Upload
mckenzie-mckee
View
20
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
NANOPARTIKULUMOK OKOZTA KÓROS FOLYAMATOK Nagymajtényi László SZTE ÁOK Népegészségtani Intézet Budapest, 2008. április 5. Porártalmak (pneumoconiosisok). Pathológiás tényezők mennyiség szemcseméret összetétel expozíció időtartama elimináló folyamatok aktivitása Típusok - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
NANOPARTIKULUMOK OKOZTA KÓROS FOLYAMATOK
Nagymajtényi László
SZTE ÁOK Népegészségtani Intézet
Budapest, 2008. április 5.
Porártalmak (pneumoconiosisok)
Pathológiás tényezők mennyiség szemcseméret összetétel expozíció időtartama elimináló folyamatok aktivitása
Típusok • progrediáló fibrózis (silicosis, asbestosis) • idegentest típusú (szénpor, cement stb.) • növényi por okozta (kenderláz, farmertüdő stb.) • pneumonitis (vanádium, kobalt stb.)
1 10 100 1 000 10 000 100 000 1 000 000átmérő (nm)
ionok
kismolekulák
makromolekulák
mikropor
lebegő por ülepedő por
vírusok baktériumok
A diszpergált részecskék méreteloszlása
A tömeg, a részecskeszám és a felület viszonya
HA A SZEMCSESZÁM-KONCENTRÁCIÓ AZONOSSzemcseszám
(1/dm3)Átmérő
(m)Össztömeg
(mg/dm3)
107 0,1 ~ 5 x 10-6
107 10 ~ 5
HA A TÖMEG-KONCENTRÁCIÓ AZONOS
Tömeg-koncentráció (g/m3)
Átmérő (m)
Szemcseszám (1/cm3)
Felület (m2)
10 0,02 2.400.000 3016
10 0,5 153 120
10 2,5 1 24
Természetes források
- kőzetmállás, talajporzás, szélhordta por/homok - vízpermet (sós) párolgása során kiváló sótartalom - természetes égési folyamatok (erdőtűz stb.) - vulkáni tevékenység - aeroplankton - másodlagos aeroszol-képződés
Anthropogén források
- égetés, tüzelés (koromszemcsék, reaktív gázok) - szilárd anyag (szén, érc, kő stb.) kitermelése, szállítása, megmunkálása - talajművelés - fémes/nemfémes szerkezeti anyagok előállítása, megmunkálása
(kohászat, hegesztés, forgácsolás, csiszolás stb.) - nanotechnológia
A nano/partikulumok eredete
Másodlagos aeroszol-képződés
+ Nukleáció (magképződés) - molekulárisan diszpergált anyagok reakciójából nanoméretű szilárd szemcsék keletkeznek
- 1 fázis (gáz gőz) - a Nap UV sugárzása által gerjesztett O3 molekulák H2O-val
reagálva hidroxil-gyököket [OH°] termelnek - vulkanizmus, tüzelőanyagok SO2 (reakció a fotokémiai
eredetű OH° gyökkel) H2SO4 - villámlás, nitrifikáló baktériumok, gáztüzelés stb. NO2
(reakció a fotokémiai eredetű OH° gyökkel) HNO3
- 2. fázis (gőz szilárd) - bomlásból - NH3 + H2SO4 és HNO3 (NH4)2SO4; NH4NO3
+ Agglomeráció - hasonló szemcsék összetapadása nagyobbakká, döntően másodlagos kötőerők által
+ Kondenzáció - víz és illékony anyagok kiválása a gőzfázisból a higroszkópos szemcsék felületére
A partikulumok eloszlása
US EPA 2002.
Nanorészecskék jellemzői méret - molekula szint
mono- vagy pluriparticulumok - méret (µm) oldékonyság - szilárd; aeroszol, szuszpenzió, emulzió
eredet - közlekedés (diesel motorok), fosszilis tüzelő-anyagok égetése; festékszórás; ipari folyamatok; dohányzás
Bejutás - inhaláció - diffúzió, aktív transzport (oldékonyság)
- molekulákhoz kapcsolódás
- kumuláció
A nanopartikulumok környezeti folyamatai
G. Oberdörster et al., 2005.
Humán hatásokExpozíció
- környezeti- indoor - 10-20.000/cm3; -50.000/cm3; 100.000/cm3 - ~50 % alveoláris depozíciója- foglalkozási - nanotechnológia ipar- UK - 2000 cég; 100.000 - 1.000.000 dolgozó (NIOSH) - NOEL, NOAEL (?)
Humán epidemiológiai adatok - kardiovaszkuláris betegségek - infarktus- asztma (allergia)- máj - funkció- genotoxikus/karcinogén hatás (in vitro)
ICRP, 1998.
A belégzett partikulumok lokalizációja
A nem oldódó nanopartikulumok depozíciója
McClellen et al. 1998.
Humán hatásokExpozíció
- környezeti- indoor - 10-20.000/cm3; -50.000/cm3; 100.000/cm3 - ~50 % alveoláris depozíciója- foglalkozási - nanotechnológia ipar- UK - 2000 cég; 100.000 - 1.000.000 dolgozó (NIOSH) - NOEL, NOAEL (?)
Humán epidemiológiai adatok - cardiovascularis betegségek - infarctus- asthma (allergia)- máj - funkció- genotoxikus/karcinogén hatás (in vitro)
Toxikus hatások
méret - össz-felület fokozott toxicitás (TiO2) összetétel - komplex hatás felszínre abszorbeálódott anyag ±hatás forma - nanotubulusok
Szisztémás hatás- légutak - alveolusintersticiumkeringésszervek (agy,
máj, lép; magzat) - idegrendszer
- vér-agy gát ionos karakter+koncentráció (Mn)- keringés - szívritmus; trombózis-készség- oxidatív stress - keratinociták, makrofágok, monociták
A nanopartikulumok biokinetikája
G. Oberdörster et al., 2005.
A nanopartikulumok lehetséges mechanizmusa
Proceeding of First International Symposium on OccupationalHealth Implications of Nanomaterials
Nanopartikulumok okozta kóros folyamatok -gyulladás
Proceeding of First International Symposium on OccupationalHealth Implications of Nanomaterials
Nanopartikulumok okozta kóros folyamatok - keringés
G. Oberdörster et al., 2005.
Kindergarden 1
0
100 000
200 000
300 000
400 000
500 000
600 000
700 000
800 000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
time periods (9 scans @ ~ 4 min)
dN
/dln
(dp
)/c
m3
<30 nm
30-100 nm
100-300 nm
300-1000 nm
>1000 nm
Particle size ranges
Kindergarden 2
0
100 000
200 000
300 000
400 000
500 000
600 000
700 000
800 000
0 2 4 6 8 10 12 14
idő (1 periódus= 9scan (1scan=~ 4 perc)
dN
/dln
(dp
)/cm
3
<30 nm
30-100 nm
100-300 nm
300-1000 nm
>1000 nm
n
Particle size ranges
Counts of nanoparticles of various size in the vicinity of two local
kindergardens during a daytime period starting at
08:00
Open field horizontal activity
0
100
200
300
400
Amb. dist. (x10 cm) Amb. Time (sec)
va
lue
s
Control
Nano
Cortical evoked potential latency
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
Somatosensory Visual
rel.
chan
ge
Control
Nano
*
*
Rats were treated for 6 weeks by daily
intranasal instillation of a
suspension of MnO2
nanoparticles (30 nm size, 2.53 mg/dose) in a
viscous medium. Control: medium
only.
At the end, the rats’ spontaneous
motility was tested in an open field box.
Then, cortical electrical activity
evoked by sensory stimulation was
recorded in anesthesia.
*p<0.05
Nanopartikulumok okozta kóros folyamatok -daganat
G. Oberdörster et al., 2005.
Megelőzés
Kockázatbecslés és kezelés expozíciós körülmények mikro/makrokörnyezeti mérések standard módszer/ek
In vitro/vivo vizsgálatok
Humán epidemiológiai vizsgálatok standardizálás
Köszönöm a figyelmet!