納米材料職業(yè)健康危害風險及其防控對策研究現(xiàn)狀

唐仕川

職業(yè)安全健康北京市重點實驗室

1 納米材料及健康危害風險

工程納米顆粒是人工生產(chǎn)的具有某種特性和（或）具有特殊化學成分納米顆粒。目前工程納米材料已經(jīng)廣泛應用到醫(yī)藥工業(yè)、染料、涂料、食品、化妝品、環(huán)境污染治理等傳統(tǒng)或新興產(chǎn)業(yè)中。根據(jù)美國國家納米技術發(fā)展計劃的預測，到2015年，納米技術所帶動的經(jīng)濟產(chǎn)值可達3.1萬億美元；全球納米相關產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員將達200萬人。我國將納米材料產(chǎn)業(yè)為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2007年在蘇州建立了國家級納米生物科技園“蘇州納米科技工業(yè)園”。2012年北京也建立了國家及納米產(chǎn)業(yè)園“北京納米科技產(chǎn)業(yè)園”，致力于納米科技在能源、電子、環(huán)境、生物醫(yī)藥四大領域的應用，預計可實現(xiàn)產(chǎn)值120億元。

隨著產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整和升級，將有更多的納米產(chǎn)業(yè)園出現(xiàn)。然而，納米材料生產(chǎn)企業(yè)的職業(yè)暴露狀況堪憂，納米材料生產(chǎn)企業(yè)的職業(yè)防護措施簡單，防護意識薄弱，存在巨大風險。納米工程材料從其實驗研究、工廠生產(chǎn)、產(chǎn)品運輸、儲存、產(chǎn)品的使用，實驗、生產(chǎn)、運輸、存儲等環(huán)節(jié)產(chǎn)生納米顆粒的逸散進入環(huán)境，對處于這些環(huán)節(jié)中的作業(yè)人員可能會造成危害。此外，社會公眾通過使用納米產(chǎn)品和與進入環(huán)境循環(huán)的納米材料的接觸，同樣暴露在納米材料的潛在風險中。目前對于納米材料帶來的健康危害了解的并不透徹。

納米材料行業(yè)的發(fā)展面臨著以下諸多問題。到目前為止，沒有一個國家有納米材料的安全管理基準。對于納米材料安全性的研究剛剛開始，研究的范圍比較狹窄；與納米材料產(chǎn)品研發(fā)的投入相比，對于納米材料的安全性研究投入嚴重不足。企業(yè)或媒體對納米材料產(chǎn)品做選擇性宣傳，宣傳產(chǎn)品優(yōu)點，忽略納米產(chǎn)品的安全性，公眾很難獲得納米材料安全性信息。雖然存在很多的問題，但是歐美發(fā)達國家、日本和中國已將納米材料的生物安全性研究作為納米技術研究的重要導向之一。

2 納米材料安全性應對措施

2003年4月《Science》首先發(fā)表文章討論納米生物效應，在隨后的1年中，《Nature》和《Science》先后4次討論納米材料的生物毒性和環(huán)境安全問題。《Environmental Science & Technology》及《Materials Today》也發(fā)表文章探討納米材料與納米技術的生物環(huán)境安全性問題。世界衛(wèi)生組織呼吁要優(yōu)先研究超細顆粒物，尤其是納米尺度顆粒物的生物機。

美國環(huán)保局（EPA）和美國國家自然科學基金會的研究組對納米材料安全性評價提出了以下建議：評價工業(yè)納米材料的安全暴露，研究人造納米顆粒的毒理學，利用已知的纖維和顆粒物的毒理學數(shù)據(jù)外推納米材料的毒性，納米材料的環(huán)境和生物學遷移、持續(xù)和轉化，在生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中納米材料的回收再利用。

2004年歐盟發(fā)布《歐洲納米技術戰(zhàn)略》，將納米技術發(fā)展的公共健康、安全、環(huán)境和消費者保護作為一項重要的內(nèi)容。

2006年日本制定為期3年的計劃，通過動物實驗研究機體吸收納米材料的狀況以及納米材料是否存在毒性等。

2008年歐盟發(fā)布《負責任地開展納米科學與納米技術研究的行為準則》，其中包括的原則如下：有意義、可持續(xù)性、預防性、廣泛性、卓越性、創(chuàng)新和負責任。

在國內(nèi)2001年11月中國科學院高能物理所提出了“關于納米尺度物質生物毒性的研究報告”。國家自然科學基金委于2003年開展納米安全性問題討論，從2004年開始在重大項目中的交叉學科里涉及了該領域的研究。

2006年6月國家納米科學中心高能物理研究所“納米生物效應與安全聯(lián)合實驗室”成立。2006年國家“973”項目批準趙宇亮研究員擔任首席科學家，國家納米科學中心承擔的“人造納米材料的安全性研究及解決方案探索”啟動，以此開展生物學、醫(yī)學、化學、物理學與納米科學的交叉研究。

2008年“863”計劃探索導向類課題重點支持的方向已有“納米材料安全性評價技術”，“碳納米管及富勒烯安全性評價關鍵技術與方法”是目標導向類課題的重要方向之一。“973”項目的支持下，全球第一套納米毒理學系列叢書計劃在2009年內(nèi)出版。書中不僅囊括了多種納米材料的生物安全數(shù)據(jù)，也包含具體的分析、評估方法，對相關政策制定和企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)具有指導意義。

上述國內(nèi)外舉措極大地推動了納米材料安全性研究的發(fā)展，盡管時間才幾年，但已經(jīng)產(chǎn)生了大量研究成果。研究者從結構明確、成分明確、劑量明確的人造納米材料入手研究，主要是納米毒理學研究和納米生物安全效應研究。

3 主要研究方向和進展

3.1 主要研究方向

納米顆粒采樣和現(xiàn)場快速檢測儀器研究。目前，國內(nèi)還沒有自主研發(fā)的納米顆粒采樣和監(jiān)測儀器，只能進口國外價格昂貴的產(chǎn)品。

作業(yè)場所納米顆粒暴露評價方法及標準化研究。風險管理的關鍵就是要建立科學的暴露評價方法來檢測暴露水平，目前國內(nèi)外都還沒有相關的標準方法，只有零星的幾份建議性文件。

目前對納米材料的健康危害研究主要基于動物實驗的結果，其結果只是納米物質對人群可能產(chǎn)生危害的間接證據(jù)，而非直接證據(jù)。

作業(yè)場所納米顆粒個體防護技術和設備研究。納米顆粒是一種新型的職業(yè)危害因素，目前沒有專門的防護設備。傳統(tǒng)的防護裝備，雖然具有一定的防護效果，但是由于并非專門針對納米顆粒設計的產(chǎn)品，存在佩戴適合性差，使用時效短等諸多缺陷。

納米顆粒檢測、防護產(chǎn)品性能評價及設備研究；納米顆粒檢測、防護產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化發(fā)展；納米材料職業(yè)危害風險度評價技術與風險管理策略。

利用新型染毒方法，確定不同納米顆粒的健康損傷靶器官及特異性因子，得出科學的劑量—反應關系，結合流行病學調(diào)查研究，制定合理的職業(yè)接觸限值；納米材料安全性知識宣傳、教育等領域值得研究。

3.2 重點實驗室的研究進展

納米顆?，F(xiàn)場檢測儀器研究。職業(yè)安全健康北京市重點實驗室在2012年度，投入100余萬元開始了作業(yè)場所納米顆?，F(xiàn)場檢測儀器的研究。該項目已經(jīng)研制出實驗樣機，正在調(diào)試階段，接下來進行性能測試和驗證，和產(chǎn)業(yè)化孵化準備。目前沒有相關國產(chǎn)競爭產(chǎn)品，雖然國外也有多款先關產(chǎn)品，但是價格較貴，自主產(chǎn)品具有較強競爭力。

納米顆粒多級采樣器研究。2013年度又投入300余萬元，首次在國內(nèi)開展納米顆粒采樣系統(tǒng)研究。掌握納米顆粒采樣系統(tǒng)的核心技術，填補我國沒有自主知識產(chǎn)權的納米顆粒采樣器的空白，具有巨大的市場需求。該項目已經(jīng)取得階段性成果、預計一年后研制出實驗樣機。目前沒有相關國產(chǎn)競爭產(chǎn)品，國外也只有兩家企業(yè)有相關產(chǎn)品，但是價格昂貴。

納米顆粒暴露評價方法的研究。實驗室自2011年開始選擇了納米碳酸鈣、氧化鋁、氧化鐵等多家納米材料企業(yè)開展納米顆粒暴露評價方法的研究。試圖闡明納米顆粒演變與顆粒聚集模式關系，揭示納米顆粒演變規(guī)律，建立國內(nèi)首套工作場所空氣超細顆粒（納米顆粒）測定方法，促進納米顆粒的暴露評價和風險管理，推動標準化進程。目前已獲得一項國家標準（GBZ/T）的立項。同時，實驗室自2011年起，采取了動物實驗和流行病學研究的雙策略研究方法。已經(jīng)連續(xù)三年對多家納米材料企業(yè)作業(yè)人員健康進行跟蹤調(diào)查，試圖尋求納米材料健康危害的直接證據(jù)，制定更科學職業(yè)接觸限值。

納米顆粒防護個體裝備研究。職業(yè)安全健康北京市重點實驗室將在2014年度投入200余萬元開展納米顆粒防護材料及設備研究。研制具有超雙疏、高阻隔、高透氣和高適合性的口罩、眼鏡、手套、防護服等納米顆粒個人保護用品，填補國內(nèi)相關產(chǎn)品空白。項目所研發(fā)的納米顆粒個人保護用品不僅適用于納米材料作業(yè)場所，而且適用于醫(yī)療、公共衛(wèi)生、煤礦作業(yè)、霧霾等惡劣環(huán)境的個體防護，具有重大社會效益和經(jīng)濟效益。

3.3 技術支持

（1）納米顆粒職業(yè)安全知識、標準、管理的教育培訓。

企業(yè)和相關從業(yè)人員對納米顆粒的職業(yè)安全知識緊缺，防護意識薄弱，需要加強培訓教育；納米顆粒暴露評價方法、管理措施實施后，需要對相關從業(yè)人員的上崗資質進行培訓、認證。

（2）納米顆粒職業(yè)安全工程治理。

除了個體防護設備以外，工程治理也是控制納米顆粒職業(yè)暴露的重要手段，科學有效的工程治理技術是納米材料企業(yè)所急需的技術。

（3）納米產(chǎn)業(yè)工人健康監(jiān)護檔案管理服務。

在職業(yè)健康領域，工人健康監(jiān)護檔案的管理一直存在良好延續(xù)性的問題。工人在企業(yè)和行業(yè)間的流動性，使一旦出現(xiàn)健康問題時的追責和理賠出現(xiàn)推諉現(xiàn)象。如果能建立起第三方的健康檔案管理模式，將有效避免這種困境，保護工人健康和權益，產(chǎn)生巨大社會和經(jīng)濟效益。

4 結束語

有關納米材料的體外實驗、暴露資料以及人群流行病學資料非常缺乏，現(xiàn)有的知識還不夠充足，仍然缺乏信息和方法來很好地評估納米材料風險，制約了相關職業(yè)危害檢測標準、接觸限值標準的建立，納米材料職業(yè)危害風險管理缺少依據(jù)。納米材料職業(yè)暴露評價所需的采樣、檢測設備還完全靠進口，受制于人。納米材料職業(yè)暴露控制和防護還在沿用傳統(tǒng)的技術與裝備。納米材料的健康危害知識宣傳不夠重視，部分納米材料企業(yè)、作業(yè)人員對納米材料的健康危害風險防控意識薄弱，納米材料的安全性研究還有很長的路要走。