهد که اثرات سمی خود را از طریق تسهیل واکنش با مولکول ها و اتم های اطراف خود (در بدن انسان یا در محیط) راحت تر و با سرعت بیشتری انجام دهند. این امر بخصوص در مورد ذرات دارای ساختار کریستالی حائز اهمیت است زیرا این ذرات دارای تعداد بسیار زیادتری اتم در سطوح خارجی خود هستند.

به عنوان یک اصل می توان گفت که اندازه ذره کوچکتر معرف سطح بیشتر آن و قدرت واکنش بیشتر آن با محیط در سطوح خارجی است. این خاصیت اگرچه به این ذرات خواص شیمیایی موثری می دهد (مثلا خاصیت کاتالیست شدن)، ولی این نگرانی را ایجاد می کند که این توانایی فزاینده بتواند سلامت و حیات موجودات زنده را از طریق اعمال واکنش با آنزیم ها، آمینواسیدها و مولکول ها و اتم های درون سلولی، تهدید کند.

ذرات طبیعی UFP با ذرات سنتز یا مهندسی شده (NP) تفاوت های زیادی دارند. ذرات UFP طبیعی عمر کوتاهی دارند و اغلب قابل حل در آب می باشند و به محض ورود به دستگاه تنفسی تا حد زیادی شکل پارتیکلی خود را از دست می دهند. ذرات حاصل از احتراق نیز تمایل زیادی به چسبیدن به هم دارند. بنابراین در طی مدت کمی، ذرات بزرگتری در حد میکرو تشکیل می دهند. ولی از این لحاظ ،انواع مصنوعی و تجاری نانوپارتیکل ها (NP) با ذرات حاصل از احتراق موتورهای درون سوز تفاوت دارند. خاصیت اصلی کلیه نانو پارتیکل ها تمایل به چسبیدن به هم دیگر و تشکیل ذرات بزرگتر است.

آنچه باید در ارزیابی مواجهه با ذرات نانو مورد توجه قرار گیرد، بر خلاف روش ها و مقیاس های متداول در بهداشت حرفه ای، غلظت یا نسبت جرم ماده آلاینده به حجم هوا نیست؛ بلکه تعداد ذراتی است که در واحد حجم هوا موجودند و می توانند خود را به دیواره مویرگ های موجود در حبابچه های ریوی برسانند.

طبق طبقه بندی های متداول بهداشت حرفه ای، ذرات معلق محل کار بر اساس قطر آنها به 3 گروه تقسیم بندی می شوند. وسایل و تجهیزات نیز بر اساس این طبقه بندی طراحی و کالیبره می شوند. طبق این طبقه بندی، کوچکترین ذرات با قطر متوسط nm 42500، جزو ذراتی هستند که دارای قابلیت نفوذ به حبابچه های ریوی انسان یا محل تبادلات گازی هستند.

نگرانی از مواجه با نانو پارتیکل های مصنوعی (NP) فقط مربوط به مواجهه شغلی آنها نیست. این مواد در مقادیر بسیار زیاد تولید می شوند و در محصولاتی چون مواد آرایشی، بهداشتی، کرم های ضدآفتاب، صنعت الکترونیک و لاستیک سازی بکار می روند. از طرف دیگر، نشت و پراکندگی این مواد در حین حمل و نقل و ورود آنها به عنوان ماده زاید به محیط زیست تقریبا قطعی است. ولی متاسفانه تاکنون راهکاری برای تعیین مقدار یا ارزیابی غلظت این مواد در آب، خاک، حیات وحش و یا چرخه غذایی ارائه نشده و اثرات بهداشتی احتمالی آنها بر بدن انسان مورد بررسی قرار نگرفته است.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ بررسی سم شناسی مواجهه شغلی با نانو ذرات طلا

⇐ مدیریت و سنجش ریسک مواجهه با نانو مواد در محیط های شغلی: از تحقیق تا عمل

⇐ پیشرفت های اخیر در مزایا و خطرات نانوذرات مهندسی شده

⇐ اثرات زیست محیطی نانو ذرات