Koolstofnanobuisjes worden steeds meer gebruikt en hebben veel potentiële innovatieve toepassingen. Met het groeiend aantal toepassingen stijgt ook het aantal werknemers dat met deze materialen werkt en mogelijk aan de koolstofnanobuisjes wordt blootgesteld. De standaard (op gewicht gebaseerde) meetmethoden voor blootstellingsbeoordeling voldoen echter niet voor het meten van koolstofnanobuisjes. Nieuwe methoden zijn hiervoor in ontwikkeling, maar deze zijn nog niet geïntegreerd in de blootstellingsbeoordeling voor de individuele werknemer in de praktijk. Ook zijn veel nieuwe methoden voor het tellen van deeltjes gericht op het meten van bolvormige deeltjes, en zijn daarmee niet geschikt voor het meten van vezelachtige koolstofnanobuisjes.

Een recent proefschrift “Human health risks of exposure to carbon nanotubes: Keeping pace with innovation” focust op meetmethoden voor blootstelling aan koolstofnanobuisjes op de werkplek, en mogelijke gezondheidseffecten als gevolg van die blootstelling.

Het onderzoek leidde tot een aantal belangrijke bevindingen: Met het opschalen van de productie van koolstofnanobuisjes vanuit het laboratorium (Research & Development-omgeving) naar meer grootschalige productie, wordt het risico op blootstelling voor de werknemers groter. Tijdens metingen in een bedrijf dat koolstofnanobuisjes produceert, werd een hogere blootstelling gevonden in de productiefaciliteit dan in het laboratorium. Het type blootstelling verandert ook afhankelijk van de productieomgeving. In het laboratorium is er vooral blootstelling aan relatief pure koolstofnanobuisjes, maar later in de productieketen worden werknemers vooral blootgesteld aan koolstofnanobuisjes in mengsels met andere poeders of vloeistoffen, of verwerkt in producten. In deze latere fasen komen er relatief meer grotere bolvormige structuren voor, bijvoorbeeld doordat de vezels samenklonteren. Het gebruik van meetapparatuur voor het tellen van deeltjesaantallen wordt dan alsnog relevant voor de blootstellingsbeoordeling omdat de samengeklonterde structuren (in tegenstelling tot losse vezelachtige structuren) wel nauwkeurig kunnen worden geteld.

Om meer inzicht te krijgen in de mogelijke blootstelling aan nanodeeltjes in de latere fasen van het productieproces, zijn experimenten uitgevoerd met het zagen in materiaal voor autobumpers, dat koolstofnanobuisjes bevat. In een speciale testkamer, waarbij de omgevingsfactoren zoals temperatuur, luchtvochtigheid en ventilatie konden worden gecontroleerd, is de concentratie aan nanodeeltjes in de lucht gemeten tijdens verschillende manieren van zagen in de autobumpers. Er kwamen inderdaad bolvormige deeltjes vrij en geen losse koolstofnanobuisjes. Ook werd gezien dat de hoeveelheid deeltjes die vrijkomt, afhangt van verschillen in het materiaal waarin gezaagd wordt, het type zaagmachine en de snelheid waarmee gezaagd wordt. Daarnaast heeft de snelheid van zagen ook invloed op de deeltjesgrootte (hoe hoger de zaagsnelheid, hoe kleiner de deeltjes).

Ook is gekeken naar het optreden van gezondheidseffecten bij medewerkers van een productiebedrijf van koolstofnanobuisjes. In bloedmonsters van laboratoriumpersoneel, personeel werkzaam in de productiehal en een controlegroep zonder blootstelling aan koolstofnanobuisjes is gekeken naar biomarkers^[1] voor hart- en vaatziekten en de longfunctie. De medewerkers werden op basis van eerdere blootstellingsmetingen ingedeeld in 3 groepen, waaraan een gemiddeld blootstellingsniveau werd toegekend van 1, 7 of 45 microgram per kubieke meter. Er werd een relatie gevonden tussen de blootstelling en verhoogde niveaus van een bepaalde biomarker, ICAM-1. Dit is een signaalstof die vrijkomt bij ontstekingsprocessen in de vaatwand. Ook in een parallelle studie onder dezelfde werknemers werden enkele verhoogde niveaus van biomarkers voor ontstekingsreacties gevonden. Er werden geen effecten op de longfunctie gevonden.

Op basis van de onderzoeksresultaten en een reflectie op de huidige en toekomstige ontwikkelingen in risicobeheersing van nanomaterialen worden in het proefschrift een aantal aanbevelingen gedaan voor nader onderzoek. Eén daarvan luidt dat geïnvesteerd moet worden in onderzoek naar de mogelijkheden van blootstellingsregistratie voor werknemers die worden blootgesteld aan koolstofnanobuisjes, eventueel gecombineerd met gezondheidsmonitoring en epidemiologisch onderzoek.

RIVM/KIR kennis- en informatiepunt risico’s van nanotechnologie (kennis- en informatiepunt risico’s van nanotechnologie)-overweging: De resultaten uit het genoemde proefschrift geven een perspectief voor de blootstellingsbeoordeling in de praktijk. Voor het meten van blootstelling aan koolstofnanobuisjes op werkplekken later in de productieketen – waar de blootstelling vaak niet meer uit pure nanobuisjes bestaat maar meer uit bolvormige deeltjes – kan wellicht toch volstaan worden met het gebruik van meetapparatuur die aantallen deeltjes meet. Voor de laboratoriumomgeving en productielocaties vroeg in de keten, waar men met de pure koolstofnanobuisjes werkt, is deze apparatuur niet geschikt. Aan de andere kant is op dit soort werkplekken bekend met welke deeltjes men werkt en is de blootstelling vaak goed te beheersen.

Een andere belangrijke bevinding uit het proefschrift is de relatie tussen blootstelling aan koolstofnanobuisjes en verhoogde niveaus van de biomarker ICAM-1. Een mogelijk verband tussen blootstelling aan koolstofnanobuisjes en aanwijzingen voor het optreden van cardiovasculaire effecten is ook in eerdere studies aangetoond (zie KIR-nano Signaleringsbrief december 2016: Effecten in werknemers na blootstelling aan koolstofnanobuisjes). Dit betekent niet dat cardiovasculaire effecten ook daadwerkelijk bij alle blootgestelde werknemers zullen optreden, want een verhoogd niveau van ICAM-1 is slechts een indicatie voor een verhoogd risico op hart- en vaatziekten.

Ook zijn de onderzochte groepen relatief klein (22 medewerkers en 42 controlepersonen). De resultaten moeten worden gezien als een waarschuwing en een aanwijzing dat de gezondheid van werknemers die met koolstofnanobuisjes werken goed in de gaten moet worden gehouden, en dat (meer) aandacht voor beheersing van de blootstelling nodig is. De aanbeveling om een blootstellingsregistratie op te zetten voor het werken met koolstofnanobuisjes komt overeen met het advies in de Handreiking Veilig Werken met Nanomaterialen en – Producten die te vinden is op de website van het Arboportaal (zie ook KIR-nano Signaleringsbrief maart 2017). Hierin wordt gesteld dat blootstellingsregistratie zinvol is voor het werken met lange, stijve koolstofnanobuisjes, waarvoor asbestachtige effecten niet zijn uitgesloten. Voor andere typen nanomaterialen heeft het de voorkeur om de bewustwording voor het veilig werken met nanomaterialen te vergroten, in plaats van het invoeren van een blootstellingsregistratie.

[1]Biomarker: een meetbare indicator van een biologische conditie die kan duiden op beginnende gezondheidseffecten.