综述！石墨烯纺织品在消防装备中的生命周期风险评估

成果简介

对用于制造耐热和防火个人防护设备 （PPE） 的石墨烯纺织品进行了纳米材料生命周期风险评估 （Nano LCRA），以开发、分析和优先考虑潜在的职业、健康和环境风险。该分析确定了每个产品生命周期阶段的潜在受体和暴露途径，并对每种情况的潜在意义进行了定性评估。作为LCRA的一部分，本文，美国研究人员在《NanoImpact》期刊发表名为“Life-cycle risk assessment of graphene-enabled textiles in fire protection gear”的综述，发表了文献综述、质量评估和数据库，以识别与石墨烯基材料（GBM）在整个产品生命周期中相关的潜在危害。一般来说，从石墨烯纺织品中发现的风险很低。在已开发的暴露情景中，原材料和产品制造过程中的职业吸入暴露排名最高。该分析确定了石墨烯纺织品在产品生命周期中产品对人类和环境的主要潜在危害和暴露。减少不确定性的优先研究差距包括评估工作场所典型的长期低剂量石墨烯暴露，以及石墨烯-丙烯酸纳米复合材料的潜在释放和危害表征。

图文导读

图1.Nano LCRA 案例研究。石墨烯-丙烯酸涂层应用于消防夹克中使用的热衬里的外层。

图2.原材料生命周期阶段

表1石墨烯消防夹克的暴露场景和排名。

根据关于暴露和危害的现有信息，对每个生命周期阶段排名靠前的暴露情景相关的潜在风险进行了表征。概述了研究建议和不确定性的来源（图3、图4、图5）。

图3

图4

图5

小结

Nano LCRA对石墨烯消防夹克的暴露场景进行了排名和优先级排序。该方法能够促进对石墨烯纺织品在消防装备中的安全性进行早期定性评估，同时在整个产品生命周期中提供有针对性的EHS研究需求，以主动安全地推向市场。

展示石墨烯最直接和最高潜在暴露的场景发生在生命周期的原材料合成和产品制造阶段。虽然这些是最可控的，但迄今为止还没有研究评估工作场所典型的低剂量、慢性暴露的潜在影响，而已发表的急性石墨烯吸入评估结果显示，对肺部的刺激潜力较低。一旦在产品制造生命周期阶段掺入丙烯酸基体中，主要的暴露途径是皮肤，而不是原始石墨烯，而是涂在纺织品上的石墨烯-丙烯酸复合表面。评估石墨烯复合材料释放的颗粒的暴露特性和危害的数据非常有限，也没有关于石墨烯-丙烯酸涂层的数据。没有发现评估石墨烯复合材料毒性的研究。很少有研究评估与石墨烯纺织品的风化、磨损和再加工相关的颗粒暴露程度，尽管那些评估加速磨损的研究发现石墨烯颗粒的总体暴露量可能较低。

在原材料和产品制造过程中，由于偶然接触或意外泄漏/释放，对环境的潜在风险主要令人担忧。然而，预计这些风险将通过工程控制和适当实施紧急泄漏程序来减轻。迄今为止的研究表明，石墨烯对环境的危害很小;然而，我们对石墨烯的潜在环境持久性、转化和生态毒性的理解存在差距。

LCRA旨在作为一种早期风险筛查方法，以鼓励开发更安全、更可持续的新技术（SSbD）。虽然 SSbD 框架仍在兴起，但在整个产品生命周期中广泛考虑健康和环境风险可能有助于在新材料和技术的研发过程中进行偶然的产品设计。

进一步努力解决数据差距并更好地描述潜在的人类和环境暴露和危害，将有助于随后迭代这些情景，并完善它们对整个产品生命周期中的健康和环境风险的潜在意义。

文献：https://doi.org/10.1016/j.impact.2023.100488