книги / Комплексное исследование рисков заболеваемости персонала научно-исследовательских лабораторий и методика управления безопасностью труда при работе с наноматериалами

Наиболее широко используемым как в чистом виде, так и в составе наноматериалов является оксид титана. Токсикологические исследования тонких (250 нм) и ультратонких (20 нм) частиц ТiО2 при ингаляционном введении крысам показали, что частицы размером 20 нм способны накапливаться в лимфоидных тканях, обладают повреждающим действием по отношению к ДНК лимфоцитов и клеток мозга. Поэтому долговременное взаимодействие наночастиц этого типа и клеток нервной системы необходимо изучить тщательнее, так же как и пути, которыми такие частицы могут попасть в организм человека [4].

Согласно исследованиям, основным механизмом токсического действия наночастиц оксида титана является индукция активных форм кислорода, причем реактивность зависит не только от размеров наночастиц, но и от того, какой структурой представлен TiO2, кристаллической или аморфной.

Изучение заболеваемости и состояния функциональных систем организма работников, имеющих постоянные контакты с нанопорошками металлов и их оксидов, подтверждает предположение о преимущественном воздействии на респираторную и сердечно-сосудистую системы. Склонность к острым респираторным и вирусным инфекциям у людей можно объяснить повреждающим действием аэрозолей порошков металлов

иоксидов, особенно их паров, на слизистые оболочки дыхательных путей. Большинство случаев артериальной гипотонии

игипертонии среди постоянно контактирующих с профессиональными вредностями работников, очевидно, связано с прямым воздействием некоторых металлов на центры регуляции артериального давления, а также с изменением чувствительности рецепторов эффекторных органов в условиях изменения ионной конъюнктуры.

Избыточное количество меди и ее соединений при поступлении в организм вызывает сильное раздражение слизистых верхних дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта.

11

Из соединений хрома считаются наиболее ядовитыми шестивалентные и трехвалентные. Особый интерес представляет изучение влияния нанопорошков кобальта. Аэрозоли этого металла поражают дыхательные пути экспериментальных животных, а у человека вызывают бронхиты [5].

Наночастицы оксида ванадия размером менее 30 нм в концентрации выше 10 мкг/мл обладают сильными каталитическими свойствами и способны генерировать ОН-радикалы, которые в дальнейшем окисляют липиды.

Углеродные нанотрубки (УНТ), поступая в организм животных, проявляют различную токсическую активность. Одностенные и многостенные УНТ отличаются высокой степенью цитотоксичности и способностью вызывать окислительный стресс.

Исследования цитотоксичности неорганических и органических наночастиц, таких как диоксид кремния в форме нанопроволоки и наночастиц, in vitro на двух линиях эпителиальных клеток человека показали, что концентрация 190 мкг/мл является пороговой, ниже которой токсические эффекты не наблюдались. Более высокие концентрации вызывали разрушение мембраны и некроз клеток. Наночастицы на основе полистирола (30, 100 и 300 нм) при инъекциях способны проникать в печень и селезенку.

Нанопорошки оксида алюминия α-А12O3 являются серьезным потенциальным риском для здоровья человека. Так, частицы порошка сферической формы сильнее элиминируются клетками иммунной системы. Поскольку нанопорошки α-А12O3 в воде нерастворимы, они диссоциируют в биологическое окружение. Известно, что гидрофильные частицы оксида алюминия способны к большей диффузии через клеточные мембраны. Для них характерна высокая биологическая доступность [6]. При анализе влияния наночастиц α-А12O3 на жизнеспособность и фагоцитоз клеток [7] было обнаружено, что при одной и той же концентрации растворов (100–250 мкг/мл) отрица-

12

тельное воздействие частиц оксида алюминия выражено менее, чем наночастиц чистого металла.

Доза воздействия при работе с нанообъектами в порошке зависит от уровня его концентрации и длительности. В традиционной оценке рисков дозы воздействия сопоставимы с предельно допустимой концентрацией (ПДК). Если материал классифицируется в более крупной форме как канцерогенный, мутагенный, астмогенный токсин или токсин, воздействующий на репродуктивную систему, и его ПДК известна, его наноформа будет иметь ПДК в 10 раз меньше. Лаборатории, где наблюдается значительное количество частиц порошка в исследовательской среде, относятся к 3-й группе риска. Стабильные агломераты и агрегаты не имеют специфических путей транспорта («обычный» транспорт может по-прежнему существовать) и, как ожидается, больше влияют на здоровье как «классические» частицы загрязнения окружающего воздуха. Следовательно, действия с агломератами классифицируются как 2-я категория опасности. Если частицы остаются в суспензии или в твердом состоянии, лаборатория относится к 1-му уровню опасности [8].

Следует учесть также, что воздействие наноматериалов на человека может происходить вдоль всего жизненного цикла наноматериалов, от исследований до производственных масштабов, а также разработки продуктов, их дальнейшего использования и конца жизненного цикла (рис. 3). Каждая из функциональных областей представляет собой определенные рабочие места с различными потенциальными сценариями воздействия и рисками.

Таким образом, необходим комплексный подход для оценки безопасности наночастиц, который позволит предсказать возможные воздействия и предпринять корректирующие меры для предотвращения потенциальных рисков при проведении научных исследований, использовании и производстве наночастиц.

13

Так, например, в США этим занимается Управление по контролю за продуктами и лекарствами (FDA), Управление по охране окружающей среды (EPA), в европейских странах – Европейское агентство по безопасности продуктов питания (EFSA), Европейское агентство по оценке лекарственных средств (EMEA), Организация объединенного экономического содружества Европы (OECD), а также другие национальные агентства в разных странах.

Особую роль в регулировании сферы безопасности труда играет разработка стандартов, касающихся нанотехнологий. Деятельность технического комитета ISO/ТC 229, в круг задач которого входят вопросы стандартизации в области нанотехнологий, привлекает внимание специалистов во всем мире. При рассмотрении проблем, сопровождающих изучение и применение нанотехнологий, технический комитет реализует комплексный подход. Активность ISO/ТC 229 во многом обусловлена позицией его стран-членов – ведущих мировых лидеров в области нанотехнологий: США, Великобритании, Японии, Южной Кореи, Китая. Вопросы безопасности нанотехнологий имеют приоритетное значение для современного общества, так как пренебрежение ими или их недооценка грозят весьма серьезными последствиями для здоровья людей и окружающей среды. В январе среди стран – членов ISO/ТC 229 началось голосование по проекту новаторского технического отчета ISO/DTR 13121 «Нанотехнологии – процесс оценки риска, создаваемого наноматериалом». Проект разработан в рамках деятельности 3-й Рабочей группы ISO/ТC 229 (ISO/TC229/WG3) на базе стандарта «Рамки нанориска» (Nano Risk Framework), опубликованного в июне 2007 г. американской корпорацией DuPont в партнерстве с компанией Environmental Defense. Предложенная в этом корпоративном стандарте пошаговая и прагматичная методология получила поддержку пользователей в ряде стран.

Роспотребнадзором при участии НИИ питания РАМН, НИИ эпидемиологии и микробиологии РАМН, Института биохимии им. А.Н. Баха РАН и Федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана уже разработаны и утверждены главным госу-

15

дарственным санитарным врачом РФ нормативные документы: методические указания МУ 1.2.2520-09 «Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности наноматериалов»; методические рекомендации МР 1.2.2522-09 «Выявление наноматериалов, представляющих потенциальную опасностьдля здоровьячеловека».

С 1 января 2016 года для добровольного применения в Российской Федерации действует ряд межгосударственных стандартов на нанотехнологии, среди них:

ГОСТ ISO/TS 80004-5-2014 «Нанотехнологии. Часть 5. Нано-, биоинтерфейс. Термины и определения», идентичный международному документу ISO/TS 80004-5:2011 «Нанотехнологии. Словарь. Часть 5. Нано-, биоинтерфейс»;

ГОСТ ISO/TS 80004-7–2014 «Нанотехнологии. Часть 7. Нанотехнологии в медицине. Термины и определения», идентичный международному документу ISO/TS 80004-7:2011 «Нанотехнологии. Словарь. Часть 7. Диагностика и терапия в области здравоохранения» [9, 10].

Для полной оценки риска необходима подробная информация о материале (химический состав наночастиц, паспорт безопасности материала, морфология частиц, соотношение компонентов, гранулометрический состав, ξ-потенциал и растворимость), а также описание процесса, в котором используются либо производятся наноматериалы. Для каждого способа поглощения (органы дыхания, кожа, живот) необходимо изучить тип и уровень воздействия на каждом этапе процесса.

На данный момент существует подход к оценке риска, содержащий научные элементы представленные в табл. 1. Данная оценка должна составлять лишь часть процесса управления рисками, которая, несомненно, должна включать в себя общественные ценности.

Опасность, создаваемая различными химическими веществами, зависит от их собственных свойств, в то время как оценка риска учитывает вероятность воздействия опасного вещества на человека и других живых существ.

16

1.3.Проблемы безопасности персонала

внаучно-исследовательских лабораториях

икультура безопаснсти труда

Исследователи являются одними из первых людей, кто подвергается воздействию продуктов новой технологии, поэтому безопасность и здоровье исследователей можно рассматривать как ядро ответственного социально-экономического развития любого общества (рис. 4).

При высоких темпах проникновения наноматериалов и нанотехнологий в современные производственные и научно-обра- зовательные системы нельзя не учитывать, что в обеспечении безопасности труда исключительно важную роль играют индивидуальные поведенческие особенности работников в тех областях науки и практики, где характер воздействия на организм человека недостаточно изучен, так как при использовании новых технологий появляются новые опасности, вовремя противостоять которым способен не каждый человек, а цена его ошибок возрастает, делая условия труда еще более опасными. Это имеет прямое отношение к сфере научных исследований в области нанотехноло-

17

гий и наноматериалов, где к настоящему времени не выявлена полная картина потенциальных рисков заболеваемости и безопасности исследовательского персонала.

Рис. 4. Ядро ответственного развития нанотехнологий

В условиях научно-исследовательских лабораторий часто недостает информации, на основе которой можно составить представление об опасности наночастиц или наноматериалов для здоровья людей и окружающей среды, что затрудняет как оценку опасности и собственно классификацию лабораторий, исходя из предполагаемой токсичности наночастиц, так и выбор соответствующих мер охраны труда [11].

Исследование, проведенное в китайских научно-иссле- довательских лабораториях, показало высокий уровень организации общей охраны труда при недостаточной специфичности мер безопасности в отношении используемых наноматериалов [12]. Эта проблема связана прежде всего с тем, что в формальных системах охраны труда в научно-исследовательских центрах, выполняющих одновременно несколько научных проектов с использованием различных комбинаций наноматериалов, сложно учесть широкий и постоянно изменяющийся спектр потенциальных рисков заболеваемости сотрудников. При этом реализация принципа

18

предосторожности при работе с наноматериалами, к сожалению, часто рассматривается исследователями как фактор, мешающий научной деятельности [13].

Исследование нескольких университетов Великобритании [11] показало, что научно-исследовательские лаборатории, как правило, устанавливают строгие внутренние стандарты безопасности и гигиены труда при использовании наноматериалов. Вместе с тем было установлено, что некоторые исследовательские группы не достигают адекватных стандартов по некоторым аспектам охраны здоровья и безопасности. В некоторых случаях оценка общего риска или COSH не проводилась, информация и проведенная подготовка были неудовлетворительными, а использование средств инженерного контроля было недостаточным.

В ходе опроса 240 сотрудников университетских и государственных научно-исследовательских лабораторий разных стран [14] установлено, что далеко не все из них осознают значение мер охраны труда при работе с наноматериалами: только в четверти организаций приняты специальные правила, тогда как почти в половине лабораторий применяются общие правила и процедуры охраны труда. В отсутствие специальных правил около 30 % сотрудников лабораторий вообще не используют респираторные защитные средства, а 36 % применяют маски с фильтрами, не соответствующими размерам наночастиц. Примечательно, что в опросе принимали участие как рядовые сотрудники, так и руководители лабораторий или исследовательских групп (35 %).

Очевидно, что пренебрежение мерами охраны труда усиливает все возможные риски заболеваемости научно-исследовательского персонала, с одной стороны, а с другой – выдвигает на первый план проблему ответственного отношения сотрудников к собственному здоровьюи здоровью другихлюдей.

Не вызывает сомнений тот факт, что наличие в организации системы охраны труда создает необходимые условия для сохранения здоровья персонала. Тем не менее «как невозможно приказом остановить или ускорить технический прогресс, так нельзя момен-

19

тально изменить сознание людей, их морально-психологический облик. Но именно это сейчас необходимо обществу: недостаточно изобрести и научиться использовать новые технологии и технические средства, люди должны ясно понимать, как их применять с минимальнойопасностью для себя иокружающих» [15].

Традиционный подход к безопасности труда рассматривает человека как источник повышенной опасности, а целью управления охраной труда становится минимизация рисков от неправильных действий работников вследствие нарушения технологии или правил техники безопасности. Вместе с тем многочисленные исследования показывают, что успех в сфере охраны труда зависит от наличия в организации условий, при которых персонал будет сознательно и ответственно участвовать в обеспечении безопасности. Поэтому в настоящее время большое внимание уделяется формированию культуры безопасного труда, в которой безопасность является одной из ключевых ценностей организации, а поведение работников направляется совместной верой в важность безопасности и пониманием, что каждый член организации сознательно поддерживает нормы безопасности [16].

Культура безопасности труда может быть различной, так как является продуктом индивидуальных и групповых ценностей, взглядов, представлений, навыков и моделей поведения в отношении безопасности [17].

Традиционные системы охраны труда порождают бюрократическую культуру безопасности [18]. Организация разрабатывает регламенты, соответствующие действующим требованиям надзорных органов, и обеспечивает необходимый уровень обучения работников. Объектами повышенного внимания являются соблюдение правил техники безопасности, анализ нарушений и применение мер наказания по отношению к работникам, допустившим эти нарушения. По сути, работник в такой культуре рассматривается как основной «источник опасности», поэтому все действия руководства направляются на снижение рисков при использовании человеческого ресурса.

20