ارزیابی خطر استفاده از نانو مواد سلولزی مختلف در صنایع خمیر و کاغذسازی

نانوسلولز‌‌ها، نانونشاسته‌‌ها و کیتین‌‌های نانوساختاری، فراوان‌ترین نانو مواد زیستی تجدیدپذیر محسوب می‌شوند. این ترکیبات به دلیل ویژگی‌‌های خاص ساختار نانو به‌‌عنوان عوامل بهبود ‌‌دهنده کارآیی بسیاری از فرآورده‌‌های آتی معرفی شدند. اما تاکنون مشخص نشده است که ویژگی‌‌های خاص نانو چگونه بر ایمنی نانو مواد زیستی تاثیر می‌گذارد زیرا آنها به عوامل زیادی بستگی دارند و تاکنون عوامل بسیار کمی از آنها مانند برهم‌کنش‌‌های آنها با سلول‌‌ها و موجودات زنده و همچنین شیوه در معرض‌‌گذاری شناسایی شده‌اند. به‌طور کلی نانو مواد زیستی به دلیل منشا طبیعی و سازگاری با محیط‌زیست شکل‌های حجیم آنها، ترکیباتی ایمن محسوب می‌‌شوند. نتایج منتشر شده در مورد ایمنی نانو مواد زیستی نشان داد که نانو مواد معمولاً برای بشر یا محیط‌زیست سمی نیستند. اما ترکیبات کاملا بی‌‌اثر هم نیستند و ممکن است با محیط اطراف برهم‌‌کنش‌‌هایی نیز داشته باشند (به‌‌عنوان مثال اثرات التهابی در آزمایش‌های حیوانی). اندازه و شکل ذرات، ویژگی‌‌های تجمع، درجه شاخه‌‌ای شدن و ویژگی‌‌های سطح ویژه در بین سایر عوامل ممکن است برهم‌‌کنش‌‌های نانو مواد زیستی را با سلول‌‌ها و موجودات زنده تحت تاثیر قرار دهند. علاوه‌براین، به‌‌دلیل تغییر زیاد در ویژگی‌‌های نانو مواد زیستی، نتایج آزمایش سمیت به‌دست آمده برای نمونه‌‌های آزمایش شده معتبر گزارش شده است. اما این مسئله همچنان به تحقیقات و دانش بیشتری در مورد برهم‌‌کنش‌‌های نانو مواد با موجودات زنده نیاز دارد. لذا، ایمنی نانو مواد زیستی باید به‌طور موردی ارزیابی شود و قوانین و دستورالعمل‌های راهنمای فعلی در مورد استفاده از نانو مواد نیازمند توسعه می‌باشد. علاوه بر این تولیدکنندگان نانو مواد‌‌ زیستی باید مشابه با محصولات برپایه آنها از ایمنی محصولات خود طی چرخه کلی حیات فرآورده‌‌ها اطمینان حاصل نمایند. نانو ذرات، به دلیل اندازه کوچک و سطح زیاد، واکنش‌پذیری بسیار زیادی از خود نشان می‌دهند. همین ویژگی موجب می‌شود تا نسبت به ذرات درشت‌تر خطر حریق و انفجار بیشتری ایجاد کنند. از مهم‌ترین روش‌های کنترل مواجهه با نانو ذرات می‌توان به حذف خطر، جایگزینی مواد و فرآیندهای پرخطر با مواد و فرآیندهای کم خطر، محصورکردن، کنترل‌های مهندسی، کنترل‌های مدیریتی و استفاده از تجهیزات حفاظت فردی اشاره کرد.

Risk Assessment of Using Different Cellulose Nanomaterials in Pulp and Paper Industries

Nanocelluloses, nanosized starches, and nanostructured chitins are the most abundant renewable biobased nanomaterials. These compounds were introduced as performanceenhancing agents for many future products due to their unique nanostructured properties. But, it was not yet determined how these specific properties influence biobased nanomaterial safety because they depend on many parameters. So far, few factors have been identified, such as their interactions with cells and organisms and exposure routes. Biobased nanomaterials are considered safe compounds due to their natural origin and environmental compatibility of their bulk forms. Published results on the safety of biobased nanomaterials show that they are generally not toxic to humans or the environment. However, they are not inert compounds and may also interact with the surrounding (for example, inflammatory effects in animal experiments. Among other factors, particle size and shape, aggregation characteristics, degree of branching, and specific surface properties, may affect the interactions of biological nanomaterials with cells and organisms. In addition, due to the significant variation in the properties of biobased nanomaterials, the toxicity test results obtained for the analyzed samples have been reported as valid. But this still requires more research and knowledge about the interactions of nanomaterials with living organisms. Therefore, the safety of biobased nanomaterials should be evaluated on a casebycase basis, and the current guidelines and protocols for the use of nanomaterials need to be sufficiently developed. In addition, manufacturers of biobased nanomaterials should ensure the safety of their products during the whole life cycle of products, similar to products based on them. Nanoparticles are very reactive due to their small size and large surface area. This feature increases the risk of fire and explosion compared to larger particles. The most important methods for controlling exposure to nanoparticles are risk elimination, replacement of highrisk materials and processes with lowrisk materials and processes, enclosure, engineering controls, management controls, and the use of personal protective equipment.