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Potenziale esposizione a nanomateriali

I nanomateriali sono prodotti e utilizzati da numerose industrie europee e mondiali (automobilistica, cosmetica, elettronica, tessile, farmaceutica ecc.).

I dati di esposizione professionale nella produzione di nanomateriali sono scarsi. In generale, i processi di fabbricazione dei nanomateriali in fase gassosa (dopo la rimozione del nanomateriale da un sistema chiuso) o che utilizzano o producono nanomateriali come polveri o sospensioni in mezzi liquidi, presentano un maggior rischio di rilascio di nanoparticelle.

La manutenzione dei sistemi di produzione, la pulizia e lo smaltimento dei materiali provenienti da sistemi di raccolta della polvere, possono provocare esposizione a nanoparticelle. Esposizioni possono anche verificarsi nella gestione dei rifiuti contenenti nanomateriali.

Al momento non sono disponibili informazioni sufficienti per prevedere tutte le situazioni e gli scenari di lavoro che possono comportare esposizione a nanomateriali. Fra le operazioni che possono aumentare il rischio di esposizione sono da ricordare e seguenti:

  • lavorazione con nanomateriali in un liquido senza adeguata protezione (per esempio, guanti);
  • lavorazione con nanomateriali in un liquido durante operazioni di versamento o di miscelazione o dove è necessario un alto grado di agitazione;
  • generazione di nanomateriali in fase gassosa in sistemi aperti;
  • manipolazione (per esempio, pesatura, miscelazione, spray) con polveri di materiali nano strutturati;
  • manutenzione di attrezzature e processi usati per produrre o fabbricare nanomateriali;
  • pulizia o smaltimento dei rifiuti;
  • pulizia dei sistemi di raccolta della polvere usati per catturare le nanoparticelle;
  • levigatura, perforazione di nanomateriali, o altre lavorazioni meccaniche che possono portare alla aerosolizzazione di nanoparticelle.

 

La ricerca sulle nanotecnologie è in rapido avanzamento, così come lo studio dei possibili effetti sulla salute dei lavoratori e la produzione di linee guida e metodi per misurare l’esposizione, sviluppare limiti di esposizione occupazionale, valutare il rischio e intervenire con misure di mitigazione dell’esposizione.

Allo stato attuale, per l’esposizione all’inalazione di nanoparticelle non sono stabiliti valori limite di esposizione professionale (VLEP), a livello nazionale o dell’Unione Europea.

Al riguardo la norma UNI ISO/TR 18637:2018 per lo sviluppo di limiti di esposizione fornisce una raccolta di metodi e procedure utili per determinare i limiti e le bande di esposizione occupazionale (OEL/OEB) per i nano-oggetti costruiti e i loro aggregati e agglomerati (NOAA). Tali dati, come è indicato nella norma, sono utili per la gestione del rischio e della salute occupazionale.

La norma UNI EN 17058:2019 per l’esposizione nei luoghi di lavoro tratta specificatamente la valutazione dell’esposizione per inalazione dei nanomateriali e dei loro aggregati o agglomerati.

La misura di esposizione all’inalazione di nanoparticelle può avere come obiettivi, oltre al confronto con il VLEP, la verifica dell’efficacia delle misure di mitigazione del rischio o per esempio l’utilizzo in studi epidemiologici. In funzione dell’obiettivo, possono essere seguite strategie diverse di misurazione. In generale, la strategia più idonea prevede la misurazione dell’esposizione per un tempo di campionamento rappresentativo della lavorazione, utilizzando misuratori/campionatori personali, ma l’impiego di strumenti statici può comunque trovare applicazione per obiettivi specifici.

Storicamente, l’esposizione dei lavoratori agli agenti chimici è stata espressa in termini di concentrazione di massa, tranne che per le fibre. Nel caso delle nanoparticelle, però, non esiste ancora un accordo generale sull’unità di misura più rappresentativa per la caratterizzazione degli effetti sulla salute. La norma UNI 16966:2019 per l’esposizione nei luoghi di lavoro definisce i parametri per esprimere la concentrazione in termini di numero di particelle (cm-3), area superficiale (μm2 cm-3) o massa (mg m-3). Le concentrazioni possono essere riportate per intervalli di dimensioni del particolato.

Diverse tecnologie sono disponibili per la misurazione della concentrazione delle nanoparticelle nell’atmosfera del luogo di lavoro.

Strumenti portatili frequentemente utilizzati sono i contatori di nanoparticelle tipo Condensation Particle Counter (CPC), che misurano il numero totale di particelle per volume d’aria che attraversa lo strumento (cm-3), e i contatori Diffusion Charger (DC), che misurano anche la concentrazione espressa in termini di area superficiale delle particelle (μm2 cm-3).

Gli Optical Particle Counter (OPC) misurano il numero totale di particelle per volume d’aria (cm-3) suddivise in un certo numero di intervalli dimensionali delle particelle. Distribuzione dimensionale e concentrazione numerica possono essere misurate anche con sistemi di analisi della mobilità differenziale elettrica (DMAS).

Campionamenti del particolato nanometrico possono essere effettuati con i precipitatori termici (Thermal Precipitator - TP), che generalmente raccolgono le nanoparticelle su un wafer di silicio; il campione può poi essere analizzato al microscopio elettronico a scansione (SEM). Oppure possono essere usati i precipitatori elettrostatici (ElectroStatic Precipitator - ESP), che prelevano le particelle su superfici conduttive, per es. lamine di carbonio, idonee all’analisi al microscopio elettronico a trasmissione (TEM).

Altri strumenti come i campionatori diffusivi, i cicloni e gli impattori (per la frazione PM1 e forse nel futuro PM0,5), di tipo personale o statico, prelevano il particolato nanoparticellare e permettono la misura della massa raccolta (mg/m3). Il particolato può essere raccolto su filtri, per esempio in esteri misti di cellulosa o di fibra di quarzo, e i campioni prelevati possono essere sottoposti a microscopia elettronica, ma anche ad altre tecniche analitiche quali la spettrometria di massa a plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS), la tecnica PIXE (Particle Induced X-ray Emission) o lo scattering Raman. Queste analisi forniscono informazioni sulla morfologia e sulla struttura chimica delle particelle.

Per approfondimenti vedere sezione Agenti chimici.

Ai sensi del regolamento REACH i fabbricanti e gli importatori devono registrare le sostanze e dimostrarne l’uso sicuro anche se queste assumono nanoforme. In tale senso l’ECHA ha emanato una specifica linea guida per la preparazione dei fascicoli di registrazione delle nanoforme allo scopo di facilitarne la registrazione.

Il regolamento REACH dal canto suo non contiene espresse disposizioni in materia di gestione del rischio della salute e sicurezza per tali sostanze e poche sono le informazioni attualmente disponibili sui nanomateriali.

Sebbene alcuni regolamenti UE, come le normative sui cosmetici e sui nuovi prodotti alimentari, prevedano delle esplicite prescrizioni giuridiche per le sostanze che assumono nanoforme, tali prescrizioni non esistono per tutti gli altri materiali in nanoforma attualmente commercializzati in Europa, la cui regolamentazione è demandata dalla comunità europea ai singoli gli Stati membri.

In assenza di precise informazioni sui rischi associati all'esposizione professionale ai nanomateriali ingegnerizzati, vale il principio della massima cautela; è essenziale pertanto assumere misure di prevenzione e protezione adeguate all’entità del rischio, che riducano al minimo il rischio di esposizione dei lavoratori. Nel caso in cui il potenziale pericolo non possa essere eliminato attraverso la sostituzione con una sostanza meno pericolosa o meglio non pericolosa, allora vanno installati sistemi di controllo specifici al processo o alla mansione. Giacché la via inalatoria sembra rappresentare la principale via di esposizione professionale per i materiali in nanoforma, è necessario limitare la generazione di nanomateriale aerodisperso nei luoghi di lavoro attraverso l’utilizzo di sistemi chiusi e di processi a umido, evitando, nei limiti del possibile, processi tipicamente legati alla generazione di polveri, come per esempio la molatura e l’abrasione.

Sistemi di controllo quali sorgenti chiuse (vale a dire, isolamento della sorgente rispetto al lavoratore) e sistemi di ventilazione locali andrebbero predisposti sulla base delle conoscenze sul movimento aerodinamico dei nanomateriali in aria in modo da risultare efficaci ai fini della cattura di materiali aerodispersi.

Anche la quantità in massa dei nanomateriali che viene sintetizzata o utilizzata nella fabbricazione di un prodotto influenza in modo significativo la selezione dei sistemi di controllo.

Diversi, quindi, sono i fattori che influenzano la scelta dei sistemi di controllo: la quantità di nanomateriali manipolati o prodotti, la forma fisica e la durata della mansione. Per esempio, lavorare con basse quantità di nanomateriale in forma liquida richiederebbe un sistema di controllo meno rigoroso di quello che sarebbe necessario per grandi quantità di nanomateriali in polvere.

I nanomateriali che non sono in forma libera, (incapsulati in un solido, nanocompositi, materiali rivestiti superficialmente), a meno di tagli o frantumazione, normalmente non richiedono l’utilizzo di sistemi di controllo.

Se i livelli di esposizione lavorativa ai nanomateriali rimangono preoccupanti anche dopo l’adozione di sistemi di controllo e di processo, l’utilizzo di dispositivi di protezione individuale (DPI), come guanti e respiratori può ulteriormente ridurre l’esposizione.

Sono state sviluppate diverse Linee Guida che forniscono raccomandazioni per l’uso dei DPI compresi indumenti, guanti e respiratori nei luoghi di lavoro dove si utilizzano nanoparticelle. Ad esempio, il National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) riporta sia su “Approaches to Safe Nanotechnology” che su “Nanomaterial Production and Downstream Handling Processes” i criteri di scelta per i DPI e per i respiratori per gli ambienti di lavoro dove si utilizzano nanomateriali.

L’Associazione dell’industria chimica tedesca (VCI) e l’Istituto federale tedesco per la sicurezza e la salute (BAuA) hanno pubblicato una “Guida per la gestione e l’utilizzo di nanomateriali nei luoghi di lavoro”, che contiene orientamenti sulla scelta e l’uso di indumenti di protezione individuale, guanti e respiratori tra cui i dati di efficacia dei filtri per particelle nanometriche.

Schede di dati di sicurezza (SDS)

In conformità a quanto previsto dal regolamento REACH, è necessario riportare all’interno della scheda di dati di sicurezza le informazioni utili sulla sostanza presente in nanoforma descrivendone nei limiti del possibile i pericoli le misure per la manipolazione, immagazzinamento ed emergenza.

Il regolamento REACH, infatti, chiede agli utilizzatori di sostanze chimiche pericolose di seguire le raccomandazioni fornite negli scenari d’esposizione acclusi alle SDS per la gestione dei rischi.

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