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Modulo "Lavorare in maniera sicura con i
nanomateriali"




Data:          Luglio 2012

Autore:        Helmut Elbert


Swiss Nano-Cube
Lerchenfeldstrasse 5, 9014 St.Gallen
Tel. +41 (0) 71 274 72 66, info@swissnanocube.ch
www.swissnanocube.ch
Tutela della salute
 nell'uso dei nanomateriali

       Suddivisione

           Nanomateriali e protezione sul lavoro:
            concetti importanti (parte I)

           Vie di assorbimento nell'uomo (parte II)

           Misure di protezione preventive (parte III)




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Nanomateriali e tutela della salute

 Termini e definizioni
      I nanomateriali sono materiali prodotti appositamente che
       a) presentano una, due o tre dimensioni in scala nanometrica* in (nano-oggetti)
       b) oppure la cui composizione interna o esterna presenta strutture in nanoscala
       (materiali nanostrutturati).

      Nano-oggetti con 3 misure esterne (= dimensioni) in scala nanometrica vengono
       denominati nanoparticelle.


      Per la protezione sul lavoro sono rilevanti in particolare polveri che contengono
       nanoparticelle granulari o nano-oggetti fibrosi (nanofibre, nanotubi, nanofilo)
       enthalten.

      Le nanoparticelle possono unirsi per effetto di forze di legame forti o deboli,
       formando aggregati o agglomerati.




 * nanoscala = dimensioni tra 1 e 100 nanometri (abbreviazione nm)

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Nanomateriali e tutela della salute
 Delimitazione: nanopolveri di polveri sottili e ultrasottili
      "Nanopolveri" sono polveri che contengono nanoparticelle granulari
       oppure nano-oggetti fibrosi (nanofibre, nanotubi, nanofilo) nell'ordine       0,001 μm
       di grandezza da 1 a 100 nm.                                                   ( = 1 nm)



      "Polveri ultrasottili" contengono anch'esse particelle nell'ordine di
       grandezza da 1 a 100 nm. Esse tuttavia, diversamente dalle
       nanopolveri si formano in maniera accidentale, ad esempio con
       processi termici (tra l'altro processi di saldatura) o lavorazione          0,1 μm
                                                                                  Nanopolvere
       meccanica di materiali.                                                      + polvere
                                                                                   ultrasottile

      Per il termine "polvere sottile" vi sono diverse definizioni. Il termine
       "polvere sottile" è stato sostituito nella protezione sul lavoro dal
       termine "frazione di polvere alveolare" ("polvere A" sta per la frazione
       massica delle particelle inalabili che penetra negli alveoli).
                                                                                                5 μm
                                                                                       Polvere sottile




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Nanomateriali e tutela della salute
 Differenza dei termini: Nanoparticelle e polveri ultrasottili (1)

 Polveri ultrasottili (dimensione particellare da 1 a
    100 nm) ...

     non vengono prodotte in modo mirato; si formano come
      sottoprodotto nei processi (termici).


     vengono causate dall'uomo.
      Esempi: lavorazione del metallo, motori a combustione,
      riscaldamenti


     provengono da fonti naturali.
      Esempi: cenere vulcanica, incendi boschivi, cicloni


     sono costituite da una miscela complessa di sostanze chimiche
      (metalli, idrocarburi, materiali inerti, ecc.)




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Nanomateriali e tutela della salute
 Differenza dei termini: Nanoparticelle e polveri ultrasottili (2)

 Nanoparticelle (dimensione particellare da 1 a 100
   nm) ...
      vengono prodotte in modo mirato.


      hanno particolari proprietà e funzioni a causa delle dimensioni
       nanometriche. Hanno ad esempio un altro colore rispetto allo
       stesso materiale nella microforma (ad es. oro) o sono molto più
       reattive (ferro piroforico).


      possono unirsi per effetto di forze di legame forti o deboli,
       formando aggregati o agglomerati.


      Esempi: fuliggine di origine industriale, biossido di titanio, ossido
       di zinco, nanotubi di carbonio (CNT)




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Nanomateriali e tutela della salute
                   Visione d’insieme: Nanomateriali e loro classificazione                    (in base
                   alla definizione ISO, Comitato tecnico 229)

                                                   Nanomateriali


                  Nano-oggetti                                            Materiali nanostrutturati


Materiale con 3    Materiale con 2       Materiale con 1
                                                                Nanocomposito
dimensioni tra     dimensioni tra 1      dimensione tra
  1 e 100 nm          e 100 nm             1 e 100 nm



                     Nano-oggetti                                Nanoparticelle
Nanoparticelle         fibrosi                                         /
                      (nanofibre,            Nanopiastrine       nanobastoncini
 (granulari)                                                     nel composito
                   nanotubi, nanofilo)

    Esempio             Esempio               Es.: Ossido di     Es.: Bastoncini di
                                                                            2
    nanopart.           nanofibra                  cerio       chitina integrati in SiO2
   inorganica          inorganica




 Particolare rilevanza per la
   protezione sul lavoro

                  © 2012 - Swiss Nano-Cube                                                               7
Nanomateriali e tutela della salute
 Visione d’insieme: Nano-oggetti e la loro classificazione
                              Nano-oggetti


    Materiale con 3            Materiale con 2        Materiale con 1
   dimensioni tra 1 e         dimensioni tra 1 e     dimensioni tra 1 e
       100 nm                     100 nm                 100 nm



                                 Nano-oggetti
     Nanoparticelle            fibrosi (nanofibre,
      (granulari)              nanotubi, nanofilo)     Nanopiastrine


  Es. nanoparticelle inorg.   Es. nanofibre          Es.: Ossido di cerio
                              inorganiche




                  Particolare importanza per
                   la protezione sul lavoro
© 2012 - Swiss Nano-Cube                                                    8
Nanopolveri, polveri sottili e ultrasottili
                                                             Che cosa significa polvere sottile?
                      Luogo di attacco Sostanza inquinante
                                       atmosferica           La polvere è un componente naturale
                      Rino-           5-10 µm                dell'aria e quindi è onnipresente. A
                      faringe                                seconda delle dimensioni delle particelle di
                      Trachea         3-5 µm                 polvere si parla di polvere sottile o
                                                             ultrasottile.
                      Bronchi         2-3 µm
                                                             Polvere sottile PM10, più piccola di 10
                      Bronchioli      1-2 µm                 micrometri, raggiunge il tratto superiore del
                                                             polmone.
                      Alveoli          0,1-1 µm
                      ("sacche
                      d'aria nei polmoni")
                                                             Polvere sottile PM2,5, più piccola di 2,5
                                                             µm, penetra in profondità nelle vie
                                                             respiratorie fino ai bronchioli.

                                                             Polvere ultrasottile PM0,1 più piccola di
                                                             0,1 µm, è in grado di penetrare perfino
                                                             negli alveoli polmonari.



      © 2012 - Swiss Nano-Cube                                                                           9
Nanomateriali e tutela della salute


                 Materiali / Particelle e loro dimensioni in μm

                       Molecole                                            Globuli
 Fullerene C60                          Virus                  Batteri                     Pollini
                       grandi                                               rossi                           Diametro capello




0,001 μm                0,01 μm         0,1 μm                      1 μm                 10 μm                     100 μm
( = 1 nm)
                                                                                                     polvere inalabile

                                                                                     polvere penetrabile negli
                                                nanoparticelle /                      alveoli "polvere sottile"
                                                aerosol ultrasottili




             © 2012 - Swiss Nano-Cube                                                                                 10
Nanomateriali e tutela della salute
 Nanoparticelle e aerosol ultrasottili sono dappertutto. . . alcuni
 esempi pratici (10 - 100 nm)

   Luogo della misurazione           Numero di particelle per
                                     cm3 di aria
   locali chiusi                     1.000 – 10.000

   posti di lavoro industriali       5.000 – 100.000

   strade molto trafficate           fino a 100.000

   vicino al forno di un panificio   fino a 640.000
   nel fumo di sigaretta             fino a 1.000.000

   nei gas di scarico dei motori     fino a 10 miliardi
   diesel




© 2012 - Swiss Nano-Cube                                          11
Nanomateriali e tutela della salute
                  Potenziali pericoli per la salute dovuti alle nanoparticelle
                                                                                 agic
                                                                       gen te "M                      Salute
                                                                  deter                                             :i
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                                                                                                                        009, 0      tecnol
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                                                                                                       no sta         nd
                                                                                                 ny, so o Bad- u
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                                                                      il neg       r              c            ie
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                                                                                Il Min            ul c uc        e è po
                                                                                                                        ssi b i l e
                                                                                              dell'Am chiaio.
                                                                                       istero                                       : il mi
                                                                               rischi                                                       e le
                                                                                      non anco        bie
                                                                                                      nte (U
                                                                              nanop
                                                                                    articell ra accertati    BA) m
                                                                                                                      ette i
                                                                                            e             deriva
                                                                                                                 nti dall n guardia su
                                                                                                                         'uso de      i
                                                                                                                                 lle
Risultato: i nanoprodotti possono anche essere pericolosi - finora se ne sa (ancora) troppo
       poco. Per questo viene consigliato di agire con prudenza.
               © 2012 - Swiss Nano-Cube                                                                                                                12
Vie di assorbimento nell'uomo

Visione d’insieme: Vie di assorbimento delle nanoparticelle nell'uomo



 per inalazione* = attraverso le vie
              respiratorie e i polmoni
  per ingestione* = attraverso
              stomaco / intestino
  per via dermica*= attraverso la cute



   *più combinazione(i) delle tre vie di assorbimento    = nanoparticelle




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Vie di assorbimento nell'uomo
  Nanoparticelle: assorbimento attraverso le vie respiratorie e i polmoni
  (= per inalazione)

 Le nanoparticelle vengono prevalentemente
  assorbite attraverso le vie respiratorie.

                                                         Faringe
 Le nanoparticelle inalate hanno la capacità di
                                                           Cavità
  penetrare nei tessuti. Esse possono quindi               orale
  giungere attraverso gli alveoli (= sacche d'aria dei Laringe
  polmoni) direttamente nella circolazione                          Trachea

  sanguigna e da qui negli organi bersaglio                         Pleura
                                                                    (pleura
  secondari (ad es. i reni).                      Grossi bronchi    viscerale)

                                                  Medi bronchi
 Il polmone è l'organo più critico per                             Cavità pleurica nei
                                                       Bronchioli   quali il polmone si
  l'assorbimento delle nanoparticelle nel corpo.                    dilata durante
                                                                    l'inspirazione

 In sperimentazioni sugli animali è stato dimostrato               Diaframma

  che le nanoparticelle assorbite attraverso la
  mucosa olfattiva possono arrivare fino al cervello.


               © 2012 - Swiss Nano-Cube                                           14
Vie di assorbimento nell'uomo
                    Assorbimento attraverso lo stomaco / intestino (per ingestione)


 Le nanoparticelle possono anche essere assorbite
  attraverso le mucose del tratto gastro-intestinale.

 Anche qui vale il principio per cui: più piccole sono le
  particelle, maggiore è la probabilità che si possa
                                                                                                   Esofago (8)
  verificare un deposito delle particelle assorbite in
  determinati tessuti e organici, con conseguente                       Fegato (1)

  danneggiamento degli stessi.                      Parte iniziale del dotto biliare (2)           Stomaco (6)
                                                                                 Cistifellea (3)
                                                              Parte finale del dotto biliare (5)
                                                                                 Duodeno (4)       Pancreas (7)
 Se il funzionamento della barriera intestinale
  è compromesso da patologie infiammatorie, le
  velocità di trasporto possono essere maggiori rispetto
  ad un intestino sano.




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Vie di assorbimento nell'uomo
               Assorbimento per via cutanea (= per via dermica)

   Il rischio per la salute di un assorbimento
    delle nanoparticelle sotto forma di polveri
    attraverso la cute al momento viene                           Peli


    considerato ridotto.
                                                                  Apertura di una
                                                                  ghiandola sudorifera


                                                                  Vasi sanguigni
   La cute sana sembra essere una barriera
                                                                  Ghiandola
    efficace contro la penetrazione delle                         sebacea


    nanoparticelle.                                               Muscolo
                                                                  piloerettore



                                                                  Fibra nervosa



                                                                  Ghiandola sudorifera
                                                                  merocrina




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Vie di assorbimento nell'uomo

Un possibile assorbimento di nanomateriali nel corpo umano
dipende da come questi si presentano nell'ambiente circostante:
                                                                    Rischio relativo all'assorbimento
         Nanomateriali                      Esempio pratico
                                                                       senza misure di protezione
 Nanoparticelle libere
                                           Lavorare con
    (incl. agglomerati e aggregati)                                              grande
                                           nanoparticelle in
                                           forma di polvere

 Nanoparticelle legate in                 Nanoparticelle come
  un'altra sostanza                        rinforzo nelle materie           moderato / ridotto
                                           plastiche


    Nanoparticelle distribuite in un Applicazioni spray,
    liquido (sospensione)            mescolamento                                grande
                                     intenso, ecc.



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Misure di protezione preventive
 Il "Modello STOP"

 Sostituzione: Sostituire le sostanze pericolose per la salute
    con sostanze meno dannose.

 Tecnica: (= protezione collettiva): Per raccogliere, delimitare e
    allontanare gas, vapori e polveri pericolosi.

 Organizzazione: ad es. ridurre al minimo i tempi di
    esposizione, limitare l'accesso, ecc.

 Protezione personale: (protezione individuale):
    ad es. usando un equipaggiamento personale di
    protezione




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Misure di protezione preventive

 Sostituzione
 = le sostanze pericolose per la salute vengono
   sostituite con sostanze meno dannose.


 Esempi:
  Sostituzione di preparati di nanoparticelle in
   polvere con quelli che contengono nanoparticelle
   legate e quindi rendono difficile un loro rilascio
   (dispersioni, paste, granulati, composti, ecc.)
  Sostituzione di applicazioni a spruzzo con
   procedimenti poveri di aerosol (spalmatura,
   immersione).




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Misure di protezione preventive

Tecnica
(= protezione collettiva)
     Usare apparecchiature e sistemi di trasferimento dei
      materiali chiusi
     Aspirare polvere o aerosol direttamente alla fonte
     Predisposizione di aerazione del locale e sistema di
      filtro dell'aria di scarico (filtro HEPA H14), nessun
      ricircolo dell'aria di scarico
     Separazione delle zone di lavoro (locali separati) e
      adeguamento dell'aerazione dei locali (leggera
      depressione)
     Pulizia solo mediante aspirazione con apparecchi
      idonei o panni umidi, nessun getto d'aria




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Misure di protezione preventive

     Organizzare le misure di protezione
 Esempi:

      Minimizzare il tempo di esposizione

      Minimizzare il numero di persone esposte

      Evitare la formazione di polveri o aerosol

      Limitare l'accesso

      Istruire il personale in merito ai pericoli e alle misure di
       protezione (manuali di istruzione)




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Misure di protezione preventive

 Protezione personale (= protezione
 individuale)
 Queste misure sono necessarie quando non si può escludere la
 formazione di aerosol e/o il contatto cutaneo con accorgimenti tecnici.

      Apparecchi filtranti di protezione delle vie respiratorie (minimo filtro tipo
       FFP2 secondo SUVA)

      Guanti di protezione (in caso di guanti monouso si consiglia di
       sovrapporre 2 guanti)

      Occhiali di protezione chiusi e ben aderenti

      Indumenti di protezione con cappuccio (stoffa non tessuto)

      Misure di igiene del lavoro (vedere slide 11 e 12)

© 2012 - Swiss Nano-Cube                                                           22
Misure di protezione preventive

 Protezione personale (1/7)
 Protezione degli occhi:

      Indossare almeno un paio di occhiali di protezione
       ben chiusi (ad es. occhiali a mascherina)

      Le maschere intere offrono una protezione
       migliore:
          avvolgono tutto il viso
          proteggono contemporaneamente anche gli
           occhi
          in seguito alla migliore ermetizzazione tra viso
           e maschera si ottiene contemporaneamente un
           migliore fattore di protezione nominale (delle
           vie respiratorie).

© 2012 - Swiss Nano-Cube                                      23
Misure di protezione preventive

 Protezione personale (2/7)
 Protezione delle vie respiratorie:
      Se non è possibile impedire il rilascio di
       nanoparticelle (come polvere o aerosol), oltre agli
       accorgimenti tecnici (vedi punto correlato)
       indossare una maschera di protezione (minimo semi
       maschera, classe di filtro 3; essa avvolge bocca,
       naso e mento).




         Semi maschera filtrante   Semi maschera                    Maschera intera
         Solo monouso              Per filtri sostituibili fino a   Per filtri sostituibili fino a
                                   300 g di peso                    500 g di peso




      Controllare l'adesione della maschera in particolare
       per chi ha la barba.

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Misure di protezione preventive

Protezione personale (3/7)
  Guanti (protezione cutanea)
      È molto importante indossare e rimuovere con
       attenzione il guanto e sovrapporlo alla tuta di
       protezione.

      In caso di contatto diretto con nanoparticelle (solide,
       liquide o in polvere)
       −     indossare se possibile due strati di guanti
             sovrapposti (ad es. lattice + guanto chimico) oppure
       −     indossare due guanti monouso sovrapposti; in tal
             caso scegliere il materiale del guanto in base agli
             agenti chimici da trattare.

      L'uso corretto del guanto è più importante del tempo di
       penetrazione del materiale del guanto per le
       nanoparticelle.
© 2012 - Swiss Nano-Cube                                            25
Misure di protezione preventive

 Protezione personale (4/7)
 Scarpe / Stivali (protezione cutanea):
      È molto importante indossare e rimuovere con
       attenzione le scarpe / gli stivali e sovrapporle
       alla tuta di protezione.




© 2012 - Swiss Nano-Cube                                  26
Misure di protezione preventive

 Protezione personale (5/7)

 Indumento di protezione (protezione cutanea):

      Utilizzare capi di protezione a maniche lunghe in
       materiale di membrana (tessuto non tessuto o non-
       woven, ad es. Tyvek®) con cappuccio; evitare tessuti
       tessili


      È molto importante indossare e rimuovere con
       attenzione il guanto e sovrapporlo alla tuta di
       protezione


      Allo stesso modo è importante indossare e rimuovere
       correttamente l'indumento di protezione (vedere video:
       http://www.youtube.com/watch?v=qPWKHhmGqYc)


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Misure di protezione preventive

 Protezione personale (6/7)
 Misure generali di igiene del lavoro:

     Evitare condizioni di lavoro nocive per la salute


     Creare condizioni di lavoro salutari


     Oggetto dell'igiene del lavoro: Tutti i fattori di disturbo
      sul luogo di lavoro (ad es. sostanze pericolose)




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Misure di protezione preventive

 Protezione personale (7/7)
 Misure igieniche:

      misure tecniche e di medicina del lavoro per ridurre le
       contaminazioni da parte di sostanze e strumenti di
       lavoro

      luoghi di lavoro, apparecchiature e indumenti puliti,
       custodia protetta degli indumenti non utilizzati in
       ambito professionale (= capi da usare all'esterno)

      misure di igiene personale inclusa protezione e cura
       della cute (mezzi e strumenti di lavaggio idonei, ecc.)

      particolari misure di protezione in caso di attività con
       sostanze pericolose.




© 2012 - Swiss Nano-Cube                                          29
Misure di protezione preventive


                                  Che cos'è?!?
                                  COSÌ PICCOLO,
                                  COSÌ BELLO...




                               NANO
                             MATERIALE
                                            …E
                                         SFACCIATO
                                             !




   RISULTATO:
   I risultati delle analisi finora effettuate sul tema della protezione sul lavoro e
   della tutela della salute con l'uso dei nanomateriali evidenziano che le misure
   di protezione convenzionalmente in uso contro le polveri sono efficaci anche
   contro le nanoparticelle.



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  • 1. Piattaforma educativa per micro e nanotecnologie ideata per scuole medie, professionali e istituti tecnici Modulo "Lavorare in maniera sicura con i nanomateriali" Data: Luglio 2012 Autore: Helmut Elbert Swiss Nano-Cube Lerchenfeldstrasse 5, 9014 St.Gallen Tel. +41 (0) 71 274 72 66, info@swissnanocube.ch www.swissnanocube.ch
  • 2. Tutela della salute nell'uso dei nanomateriali Suddivisione  Nanomateriali e protezione sul lavoro: concetti importanti (parte I)  Vie di assorbimento nell'uomo (parte II)  Misure di protezione preventive (parte III) © 2012 - Swiss Nano-Cube 2
  • 3. Nanomateriali e tutela della salute Termini e definizioni  I nanomateriali sono materiali prodotti appositamente che a) presentano una, due o tre dimensioni in scala nanometrica* in (nano-oggetti) b) oppure la cui composizione interna o esterna presenta strutture in nanoscala (materiali nanostrutturati).  Nano-oggetti con 3 misure esterne (= dimensioni) in scala nanometrica vengono denominati nanoparticelle.  Per la protezione sul lavoro sono rilevanti in particolare polveri che contengono nanoparticelle granulari o nano-oggetti fibrosi (nanofibre, nanotubi, nanofilo) enthalten.  Le nanoparticelle possono unirsi per effetto di forze di legame forti o deboli, formando aggregati o agglomerati. * nanoscala = dimensioni tra 1 e 100 nanometri (abbreviazione nm) © 2012 - Swiss Nano-Cube 3
  • 4. Nanomateriali e tutela della salute Delimitazione: nanopolveri di polveri sottili e ultrasottili  "Nanopolveri" sono polveri che contengono nanoparticelle granulari oppure nano-oggetti fibrosi (nanofibre, nanotubi, nanofilo) nell'ordine 0,001 μm di grandezza da 1 a 100 nm. ( = 1 nm)  "Polveri ultrasottili" contengono anch'esse particelle nell'ordine di grandezza da 1 a 100 nm. Esse tuttavia, diversamente dalle nanopolveri si formano in maniera accidentale, ad esempio con processi termici (tra l'altro processi di saldatura) o lavorazione 0,1 μm Nanopolvere meccanica di materiali. + polvere ultrasottile  Per il termine "polvere sottile" vi sono diverse definizioni. Il termine "polvere sottile" è stato sostituito nella protezione sul lavoro dal termine "frazione di polvere alveolare" ("polvere A" sta per la frazione massica delle particelle inalabili che penetra negli alveoli). 5 μm Polvere sottile © 2012 - Swiss Nano-Cube 4
  • 5. Nanomateriali e tutela della salute Differenza dei termini: Nanoparticelle e polveri ultrasottili (1) Polveri ultrasottili (dimensione particellare da 1 a 100 nm) ...  non vengono prodotte in modo mirato; si formano come sottoprodotto nei processi (termici).  vengono causate dall'uomo. Esempi: lavorazione del metallo, motori a combustione, riscaldamenti  provengono da fonti naturali. Esempi: cenere vulcanica, incendi boschivi, cicloni  sono costituite da una miscela complessa di sostanze chimiche (metalli, idrocarburi, materiali inerti, ecc.) © 2012 - Swiss Nano-Cube 5
  • 6. Nanomateriali e tutela della salute Differenza dei termini: Nanoparticelle e polveri ultrasottili (2) Nanoparticelle (dimensione particellare da 1 a 100 nm) ...  vengono prodotte in modo mirato.  hanno particolari proprietà e funzioni a causa delle dimensioni nanometriche. Hanno ad esempio un altro colore rispetto allo stesso materiale nella microforma (ad es. oro) o sono molto più reattive (ferro piroforico).  possono unirsi per effetto di forze di legame forti o deboli, formando aggregati o agglomerati.  Esempi: fuliggine di origine industriale, biossido di titanio, ossido di zinco, nanotubi di carbonio (CNT) © 2012 - Swiss Nano-Cube 6
  • 7. Nanomateriali e tutela della salute Visione d’insieme: Nanomateriali e loro classificazione (in base alla definizione ISO, Comitato tecnico 229) Nanomateriali Nano-oggetti Materiali nanostrutturati Materiale con 3 Materiale con 2 Materiale con 1 Nanocomposito dimensioni tra dimensioni tra 1 dimensione tra 1 e 100 nm e 100 nm 1 e 100 nm Nano-oggetti Nanoparticelle Nanoparticelle fibrosi / (nanofibre, Nanopiastrine nanobastoncini (granulari) nel composito nanotubi, nanofilo) Esempio Esempio Es.: Ossido di Es.: Bastoncini di 2 nanopart. nanofibra cerio chitina integrati in SiO2 inorganica inorganica Particolare rilevanza per la protezione sul lavoro © 2012 - Swiss Nano-Cube 7
  • 8. Nanomateriali e tutela della salute Visione d’insieme: Nano-oggetti e la loro classificazione Nano-oggetti Materiale con 3 Materiale con 2 Materiale con 1 dimensioni tra 1 e dimensioni tra 1 e dimensioni tra 1 e 100 nm 100 nm 100 nm Nano-oggetti Nanoparticelle fibrosi (nanofibre, (granulari) nanotubi, nanofilo) Nanopiastrine Es. nanoparticelle inorg. Es. nanofibre Es.: Ossido di cerio inorganiche Particolare importanza per la protezione sul lavoro © 2012 - Swiss Nano-Cube 8
  • 9. Nanopolveri, polveri sottili e ultrasottili Che cosa significa polvere sottile? Luogo di attacco Sostanza inquinante atmosferica La polvere è un componente naturale Rino- 5-10 µm dell'aria e quindi è onnipresente. A faringe seconda delle dimensioni delle particelle di Trachea 3-5 µm polvere si parla di polvere sottile o ultrasottile. Bronchi 2-3 µm Polvere sottile PM10, più piccola di 10 Bronchioli 1-2 µm micrometri, raggiunge il tratto superiore del polmone. Alveoli 0,1-1 µm ("sacche d'aria nei polmoni") Polvere sottile PM2,5, più piccola di 2,5 µm, penetra in profondità nelle vie respiratorie fino ai bronchioli. Polvere ultrasottile PM0,1 più piccola di 0,1 µm, è in grado di penetrare perfino negli alveoli polmonari. © 2012 - Swiss Nano-Cube 9
  • 10. Nanomateriali e tutela della salute Materiali / Particelle e loro dimensioni in μm Molecole Globuli Fullerene C60 Virus Batteri Pollini grandi rossi Diametro capello 0,001 μm 0,01 μm 0,1 μm 1 μm 10 μm 100 μm ( = 1 nm) polvere inalabile polvere penetrabile negli nanoparticelle / alveoli "polvere sottile" aerosol ultrasottili © 2012 - Swiss Nano-Cube 10
  • 11. Nanomateriali e tutela della salute Nanoparticelle e aerosol ultrasottili sono dappertutto. . . alcuni esempi pratici (10 - 100 nm) Luogo della misurazione Numero di particelle per cm3 di aria locali chiusi 1.000 – 10.000 posti di lavoro industriali 5.000 – 100.000 strade molto trafficate fino a 100.000 vicino al forno di un panificio fino a 640.000 nel fumo di sigaretta fino a 1.000.000 nei gas di scarico dei motori fino a 10 miliardi diesel © 2012 - Swiss Nano-Cube 11
  • 12. Nanomateriali e tutela della salute Potenziali pericoli per la salute dovuti alle nanoparticelle agic gen te "M Salute deter :i o spr ay dell'A l Ministero con l y m ossicaz ione en te d a Penn guard biente mett di int ia dall e Per icolo uto rec entem Merco ledì, 2 e nano in no" o è stato vend 1.10.2 009, 0 tecnol Na 8:45 ogi e dott il pro rati ti riti no sta nd ny, so o Bad- u t Pen c Nan d is coun agi o il ozio odotti "M omunicat il neg r c ie ta p resso ratta dei p , come ha ne delle v vendi alute. Si t rsiegeler" itazio ro pertant o te in s n'irr ent emen oli per la am ik-Ve causare u potrebbe rgent i, rec ili peric d Ker otevano a. Non si ib s- un p pra y dete per i poss Nano Gla I prodotti di dispne Due s mercio agic bühl. fenomen i m e "M nnen a dal co rsiegeler" ann di So o portare . e m alute WC-V ore Klein vano perfin r la s pro d ut t ep ote eric oli pe atorie nte" p respir tame "co mple dere esclu dpa P e r le n come a note c perle s nologi Il Min ul c uc e è po ssi b i l e dell'Am chiaio. istero : il mi rischi e le non anco bie nte (U nanop articell ra accertati BA) m ette i e deriva nti dall n guardia su 'uso de i lle Risultato: i nanoprodotti possono anche essere pericolosi - finora se ne sa (ancora) troppo poco. Per questo viene consigliato di agire con prudenza. © 2012 - Swiss Nano-Cube 12
  • 13. Vie di assorbimento nell'uomo Visione d’insieme: Vie di assorbimento delle nanoparticelle nell'uomo per inalazione* = attraverso le vie respiratorie e i polmoni per ingestione* = attraverso stomaco / intestino per via dermica*= attraverso la cute *più combinazione(i) delle tre vie di assorbimento = nanoparticelle © 2012 - Swiss Nano-Cube 13
  • 14. Vie di assorbimento nell'uomo Nanoparticelle: assorbimento attraverso le vie respiratorie e i polmoni (= per inalazione)  Le nanoparticelle vengono prevalentemente assorbite attraverso le vie respiratorie. Faringe  Le nanoparticelle inalate hanno la capacità di Cavità penetrare nei tessuti. Esse possono quindi orale giungere attraverso gli alveoli (= sacche d'aria dei Laringe polmoni) direttamente nella circolazione Trachea sanguigna e da qui negli organi bersaglio Pleura (pleura secondari (ad es. i reni). Grossi bronchi viscerale) Medi bronchi  Il polmone è l'organo più critico per Cavità pleurica nei Bronchioli quali il polmone si l'assorbimento delle nanoparticelle nel corpo. dilata durante l'inspirazione  In sperimentazioni sugli animali è stato dimostrato Diaframma che le nanoparticelle assorbite attraverso la mucosa olfattiva possono arrivare fino al cervello. © 2012 - Swiss Nano-Cube 14
  • 15. Vie di assorbimento nell'uomo Assorbimento attraverso lo stomaco / intestino (per ingestione)  Le nanoparticelle possono anche essere assorbite attraverso le mucose del tratto gastro-intestinale.  Anche qui vale il principio per cui: più piccole sono le particelle, maggiore è la probabilità che si possa Esofago (8) verificare un deposito delle particelle assorbite in determinati tessuti e organici, con conseguente Fegato (1) danneggiamento degli stessi. Parte iniziale del dotto biliare (2) Stomaco (6) Cistifellea (3) Parte finale del dotto biliare (5) Duodeno (4) Pancreas (7)  Se il funzionamento della barriera intestinale è compromesso da patologie infiammatorie, le velocità di trasporto possono essere maggiori rispetto ad un intestino sano. © 2012 - Swiss Nano-Cube 15
  • 16. Vie di assorbimento nell'uomo Assorbimento per via cutanea (= per via dermica)  Il rischio per la salute di un assorbimento delle nanoparticelle sotto forma di polveri attraverso la cute al momento viene Peli considerato ridotto. Apertura di una ghiandola sudorifera Vasi sanguigni  La cute sana sembra essere una barriera Ghiandola efficace contro la penetrazione delle sebacea nanoparticelle. Muscolo piloerettore Fibra nervosa Ghiandola sudorifera merocrina © 2012 - Swiss Nano-Cube 16
  • 17. Vie di assorbimento nell'uomo Un possibile assorbimento di nanomateriali nel corpo umano dipende da come questi si presentano nell'ambiente circostante: Rischio relativo all'assorbimento Nanomateriali Esempio pratico senza misure di protezione  Nanoparticelle libere Lavorare con (incl. agglomerati e aggregati) grande nanoparticelle in forma di polvere  Nanoparticelle legate in Nanoparticelle come un'altra sostanza rinforzo nelle materie moderato / ridotto plastiche  Nanoparticelle distribuite in un Applicazioni spray, liquido (sospensione) mescolamento grande intenso, ecc. © 2012 - Swiss Nano-Cube 17
  • 18. Misure di protezione preventive Il "Modello STOP" Sostituzione: Sostituire le sostanze pericolose per la salute con sostanze meno dannose. Tecnica: (= protezione collettiva): Per raccogliere, delimitare e allontanare gas, vapori e polveri pericolosi. Organizzazione: ad es. ridurre al minimo i tempi di esposizione, limitare l'accesso, ecc. Protezione personale: (protezione individuale): ad es. usando un equipaggiamento personale di protezione © 2012 - Swiss Nano-Cube 18
  • 19. Misure di protezione preventive Sostituzione = le sostanze pericolose per la salute vengono sostituite con sostanze meno dannose. Esempi:  Sostituzione di preparati di nanoparticelle in polvere con quelli che contengono nanoparticelle legate e quindi rendono difficile un loro rilascio (dispersioni, paste, granulati, composti, ecc.)  Sostituzione di applicazioni a spruzzo con procedimenti poveri di aerosol (spalmatura, immersione). © 2012 - Swiss Nano-Cube 19
  • 20. Misure di protezione preventive Tecnica (= protezione collettiva)  Usare apparecchiature e sistemi di trasferimento dei materiali chiusi  Aspirare polvere o aerosol direttamente alla fonte  Predisposizione di aerazione del locale e sistema di filtro dell'aria di scarico (filtro HEPA H14), nessun ricircolo dell'aria di scarico  Separazione delle zone di lavoro (locali separati) e adeguamento dell'aerazione dei locali (leggera depressione)  Pulizia solo mediante aspirazione con apparecchi idonei o panni umidi, nessun getto d'aria © 2012 - Swiss Nano-Cube 20
  • 21. Misure di protezione preventive Organizzare le misure di protezione Esempi:  Minimizzare il tempo di esposizione  Minimizzare il numero di persone esposte  Evitare la formazione di polveri o aerosol  Limitare l'accesso  Istruire il personale in merito ai pericoli e alle misure di protezione (manuali di istruzione) © 2012 - Swiss Nano-Cube 21
  • 22. Misure di protezione preventive Protezione personale (= protezione individuale) Queste misure sono necessarie quando non si può escludere la formazione di aerosol e/o il contatto cutaneo con accorgimenti tecnici.  Apparecchi filtranti di protezione delle vie respiratorie (minimo filtro tipo FFP2 secondo SUVA)  Guanti di protezione (in caso di guanti monouso si consiglia di sovrapporre 2 guanti)  Occhiali di protezione chiusi e ben aderenti  Indumenti di protezione con cappuccio (stoffa non tessuto)  Misure di igiene del lavoro (vedere slide 11 e 12) © 2012 - Swiss Nano-Cube 22
  • 23. Misure di protezione preventive Protezione personale (1/7) Protezione degli occhi:  Indossare almeno un paio di occhiali di protezione ben chiusi (ad es. occhiali a mascherina)  Le maschere intere offrono una protezione migliore:  avvolgono tutto il viso  proteggono contemporaneamente anche gli occhi  in seguito alla migliore ermetizzazione tra viso e maschera si ottiene contemporaneamente un migliore fattore di protezione nominale (delle vie respiratorie). © 2012 - Swiss Nano-Cube 23
  • 24. Misure di protezione preventive Protezione personale (2/7) Protezione delle vie respiratorie:  Se non è possibile impedire il rilascio di nanoparticelle (come polvere o aerosol), oltre agli accorgimenti tecnici (vedi punto correlato) indossare una maschera di protezione (minimo semi maschera, classe di filtro 3; essa avvolge bocca, naso e mento). Semi maschera filtrante Semi maschera Maschera intera Solo monouso Per filtri sostituibili fino a Per filtri sostituibili fino a 300 g di peso 500 g di peso  Controllare l'adesione della maschera in particolare per chi ha la barba. © 2012 - Swiss Nano-Cube 24
  • 25. Misure di protezione preventive Protezione personale (3/7) Guanti (protezione cutanea)  È molto importante indossare e rimuovere con attenzione il guanto e sovrapporlo alla tuta di protezione.  In caso di contatto diretto con nanoparticelle (solide, liquide o in polvere) − indossare se possibile due strati di guanti sovrapposti (ad es. lattice + guanto chimico) oppure − indossare due guanti monouso sovrapposti; in tal caso scegliere il materiale del guanto in base agli agenti chimici da trattare.  L'uso corretto del guanto è più importante del tempo di penetrazione del materiale del guanto per le nanoparticelle. © 2012 - Swiss Nano-Cube 25
  • 26. Misure di protezione preventive Protezione personale (4/7) Scarpe / Stivali (protezione cutanea):  È molto importante indossare e rimuovere con attenzione le scarpe / gli stivali e sovrapporle alla tuta di protezione. © 2012 - Swiss Nano-Cube 26
  • 27. Misure di protezione preventive Protezione personale (5/7) Indumento di protezione (protezione cutanea):  Utilizzare capi di protezione a maniche lunghe in materiale di membrana (tessuto non tessuto o non- woven, ad es. Tyvek®) con cappuccio; evitare tessuti tessili  È molto importante indossare e rimuovere con attenzione il guanto e sovrapporlo alla tuta di protezione  Allo stesso modo è importante indossare e rimuovere correttamente l'indumento di protezione (vedere video: http://www.youtube.com/watch?v=qPWKHhmGqYc) © 2012 - Swiss Nano-Cube 27
  • 28. Misure di protezione preventive Protezione personale (6/7) Misure generali di igiene del lavoro:  Evitare condizioni di lavoro nocive per la salute  Creare condizioni di lavoro salutari  Oggetto dell'igiene del lavoro: Tutti i fattori di disturbo sul luogo di lavoro (ad es. sostanze pericolose) © 2012 - Swiss Nano-Cube 28
  • 29. Misure di protezione preventive Protezione personale (7/7) Misure igieniche:  misure tecniche e di medicina del lavoro per ridurre le contaminazioni da parte di sostanze e strumenti di lavoro  luoghi di lavoro, apparecchiature e indumenti puliti, custodia protetta degli indumenti non utilizzati in ambito professionale (= capi da usare all'esterno)  misure di igiene personale inclusa protezione e cura della cute (mezzi e strumenti di lavaggio idonei, ecc.)  particolari misure di protezione in caso di attività con sostanze pericolose. © 2012 - Swiss Nano-Cube 29
  • 30. Misure di protezione preventive Che cos'è?!? COSÌ PICCOLO, COSÌ BELLO... NANO MATERIALE …E SFACCIATO ! RISULTATO: I risultati delle analisi finora effettuate sul tema della protezione sul lavoro e della tutela della salute con l'uso dei nanomateriali evidenziano che le misure di protezione convenzionalmente in uso contro le polveri sono efficaci anche contro le nanoparticelle. © 2012 - Swiss Nano-Cube 30