Werk ik met nanomaterialen?

Nanotechnologie is het geheel van nieuwe, opkomende technologieën waarbij stoffen en processen op nanoschaal kunnen worden gemanipuleerd. Over het algemeen wordt met nanoschaal een afmeting kleiner dan 100 nanometer bedoeld. Eén nanometer is 1 miljardste (10-9) meter.

Onder nanomaterialen worden over het algemeen materialen verstaan met één of meerdere externe dimensies, of een interne structuur, op een schaal van 1 tot 100 nm. Om tot een eenduidige definitie van nanomaterialen voor Europese wetgeving te komen heeft de Europese Commissie op 18 oktober 2011 de “Aanbeveling inzake de definitie van een nanomateriaal” gepubliceerd.

Omdat een nanomateriaal veelal niet bestaat uit deeltjes die allemaal dezelfde grootte hebben, is voor regelgeving een absolute grens van 100 nm niet voldoende. Daarom zijn extra criteria nodig voor de grootteverdeling (een verdeling die het aantal deeltjes per grootte weergeeft), waarbij een materiaal pas een nanomateriaal wordt genoemd als een bepaald percentage van het aantal deeltjes in de deeltjesgrootteverdeling kleiner is dan 100 nm.

Er is momenteel nog geen specifieke nationale of Europese wet- en regelgeving voor de omgang met nanomaterialen (alle materialen waarvan één of meer dimensies in de range van 1 tot 100 nm vallen (1 nanometer is een miljardste (10-9) meter)) en nanoproducten (producten waarin nanomaterialen zijn verwerkt) op de werkplek.

Nationale wetgeving
De Arbeidsomstandighedenwet (Arbowet) biedt voldoende mogelijkheden voor regulering van het werken met nanomaterialen en -producten. Volgens de Arbowet is de werkgever verantwoordelijk voor een veilige en gezonde werkomgeving en voor het in kaart brengen van de risico‘s die werknemers lopen tijdens het uitvoeren van hun werkzaamheden. Deze risico’s en (voorgenomen) beheersmaatregelen moeten worden opgenomen in de risico-inventarisatie en -evaluatie (RI&E) en een plan van aanpak (PVA), ook in geval van nieuwe risico‘s waarover nog weinig bekend is. Hierbij moet de stand der wetenschap en techniek in acht worden genomen. De werkgever zal zich hiervan actief op de hoogte moeten stellen, al dan niet ondersteund door deskundigen van bijvoorbeeld de arbodienst. Als onderdeel van een goed arbobeleid adviseerde de Sociaal Economische Raad (SER) in 2009 de toepassing van het voorzorgbeginsel voor het veilig omgaan met synthetische nanodeeltjes (SER, 2009). Synthetische nanodeeltjes behoren tot de groep stoffen met onzekere of nog onbekende risico’s. Ook nanodeeltjes die gevormd worden door de gebruikte procesapparatuur, of door toegepaste verhitting of verbrandingsprocessen (PGNM) behoren tot de groep stoffen met onzekere risico’s. Daarom geldt als uitgangspunt voor deze stoffen dat ze behandeld worden als (zeer) gevaarlijke stoffen. Het voorzorgbeginsel houdt in dat het beleid en de uitvoeringsmaatregelen in die gevallen gericht moeten zijn op het voorkomen of – in gevallen waarin blootstelling onvermijdbaar is – minimaliseren van de blootstelling van werknemers volgens de arbeidshygiënische strategie. In de praktijk verwacht de Nederlandse overheid van bedrijven een RI&E met als basis het voorzorgsbeginsel. In een plan van aanpak moet de werkgever laten zien dat hij zich inspant om blootstelling aan synthetische nanodeeltjes zo laag mogelijk te houden (ALARA; As Low As Reasonably Achievable). Dit kan onder andere bereikt worden door het gebruik van beheersmaatregelen. De Inspectie SZW verwacht van bedrijven en organisaties waar gewerkt wordt met synthetische nanodeeltjes dat aan bovengenoemde voorwaarden is voldaan (AI, 2011). Daarnaast is de Inspectie SZW bezig om de in 2011 ontwikkelde Zelfinspectietool voor gevaarlijke stoffen uit te breiden met nanomaterialen. Met dit instrument kan een bedrijf beoordelen of het aan de regelgeving voor beheersen van gevaren van stoffen voldoet. De Inspectie SZW gebruikt dit instrument om duidelijk te maken welke acties zij in haar handhaving van bedrijven verwacht (brief P. Krom aan tweede kamer).

De Nederlandse overheid beschouwt de toepassing van het voorzorgbeginsel voor nanomaterialen als een tijdelijke aangelegenheid. Het beleid kan veranderen wanneer de kennis en informatie over de mogelijke risico’s van nanodeeltjes voldoende is toegenomen. Voor synthetische nanodeeltjes is de verwachting dat de nodige kennis voor een belangrijk deel zal worden gegenereerd door  de Europese REACH wetgeving (Europese verordening op het gebied van de registratie en beoordeling van en de autorisatie en beperkingen ten aanzien van chemische stoffen). Indien de toxiciteit van een nanodeeltje wel bekend is en een gezondheidskundige grenswaarde kan worden afgeleid, kan op gebruikelijke wijze een risicobeoordeling worden gedaan en op basis daarvan besloten worden of verdere beheersing van de blootstelling nodig is (SER, 2009).

• Er komt een notificatieplicht (het verplicht melden van de aanwezigheid van nanomaterialen in een bepaalde toepassing) voor nano-ingrediënten in cosmeticaproducten: cosmeticaproducten met nano-ingrediënten moeten aangemeld worden voordat het product op de markt komt. Zo kan op Europees niveau op grond van de productinformatierapporten bepaald worden of het product veilig gebruikt kan worden door consumenten, of dat extra onderzoek noodzakelijk is;
• Op de cosmeticaproducten met nanomaterialen moet de aanwezigheid van nanomateriaal vermeld worden in de ingrediëntendeclaratie door de toevoeging (nano) achter het ingrediënt te plaatsen.

Voeding
Op 25 oktober 2011 is nieuwe EU wetgeving gepubliceerd met betrekking tot het labelen van voedsel. De nieuwe wetgeving eist dat ingrediënten die nanomaterialen bevatten op het etiket moeten worden vermeld door achter het betreffende ingrediënt tussen haakjes ‘nano’ te vermelden. De nieuwe wetgeving is vanaf 13 December 2014 van kracht. Om de voedselproducerende bedrijven de tijd te geven om aan de nieuwe regels voldoen was er een twee jaar durende overgangstermijn in opgenomen.

Het antwoord op deze vraag is afhankelijk van de activiteiten die een bedrijf in Nederland met het nanomateriaal of -product uitvoert. In het algemeen geldt dat als er kans op blootstelling aan nanomaterialen is, het bedrijf hiervoor ook een RI&E verplichting heeft. Meerdere activiteiten die een bedrijf kan uitvoeren met nanomaterialen worden besproken in de achtergrondinformatie in relatie tot RI&E wetgeving.

Het antwoord op deze vraag is afhankelijk van de activiteiten die een bedrijf in Nederland met het nanomateriaal of -product uitvoert. Er zijn verschillende opties:

1. Import van nanomateriaal of -product, geen verdere activiteiten in Nederland, behalve verkoop.
   In dit geval is er geen kans op blootstelling van werknemers binnen het bedrijf dat het nanomateriaal of -product importeert. Het bedrijf heeft geen RI&E verplichting met betrekking tot nanomaterialen, wel een verplichting tot het correct doorgeven van informatie aan de eindgebruiker via het veiligheidsinformatieblad (VIB).
2. Import van nanomateriaal of -product, opnieuw verpakken door werknemers van het bedrijf, gevolgd door verkoop.
   In dit geval is er wel kans op blootstelling van werknemers binnen het bedrijf dat het nanomateriaal of -product importeert. Het bedrijf heeft een RI&E verplichting met een verplichting tot het correct doorgeven van informatie aan de eindgebruiker via het VIB.
3. Import van nanomateriaal of -product, samenstelling product wordt door werknemers van bedrijf gewijzigd door toevoegingen, gevolgd door opnieuw verpakken en verkoop.
   In dit geval is er wel kans op blootstelling van werknemers binnen het bedrijf dat het nanomateriaal of -product importeert. Het bedrijf heeft een RI&E verplichting met een verplichting tot het correct doorgeven van informatie aan de eindgebruiker via het VIB. Omdat het product is aangepast is het bedrijf ook verplicht het VIB aan te  passen.
4. Import van nanomateriaal of -product, nanomateriaal of  -product wordt door werknemers van bedrijf verwerkt in ander product, gevolgd door verkoop.
   In dit geval is er wel kans op blootstelling van werknemers binnen het bedrijf dat het nanomateriaal of –product importeert. Het bedrijf heeft een RI&E verplichting met een verplichting tot het correct doorgeven van informatie aan de eindgebruiker via het VIB. Omdat het product is aangepast is het bedrijf ook verplicht het VIB aan te passen.

Bij afmetingen in de nanorange krijgen chemische stoffen soms andere, nieuwe eigenschappen en bieden zij nieuwe toepassingsmogelijkheden. Zo kunnen nanomaterialen bijzondere mechanische, optische, elektrische en magnetische eigenschappen hebben, die dezelfde stoffen bij grotere afmetingen niet hebben.

Nanomaterialen worden veelal toegepast om de functionaliteit van een product te veranderen of te verbeteren. In het volgende lijstje staan een aantal functionaliteiten van nanomaterialen vermeld die tot verbetering van het product kunnen leiden. Deze lijst is een opsomming van de meest bekende functionaliteiten van nanomaterialen. Omdat de nanotechnologie zich heel snel ontwikkelt is deze lijst mogelijk niet compleet en zullen er (in de toekomst) meer functionaliteiten aan toegevoegd kunnen worden. Waar mogelijk is het relevante nanodeeltje genoemd alsmede voorbeelden van producten die door middel van de toepassing van nanomaterialen veranderd kunnen worden. Ook deze lijst zal niet volledig zijn.

• Zelfreinigend oppervlak (fotokatalytisch) verhoogde weerstand tegen verval: TiO₂ (Toepassing: oppervlakte laag in cement en beton)
• Hoge sterkte beton, verhoogde corrosie bestendigheid: SiO₂ (Toepassing: additief of vulstof in beton)
• Verbeterde isolerende eigenschappen tegen warmte/kou/brand: Nanoporeus materiaal op basis van SiO₂ of koolstof (Toepassing: aerogel in isolatiemateriaal)
• Verbeterde hechting, verbeterde dekking en aanbrenging van een dunnere verf-/laklaag: Dispersies (Toepassing: toegevoegd aan verven en lakken )
• Transparante kleur: Nano-ingredienten, TiO₂ (Toepassing: toegevoegd aan verven en lakken, tandpasta)
• Fotokatalytische, zelfreinigende of waterafstotende eigenschappen: TiO₂, ZnO, SiO₂ (Toepassing: additief in verven en lakken Oppervlakte coating op glas, autoruiten, textiel)
• Antibacteriële eigenschappen: TiO₂, ZnO, Ag (Toepassing: additief in verven en lakken, schoonmaakmiddelen, Oppervlakte coating van pleisters/ wondverband Verwerkt in of oppervlakte coating van textiel (sokken, onderbroeken) Verwerkt in deodorant Oppervlakte coating van huishoudelijke apparatuur zoals koelkasten, wasmachines, computermuizen)
• Krasvast, krasbestendig: SiO_2, aluminiumoxide, nanopolymeren (Toepassing:
• additief in verven en lakken, oppervlakte coating op ooglenzen)
• Easy-to-clean oppervlakken: CF polymeren (Toepassing: additief in verven en lakken, oppervlakte coating op ooglenzen)
• Corrosiebestendig: epoxy (Toepassing: oppervlakte coating voor hout staal en andere constructie materialen)
• Brandvertrager: TiO_2, SiO_2, nano-klei (Toepassing: additief in verven en lakken)
• Bescherming tegen UV licht: TiO₂, ZnO, CeO₂ (Toepassing: UV-filter in zonnebrandmiddel, dag en nachtcrèmes, shampoo en haarlak Additief in verven en lakken Additief in schoensmeer)
• Bescherming tegen ontkleuring van hout door tannine: Nano-klei (Toepassing: additief in verven en lakken)
• Isolerend glas door warmte reflectie: Wolfraamoxide (Toepassing: oppervlakte coating op glas)
• Niet-spiegelend glas: Nanoporeus oppervlak, SiO₂ (Toepassing: oppervlakte bewerking/ coating op glas)
• Brand- en hittebeschermend glas: Metaaloxides, SiO₂ (Toepassing: oppervlakte coating op glas, silica gel tussen twee glaspanelen)
• Easy-to-clean eigenschappen: Ag, SiO2, CF polymeren (Toepassing: oppervlakte coating op glas, autoruiten)
• Vermindering van luchtvervuiling door aanbrengen van een fotokatalytische laag op asfalt, bestrating materiaal, geluidschermen en tunnelwanden: TiO₂ (Toepassing: oppervlakte coating)
• Betere geleiding: CNT, lithium (Toepassing: in transparante electrodes van electronica en computers, batterijen)
• Sterkere en lichtere materialen, minder slijtage: CNT, nanocomposieten (Toepassing: verwerkt in fietsframes, tennisrackets, hockeysticks, autobanden)
• Waterzuivering, luchtzuivering: Aluminium, Ag, TiO₂ (Toepassing: gebonden aan of verwerkt in lucht/ waterfilters, vacuüm cleaners)
• Verbeterde houdbaarheid voedingsmiddelen, barrière eigenschappen, gasdichtheid: Nano klei (Toepassing: toegevoegd aan verpakkingsmaterialen zoals voorraaddozen, PET flessen)
• Verbeterd verbrandingsproces, katalyse: CeO, palladium, platinum (Toepassing: additief in diesel en benzine, toegevoegd als katalysator)
• Chips en sensoren: CNT, quantum dots, SiO₂ (Toepassing: als onderdeel van de chip, als barrièrelaag over de chip)
• Nauwkeurigheid analyse/ -meetapparatuur: onbekend (Toepassing: Lab on a chip, diagnostiek)
• Optische eigenschappen: Quantum dots (Toepassing: LED verlichting, solar)

Ja, maar het testen van producten op aanwezigheid van nanomaterialen is niet eenvoudig en het antwoord is niet altijd eenduidig.

Het wordt aangeraden analyses vooral te richten op onoplosbare nanomaterialen, omdat met name voor deze nanomaterialen gezondheidsrisico’s kunnen optreden. Onoplosbare nanomaterialen bestaan meestal uit metalen, metaaloxides, en verschillende vormen van koolstof (carbon). Als er een vermoeden is over het type nanomateriaal kan worden gekeken of en in welke concentraties dat materiaal (element) aanwezig is. Bijvoorbeeld, als wordt vermoed dat nanozilver in een product zit, kan met standaardtechnieken, zoals een monsteropwerking gevolgd door totaal-elementanalyse, worden gekeken of er zilver aanwezig is in het product. Voor deze totaal-elementanalyse zijn een aantal verschillende analysetechnieken beschikbaar zoals ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectometry: een analysetechniek voor multi-element analyse) en AAS (Atomic Absorption Spectrometer: Een methode om de concentratie van atomen of elementen te meten door de absorptie van licht te meten). Als blijkt dat zilver niet aanwezig is, kan er geen sprake van een gezondheidsrisico zijn als gevolg van nanozilver. Indien uit de analyse blijkt dat de stof wel aanwezig is, is verder onderzoek naar de vorm van de stof relevant.

Voor analyse van nanomaterialen in/op vaste materialen zijn andere technieken nodig dan voor nanomaterialen in vloeistoffen of in lucht.

Vaste materialen

Vaste producten en crèmes kunnen bijvoorbeeld met elektronenmicroscopie (SEM (Scanning Electron Microscopy. Een analysetechniek waarmee de oppervlakte van weefsels, macromoleculaire aggregaten of materialen in beeld kunnen worden gebracht. Met deze techniek worden structuren van 1 nm zichtbaar gemaakt met behulp van een bundel elektronen.) of TEM (Transmissie-ElektronenMicroscopie: Een analysetechniek waarmee de binnenkant en contouren van objecten (weefsels, cellen, virussen) zichtbaar gemaakt kunnen worden. Met deze techniek worden structuren van 1 nm zichtbaar gemaakt met behulp van een bundel elektronen.)) worden bekeken, waarbij tevens met EDX (Transmissie-ElektronenMicroscopie: Een analysetechniek waarmee de binnenkant en contouren van objecten (weefsels, cellen, virussen) zichtbaar gemaakt kunnen worden. Met deze techniek worden structuren van 1 nm zichtbaar gemaakt met behulp van een bundel elektronen.) de samenstelling van de nanomaterialen moet worden onderzocht (is een bepaald deeltje inderdaad zilver). Voor erg vloeibare producten zijn deze technieken minder geschikt, maar nog wel mogelijk. Bij toepassing van elektronenmicroscopie wordt aanbevolen om na te gaan of de analyserende partij ervaring heeft met opwerken van producten tot een monster dat geanalyseerd kan worden. Daarnaast kunnen met elektronenmicroscopie eigenschappen van de nanomaterialen worden ‘gezien’ die relevant zijn voor het inschatten van gezondheidsrisico’s. Zulke eigenschappen zijn deeltjesgrootte en de spreiding hierin, de aanwezigheid van een coating en de vorm van de nanomaterialen. Met totaal-elementanalyse kan de concentratie van het element worden bepaald.

Vloeibare materialen

Nanomaterialen in suspensies kunnen worden onderzocht met HDC (HydroDynamic Chromatography) of FFF (Field Flow Fractionation) in combinatie met een detectietechniek zoals UV spectrometrie en Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICPMS), of direct met SP-ICPMS (Single Particle ICPMS). Dit zijn nog geen standaardtechnieken voor nanomaterialen in producten, de nanomaterialen moeten eerst uit de producten geïsoleerd worden en in een suspensie worden gebracht voordat ze met bovenstaande technieken gemeten kunnen worden. Behalve anorganische nanodeeltjes zoals metalen en metaaloxides kunnen met deze technieken ook organische nanodeeltjes zoals “nano delivery systems” gemeten worden.

Lucht

Voor metingen in lucht wordt verwezen naar werkplekmetingen, die beschreven staan onder de vraag ‘Welke meet- en analysetechnieken zijn beschikbaar om blootstelling op de werkplek te bepalen?’.

De verwachting is dat analysetechnieken voor nanomaterialen in de komende jaren aanzienlijk zullen verbeteren. Neem contact op met Nanocentre voor meer informatie over waar u dit soort testen kunt laten uitvoeren.