ISO/TR 12885:2018
(Main)Nanotechnologies — Health and safety practices in occupational settings
Nanotechnologies — Health and safety practices in occupational settings
This document describes health and safety practices in occupational settings relevant to nanotechnologies. This document focuses on the occupational manufacture and use of manufactured nano-objects, and their aggregates and agglomerates greater than 100 nm (NOAAs). It does not address health and safety issues or practices associated with NOAAs generated by natural processes, hot processes and other standard operations which unintentionally generate NOAAs, or potential consumer exposures or uses, though some of the information in this document can be relevant to those areas.
Nanotechnologies — Pratiques de santé et de sécurité en milieux professionnels
Le présent document décrit des pratiques en matière de santé et de sécurité sur les lieux de travail applicables aux nanotechnologies. Le présent document se concentre sur la fabrication et l'utilisation professionnelles de nano-objets manufacturés et leurs agrégats et agglomérats (NOAA) supérieurs à 100 nm. Il n'aborde pas les questions ou pratiques de santé et de sécurité associées à des NOAA générés par des procédés naturels, des procédés à chaud et d'autres opérations ordinaires qui émettent involontairement des NOAA, ni les expositions ou utilisations potentielles du consommateur, même si certaines des informations contenues dans le présent document peuvent être pertinentes dans ces domaines.
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TECHNICAL ISO/TR
REPORT 12885
Second edition
2018-12
Nanotechnologies — Health and safety
practices in occupational settings
Nanotechnologies — Pratiques de santé et de sécurité en milieux
professionnels
Reference number
ISO/TR 12885:2018(E)
ISO 2018
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ISO/TR 12885:2018(E)
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Published in Switzerland
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ISO/TR 12885:2018(E)
Contents Page
Foreword ..........................................................................................................................................................................................................................................v
Introduction ................................................................................................................................................................................................................................vi
1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1
2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1
3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1
4 Symbols and abbreviated terms ........................................................................................................................................................... 1
5 Nanomaterials: Description and manufacturing ................................................................................................................ 3
5.1 Manufactured nanomaterials ..................................................................................................................................................... 3
5.2 Production processes ........................................................................................................................................................................ 5
5.2.1 Typical production processes ............................................................................................................................... 5
5.2.2 Aerosol generation methods ................................................................................................................................. 5
5.2.3 Vapor deposition methods ...................................................................................................................................... 5
5.2.4 Colloidal/self-assembly methods ...................................................................................................................... 5
5.2.5 Electrodeposition ............................................................................................................................................................ 6
5.2.6 Electrospinning ................................................................................................................................................................. 6
5.2.7 Attrition methods ............................................................................................................................................................ 6
6 Hazard characterization ............................................................................................................................................................................... 6
6.1 Health effects ............................................................................................................................................................................................ 6
6.1.1 General...................................................................................................................................................................................... 6
6.1.2 Basic principles and uncertainties ................................................................................................................... 7
6.1.3 Potential relevance of health effects information about incidental ornaturally-occurring NOAAs ..................................................................................................................................... 8
6.1.4 Relationship between toxicity and surface area, surface chemistry, andparticle number ................................................................................................................................................................ 8
6.1.5 Inflammatory response to NOAAs .................................................................................................................... 9
6.1.6 Observations from epidemiological studies involving fine and nanoscaleparticles ................................................................................................................................................................................... 9
6.2 Physical hazards .................................................................................................................................................................................10
6.2.1 Fire (exothermic events) ........................................................................................................................................10
6.2.2 Safety consideration in manufacturing NOAAs ..................................................................................10
7 Exposure assessment to nanomaterials ....................................................................................................................................10
7.1 General ........................................................................................................................................................................................................10
7.2 Scientific framework for assessing exposure to nanomaterials ................................................................12
7.2.1 Routes of exposure ......................................................................................................................................................12
7.2.2 Metric for assessing exposure to airborne nanomaterials .......................................................14
7.3 R eview of methods for characterizing exposure to manufactured NOAAs ......................................17
7.3.1 General...................................................................................................................................................................................17
7.3.2 Sampling strategy issues ........................................................................................................................................20
7.4 Dustiness assessment ....................................................................................................................................................................24
7.4.1 General...................................................................................................................................................................................24
7.4.2 Measurement methods ............................................................................................................................................24
7.5 Dermal exposure assessment ..................................................................................................................................................25
7.5.1 Sampling...............................................................................................................................................................................25
7.5.2 Sample characterization .........................................................................................................................................26
7.6 Dose (internal exposure) assessment ..............................................................................................................................26
7.7 Discussion ................................................................................................................................................................................................26
7.8 Summary ...................................................................................................................................................................................................27
8 Risk assessment in occupational settings ...............................................................................................................................27
8.1 Introduction and scope .................................................................................................................................................................27
8.2 Risk assessment for NOAAs ......................................................................................................................................................28
8.2.1 General...................................................................................................................................................................................28
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ISO/TR 12885:2018(E)
8.2.2 Quantitative and qualitative risk assessment ......................................................................................28
8.2.3 Hazard identification.................................................................................................................................................29
8.2.4 Exposure-response assessment .......................................................................................................................29
8.2.5 Exposure assessment ................................................................................................................................................31
8.2.6 Risk characterization ................................................................................................................................................32
8.3 Conclusions .............................................................................................................................................................................................32
9 Risk mitigation approaches ...................................................................................................................................................................32
9.1 Introduction ...........................................................................................................................................................................................32
9.2 Implication of risk assessment in regard to control methodologies .....................................................33
9.2.1 Background........................................................................................................................................................................33
9.2.2 Strategies for control .................................................................................................................................................34
9.3 Examination of control methodologies ...........................................................................................................................35
9.3.1 Exposure prevention .................................................................................................................................................35
9.3.2 Control strategies .........................................................................................................................................................36
9.3.3 Reducing risk through effective design .....................................................................................................36
9.3.4 Substitution of raw materials, products, processes and equipment ................................37
9.3.5 Engineering control techniques .......................................................................................................................37
9.3.6 Administrative means for the control of workplace exposures ...........................................44
9.3.7 Evaluating the work environment .................................................................................................................49
9.3.8 Personal protective equipment (PPE) ........................................................................................................50
9.4 Health surveillance ...........................................................................................................................................................................55
9.5 Product stewardship .......................................................................................................................................................................56
Annex A (informative) Primary chemical composition of nanomaterials ..................................................................58
Annex B (informative) Nanomaterial-specific animal and cell culture toxicity studies ..............................66
Annex C (informative) Characteristics of selected instruments and techniques formonitoring nano-aerosol exposure ...............................................................................................................................................78
Annex D (informative) Characteristics of biosafety cabinets ...................................................................................................87
Annex E (informative) Assigned protection factors for respirators .................................................................................89
Annex F (informative) Advantages and disadvantages of different types of air-purifying
particulate respirators ................................................................................................................................................................................90
Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................93
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ISO/TR 12885:2018(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso
.org/iso/foreword .html.This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 229, Nanotechnologies.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO/TR 12885:2008), which has been
technically revised.The main changes compared to the previous edition are as follows:
— widespread reference to 'nano-objects, and their aggregates and agglomerates greater than 100 nm'
('NOAAs'), in place of alternative terms;— addition of annexes addressing:
— primary chemical composition of nanomaterials;
— nanomaterial-specific animal and cell culture toxicity studies;
— characteristics of selected instruments and techniques for monitoring nano-aerosol exposure;
— characteristics of biosafety cabinets;— advantages and disadvantages of different types of air-purifying particulate respirators;
— consolidation of bibliographical information.Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.© ISO 2018 – All rights reserved v
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ISO/TR 12885:2018(E)
Introduction
The field of nanotechnologies is advancing rapidly and is expected to impact virtually every facet of global
industry and society. International standardization on nanotechnologies should contribute to realizing
the potential of this technology through economic development, improving the quality of life, and for
improving and protecting public health and the environment. One can expect many new manufactured
nanomaterials coming to the market and workplace. The introduction of these new materials into the
workplace raises questions concerning occupational safety and health. This document assembles useful
knowledge on occupational safety and health practices in the context of nanotechnologies. Use of the
information in this document could help companies, researchers, workers and other people to prevent
potential adverse health and safety consequences during the production, handling, use and disposal of
manufactured Nano-Objects, and their Aggregates and Agglomerates greater than 100 nm (NOAAs).
This advice is broadly applicable across a range of NOAAs and applications.This document is based on current information about nanotechnologies, including characterization,
health effects, exposure assessments, and control practices. It is expected that this document will
be revised and updated and new safety standards will be developed as our knowledge increases and
experience is gained in the course of technological advance.Nanotechnology involves materials at the nanoscale. ISO/TC 229 defines the “nanoscale” to mean size
[1]range from approximately 1 nm to 100 nm (ISO/TS 80004-1:2015) . To give a sense of this scale, a
human hair is of the order of 10 000 to 100 000 nm, a single red blood cell has a diameter of around
5 000 nm, viruses typically have a maximum dimension of 10 nm to 100 nm and a DNA molecule
has a diameter of around 2 nm. The term “nanotechnology” can be misleading since it is not a single
technology or scientific discipline. Rather it is a multidisciplinary grouping of physical, chemical,
biological, engineering, and electronic processes, materials, applications and concepts in which the
defining characteristic is one of size.The distinctive and often unique properties which are observed with nanomaterials offer the promise
of broad advances for a wide range of technologies in fields as diverse as computers, biomedicine, and
energy. At this early stage the potential applications of nanomaterials seem to be limited only by the
imagination. New companies, often spin outs from university research departments, are being formed
and are finding no shortage of investors willing to back their ideas and products. New materials are
being discovered or produced and for some, astonishing claims are being made concerning their
properties, behaviours and applications.While much of the current “hype” is highly speculative, there is no doubt that worldwide, governments
and major industrial companies are committing significant resources for research into the development
of nanometer scale processes, materials and products.Ordinary materials such as carbon or silicon, when reduced to the nanoscale, often exhibit novel and
unexpected characteristics such as extraordinary strength, chemical reactivity, electrical conductivity,
or other characteristics that the same material does not possess at the micro or macro-scale. A huge
range of nanomaterials have already been produced including nanotubes, nanowires, fullerene
derivatives (buckyballs).A few manufactured nanomaterials were developed already in the 19th and 20th centuries, at a time
when the word “nanotechnology” was unknown. Among such nanomaterials are zeolites, catalyst
supports such as MgCl , pigments and active fillers such as carbon black and synthetic amorphous silica.
Market size of these commodity materials is well above the billion US dollars or million tons threshold.
Nanotechnologies are gaining in new commercial application. Nanomaterials are currently being used
in electronic, magnetic and optoelectronic, biomedical, pharmaceutical, cosmetic, energy, catalytic
and materials applications. Areas producing the greatest revenue for nanomaterials are chemical-
mechanical polishing, magnetic recording tapes, sunscreens, automotive catalyst supports, electro-
conductive coatings and optical fibres.Among other factors, due to the great variability of physical and chemical properties of nanomaterials,
our abilities to accurately predict the impact of some nanomaterials exposures on worker health are
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ISO/TR 12885:2018(E)
limited at this time. Similarly, there might be insufficient information about human exposures during
work and our abilities to measure nanomaterials in the workplace (or more generally) are limited
by current technologies. Overall, there is currently limited knowledge on chronic health effects of
nanomaterials. In the case of some nanostructured materials, such as carbon black and synthetic
amorphous silica, toxicological and epidemiological data are available.A subset of nanomaterials, NOAAs are of particular concern in the workplace as they can be dispersed
in the air and can represent health risks via inhalation exposures. NOAAs include structures with one,
two or three external dimensions in the nanoscale from approximately 1 nm to 100 nm, which might
be spheres, fibres, tubes and others as primary structures. NOAAs can consist of individual primary
structures in the nanoscale and aggregated or agglomerated structures, including those with sizes
larger than 100 nm. An aggregate is comprised of strongly bonded or fused particles (structures). An
agglomerate is a collection of weakly bound particles and/or aggregates.There are many gaps in current science about identifying, characterizing, and evaluating potential
occupational exposures in the nanotechnology context. These gaps in our knowledge are best addressed
at a multidisciplinary level. Occupational health practitioners and scientists and practitioners in the
toxicology field including medical scientists and environmental scientists have vital roles to play
in safeguarding health in this fast-moving field. Collaborative studies — ideally with international
coordination — are essential in order to provide the critical information required within a reasonable
time frame.© ISO 2018 – All rights reserved vii
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TECHNICAL REPORT ISO/TR 12885:2018(E)
Nanotechnologies — Health and safety practices in
occupational settings
1 Scope
This document describes health and safety practices in occupational settings relevant to
nanotechnologies. This document focuses on the occupational manufacture and use of manufactured
nano-objects, and their aggregates and agglomerates greater than 100 nm (NOAAs). It does not address
health and safety issues or practices associated with NOAAs generated by natural processes, hot
processes and other standard operations which unintentionally generate NOAAs, or potential consumer
exposures or uses, though some of the information in this document can be relevant to those areas.
2 Normative referencesThere are no normative references in this document.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in the ISO/TS 80004 series apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp/ui— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
4 Symbols and abbreviated terms
ACGIH American Conference of Governmental Industrial Hygienists
AIDS acquired immune deficiency syndrome
APF assigned protection factor
APR air-purifying respirator
BEI biological exposure index
BET Brunauer-Emmett-Teller
BMD benchmark dose
BSC biological safety cabinet
CNF carbon nanofibre
CNT carbon nanotube
COSHH control of substances hazardous to health
CPC condensation particle counter
DC diffusion charger
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ISO/TR 12885:2018(E)
DEMS differential electrical mobility sizer
DMAS differential mobility analysing system
DNA DNA
DOE U. S. Department of Energy
ECETOC European Centre for Ecotoxicology and Toxicology of Chemicals
EPA U. S. Environmental Protection Agency
GI gastro-intestinal
GSD geometric standard deviation
HEI Health Effects Institute
HEPA high efficiency particulate air filter
HSE U. K. Health and Safety Executive
HVAC heating, ventilation and air conditioning
EHS environment, health and safety
ELPI Electrical Low Pressure Impactor
ICON International Council on Nanotechnology
ICP-MS inductively coupled plasma mass spectrometry
ICRP International Commission on Radiological Protection
ICSC international chemical safety cards
IDLH immediately dangerous to life or health
ILSI International Life Sciences Institute
IRSST Canadian Institut de recherche Robert-Sauvé en santé et en sécurité du travail
LEV local exhaust ventilationLPI low pressure impactor
MCDA multi-criteria decision analysis
MMAD mass median aerodynamic diameter
MPPS most penetrating particle size
MWCNT multiwall carbon nanotube
NIOSH U. S. National Institute for Occupational Safety and Health
NMAM U. S. NIOSH manual of analytical methods
NOAA nano-objects, and their aggregates and agglomerates greater than 100 nm
NOAEL no-observed-adverse-effect Level
2 © ISO 2018 – All rights reserved
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ISO/TR 12885:2018(E)
NRV nano reference value
OSHA U. S. Occupational Safety and Health Administration
PAPR powered air-purifying respirator
PPE personal protective equipment
PTFE Polytetrafluoroethylene
RDECOM research, development and engineering command
RPE respiratory protection equipment
SAR supplied-air respirator
SCBA self-contained breathing apparatus
SCENIHR E. C. Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks
SDS safety data sheet
SEM scanning electron microscopy
SOP standard operating procedures
SPE skin protective equipment
SWCNT single-wall carbon nanotube
TEM transmission electron microscopy
TEOM Tapered Element Oscillating Microbalance
USACHPPM U. S. Army Center for Health Promotion and Preventive Medicine
5 Nanomaterials: Description and manufacturing
5.1 Manufactured nanomaterials
Manufactured nanomaterials are nanomaterials intentionally produced to have selected properties or
[1]composition . Manufactured nanomaterials encompass nano-objects and nanostructured materials
(see Figure 1). The former are defined as discrete piece of materials with one (nanoplate), two (nanofibre)
or three external dimensions (nanoparticle) in the nanoscale (i.e. length range approximately from
[1][2]1 nm and 100 nm) . Examples of nanostructured materials are nanocomposites composed of nano-
objects embedded in a solid matrix or nano-objects bonded together in simple random assemblies as in
[3]aggregates and agglomerates or ordered as in crystals of fullerenes or carbon nanotubes . Discussion
in this document focuses primarily on nano-objects and their simple assemblies.© ISO 2018 – All rights reserved 3
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ISO/TR 12885:2018(E)
[1]
Figure 1 — Nanomaterials framework (Based on ISO/TS 80004-1:2015)
Relatively simple nanomaterials presently in use or under active devel
...
RAPPORT ISO/TR
TECHNIQUE 12885
Deuxième édition
2018-12
Nanotechnologies — Pratiques
de santé et de sécurité en milieux
professionnels
Nanotechnologies — Health and safety practices in occupational
settings
Numéro de référence
ISO/TR 12885:2018(F)
ISO 2018
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ISO/TR 12885:2018(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2018 – Tous droits réservés
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ISO/TR 12885:2018(F)
Sommaire Page
Avant-propos ................................................................................................................................................................................................................................v
Introduction ................................................................................................................................................................................................................................vi
1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1
2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1
3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1
4 Symboles et abréviations ............................................................................................................................................................................. 1
5 Nanomatériaux: description et fabrication .............................................................................................................................. 3
5.1 Nanomatériaux manufacturés ................................................................................................................................................... 3
5.2 Procédés de production .................................................................................................................................................................. 5
5.2.1 Procédés classiques de production .................................................................................................................. 5
5.2.2 Méthodes par génération d’aérosol ................................................................................................................. 5
5.2.3 Méthodes de dépôt en phase vapeur .............................................................................................................. 5
5.2.4 Méthodes colloïdales/d’auto-assemblage ................................................................................................. 6
5.2.5 Dépôt électrolytique ..................................................................................................................................................... 6
5.2.6 Électrofilage ......................................................................................................................................................................... 6
5.2.7 Méthodes d’attrition ..................................................................................................................................................... 6
6 Caractérisation des dangers ..................................................................................................................................................................... 7
6.1 Effets sur la santé .................................................................................................................................................................................. 7
6.1.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 7
6.1.2 Principes de base et incertitudes....................................................................................................................... 8
6.1.3 Pertinence potentielle des informations relatives aux effets sur la santédes NOAA incidentels ou d’origine naturelle ........................................................................................... 8
6.1.4 Relation entre toxicité et surface, chimie de surface et nombre de particules .......... 9
6.1.5 Réaction inflammatoire aux NOAA .................. ..............................................................................................10
6.1.6 Observations issues d’études épidémiologiques impliquant des particulesfines et des nanoparticules ..................................................................................................................................10
6.2 Dangers physiques ............................................................................................................................................................................11
6.2.1 Incendie (événements exothermiques) ....................................................................................................11
6.2.2 Considérations de sécurité dans la fabrication des NOAA ........................................................12
7 Évaluation de l’exposition aux nanomatériaux .................................................................................................................12
7.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................12
7.2 Cadre scientifique pour l’évaluation de l’exposition aux nanomatériaux .........................................13
7.2.1 Voies d’exposition ........................................................................................................................................................13
7.2.2 Paramètre de mesure de l’évaluation de l’exposition aux nanomatériauxen suspension dans l’air .........................................................................................................................................15
7.3 Revue des méthodes permettant de caractériser l’exposition aux NOAA manufacturés ....18
7.3.1 Généralités .........................................................................................................................................................................18
7.3.2 Questions relatives à la stratégie d’échantillonnage ......................................................................22
7.4 Évaluation du pouvoir de resuspension .........................................................................................................................26
7.4.1 Généralités .........................................................................................................................................................................26
7.4.2 Méthodes de mesure .................................................................................................................................................26
7.5 Évaluation de l’exposition cutanée .....................................................................................................................................27
7.5.1 Échantillonnage .............................................................................................................................................................27
7.5.2 Caractérisation de l’échantillon .......................................................................................................................28
7.6 Évaluation de la dose (exposition interne) ..................................................................................................................28
7.7 Discussion ................................................................................................................................................................................................29
7.8 Résumé .......................................................................................................................................................................................................29
8 Évaluation des risques dans les milieux professionnels .........................................................................................30
8.1 Introduction et domaine d’application ...........................................................................................................................30
8.2 Évaluation des risques des nanomatériaux ................................................................................................................30
8.2.1 Généralités .........................................................................................................................................................................30
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ISO/TR 12885:2018(F)
8.2.2 Évaluation quantitative et qualitative des risques ..........................................................................31
8.2.3 Identification des dangers ....................................................................................................................................32
8.2.4 Évaluation de la relation exposition-réponse ......................................................................................32
8.2.5 Évaluation de l’exposition .....................................................................................................................................34
8.2.6 Caractérisation des risques .................................................................................................................................35
8.3 Conclusions .............................................................................................................................................................................................35
9 Approches de réduction des risques ............................................................................................................................................36
9.1 Introduction ...........................................................................................................................................................................................36
9.2 Implication de l’évaluation des risques en ce qui concerne les méthodologies de
contrôle ......................................................................................................................................................................................................37
9.2.1 Contexte ................................................................................................................................................................................37
9.2.2 Stratégies de contrôle ...............................................................................................................................................37
9.3 Examen des méthodologies de contrôle ........................................................................................................................39
9.3.1 Prévention des expositions ..................................................................................................................................39
9.3.2 Stratégies de contrôle ...............................................................................................................................................40
9.3.3 Réduction des risques par une conception efficace .......................................................................40
9.3.4 Substitution de matières premières, de produits, de procédés etd’équipements ................................................................................................................................................................41
9.3.5 Techniques de contrôle d’ingénierie ............................................................................................................42
9.3.6 Moyens administratifs de contrôle des expositions sur les lieux de travail ..............49
9.3.7 Évaluation de l’environnement de travail ...............................................................................................55
9.3.8 Équipement de protection individuelle (EPI) ......................................................................................56
9.4 Suivi médical ..........................................................................................................................................................................................62
9.5 Gestion responsable des produits .......................................................................................................................................63
Annexe A (informative) Composition chimique élémentaire des nanomatériaux ............................................65
Annexe B (informative) Études de toxicité spécifiques aux nanomatériaux réalisées sur des
cultures cellulaires ou des animaux..............................................................................................................................................74
Annexe C (informative) Caractéristiques d’instruments et techniques sélectionnés pour la
surveillance de l’exposition aux nano-aérosols ................................................................................................................89
Annexe D (informative) Caractéristiques des enceintes de sécurité biologique .............................................100
Annexe E (informative) Facteurs de protection attribués des appareils de protection
respiratoire .........................................................................................................................................................................................................102
Annexe F (informative) Avantages et inconvénients des différents types d’appareils de
protection respiratoire avec filtre à particules .............................................................................................................103
Bibliographie .......................................................................................................................................................................................................................106
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ISO/TR 12885:2018(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 229, Nanotechnologies.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO/TR 12885:2008), qui a fait l’objet
d’une révision technique. Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les
suivantes:— référence généralisée aux «nano-objets et leurs agrégats et agglomérats supérieurs à 100 nm»
(NOAA), en lieu et place de tout terme alternatif;— ajout d’annexes traitant:
— de la composition chimique élémentaire des nanomatériaux;
— d’études de toxicité spécifiques aux nanomatériaux réalisées sur des cultures cellulaires ou des
animaux;— des caractéristiques d’instruments et techniques sélectionnés pour la surveillance de
l’exposition aux nano-aérosols;— des caractéristiques des enceintes de sécurité biologique;
— des avantages et inconvénients des différents types d’appareils de protection respiratoire avec
filtre à particules;— consolidation des références bibliographiques.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.© ISO 2018 – Tous droits réservés v
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ISO/TR 12885:2018(F)
Introduction
Le domaine des nanotechnologies connaît une évolution rapide et devrait avoir un impact sur presque
tous les aspects de l’industrie et de la société mondiale. Il convient que la normalisation internationale
relative aux nanotechnologies contribue à la concrétisation du potentiel de cette technologie par le
développement économique, à l’amélioration de la qualité de vie, ainsi qu’à l’amélioration et la protection
de la santé publique et de l’environnement. On peut s’attendre à ce que de nombreux nouveaux
nanomatériaux manufacturés arrivent sur le marché et sur les lieux de travail. L’introduction de ces
nouveaux matériaux sur les lieux de travail soulève des questions concernant la santé et la sécurité
au travail. Le présent document réunit des connaissances utiles relatives aux pratiques de santé et de
sécurité au travail dans le domaine des nanotechnologies. L’utilisation des informations contenues dans
le présent document peut aider les entreprises, les chercheurs, les travailleurs et d’autres personnes à
prévenir les potentielles conséquences néfastes pour la santé et la sécurité au cours de la production, de
la manipulation, de l’utilisation et de la mise au rebut de nano-objets manufacturés et de leurs agrégats
et agglomérats (NOAA) de plus de 100 nm. Ces recommandations sont applicables à une grande variété
de NOAA et d’applications.Le présent document s’appuie sur des informations actuelles relatives aux nanotechnologies, y compris
la caractérisation, les effets sur la santé, les évaluations de l’exposition et les méthodes de contrôle. Il
est attendu que le présent document soit révisé et mis à jour, et que de nouvelles normes relatives à la
sécurité soient élaborées au gré de l’évolution des connaissances et de l’expérience acquise au cours des
avancées technologiques.La nanotechnologie utilise des matériaux à l’échelle nanométrique. L’ISO/TC 229 définit «l’échelle
nanométrique» comme une échelle de longueur s’étendant approximativement de 1 nm à 100 nm
[1](ISO/TS 80004-1:2015). Pour donner un sens à cette échelle, un cheveu humain est de l’ordre
de 10 000 nm à 100 000 nm, un globule rouge a un diamètre d’environ 5 000 nm, la taille maximale des
virus est habituellement de 10 nm à 100 nm et une molécule d’ADN a un diamètre d’environ 2 nm. Le
terme «nanotechnologie» peut être trompeur, car il ne s’agit pas d’une seule technologie ou d’une seule
discipline scientifique. Il s’agit plutôt d’un regroupement multidisciplinaire de procédés, de matériaux,
d’applications et de concepts de physique, de chimie, de biologie, d’ingénierie et d’électronique dans
lesquels la caractéristique déterminante est celle de la taille.Les propriétés particulières et souvent uniques observées avec les nanomatériaux offrent des
perspectives d’avancées majeures pour un large éventail de technologies dans des domaines aussi
divers que les ordinateurs, la biomédecine et l’énergie. Au stade préliminaire actuel, les applications
potentielles des nanomatériaux ne semblent limitées que par l’imagination. De nouvelles entreprises,
souvent issues de départements de recherche universitaire, se créent et ne manquent jamais
d’investisseurs prêts à soutenir leurs idées et leurs produits. De nouveaux matériaux sont découverts ou
produits, et, pour certains, des revendications étonnantes sont formulées concernant leurs propriétés,
leurs comportements et leurs applications.Bien que cet «engouement» actuel soit en grande partie fortement spéculatif, il ne fait aucun doute
que, dans le monde entier, les gouvernements et les grandes entreprises industrielles mobilisent des
ressources considérables pour la recherche et le développement de procédés, de matériaux et de
produits à l’échelle nanométrique.Des matériaux ordinaires tels que le carbone ou le silicium, une fois réduits à l’échelle nanométrique,
présentent souvent des caractéristiques nouvelles et inattendues, telles que des propriétés
exceptionnelles de résistance, de réactivité chimique ou de conductivité électrique, ou d’autres
caractéristiques que le même matériau ne possède pas à l’échelle micrométrique ou macrométrique.
Une très grande variété de nanomatériaux ont déjà été produits, comprenant notamment des nanotubes,
des nanofils, les dérivés du fullerène (buckminsterfullerènes).e e
Un petit nombre de nanomatériaux manufacturés ont déjà été développés aux 19 et 20 siècles, à une
époque où le mot «nanotechnologie» était inconnu. Parmi ces nanomatériaux figuraient notamment les
zéolites, les supports de catalyseurs tels que MgCl , les pigments et les charges actives telles que le noir
de carbone et la silice amorphe synthétique. La taille du marché de ces matières premières dépasse
largement le seuil du milliard de dollars américains ou du million de tonnes.vi © ISO 2018 – Tous droits réservés
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ISO/TR 12885:2018(F)
Les nanotechnologies acquièrent de nouvelles applications commerciales. Des nanomatériaux
sont actuellement utilisés dans des applications électroniques, magnétiques, optoélectroniques,
biomédicales, pharmaceutiques, cosmétiques, énergétiques et catalytiques, ainsi que dans des
applications dans le domaine des matériaux. Les secteurs générant le plus de revenus pour les
nanomatériaux sont le polissage mécanochimique, les bandes d’enregistrement magnétique, les écrans
solaires, les supports de catalyseurs dans l’automobile, les revêtements électriquement conducteurs et
les fibres optiques.Entre autres facteurs, en raison de la grande variabilité des propriétés physiques et chimiques des
nanomatériaux, la capacité humaine à prédire avec précision l’impact de l’exposition à certains
nanomatériaux sur la santé des travailleurs est actuellement limitée. De même, les informations
concernant l’exposition des personnes pendant leur travail peuvent être insuffisantes et les capacités
humaines à mesurer les nanomatériaux sur les lieux de travail (ou de manière plus générale) sont
limitées par les technologies actuelles. Globalement, les connaissances actuelles sur les effets chroniques
des nanomatériaux sur la santé sont limitées. Dans le cas de certains matériaux nanostructurés, tels
que le noir de carbone et la silice amorphe synthétique, des données toxicologiques et épidémiologiques
sont disponibles.Un sous-ensemble de nanomatériaux, les NOAA, constituent une préoccupation particulière sur les
lieux de travail, car ils peuvent être dispersés dans l’air et peuvent constituer un risque pour la santé
par le biais de l’exposition par inhalation. Les NOAA comprennent des structures présentant une, deux
ou trois dimensions externes à l’échelle nanométrique, comprises approximativement entre 1 nm et
100 nm, pouvant être des sphères, des fibres, des tubes et autres en tant que structures primaires.
Les NOAA peuvent être constitués de structures primaires individuelles à l’échelle nanométrique et de
structures agrégées ou agglomérées, y compris de tailles supérieures à 100 nm. Un agrégat est constitué
de particules (structures) fortement liées ou fusionnées. Un agglomérat est un ensemble de particules
et/ou d’agrégats faiblement liés.Il existe de nombreuses lacunes dans les connaissances scientifiques actuelles concernant
l’identification, la caractérisation et l’évaluation des expositions potentielles sur les lieux de travail
dans le contexte des nanotechnologies. Ces lacunes en matière de connaissances sont mieux traitées
à un niveau pluridisciplinaire. Les médecins du travail et les scientifiques et praticiens dans le
domaine de la toxicologie, y compris les scientifiques spécialistes en médecine et en environnement,
ont un rôle essentiel à jouer pour préserver la santé dans ce domaine en rapide évolution. Des essais
interlaboratoires, idéalement avec une coordination internationale, sont importants pour obtenir les
informations essentielles requises dans un délai raisonnable.© ISO 2018 – Tous droits réservés vii
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RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 12885:2018(F)
Nanotechnologies — Pratiques de santé et de sécurité en
milieux professionnels
1 Domaine d’application
Le présent document décrit des pratiques en matière de santé et de sécurité sur les lieux de travail
applicables aux nanotechnologies. Le présent document se concentre sur la fabrication et l’utilisation
professionnelles de nano-objets manufacturés et leurs agrégats et agglomérats (NOAA) supérieurs
à 100 nm. Il n’aborde pas les questions ou pratiques de santé et de sécurité associées à des NOAA
générés par des procédés naturels, des procédés à chaud et d’autres opérations ordinaires qui émettent
involontairement des NOAA, ni les expositions ou utilisations potentielles du consommateur, même
si certaines des informations contenues dans le présent document peuvent être pertinentes dans ces
domaines.2 Références normatives
Le présent document ne contient aucune référence normative.
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de la série ISO/TS 80004 s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/4 Symboles et abréviations
ACGIH American Conference of Governmental Industrial Hygienists (conférence américaine des
hygiénistes industriels gouvernementaux)SIDA syndrome d’immunodéficience acquise
FPA facteur de protection attribué
APR appareil de protection respiratoire filtrant
IEB indice d’exposition biologique
BET Brunauer, Emmett et Teller
DR dose de référence
ESB enceinte de sécurité biologique
CNF nanofibre de carbone (Carbon NanoFibre)
CNT nanotube de carbone (Carbon NanoTube)
CSDS contrôle des substances dangereuses pour la santé
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ISO/TR 12885:2018(F)
CPC compteur de particules à condensation
CD chargeur par diffusion
DEMS classificateur différentiel de mobilité électrique (Differential Electrical Mobility Sizer)
DMAS système d’analyse différentielle de mobilité (Differential Mobility Analysing System)
ADN acide désoxyribonucléiqueDOE US Department Of Energy (ministère américain de l’Énergie)
ECETOC European Center of Ecotoxicology and Toxicology of Chemicals (Centre européen
d’écotoxicologie et de toxicologie des produits chimiques)EPA US Environmental Protection Agency (Agence américaine de protection de
l’environnement)
GI gastro-intestinal
ETG écart-type géométrique
HEI Health Effects Institute (Institut américain des effets sur la santé)
HEPA filtre à particules à haute efficacité (High Efficiency Particulate Air filter)
HSE Health and Safety...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.