Type de document
Rapports de recherche scientifique
Année de publication
2016
Langue
Français
Résumé
L’emploi croissant des nanoparticules manufacturées dans l’industrie et les laboratoires conduit inévitablement à une augmentation de l’exposition des travailleurs aux nanomatériaux. Si en laboratoire les nanoparticules sont manipulées principalement dans des espaces confinés, il en est tout autrement dans les secteurs industriels de fabrication, de transformation et de manutention de ces produits. Dans ces circonstances, la stratégie de maîtrise des risques passe par le port d’équipements de protection adaptés. Bien que de nombreuses études aient été réalisées sur les équipements de protection respiratoire (masques jetables et intégraux), encore trop peu sont menées sur la protection cutanée et en particulier sur les gants. De plus, les quelques résultats issus de la littérature sont souvent contradictoires.
Cette étude s’est articulée autour de trois grandes parties correspondant aux objectifs définis en début de projet. Tout d’abord, il a permis de concevoir un banc d’essai pouvant appliquer des déformations triaxiales dynamiques sur les gants de protection, simulant leur utilisation en milieu de travail. En parallèle, un protocole d’échantillonnage rigoureux a été développé afin de minimiser les contaminations éventuelles. Les mesures des concentrations en nanoparticules dans la solution d’échantillonnage ont été réalisées par spectrométrie de masse, une technique ayant des limites de détection inférieures à une partie par milliard (ppb). La deuxième grande partie du projet a été consacrée à l’acquisition de connaissances sur les mécanismes de pénétration et la cinétique de transport des nanoparticules à travers les matériaux de gants. Plusieurs phénomènes mécaniques ou physico-chimiques ont été reconnus comme étant responsables de la perte d’intégrité des échantillons, favorisant ainsi le passage des nanoparticules.
Enfin, à la suite des résultats obtenus précédemment, la dernière partie contient les recommandations émises quant au choix des gants de protection en cas de risque d’exposition aux nanoparticules.
Cinq modèles de gants et cinq types de nanoparticules manufacturées ont été sélectionnés pour ce projet. Les gants retenus étaient parmi les plus utilisés dans l’industrie et les laboratoires. Il y avait trois modèles de gants en nitrile de différentes épaisseurs, un modèle en latex et un modèle en néoprène. Deux solutions de nanoparticules d’or, une d’argent, une de dioxyde de silice et une de nanocellulose cristalline ont été étudiées. Sur les cinq modèles de gants, trois d’entre eux ont montré une efficacité satisfaisante contre les nanoparticules utilisées. Cependant, il y a deux modèles en nitrile qui ont présenté une efficacité médiocre, l’un d’entre eux devant même être déconseillé lors de la manipulation de nanoparticules en solution aqueuse.
Au regard de ces résultats, il est important de poursuivre cet effort de recherche. Certains paramètres extrinsèques aux matériaux, facilitant le passage des nanoparticules, ont été déterminés et étudiés. Cependant, des travaux futurs seront absolument nécessaires pour définir précisément le rôle des nanoparticules et en particulier l’effet de certains paramètres inhérents comme leur forme, leur charge ou encore leur fonctionnalisation. De plus, une collaboration plus étroite devra être établie avec les manufacturiers de gants pour proposer des matériaux de gants alternatifs offrant une protection accrue contre les nanoparticules.
Abstract
The growing use of manufactured nanoparticles in industry and laboratories is inevitably leading to increased worker exposure to nanomaterials. While in the lab, nanoparticles are handled primarily in confined spaces, this is certainly not the case in industries where these products are manufactured, processed and handled. In these circumstances, a risk control strategy must involve the wearing of appropriate protective equipment. Although numerous studies have been conducted on respiratory protection equipment (disposable and full facepiece masks), very few have so far been done on skin protection and especially gloves. In addition, the few assessments that can be found in the literature are often contradictory.
This study consisted of three main parts corresponding to the goals defined at the start of the project. First, it involved designing a test bench that could apply dynamic triaxial deformations to the protective gloves to simulate their use in the workplace. In parallel, a rigorous sampling protocol was developed to minimize potential contamination. Nanoparticle concentrations in sampling solutions were measured by means of mass spectrometry, a technique having detection limits below one part per billion (ppb). The second major part of the project was devoted to learning more about the penetration mechanisms and transport kinetics of nanoparticles through glove materials. A number of mechanical or physicochemical phenomena were recognized as being responsible for the loss of integrity of the samples, making nanoparticle penetration easier.
Last, in light of the results of the first two parts, the final part of the study contains recommendations regarding the choice of protective gloves when there is a risk of nanoparticle exposure.
Five models of gloves and five types of manufactured nanoparticles were selected for the project. The gloves chosen were among those most commonly used in industry and laboratories. There were three models of nitrile gloves of different thicknesses, one latex model and one neoprene model. Two solutions of gold nanoparticles, one of silver, one of silicon dioxide and one of crystalline nanocellulose were studied. Of the five models of gloves, three showed satisfactory effectiveness against the nanoparticles used. Two of the nitrile models were rated poor in terms of effectiveness, and a warning even had to be issued for one of them, advising against its use for handling nanoparticles in aqueous solution.
The results of the study indicate that further research is needed. Certain parameters extrinsic to the materials that facilitate the passage of nanoparticles were determined and studied. Nevertheless, future research will still be necessary to define the role of nanoparticles more precisely and, in particular, the effect of certain inherent parameters such as shape, charge and functionalization. Furthermore, closer collaboration needs to be established with glove manufacturers to develop alternative glove materials that offer better protection against these particles.
ISBN
9782896318919
Mots-clés
Gant de protection, Protective glove, Nanoparticule, Nanoparticle, Détermination expérimentale, Experimental determination, Protection de la peau, Skin protection, Absorption cutanée, Skin absorption, Toxicité percutanée, Dermal toxicity, Résistance des matériaux, Strength of materials, Caoutchouc nitrile, Nitrile rubber, Latex, Néoprène, Neoprene, Microscopie, Microscopic determination
Numéro de projet IRSST
2013-0060
Numéro de publication IRSST
R-933
Citation recommandée
Vinches, L., Zemzem, M., Hallé, S., Peyrot, C., Wilkinson, K. J. et Tufenkji, N. (2016). Mesure de l’efficacité des gants de protection contre les nanoparticules dans des conditions simulant leur utilisation en milieu de travail (Rapport n° R-933). IRSST.