3D 打印日漸普及，但它帶來的塑料和其他成分暴露風險仍未引起大眾的警惕。近日幾份會議報告關(guān)注了這一問題。

圖片來源：Pixabay

來源 Society for Risk Analysis

翻譯 阿金

審校 戚譯引

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(chǎn)品的消費者所面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于家庭、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(nèi)空氣質(zhì)量和公眾健康。新冠疫情期間，3D 打印機被廣泛用于制造口罩、呼吸機和其他個人防護設備，因此這樣的新問題亟待解決。

一些研究致力于識別并量化釋放的情況及其成分、顆粒大小、在室內(nèi)環(huán)境中的滯留時間，研究結(jié)果在 12 月 15 日舉行的 3D 打印和新興材料暴露和風險評估研討會上發(fā)布，這是 2020 年風險分析學會（Society for Risk Analysis）在線年會的一部分，會議于 12 月 13 日至 17 日在線上舉行。

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(fā)性和半揮發(fā)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系列化學副產(chǎn)品和顆粒釋放到室內(nèi)環(huán)境中。

鑒于這些未知因素，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(nèi)環(huán)境中的滯留時間，生成的數(shù)據(jù)被納入暴露和風險穩(wěn)健評估中。

美國國家職業(yè)安全和健康研究所（National Institute for Occupational Safety and Health，簡稱 NIOSH）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(zhì)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(nèi)毒性》（Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) printer emission induced in vitro and in vivo toxicity），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(huán)境保護署（EPA）最新 3D 打印排放研究》（Recent 3D printing emissions research at Environmental Protection Agency (EPA)）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（一種用來制造 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(shù)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于 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。

研究發(fā)現(xiàn)，拉絲擠出機釋放出的微小顆粒和蒸汽量類似于 3D 打印機研究中發(fā)現(xiàn)的結(jié)果，而模擬模型預測，對于 9 歲及以下個體，肺部區(qū)域每一表面積的顆粒物沉積量更高。因此需要進一步監(jiān)測排放性質(zhì)，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(chǎn)品，價格也更加低廉，它們也確實給污染地球的塑料制品總量做出了“貢獻”。來自杜克大學的 Joana Marie Sipe 已經(jīng)研發(fā)出一臺機器，能夠測量使用過程中和環(huán)境中，塑料制品（比如水瓶）通過摩擦和打磨，會釋放出多少顆粒。這些塑料顆粒然后被投喂給魚類，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：預測納米復合材料消費產(chǎn)品的釋放、接觸和納米材料（MWCNT 和 Ag NPs）的毒性作用》（NanoPHEAT: Forecasting nanocomposite consumer product's release, exposure, and toxic effects of nanomaterials (MWCNT and Ag NPs)）這一研究揭示，塑料降解時，其中的納米材料就會暴露到環(huán)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（Matrix Release Factor，簡稱 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。

“該研究幫助我們制定監(jiān)管條例，根據(jù) MRF 值，規(guī)定塑料消費產(chǎn)品中能夠添加多少納米材料填充物?！盨ipe 解釋道，“數(shù)據(jù)有助于確定塑料和/或納米填充產(chǎn)品釋放了多少污染物進入環(huán)境或人體中。”

隨著 3D 打印技術(shù)越來越普及，監(jiān)管部門、生產(chǎn)商和使用者可能需要關(guān)注如何更好地進行潛在風險管理。