Kebenaran Beracun Tentang Karbon Nanotube dalam Pemurnian Air:Pandangan Perspektif

Metode

Carbon nanotubes (CNTs) adalah material berserat yang terbentuk dari lapisan kisi kristal sarang lebah dari grafit yang dibungkus menjadi bentuk tabung baik sebagai lapisan tunggal atau sebagai lapisan ganda [11]. Susunan dan keteraturan struktural yang tepat memberi mereka berbagai sifat menguntungkan seperti ultra-ringan, tegangan permukaan tinggi, dan rasio aspek tinggi [12]. Single-wall karbon nanotube (SWCNTs) terdiri dari bentuk silinder dari cangkang tunggal graphene sedangkan nanotube karbon multi-dinding (MWCNTs) terdiri dari beberapa lapisan lembaran graphene [13, 14]. Kedua jenis CNT telah digunakan untuk desalinasi air langsung dan penghilangan polutan tidak langsung yang mempersulit proses desalinasi [15].

Penting untuk dipahami bahwa tidak semua CNT bersifat toksik dimana perubahan bentuk, ukuran dan komposisi akan mengubah nanotoksisitas CNT [16]. CNT dengan panjang serat (> 20 μm) yang melebihi panjang makrofag tidak dapat ditelan oleh makrofag yang menyebabkan fagositosis tidak efisien, dan ini mencegah pembersihannya dari sistem, menyebabkan efek berbahaya. Secara umum, sejumlah penelitian menunjukkan bahwa panjang yang lebih panjang dan diameter yang lebih besar memiliki toksisitas yang lebih besar daripada yang lebih kecil [16]. Selanjutnya, panjang dan diameter CNT yang dapat dikontrol selama sintesis CNT merupakan faktor utama lain yang menentukan siklus hidup dan toksisitas. Toksisitas berbagai jenis CNT dirangkum dalam Tabel 1.

Siklus Hidup dan Dosis Pelepasan CNT Terkait dengan Studi Penilaian Risiko

Siklus hidup CNT dapat dikategorikan ke dalam enam tahap seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2 yang berhubungan dengan kuantitas penanganan dan status penyebarannya [17, 18]. Tahap pertama melibatkan pembuatan CNT yang dilakukan dalam tungku tertutup tanpa intrusi oksigen; dengan demikian, paparan CNT rendah. Namun demikian, paparan CNT dapat terjadi selama perawatan tungku dan penanganan CNT secara manual. Tahap kedua melibatkan pembuatan produk sementara seperti masterbatch dan solusi terdispersi CNT. Meskipun skala peralatan dan kuantitas penanganan di tahap 2 lebih kecil dari lini produksi tetapi agitasi dalam proses bubuk CNT dapat meningkatkan laju pelepasannya ke lingkungan. Abrasi mekanis (ware dan tara) dan penuaan fisiokimia (korosi atau pengaruh termal) dapat menyebabkan pelepasan CNT. Tahap ketiga adalah pembuatan produk dimana akan ada pengurangan penanganan langsung CNT dengan memanfaatkan produk yang mengandung CNT sementara yang diproduksi selama tahap kedua. Namun, tahap ini dapat melepaskan beberapa CNT ke udara selama pengeringan larutan dan pengawetan cat. Tahap keempat dari siklus hidup CNT adalah pemrosesan produk di mana tekanan fisik atau termal diterapkan pada produk komposit dimana CNT terikat pada polimer dasar dan pelepasan CNT bebas dari komposit tersebut diharapkan secara signifikan rendah. Tahap kelima adalah penggunaan produk CNT oleh konsumen, dan terakhir, tahap keenam adalah pembuangan atau daur ulang produk berbasis CNT [17, 18].

siklus hidup CNT. Siklus hidup CNT terkait dengan studi penilaian risiko [18, 61]

Pelacakan siklus hidup produk CNT mungkin dapat menentukan dalam keadaan apa pelepasan CNT dari aplikasi dapat terjadi. Misalnya, CNT umumnya tertanam dalam matriks polimer untuk meningkatkan kekuatan mekanik, konduktivitas, dll tidak akan dirilis. Namun, degradasi polimer yang melibatkan fotoreaksi, hidrolisis, oksidasi dan termolisis matriks polimer dapat melepaskan CNT ke lingkungan [19]. Laju degradasi dipengaruhi oleh fitur struktural polimer serta sumber eksternal seperti agen fisik, kimia dan biologi yang mengontrol proses. Selain itu, Wohlleben et al. [20] menyelidiki siklus hidup nanokomposit dengan membandingkan fragmen yang dilepaskan dan bahaya in vivo berikutnya. Penulis mengidentifikasi tidak ada perbedaan yang signifikan dalam toksisitas untuk bahan nanokomposit dibandingkan dengan rekan-rekan tradisional mereka tanpa nanofillers di bawah penggunaan mekanis normal (misalnya pelapukan, fase penggunaan normal dan pengamplasan). Selain itu, Wohlleben dkk. [21] juga menganalisis pelepasan CNT dari bahan nano yang terkait dengan ban yang diperkuat nano selama penggunaannya, baik oleh tekanan mekanis atau kimia gabungan. Penulis melaporkan bahwa skenario on-the-road melepaskan lebih banyak fragmen dari keausan tapak yang terstimulasi daripada skenario pencucian ke permukaan air, yang menunjukkan bahwa hanya stres penuaan sinergis yang menyebabkan pelepasan signifikan.

Penelitian yang dilakukan oleh Girardello et al. [22] pada lintah invertebrata air (Hirudo medicinalis ) menganalisis respons imun akut dan kronis selama periode waktu yang singkat [1, 3, 6, 12] dan panjang (1 hingga 5 minggu) untuk terpapar MWCNT. Migrasi seluler besar-besaran terjadi pada angiogenesis dan fibroplasia lintah yang terpapar. Selanjutnya, karakterisasi imunositokimia menggunakan penanda spesifik menunjukkan bahwa monosit dan makrofag (CD45 ⁺ dan CD68 ⁺ ) adalah sel yang paling terpengaruh dalam proses inflamasi ini. Sel-sel imunokompeten ini dicirikan oleh urutan kejadian yang dimulai dengan ekspresi sitokin pro-inflamasi (IL-18) dan amiloidogenesis. Penulis juga menegaskan bahwa aluminium oksida dalam larutan paparan lintah lebih rendah dari tingkat yang diterima untuk kesehatan manusia dalam air minum [22]. Selain itu, tidak ada logam seperti aluminium, kobalt dan besi yang terdeteksi dalam jaringan lintah seperti yang ditunjukkan oleh analisis EDS. Eksperimen ini menemukan bahwa respons pada lintah disebabkan oleh MWCNT dan bukan oleh keberadaan oksida logam dalam larutan paparan [22]. Selanjutnya, Muller et al. [23] mendokumentasikan bahwa ketika MWCNTs dimasukkan ke dalam trakea tikus dengan dosis 0,5, 2 dan 5 mg per tikus, hal ini mengakibatkan reaksi inflamasi dan fibrotik pada semua dosis setelah 3 hari pemberian intra-trakea tunggal. Penelitian yang dilakukan oleh Xu et al. [24] menemukan bahwa 0,5 ml MWCNT (500 μg/ml) yang dimasukkan lima kali selama 9 hari ke dalam paru-paru tikus menghasilkan MWCNT dalam makrofag alveolar dan kelenjar getah bening mediastinum.

Proses tersebut (misalnya sintesis CNT, produksi antara, pengolahan lebih lanjut, penggunaan produk, proses daur ulang dan pembuangan akhir) dapat terjadi pada semua tahap siklus hidup produk [25]. CNT sisa yang tersisa selama pengolahan air limbah dapat membentuk berbagai produk sampingan melalui reaksi antara bahan kimia dan beberapa polutan. Paparan kronis bahan kimia ini melalui konsumsi air minum, inhalasi, dan kontak kulit selama aktivitas di dalam ruangan secara teratur dapat menimbulkan risiko kanker dan non-kanker bagi manusia [26].

Beberapa penelitian telah menyelidiki nasib CNT di lingkungan atau waktu paruhnya; penting untuk mempertimbangkan apakah ENM berubah atau diangkut antara media yang berbeda, dan jika demikian, dalam rentang waktu apa. Hal ini menjadi mapan bahwa sifat dan perilaku CNT dapat mengubah, kadang-kadang cukup radikal, tergantung pada lingkungan yang mereka hadapi, diatur oleh kimia fisik mereka, termasuk kelompok fungsional permukaan, dan bentuk fisik. Pengaruh terhadap lingkungan akan dikendalikan oleh karakteristik CNT yang muncul dan berbagai mekanisme yang mungkin, termasuk pelepasan spesies terlarut, pasivasi, penipisan spesies lokal, atau penyerapan CNT langsung oleh organisme. Selain itu, efek negatif CNT dapat diminimalkan dengan memahami efek sifat fisikokimia CNT terhadap toksisitasnya. Misalnya, penelitian yang dilakukan oleh Wang et al. [27] tentang penurunan potensi fibrosis paru MWCNT melalui pelapisan F108 pluronic menemukan bahwa pelapis tersebut mampu memberikan dispersi MWCNT dan mengurangi efek profibrogenik dari tabung ini secara in vitro dan pada paru-paru hewan yang utuh. Mekanisme efek ini memiliki kapasitas untuk mencegah kerusakan lisosom pada makrofag dan kemungkinan jenis sel lainnya. Penulis menyarankan bahwa lapisan PF 108 dapat diterapkan sebagai pendekatan desain yang aman untuk MWCNT di bidang biomedis seperti pengiriman obat dan pencitraan [27].

Singkatnya, untuk mengevaluasi dampak lingkungan CNT, penting untuk secara akurat mengkarakterisasi mereka sebelum digunakan dan setelah terpapar media yang berbeda; fenomenologi pada antarmuka antara nanomaterial dan lingkungan sangat penting untuk membuat prediksi jangka panjang. Hampir tidak ada informasi yang tersedia tentang bagaimana ENM berinteraksi dengan media lingkungan, dan hanya beberapa studi yang telah dilaporkan di lapangan. Penting untuk memahami nasib dan signifikansi CNT yang dilepaskan ke lingkungan untuk mengembangkan desain produk yang sesuai, rute manufaktur yang aman, dan strategi pembuangan akhir masa pakai yang efektif.

Fakta Penting untuk CNT dalam Pemurnian Air

Adsorben

CNT adalah adsorben yang populer untuk pemurnian air, tetapi beberapa komentar tentang keamanannya diperlukan. Biasanya, CNT diperlukan dalam volume tinggi untuk menyerap polutan air dengan konsentrasi yang sangat tinggi. Dengan demikian, perlu untuk melihat jenis CNT apa yang digunakan dan berapa banyak yang digunakan. Individu CNT yang berbeda mungkin memiliki sifat fisikokimia yang berbeda yang harus diakses. Lebih dari 50.000 jenis CNT tersedia di pasar [28] dengan panjang, bentuk, muatan yang berbeda, dan sebagainya yang menunjukkan kompleksitas material di lingkungan. Di sisi lain, CNT murni sendiri bermasalah karena pengotor generik mereka [29] seperti logam dan agen karbon yang menimbulkan masalah keamanan nano. Sebagai akibatnya, para ilmuwan telah memurnikan dan memfungsikan CNT menggunakan pendekatan yang berbeda [30, 31], tetapi penelitian terbaru menunjukkan bahwa CNT tersebut meningkatkan penyerapan logam dan tingkat toksisitas pada sel hidup [32].

Penyerapan polutan air mengubah karakteristik CNT seperti ukuran dan volume pori, muatan atau energi permukaan, stabilitas, hidrofobisitas dan fungsionalitas [33]. Pertama, adsorpsi berbagai polutan air organik seperti asam humat dan asam tanat (TA) mengubah sifat CNT dan meningkatkan stabilitasnya di lingkungan. Hyung dkk. menemukan CNT stabil dengan bahan organik teradsorpsi di air Sungai Suwannee [34], konsisten dengan studi fullerene stabil di Sungai Sahan, Ukraina [35]. Gambar mikroskop elektron transmisi (TEM) menunjukkan bahwa ukuran CNT tebal pada adsorpsi TA dan menyebabkan pemisahan CNT individu dari bundel [36]. Fenomena serupa juga dapat ditemukan untuk adsorpsi surfaktan ke CNT, yang mengubah dispersibilitas nanotube dalam air [37]. Studi-studi ini mendalilkan bahwa CNT yang stabil dapat diangkut dan kemudian disimpan setelah dilepaskan dari IPAL ke lingkungan berair, sehingga mengarah pada penyerapan potensial E-CNT oleh sel-sel hidup. Kedua, logam anorganik seperti Fe, Cd, Ni, As dan Hg yang teradsorpsi ke CNT dapat memiliki reaktivitas dan toksisitas yang lebih besar di dalam partikel. Studi menemukan bahwa CNT dengan ion logam seperti Fe dan Ni lebih beracun bagi sel hidup [38]. Selain itu, adsorben biologis, terutama mikroba, berpotensi mengubah sifat permukaan CNT di IPAL. Misalnya, beberapa enzim intraseluler bakteri mengkatalisis pembentukan radikal hidroksil ( ^• OH) atau H₂ O₂ melalui reaksi redoks yang menghasilkan karboksilasi (C)-CNTs [39]. Ini mengubah CNT murni hidrofobik menjadi hidrofilik, mempengaruhi agregasinya dan membuat penanganannya sangat sulit, dan tabung akan sulit ditahan di IPAL. Beberapa enzim telah mendegradasi C-CNT [39, 40] dan mengubah fragmen CNT pendek untuk memfasilitasi transportasi selanjutnya di lingkungan. Oleh karena itu, polutan (misalnya organik, anorganik dan biologis) harus dihilangkan sedemikian rupa sehingga sifat CNT tidak akan berubah. Seseorang harus memeriksa apakah ada CNT yang tertutup setelah adsorpsi dipotong, digiling, diratakan dan disobek atau tidak. Atas dasar itu, seseorang dapat memprediksi kesesuaian CNT untuk digunakan kembali untuk adsorpsi polutan.

Katalis untuk Proses Oksidasi Lanjut

Mengukur risiko CNT sebagai komposit katalis dapat dilakukan dengan berbagai cara. Pertama, paduan CNT menggunakan logam seperti Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, Pt, Au, Hg dan oksidanya melalui adsorpsi fisik dan/atau kimia adalah tidak stabil; ada kemungkinan melepaskan sejumlah besar partikel logam ke lingkungan lingkungan. Kedua, setiap logam yang didoping memiliki sifat spesifiknya sendiri yang dapat mempengaruhi sifat CNT induk dan pada akhirnya perilaku keseluruhan komposit. Sebagai contoh, Fe populer untuk memagnetisasi katalis CNT untuk kemudahan daur ulang, yang dapat menghasilkan radikal hidroksil yang mempengaruhi viabilitas sel [41]. Ini mungkin berdampak pada strategi penilaian risiko keamanan nano, dan seseorang harus menghitung biokompatibilitas komposit akhir, risiko kesehatan, dan masalah toksisitas sebelum mengembangkan pedoman keselamatan. Ketiga, desinfeksi mikroba menggunakan komposit CNT adalah penting. CNT-Ag-TiO₂ telah menunjukkan efek antimikroba langsung dan populer digunakan untuk memecahkan dinding sel bakteri [42]. Namun, pengobatan tersebut bisa mematikan, karena beberapa bakteri terutama Cyanobacteria dapat bertanggung jawab untuk melepaskan lebih banyak senyawa beracun, yaitu mikrosistin, sementara dekontaminasi melalui CNT [2]. Keempat, fotodegradasi dan catalytic wet air oxidation (CWAO) polutan organik persisten menggunakan katalis logam-CNT telah menghasilkan berbagai produk degradasi dan/atau intermedietnya yang dapat lebih toksik dari senyawa induknya dan berbahaya bagi kesehatan [43]. Oleh karena itu, sebelum mengasumsikan bahwa komposit logam-CNT benar-benar aman untuk digunakan sebagai fotokatalis dan oksidan udara basah katalitik, kita juga harus mengingat reaktivitas, toksisitas, dan nasib produk yang terdegradasi di lingkungan. Akhirnya, para ilmuwan perlu mengisolasi CNT induk dari logam yang didoping untuk didaur ulang. Meskipun teknik pemotongan kering atau basah tersedia untuk memotong dan/atau menggiling komposit CNT [44], ada kemungkinan signifikan untuk menciptakan aerosol dari fragmen CNT/logam pendek bebas. Air permukaan dan daratan akan menjadi tujuan akhir dari pelepasan CNT ke atmosfer dan harus diperlakukan dengan hati-hati. Oleh karena itu, menangani komposit logam-CNT dalam media cair atau memasang ventilasi ekstraksi saat pemrosesan akan sangat membantu.

Aplikasi CNT dalam Manufaktur Sensor

Penerapan CNT sebagai elektroda untuk biosensor relatif aman untuk digunakan. Ada sedikit kemungkinan kontak air langsung dengan elektroda CNT. Namun, beberapa pengukuran risiko dapat diikuti. Pertama, CNT 1D sering digabungkan dengan NM 2D, terutama graphene untuk elektrokonduktivitas tinggi dan fleksibilitas mekanis. Superstruktur tersebut memiliki sifat fisikokimia yang berbeda [45] dan menimbulkan bahaya lingkungan yang berbeda yang harus diukur dengan hati-hati. Kedua, CNT yang difungsikan poli (diallyldimethylammonium chloride) (PDDA) sangat umum dalam biosensor elektrokimia. CNTs-PDDA berbahaya karena polimer telah mempengaruhi viabilitas sel dan hemolisis [46]. Akhirnya, biomolekul seperti asam deoksiribonukleat (DNA), aptamers, enzim dan protein telah banyak diimobilisasi ke CNT untuk merasakan polutan air organik, anorganik dan biologis. Metode imobilisasi yang lebih disukai dari biomolekul ini adalah adsorpsi fisik daripada modifikasi kovalen untuk menjaga integritas CNT dan konformasi biomolekul yang mengarah pada konduktivitas listrik yang tinggi. Namun, sistem seperti itu tidak stabil dan tahan lama karena biomolekul yang terlepas dari sistem seringkali beracun bagi manusia. Oleh karena itu, kualitas biosensor dan kuantifikasi risikonya sepenuhnya bergantung pada strategi yang diambil untuk menghasilkan produk akhir.

Pemanfaatan CNT dalam Produksi Membran

CNT populer sebagai membran terpisah yang disebut membran vertikal-aligned (VA)-CNT. Sebaliknya, membran matriks campuran (MM)-CNT dapat dihasilkan dengan mendoping CNT ke dalam membran polimer yang ada seperti reverse osmosis (RO), nanofiltrasi (NF) dan ultrafiltrasi (UF) untuk proses pemisahan yang ditingkatkan. Oleh karena itu, peneliti sering mengklasifikasikan membran CNT sebagai membran RO, NF, UF dan nano-enhanced [47]. Ini tidak dapat diterima—setidaknya dari sudut pandang keamanan nano karena membran CNT berbeda dari membran RO, NF dan UF. Menurut Persatuan Internasional Kimia Murni dan Terapan (IUPAC) dan Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO), membran hanya dapat diklasifikasikan berdasarkan ukuran polutan air yang mereka tolak [48, 49]. Sementara membran RO dan NF memurnikan air pada difusi, membran UF mempertahankan partikel air tersuspensi. Sebaliknya, membran CNT menahan ion terlarut dan padatan tersuspensi dan juga telah digunakan untuk pemisahan gas [50]. Sementara polimer organik adalah bahan penyusun RO, NF dan UF; CNT adalah alotrop karbon. Dibandingkan dengan membran konvensional, membran CNT sering difungsikan dengan nanopartikel lain seperti TiO₂ , Ag dan Fe₃ O₄ yang mungkin memiliki sifat fisikokimia yang berbeda. Akibatnya, penilaian risiko konvensional untuk RO, NF dan UF tidak dapat diterapkan pada membran CNT. Seseorang harus mempertimbangkan risiko konvensional dan risiko baru yang terkait dengan teknologi membran CNT. Oleh karena itu, pedoman keselamatan CNT sebagai proses membran harus didasarkan pada sudut pandang materialistis dan terapan tidak hanya berdasarkan penggunaan terminologi yang tidak konsisten yang diberikan oleh para ilmuwan. Klasifikasi membran CNT harus ditinjau secara kritis untuk mengaturnya berdasarkan estimasi risiko dan peraturan karena tidak mungkin membuat undang-undang tanpa definisi teknologi yang jelas.

Bahan Nano yang Direkayasa

CNT yang direkayasa membuat janji yang luar biasa dalam pemurnian air [51]. Telah dihitung bahwa sekitar 1100-29.200 metrik ton/tahun bahan nano rekayasa (ENMs) dipancarkan dari IPAL sebagai limbah di seluruh dunia [52]. Berjam-jam kemudian, ENM semacam itu menetap sebagai agregasi yang lebih besar dalam sumber daya air alami. Oleh karena itu, keberhasilan penggunaan ENM memerlukan penerapan pedoman keselamatan [53] berdasarkan sifat barunya seperti bentuk, ukuran, muatan, aglomerasi, dan sebagainya. Reaktivitas yang tidak biasa dari ENM adalah karena permukaan dan efek kuantumnya dengan optoelektronik dan sifat mekanik yang berbeda [54]. Sifat seperti itu perlu diverifikasi karena berbagai hasil toksikologinya. Nasib CNT rekayasa tergantung pada sifat antarmuka, seperti adsorpsi, reaktivitas, adhesi, kohesi dan keterbasahan, dan juga diatur oleh kimia air seperti pH, campuran polutan dan sebagainya [54]. CNT yang direkayasa dengan fungsionalitas yang sesuai bertindak sebagai titik lampiran di mana konstituen air alami yang berbeda dapat berlabuh. Modifikasi tersebut akan memfasilitasi pemisahan CNT dari bundel, dan CNT individu akan bocor keluar dari IPAL. Oleh karena itu, limbah air yang terkontaminasi dapat ditemukan dalam air yang diolah dengan CNT. Karena kerumitan bahan, seringkali sulit untuk mengukur toksisitas CNT. Para ilmuwan menggunakan asumsi seperti "Satu Ukuran Cocok untuk Semua" untuk mengukur fenomena toksisitas dari bahan baru yang kompleks ini. Ada kesenjangan pengetahuan dan kurangnya data ilmiah. Beberapa pemikiran diperlukan untuk memvalidasi dan memeriksa tingkat toksisitas setiap ENM secara tepat. Selain pekerjaan lab basah, kami dapat mengantisipasi menggunakan beberapa alat komputasi seperti model hubungan struktur-aktivitas kuantitatif (QSAR) untuk mengklasifikasikan ENM dengan sifat fisikokimia konsensus. Ini akan membantu pemegang saham memahami titik rawan risiko secara keseluruhan dan memungkinkan mereka memilih kombinasi mana yang aman untuk digunakan. Para ilmuwan juga dapat mengelompokkan batas ambang untuk setiap ENM yang akan digunakan di IPAL.

Teknologi Gabungan Satu Pot

Para ilmuwan sering lebih memilih untuk mengembangkan teknologi “One-Pot” di mana teknologi pemurnian air yang berbeda akan diintegrasikan untuk mengatasi berbagai polutan air secara real-time [5]. Pelacakan kombinasi tersebut dalam hal nanosafety bisa menjadi pekerjaan yang sulit. Sepengetahuan kami, belum ada uji toksisitas dari teknologi hibrida semacam itu, jadi orang mungkin perlu menguji apakah ada kerusakan lingkungan. Jelas, penilaian risiko untuk setiap teknologi yang terpisah harus memperhatikan yang lain sehingga seseorang dapat menerapkan kontrol tanpa penilaian lebih lanjut. Total risiko teknologi pemurnian air gabungan “Satu Panci” dapat dihitung sebagai berikut:

Risiko Paparan CNT di Tempat Kerja

Peningkatan jumlah dan volume produksi produk yang mengandung bahan nano rekayasa (ENMs), bagaimanapun, akan menyebabkan pelepasan yang lebih besar di lingkungan selama pembuatan, penggunaan, pencucian atau pembuangan produk [55]. Pada tingkat yang sederhana, nanoteknologi akan tampak seperti industri yang aman karena sangat sedikit masalah yang dilaporkan hingga saat ini. Namun, efek yang paling merugikan dari ENM ini dapat menjadi jelas dari waktu ke waktu dan memberikan kewajiban yang serupa dengan produk yang mengandung asbes karena penggunaannya yang meluas dalam kehidupan sehari-hari. ENM sebagai potensi bahaya pekerjaan dan lingkungan dapat meningkatkan masalah kesehatan dan keselamatan [56]. Seperti dilansir NIOSH, tujuh pekerja mengalami hipoksemia dan penyakit paru-paru parah setelah bekerja dengan pasta kimia yang terdiri dari campuran partikel nano (NP) yang tidak ditentukan. Dalam hal risiko paparan kesehatan kerja, data telah muncul memberikan bukti bahwa seorang pekerja meninggal karena sindrom gangguan pernapasan saat menyemprotkan NP nikel ke semak-semak untuk bantalan turbin menggunakan proses busur logam. Sayangnya, industri nanoteknologi sebagian besar tetap diam tentang penggunaan ENM, dan regulator pemerintah belum memperkenalkan pedoman yang ketat. Untuk alasan ini, ada kebutuhan untuk menilai toksisitas ENM dan memahami kemungkinan manfaat atau efek buruknya terhadap kesehatan manusia.

Efek CNT tampaknya berkorelasi dengan metode pemberian atau paparannya [16]. Standar yang tersedia yang diperbarui ditentukan untuk asbes dimana batas paparan yang diizinkan (PEL) adalah 0,1 serat per sentimeter kubik udara selama 8 jam rata-rata tertimbang waktu (TWA) dengan batas ekskursi (EL) 1,0 serat asbes per sentimeter kubik lebih periode 30 menit. Majikan harus memastikan bahwa tidak ada seorang pun yang terpapar di atas batas ini. Pemantauan tempat kerja atau aktivitas kerja untuk mendeteksi paparan asbes berada pada atau di atas PEL atau EL untuk pekerja yang berisiko terpapar sangat penting [43].

Sejumlah penelitian telah melaporkan bahwa paparan CNT ke sistem pernapasan dapat menyebabkan asma, bronkitis, emfisema, dan kanker paru-paru. Penting untuk dicatat bahwa beberapa pabrik lebih berdebu mungkin karena kurangnya standar kebersihan industri [4]. Bekerja dengan CNT bubuk atau campuran yang mengandung partikel CNT halus dapat menimbulkan risiko terhirup. Banyak studi eksperimental yang dilakukan pada paparan inhalasi telah berkontribusi pada penilaian efek CNT pada saluran pernapasan dan identifikasi batas paparan. Paparan pekerjaan yang berkepanjangan terhadap materi CNT di udara dapat menyebabkan lesi parah di paru-paru seperti yang didokumentasikan dalam penelitian pada hewan [4].