Exposure to airborne particles associated with the handling of graphene nanoplatelets

Med Lav. 2018 Aug 28;109(4):285-296. doi: 10.23749/mdl.v109i4.7069.

Abstract

Background: It is recognized that engineering control measures are needed to reduce occupational exposure to engineered nanomaterials (NMs): of these, fume hoods are among the most widespread collective protection equipment used while handling NMs in occupational settings. It is known that in some circumstances, handling NMs in fume hoods can result in a significant release of NMs.

Objective: To assess the effectiveness of fume hoods in reducing exposure while handling graphene nanoplatelets and to define the conditions that result in a lower dispersion of particles and thus less operator exposure.

Methods: An experimental protocol was established to monitor the variations of airborne particle concentrations while handling graphene in fume hoods (transferring and pouring). The measurement locations were at the laboratory, inside the hood and at operator's breathing zone. Handling tasks were performed under different operating conditions: the variable factors included hood face velocity and sash height.

Results: Results of this study indicate that the handling of graphene nanoplatelets may pose a potential risk of contamination of the work environment and hence exposure of the involved operators, if adequate control measures are not taken. In fact, when inadequate or not sufficiently cautionary operational conditions were utilized, non-negligible increases in airborne graphene particle concentrations during the nanomaterial manipulation phases were observed.

Conclusions: Some operating conditions (e.g., face velocity, sash height) can be adjusted to avoid relevant personal exposure conditions and contamination of the work environment by NMs, thus ensuring safer conditions.

«Esposizione a particelle aerodisperse associate alla manipolazione di nanoplatelets di grafene».

Introduzione:: Tra le misure utilizzate per ridurre l’esposizione professionale ai nanomateriali ingegnerizzati (NM) le cappe chimiche sono tra i dispositivi di protezione collettiva più utilizzati, soprattutto per i casi in cui è prevista la manipolazione di NM da parte di un operatore. Tuttavia, in alcune circostanze, la manipolazione di NM in cappe chimiche può comportare un rilascio di NM nell’ambiente di lavoro.

Obiettivi:: Valutare l’efficacia delle cappe chimiche per la riduzione dell’esposizione associata alla manipolazione di un NM (nanoplatelets di grafene) e definire le condizioni che determinano una minore dispersione di NM e quindi una minore esposizione dell’operatore.

Metodi:: È stato definito un protocollo sperimentale per monitorare le variazioni delle concentrazioni di particelle di NM aerodisperse durante la manipolazione di nanoplatelets di grafene sotto cappa chimica. Le postazioni di misura sono state fissate in laboratorio, all’interno della cappa e nella zona respiratoria dell’operatore. La manipolazione del NM è stata eseguita in diverse condizioni operative, modificando la velocità di aspirazione e l’altezza del vetro di protezione della cappa.

Risultati:: I risultati di questo studio indicano che la manipolazione di nanoplatelets di grafene può rappresentare un potenziale rischio di contaminazione dell’ambiente di lavoro e quindi dell’esposizione degli operatori coinvolti, se non vengono adottate adeguate misure di controllo. Infatti, nella simulazione durante la quale sono state utilizzate condizioni operative inadeguate o non sufficientemente cautelative, è stato possibile osservare un aumento non trascurabile delle concentrazioni di particelle di grafene aerodisperse.

Conclusioni:: Alcune condizioni operative (velocità di aspirazione, altezza del vetro di protezione) possono essere regolate per evitare rilevanti condizioni di esposizione personale e la contaminazione dell’ambiente di lavoro, garantendo in tal modo condizioni di lavoro più sicure.

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't

MeSH terms

  • Air Pollutants, Occupational* / analysis
  • Graphite* / analysis
  • Humans
  • Inhalation Exposure / prevention & control*
  • Nanoparticles / analysis
  • Occupational Exposure / prevention & control*
  • Respiratory Protective Devices*

Substances

  • Air Pollutants, Occupational
  • Graphite