مرحله اول از فرایند مدیریت خطر شامل شناسایی و توصیف نانوماده تولیدی مورد ارزیابی و موارد مصرف، عملکرد و فواید بالقوه آن است. مرحله دوم شامل توسعه و توصیف پروفایل‌های نانوماده است که دربرگیرنده شناسایی خصوصیات فیزیکوشیمیایی نانوماده تولیدی، خطرات ایمنی بهداشتی و محیطی مربوط به آن و تماس‌های انسانی و محیطی بالقوه در تمامی چرخه عمر شامل تولید، استفاده و پس ازاستفاده است. مرحله سوم شامل ارزیابی خطر بوده که در این مرحله، اطلاعات حاصل از پروفایل‌ها به منظور شناسایی خطرات و مشخص کردن نوع و شدت خطرهای مرتبط با نانوماده و کاربردهای از پیش تعیین شده آن مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. مرحله چهارم شامل تعیین راه‌کارهای کنترلی و مدیریت خطر است که شامل حذف یا جایگزینی مواد، ایجاد تغییرات در محصول یا فرایند، کنترل‌های مهندسی و استفاده از وسایل حفاظت فردی است. مرحله پنجم شامل تصمیم‌گیری، مستندسازی و اقدامات اجرایی است. در این مرحله، متناسب با مرحله توسعه محصول، سازمان مربوطه تصمیم می‌گیرد که با چه ظرفیتی توسعه و تولید نانوماده یا فرایند مربوطه را ادامه دهد. با توجه به پویایی این فرایند مرحله بعدی شامل بازنگری و به‌کارگیری است. از این طریق، می‌توان اطمینان حاصل کرد که مدیریت خطر روزآمد بوده و بهبود مداوم در پاسخ به اطلاعات یا شرایط جدید را مورد نظر قرار می‌دهد [9].

فرایند ارزیابی و مدیریت خطر نانومواد که در این مقاله با جزئیات بیشتری مورد بررسی قرار خواهد گرفت به گونه‌ای است که قابلیت انعطاف داشته و چگونگی به‌کارگیری آن تا حدودی بستگی به موقعیت سازمانی و ارتباط آن با چرخه نانومواد دارد. به عنوان مثال، سازمان‌هایی که نانومواد را توسعه داده و برای فروش به عنوان محصولات اولیه تولید می‌کنند ممکن است چشم‌انداز وسیع‌تری را در مقایسه با سازمان‌هایی که تنها نانومواد به‌خصوصی را برای کاربردهای محدودی خریداری کرده‌اند، دنبال کنند. مشارکت و تبادل اطلاعات میان عرضه‌کنندگان نانومواد و مشتریان آن‌ها اهمیت قابل‌توجه‌ای در شناسایی، ارزیابی و مدیریت خطر خواهد داشت.

2. توصیف نانوماده و کاربردهای آن

مرحله اول عبارت است از توصیف نانومواد تولیدی و کاربردهای آن. این مرحله بسیار مهم است چرا که تغییر در ترکیبات نانومواد، مانند پوشش سطحی، می‌تواند اثر مهمی در رفتار زیستی یک ماده داشته باشد. شناسایی صحیح برای مقایسه نتایج تحقیقات روی یک ماده در شرایط متفاوت ضروری است. توصیف باید به گونه‌ای باشد که ارتقا پروفایل خصوصیات نانومواد را با جزئیات بیشتر و نیز خطرات و تماس‌های بالقوه، در مراحل مختلف چرخه عمر ماده را فراهم سازد. این توصیف باید تصمیم‌گیرندگان سازمان‌ها و ناظرین مربوطه را با خصوصیات ماده آشنا کرده و چگونگی تغییرات آن با مرور زمان یا در شرایط مختلف و هم‌چنین کاربردهای آن را مشخص کند. غالب اطلاعات مورد نیاز برای این مرحله را ممکن است تولیدکننده یا تأمین‌کننده نانوماده از قبل داشته باشد یا از منابع دیگری به دست آورد. اطلاعات به دست آمده باید از نظر صحت و کامل بودن بررسی شوند.

3. توسعه پروفایل‌های مربوط به نانوماده

این قسمت از فرایند شامل توصیف خصوصیات فیزیکوشیمیایی نانوماده، خطرات ذاتی آن و تماس‌های به وجود آمده در طول چرخه عمر آن است. شناسایی صحیح و کامل نانومواد تولیدی برای صحت این پروفایل‌ها ضروری است. استفاده از مجموعه‌های اطلاعاتی (Data Sets) برای هر یک از سه گروه اصلی اطلاعات مورد نیاز خصوصیات فیزیکوشیمیایی، خطرات و تماس بالقوه ضرورت دارد [9]. این مجموعه‌ها، اطلاعات مورد نیاز را پوشش می‌دهند و یک تعادل منطقی در مشخص کردن مناسب خصوصیات نانومواد، خطرات و تماس‌های احتمالی و راهبرد عملی برای توسعه نانومواد را به وجود می‌آورند. این مجموعه‌های اطلاعاتی پویا بوده و باید متناسب با تولید و انتشار اطلاعات بیشتر در مورد خطر ناشی از نانومواد و نیز روش‌های ارزیابی و مدیریت خطر جدید به‌روزرسانی شوند.

ایجاد مجموعه‌های اطلاعاتی معمولاً با بررسی منابع موجود برای دستیابی به مشخصات نانوماده، اطلاعات خطر و تماس مورد نیاز برای یک ارزیابی مناسب شروع می‌شوند. ممکن است مواردی از اطلاعات در منابع یافت نشده و به دلیل خلأهای اطلاعاتی مجموعه‌های اطلاعاتی به طور کامل تکمیل نشوند. در این شرایط پذیرفتن بدترین فرضیات منطقی می‌تواند قابل استفاده باشد، زیرا این امکان را فراهم می‌آورد تا یک ارزیابی خطر مقدماتی انجام گیرد یا خطر ناشی از نانومواد در بدترین حالت‌ها مشخص شود مانند اطلاعات موجود از مواد اولیه سمی (مثل مواد غیرنانو با ساختار شیمیایی مشابه) یا نانوموادی که به صورت ناخواسته (مانند ذرات ناشی از موتورهای دیزلی) وجود دارند.

1.3. توسعه پروفایل خصوصیات فیزیکوشیمیایی

در این قسمت از فرایند، خصوصیات فیزیکوشیمیایی نانومواد شناسایی و مشخص می‌شوند که شامل تغییرات خواص طی چرخه عمر است. شناسایی این خصوصیات در پیش‌بینی رفتار و برهم­کنش (interaction) با سامانه‌های زیستی (biologic systems) و واکنش با محیط اطراف، در ارزیابی سرنوشت نهایی و رفتار نانوماده در محیط و کار ایمن با نانومواد ضروری است. نتایج تحقیقات سم‌شناسی حاکی از آن است که سمیت نانوذرات به طور قابل‌توجه‌ای در ارتباط با خصوصیات فیزیکوشیمیایی آن‌ها از قبیل توزیع اندازه بسیار باریک، نسبت بسیار بالای مساحت سطح به جرم و خصوصیات سطحی آن‌هاست [3]. خصوصیات نانوماده نه تنها به صورت  ”شکل آزاد“ بلکه متناسب با مرحله توسعه، به دنبال توده شدن (aggregation)، فراورش، برهم‌‌کنش با سایر مواد، طی استفاده و هم‌چنین سرنوشت نهایی و قابلیت بازیافت یا انتشار آن به صورت ماده زائد باید درک شود.

2.3. توسعه پروفایل مخاطره

در این مرحله، اطلاعات جمع‌آوری و به صورت پروفایل خطر یک‌پارچه می‌شوند. خطرات بالقوه ذاتی از جنبه‌های سلامت، ایمنی و محیطی در طی چرخه عمر نانوماده توسط این پروفایل مشخص می‌شوند. در این مرحله، نیاز به اطلاعات اضافی تعیین و اولویت‌بندی شده و راه‌کارهایی در جهت رفع کردن کمبود اطلاعات به مرحله اجرا درمی‌آیند. مصرف‌کنندگان نهایی نانومواد باید اطلاعات خطر مرتبط را از فروشندگان یا عرضه‌کنندگان ماده درخواست کنند. سازندگان و عرضه‌کنندگان نیز باید گام‌هایی را در جهت به دست آوردن این اطلاعات و در اختیار قرار دادن آن به مصرف‌کنندگان بردارند. به عنوان مثال بایستی برگه‌های اطلاعات ایمنی مواد (Material Safety Data Sheet or MSDS) تهیه شده و در دسترس مصرف‌کنندگان قرار گیرند.

تاکنون روش‌های متعدد درون‌تنی (In vivo) و برون‌تنی (In vitro) برای ارزیابی سمیت نانومواد توسعه یافته‌اند اما هنوز روایی بسیاری از آن‌ها برای این منظور سنجیده نشده است. بسیاری از ناظرین خواهان کاهش وابستگی به آزمون‌های سمیت در حیوانات و توسعه روش‌های معتبر، تکرارپذیر و پیش‌بینی‌کننده با استفاده از روش‌های برون‌تنی هستند. از این رو، سازمان‌های بسیاری مشوق استفاده از سایر روش‌های جایگزین آزمون سمیت با روایی سنجیده‌شده هستند. با گذر زمان، این روش‌های جایگزین بیشتر آزمایش شده، ارتقا یافته و با توجه به خصوصیات عملکردی آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند [3و4].

آزمون ردیفی یا فازبندی‌شده، مجموعه‌ای از آزمون‌ها را بر اساس افزایش سطوح پیچیدگی، اختصاصی بودن و هزینه مرتب می‌کند. به طور ایده‌آل، ردیف‌های اولیه آزمون باید دارای قابلیت زیادی در پیش‌بینی سمیت در انسان و بوم‌سازگان (ecosystem) باشد، سپس در ردیف‌های بعدی روش‌هایی که مستلزم منابع بیشتری بوده برای تأیید نتایج مثبت به کار روند. بنابراین یک سامانه یک‌پارچه می‌تواند شامل استفاده از روش‌های برون‌تنی در ردیف اول به منظور فراهم کردن چشم‌انداز اولیه از قابلیت سمیت و روش‌های درون‌تنی در مراحل بعدی به منظور تأیید یافته‌ها در مراحل اولیه غربال‌گری باشد [12]. هنگامی‌که آزمون‌های فاز اول غربال‌گری احتمال سمیت یا سایر خطرات مشخص را نشان دهد، باید در جستجوی راه‌هایی برای کنترل این خطرات از طریق ایجاد تغییر در ماده یا راه‌های استفاده از آن بود [3و4].

هنگامی‌که اطلاعات محدودی برای خطر یا سمیت یک نانوماده وجود داشته باشد، یک روش برای ارزیابی آن نانوماده برون‌یابی یا پل زدن به نانوماده دیگری است که دارای اطلاعات کافی برای نقطه هدف مشخص (مانند سمیت استنشاقی) است [9]. چنانچه دو نانوماده وارد ارزیابی سمیت شوند، در این صورت نانوماده شناخته‌شده به عنوان مرجع برای نانوماده جدید که اطلاعات کامل آن موجود نیست عمل می‌کند. در این موارد آزمون‌های انجام شده، کوتاه‌تر و ساده‌تر خواهد بود. به عنوان مثال، می‌توان به برون‌یابی از نشان‌گرهای التهاب تنفسی در یک آزمون کوتاه‌مدت به فیبروز تنفسی در یک آزمون مزمن اشاره کرد.

3.3. توسعه پروفایل تماس

در این مرحله قابلیت تماس نانومواد یا محصول مورد نظر با انسان و محیط در طول چرخه عمر آنها ارزیابی و مشخص می‌شود.

تماس ممکن است به دو طریق اتفاق بیافتد. هنگامی‌که یک موجود زنده (organism) در تماس مستقیم با یک نانوماده قرار بگیرد (مانند تماس شغلی یک کارگر) یا زمانی‌که یک نانوماده در یک محیط انتشار یابد (مثل هوا، آب، خاک، رسوب) یا در محصولی استفاده شود که چنین تماسی را ایجاد کند. تماس ممکن است از طریق استنشاقی، گوارشی و یا نفوذ از طریق پوست یا جذب از طریق بافت‌هایی مانند چشم انجام شود. به عنوان مثال، چنان‌چه نانوماده جزئی از فرمولاسیون یک محصول اسپری بوده و از اسپری خارج شود، می‌تواند موجب انتشار آن به هوا و در نتیجه استنشاق و ورود به ریه‌ها یا نفوذ از طریق پوست شود. تماس استنشاقی یکی از راه‌های مهم در تماس‌های شغلی محسوب شده و نانومواد با توجه به اندازه بسیار کوچک می‌توانند تا اعماق ریه‌ها یعنی تا منطقه آلوئولی نفوذ کنند [3]. به عنوان مثالی دیگر، چنان‌چه یک نانوماده جزئی از یک محصول پاک‌کننده بوده و در نهایت وارد سامانه فاضلاب شود، آب اولین محیط تماس بوده و ممکن است منجر به جذب پوستی و گوارشی شود.

ارزیابی خطر فرایندی نظام‌مند و علمی است که با در نظر گرفتن اطلاعات جمع‌آوری شده در مورد خواص فیزیکی- شیمیایی و ارزیابی پروفایل‌های خطر و تماس انجام می‌شود. بسته به مرحله توسعه و در دسترس بودن اطلاعات خطر و تماس، تحلیل خطر ممکن است منجر به برآوردهای کیفی، نیمه‌کمی و کمی از چگونگی، احتمال و شدت اثرات سلامتی بر انسان و محیط گردد. تشخیص زودهنگام خطرات بالقوه موجود در مراحل چرخه عمر یک محصول فرصت بهتری را برای کاهش و مدیریت کارآمد خطر فراهم می‌آورد.

طی این فرایند، پروفایل‌های خطر و تماس به منظور پیش‌بینی و یک‌پارچه‌سازی محتویات آن بررسی شده و اطلاعات حاصل از پروفایل‌ها دسته‌بندی می‌شوند. سپس بایستی موقعیت‌های تماس با خطرات مطابقت داده شده و در صورت امکان سطوح بالقوه تماس با سطوح اثرات موجود منتشر شده یا استنتاج شده مقایسه شود. برای هر موقعیت تماس شناخته شده در چرخه عمر محصول، باید مسیرهای مرتبط تماس و گیرنده‌های بالقوه (مانند کارگران، کودکان، افراد مسن یا محیط‌های خاص) شناسایی شوند. تمامی اطلاعات خطر مربوط به مسیرهای تماس یا گیرندگان باید گردآوری شده و سطوح اثرات مرتبط با هر خطر نیز شناسایی شوند. تا حد امکان باید نوع، اهمیت و احتمال خطرات بالقوه شناسایی شده را مورد ارزیابی قرار داده و در صورت امکان اندازه‌گیری کرد. در مواردی که کمبود اطلاعات در مورد خطر یا نحوه تماس مانع از انجام یک ارزیابی خطر کامل و کمی شود، با توجه به اطلاعات موجود، مخصوصاً در مراحل اولیه توسعه یک محصول، یک ارزیابی کیفی می‌تواند صورت گیرد. به عنوان مثال، در چنین مواردی روش کنترل بندینگ (Banding Control) یکی از روش‌های توصیه شده در ارزیابی خطر مواد و فناوری‌های نانو می‌باشد [13].

5. کنترل و مدیریت خطر

مدیریت خطر عبارت است از اقداماتی که به منظور مدیریت و کاهش خطرات شناسایی شده و اثرات ناشی از آن‌ها انجام می‌شود. مدیریت خطر باید اطلاعات کافی برای تعیین بهترین روند ادامه کار، انجام فرایندها و تولید ایمن، استفاده و در نهایت دورریز یا بازیافت محصول را فراهم آورد. متخصصین ایمنی، بهداشت حرفه‌ای و علوم محیط‌زیست در کنار مدیران تجاری آشنا با محصول و مواد کاربردی با همکاری افرادی که از الزامات قانونی و کاربردی مطلع هستند باید در این فرایند مشارکت کنند. خروجی این فرایند اقداماتی است که در صورت لزوم باعث کاهش یا کنترل خطر ناشی از فعالیت‌های شناخته شده یا پیش‌بینی شده مرتبط با نانومواد و محصولات مرتبط می‌شود.

نتایج این فرایند ارزیابی ممکن است شامل جایگزینی مواد، اصلاحات محصول یا فرایند، کنترل‌های مهندسی یا مدیریتی، برچسب‌های هشداردهنده یا تصمیمات جهت تغییر یا صرف نظر از محصول باشد. روش‌های کنترلی و مدیریت خطر عبارت است از سلسله مراتب کنترلی دربرگیرنده سطوح مختلف از بیشترین تأثیر تا کمترین تأثیر که شامل موارد زیر است: 1) حذف، جایگزینی، یا کاهش مواد، فرایند یا شرایط خطرناک، 2) روش‌های کنترل مهندسی مانند ایزوله کردن (isolation) و تهویه، 3) کنترل‌های اداری و اجرایی مانند آموزش و تبادل اطلاعات خطر و در نهایت استفاده از وسایل حفاظت فردی مانند استفاده از ماسک تنفسی و دست‌کش.

روش‌های کنترلی باید متناسب با خطرات شناسایی شده و شدت اثر آن‌ها باشد. تصمیمات باید بر اساس نیازهای قانونی و استانداردهای سلامت، ایمنی و زیست‌محیطی موجود و نیز بر اساس میزان تأثیر روش‌های کنترلی انتخاب شده در کاهش سطوح تماس تا سطوح قابل‌قبول در ارزیابی خطر باشد. فرایند تصمیم‌گیری به وسیله اهداف مدیریتی تولید محصول هدایت می‌شود که به منظور استفاده ایمن و به حداقل رساندن تماس‌های ناخواسته در طول چرخه عمر محصول است.

در این مرحله از فرایند، سازمان اطلاعات جمع‌آوری شده را مرور کرده، گزینه‌ها را مورد تجزیه و تحلیل قرار داده، تصمیمات را به عمل آورده، تحلیل‌ها و تصمیمات اتخاذ شده را مستند کرده و اقدامات مناسب را به کار می‌گیرد.

تصمیمات اتخاذ شده و اساس آن‌ها باید مستند باشد. مستندسازی می‌تواند به عنوان یک ابزار شفاف‌سازی برای اطلاع‌رسانی به گروه‌ها یا ارکان مختلف (مانند مشتریان، عموم جامعه، کارگران و سازمان‌های دولتی و غیردولتی) عمل کند و نشان‌دهنده شناسایی خطرات بالقوه و مورد توجه قرار گرفتن آن‌ها و هم‌چنین اعمال شدن معیارهای ضروری مدیریت خطر باشد. از آن‌جایی که دانش مربوط به خطرات مرتبط با ساخت نانومواد به سرعت در حال گسترش و تغییر است، پیشنهاد می‌شود که سازمان‌ها داده‌های مرتبط و جدید را در دسترس عموم قرار دهند.

7. بازنگری و به کارگیری

در این مرحله باید یک فرایند دوره‌ای و برحسب نیاز بازنگری را به منظور اطمینان از به‌روز بودن اطلاعات، ارزیابی‌ها، تصمیمات و اقدامات مرتبط با نانومواد تولیدی اجرا کرد. هدف از بازنگری آن است که اطلاعات جدید شناسایی و بررسی شده و تعیین کرد که آیا این اطلاعات مستلزم تغییرات در ارزیابی خطر هست یا خیر. هم‌چنین کفایت معیارهای مدیریت خطر بایستی مورد ارزیابی قرار گیرد. گروه بازنگری باید مسئولیت روشنی برای پایش و نظارت بر این شرایط را به وجود بیاورد.

8. نتیجه‌گیری

نانومواد در صنایع و در کاربردهای شیمیایی، تولید و محصولات مصرفی استفاده شده، خطر بالقوه انتشار نانوذرات در مراحل مختلف چرخه عمر ماده را ایجاد می‌کنند. هنگامی‌که یک محصول، فرایند یا ماده حاوی نانومواد تولیدی یا مبتنی بر پایه نانو باشد، ممکن است خطر تماس از راه‌های مختلف را ایجاد کند. بنابراین، خطرات احتمالی باید شناسایی شده، شدت و احتمال وقوع خطرات مورد ارزیابی قرار گرفته و به طور صحیح کنترل و مدیریت شوند.

در این مقاله کاربرد اصول شناخته شده ارزیابی و مدیریت خطر در مورد چالش‌های مرتبط با نانومواد ارائه شده است. این فرایند تکمیل‌کننده راه‌کارهای موجود از طریق فراهم کردن اطلاعات، توسعه مجموعه‌ای از پروفایل‌های مرتبط با خصوصیات، خطرات و تماس نانومواد و مسائل اختصاصی مرتبط با فناوری نانو است. با توجه به پویایی فرایند مدیریت خطر ارائه شده، سازمان‌ها می‌توانند ارزیابی خطر را با توجه به اطلاعات یا شرایط جدید به‌روزرسانی کرده و از بهبود مداوم سامانه مدیریت خطر نانومواد تولیدی اطمینان حاصل کنند.