安全处理纳米颗粒需要采取多层次的方法，将预防暴露（特别是通过吸入的暴露）放在首位。核心预防措施涉及使用控制层级，从通风外壳等工程解决方案开始，在源头处控制颗粒。这辅以严格的工作实践和适当的个人防护装备（PPE），如呼吸器和无孔手套。
由于纳米颗粒的主要危险在于它们可能被吸入并被身体吸收，因此最关键的安全原则是密闭。您的第一个也是最重要的目标是防止纳米材料被空气传播或接触到您的皮肤。
为什么纳米颗粒需要特殊的预防措施
在实施控制措施之前，必须了解为什么纳米材料的处理方式与处理其尺寸较大的散装材料不同。它们独特的物理特性是其潜在风险的来源。
尺寸和表面积问题
纳米颗粒极其微小，这使得它们能够绕过身体的许多自然过滤系统，例如上呼吸道中的过滤系统。
它们高表面积与体积之比也可能使其比相同材料的散装形式更具化学或生物反应性。
吸入风险
吸入是纳米颗粒暴露的最重要和记录最充分的途径。
一旦进入空气，这些颗粒可以长时间悬浮，表现得更像气体而不是粉末。如果被吸入，它们可能会深入肺部，并可能转移到其他器官系统。
不确定性因素
对于许多工程纳米材料，长期的毒理学数据仍然不完整。科学界正在积极研究暴露的慢性影响。
这种不确定性要求我们采取基于预防原则的保守方法，并以将暴露保持在合理可行的最低水平（ALARA）为目标。
纳米材料的控制层级
最有效的安全计划建立在“控制层级”之上，这是一个优先考虑最可靠措施的框架。您应始终从该列表的顶部向下实施控制措施。
1. 消除和替代（最佳防御）
消除危害最有效的方法是完全消除它。
如果可能，请询问您是否可以用危害性较低的材料来实现目标。您能否使用纳米颗粒的稳定液体悬浮液或浆料，而不是干燥的、多尘的粉末？处理液体可以大大降低吸入风险。
2. 工程控制（控制危害）
这是物理限制纳米材料最关键的一步。工程控制在您和危害之间设置了一个屏障。
主要例子包括：
- 通风橱：用于一般处理纳米材料悬浮液或低能量操作。
- 生物安全柜：提供更高级别的密闭性，适用于具有潜在生物活性的材料。
- 手套箱：为处理高危害性或易于气溶胶化的干燥纳米粉末提供最高级别的密闭性。
这些外壳的通风系统应始终配备HEPA 过滤器，以在空气排出前捕获纳米颗粒。
3. 行政控制（改变人们的工作方式）
这些控制是旨在减少暴露时间、频率和强度的程序和政策。
- 制定标准操作程序 (SOP)：为涉及纳米材料的每项任务创建清晰的书面协议。
- 限制进入：指定特定的纳米颗粒处理区域，并将进入限制为仅限受过培训的人员。
- 优先进行培训：确保所有人员了解他们所处理材料的具体风险，并熟练掌握控制程序。
- 保持良好的室内卫生：清洁时绝不要使用干扫或压缩空气。使用湿擦或配备 HEPA 过滤器的真空吸尘器收集溢出物和清洁表面。
4. 个人防护装备 (PPE)（最后一道防线）
PPE 是必不可少的，但它必须在上述控制措施之外使用，而不是替代它们。只有当主要控制措施失效时，它才能保护您。
- 呼吸器：N95 是最低要求，但 P100 呼吸器或动力送风过滤式呼吸器 (PAPR) 对纳米颗粒提供更优越的保护。必须进行密合度测试以确保正确密封。
- 手套：使用一次性丁腈或其他无孔手套。处理粉末时建议戴双层手套。切勿重复使用一次性手套。
- 眼睛保护：化学防溅护目镜比标准安全眼镜提供更好的保护。
- 实验服：穿戴专用的实验服，最好由低渗透性材料（如 Tyvek）制成。请勿将其穿出指定的实验区域。
常见陷阱和注意事项
驾驭纳米颗粒安全需要认识到复杂性并避免常见的假设。
风险是材料特有的
不存在单一的“纳米颗粒风险”。危险程度完全取决于材料的组成（例如，碳纳米管与银纳米颗粒）、尺寸、形状和表面化学性质。需要对每种特定材料进行彻底的风险评估。
密闭的成本
适当的工程控制代表着重大的财务投资。然而，仅仅依赖 PPE 等更便宜的控制措施是一种有缺陷的策略，它将安全责任完全推给个人每次都能完美使用的能力。
废物也是危害
所有废弃材料，包括手套、湿巾和受污染的溶液，都必须作为危险废物处理。将它们收集在清晰标记的密封容器中，并根据您机构的危险废物处理规程进行处置。
为您的流程做出正确的选择
您的具体安全方案必须根据您的材料、使用量和正在执行的程序量身定制。
- 如果您的主要重点是处理干燥的纳米粉末：您的绝对优先事项是使用手套箱或至少是功能正常的通风橱等高密闭性工程控制措施，以防止气溶胶化。
- 如果您的主要重点是处理稳定液体悬浮液中的纳米颗粒：重点是通过适当的手套和护目镜防止皮肤和眼睛接触，但要对声处理或喷洒等仍可能产生气溶胶的操作保持警惕。
- 如果您的主要重点是规划新流程：在开始之前进行风险评估。确定颗粒可能成为空气传播或接触皮肤的每一个步骤，并为每一步实施适当的控制层级措施。
归根结底，在处理纳米材料时，积极主动和谨慎的心态是最关键的安全工具。
摘要表：
| 控制级别 | 关键安全措施 |
|---|---|
| 消除/替代 | 使用液体悬浮液代替干粉。 |
| 工程控制 | 带 HEPA 过滤器的通风橱、生物安全柜、手套箱。 |
| 行政控制 | SOP、限制进入、培训、湿式清洁方法。 |
| 个人防护装备 (PPE) | P100 呼吸器、丁腈手套、护目镜、专用实验服。 |
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