nanopartikulumok okozta kÓros folyamatok nagymajtényi lászló szte Áok népegészségtani...
Post on 30-Dec-2015
17 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
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!
top related