科技安全：多項研究表明，3D打印的汙染對人體具有潛在毒性

圖片來源：Pixabay
風險研究人員正在提出新問題，以了解3D打印機使用者和使用3D打印產品的消費者所麵臨的健康和安全因素，以及如何緩解潛在的健康風險，尤其涉及兒童安全。3D打印越來越多地應用於家庭、學校、圖書館和其他人們長期停留的公共場所。打印過程中釋放的顆粒非常微小，足以通過呼吸深入肺部，會影響室內空氣質量和公眾健康。新冠疫情期間，3D打印機被廣泛用於製造口罩、呼吸機和其他個人防護設備，因此這樣的新問題亟待解決。
一些研究致力於識別並量化釋放的情況及其成分、顆粒大小、在室內環境中的滯留時間，研究結果在3D打印和新興材料暴露和風險評估研討會上發布，這是2020年風險分析學會在線年會的一部分。
3D打印機使用的基本材料包括熱塑料、金屬、納米材料、聚合物材料、揮發性和半揮發性有機化學材料。打印過程可能需要幾個小時，在這過程中可能會有一係列化學副產品和顆粒釋放到室內環境中。

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鑒於這些未知因素，科學家開始展開研究，了解這些釋放物及其特定組成、顆粒大小和在室內環境中的滯留時間，生成的數據被納入暴露和風險穩健評估中。
美國國家職業安全和健康研究所（NiosesH）的Yong Qian博士展開了一項研究，檢查吸入丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS樹脂）的人類肺部細胞和大鼠情況，評估了3D打印過程中該物質排放的潛在毒性。研究題為《丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）打印機排放誘導體外和體內毒性》，揭示了釋放出的顆粒對人類肺部細胞的傷害為中度毒性，而對大鼠則是最輕程度的毒性。
一份題為《美國環境保護署（EPA）最新3D打印排放研究》的報告回顧了EPA的兩項最新研究，第一項研究分析了實驗條件下3D打印機拉絲擠出機（一種用來製造3D打印機機絲的設備）的排放情況，第二項研究則使用模擬模型，預測使用3D打印機時，沉積在呼吸道特定位置的顆粒數量，以及該模式在不同年齡段個體中的變化情況。
“迄今為止，大眾幾乎不會注意到自己可能會暴露在3D打印機排放中。”EPA的Peter Byrley博士說道，“該研究的一個潛在社會益處是增強公眾對於3D打印機排放的意識，而且兒童的易感性可能會更高。”他是研究的主要作者。


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研究發現，拉絲擠出機釋放出的微小顆粒和蒸汽量類似於3D打印機研究中發現的結果，而模擬模型預測，對於9歲及以下個體，肺部區域每一表麵積的顆粒物沉積量更高。因此需要進一步監測排放性質，展開額外的模擬研究來預測吸入量。
盡管3D打印讓人們更加容易獲得大量產品，價格也更加低廉，它們也確實給汙染地球的塑料製品總量做出了“貢獻”。來自杜克大學的Joana Marie Sipe已經研發出一台機器，能夠測量使用過程中和環境中，塑料製品（比如水瓶）通過摩擦和打磨，會釋放出多少顆粒。這些塑料顆粒然後被投喂給魚類，以看清塑料中的納米顆粒對它們的器官造成怎樣的影響。
而《NanoPHEAT：預測納米複合材料消費產品的釋放、接觸和納米材料（MWCNT和Ag NPs）的毒性作用》這一研究揭示，塑料降解時，其中的納米材料就會暴露到環境中。人們原本以為生物無法吸收這些材料。研究人員成功預測了魚類吞食下的塑料源納米顆粒百分比，提出矩陣釋放因子（MRF），可用來量化咀嚼過的或降解入海洋中的塑料和釋放出的納米顆粒。
“該研究幫助我們製定監管條例，根據MRF值，規定塑料消費產品中能夠添加多少納米材料填充物。”Sipe解釋道，“數據有助於確定塑料和/或納米填充產品釋放了多少汙染物進入環境或人體中。”
隨著3D打印技術越來越普及，監管部門、生產商和使用者可能需要關注如何更好地進行潛在風險管理。
翻譯：阿金
審校：戚譯引
引進來源：Society for Risk Analysis
引進鏈接：https://eurekalert.org/pub_releases/2020-12/sfra-3pm120820.php
本文來自：環球科學


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