Nanomalzemeler için mühendislik kontrolleri - Engineering controls for nanomaterials
Nanomalzemelerin Mühendislik kontrolleri kümesidir tehlike kontrol işçiler için yöntem ve ekipman kim ile etkileşim nanomalzemelerin . Mühendislik kontrolleri , işyerinde işçileri tehlikelerden izole eden fiziksel değişikliklerdir ve sistemler ve tesisler tasarlandıktan sonra nanomalzemelerin sağlık ve güvenlik tehlikelerini kontrol etmek için en önemli yöntem seti olarak kabul edilir .
Nanomalzemelerin birincil tehlikesi, nanopartiküller içeren aerosollerin solunmasından kaynaklanan sağlık etkileridir . Diğer sanayi için geliştirilmiş bir çok mühendislik kontrol veya kullanılmış, nano maruz işçilerin korunması dahil olmak üzere adapte edilebilir havalandırma ve filtreleme gibi laboratuar armatürleri kullanılarak duman davlumbaz kullanılarak çevreleme gloveboxes ve olmayan diğer havalandırma kontrolleri, yapışkan paspaslar . Nanomalzemeler için hangi mühendislik kontrollerinin en etkili olduğuna dair araştırmalar devam etmektedir.
Arka fon
Mühendislik kontrolleri
Mesleki tehlikelere maruz kalmanın kontrol edilmesi, çalışanları korumanın temel yöntemi olarak kabul edilir. Geleneksel olarak, tipik olarak eleme , ikame , mühendislik kontrolleri , idari kontroller ve kişisel koruyucu ekipmanı içeren, uygulanabilir ve etkili kontrollerin nasıl uygulanacağını belirlemek için bir kontrol hiyerarşisi kullanılmıştır . Listenin önceki kısımlarında yer alan yöntemler, maruziyetleri azaltmanın birincil yolu olarak proses değişiklikleri ve mühendislik kontrolleri ve son çare olarak kişisel koruyucu ekipman olarak tavsiye edilen bir tehlikeyle ilişkili riski azaltmada genellikle daha etkili olarak kabul edilir. Hiyerarşiye uymak, hastalık veya yaralanma riskinin önemli ölçüde azaltıldığı, doğası gereği daha güvenli sistemlerin uygulanmasına yol açmayı amaçlamaktadır.
Mühendislik kontrolleri, işçileri bir mahfaza içine alarak veya havalandırma ve filtreleme yoluyla işyerinden kirli havayı alarak tehlikelerden izole eden fiziksel değişikliklerdir . İyi tasarlanmış mühendislik kontrolleri, işçi etkileşimlerinden bağımsız olma anlamında tipik olarak pasiftir ve bu da çalışan davranışının maruz kalma düzeylerini etkileme potansiyelini azaltır. Ayrıca ideal olarak, çalışan için üretkenliğe ve işleme kolaylığına müdahale etmezler, çünkü aksi takdirde operatör kontrolleri atlatmak için motive edilebilir. Mühendislik kontrollerinin ilk maliyeti, idari kontrollerden veya kişisel koruyucu ekipmanlardan daha yüksek olabilir , ancak uzun vadeli işletme maliyetleri genellikle daha düşüktür ve bazen sürecin diğer alanlarında maliyet tasarrufu sağlayabilir.
Nanomalzemeler
Nanomalzemeler , 100 nanometreden daha az en az bir birincil boyuta sahiptir ve çoğu zaman, teknolojik olarak yararlı olan yığın bileşenlerinden farklı özelliklere sahiptir. Çünkü nanoteknoloji son gelişme, sağlık ve güvenlik nanomalzemelerin maruz kalma oranını etkiler ve ne maruziyet seviyeleri kabul edilebilir, henüz tam olarak anlaşılmış değildir. Nanomalzemelerin işlenmesi ve üretimi çok çeşitli tehlikeler içerir. Her durum için en uygun mühendislik kontrollerinin türleri , malzemenin miktarı ve tozluluğunun yanı sıra görevin süresinden de etkilenir . Örneğin, kuru nanomalzemeler bir süspansiyonla ikame edilemiyorsa veya nanomateryaller içeren katı bir matrisin sonifikasyonu veya kesilmesi gibi prosedürler ortadan kaldırılamıyorsa , daha güçlü mühendislik kontrolleri belirtilir .
Her yeni teknolojide olduğu gibi, en erken maruziyetlerin laboratuvarlarda ve pilot tesislerde araştırma yapan işçiler arasında gerçekleşmesi beklenmektedir. Bu bağlamlarda mühendislik ürünü nanomalzemeleri kullanan araştırmacıların, bu işi güvenliklerini ve sağlıklarını koruyacak şekilde gerçekleştirmeleri önerilir. Nanopartiküller, tozlar ve diğer tehlikeler için kontrol önlemleri, kapsamlı bir iş güvenliği ve sağlığı yönetim sistemi bağlamında uygulandığında en etkilidir; kritik unsurları yönetim taahhüdü ve çalışan katılımı, çalışma sahası analizi, tehlike önleme ve kontrol içerir ve yeterli çalışanlar, amirler ve yöneticiler için eğitim.
Havalandırma
Havalandırma sistemleri yerel veya genel olarak ayırt edilir. Yerel egzoz havalandırması, genellikle bir mahfaza ile bağlantılı olarak kirlenme kaynağında veya yakınında çalışırken, genel egzoz havalandırması bir binanın HVAC sistemi aracılığıyla tüm oda üzerinde çalışır .
Yerel egzost havalandırması
Yerel egzoz havalandırması (LEV), bir egzoz sisteminin kirlenme kaynağına veya yakınına uygulanmasıdır. Düzgün tasarlanırsa, kirletici maddelerin uzaklaştırılmasında seyreltmeli havalandırmaya göre çok daha verimli olacak, daha düşük egzoz hacimleri, daha az telafi havası ve çoğu durumda daha düşük maliyet gerektirecektir. Kaynakta egzoz uygulanarak kirleticiler genel çalışma ortamına girmeden uzaklaştırılır.
Yerel egzoz sistemlerinin örnekleri arasında çeker ocaklar , havalandırmalı denge muhafazaları ve biyogüvenlik kabinleri bulunur . Muhafazası olmayan egzoz davlumbazları daha az tercih edilir ve laminer akış davlumbazları , havayı dışarıya işçiye doğru yönlendirdikleri için önerilmez.
2006 yılında, nanomalzemelerin üretim, işleme, araştırma veya kullanımlarını bildiren uluslararası nanoteknoloji firmaları ve araştırma laboratuarları arasında bir anket yapıldı. Ankete katılan tüm kuruluşlar, bir tür mühendislik kontrolü kullandıklarını bildirdi. Kullanılan en yaygın maruziyet kontrolü, firmaların üçte ikisinin kullanımını rapor ettiği geleneksel laboratuar davlumbazıydı.
Çeker ocaklar
Çeker ocakların, davlumbazın ön yüzünde dakikada 80-100 fit (fpm) ortalama içe doğru hızlara sahip olması önerilir. Daha yüksek toksisiteye sahip malzemeler için, daha iyi koruma sağlamak için 100-120 fpm'lik daha yüksek bir yüzey hızı tavsiye edilir. Bununla birlikte, 150 fpm'yi aşan yüzey hızlarının performansı iyileştirdiğine inanılmamaktadır ve başlık sızıntısını artırabilir.
Nanoteknoloji için özel olarak tasarlanmış yeni çeker ocaklar, öncelikle farmasötik tozların tartılması için geliştirilen düşük türbülanslı denge muhafazalarına dayalı olarak geliştirilmektedir ; bu nanomateryal elleçleme muhafazaları, tipik olarak 65–85 fpm'de çalışan, daha düşük yüz hızlarında yeterli muhafaza sağlar. Nanomalzemeyi bozan ve aerosolleşmesini artıran tartım işlemlerinde faydalıdırlar.
Bir davlumbazdan çıkan havanın bir HEPA filtreden geçirilmesi ve çalışma ortamının dışına atılması ve kullanılmış filtrelerin tehlikeli atık olarak ele alınması tavsiye edilir. Türbülans , nanomalzemelerin kaputun önünden çıkmasına neden olabilir ve kanadı uygun konumda tutarak, davlumbazın içini ekipmanla düzenli tutarak ve çalışırken hızlı hareketler yapmayarak engellenebilir. Yüksek yüzey hızları toz haline getirilmiş nanomalzemelerin kaybına neden olabilir; 2012 itibariyle düşük akışlı davlumbazların etkinliği konusunda çok az araştırma yapılırken, hava perdesi davlumbazlarının nanopartikülleri içermede etkili olduğuna dair kanıtlar vardı.
Diğer muhafazalar
Biyogüvenlik kabinleri, tasarlanmış nanopartiküller ile benzer boyuta sahip olan ve nanopartiküllerle etkili olduğuna inanılan biyoaerosolleri içerecek şekilde tasarlanmıştır . Bununla birlikte, genel biyogüvenlik kabinleri türbülansa daha yatkındır. Çeker ocaklarda olduğu gibi tesis dışında tüketilmesi tavsiye edilir.
Büyük ekipman parçaları için özel büyük ölçekli havalandırmalı muhafazalar da kullanılabilir.
Genel egzoz havalandırması
Seyreltme havalandırması olarak da adlandırılan genel egzoz havalandırması (GEV), yerel egzoz havalandırmasından farklıdır çünkü emisyonları kaynağında yakalamak ve havadan uzaklaştırmak yerine, genel egzoz havalandırması kirletici maddenin işyeri havasına yayılmasına izin verir ve daha sonra kirletici konsantrasyonu kabul edilebilir bir seviyeye. GEV, yerel egzoz havalandırmasına kıyasla verimsiz ve maliyetlidir ve çoğu nanomalzeme için belirlenmiş maruz kalma sınırlarının olmaması nedeniyle, maruziyeti kontrol etmek için bunlara güvenilmeleri tavsiye edilmez.
Ancak GEV, kirleticilerin odadan çıkmasını önlemek için negatif oda basıncı sağlayabilir . Tesis genelinde besleme ve egzoz havasının kullanılması, potansiyel olarak tehlikeli maddelere maruz kalan işçi sayısını azaltan basınçlandırma planları sağlayabilir, örneğin üretim alanlarını yakındaki alanlara göre negatif bir basınçta tutmak. Laboratuvarlarda genel egzoz havalandırması için, yerel egzoz havalandırması ile birlikte kullanıldığında saatte 4–12 hava değişimli bir devir daimsiz sistem kullanılır ve kirlenme kaynakları hava egzozuna yakın ve işçilerin rüzgar yönüne yakın ve pencerelerden veya hava akımına neden olabilecek kapılar.
Kontrol doğrulaması
Oda hava akışı modellerini değerlendirmek ve LEV sistemlerinin düzgün çalıştığını doğrulamak için çeşitli kontrol doğrulama teknikleri kullanılabilir. Bir LEV sisteminin, egzoz hava akışlarını düzenli olarak ölçerek tasarlandığı gibi çalıştığını doğrulamanın önemli olduğu düşünülmektedir. Standart bir ölçüm olan davlumbaz statik basıncı, davlumbaz performansını etkileyen hava akışı değişiklikleri hakkında bilgi sağlar. Amerikan Resmi Endüstriyel Hijyenistler Konferansı , tehlikeli hava kaynaklı kirletici maddelere maruz kalmayı önlemek için tasarlanmış davlumbazlar için sabit bir başlık statik basınç göstergesinin kurulmasını önermektedir .
Ek olarak, Pitot tüpleri , sıcak telli anemometreler , duman üreteçleri ve kuru buz testleri, davlumbaz yuvası / yüzü ve kanal hava hızını niteliksel olarak ölçmek için kullanılabilirken, izleyici gaz sızıntı testi kantitatif bir yöntemdir. ANSI Z9.5 ve ASHRAE 110 gibi standartlaştırılmış test ve sertifikasyon prosedürleri , contaların ve hortumların incelenmesi gibi uygun kurulum ve işlevselliğin nitel göstergeleri gibi kullanılabilir.
Muhafaza
Muhafaza, tehlikeli materyalin işyerine salınmasını önlemek için bir işlemin veya bir ekipman parçasının fiziksel olarak izole edilmesini ifade eder. Nanomateryal işçileri için gelişmiş bir koruma seviyesi sağlamak için havalandırma önlemleriyle birlikte kullanılabilir. Örnekler, nanomalzemeleri ayrı bir odaya bırakabilecek ekipmanı yerleştirmeyi içerir. Konveyör sistemleri için muhafazalar veya torba dolumu için kapalı bir sistem kullanmak gibi standart toz kontrol yöntemleri , solunabilir toz konsantrasyonlarını azaltmada etkilidir.
Havalandırmasız mühendislik kontrolleri, izolasyon sınırlama sistemleri dahil olmak üzere farmasötik endüstrisi için geliştirilmiş cihazları da içerebilir. En yaygın esnek izolasyon sistemlerinden biri , karıştırma ve kurutma gibi küçük ölçekli toz süreçleri etrafında bir muhafaza olarak kullanılabilen eldiven kutusu muhafazasıdır. Sert torpido gözü izolasyon birimleri ayrıca işçiyi işlemden izole etmek için bir yöntem sağlar ve genellikle tozların transferini içeren orta ölçekli işlemler için kullanılır. Torpido torbaları sert torpido gözlerine benzer, ancak esnek ve tek kullanımlıktır. Kontaminasyondan korunmak veya sınırlandırmak için küçük işlemler için kullanılırlar. Torpido gözü, yüksek derecede operatör koruması sağlayan, ancak sınırlı hareket kabiliyeti ve çalışma boyutu nedeniyle kullanımı daha zor olan kapalı sistemlerdir. Malzemelerin muhafazanın içine ve dışına aktarılması da bir maruz kalma riskidir. Ek olarak, bazı torpido gözü , sızıntı riskini artırabilecek pozitif basınç kullanacak şekilde yapılandırılmıştır .
Bu endüstride kullanılan diğer bir havalandırmasız kontrol , malzemeyi polipropilen bir torba içine kapatırken ürün kaplarının doldurulmasına izin veren sürekli astar sistemidir . Bu sistem genellikle, tozlar varillere paketlenecek olduğunda, malzemelerin yüklenmesi için kullanılır.
Diğer mühendislik kontrolleri
Diğer havalandırmasız mühendislik kontrolleri genel olarak korumalar ve barikatlar, malzeme işleme veya katkı maddeleri gibi bir dizi kontrol önlemini kapsar. Bir örnek, oda çıkışlarına yapışkan paspaslar yerleştirmektir . Antistatik cihazlar , elektrostatik yüklerini azaltmak için nanomalzemeleri işlerken kullanılabilir ve bu da onların giysilere dağılma veya yapışma olasılığını azaltır. Su spreyi uygulaması, solunabilir toz konsantrasyonlarını azaltmak için de etkili bir yöntemdir.