Науч. сотр. ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора, Екатеринбург.
e-mail: shelomencev@ymrc.ru
MD, Researcher, Department of Molecular Biology and Electron Microscopy, Yekaterinburg Medical Research Center for Prophylaxis and Health Protection in Industrial Workers, Yekaterinburg, 620014, Russian Federation.
e-mail: shelomencev@ymrc.ru
Введение. Нормирование дисперсности аэрозолей воздуха рабочей зоны является одной из важных проблем гигиены. Для оценки влияния частиц аэрозоля на здоровье рабочих необходимо совершенствование существующих и внедрение новых методик анализа дисперсности и химического состава аэрозоля, в том числе его нанофракции.
Материалы и методы. Наночастицы оксида свинца со средним диаметром 26,2 ± 12,6 нм, полученные с использованием генератора наночастиц, были отобраны на нейлоновые мембранные фильтры диаметром 47 мм с размером пор 0,2 и 1,2 мкм. Экспериментальная установка представляла собой систему каскада из двух мембранных фильтров: первый уровень фильтрации — для отбора наночастиц, второй уровень — для оценки эффективности улавливания наночастиц первым уровнем. В системах каскадов время отбора проб составило 5; 10; 15; 20; 40 и 80 мин на фильтрах с размером пор 0,2 мкм, а на фильтрах с размером пор 1,2 мкм — 5; 10; 20 и 120 мин. Во всех случаях объёмная скорость потока воздуха составила 1,5 л/мин. Анализ поверхности мембран проводили с использованием метода сканирующей электронной микроскопии.
Результаты. Наночастицы оксида свинца были обнаружены на поверхности всех испытанных фильтров, располагались равномерно по всей рабочей площади, а в зависимости от длительности отбора проб аэрозоля загрузка поверхности фильтров увеличивалась, как и заметно увеличивалось количество агрегатов. На поверхности фильтров 2-го уровня, вне зависимости от длительности отбора, наночастицы обнаружены не были.
Ограничения исследования. Результаты нельзя распространять на все виды наночастиц, так как свойства полиамидных (нейлоновых) фильтров изучались только относительно наночастиц оксида свинца.
Заключение. В данном исследовании было показано, что полиамидные (нейлоновые) фильтры с порами 0,2 и 1,2 мкм имеют высокий потенциал улавливания наночастиц и могут быть рассмотрены в качестве инструмента для разработки новых методов исследования и контроля вредных факторов.
Соблюдение этических стандартов. Исследование не требует представления заключения комитета по биомедицинской этике или иных документов.
Участие авторов: Шеломенцев И.Г. — концепция и дизайн исследования, сбор данных, анализ и интерпретация результатов, написание текста; Гомзикова Е.А. — сбор данных, анализ и интерпретация результатов, литературный обзор, написание текста. Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.
Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Поступила: 16.01.2023 / Принята к печати: 24.03.2023 / Опубликована: 20.04.2023
Introduction. Control of distribution of aerosol particle by size in the workplace area is one of the important problems of hygiene. To assess health effect of aerosol particles in workers, it is necessary to improve existing and introduce new methods for analyzing the dispersion and chemical composition of aerosols, including their nanosized constituents.
Materials and methods. Generated lead oxide nanoparticles with an average diameter of 26.2±12.6 nm were sampled on 47-mm nylon membrane disc filters with a pore size of 0.2 µm and 1.2 µm. The experimental device represented a cascade system consisting of two membrane filters, where the first filter was intended for capturing nanoparticles while the second one was used for establishing the capture efficiency of the first. The sampling time for the cascade systems was 5, 10, 15, 20, 40, and 80 minutes for filters with a pore size of 0.2 µm and 5, 10, 20, and 120 minutes for those with a 1.2 µm pore size; in all cases, the volumetric flow rate was 1.5 L/min. The membrane surface was then analyzed by scanning electron microscopy.
Results. Lead oxide nanoparticles were found on all filters tested. They were evenly distributed over the entire effective filter area, their number increasing with air sampling duration. No nanoparticles were observed on the second level filters, regardless of the sampling period.
Limitations. The results cannot be extrapolated to all types of nanoparticles since the capacity of polyamide/nylon filters was studied only with respect to lead oxide nanoparticles.
Conclusion. The study proved that polyamide/nylon filters with the pore sizes of 0.2 µm and 1.2 µm have a high potential for nanoparticle capture and can be considered as a tool for developing new techniques of studying and controlling harmful factors.
Compliance with ethical standards. Ethics approval was not required for this study.
Contribution: Shelomentsev I.G. — study conception and design, data collection, analysis and interpretation of results, writing text; Gomzikova E.A. — literature review, data collection, analysis and interpretation of results, writing text. All co-authors — approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Acknowledgement. The study had no sponsorship.
Received: January 16, 2023 / Accepted: March 24, 2023 / Published: April 20, 2023
The authors declare that there are no conflicts of interest present.