Проблемы экологической безопасности в наноиндустри

               
               
    Проблемы экологической безопасности  в наноиндустрии до сих пор первоочередные. Их надо решать и ученым и правительству РФ, потому что 1)  в мольтронике  - появление отрицательной дифференциальной проводимости,
2) это проблемы использования и применения материалов и изделий совершенно новых неизвестных ранее видов. Проблемы обусловлены тем, что в любой области человеческой деятельности недостаточно иметь только знания и опыт, необходимо обладать интуицией, которая позволяет угадать те фактические возможности, скрытые в существующей науке и технологиях. Почему угадать? Да потому, что физические законы существующего мира могут в корне изменяться при переходе к другим условиям или другим масштабам. В мире нано - процессов, нано - объектов, в атомарно- молекулярном  мире привычные физические понятия  могут не иметь смысла или  могут не работать, а появляются новые свойства  и  явления, которые человек не мог предвидеть заранее. Например открытием стало, то, что графеновые пленки углерода, свернутые  :в трубки диаметром в несколько нанометров, могут существенно изменять физико-химические свойства вещества в зависимости от свойства «хиральности» - способа скрутки и соединения атомов. Эти структуры могут неожиданно оказаться металлами или полупроводниками, или изоляторами.
3)Сложно представить цепочку зависимостей, связывающих процессы на молекулярном уровне с конечными свойствами макросистем, которые определяют ценности человеческой жизни. На более высоких молекулярных уровнях  происходит  интеграция отдельных компонентов, приводящая к « развивающимся свойствам », т.е. на уровне наномасштабов происходит объединение или слияние тех характеристик и свойств, которые в масштабе макро  описывались химией, физикой, биологией отдельно .
 Появляются опасности связанные с тем, что физические химические,  и электрические свойства наночастиц отличаются от свойств тех  же веществ  в объемном состоянии. Общество должно серьезно задуматься над тем потенциальным риском, который несут наночастицы и нанотехнологии, Правительственные органы должны принимать активное участие в изучении потенциального риска, связанного с производством и использованием наноматериалов. [1.1],  Давайте вспомним  такой пример: еще в бытность существования СССР  были созданы и в США и советскими учеными боевые снаряды и бомбы из обедненного урана. Их применение ранее никак не связывалось с вредными последствиями, для населения и для окружающей среды. Лишь много лет позже выяснилось, что их использование приводит к выбросу в атмосферу большого объема аэрозолей из микроскопических частиц солей тяжелых металлов, что очень серьезно сказалось на здоровье  населения и вызвало закономерный протест общественности.
    На сегодняшний  день нельзя рассматривать нанотехнологии лишь, как следующий этап развития науки и техники, повышающий качество, надежность, возможности новых изделий. Поэтому, перед внедрением наноматериалов в массовое производство необходимо выработать методики оценки характеристик  и  тщательного описания  наноматериала, должна быть определена потенциальная опасность возможного применения того или иного наноматериала , как это, например, делается с биоматериалами разных типов. Для оценки опасности возможно использование уже известной схемы В.Лютера по управлению
рисками [1.1], которая включает в себя четыре этапа:
 * идентификацию опасности,
 * описание опасности,
 * точную оценку опасности,
 * управление рисками в данной ситуации.
Но реальные опасные последствия выявляются лишь после всего жизненного цикла производства : завершения научно- исследовательских работ, конструкторских работ, коммерциализации результатов и довольно длительной эксплуатации продуктов, их обслуживания, хранения , их утилизации. Например: перед практическим использованием углеродных нанотрубок изучается воздействие их на испытуемых животных, потому, что могут возникнуть серьезные проблемы при массовом использовании нанотрубок в электронной технике. Внутри вычислительных схем компьютерных чипов они не опасны, но при переработках или на свалках.- никто не может предсказать последствий воздействия на человеческий организм  появление значительного количества углеродных нанотрубок в окружающей среде. А риски связанные с ошибочным или преступным  использованием новых технологий?. Например, водородные «хранилища» кажутся совсем безобидными при нормальных условиях. Но кто знает степень риска их широкого применения в городских условиях, или при авариях. Перейдем к проблемам, так называемой, мягкой нанотехнологии –  продуктов питания, красок, моющих средств, предметов личной гигиены, косметики. , содержащих микро- или наноструктуры, методом смешения поверхностно-активных веществ (ПВА) и полимерных материалов. Точно описать и оценить объективно характеристики многих продуктов мягкой нанотехнологии почти невозможно. Методы мягкой технологии, степень опасности использования товаров потребления, воспроизведенных этими технологиями, должны быть в полной мере исследованы, так как  эти технологии используются в производствах в области медицины и биохимии. Рассмотрим «Скандал с нано…»  - напечатанную статью в газете «Мир новостей» за 2009год., где пишут, что эксперты Британской королевской комиссии по загрязнению окружающей среды и влиятельной Европейской  потребительской организации
Wich  объявили, что наноизделия обладают теми же опасными свойствами, что и запрещенный  к применению в строительстве асбест. Поэтому в Лондоне объявлен строжайший контроль над работой в наноиндустрии. Известно, что наночастицы асбеста поражают  легкие и другие внутренние органы, медленно убивая человека. Выявлена опасность применения спортивной одежды, с нано- silvor, убивающей бактерии, производящие нежелательные запахи. Эти наночастицы вымываются и  легко попадают в окружающую среду, но от них в воде, в воздухе избавиться невозможно. В связи с вышесказанным,  хочется представить для рассмотрения некоторый перечень веществ, применяемых в разных производствах, с оценкой степени их опасности в существующем на данный момент состоянии,  для  убедительности примера, насколько опасны их наночастицы  для человека  в воздушной, водной  среде и в пыли, если они действуют на молекулярном уровне  и могут быть не предсказуемы при  загрязнении  ими окружающей среды. Вот некоторые из них:
1. Аконидин   
Средство против невралогических болей, седотативное в мекстурах от кашля.
** Результат воздействия на     человека: Отравления, нервные расстройства, ощущения мурашек, с последующим. онемением конечностей, потеря координации и головокружение, далее полное расстройство пищевого тракта, рвота, развитие мерцания желудочков сердца.. Даже 2 (мГ) достаточно для смертельного исхода –паралич дыхательного    центра и остановка сердца
2.   Атропин (гиосциамин, датурин, тропин, тропат Вырабатывается из растений(бела- донна, дурман вонючий)
**Токсичные дозы вызывают:
Потерю ориентации, сухость слизистых оболочек, усиливают двигательную активность, психоз, галлюцинации, бред, общее угнетение ЦНС  и потерю сознания.(Особенно трудно переносят дети)
3.   Кофеин
(триметилксантин,  метилтеобромин, теин, туаранин).
 При острых отравлениях кофеином: тошнота, рвота, головные боли, головокружения, психомоторное возбуждение, судороги с потерей сознания. Симптомы отравления: тахикардия и олигурия (тяжело переносится детьми). Постоянное потребление приводит к дрожанию рук, сердечной аритмии и бессоннице.
4.   Кокаин. Применяются, как анестезирующие средства .
**вызывает состояние эйфории, слабости, расстройства зрения, приступы маниакального возбуждения ,снижение половой активности, истощение
***При острых отравлениях:
тошнота, рвота, боли в брюшной полости и расширение зрачков, состояние возбуждения- анемия конечностей. В тяжелых случаях появляется психоз, галлюцинации, бред, судороги, высокая температура, нарушения дыхания и кровообращения.
5..    Нефтепродукты (автобензин, дизельное топливо, керосин, топливо реактивных двигателей и др. виды топлива. Газообразные фракции нефти обладают анестезирующими и удушающими свойствами, бензин или керосин при попадании в легкие вызывают тяжелый химический пневмонит
** При действии этих продуктов на кожу может возникнуть дерматит или сенсибилизация кожи
***  Моторное топливо, автомобильное, как  и авиационное содержат соединения свинца, а это связано с опасностью попадания  свинца в организм
**** растворители, производимые из нефти бензол, толуол, ксилол, гексан, гептан,и   т.д. также обладают
   6  .Эметин.применяются при амебной дизентерии
** Токсическое действие приводит к расстройствам функции пищеварения и нервно-мышечной
(заболевание периферической н\с с болями и отеками, нарушениями сердечно-сосудистой системы
Снижению артериального давления
И развитию сердечной недостаточности( миокардита)
    7.   Морфин
*     Анальгезирующее средство
** Тяжелые отравления, появление угнетенного дыхания, сопровождающееся обмороками, или наступлением бессознательного состояния на фоне сужения зрачков, снижения кровяного давления (даже до криза),задержка мочеиспускания, повышения температуры и снижения мышечного тонуса

9   .Никель, его соединения Карбонил никеля. Используется в металлургической и электронной промышленности. Вдыхание карбонила никеля вызывает тошноту ,головокружение, одышку ,боль в груди, спустя 12-36 ч. Может наступить одышка, тахикардия, цианоз, расстройства кишечника, кашель. Через 13 дней наблюдались смертельные случаи от диффузной интерстициальной  пневмонии, мозгового кровоизлияния или отека легких  ,поражение печени, почек и селезенке, как дополнение.
10. Ниобий, сплавы и соединения Используется в электровакуумной промышленности, в самолетостроении и т д.
*Токсичен, кроме того, радиоактивен,
Поступление пентахлорида ниобия ,вызывает резкое раздражение слизистых оболочек пищевода и желудка, изменение в печени и в крови (дефицит протромбина и лейкоциноз)
11.    Нитрилы(
   Ацетонитрил,  этилцианид, нитрил гликолевой кислоты и др.
Исходные вещества при получении жирных кислот, фармацептических препаратов, витаминов, синтетических смол, пластиков и красителей.
   *очень токсичны и опасны, при нагревании и в контакте с открытым пламенем    выделяют токсичный дым содержащий цианиды, последний из ряда указанных способен проникать в организм через неповрежденную кожу и вызывать интоксикацию со смертельным исходом
   12. Нитрилы(Ацетонитрил, этилцианид, нитрил гликолевой кислоты и др.)
Исходные вещества при получении жирных кислот, фармацептических препаратов, витаминов, синтетических смол, пластиков и красителей.
*очень токсичны и опасны, при нагревании и в контакте с открытым пламенем выделяют токсичный дым содержащий цианиды, последний из ряда указанных способен проникать в организм через неповрежденную кожу и вызывать интоксикацию со смертельным исходом
13.  .Акрилонитрил,
нитрил пропиоловой кислоты и фумаронитрил *Могут вызвать тяжелейшие дерматиты, при попадании на неповрежденную кожу,
**токсичны и могут вызвать смерть от удушья, как действие цианистого водорода.

 В РФ в г. Владимире ведется строительство производства наноструктурированных мембран и разделительных модулей для очистки воды. Дело. естественно, хорошее: и рабочие места появятся и вроде бы здоровы будем, используя такие фильтры, но как обстоят дела с теми рисками, о которых говорилось выше, это все продумано до конца?  А как скажется на здоровье населения бактерицидная ткань, включающая в состав полимерных волокон наночастицы серебра, разработанная  Курчатовскими учеными ? Определено, как действует на окружающую среду и на человека избыток серебра?
Подведем итог вышесказанному.
Первоочередная проблема на данный момент - проблема экологической безопасности использования материалов и изделий неизвестных ранее видов. Для наночастиц нет препятствий проникновения практически через все системы защиты человеческого организма, и через стенки сосудов кровеносной системы и через кожу. Нано частицы в значительном количестве, находясь в промышленных отходах, в автомобильных выхлопах, во многих медицинских и косметических препаратах и т.п. при развитии нанотехнологий,  попадут в окружающую среду, как загрязнители. Это требует защиты, как законодательной,  так и выработки общественной позиции. Необходимы новые законодательные акты и ограничения, связанные с обеспечением : охраны окружающей среды  и здоровья  человечества , техники безопасности на производствах, и даже  экономической стабильности государства. Очень характерен пример США [1.3], где любая организация, лаборатория, или юридическое лицо, использующие средства  Национального научного фонда, обязаны давать письменное обязательство подчиняться всем правилам и ограничениям, которые определены Федеральным законодательством и  дополнительными  актами. Особенно это касается работ  в области рекомбинантных  ДНК и экспериментами с людьми и животными. Представители ННФ строго контролируют финансируемые программы при опасных последствиях применения  нового материала или процесса,  правительственные постановления позволяют немедленно провести судебные процессы против любых лиц или организаций, импортирующих или выпускающих  опасные для населения лекарства, изделия или материалы. Но это опыт ведения дел в США.
    А как они ведутся в РФ?.1) Думается, что пока не просчитаны степени риска использования тех или иных наноматериалов, нет разговора о производствах. «Наука- да, производства- рано», поэтому лозунги Анатолия Чубайса о развитии инноваций во всех областях наук  и производств в нашей стране были преждевременны. Но еще и потому, 2) что: наше общество не готово к таким переменам, т .к. слишком соблазнительно огромные  денежные потоки (например, Госкорпорация «Роснано» получила  810млн.р. на строительство производства, в г. Владимире) из-за коррумпированности нашего общества уходят в карман мошенников на покупку недвижимости,  круизы заграничные и вольготную жизнь. А исследовательские лаборатории проводят свои испытания с использованием чуть ли не подручных средств, и оборудование условий труда малых производств не на высоте 
во-первых,  необходима «прозрачность » государственных расходов, т.е.расходов народных средств на нанонауку,  на развитие нанотехнической базы. Это означает, что хвалиться надо не цифрами сумм выделяемых денег, а подтвержденным  количеством реально потраченных;
во-вторых, должны быть просчитаны все риски использования наноматериалов и степень их воздействия на окружающую среду и население;
в-третьих, правительство должно  оценивать все риски с использованием нанопродукции,  наноматериалов , учитывая, что ( не в обиду сказано, а по делу) - « сапожник должен тачать сапоги, а пироги -  печь пирожник» ,  а не наоборот!
В четвертых, законодательная и общественная защита от той или иной недобросовестности  в нано должна иметь место обязательно!

На Руси говорят : « пока гром не грянет – мужик не перекрестится»
Давайте не будем жить под этим лозунгом! ©
2010г.