ISO TR 19601-2017 Nanotechnologies - Aerosol generation for air exposure studies of nano-objects and their aggregates and agglomerates (NOAA)《纳米技术 纳米物质及其凝聚体和团聚体.pdf

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1、 ISO 2017 Nanotechnologies Gnration darosols pour raliser des tudes dexposition lair des nano-objets et de leurs aggrgats et agglomrats (NOAA) Nanotechnologies Aerosol generation for air exposure studies of nano-objects and their aggregates and agglomerates (NOAA) Numro de rfrence ISO/TR 19601:2017(

2、F) RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 19601 Premire dition 2017-07 ISO/TR 19601:2017(F)ii ISO 2017 Tous droits rservs DOCUMENT PROTG PAR COPYRIGHT ISO 2017, Publi en Suisse Droits de reproduction rservs. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelq

3、ue forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie, laffichage sur linternet ou sur un Intranet, sans autorisation crite pralable. Les demandes dautorisation peuvent tre adresses lISO ladresse ci-aprs ou au comit membre de lISO dans le pays du demandeur. ISO co

4、pyright office Ch. de Blandonnet 8 CP 401 CH-1214 Vernier, Geneva, Switzerland Tel. +41 22 749 01 11 Fax +41 22 749 09 47 copyrightiso.org www.iso.org ISO/TR 19601:2017(F)Avant-propos v Introduction vi 1 Domaine dapplication . 1 2 Rfrences normatives . 1 3 T ermes et dfinitions . 1 4 Abrviations 7 5

5、 Considrations lies la conception des tudes . 9 5.1 Gnralits 9 5.2 Scnario dexposition sur le lieu de travail . 9 5.3 Lignes directrices existantes pour les essais de toxicit par inhalation 9 5.4 Systme gnral harmonis de classification et dtiquetage des produits chimiques (SGH) 9 6 lments prendre en

6、 compte pour le choix de gnrateurs appropris 10 6.1 Schma de base 10 6.1.1 Organigramme 10 6.1.2 Choix de ltude 12 6.1.3 Caractrisation des proprits physico-chimiques des nanomatriaux 12 6.1.4 Informations relatives lexposition en cas dutilisation ou de manipulation et fabrication ventuelles .12 6.1

7、.5 Caractristiques dexposition 13 6.1.6 Types de mthode dexposition par inhalation 13 6.1.7 Mthode de caractrisation des particules 13 7 Gnrateurs darosols de NOAA 14 7.1 Gnralits .14 7.2 Dissmination ltat sec .17 7.2.1 Gnrateur de poussire Wright (voir Figure 2) .17 7.2.2 Gnrateur darosol brosse (v

8、oir Figure 3) 18 7.2.3 Disperseur de poudre petite chelle (SSPD; voir Figure 4) .19 7.2.4 Gnrateur darosol lit fluidis (FBG; voir Figure 5) 20 7.2.5 lutriateur/gnrateur acoustique darosols secs (ADAGE; voir Figure 6) 21 7.2.6 Gnrateur darosol Vilnius (VAG; voir Figure 7) 22 7.2.7 Gnrateur tambour ro

9、tatif (voir Figure 8) 24 7.3 Dissmination ltat humide 25 7.3.1 Atomiseur/nbuliseur (voir Figure 9 Figure 11) .25 7.3.2 Atomiseur axial assistance lectrostatique (voir Figure 12) 28 7.4 Changement de phase 29 7.4.1 Gnrateur utilisant la mthode par vaporation/condensation (voir Figure 13) . .29 7.4.2

10、Gnrateur dtincelles .30 7.4.3 Nano-arosols gnrs selon la mthode par condensation 31 7.5 Raction chimique.32 7.5.1 Combustion .32 7.6 Filtration/dispersion de phase liquide Schage au point critique (sublimation dans lalcool butylique tertiaire) et systme dinjection directe pour les tudes dinhalation

11、corps entier .34 7.6.1 Principe de fonctionnement 34 7.6.2 Avantages 34 7.6.3 Inconvnients 35 8 Intgration dans le programme exprimental .38 8.1 Gnralits .38 8.2 Caractrisation de lexposition . 39 ISO 2017 Tous droits rservs iii Sommaire Page ISO/TR 19601:2017(F)8.3 Proprits des particules 39 8.4 Co

12、nsidrations relatives aux systmes dexposition in vivo 39 9 Considrations relatives lutilisation dun gnrateur de nano-arosols pour une tude in vitro 40 Annexe A (informative) Gnrateurs de NOAA, distribution de taille de particules et mthodes de mesure .42 Annexe B (informative) Systme de dilution dar

13、osol 47 Bibliographie .50 iv ISO 2017 Tous droits rservs ISO/TR 19601:2017(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux com

14、its techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commissio

15、n lectrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les procdures utilises pour laborer le prsent document et celles destines sa mise jour sont dcrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des diffrents critres dap

16、probation requis pour les diffrents types de documents ISO. Le prsent document a t rdig conformment aux rgles de rdaction donnes dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir h t t p :/ www .iso .org/ directives). Lattention est attire sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent fai

17、re lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. Les dtails concernant les rfrences aux droits de proprit intellectuelle ou autres droits analogues identifi

18、s lors de llaboration du document sont indiqus dans lIntroduction et/ou dans la liste des dclarations de brevets reues par lISO (voir www .iso .org/ brevets). Les appellations commerciales ventuellement mentionnes dans le prsent document sont donnes pour information, par souci de commodit, lintentio

19、n des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement. Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions spcifiques de lISO lis lvaluation de la conformit, ou pour toute information au sujet de ladhsion de lISO aux principes de lOrganisation mo

20、ndiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: w w w . i s o .org/ avant -propos. Le prsent document a t labor par le comit technique ISO/TC 229, Nanotechnologies. ISO 2017 Tous droits rservs v ISO/TR 19601:2017(F) Introduction Linhalation est u

21、ne voie primaire dexposition aux nano-objets et leurs agrgats et agglomrats (NOAA) arosoliss. Les NOAA comprennent des nano-objets dont une, deux ou les trois dimensions externes sont lchelle nanomtrique, sur une chelle de dimensions stendant approximativement de 1 nm 100 nm. Les NOAA peuvent tre co

22、nstitus de structures primaires individuelles lchelle nanomtrique et de structures agrges et agglomres, incluant les dimensions suprieures 100 nm. Pour valuer la toxicit par inhalation de NOAA, il est important de considrer certains paramtres qui rendent les essais de toxicit pertinents pour lexposi

23、tion humaine. Les trois aspects critiques suivants doivent tre pris en compte lors de la conception et de la ralisation dune tude de toxicit par inhalation de nanomatriaux: a) la gnration uniforme et reproductible darosols de nano-objets, qui soit pertinente pour des expositions ralistes; b) la cara

24、ctrisation complte des nanomatriaux pendant toute la dure des essais, y compris les matriaux de dpart et les matriaux gnrs; et c) lutilisation de valeurs limites dexposition professionnelle (VLEP) et de concentrations rfrence (RfC) (issues dtudes antrieures et/ou de donnes de surveillance en temps r

25、el) pour la dosimtrie. Par consquent, pour raliser une tude dexposition in vivo et in vitro des NOAA, il est important de choisir un gnrateur appropri darosol de NOAA et dutiliser des techniques en ligne et hors ligne pour la caractrisation des nano-objets. Les techniques de gnration darosols sont b

26、ien tablies et ont t utilises pendant de nombreuses annes dans des dtudes en laboratoires, en inhalothrapie et dans lindustrie. Un certain nombre de techniques de gnration darosols, habituellement utilises pour dautres matriaux, peuvent tre adaptes pour les tudes de toxicit par inhalation de nano-ob

27、jets. En principe, la gnration darosols implique lapplication dune certaine forme dnergie au matriau pour en rduire la taille ou pour former des petites particules qui sont disperses dans un flux gazeux. Le prsent document dcrit les principaux gnrateurs darosols. Il prsente galement les avantages et

28、 les inconvnients des gnrateurs de nano-objets respectifs, dans le but daider choisir le gnrateur appropri pour raliser ltude de toxicit par inhalation de nano-objets. Quel que soit le systme de gnration utilis pour ltude de toxicit, il convient que les atmosphres gnres fassent lobjet dune caractris

29、ation complte afin de permettre une comparaison avec des atmosphres dexposition sur les lieux de travail permettant ainsi deffectuer une valuation des risques pertinente et de fixer une valeur limite dexposition professionnelle (VLEP). Par consquent, le prsent document fournira galement des informat

30、ions sur la taille des nano-objets arosoliss produits par les gnrateurs respectifs conjointement avec les mthodes appropries de caractrisation des nano-objets. Le prsent document complte les travaux raliss par le groupe de travail sur les nanomatriaux manufacturs (GTNM) de lorganisation de coopratio

31、n et de dveloppement conomiques (OCDE) ainsi que dautres documents cadres associs. Le prsent document fournit des recommandations et propose des lignes directrices pour aider les investigateurs choisir le gnrateur appropri pour leurs NOAA cibles devant tre soumis aux essais.vi ISO 2017 Tous droits r

32、servs Nanotechnologies Gnration darosols pour raliser des tudes dexposition lair des nano-objets et de leurs aggrgats et agglomrats (NOAA) 1 Domaine dapplication Le prsent document dcrit des mthodes pour produire des arosols de nano-objets et leurs agrgats et agglomrats (NOAA) pour des tudes dexposi

33、tion lair in vivo et in vitro. Le but du prsent document est daider choisir un gnrateur darosols appropri pour concevoir un modle dtude toxicologique propos. Le prsent document dcrit les caractristiques des mthodes de gnration darosols, y compris leurs avantages et leurs inconvnients. Le prsent docu

34、ment ne fournit pas de recommandations pour larosolisation de nano-objets spcifiques. 2 Rfrences normatives Les documents suivants cits dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des exigences du prsent document. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rf

35、rences non dates, la dernire dition du document de rfrence (y compris les ventuels amendements) sapplique. ISO/TS 80004-1, Nanotechnologies Vocabulaire Partie 1: Termes cur ISO/TS 80004-2, Nanotechnologies Vocabulaire Partie 2: Nano-objets ISO/TS 80004-4, Nanotechnologies Vocabulaire Partie 4: Matri

36、aux nanostructurs 3 T ermes et dfinitio ns Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions donns dans lISO/TS 80004-1, lISO/TS 80004-2 et lISO/TS 80004-4, ainsi que les suivants sappliquent. LISO et lIEC tiennent jour des bases de donnes terminologiques destines tre utilises en normali

37、sation, consultables aux adresses suivantes: IEC Electropedia: disponible ladresse h t t p :/ www .electropedia .org/ ISO Online browsing platform: disponible ladresse h t t p :/ www .iso .org/ obp 3.1 diamtre arodynamique diamtre quivalent de la particule sphrique de masse volumique gale 1 000 kg/m

38、 3 , ayant la mme vitesse limite de sdimentation dans lair que la particule (3.29) considre Note 1 larticle: Le diamtre arodynamique est li aux proprits dinertie des particules dans lair. Il est gnralement utilis pour dcrire les particules suprieures environ 100 nm. SOURCE: ISO/TR 27628:2007, 2.2 3.

39、2 arosol suspension mtastable de particules (3.29) solides ou liquides dans un gaz SOURCE: ISO/TR 27628:2007, 2.3 RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 19601:2017(F) ISO 2017 Tous droits rservs 1 ISO/TR 19601:2017(F) 3.3 agglomrat ensemble de particules (3.29) ou dagrgats (3.4) ou mlange (3.17) des deux, faiblem

40、ent lis, dont la surface externe rsultante est sensiblement gale la somme des surfaces (3.32) de chacun des lments qui le composent Note 1 larticle: Les forces assurant la cohsion dun agglomrat sont faibles, par exemple des forces de Van der Waals ou des forces rsultant dun simple enchevtrement phys

41、ique. Note 2 larticle: Les agglomrats sont galement appels particules secondaires (3.31) et les particules sources initiales sont appeles particules primaires (3.30). SOURCE: ISO/TS 80004-4:2011, 2.8 3.4 agrgat particule (3.29) compose de particules fortement lies ou fusionnes, dont laire de la surf

42、ace externe rsultante peut tre significativement plus petite que la somme des aires de surfaces (3.32) calcules de chacun des lments qui la composent Note 1 larticle: Les forces qui assurent la cohsion dun agrgat sont, par exemple, des liaisons fortes, de nature covalente ou des forces rsultant dun

43、frittage ou dune intrication physique complexe. Note 2 larticle: Les agrgats sont galement appels particules secondaires (3.31) et les particules sources initiales sont appeles particules primaires (3.30). SOURCE: ISO/TS 80004-4:2011, 2.7 3.5 coagulation formation de particules (3.29) de taille supr

44、ieure par collision puis adhsion de particules de taille infrieure SOURCE: ISO/TR 27628:2007, 2.6 3.6 c l a s s i f i c a t e u r d i f f r e n t i e l d e m o b i l i t l e c t r i q u e DEMC classificateur capable de slectionner des particules darosol en fonction de leur mobilit lectrique et de le

45、s diriger vers sa sortie Note 1 larticle: Un DEMC classe les particules darosol en quilibrant la force lectrique sur chaque particule avec sa force de trane arodynamique dans un champ lectrique. Les particules classes se situent dans une plage troite de mobilit lectrique dtermine par les conditions

46、opratoires (ou exprimentales) et les dimensions physiques du DEMC; ces particules pouvant avoir des tailles diffrentes en raison de la diffrence entre les nombres de charges quelles portent. SOURCE: ISO 15900:2009, 2.7 3.7 systme danalyse de mobilit diffrentielle DMAS systme destin mesurer la distri

47、bution granulomtrique de particules darosol de tailles infrieures au micromtre, compos dun DEMC (3.6), de dbitmtres, dun dtecteur de particules, de canalisations de raccordement, dun ordinateur et dun logiciel appropri SOURCE: ISO 15900:2009, 2.8 3.8 pouvoir de resuspension propension dun matriau produire des poussires en suspension dans lair lorsquil est manipul SOURCE: EN 1540