Veiligheid voorwaarts! - Risico’s van nanotechnologie

3. Marcel Vervoort, Risico’s van nanotechnologie

Over de risico’s van nanotechnologie is nog weinig bekend, zelfs de mensen die ermee werken weten het niet. Nanotechnologie wordt gezien als veelbelovend: in de in 2010 door de EU gehouden enquête eindigde nanotechnologie op de 4e plek. Maar wat betekent het? ‘Nano’ is iets dat heel klein is, in de ordegrootte van nanometers, iets groter dan atomen en de kleinere moleculen. Neem een rode bloedcel, of de dikte van een DNA-molecuul. Marcel Vervoort, hoger veiligheidskundige en arbeidshygiënist, maakt er al geruime tijd studie van.

Toepassingen nanodeeltjes
Vervoort somt een een vrij willekeurige reeks toepassingen van nanomaterialen op: nano-zilverdeeltjes in de meubelindustrie en in pleisters vanwege antimicrobiële werking, siliciumoxide in beton (maakt hard)  wolfraamoxide als infraroodwerende coating op glas, autowas, koolstofbuisjes en –vezels als wapening in compositematerialen, enzovoort. Wikipedia definieert een ‘nanodeeltje’ als object of deeltje waarbij één der dimensies zich tussen 1 en 100 nanometer bevindt. Dat is nogal arbitrair en het zet ons niet direct in een denkspoor.

Definitie Europese Commissie
De Europese Commissie, bezig met mogelijke risico’s voor gezondheid en milieu, heeft in 2011 gewezen op het verschil tussen natuurlijke nanomaterialen en bewust om hun eigenschappen gemaakte materialen. Een stof wordt volgens de EC een nanomateriaal genoemd als zij voor ten minste 50% uit nanodeeltjes bestaat. De EC maakt een uitzondering voor stoffen met mogelijk grote gevolgen voor gezondheid of milieu; dan is 1% de grens. Ook het oppervlak speelt een rol. Hoe kleiner een deeltje, hoe groter relatief het oppervlak. De EC hanteert een grens van 60 vierkante meter per kubieke centimeter. Marcel toont een dia waarop nanomaterialen in drie hoofdcategoriën worden onderverdeeld: in nanodeeltjes (drie dimensies nanomaat) nanobuisjes en – vezels (twee dimensis nanomaat) en nanolaagjes (bijvoorbeeld voor coatings; slechts één dimensie is nanoschaal). De vezelstructuren zijn weer onder te verdelen in nanodraden (lang), nanobuisjes (hol) en nanostaafjes (massief).

Zorg zodra iets zeer klein wordt
“Zinkoxide blijft zinkoxide en het blijft als chemische stof dezelfde toxische eigenschappen hebben, ongeacht de vorm”, zegt Vervoort. “Hoe hevig en via welk mechanisme het op het lichaam inwerkt is echter wel degelijk afhankelijk van de vorm. Of het een kristalstructuur heeft of er vezelig uit gaat zien zoals asbest. Nanodeeltjes hebben een vele malen groter oppervlak dan een gewone vaste stof (ze hebben dus meer contact met en interacteren gemakkelijker met hun chemische omgeving, red.) De oplosbaarheid wordt anders en er kan een neiging bestaan tot agglomereren en aggregeren (opeenhopen, klonteren). Dat laatste kan toxicologisch gezien worden als een voordeel.” Op een ‘klont’ kan gemakkelijker greep worden gekregen dan op een los nanodeeltje, dat zich gedraagt als een gas.

Blootstelling via de ademwegen
Deeltjes tussen 1 en 100 nm komen in de arbeidssituatie op twee manieren het lichaam binnen: via het ademhalingssysteem en via de huid. Vanwege hun minimale formaat worden ze niet ingevangen door de slijmlaag in de bronchiën en ook niet door het trilhaarepitheel naar buiten gewerkt. Eenmaal in de longblaasjes rest alleen cellulaire afweer via macrofagen. Nanomaterialen komen, net als asbest, tot diep in de longen. Bij onderzoek naar de ‘respiratoire blootstellingsroute’ blijkt ouder onderzoek naar de effecten van ingeademde radioactieve stoffen waardevol (ICRP66 longmodel). Alles wat in de longblaasjes terechtkomt en niet oplost blijft er tot in lengte van jaren. Het is een immuuninfiltraat. Poedervormige nanomaterialen, fibers en buisjes kunnen asbestose-achtige effecten laten zien, vooral de buisjes lijken mesothelioom te kunnen veroorzaken.

Uitscheiden of accumuleren
Als een nanomateriaal wel inwendig door het lichaam wordt ‘vervoerd’, dan zijn daar twee manieren voor: het wordt vervoerd door de bloedbaan of door de lymfebanen. Ze kunnen vervolgens door het lichaam worden uitgescheiden of ze hopen zich op in bepaalde ‘favoriete’ organen of weefsels. Dat effect is onder andere ook bekend van strontium, een stof die een typische ‘botzoeker’ is. Bij ratten zien we celvergiftigende effecten, hart- en vaatzieken en mutaties. Wat we onderzoeken is hoe dat komt; zijn het puur de chemische eigenschappen of komt het door de vorm van de stof; de nanostructuur? Ratten, ingespoten met nanotubes in het buikvlies, blijken te overlijden aan asbestkanker.

Opname via de huid
Bij blootstelling van de huis kunnen anodeeltjes hun weg naar binnen vinden via zweet- en talgklieren. Deeltjes kleiner dan 40 nanometer blijken in varkenshuid naar binnen te komen via de haarfollikels, waar grotere deeltjes niet ‘in passen’. Wij gebruiken intussen pleisters met nano-zilverpartikeltjes om infecties te voorkomen, en zonnebrandcrème met nano-zinkoxide. Van die laatste stof weten we inmiddels dat het geen toxische effecten heeft, dus blijf je vooral insmeren, zo luidt Vervoort’s advies.

Nog nauwelijks wetgeving
Er is geen specifieke nationale wetgeving gericht op nanomaterialen. De RI&E, de registratieplicht van gevaarlijke stoffen en de algemene zorgplicht van werkgevers zijn voorlopig dus de leidraad. Werkgevers zullen bij het hanteren van grenswaarden zelf de stand der techniek moeten bijhouden.

Waarheen?
In de praktijk is er behoefte aan een RI&E nanomaterialen. Er zijn voor nanodeeltjes al grenswaarden opgesteld door het RIVM, die ook worden gehanteerd door de Inspectie SZW (Vervoort heeft reeds met handhaving door de Inspectie te maken gehad). Grenswaarden zijn anders dan we gewend zijn: het gaat niet meer om een massaverhouding maar om het aantal deeltjes per kubieke centimeter, zoals bij asbest. Nu geldt voor carbonanotubes (de fibers) een grenswaarde van 0,01 deeltje per cm3 . De gezondheidsraad wil een blootstellingsregister, en er is epidemiologisch onderzoek nodig om de gezondheidsschade van nanomaterialen te inventariseren.

Meten aan nanomaterialen
Vervoort wijst erop dat je analyse altijd uit twee delen dient te bestaan. Je meet het aantal nanopartikels per kubieke meter maar moet de deeltjes vervolgens ook karakteriseren. Meet ik wat er in het eigen proces vrijkomt of meet ik de uitstoot van een elektromotor of het fijnstof van de diesels die er in de stad of op de naburige snelweg rijden? Dat is nogal essentieel.

Nano in de RI&E
Voor de veilige omgang met nanomaterialen adviseert de SER het voorzorgsprincipe. Probeer de blootstelling zo laag mogelijk te houden, liefst nul. Gebruik het ALARA-principe en AH-strategie. Eerst bron, dan technisch, organisatorisch en tenslotte PBM. Pas een ‘RI&E nano’ toe. Eerste vraag: werken wij ermee? Nee? Klaar. Ja? uitdaging: zoek uit waar het in is verwerkt of in welke processen het wordt gebruikt. Dat is nogal een uitdaging. Vervoort heeft dat voor een aantal instituten gedaan. Voor het idee: gemiddeld is dat voor een instituut met zo’n 250 werknemers drie weken werk. Vervoort: “Neem er dus wel de tijd voor.” Zijn ervaring is dat bij de productie of toepassing van nanomaterialen de blootstellingsmomenten vooral te vinden zijn bij het afwegen, toevoegen en verplaatsen of het in oplossing of dispersie brengen. Vervoort toont een overzicht van de beschikbare RIE’s sind 2012. Op de website https://www.nanotoolselector.nl/ zijn specifieke gereedschappen te vinden. Heel specifiek voor MKB, voor de industrie en voor onderzoeksinstellingen en laboratoria. Na een gevarenassessment van onder andere brandbaarheid, chemische samenstelling en bekende gezondheidseffecten moet er een waarde (risicogetal) worden toegekend en een methode om de risico’s te reduceren.

Oplossingsrichtingen en tips
Gebruik nanomaterialen liever in oplossing dan als poeder. Poeders verstuiven, wat longblootstelling geeft. Vervoort: ‘Als het kan, bestel het in oplossing. Verwerk nanomaterialen in technisch gesloten systemen of zuurkasten. Zorg voor lokale afzuiging, hanteer de juiste procedures.’ Hij noemt het ‘dubbelehandschoenenregime’ van een van de labs waar hij met carbonanotubes werkte. Controleer echter altijd op het effect van de genomen maatregelen. En weet wat je meet. Wees bedacht op fijnstof en gebruik de informatie die fabrikanten steeds vaker verstrekken. De wetenschappelijke wereld heeft het gemakkelijker dan de industrie: met weet wat men doet en maakt stoffen vaak zelf.