Exposure assessment based recommendations to improve nanosafety at nanoliposome production sites

The NANOFOL concept aims at creating nanodevices containing a drug for inflammatory disorder treatment. This paper provides recommendations for nanosafety based on a measurement campaign which aimed at identifying exposure risks with respect to two specific phases of the products lifecycle, that is, production of the device and its waste management. The nanoparticles presence both in air and in liquid phase was studied. While no emissions were detected during the production period, many recommendations have been made, particularly regarding the nanowaste treatment, based on nanosafety guidelines.Eugenia Nogueira (SFRH/BD/81269/2011) holds scholarships from Fundacao para a Ciencia e a Tecnologia (FCT). The authors thank the EC for funding from the European Union Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) under Grant Agreement NMP4-LA-2009-228827 NANOFOL

L’abrasion de nanomatériaux: Obtention de données sur l’abrasion de nanomatériaux

On soupçonne que certains nanomatériaux, lorsqu’ils sont soumis à une sollicitation mécanique ou aux intempéries, émettent des nanoparticules dans l’environnement, avec pour conséquences des risques sanitaires non encore évalués. Des premiers travaux de l’Ineris ont mis en évidence différents processus d’altération. Le projet Nano‐Data élargit la démarche ; il porte sur un ensemble de matériaux actuellement utilisés et contenant des nanoparticules. Certains d’entre eux sont mis en oeuvre en air intérieur (ex. céramiques et peintures dépolluantes dopées au dioxyde de titane) et d’autres à l’extérieur des bâtiments (ex. lasures dopées au dioxyde de cérium)

Nanoparticules et vieillissement des matériaux

Les nanomatériaux (NM) contenant des nanoparticules tels que des oxydes métalliques, des nanotubes de carbone, etc., possèdent de multiples propriétés nouvelles et leur utilisation industrielle crée de nouvelles opportunités. Cependant, ils présentent conjointement de nouveaux risques. L’utilisation croissante de produits contenant ces NM augmente le risque d’exposition des consommateurs aux émissions de NM sous forme d'aérosols (Piccinno 2012; Froggett 2014; Warheit 2015). Leurs impacts sur l’air intérieur sont documentés principalement au travers de l’usage de produits d’entretien ou de purification d’air intérieur (Mandin 2012; Waring 2008; Lazaridis 2015). Mais les émissions induites par des nanomatériaux utilisés dans l’industrie bâtimentaire ont été peu traitées à ce jour. C’est pourquoi l’INERIS tente de répondre à cette attente en caractérisant les émissions de NM lors de sollicitations représentatives de la vie réelle. Nos travaux visent à décrire les phénomènes d'émission de NM et ses mécanismes par une démarche combinant une approche expérimentale et théorique. La configuration expérimentale, développée à l’INERIS, implique de (i) chercher à reproduire les scenarii de sollicitations réelles à une échelle de laboratoire (ii) identifier le mécanisme d'émission (iii) effectuer des analyses/caractérisations qualitatives aussi bien que quantitatives des Nano Objets Agrégés ou Agglomérés (NOAA) émis. Le moyen choisi pour appliquer les sollicitations mécaniques est un processus d'abrasion. Pour le vieillissement environnemental, c'est un processus d'exposition UV accéléré en présence d'humidité et de chaleur. Grace au projet NANO‐DATA (APR ANSES), deux familles d’échantillons ont jusqu’à présent été testées par abrasion : les revêtements de façade et les carrelages. Les fabricants ont déposé des suspensions de nano‐TiO2 aux surfaces et revendiquent des propriétés dépolluantes pour le revêtement et antibactériennes pour le carrelage. Des particules de nano‐TiO2 libre sont détectées après abrasion de revêtements de façades vieillis 7 mois en chambre climatique suivant un protocole normalisé (NF EN ISO 16474‐1 2014). Les carrelages donnent lieu à émissions de NOAA de nanoTiO2 inhalable dans les mêmes conditions. Nous sommes donc en présence d’une exposition avérée à de nanoparticules de nano‐TiO2. Les risques associés aux nano‐TiO2 étant dorénavant documentés (Labib 2016; Shi 2013; NIOSH 2011 ; CIRC 2006), la question de la poursuite de ces recherches à l’échelle de l’Europe dans le domaine de l’air intérieur est posée. Dans ce but le dépôt de projet européen (ex : cost‐action, ANR‐ AAP MRSEI) en vue d’élargir le cadre de nos études permettra d’investiguer plus largement l’exposition réelle aux émissions de NM

Produits émetteurs potentiels des particules nanométriques ou submicroniques

Caractériser les émissions de nanomatériaux est un objectif complexe à atteindre. S’agit-il d’émissions dans l’eau ou dans l’air ? Quelles sont les formes, les tailles, les compositions des objets émis ? Comment caractériser les expositions ? Quelle sollicitation des nanomatériaux donnant lieu à des émissions peut-on envisager ? Quelle voie d’exposition peut-on suspecter ou bien quelle toxicité peut avoir la nanoparticule émise ? À toutes ces questions générales s’ajoutent des difficultés techniques portant sur la caractérisation des émissions : l’outil universel capable de décrire de manière exhaustive les objets émis quelle que soit leur taille ou leur forme n’existe pas encore. Ainsi, après une description la plus complète possible de l’usage des nanomatériaux dans notre société, le présent article vise à décrire l’état de l’art sur la caractérisation des nanoparticules émises tant d’un point de vue des méthodes traditionnelles que des dernières avancées technologiques. La voie d’exposition par inhalation est généralement considérée comme étant la principale. Les méthodes de caractérisation des aérosols sont par conséquent particulièrement développées dans cet article. Les appareils capables de telles caractérisations sont décrits, leurs limites lorsqu’elles existent sont également évoquées. Comme les expositions aux nanoparticules sont de plus en plus sources d’inquiétudes, l’article présente également les grands principes de la nanosécurité. Ainsi tous les industriels intéressés par le sujet peuvent à terme s’approprier ces notions afin de limiter voire supprimer les relargages éventuels dus à des nouveaux matériaux

Relargage de dioxide de titane nanoparticulaire dans les milieux environnementaux à partir de nanomatériaux

The increasing use of nano-sized titanium dioxide in various building materials raises the question of the possible release of nanoparticles over the lifecycle of these materials. Ineris has completed two studies on this topic: a first on the characterization of the release of aerosols under mechanical stress, the second on the release of particles in water by building materials during leaching experiments. Self-cleaning tiles covered with a coating containing nanosized titanium dioxide have been submitted to a standardized mechanical abrasion. Aerosols have been quantified in terms of nature and quantity. It appears that emissions from coated tiles are far more important than those produced by uncoated reference tiles. This is explained by the higher rugosity of coated tiles. Samples of controlled porosity cement containing nano-sized titanium dioxide have been submitted to a static leaching test. The increase in porosity induced an increase in the thickness of the surface layer affected by partial dissolution of calcium. This leads to a greater release of nano-sized Ti02 in this altered layer; however, only a small fraction reaches the surface and is actually released, because of blocking mechanisms in narrow pores or bottlenecks.Le dioxyde de titane sous forme nanoparticulaire est une substance photocatalytique produite depuis quelques décennies. Elle trouve des usages industriels dans des domaines variés, tels que la protection anti-UV (crèmes solaires) ou les matériaux auto-nettoyants et antibactériens (pare-brises ou façades en verre, ciments, revêtements de façade, revêtements antibactériens). La forte croissance de ces usages pose la question des expositions éventuelles des milieux environnementaux (et par voie de conséquence des populations) aux relargages pouvant être provoqués par les sollicitations diverses subies par les matériaux contenant cette substance, au cours de leur cycle de vie

Development of aerosol quantitative method of nanoparticles and the risk assessment

International audienc

Aerosol sampling techniques using TEM grids

International audienceNon-intentional nanoparticle (NP) may occur in aerosol production process. Occupational safety and environment protection associated with the nano-aerosol exposureare serious issues. Nano-aerosol measurement is a key point to characterize NP exposure. Transmission electron microscopy (TEM) is the only technique for gaining sizes distribution and individual particle analysis. However, observation with techniques allowing sampling on TEM grids is crucial to aerosol analysis. There is a need to develop sampling devices that will make possible aerosol speciation and quantification according to class sizes for efficient characterization. Make the measurements quantitative when sample aerosol and analyse particles on TEM grids using MPS developed by INERIS both through experiments and modelling is important. Assess the sampling efficiency and optimize the set up based on TEM analyses technique are the main work. Aerosol generators, mini particle sampler (MPS) and scanning mobility particle sizer (SMPS) are carried out to evaluate the sampling efficiency. In this way measurement and analysis can be carried out at real time. Three set up method plays an important role. NaClatomizer and WOx nano-aerosol generator are used to generate NP with diameter 10-130nm and 0.8- 30nm. For the TEM grid filtration, “Holey” type and “Quantifoil” typecarbon films are fitted with a 400 “mesh” copper grid then installed in the MPS. The overall collection efficiency of each gridand collection efficiency of the holey carbon filmare compared to get the best efficiency. By using MPS and TEM analysis, sampling is made directly and easily. The influence factors are taken into account. According to the experiment and the empirical approach, a theory model is developed to assess the sampling efficiency. Furthermore, the expose risk of the nanoparticles during the processing of the nanoparticles is evaluated using the Short Time Sampling (STS) approach

Étude du comportement d’un revêtement nanostructuré soumis à des sollicitations climatiques et mécaniques

In the present work, we investigate the effect of weathering duration on a commercial photocatalytic nanocoating on the basis of its nanoparticle emission tendency into two media, air and water. It is found that increased weathering duration results in stepwise structural deterioration of the nanocoating, which in turn decreases the nanocoating life, changes the nanocoating removal mechanism, and increases the particle emission concentration. Emission of free TiO2 nanoparticles is found to be weathering duration dependent. Three quantities are introduced: emission transition pace (ETP), stable emission level (SEL), and stable emission duration (SED). By linear extrapolation of these quantities from short weathering durations, complete failure of the nanocoatings can be predicted and, moreover, the potential increase of nanoparticles release into the air.Des revêtements photocatalytiques contenant des nanoparticules de dioxyde de titane sont de plus en plus appliqués à l’extérieur des bâtiments du fait de leurs propriétés antibactériennes et autonettoyantes. Lors de leur phase d’usage, les surfaces traitées sont exposées au vieillissement climatique ainsi qu’à des sollicitations mécaniques, pouvant entraîner la détérioration des revêtements et le relargage de nanoparticules dans l’environnement. Diverses études ont permis de constater que certains types de nanoparticules de dioxyde de titane provoquent des effets préjudiciables sur l’homme et certains animaux. L’étude rapportée ici a eu pour objectif de soumettre un revêtement photocatalytique à un vieillissement climatique et à de l’abrasion, cela pour évaluer et prévoir les émissions potentielles dans l’eau et l’air pendant la phase d’usage

STEM imaging to characterize nanoparticle emissions and help to design nanosafer paints

International audienceThe growing use of common consumer goods made of materials containing nanoparticles could increase the exposure of consumers to these substances during their lifecycle. In view of evaluating this risk a setup and experimental protocol of weathering and mechanical solicitation was realized. Tests on two paints were performed. One of them releases mainly submicronic sized nanostructured nano-objects and their agglomerates and aggregates (NOAAs) of titanium dioxide in presence of free nano-TiO2. The formulation of the emissive paint is under question