114046 Stipendi

Synteettisten nanomateriaalien altistumisen ja riskinarviointi sekä riskien hallinta

Synteettisten nanomateriaalien altistumisen ja riskinarviointi sekä riskien hallinta

17.2.2014

Työsuojelurahaston myöntämällä stipendillä tuetaan Joonas Koiviston väitöskirjatyön jälkeistä työtä aiheesta "Synteettisten nanomateriaalien altistumisen ja riskinarviointi sekä riskien hallinta". Työ tehdään Tanskan Nanoturvallisuuskeskuksessa. Nanoteknologia on yksi nopeimmin kasvavista teknologian aloista jonka Euroopan Unioni on määrittänyt yhdeksi mahdollistavaksi avainteknologiaksi (KET, Key Enabling Technologies). Sekä Tanskan Nanoturvallisuuskeskuksella että Työterveyslaitoksen Nanoturvallisuuskeskuksen tavoitteena on taata nanoteknologian turvallinen käyttö. Yksi merkittävimmistä turvallisuuteen liittyvistä tekijöistä on altistumisen sekä altistumisesta aiheutuneen riskin arviointi, joka on tämän tutkimushankkeen keskeisin tehtävä.

Tutkimushankkeessa mitattaan ja määritetään työperäistä ja kuluttajalähtöistä altistumista SNM:lle. Altistumisen arvioinnissa otetaan huomioon hengitysteitse ja kosketuksen kautta tapahtuva altistus. SNM:n pölyävyydellä tiedetään olevan merkittävä rooli altistuksessa joiden määrittämistä varten kehitetetään laitteistoja.

Tuloksien avulla kehitetään nanomateriaalien altistumisenarviointi ja pölyävyyden määritysstandardeja sekä Työterveyslaitoksen Nanoturvallisuuskeskuksen laatimia nanoturvallisuuteen liittyviä ratkaisu- ja ohje lehtisiä. Työpaikkamittauksien tulokset kirjataan NECID altistustietokantaan jonka tietoja käytetään hyväksi Suomen nanoteknologiasektorin työntekijöiden SNM altistuksen arvioinnissa.

Hankkeen vastuuhenkilö
Joonas Koivisto

Nanotuotteiden altistumisriskit yritetään ehkäistä

9.6.2015

Joonas Koivisto kehittää malleja synteettisten nanomateriaalien altistuksen ja riskin arviointiin. Tuotteen koko elinkaarelle tarkoitetuilla malleilla arvioidaan lähteiden voimakkuuksia, hiukkasten leviämistä ja altistumista. Koivisto tekee työtään Tanskan nanoturvallisuuskeskuksessa Työsuojelurahaston stipendillä.
 
Nanoturvallisuuskeskukset toimivat taatakseen nanoteknologian turvallisen käytön. Turvallisuusuhkia nähdään altistumisessa, ja altistumisriskin arviointi painottuu Koiviston nykyisessä, kaksivuotisessa tutkimushankkeessa.
 
Koivisto teki 2013 valmistuneen fysiikan väitöskirjansa sisäilman hiukkasten riskinarvioinnin menetelmistä. Työsuojelurahaston stipendikautena hän osallistui seitsemän tieteellisen julkaisun ja monien konferenssiabstraktien tekemiseen.
 
Altistumista arvioidaan laajasti

 
Koivisto tutkijakumppaneineen määrittää työperäistä ja kuluttajalähtöistä altistumista synteettisille nanomateriaaleille. Tutkijat arvioivat sekä hengitysteitse että kosketuksessa altistumista. Tiedetään, että synteettisten nanomateriaalien pölyävyys vaikuttaa suuresti altistumiseen, joten pölyämisen määrittämiseen kehitetään laitteistoja.
 
Altistustyökalut suunnitellaan siten, että ne täyttävät kemikaalilainsäädännön REACH-vaatimukset. Työkalut suunnitellaan työyhteisöille, jotta niissä voidaan arvioida riskienhallintakeinoja.

Tutkimusympäristö ja -yksiköt tarkentuvat
 

Hankkeen aloitusvuonna tutkijat havaitsivat, että olemassa olevilla työkaluilla hiukkaslähdettä ei pystytä kunnolla arvioimaan materiaalin pölyävyyden perusteella. Lisäksi päästöhallintakeinojen tehot teollisessa ympäristössä tunnetaan heikosti. Koivisto päättelee, että lähteen mallintamista pitäisi tutkia hallituissa oloissa, jolloin hiukkaspäästöjen skaalausongelmiin voisi perehtyä nykyistä paremmin.
 
Tutkijat esittävät, että malleissa päästövoimakkuudet ilmaistaisiin esimerkiksi tällaisissa yksiköissä: hiukkasta minuutissa; pinta-alaa minuutissa tai massaa minuutissa. Eräille synteettisille nanomateriaaleille biologiset annosvasteet ovat selvempiä muissa kuin massayksiköissä.

Tutkijat mittasivat synteettisten nanomateriaalien ja pölyjen pitoisuustasoja työympäristöissä, ja näiden mittausten perusteella he testasivat malleja. Lisäksi he määrittivät laboratoriokokeilla, mittauksilla ja mallinnuksilla nanopinnoitusprosessin hiukkaspäästöt sähköstaattisessa suihkutuksessa.
 
Toisessa kokeessa he mittasivat tunnettujen hiukkaslähteiden hiukkasten leviämistä laboratoriohallissa, joka oli ilmastoitu kuin tyypillinen teollisuushalli. Näiden kokeiden tuloksia käytetään, kun kokeillaan hiukkasten leviämismalleja ja määritetään lähteiden voimakkuuksia.
 
Puhallinsuojain toimi kuten piti
 
Esimerkiksi hiilinanoputket voivat olla erittäin haitallisia, joten altistusta tulisi välttää. Siksi tutkijat tutkivat puolimaskipuhallinsuojaimien suojaustehokkuuksia synteettisille nanomateriaaleille nesteliekkiruiskutusprosessissa. He havaitsivat, että ilmaa puhdistavat puhallinsuojaimet suojaavat käyttäjän tehokkaasti hengitysaltistukselta.
 
Tutkimus jatkuu kehittämällä lähteen voimakkuuden määritystä, mittaamalla suojaimien tehokkuuksia teollisessa ympäristössä ja määrittämällä prosessien päästövoimakkuuksia. Näin kehitetään altistusmalleja, joista luodaan luotettavia työkaluja altistuksen arviointiin.

Tutkimustuloksia hyödynnetään synteettisten nanomateriaalien kestävän kehityksen edistämiseen myös kehittämällä standardeja työ- ja asiantuntijayhteisöille.

Toimittaja
Hannu Kaskinen

Synteettisten nanomateriaalien altistumisen ja riskinarviointi sekä riskien hallinta

Koivisto A.J., Aromaa M., Koponen I.K., Fransman W., Jensen K.A., Mäkelä J.M., Hämeri K.J. (2015a) Workplace performance of a loose fitting powered air purifying respirator during nanoparticle synthesis. Journal of Nanoparticle Research 17:177.

Mølgaard B., Viitanen A.-K., Kangas A., Huhtiniemi M., Larsen S.T., Vanhala E., Hussein T., Boor B.E., Hämeri K., Koivisto A.J. (2015) Exposure to Airborne Particles and Volatile Organic Compounds from Polyurethane Molding, Spray Painting, Lacquering, and Gluing in a Workshop. International Journal of Environmental Research and Public Health 12:3756-3773.

Koponen I.K., Koivisto A.J., Jensen K.A. (2015) Worker exposure and high time-resolution analyses of process-related dust concentrations at mixing stations in two paint factories. Annals of Occupational Hygiene. doi:10.1093/annhyg/mev014.

Koivisto A.J., Jensen A.C.Ø., Levin M., Kling K.I., Dal Maso M., Nielsen S.H., Jensen K.A., Koponen I.K. (2015b) Testing a Near Field/Far Field model performance for prediction of particulate matter emissions in a paint factory. Environmental Science: Processes & Impacts 17:62-73.

Fonseca A.S., Viitanen A.K., Koivisto A.J., Kangas A., Huhtiniemi M., Hussein T., Vanhala E., Viana M., Querol X., Hämeri K. (2015) Characterization of exposure to carbon nanotubes in an industrial setting. Annals of Occupational Hygiene, doi: 10.1093/annhyg/meu110.

Rydman E.M., Ilves M., Koivisto A.J., Kinaret P.A.S., Fortino V., Savinko T.S, Lehto M.T., Pulkkinen V., Vippola M., Hämeri K.J., Matikainen S., Wolff H., Savolainen K.M., Greco D., Alenius H. (2014) Inhalation of Rod-Like Carbon Nanotubes Causes Unconventional Allergic Airway Inflammation. Particle and Fibre Toxicology, 11:48

Koivisto A.J., Palomäki J.E., Viitanen A.-K., Siivola K.M., Koponen I.K., Mingzhou Y., Kanerva T., Norppa H., Alenius H.T., Hussein T., Savolainen K.M., Hämeri K. (2014) Range-Finding Risk Assessment of Inhalation Exposure to Nanodiamonds in a Laboratory Environment. International Journal of Environmental Research and Public Health 11:5382-5402.


Katso myös stipendi 115029: Synteettisten nanomateriaalien Työperäisen altistumisen riskien arviointi sekä hallinta -post doc tutkimustyö

Hanketiedot

  • HakijaKoivisto Joonas
  • ToteuttajaKoivisto Joonas
  • Lisätietoja
  • Joonas Koivisto
    joonas.koivisto@ttl.fi
  • Toteutusaika
  • 29.4.2014 - 29.5.2015
  • Arvioitu valmistumisaika
  • 29.4.2015
  • Työsuojelurahaston päätös
  • 28.1.2014
    5 000 euroa
  • Kokonaiskustannukset
  • 7 848 euroa
  • Tulokset valmistuneet 30.4.2015

Aiheluokitus