Ống nano cacbon có độc không? Những biện pháp bảo vệ nào nên được thực hiện trong quá trình xử lý?

1. Một “câu hỏi quan trọng” không thể tránh khỏi

Đằng sau nhiều ưu điểm của CNT, vẫn còn một câu hỏi chưa được trả lời: chúng có thực sự an toàn không?

Kể từ khi phát hiện ra CNT vào năm 1991, các cuộc tranh luận về độc tính của chúng chưa bao giờ chấm dứt. Một mặt, dạng sợi hình kim-của chúng rất giống amiăng; mặt khác, chúng là một trong những chất mang thuốc hứa hẹn nhất trong y học nano. CNT có phải là “amiăng tiếp theo” hay chúng là vật liệu công nghiệp có thể quản lý được?

Ngày nay, không hề trốn tránh hay cường điệu, dựa trên nghiên cứu có thẩm quyền và các tiêu chuẩn quốc tế, bài viết này đề cập rõ ràng đến vấn đề nhạy cảm này.

2. Cốt lõi của cuộc tranh luận về độc tính: Tại sao chúng giống amiăng?

2.1 Mối lo ngại nảy sinh từ sự tương đồng về hình thái

Khả năng gây bệnh của amiăng chủ yếu là do nó có dạng sợi dài, mỏng và cứng. Hình thái này khiến đại thực bào trong phổi khó loại bỏ, dẫn đến tình trạng viêm mãn tính do tồn tại-lâu dài, cuối cùng dẫn đến bệnh bụi phổi amiăng, ung thư phổi và ung thư trung biểu mô.

Các CNT tình cờ có chung đặc điểm: tỷ lệ khung hình cao, cấu trúc hình kim-và độ bền sinh học cao. Năm 2008, một nghiên cứu được công bố trênCông nghệ nano tự nhiênlần đầu tiên xác nhận rằng CNT có độ dài cụ thể, được tiêm vào khoang bụng của chuột, thực sự gây ra u hạt và phản ứng viêm tương tự như do amiăng gây ra.

Phát hiện này đã gây ra cảnh báo an toàn toàn cầu và trở thành điểm khởi đầu của cuộc tranh luận về việc liệu CNT có an toàn hay không.

2.2 Độc tính không phải là "Có hay không có" mà là kết quả của nhiều yếu tố

Nghiên cứu học thuật tiết lộ một sự thật phức tạp hơn: độc tính của CNT bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố và không thể khái quát hóa được.

(1) Chiều dài ống là một biến quan trọng
Tỷ lệ khung hình là thông số cốt lõi xác định độc tính. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng CNT có chiều dài 825 nm gây viêm phổi mạnh hơn đáng kể so với các ống ngắn hơn 220 nm. Lý do rất đơn giản: các ống dài hơn khiến đại thực bào khó nuốt chửng hoàn toàn hơn, dẫn đến "quá trình thực bào khó khăn"-các đại thực bào không thể làm sạch chúng mà thay vào đó giải phóng một lượng đáng kể các yếu tố gây viêm, gây tổn thương dai dẳng.

(2) Tạp chất kim loại là “sát thủ vô hình”
Chất xúc tác kim loại (sắt, coban, niken, v.v.) được sử dụng trong quá trình tổng hợp CNT, nếu không được tinh chế kỹ lưỡng, có thể để lại các hạt kim loại còn sót lại xúc tác cho việc sản xuất các loại oxy phản ứng (ROS), gây ra stress oxy hóa và tổn thương tế bào. Đây là lý do tại sao độc tính của CNT-có độ tinh khiết cao thấp hơn đáng kể so với các sản phẩm có-độ tinh khiết thấp hơn.

(3) Các nhóm chức năng bề mặt có thể làm thay đổi độc tính
Sự biến đổi hóa học bề mặt có thể làm thay đổi đáng kể khả năng tương thích sinh học của CNT. Chức năng hóa như carboxyl hóa (-COOH) hoặc hydroxyl hóa (-OH) có thể cải thiện khả năng phân tán của CNT trong nước và làm giảm ái lực của chúng với màng tế bào, do đó làm giảm độc tính tế bào.

(4) SWCNTs và MWCNTs: Cái nào nguy hiểm hơn?
Các nghiên cứu chỉ ra rằng ở cùng một liều lượng, độc tính của CNT-vách đơn (SWCNT) thường cao hơn độc tính của CNT-vách đơn (MWCNT). Điều này có thể là do SWCNTs có đường kính nhỏ hơn và diện tích bề mặt riêng lớn hơn, khiến chúng có nhiều khả năng xuyên qua màng tế bào hơn.

2.3 Cơ chế gây độc

Theo các bài báo tổng quan, độc tính tế bào của CNT chủ yếu đạt được thông qua các cơ chế sau:

Kết luận chính:Những tác động độc hại này được xác định tương đối rõ ràng-trong điều kiện phơi nhiễm liều cao và-dài hạn, nhưng rủi ro của chúng trong các trường hợp phơi nhiễm-liều thấp, ngắn hạn-vẫn còn gây tranh cãi.

3. Hướng dẫn xử lý bảo vệ: Phơi nhiễm nghề nghiệp là rủi ro chính

Đối với người tiêu dùng thông thường, việc sử dụng thành phẩm có chứa CNT (chẳng hạn như pin lithium và các sản phẩm tổng hợp) là an toàn-CNT được cố định trong ma trận và không bị tách rời và giải phóng. Mối quan tâm thực sự là rủi ro phơi nhiễm nghề nghiệp: công nhân tham gia sản xuất, cân, phân tán, làm sạch và các công việc khác.

3.1 Tiêu chuẩn quốc tế nói lên điều gì?

Quy tắc sử dụng mới đáng kể (SNUR) của EPA Hoa Kỳ đối với CNT nhiều{0}}có vách yêu cầu rõ ràng:

Ưu tiên kiểm soát kỹ thuật:Sử dụng biện pháp cách ly vật lý, thông gió cục bộ, hệ thống khép kín và các biện pháp khác để ngăn ngừa phơi nhiễm nhiều nhất có thể.

Bảo vệ hô hấp:Khi các biện pháp kiểm soát kỹ thuật không đủ để loại bỏ rủi ro phơi nhiễm, phải sử dụng mặt nạ phòng độc được NIOSH chứng nhận có hệ số bảo vệ được chỉ định (APF) từ 50 trở lên, bao gồm:

Mặt nạ lọc toàn bộ-N100/P100/R100

Mặt nạ lọc khí-năng lượng (PAPR) có bộ lọc HEPA

Điều đặc biệt lưu ý là khẩu trang N95 thông thường không đủ hiệu quả lọc các hạt nano; Phải sử dụng phương tiện lọc cấp P100 hoặc N100.

3.2 Thực tiễn của Nhà máy: Bảy Đề xuất "Cứu mạng"

Dựa trên kết luận nghiên cứu học thuật và thực tiễn trong ngành, cần tuân thủ các nguyên tắc sau khi xử lý CNT:

Đầu tiên, hoạt động bột khô phải được thực hiện trong hệ thống kín hoặc tủ hút.
Việc cân và vận chuyển bột khô CNT dễ phát sinh bụi nhất. Các hoạt động phải được thực hiện trong tủ hút có áp suất âm-hoặc nên sử dụng hộp đựng găng tay và hệ thống cấp liệu kèm theo. Nghiêm cấm việc đổ hoặc sàng bột khô CNT trong môi trường mở.

Thứ hai, ưu tiên sử dụng các loại bột nhão-được phân tán trước để loại bỏ bụi tại nguồn.
Đây là biện pháp bảo vệ hiệu quả nhất. CNT ở dạng bột nhão-được phân tán trước được bao bọc bởi chất lỏng, không tạo ra bụi và giảm đáng kể nguy cơ phơi nhiễm. Nhiều sự cố xảy ra ngay trong khâu khách hàng tự phân tán bột CNT.

Thứ ba, mặc đúng thiết bị bảo hộ cá nhân.

Thứ tư, sử dụng phương pháp giặt ướt; quét khô hoặc thổi khí nén đều bị nghiêm cấm.
Sử dụng vải ướt để lau hoặc máy hút bụi công nghiệp (được trang bị bộ lọc HEPA) để dọn dẹp nhằm ngăn bụi lắng lại bay vào không khí.

Thứ năm, thường xuyên theo dõi chất lượng không khí nơi làm việc.
Sử dụng máy theo dõi khí dung di động để đảm bảo rằng nồng độ CNT trong không khí thấp hơn giới hạn phơi nhiễm nghề nghiệp (hiện tại giới hạn phơi nhiễm được NIOSH khuyến nghị của Hoa Kỳ là 1 ug/m³).

Thứ sáu, thiết lập chương trình giám sát sức khỏe nghề nghiệp.
Đối với những nhân viên tiếp xúc lâu dài với CNT, hãy thường xuyên thực hiện các xét nghiệm chức năng phổi và đánh giá hình ảnh ngực.

Thứ bảy, xử lý rác thải đúng cách.
Chất thải CNT cần được xử lý như chất thải nguy hại và không thải trực tiếp ra môi trường.

4. Sự phát triển về quy định: CNT được đưa vào quản lý hóa chất

Trong những năm gần đây, các nền kinh tế lớn trên toàn cầu đã đưa CNT vào hệ thống quản lý hóa chất.

Điều này có nghĩa là các nhà sản xuất CNT cần thiết lập hệ thống quản lý EHS (Môi trường, Sức khỏe, An toàn) toàn diện hơn.

5. Ưu điểm của Nhà sản xuất Shandong Tanfeng: Cho phép khách hàng sử dụng "Không{1}}bụi"

Là nhà sản xuất CNT, chúng tôi nhận thức sâu sắc rằng an toàn là nền tảng của công nghiệp hóa. Chúng tôi không chỉ chịu trách nhiệm đối với nhân viên nội bộ của mình mà còn đối với việc khách hàng ở hạ nguồn sử dụng an toàn các sản phẩm của chúng tôi.

Đầu tiên, kiểm soát chặt chẽ tạp chất kim loại ngay tại nguồn.
Chất xúc tác kim loại dư là tác nhân đáng kể gây ra độc tính của CNT. Thông qua các quy trình tinh chế được tối ưu hóa, chúng tôi kiểm soát các kim loại dư thừa như Fe, Co và Ni đến mức ppm, làm giảm đáng kể độc tính sinh học tiềm ẩn trong sản phẩm của chúng tôi.

Thứ hai, cung cấp các sản phẩm dán dẫn điện-được phân tán trước.
Đây là đóng góp lớn nhất của chúng tôi cho sự an toàn của khách hàng. CNT ở dạng bột nhão-được phân tán trước được bao bọc bằng chất lỏng (NMP hoặc nước), không tạo ra bụi trong quá trình sử dụng nên khách hàng không gặp phải rủi ro liên quan đến việc xử lý bột khô. Hiện tại, hơn 70% lô hàng của chúng tôi ở dạng dán.

Thứ ba, thiết lập toàn bộ-hệ thống quản lý EHS.
Trong các xưởng sản xuất của mình, chúng tôi thực hiện nghiêm ngặt các biện pháp kiểm soát khép kín, tự động và được trang bị hệ thống thu gom bụi và thiết bị xử lý khí thải. Chúng tôi cung cấp dịch vụ kiểm tra sức khỏe nghề nghiệp và đào tạo an toàn thường xuyên cho nhân viên của mình để đảm bảo hoạt động tuân thủ.

Thứ tư, cung cấp Bảng dữ liệu an toàn (SDS) và hướng dẫn sử dụng.
Mỗi lô sản phẩm đều có SDS hoàn chỉnh, nêu rõ các yêu cầu bảo vệ và biện pháp khẩn cấp. Khi khách hàng gặp phải các câu hỏi vận hành liên quan đến an toàn-, chúng tôi sẽ cung cấp hướng dẫn kỹ thuật.

6. Quan điểm hợp lý: Rủi ro có thể kiểm soát được, không cần hoảng sợ

Quay lại câu hỏi ban đầu: CNT có thực sự độc hại?

Câu trả lời là:Có những rủi ro tiềm ẩn trong những điều kiện cụ thể nhưng rủi ro có thể kiểm soát được.

CNT không phải là "amiăng tiếp theo". Tác hại của amiăng nằm ở chỗ không thể thay đổi độ bền sinh học của nó, trong khi độc tính của CNT có thể giảm đi thông qua các biện pháp như kiểm soát chiều dài ống, làm sạch tạp chất và biến đổi bề mặt. Sự đồng thuận chủ đạo trong cộng đồng khoa học là rủi ro về an toàn của CNT là một vấn đề kỹ thuật, không phải là trở ngại cơ bản.

Trong tương lai, với những tiến bộ trong công nghệ tổng hợp xanh, sửa đổi chức năng và các biện pháp quản lý chặt chẽ hơn, độ an toàn của CNT sẽ tiếp tục được cải thiện. “Siêu vật liệu” này cuối cùng sẽ nhận ra tiềm năng ứng dụng thực sự của nó trong những điều kiện an toàn và có thể kiểm soát được.

Nếu bạn có thêm câu hỏi về cách xử lý CNT an toàn hoặc cần-các sản phẩm dán được phân tán trước để tránh rủi ro về bụi, vui lòng liên hệ với chúng tôi. Với tư cách là nhà sản xuất CNT có trách nhiệm, chúng tôi sẵn sàng cùng bạn sử dụng “siêu vật liệu” này một cách an toàn.