수질 정화에 사용되는 탄소 나노튜브에 대한 독성 진실:관점

방법

탄소나노튜브(CNT)는 흑연의 벌집형 결정 격자층을 단일층 또는 다중층으로 튜브 형태로 감싼 섬유질 물질이다[11]. 정확한 구조적 배열과 질서는 초경량, 높은 표면 장력 및 높은 종횡비와 같은 다양한 유익한 특성을 제공합니다[12]. 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT)는 그래핀의 단일 쉘의 원통형 모양으로 구성되는 반면 다중벽 탄소 나노튜브(MWCNT)는 그래핀 시트의 여러 층으로 구성됩니다[13, 14]. 두 유형의 CNT는 담수화 과정을 복잡하게 하는 오염물질의 직접적인 제거와 간접 제거에 사용되었습니다[15].

모든 CNT가 독성이 있는 것은 아니므로 모양, 크기 및 구성을 변경하면 CNT의 나노독성이 변경될 수 있다는 점을 이해하는 것이 중요합니다[16]. 대식세포의 길이를 초과하는 장섬유(> 20 μm)의 CNT는 대식세포에 의해 삼켜질 수 없어 비효율적인 식균작용을 일으켜 시스템에서 제거되지 않아 유해한 영향을 미칩니다. 일반적으로 많은 연구에서 더 긴 길이와 더 큰 직경이 더 작은 것보다 더 큰 독성을 갖는다고 밝혔습니다[16]. 또한, CNT 합성 과정에서 조절할 수 있는 CNT의 길이와 직경은 수명 주기와 독성을 결정하는 또 다른 주요 요소입니다. 다양한 유형의 CNT의 독성은 표 1에 요약되어 있습니다.

위험 평가 연구와 관련된 CNT의 수명 주기 및 방출 용량

탄소나노튜브의 수명주기는 그림 2와 같이 취급량과 분산상태에 따라 6단계로 분류할 수 있다[17, 18]. 첫 번째 단계는 산소가 유입되지 않는 밀폐된 용광로에서 수행되는 CNT 제조를 포함합니다. 따라서 CNT에 대한 노출은 낮습니다. 그럼에도 불구하고 CNT 노출은 용광로 유지보수 및 CNT 수동 취급 중에 발생할 수 있습니다. 두 번째 단계는 마스터 배치 및 CNT 분산 솔루션과 같은 중간 제품의 제조를 포함합니다. 2단계의 장비 규모와 처리량은 생산 라인보다 작지만 CNT 분말 공정의 교반은 환경으로의 방출 속도를 증가시킬 수 있습니다. 기계적 마모(도기 및 용기) 및 물리화학적 노화(부식 또는 열 영향)로 인해 CNT가 방출될 수 있습니다. 세 번째 단계는 두 번째 단계에서 제조된 중간 CNT 함유 제품을 활용하여 CNT의 직접 취급을 줄이는 제품 제조입니다. 그러나 이 단계는 용액 건조 및 페인트 경화 중에 일부 CNT를 공기 중으로 방출할 수 있습니다. CNT 수명 주기의 네 번째 단계는 물리적 또는 열적 응력이 복합 제품에 가해지는 제품의 가공으로, 이에 따라 CNT가 기본 폴리머에 결합되고 이러한 복합재에서 유리 CNT의 방출이 현저히 낮을 것으로 예상됩니다. 5단계는 소비자가 CNT 제품을 사용하는 단계이며, 마지막으로 6단계는 CNT 기반 제품을 폐기하거나 재활용하는 단계이다[17, 18].

CNT 수명 주기. 위험 평가 연구와 관련된 CNT의 수명 주기 [18, 61]

CNT 제품의 수명 주기를 추적하면 애플리케이션에서 CNT가 릴리스될 수 있는 상황을 결정할 수 있습니다. 예를 들어, 기계적 강도, 전도성 등을 향상시키기 위해 일반적으로 폴리머 매트릭스에 내장된 CNT는 방출되지 않습니다. 그러나 폴리머 매트릭스의 광반응, 가수분해, 산화 및 열분해를 포함하는 폴리머 분해는 CNT를 환경으로 방출할 수 있습니다[19]. 분해 속도는 폴리머의 구조적 특징과 공정을 제어하는 ​​물리적, 화학적, 생물학적 제제와 같은 외부 소스의 영향을 받습니다. 또한 Wohlleben et al. [20] 방출된 단편과 이에 따른 생체 내 위험을 비교하여 나노복합체의 수명 주기를 조사합니다. 저자는 일반적인 기계적 사용(예:풍화, 정상적인 사용 단계 및 샌딩)에서 나노충전재가 없는 기존 물질과 비교하여 나노복합 재료의 독성에 큰 차이가 없음을 확인했습니다. 게다가 Wohlleben et al. [21]은 또한 결합된 기계적 또는 화학적 스트레스에 의해 나노 강화 타이어와 관련된 나노 물질의 사용 중 CNT의 방출을 분석했습니다. 저자는 온로드 시나리오가 지표수로 세척된 시나리오보다 자극된 트레드 마모로 인한 파편을 더 많이 방출한다고 보고합니다. 이는 상승적인 노화 스트레스만이 상당한 방출을 유도함을 나타냅니다.

Girardello et al. [22] 수생 무척추동물 거머리(Hirudomedicalis )은 MWCNT에 노출된 짧은 기간[1, 3, 6, 12] 및 장기간(1~5주)에 걸쳐 급성 및 만성 면역 반응을 분석했습니다. 노출된 거머리 혈관신생 및 섬유형성증에서 대규모 세포 이동이 발생했습니다. 또한, 특정 마커를 사용한 면역세포화학적 특성화는 단핵구 및 대식세포(CD45 ⁺ 및 CD68 ⁺ )는 이러한 염증 과정에서 가장 영향을 받은 세포였습니다. 이러한 면역적격 세포는 염증성 사이토카인(IL-18)의 발현 및 아밀로이드 형성으로 시작되는 일련의 사건을 특징으로 합니다. 저자는 또한 거머리 노출 용액의 산화알루미늄이 음용수의 인체 건강에 허용되는 수준보다 낮음을 확인했습니다[22]. 또한 EDS 분석 결과 거머리 조직에서 알루미늄, 코발트, 철과 같은 금속은 검출되지 않았다. 이 실험은 거머리의 반응이 노출 용액에 존재하는 금속 산화물이 아니라 MWCNT에 의해 유발되었음을 발견했습니다[22]. 또한, Muller et al. [23]은 MWCNT가 쥐당 0.5, 2, 5mg의 용량으로 쥐의 기관에 도입되었을 때 3일의 단일 기관 내 투여 후 모든 용량에서 염증 및 섬유성 반응을 초래했다고 기록했습니다. Xu et al. [24]는 0.5ml의 MWCNT(500μg/ml)를 쥐의 폐에 9일에 걸쳐 5번 삽입하면 폐포 대식세포와 종격동 림프절에 MWCNT가 존재한다는 사실을 발견했습니다.

앞서 언급한 공정(예:CNT 합성, 중간체 생산, 추가 가공, 제품 사용, 재활용 공정 및 최종 폐기)은 제품 수명 주기의 모든 단계에서 발생할 수 있습니다[25]. 폐수 처리 중 잔류하는 CNT는 화학 물질과 일부 오염 물질의 반응을 통해 다양한 부산물을 형성할 수 있습니다. 식수 섭취, 흡입 및 정기적인 실내 활동 중 피부 접촉을 통해 이러한 화학 물질에 만성적으로 노출되면 인간에게 암 및 비암 위험을 초래할 수 있습니다[26].

환경에서 CNT의 운명이나 반감기를 조사한 연구는 거의 없습니다. ENM이 다른 미디어 사이에서 변환 또는 전송되는지 여부와 그렇다면 어떤 시간 척도에 걸쳐 전송되는지를 고려하는 것이 중요합니다. CNT의 성질과 행동은 표면 작용기 및 물리적 형태를 포함한 물리적 화학의 지배를 받는 환경에 따라 때로는 매우 근본적으로 변경될 수 있다는 것이 잘 확립되고 있습니다. 환경에 대한 영향은 CNT의 출현 특성과 용해된 종의 방출, 부동태화, 종의 국소적 고갈 또는 유기체에 의한 직접적인 CNT 흡수를 포함하는 가능한 메커니즘의 범위에 의해 제어됩니다. 또한 CNT의 물리화학적 특성이 독성에 미치는 영향을 이해함으로써 CNT의 부정적인 영향을 최소화할 수 있습니다. 예를 들어 Wang et al. [27] 플루로닉 F108 코팅을 통해 MWCNT의 폐 섬유증 잠재력을 감소시키면 코팅이 MWCNT 분산을 부여하고 시험관 내 및 온전한 동물 폐에서 이러한 튜브의 섬유화 유발 효과를 감소시킬 수 있음을 발견했습니다. 이 효과의 메커니즘은 대식세포 및 다른 세포 유형에서 리소좀 손상을 방지하는 능력이 있습니다. 저자는 PF 108 코팅이 약물 전달 및 이미징과 같은 생물의학 분야에서 MWCNT에 대한 안전한 설계 접근 방식으로 적용될 수 있다고 제안했습니다[27].

요약하면, CNT의 환경적 영향을 평가하려면 사용 전과 다양한 매체에 노출된 후에 CNT를 정확하게 특성화하는 것이 중요합니다. 나노물질과 환경 사이의 계면에서 현상학은 특히 장기적인 예측을 하는 데 중요합니다. ENM이 환경 매체와 어떻게 상호 작용하는지에 대한 정보는 거의 없으며 현장에서 몇 가지 연구만 보고되었습니다. 적절한 제품 설계, 안전한 제조 경로 및 효과적인 수명 종료 폐기 전략을 개발하려면 환경으로 방출되는 CNT의 운명과 중요성을 이해해야 합니다.

정수에서 CNT에 대한 중요 사실

흡착제

CNT는 수질 정화에 널리 사용되는 흡착제이지만 안전성에 대한 몇 가지 설명이 필요합니다. 일반적으로 CNT는 매우 높은 농도의 수질 오염 물질을 흡착하기 위해 대량으로 필요합니다. 따라서 어떤 유형의 CNT가 배치되고 얼마나 사용되고 있는지 확인할 필요가 있습니다. 다른 CNT 개체는 접근해야 하는 다른 물리화학적 특성을 가질 수 있습니다. 50,000가지가 넘는 다양한 유형의 CNT가 환경에서 재료의 복잡성을 예시하는 다양한 길이, 모양, 전하 등으로 시장에서 사용할 수 있습니다[28]. 반면에, 깨끗한 CNT는 나노안전성 문제를 제기하는 금속 및 탄소계 물질과 같은 일반적인 불순물[29]로 인해 자체적으로 문제가 있습니다. 결과적으로 과학자들은 다양한 접근 방식을 사용하여 CNT를 정제하고 기능화했지만[30, 31], 최근 연구에서는 이러한 CNT가 살아있는 세포에 대한 금속 흡수와 독성 수준을 증가시키는 것으로 나타났습니다[32].

수질 오염 물질을 흡착하면 기공 크기 및 부피, 표면 전하 또는 에너지, 안정성, 소수성 및 기능과 같은 CNT 특성이 변경됩니다[33]. 첫째, 부식산 및 탄닌산(TA)과 같은 다양한 유기 수질 오염물질의 흡착은 CNT의 특성을 변경하고 환경에서의 안정성을 증가시킵니다. 형 외. Suwannee 강 물에서 유기물이 흡착된 안정한 CNT를 발견[34], 우크라이나의 Sahan 강에서 안정한 풀러렌에 대한 연구와 일치합니다[35]. 투과전자현미경(TEM) 이미지는 CNT가 TA 흡착 시 크기가 두꺼워지고 번들에서 개별 CNT가 분리되는 것으로 나타났습니다[36]. CNT에 대한 계면활성제 흡착에 대해서도 유사한 현상이 발견될 수 있으며, 이는 나노튜브의 물 분산성을 변화시킵니다[37]. 이러한 연구는 안정적인 CNT가 WWTP에서 수성 환경으로 방출된 후 수송되고 후속적으로 침착되어 살아있는 세포에 의한 E-CNT의 잠재적인 흡수로 이어질 수 있다고 가정합니다. 둘째, CNT에 흡착된 Fe, Cd, Ni, As 및 Hg와 같은 무기 금속은 입자 내에서 더 큰 반응성과 독성을 가질 수 있습니다. 연구에 따르면 Fe 및 Ni와 같은 금속 이온을 포함하는 CNT는 살아있는 세포에 더 독성이 있습니다[38]. 또한 생물학적 흡착제, 특히 미생물은 WWTP에서 CNT 표면 특성을 변경할 가능성이 있습니다. 예를 들어, 일부 박테리아 세포내 효소는 하이드록실 라디칼의 형성을 촉매합니다( ^• 오) 또는 H₂ O₂ 카르복실화된 (C)-CNT를 생성하는 산화환원 반응을 통해 [39]. 이것은 소수성의 깨끗한 CNT를 친수성으로 전환시켜 응집에 영향을 미치고 취급을 극도로 어렵게 만들고 튜브를 WWTP에 보관하기 어려울 것입니다. 일부 효소는 C-CNT[39, 40]를 분해하고 짧은 CNT 단편을 변형시켜 환경에서의 후속 수송을 용이하게 합니다. 따라서 오염 물질(예:유기, 무기 및 생물학적)은 CNT 특성이 변경되지 않는 방식으로 제거되어야 합니다. 절단, 연마, 절단 및 찢어진 후 흡착된 CNT가 덮여 있는지 확인해야 합니다. 이를 기반으로 CNT가 오염 물질 흡착에 재사용할 수 있는 적합성을 예측할 수 있습니다.

고급 산화 공정용 촉매

촉매 복합물로서 CNT 위험을 측정하는 것은 여러 가지 방법으로 가능합니다. 먼저 Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, Pt, Au, Hg와 같은 금속과 그 산화물을 사용하여 물리적 및/또는 화학적 흡착을 통해 CNT를 합금하는 것은 안정적이지 않음; 상당한 양의 금속 입자가 환경에 방출될 가능성이 있습니다. 두 번째로, 도핑된 각 금속은 고유한 특성을 가지고 있으며 이는 모체 CNT의 특성과 궁극적으로 복합재의 전반적인 거동에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어 Fe는 재활용을 쉽게 하기 위해 CNT 촉매를 자화하는 데 널리 사용되며, 이는 세포 생존에 영향을 미치는 하이드록실 라디칼을 생성할 수 있습니다[41]. 이는 나노안전성 위험 평가 전략에 영향을 미칠 수 있으며 안전 지침을 개발하기 전에 최종 합성물의 생체 적합성, 건강 위험 및 독성 문제를 계산해야 합니다. 셋째, CNT 복합재료를 이용한 미생물 살균이 중요하다. CNT-Ag-TiO₂ 직접적인 항균 효과를 보여주며 박테리아 세포벽을 파열시키는 데 널리 사용됩니다[42]. 그러나 이러한 처리는 치명적일 수 있습니다. 그 이유는 특히 시아노박테리아와 같은 소수의 박테리아가 CNT를 통해 오염을 제거하는 동안 더 많은 독성 화합물, 즉 마이크로시스틴을 방출하는 원인이 될 수 있기 때문입니다[2]. 넷째, CNT-금속 촉매를 사용하는 잔류성 유기 오염물질의 광분해 및 촉매 습식 공기 산화(CWAO)는 모화합물보다 독성이 강하고 건강에 해로울 수 있는 다양한 분해 생성물 및/또는 그 중간체를 생성합니다[43]. 따라서 CNT-금속 복합재가 광촉매 및 촉매 습식 공기 산화제로 사용하기에 완전히 안전하다고 가정하기 전에 분해된 제품의 반응성, 독성 및 환경에서의 거동도 염두에 두어야 합니다. 마지막으로 과학자들은 재활용을 위해 도핑된 금속에서 모체 CNT를 분리해야 합니다. 건식 또는 습식 절단 기술이 CNT 복합 재료의 절단 및/또는 연삭에 사용할 수 있지만[44] 짧은 자유 CNT/금속 조각의 에어로졸을 생성할 수 있는 상당한 기회가 있습니다. 지표수와 육지는 CNT의 대기 방출의 최종 목적지가 될 것이며 주의해서 처리해야 합니다. 따라서 액체 매질에서 CNT-금속 복합재를 취급하거나 처리하는 동안 추출 환기를 시작하는 것이 도움이 됩니다.

센서 제조의 CNT 응용

바이오 센서용 전극으로 CNT를 적용하는 것은 비교적 안전합니다. CNT 전극과 물이 직접 접촉할 가능성은 거의 없습니다. 그러나 몇 가지 위험 측정을 따를 수 있습니다. 첫째, 1D CNT는 종종 2D NM, 특히 높은 전기전도도 및 기계적 유연성을 위해 그래핀과 결합됩니다. 이러한 상부구조는 물리화학적 특성이 다르며[45] 주의해서 측정해야 하는 다양한 환경적 위험을 내포하고 있습니다. 둘째, 폴리(디알릴디메틸암모늄 클로라이드)(PDDA) 기능화된 CNT는 전기화학 바이오센서에서 매우 일반적입니다. CNTs-PDDA는 폴리머가 세포 생존율과 용혈에 영향을 미치기 때문에 유해합니다[46]. 마지막으로, 디옥시리보핵산(DNA), 앱타머, 효소 및 단백질과 같은 생체 분자는 유기, 무기 및 생물학적 수질 오염 물질을 감지하기 위해 CNT에 널리 고정되어 있습니다. 이러한 생체 분자의 바람직한 고정화 방법은 CNT의 무결성과 높은 전기 전도성으로 이어지는 생체 분자의 형태를 유지하기 위해 공유 수정보다 물리적 흡착입니다. 그러나 이러한 시스템은 시스템에서 침출된 생체 분자가 종종 인간에게 유독하기 때문에 안정적이고 내구성이 없습니다. 따라서 바이오센서의 품질과 위험 정량화는 최종 제품을 생산하기 위해 취한 전략에 전적으로 의존합니다.

막 생산에서 CNT 활용

CNT는 수직 정렬(VA)-CNT 멤브레인이라는 별도의 멤브레인 자체로 널리 사용됩니다. 대조적으로, 혼합 매트릭스(MM)-CNT 멤브레인은 향상된 분리 공정을 위해 역삼투(RO), 나노여과(NF) 및 한외여과(UF)와 같은 기존 고분자 멤브레인에 CNT를 도핑하여 생성할 수 있습니다. 따라서 연구자들은 종종 CNT 멤브레인을 RO, NF, UF 및 나노 강화 멤브레인으로 분류합니다[47]. 이것은 CNT 멤브레인이 RO, NF 및 UF 멤브레인과 다르기 때문에 적어도 나노안전성 관점에서는 허용되지 않습니다. IUPAC(International Union of Pure and Applied Chemistry)와 ISO(International Organization for Standardization)에 따르면 멤브레인은 거부하는 수질 오염 물질의 크기를 기준으로 해서만 분류할 수 있습니다[48, 49]. RO 및 NF 멤브레인은 확산 시 물을 정화하는 반면 UF 멤브레인은 부유물 입자를 유지합니다. 대조적으로, CNT 멤브레인은 용해된 이온과 부유 고체를 모두 보유하며 기체 분리에도 사용되었습니다[50]. 유기 폴리머는 RO, NF 및 UF의 빌딩 블록이지만, CNT는 탄소 동소체입니다. 기존 멤브레인과 비교하여 CNT 멤브레인은 종종 TiO₂와 같은 다른 나노 입자로 기능화됩니다. , Ag 및 Fe₃ O₄ 다른 물리화학적 특성을 가질 수 있습니다. 그 결과, RO, NF 및 UF에 대한 기존의 위험 평가는 CNT 멤브레인에 적용할 수 없습니다. CNT 멤브레인 기술과 관련된 기존의 위험과 새롭게 부상하는 위험을 모두 고려해야 합니다. 따라서 멤브레인 공정으로서의 CNT 안전 가이드라인은 단순히 과학자들이 제공하는 용어의 일관성 없는 사용에 근거한 것이 아니라 물질주의적이고 적용되는 관점에 근거해야 합니다. CNT 멤브레인의 분류는 명확한 기술 정의 없이는 법률 제정이 불가능하기 때문에 위험 평가 및 규제 측면에서 규제하기 위해 비판적으로 검토되어야 합니다.

공학 나노물질

설계된 CNT는 수질 정화 분야에서 놀라운 약속을 하고 있습니다[51]. 전 세계적으로 WWTP에서 약 1100-29,200미터톤/년의 가공 나노물질(ENM)이 폐수로 배출되는 것으로 계산되었습니다[52]. 몇 시간과 며칠 후, 그러한 ENM은 천연 수자원에서 더 큰 집합체로 정착하고 있습니다. 따라서 ENM을 성공적으로 사용하려면 모양, 크기, 전하, 응집 등과 같은 새로운 속성을 기반으로 한 안전 지침[53]의 구현이 필요합니다. ENM의 특이한 반응성은 다른 광전자 및 기계적 특성을 갖는 표면 및 양자 효과 때문입니다[54]. 이러한 특성은 다양한 독성학적 결과로 인해 확인되어야 합니다. 가공된 CNT의 운명은 흡착, 반응성, 접착, 응집 및 습윤성과 같은 계면 특성에 따라 달라지며 pH, 오염 물질 혼합물 등과 같은 물 화학에 의해 조절됩니다[54]. 적절한 기능을 가진 엔지니어링된 CNT는 다양한 자연수 성분이 고정될 수 있는 부착 지점 역할을 합니다. 이러한 수정은 번들에서 CNT의 분리를 용이하게 하고 개별 CNT는 WWTP에서 누출됩니다. 따라서 오염된 폐수는 CNT로 처리된 물에서 발견될 수 있습니다. 물질의 복잡성 때문에 CNT의 독성을 측정하는 것은 종종 어렵습니다. 과학자들은 이러한 복잡한 신규 물질의 독성 현상을 측정하기 위해 "One Size Fit All"과 같은 가정을 사용합니다. 지식 격차와 과학적 데이터의 부족이 있습니다. 각 ENM의 독성 수준을 정확하게 검증하고 확인하려면 약간의 생각이 필요합니다. 습식 실험실 작업 외에도 합의 물리화학적 특성으로 ENM을 분류하기 위한 QSAR(정량적 구조-활성 관계) 모델과 같은 일부 계산 도구를 사용할 것으로 예상할 수 있습니다. 이를 통해 이해 관계자는 전반적인 위험 핫스팟을 이해하고 사용하기에 안전한 조합을 선택할 수 있습니다. 과학자들은 또한 WWTP에서 사용할 각 ENM에 대한 임계값 한계를 괄호로 묶을 수 있습니다.

원팟 결합 기술

과학자들은 여러 수질 오염 물질을 실시간으로 처리하기 위해 다양한 정수 기술이 통합되는 "원팟(One-Pot)" 기술을 개발하는 것을 선호합니다[5]. 나노안전성 측면에서 이러한 조합을 추적하는 것은 어려운 작업이 될 수 있습니다. 우리가 아는 한, 그러한 하이브리드 기술에 대한 독성 테스트는 아직 수행되지 않았으므로 환경적 피해에 대해 테스트해야 할 수도 있습니다. 분명히, 각 개별 기술에 대한 위험 평가는 다른 기술과 관련되어야 추가 평가 없이 제어를 구현할 수 있습니다. "원팟" 복합 정수 기술의 총 위험은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

CNT의 직업상 노출 위험

그러나 가공 나노물질(ENM)을 포함하는 제품의 수와 생산량이 증가하면 제품의 제조, 사용, 세척 또는 폐기 과정에서 환경에 더 많이 방출될 것입니다[55]. 간단한 수준에서 나노기술은 현재까지 보고된 문제가 거의 없기 때문에 안전한 산업처럼 보일 것입니다. 그러나 이러한 ENM의 가장 역효과는 시간이 지남에 따라 명백해질 수 있으며 일상 생활에서 널리 사용되기 때문에 석면 함유 제품과 유사한 책임을 지게 됩니다. 잠재적인 직업 및 환경 위험인 ENM은 건강 및 안전 문제를 제기할 수 있습니다[56]. NIOSH에서 보고한 바와 같이 7명의 작업자가 정의되지 않은 나노입자(NP)의 혼합물로 구성된 화학 페이스트로 작업한 후 저산소혈증과 심각한 폐 질환이 발생했습니다. 직업 건강 노출 위험 측면에서 작업자가 금속 아크 공정을 사용하여 터빈 베어링용 부시에 니켈 NP를 분사하는 동안 호흡 곤란 증후군으로 사망했다는 증거를 제공하는 데이터가 나타났습니다. 불행히도 나노기술 산업은 ENM 사용에 대해 침묵을 지키고 있으며 정부 규제 기관은 엄격한 지침을 도입하지 않았습니다. 이러한 이유로 ENM의 독성을 평가하고 인체 건강에 대한 가능한 이점 또는 부작용을 이해할 필요가 있습니다.

CNT의 효과는 투여 또는 노출 방법과 상관관계가 있는 것으로 보입니다[16]. 업데이트된 사용 가능한 표준은 허용 노출 한계(PEL)가 8시간 가중 평균(TWA)에 대해 공기 입방 센티미터당 0.1 섬유이며, 편위 한계(EL)가 1.0 입방 센티미터당 석면 섬유인 석면에 대해 규정되어 있습니다. 30분 기간. 고용주는 누구도 이 한도를 초과하여 노출되지 않도록 해야 합니다. 석면 노출을 감지하기 위해 작업장 또는 작업 활동을 모니터링하는 것은 노출 위험이 있는 작업자에게 PEL 또는 EL 이상인 것이 중요합니다[43].

많은 연구에서 CNT가 호흡기계에 노출되면 천식, 기관지염, 폐기종 및 폐암을 유발할 수 있다고 보고했습니다. 일부 공장은 산업 위생 기준이 없기 때문에 먼지가 더 많을 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다[4]. 미세 CNT 입자를 포함하는 분쇄된 CNT 또는 혼합물로 작업하면 흡입의 위험이 있을 수 있습니다. 흡입 노출에 대해 수행된 많은 실험 연구는 CNT가 호흡기관에 미치는 영향을 평가하고 노출 한계를 확인하는 데 기여했습니다. 공기 중 CNT 물질에 직업적으로 장기간 노출되면 동물 연구에서 문서화된 바와 같이 폐에 심각한 병변이 발생할 수 있습니다[4].