Окрепилов В. - Стандартизация и метрология в нанотехнологиях (1027504), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Как и в атомном проекте, обеспечение безопасности применения нанотехнологий должно развиваться опережающими темпами и гарантировать оптимизированный минимум вредных воздействий на человека (население иперсонал) и окружающую среду. Научный фундамент в виде достаточно полного списка ожидаемых вредных воздействий от различных нанообъектов и наноси- стем, а также оценки вероятности их проявления у человека и в объектах окружающей среды в зависимости от уровня воздействия (дозы), должны быть созданы в кратчайшие сроки. На основе этого фундамента будет построена система оценок риска и нормативов безопасности применения нанотехнологий.
[27] В настоящее время потребителям доступно уже несколько сотен продуктов, выполненных с использованием нанообъектов. Существует множество классификаций нанообъектов. Однако следует отметить что наночастицы поступая в окружающую среду формируют с окружающим их вещество сложные наносистемы (табл. 16).
18б 187 Таблица 17 Табл и ца 16 Антропогенггые Природные ненамеренные намеренные аноснст Кластеризация в газах и образование аэрозолей Сжигание топлива в дви гателях, на электростан- циях и т. д. Сконструированные на нообъекты раствор астворы Сжигание мусора Фуллерены ожары Н ано труб к и оллоиды ческие выбросы Сварка, пайка иды, гел Добыча полезных иска паемых, карьеры, шахты Неорганические нанокри- сгаллы, квантовые точки днятая с поверх мучивание вод нрава Лекарства «точного» деи урирова Бытовые отходы ствил Нанопленки, мицеллы, коллоиды Промьипленное строи- тельство, строительство ы жизнедеятельленки,коллоиды кты (пыльца рас- шры, бактерии Г1риготовление пищи и другие бьповые нужды Применение нанообъек- тов в быту 189 188 Основные физические формы нанообаектов и образующиеся при их взаимодействии наносистемы Именно наличие наносистем будет характеризовать поведение нанообъектов в окружающей среде.
Кроме естественных источников поступления наночастиц в окружающию среду в настоящее время добавились источники, связанные с деятельностью человека, как намеренные, так и ненамеренные (табл. 17) (4). Пути попадания наночастиц в окружающую среду представлены на рис. 70 (5). Воздействие наночастиц на живые организмы связано: с ингаляцией, то есть поступлением с вдыхаемым воздухом через легкие; ° с поступлением с водой и пищей через ЖКТ; ° с поступлением через кожные покровы и слизистые оболочки; с воздействием со стороны загрязненных поверхностей; с поступлением через жабры в кровеносную систему водных организмов.
Однако большинство нанообъектов нельзя однозначно отнести к «загрязняющим» веществам, они могут поступать в организм человека за счет намеренного воздействия при инъекциях или иных медицинских, косметических или оздоровительных процедурах; Источники поступления наночастиц в окружающую среду Рис. 70. Пути попадания налачастиц в акружаюи1ую среду Концентрация наночастиц, ' Ш' см-з Размер, нм ид деятельности 1О-1ООО ая среда, помещения 30-ЫО 1-7О вление пищи 280-520 Карьерные работы !о Шлифовка, обработка металлов 17-170 1-гО Бытовая пайка и сварка 40-70 1-40 3О-!3О 5-350 Промышленная сварка 30-600 !0-5000 Строительная сварка Г20-18О 5-50 Плазменная резка 10-50 Аэропорты, дороги 190 191 из-за постоянного контакта с бытовыми предметами и материалами, выполненными с использованием НО.
Из-за очень большой удельной поверхности НЧ относительная значимость пути проникновения и воздействия на живые организмы через их поверхность может быть более высокой, чем для «обычных» веществ. В то же время исследования размеров наночастиц в атмосферном воздухе населенных пунктов и вблизи мест производственной деятельности показывают значительный разброс как их размеров, так и концентраций (табл. ! 8) [б[. В целом имеющийся набор данных о миграции нанообъектов в живых организмах позволяет утверждать: разовое поступление нанообьектов в организм животного вызывает воспалительный эффект, величина которого зависит от дозы; ° нанообъекты накапливаются в органах и тканях; ° проникая и накапливаясь в костном мозге и нервных клетках центральной (ЦНС) и перифирической нервной системы (ПНС), нанообъекты оказывают негативное воздействие на функционирование ЦНС и ПНС, приводя к хроническим воспалениям и нарушениям сердечно-сосудистой деятельности; Таблица 18 Типичные концентрации н размеры азрозольных наночастиц в атмосфере нанообъекты накапливаются в лимфоузлах, костном мозге, легких, печени, почках, Проведенные к настоящему времени эксперименты позволяют утверждать, что: нанообъекты способны воздействовать на метаболизм живой клетки, нарушая его естественный ход, в том числе за счет образования свободных радикалов; на клеточном уровне нанообъекты способны проникать внутрь митохондрий и блокировать митохондриальную активность„ НО способны вызывать повреждение ДНК в экспериментах с изолированными клетками, в том числе за счет блокирования рибосомной активности.
Общая концепция выявления опасности, оценки, анализа и управления рисками, связанными с НТ деятельностью, примерно соответствует подходам, разработанным для тех же целей в области радиационной безопасности (НРБ-99). Логическая схема подхода приведена на рис. 7 ! [24). На начальном этапе определяются нанотехнологические источники опасности и характер вызываемых ими вредных аффектов. К настоящему времени известно, что использование нано- объектов может представлять опасность для здоровья человека и для благополучия других живых объектов окружающей среды. Все вышеизложенное наглядно показывает необходимость создания системы, которая позволит определить безопасность объектов наноиндустрии и их соответствие установленным требованиям. Рис.
71. 77огическая схема этапов оценки и анализа риска, создаваемого нанообаектами для человека и окрузкаюичей среды 193 192 тт«: питваи Сегодня в области подтверждения соответствия в области нанотехнологий стоят следующие проблемы: — не изучены потенциальные опасности создаваемых нано- материалов и применяемых нанотехнологий; — не определен перечень объектов контроля и контролируемых показателей; — отсутствует нормативно-методическая база системы оценки и подтверждения соответствия нанотехнологий и продукции напои ндустрии; — не разработаны стандартные испытательные методы изучения воздействия наночастиц на здоровье человека и окружающую среду; — слабая приборно-инструментальная оснащенность; — процесс управления разработкой и производством нанопродукции на предприятиях наноиндустрии не соответствует требованиям международных стандартов в сфере менеджмента качества„безопасности, экологии.
Таким образом, становится очевидной необходимость создания системы оценки соответствия в области нанотехнологий. Инфраструктура системы оценки соответствия должна предусматривать использование систем как добровольного, так и обязательного подтверждения соответствия, где это продиктовано требованиями обеспечения безопасности окружающей среды и человека, аккредитацию органов по подтверждению соответствия, регистрацию новых нанопродухтов, организацию работы органов надзора (рис.72). В первую очередь необходимо разработать требования, которые гарантируют защиту потребителя от негативных последствий использования продукции, выпущенной с использованием нано- технологий. Таким образом, встает вопрос о разработке программы необходимых технических регламентов, содержащих требования безопасности.
В совокупности со стандартами технические регламенты будут являться той нормативной базой, на соответствие требованиям которой будет оцениваться продукция. При проведении процедур подтверждения соответствия следует обратить особое внимание на выбор схемы. Учитывая высо- кую степень риска при применении нанопродукции, рекомендуется, чтобы выбираемая схема включала испытания готовой продукции, а также оценку производства с учетом требований международных стандартов в сфере управления качеством, экологической безопасностью и условий труда (ИСО серии 9000, 14000 и ОИЯИ 18001), Для проведения испытаний нанопродукции на соответствие требованиям технических регламентов и стандартов необходимо разрабатывать методитси испытаний с учетом особых свойств нанопродукции, а также разрабатывать и создавать специальное испытательное оборудование. Важным также представляется использование современных методов менеджмента в рамках системы оценки соответствия.
Так, например, необходимо разрабатывать и внедрять отраслевые стандарты на системы менеджмента для предприятий наноиндустрии на базе международных стандартов ИСО серии 9000. Особое внимание следует уделить государственному контролю и надзору за продукцией наноиндустрии. Как было отмечено выше: существует высокая опасность возникновения рисков при производстве и применении такой продукции. Поэтому при проведении государственного контроля логичным будет предусмотреть инструментальные методы, т. е. проведение испытаний продукции.
Следует заметить, что все вышеперечисленные шаги неосуществимы без наличия квалифицированных кадров. Межотраслевой, а скорее, даже надотраслевой характер нанотехнологии требует совершенно новых подходов к подготовке специалистов. В частности, в рамках многоуровневой образовательной системы можно было бы рассмотреть вопрос о подготовке бакалавров по основным фундаментальным направлениям в ведущих университетах страны. Затем уже на уровне магистратуры эти выпускники проходили бы специальную подготовку по нанотехнологиям. При этом непременным условием высокого качества подготовки вьптускников является неразрывное единство образовательной, научной и инновационной деятельности. Такое единство будет достигнуто посредством создания при ведущих вузах страны научно- образовательных центров нанотехнологии, оснатценных самым 3 3 Й и И о с> Р ь.
а 0$ я я к в а к л о к ь х современным, регулярно обновляемым аналитическим и технологическим оборудованием, В дальнейшем в рамках последипломного образования проводится подготовка специалистов для проведения работ по оценке соответствия в области нанотехнологий. Таким образом, мо:кно определить, что для создания системы оценки соответствия необходимо: — проводить экспериментальные исследования и формирование перечня наноматериалов и нанотехнологий, способных оказывать негативное воздействие на здоровье людей и состояние окружающей среды; — определить контролируемые параметры и диапазоны их измерений; — установить санитарно-гигиенические и экологические нормативы безопасности в сфере наноиндустрии; — разрабатывать технические регламенты и другие нормативные документы, гармонизированные с международными аналогами; — обеспечить взаимодействие с международными комитетами по стандартизации и органами по оценке соответствия; — вести работу по созданию научно-технического и нормативно-методического комплекса системы оценки соответствия нанотехнологий и продукции наноиндустрии; — формировать организационную структуру обеспечения безопасности, основу которой должны составлять системы производственного, санитарно-гигиенического, экологического контроля и мониторинга; — вести подготовку кадров для обеспечениядеятельности по подтверждению и оценке соответствия в области нанотехнологий — создать систему информационного обеспечения в системе оценки соответствия в сфере нанотехнологий и наноматериалов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
