Ocena zagrożeń nanomateriałów w ich cyklu przydatności, bezpieczeństwa produktu i procesu według projektu
Pomimo rosnącej wszechobecności, produkowane nanomateriały (MN) mogą stanowić zagrożenie zarówno dla ich producentów, jak i konsumentów. Wysiłki zmierzające do określenia tego ryzyka skoncentrowały się przede wszystkim na syntezie i wytwarzaniu, etapie produkcji nanomateriałów. Jednakże, po zintegrowaniu z naszymi produktami, MN ulegają reakcjom chemicznym, a także zmianom spowodowanym przez warunki atmosferyczne i starzenie. Różnice w wiedzy o właściwościach fizykochemicznych i oddziaływaniu MN podczas ich cyklu przydatności zainspirowały powstanie projektu SUN finansowanego przez UE (Zrównoważone Nanotechnologie). Jak wyjaśnia koordynator projektu, prof. Antonio Marcomini: „Przed SUN prawie nic nie było wiadomo o ilości i tożsamości nanomateriałów uwalnianych z rzeczywistych produktów używanych przez pracowników i konsumentów. Dotyczy to w szczególności etapu wycofania z eksploatacji, na przykład w przypadku spalania lub składowania na wysypisku". Opracowanie systemów wspomagania decyzji w zakresie zarządzania ryzykiem W ramach projektu SUN zbadano zrównoważony portfel zarówno starszej wersji, jak i nowych nano-produktów (NEP), co znalazło odzwierciedlenie w trzech szeroko rozwiniętych kategoriach. Po pierwsze, wysoko rozwinięte nanomateriały wzorcowe, dla których projekt wygenerowałby ograniczone dane eksperymentalne. Po drugie, mniej znane nanomateriały z historią użytkowania i o wysokim znaczeniu społecznym. Ostatecznie, innowacyjne nanomateriały o potencjalnie wysokim znaczeniu handlowym, bez wcześniejszych danych. Jak dr Danail Hristozov, główny badacz projektu SUN, przypomina metodologię: „Dla wszystkich MN, kompletny łańcuch wartości, od syntezy poprzez sformułowanie do wykorzystania i usuwania, był objęty eksperymentami i modelowaniem. Nasi partnerzy akademiccy i przemysłowi oceniali właściwości, uwalnianie, ekspozycję, zagrożenia i ryzyko. Produkty te były jakości przemysłowej i pochodziły z linii pilotowych, rzeczywistych linii produkcyjnych lub laboratoriów kontroli partii". Praca doprowadziła do zarządzania ryzykiem oprogramowanie SUNDS. SUNDS szacuje ryzyko związane z pracą, zagrożeniami dla konsumentów i środowiskiem wynikające z MN, wraz z ich cyklami przydatności w rzeczywistych produktach przemysłowych, proponując odpowiednie środki ograniczające ryzyko, takie jak kontrole inżynieryjne lub sprzęt ochrony osobistej. SUNS został zbudowany w sposób modułowy i zawiera moduł kontroli ryzyka (RC), który może ustalać dopuszczalne wartości progów ryzyka lub badać alternatywne substancje. Jeśli ryzyko nie jest wystarczająco kontrolowane, ale nie zidentyfikowano żadnych substancji alternatywnych, moduł analizy społeczno-ekonomicznej (SEA) może wykazać koszty/korzyści wynikające z badania MN. System może być również używany na dwóch poziomach złożoności. Po pierwsze, narzędzie NanoSCAN opracowane w ramach projektu LICARA może sprawdzać ryzyko dostawców, konkurencyjnych produktów, możliwości rynkowych lub przeprowadzać analizę ryzyka/korzyści oraz skierowane jest do MŚP w celu oceny bezpieczeństwa prawodawstwa i podejmowania decyzji w zakresie innowacji produktów, przy obniżeniu kosztów R&D&I (badania, rozwoju i innowacji). Drugi poziom przeprowadza ilościową (deterministyczną lub probabilistyczną) ocenę ryzyka MN podczas cyklu przydatności NEP i jest przeznaczona głównie dla przemysłu i organów regulacyjnych. Jak podsumowuje dr Hristozov: „Korzystanie z SUNDS zmniejszy niepewność we wczesnych stadiach innowacji i poprawi komunikację ryzyka, przy większym zaufaniu względem odpowiedzialnych innowacji, które prowadzą do bardziej pozytywnego rynku i bardziej przekonujących przypadków biznesowych". Uzyskanie regulacji i zaufanie rynku do przyspieszenia prac SUN związanych z NM, które przyczyniło się bezpośrednio do spełnienia wymaganej przez Unię Europejską oceny bezpieczeństwa chemicznego REACH w zakresie środków kontroli ryzyka. Zespół pomógł także w opracowaniu i ulepszeniu działań normalizacyjnych, takich jak OECD i ISO. Na przykład, SUN pomógł w opracowaniu dokumentu Wytycznych Technicznych OECD (TG), dotyczącego testów wielopokoleniowych z wazonkowcami (małe robaki), tworzącego podstawę długoterminowych testów toksyczności obejmujących efekty epigenetyczne. Krytycznym wyzwaniem dla nanotechnologii jest ocena ryzyka w różnorodności MN, obejmująca wielkość, morfologię, czystość i powłokę powierzchniową, przy czym różne nanoformy tej samej substancji wykazują różne profile uwalniania/ekspozycji, toksykokinetyczne i/lub zagrożenia. Aby uniknąć obecnego podejścia do kosztownych ocen poszczególnych spraw, zespół analizuje strategie inteligentnych testów (ITS), które funkcjonują przy użyciu narzędzi do modelowania predykcyjnego. Zdaniem prof. Vicki Stone, koordynator projektu (GRACIOUS) finansowanego niedawno w ramach działań następczych w odniesieniu do projektu SUN, mogą one „przesunąć paradygmat z kontroli ryzyka na koncepcję bezpieczeństwa, jeden z najbardziej skutecznych sposobów zapobiegania ryzyka, opracowując niepożądane właściwości materiałowe i procesowe we wczesnych stadiach rozwoju produktu, zachowując jednocześnie wysoką jakość produktu".
Słowa kluczowe
SUN, nanotechnologia, bezpieczeństwo nano, ocena ryzyka, cykl życia, preparat i synteza, wytwarzane nanomateriały, toksyczne, właściwości fizykochemiczne, bezpieczeństwo według projektu
