NL | FR | EN | DE
Contact | Nieuws | Nieuwsbrief | Geavanceerd zoeken     .be
Naar Startpagina
Zoeken

Nanodeeltjes

 Onderzoek naar de gezondheidsrisico’s van nanotechnologie 

Wat is nanowetenschap? Wat is nanotechnolgie?

Nanowetenschap en nanotechnologieën handelen rond de studie en de ontwikkeling van nanomaterialen of nanopartikels. Nanowetenschap en nanotechnologieën leiden tot veelbelovende nieuwe ontwikkelingen in de geneeskunde, de gezondheidszorg, de landbouw, de industrie, de voeding en de milieutechnologie. Nanowetenschap en nanotechnologieën maken een razendsnelle opmars in de wetenschappelijke en in de industriële wereld.

Wat zijn nanomaterialen?

Nanomaterialen zijn materialen die zijn opgebouwd uit individuele nanopartikels of nanodeeltjes.

Wat zijn nanopartikels of nanodeeltjes?

Er circuleren diverse definities, die echter allen één element gemeen hebben: nanopartikels zijn deeltjes die afmetingen hebben kleiner dan 100 nm (nm = 10-9 m, één miljardste van een meter; n = nano = negen = dwerg)1. Om een idee te geven van de schaalgrootte: de dikte van een menselijk haar varieert tussen 20000 nm en 100000 nm.

De meest voorkomende definitie stelt dat de deeltjes kleiner moeten zijn dan 100 nm in ten minste één dimensie.  Andere hebben het over de afmetingen kleiner dan 100 nm in ten minste twee dimensies of over de diameter (geometrische, aërodynamische, mobiliteits-, geprojecteerde oppervlakte-, of enige andere diameter).  Het betreft hoe dan ook deeltjes met héél kleine afmetingen.

De Europese Commissie heeft op 20 oktober 2011 een aanbeveling over de definitie van nanomateriaal gepubliceerd. De definitie in die aanbeveling moet als referentie worden gebruikt om te bepalen of een materiaal in het kader van de wetgeving van de Europese Unie en het beleid van de Unie als een „nanomateriaal” moet worden beschouwd.

Raadpleeg de aanbeveling in het Publicatieblad nr. L 275 van de Europese Unie: Aanbeveling van de Commissie van 18 oktober 2011 inzake de definitie van een nanomateriaal (PDF)  

Een correcte toepassing van deze definitie vereist geschikte meetmethoden en -methodologieën. Die komen aan bod in deze publicatie van het 'Joint Research Centre' van de Europese Commissie: Requirements on measurements for the implementation of the European Commission definition of the term "nanomaterial'" (PDF; 6,69 MB)  

Wat zijn de bijzondere eigenschappen van nanomaterialen en nanodeeltjes?

Aangezien nanomaterialen en nanodeeltjes zodanig klein zijn, bezitten ze een relatief groot contactoppervlak ten opzichte van hun inhoud. Dit maakt dat nanomaterialen en nanodeeltjes bijzonder reactief zijn. Nanomaterialen en nanodeeltjes bezitten bijzondere oppervlakte en chemische eigenschappen.

Bij nanomaterialen en nanodeeltjes domineren kwantumverschijnselen de materiaaleigenschappen. Hierdoor volgen nanomaterialen en nanodeeltjes niet de wetten van de klassieke mechanica, maar veeleer die van de kwantummechanica. De term ‘kwantum’ duidt er op dat deze materialen en deeltjes slechts energie kunnen uitwisselen in welbepaalde hoeveelheden. Dit is van grote invloed op hun optische, elektrische en magnetische eigenschappen, waardoor deze materialen in grote mate kunnen verschillen van materialen met dezelfde chemische samenstelling maar met grotere afmetingen.

Waar komen nanodeeltjes vandaan?

Nanodeeltjes zijn op zich niet nieuw. De natuur is de mens miljarden jaren voor geweest. Levende cellen zitten vol met uit eiwitmoleculen opgebouwde ‘machines’ en andere structuren met nanometerafmetingen.

Ook menselijke activiteiten zijn een bron van nanopartikels. Bij het maken van vuur bijvoorbeeld en bij het lassen van staal worden nanopartikels gevormd die vrijgesteld worden in de omgeving.

Met de evoluerende technologie is de mens steeds beter in staat om de vorm en de grootte van materialen op nanometerschaal te beheersen. Daarmee ontstaat de mogelijkheid om de bijzondere eigenschappen van nanomaterialen te bestuderen en te exploiteren. Er wordt een grote verscheidenheid aan nanomaterialen ontwikkeld door onderzoekscentra en door industriële laboratoria, waarvan enkele reeds commercieel werden gemaakt.

Waarvoor worden nanodeeltjes gebruikt?

Binnen verschillende sectoren, zoals de geneeskunde, de gezondheidszorg, de landbouw, de industrie, de voeding en de milieutechnologie, leiden veelbelovende ontwikkelingen in de nanowetenschap en de nanotechnologie tot hoge verwachtingen.

Meerdere nanomaterialen werden reeds commercieel gemaakt. Zo worden bijvoorbeeld carbon black (koolzwart, synthetisch roet) toegepast als materiaalversterker en vulmiddel in rubber en nanodeeltjes titaniumdioxide (TiO2) verwerkt als UV-absorbers in zonnebrandcrèmes. Andere veelbelovende toepassingen die zullen voortspruiten uit de nanotechnologie, zijn bijvoorbeeld:

  • meer duurzame en biocompatibele implantaten
  • regeneratie van weefsel
  • neuroprothesen
  • snelle en eenvoudige diagnosestelling
  • labeling van biomedische monsters
  • intelligente verpakkingen van levensmiddelen (bescherming tegen oxidatie, versheidsindicator)
  • lichtere, veiligere (brandwerende, UV werende) en zelfreinigende kledij
  • zelfreinigende vensters
  • decontaminatie van vervuilde bodems
  • gevoelige sensoren
  • lichtere en snellere computerchips.

De lijst met toepassingen die voortvloeien uit de nanotechnologie wordt steeds langer en indrukwekkender.

Wat is het financiële aspect van nanotechnologie?

Gezien de grote belangstelling worden momenteel wereldwijd miljarden euro’s en dollars besteed aan onderzoek en ontwikkeling van nanowetenschap en nanotechnologie. Naar schatting werd in 2004 3,3 miljard euro uitgegeven aan onderzoek naar nanotechnologie. In 2006 liep dit bedrag op tot 5,0 miljard euro. Tegen 2010 en 2014 zouden respectievelijk 110,0 miljard euro en 1900 miljard euro worden gespendeerd in de nanotechnologie.

Zijn nanodeeltjes gevaarlijk?

De klassieke methoden om stoffen in te delen op basis van hun gevaarlijke eigenschappen laten niet toe om vandaag deze vraag ondubbelzinnig met ja of neen te beantwoorden. Bij stormachtige ontwikkelingen is er ook altijd de ongerustheid over de potentiële gevaren: hoe blijven we die ongrijpbare kleine nanodeeltjes de baas?

De bijzondere eigenschappen die nanomaterialen zo aantrekkelijk maken, zouden zich echter ook tegen de mens kunnen keren.

  • Wat, bijvoorbeeld, als sommige van die minuscule deeltjes net zo schadelijk blijken te zijn als bijvoorbeeld asbest of fijn stof?
  • Leiden die nanodeeltjes met bijzondere eigenschappen tot nieuwe toxicologische risico’s?
  • Vertonen die nanodeeltjes met een hoge reactiviteit een verhoogde wisselwerking met het lichaam?
  • Ondervinden die héél kleine nanodeeltjes minder barrièrebelemmering van natuurlijke afweermechanismen zoals de huid en het ademhalingstraject?

Met de huidige stand van de kennis is het niet mogelijk uit te maken vanaf wanneer er een overmatig gezondheidsrisico bestaat ten gevolge van deze zeer kleine deeltjes die bijzondere oppervlakte en chemische eigenschappen bezitten.

Naast de afmetingen blijft de elementaire samenstelling van de deeltjes een cruciale rol spelen. Deeltjes die bijvoorbeeld zinkoxide bevatten zullen andere eigenschappen hebben dan deeltjes van titaandioxide. 

Ook oppervlaktekarakteristieken kunnen de toxiciteit beïnvloeden. Zo bestaan er aanwijzingen dat poreuze deeltjes minder toxisch zouden zijn dan hun niet-poreuze equivalenten.

Het wordt dan ook als heel belangrijk geacht dat de industrie, onderzoekers en de overheid zich in toenemende mate blijven inzetten om de risico’s van nanodeeltjes in kaart te brengen en in te perken.

Voor meer informatie over de gezondheidseffecten van nanodeeltjes, zie onder meer het onderzoeksrapport van het Institut de recherche Robert-Sauvé en santé et en sécurité du travail (IRSST): Les effets sur la santé reliés aux nanoparticules (PDF, 826 KB).

Welk standpunt neemt de Europese Commissie in ten opzichte van nanotechnologie?

De Europese Commissie is de mening toegedaan dat nanowetenschap en nanotechnologie een groot potentieel bieden voor maatschappelijke vooruitgang en het creëren van werkgelegenheid. Het is dan ook belangrijk om de kennis en implicaties aangaande deze ontwikkelingen uit te diepen. Ook het opstellen en toepassen van gepaste veiligheidsmaatregelen die de burger en de werknemer beschermen, zijn een dringende nood geworden, gezien deze belangrijke en zeer snel groeiende tak op de werkvloer.2 

In dit verband werd door de Europese Commissie onder meer een actieplan nanotechnologie ingevoerd, een webportaal over nanotechnologie gelanceerd en een gedragscode voor nanotechnologisch onderzoek (PDF, 105 KB) opgesteld.

Hoe nanodeeltjes (in de lucht) meten?

Tot op vandaag bestaat er geen methode om het beroepsgerelateerde risico en de blootstelling aan nanodeeltjes (in de lucht) éénduidig te meten.

De nanodeeltjes dienen vooreerst (chemisch en naar vorm) gekarakteriseerd te worden, daar verschillende oppervlaktechemie op nanoschaal grote implicaties naar risico inhoudt. De dosis uitgedrukt als een massa of een concentratie volstaat niet om het materiaal en zijn risico’s te beschrijven. Karakterisering kan via verschillende meettechnieken gebeuren; elk specifiek nanomateriaal stelt zijn eisen aan de meettechniek.

Vervolgens dient de blootstelling te worden bepaald. Hiervoor bestaan momenteel volgende soorten metingen:

  • deeltjesgrootteverdeling
  • ingenomen oppervlakte per volume-eenheid
  • aantal per volume-eenheid
  • massa per volume-eenheid.

Geen enkel van deze meetgegevens kan éénduidig het risico van blootstellingen aan nanodeeltjes inschatten. De verschillende soorten metingen worden dan ook als complementair beschouwd, hoewel toxicologische testen aangeven dat de bepaling van ingenomen oppervlakte per volume-eenheid de meest relevante parameter is voor inhaleerbare ultrafijne aërosolen.3 

Een universele meettechniek die via persoonlijke bemonstering een duidelijk beeld geeft van het risico dat een werknemer in de nanotechnologische sector loopt is voorlopig niet voor handen. De beschikbare apparatuur is vaak te zwaar en te omvangrijk om ze te kunnen gebruiken voor persoonlijke monsterneming in de ademzone.

Het ISO Technisch Rapport ISO/TR 27628:2007 geeft een uitgebreid overzicht van de stand van zaken in 2007 i.v.m. de bepaling van beroepsmatige blootstelling aan nano-aërosolen, zowel met behulp van bulk- als individuele deeltjes-analyse. Verder wordt achtergrondinformatie gegeven over de mechanismen van de vorming van nano-aërosolen en voorbeelden van industriële processen die aanleiding geven tot blootstelling aan nanodeeltjes.

Voor meer informatie en het aankopen van dit rapport, zie op de website van de Internationale Organisatie voor Standaardisatie (International Organization for Standardization (ISO)):

Het ISO Technisch Rapport ISO/TR 13121:2011 over de risico-evaluatie van nanomaterialen wijdt eveneens een hoofdstuk aan de bepaling van de blootstelling. Voor meer informatie en het aankopen van dit rapport, zie op de website van ISO:

Harmonisatie is uitermate belangrijk om resultaten te kunnen vergelijken en nodig voor de ontwikkeling van gegevensbanken i.v.m. blootstelling aan nanomaterialen. In deze wetenschappelijke atikels worden meetstrategieën, strategieën voor het bepalen van de blootstelling en pogingen om deze strategieën te harmoniseren besproken:

 Hoe gedragen nanodeeltjes zich in de lucht?

Een andere pertinente vraag die nog dient beantwoord te worden in het kader van de inschatting van de gezondheidsrisico’s die nanodeeltjes opleveren, is het gedrag van de deeltjes in de lucht.4 Zijn de nanodeeltjes als dusdanig aanwezig in de lucht of klitten ze samen tot grotere deeltjes met afmetingen van bijvoorbeeld enkele micrometer (= µm, een miljoenste van een meter) ? Dit aspect is van uitzonderlijk belang bij de inschatting van de risico’s aangezien deeltjes naargelang hun grootte op een andere manier interageren met het ademhalingsstelsel van de mens.

Hoe werknemers beschermen tegen blootstelling aan nanodeeltjes?

Het voorzorgsprincipe in acht nemend, kan men niet wachten op de definitieve antwoorden op al de hierboven aangehaalde vragen om maatregelen ter bescherming van de werknemers in te voeren. Op basis van de momenteel voorhanden zijnde gegevens, werden er door een aantal instanties en instituten reeds richtlijnen opgesteld over het omgaan met nanomaterialen op de werkvloer, die dan op regelmatige basis zullen aangepast worden naarmate er nieuwe onderzoeksgegevens verschijnen.  Enkele voorbeelden:

  • Eén van de doelstellingen van het door de Europese Unie gefinancierd project ‘Nanosafe2’ is de ontwikkeling van doeltreffende maatregelen om de blootstelling van werknemers aan nanodeeltjes te beperken.  In dit kader werd ondermeer reeds de efficiëntie van verschillende conventionele persoonlijke beschermingsmiddelen uitgetest voor gebruik bij blootstelling aan nanodeeltjes.
    Zie: nanosafe – Safe production and use of nanomaterials.
  • NIOSH heeft een reeks voorlopige richtlijnen voor risicoanalyse, metingen, preventiemaatregelen, goede werkpraktijken en gezondheidstoezicht uitgewerkt, en biedt de mogelijkheid om die online te becommentariëren. 
    Zie: Approaches to Safe Nanotechnology: An Information Exchange with NIOSH (PDF).

Welke initiatieven neemt de Federale Overheidsdienst Werkgelegenheid, Arbeid en Sociaal Overleg in verband met de gezondheidsrisico’s van nanodeeltjes op de werkvloer?

De Federale Overheidsdienst Werkgelegenheid, Arbeid en Sociaal Overleg levert via het Laboratorium voor Industriële Toxicologie (LIT) een bijdrage tot het onderzoek naar de gezondheidsrisico’s voor de mens bij blootstelling aan nanopartikels. Bijzondere aandacht wordt besteed aan de bepaling van de aanwezigheid van ultrafijne partikels (nanopartikels) in de lucht op de werkvloer.

Werknemers zijn immers de eerste groep van blootgestelden.  Met uitzondering van de nanodeeltjes die intentioneel in of op het lichaam worden aangebracht (diagnostische middelen, zonnebrandcrèmes) vormen de ademhalingswegen van werknemers een eerste doelwit. De blootstellingen in het werkmilieu zijn ongetwijfeld intenser en directer dan die in het leefmilieu waar men meestal te maken zal hebben met geformuleerde producten en materialen.

Voor het meten van nanodeeltjes werd een toestel aangekocht door het laboratorium voor industriële toxicologie (LIT) waarmee de oppervlakte van deeltjes kleiner dan 1 µm gemeten kan worden. Tevens is het LIT actief op het vlak van het op punt stellen van bemonsteringmethoden en analysemethoden om nanodeeltjes uit de lucht te karakteriseren. Hiervoor wordt voornamelijk beroep gedaan op elektronenmicroscopie gekoppeld aan EDX-elementanalysen.

Metingen worden verricht in verschillende sectoren, zowel in productie-eenheden als in onderzoeksfaciliteiten. De waargenomen verontreiniging op verschillende plaatsen wordt vergeleken om een beeld te krijgen over de verwachtingswaarden bij verschillende verontreinigingsbronnen en om ze te situeren naast “normale” werkplaatsmetingen waar de risico’s worden bepaald door de massaconcentratie per volume-eenheid, bijvoorbeeld milligrammen per kubieke meter.

Bronvermeldingen

  1. Royal Society en de Royal Academy of Engineering.
  2. Rapport Europese Commissie IP/07/1140 van 19 juli 2007 (Engelse versie).
  3. Maynard, A. (2006) Nanotechnology: The next big thing, or much ado about nothing? Ann. Occup. Hyg., 1-12.
    AIRMON 2008. Sixth International Symposium on Modern Principles of Air Monitoring and Biomonitoring. January 28-31, 2008. Geilo, Norway (PDF, 726 KB).
  4. AIRMON 2008. Sixth International Symposium on Modern Principles of Air Monitoring and Biomonitoring. January 28-31, 2008. Geilo, Norway (PDF, 726 KB).

Advies van de Hoge Raad voor preventie en bescherming op het werk

Advies nr. 179 van 7 februari 2014 over artikel 23 van het ontwerp van koninklijk besluit betreffende het op de markt brengen van stoffen geproduceerd in nanoparticulaire toestand (PDF, 127 KB) 

Bijkomende inlichtingen 

Federale Overheidsdienst Werkgelegenheid, Arbeid en Sociaal Overleg - Gebruiksvoorwaarden - Privacy - Sitemap

AnySurfer, Belgisch kwaliteitslabel voor toegankelijke websites