《安全管理职业卫生》之纳米材料的危害如何防范-.doc

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1、纳米材料的危害如何防范?纳米技术与信息技术、生物技术并列为“21世纪三大科技”。目前，纳米产业已经在全球形成产值数万亿美元的产业，根据美国疾病控制和预防中心统计，纳米材料被用于1000多种消费品，包括化妆品、服装和油漆。随着纳米行业的蓬勃发展，行业内工人的健康安全问题越来越受到重视。什么是纳米材料纳米材料是微小的颗粒，一纳米是十亿分之一米，只有大约一个病毒的大小。在生产中使用的纳米材料，指的是三维空间(高度、宽度或长度)中至少有一维小于100纳米(10-7米)的材料。这样的尺寸维度是纳米材料的主要特征。纳米材料的独特性质，可能实现非常奇特、理想的性能，从而导致各种不

2、同的应用。比如：自清洁表面。纳米结构可以防止表面上的污垢附着，其效果类似于自然界的“荷叶效应”：莲属植物的叶子一方面弱疏水性，另一方面在纳米范围内极为粗糙的表面结构，导致接触表面强烈减小为水滴和污垢颗粒。抗菌性能。银纳米颗粒(由于表面效应)比宏观银释放更大量的银离子，而银离子具有抗菌作用。改进的机械性能。一些纳米材料(尤其是碳化合物，如石墨烯和碳纳米管)具有极高的拉伸强度和低重量稳定性。当碳纳米管用于复合材料时，它们可以减轻重量，稳定性或增加稳定性。其他纳米材料(例如二氧化硅)应用于表面，提高其抗划伤性。此外，纳米材料还具有表面效应、量子效应、光学性能、超顺磁性，具

3、有极广泛的应用前景。然而，纳米材料也可能会造成不同于宏观同类物质的健康损害。纳米材料的应用领域目前，生产工厂、建筑现场、医院、化学实验室、药物实验室等是应用纳米材料的典型场所。实际上，随着纳米材料使用的日益普及，各行各业的工人都可能接触纳米产品。如医护人员(消毒剂中使用纳米银)、保洁人员(危险废物中会有纳米颗粒)，其他潜在终端用户包括消防员、卡车司机和酒店工作人员。例如，纳米技术已被广泛用于建筑材料，建筑工人已成为纳米危害风险非常高的群体。陶瓷行业使用纳米材料提升陶瓷性能。陶瓷具有易碎性，而纳米SiC、Si3N、ZnO、SiO2、TiO2、A12O3制成的陶瓷材料具

4、有高强度、高韧性、耐磨性等特点，其塑性性能能够吸收相当部分的外来能量，可解决普通陶瓷易碎易被破坏的缺陷。混凝土其实已经使用纳米材料几十年。在混凝土中添加纳米二氧化硅，可有效提升混凝土的物理力学性能、抗氯离子渗透性能、自收缩性能、抗冻耐久性，生产高性能混凝土。在混凝土表面使用疏水的纳米涂料，还可得到“不沾水”的水泥。普通防护鞋(右)与具有自清洁、抗污染、防水功能的纳尼防护鞋(左)对比。纳米材料还被应用于个体防护装备(PPE)。目前纳米技术在个体防护装备上应用最广泛的是各类防护面料。纳米技术对服装面料性能的改进可通过两种方式实现：一是将纳米颗粒添加到纤维材料中制成面料，

5、使其具有吸湿、防腐、除臭、抑菌、放静电等性能;二是通过直接将纤维材料制成纳米纤维，然后再编制成布，具有透气性好、阻燃性能高、能挡风、可过滤细微粒子等特性。近年来，纳米二氧化钛作为涂料或防晒剂中的防紫外线剂，纳米银作为纺织和医疗应用中的抗微生物剂，碳纳米管作为高机械强度、重量轻和散热性能好的材料，广泛用于航天、车辆制造以及运动设备等领域。纳米材料对人体的危害据美国国家科学基金会估计，到2020年，将会有600万人在纳米技术领域工作。然而，目前世界上还没有纳米材料的监管标准,人们至今对纳米材料对工人的健康影响知之甚少，尚无纳米技术和工人安全的全面规定。美国国家职业安全和

6、健康研究所(NIOSH)认为，吸入、误食或透过皮肤进入人体的纳米材料，可能会对健康产生不良影响。有些纳米材料是不溶的，所以它们在体内停留时间更长。其他一些可能穿透细胞膜并造成损伤。《美国工业医学杂志》的一篇研究文章则介绍了一个人类案例：一名26岁的化学家用处理大尺寸材料的方式处理纳米材料，在不通风、没有保护措施的实验台上处理镍纳米颗粒粉末，出现了喉咙刺激、鼻塞、鼻液倒流、面部潮红等生理反应。几项研究还测试了纳米技术对动物的影响。纳米材料对肺的伤害作用已被证实，包括炎症和组织损伤、纤维化和肿瘤生成。心血管系统也可能受到纳米材料的影响，而某些类型的碳纳米管会导致类似石棉

7、的影响。2017年，世界卫生组织下属的国际癌症研究机构(IARC)将数种碳纳米管列为致癌物。除了肺以外，纳米材料被人体摄入后，还可到达其他器官和组织，如肝脏、肾脏、心脏、大脑、骨骼和软组织。研究认为，一些纳米材料具有毒性效应。细胞的氧化应激反应、炎症反应是两种解释纳米材料毒性的主要机制。虽然有些人造纳米材料对健康的危害已被证实，但并非所有的纳米材料都必然具有毒性效应。此外，由于其尺寸小和表面积大，粉末形式的颗粒状纳米材料可能存在爆炸风险，而它们各自的粗糙材料可能不会发生爆炸。目前，NIOSH推荐了两种纳米材料的接触限值。根据实验室研究、工业实践的研究和观察，NI