رشد سریع فناوری نانو و افزایش استفاده از نانوذرات اکسید فلزی در صنایع مختلف، مانند پوشش‌های صنعتی، داروسازی، تصفیه آب، انرژی و الکترونیک، فرصت‌های بی‌شماری را برای بهبود عملکرد محصولات به همراه داشته است. اما در کنار این فرصت‌ها، چالش‌های ایمنی و زیست‌محیطی نیز مطرح شده‌اند که در صورت نادیده گرفتن، می‌توانند به بحران‌های صنعتی و حتی قانونی تبدیل شوند. به‌ویژه در تولید صنعتی نانوذراتی چون اکسید روی (ZnO)، دی‌اکسید تیتانیوم (TiO₂) و اکسید آهن (Fe₂O₃)، کنترل ریسک و استقرار استانداردهای ایمنی اهمیت حیاتی دارد.
این مقاله با هدف بررسی چالش‌های ایمنی و ریسک در تولید صنعتی نانوذرات اکسید فلزی تهیه شده و تلاش می‌کند با نگاهی علمی و کاربردی، راهکارهایی برای طراحی ایمن، آموزش، پایش و مدیریت ریسک ارائه دهد.
چالش‌های کلیدی در مدیریت ریسک نانوذرات
۱. عدم قطعیت علمی در رفتار زیستی نانوذرات
علیرغم پیشرفت‌های علمی، هنوز رفتار نانوذرات در مقیاس نانومتر در بدن انسان یا در محیط‌زیست کاملاً قابل پیش‌بینی نیست. پارامترهایی مانند اندازه ذره، سطح ویژه، بار سطحی، پوشش‌دهی و ساختار کریستالی، می‌توانند موجب تغییر در سمیت یا واکنش‌پذیری شوند. مثلاً نانوذرات ZnO در برخی مطالعات نشان داده‌اند که می‌توانند تنش اکسیداتیو یا سمیت ژنتیکی ایجاد کنند.
۲. انتشار ناخواسته در محیط صنعتی و اطراف آن
فرآیندهایی مانند آسیاب، خشک‌سازی، پرس یا انتقال نانوپودرها، مستعد تولید گردوغبار معلق هستند. در صورت نبود تهویه مناسب یا فیلتراسیون صنعتی، این ذرات می‌توانند به‌راحتی وارد هوای تنفسی یا منابع آبی شوند و هم کارگران و هم محیط‌زیست را در معرض خطر قرار دهند.
۳. نبود دانش فنی کافی در بخش عملیات
کارکنانی که به‌طور مستقیم با نانوذرات کار می‌کنند، در بسیاری موارد آموزش‌های لازم برای شناسایی خطرات و استفاده صحیح از تجهیزات ایمنی را دریافت نکرده‌اند. این شکاف آموزشی یک ریسک ساختاری محسوب می‌شود.
۴. نبود زیرساخت استانداردسازی و ردیابی ایمنی در کارخانه‌ها
بسیاری از خطوط تولید سنتی یا نیمه‌خودکار برای کار با نانومواد طراحی نشده‌اند. عدم وجود سیستم ردیابی برای ذرات معلق، مانیتورینگ زنده و دستورالعمل‌های عملیاتی مرتبط با نانو باعث می‌شود که کنترل در عمل دشوار باشد.
راهکارهای پیشنهادی برای کاهش ریسک
۱. پیاده‌سازی مفهوم Safe-by-Design
ایده Safe-by-Design بر طراحی اولیه ماده یا فرآیند به‌گونه‌ای متمرکز است که کمترین ریسک را داشته باشد. این مفهوم در مورد نانوذرات، می‌تواند شامل انتخاب پوشش سطحی مناسب، کنترل دقیق اندازه ذرات و پایدارسازی ساختار باشد. مثلاً استفاده از پوشش‌های سیلیکاتی روی ZnO می‌تواند سمیت را کاهش دهد.
۲. استقرار سیستم‌های تهویه و فیلتر هوای محلی (LEV)
در نواحی بحرانی مانند آسیاب یا خشک‌سازی، نصب تهویه محلی مجهز به فیلتر HEPA و سیستم مانیتورینگ ذرات نانو الزامی است. این سیستم‌ها می‌توانند میزان مواجهه کارگران را تا ۹۰٪ کاهش دهند.
۳. آموزش تخصصی و توسعه پروتکل‌های عملیاتی ایمنی
برگزاری دوره‌های تخصصی برای پرسنل فنی با تمرکز بر مواردی چون شناخت نانوذرات، راه‌های مواجهه، استفاده صحیح از PPE، و کنترل آلودگی، بخشی جدایی‌ناپذیر از مدیریت ریسک محسوب می‌شود. علاوه بر آن، تدوین پروتکل‌های گام‌به‌گام عملیاتی برای تمامی مراحل تولید نانوذرات پیشنهاد می‌شود.
۴. یکپارچه‌سازی با استانداردهای بین‌المللی
تطابق با استانداردهایی مانند ISO/TR 12885 (راهنمای ایمنی نانومواد)، ISO 45001 (ایمنی و سلامت حرفه‌ای)، و استفاده از SDSهای مبتنی بر OECD، به کارخانه‌ها کمک می‌کند تا ریسک‌های قانونی و فنی را به حداقل برسانند.
۵. استفاده از فناوری نانوانفورماتیک برای ارزیابی ریسک
تحلیل داده‌های مربوط به رفتار نانوذرات در پایگاه‌های داده جهانی، و مدل‌سازی سمیت با کمک یادگیری ماشین، ابزار جدیدی است که می‌تواند برای شناسایی ریسک‌های پنهان به‌کار رود. پلتفرم‌هایی مانند NanoCommons یا caLIBRAte در این زمینه پیشرو هستند.
نمونه‌های بین‌المللی موفق
- BASF از سیستم Safe-by-Design برای کاهش سمیت نانوذرات اکسید فلزی خود استفاده می‌کند.
- L’Oreal قبل از تولید نانو TiO₂ در محصولات مراقبت از پوست، ارزیابی زیست‌سازگاری کامل انجام می‌دهد.
- در اتحادیه اروپا، برنامه NanoReg2 الگوی کاملی برای ارزیابی و مدیریت ریسک نانومواد صنعتی ارائه کرده است.
نتیجه‌گیری
مدیریت ریسک در تولید نانوذرات اکسید فلزی، نه یک انتخاب، بلکه یک ضرورت است. برای شرکت‌هایی که به تولید این مواد در مقیاس صنعتی می‌پردازند، اجرای استانداردهای ایمنی، استقرار فناوری‌های پایش، آموزش نیروهای عملیاتی، و طراحی ایمن از ابتدا، عوامل کلیدی برای تضمین پایداری کسب‌وکار و حفظ سلامت کارکنان هستند.
سرمایه‌گذاری در این حوزه نه‌تنها از بروز خسارات جلوگیری می‌کند، بلکه می‌تواند به‌عنوان مزیت رقابتی نیز در بازارهای داخلی و بین‌المللی مورد استفاده قرار گیرد.
