【電子文庫-SHS科學與社會專題】奈米科技、健康風險與跨領域社會對話的必要性

科博文Says:今天為大家介紹成功大學醫學、科技與社會研究中心的翁裕峰教授談奈米科技的文章,翁教授將科技發展的不確定性、健康風險、法律管制等各種因素,帶進了奈米研究的討論,精彩地示範了何謂「STS」的研究方式,對台灣社會也極具啟發性,而且,目前我們的生活中已無處不奈米,使得原本是科學技術知識發展的問題,轉而與社會科學的知識連結在一起,奈米研究在全世界如火如荼,但奈米材料對於人體的可能健康風險仍然處於未知的狀態,我們應該更要關心! 😛

作者:翁裕峰(國立成功大學醫學、科技與社會研究中心助理教授)

正因為我們的生活中已無處不奈米,使得原本是科學技術知識發展的問題,轉而與社會科學的知識連結在一起。(圖片來源:Transguyjay@flickr)

談到「奈米」,相信有不少人已經知道它是什麼。是的,你想的和其他已接受過高中教育的人想的大概差不了多遠:奈米是10的負九方米;奈米化物質的抗污性增加(馬遠榮,2002:31-33、40-43;Roco, 2001: 355)。

奈米技術之研究與應用自2000年起,已成為先進國家爭相投資發展的科技。美國在奈米科技發展初期(2000-2002)即已投入超過10億美元,歐盟在2002-2006年也投資近12億美元,日本在同時期則花了近四億美元。根據專家預估,奈米科技相關產業所生產的產品需求,在2010年會達到1兆4千4百億美元的產值(超過30兆新台幣)。不論在歐盟、台灣、韓國或與日本,奈米科技的產業驅力策略向來是發展此科技的主要依恃(馬遠榮,2002:100-103;Roco, 2002;;Tyshenko and Krewski, 2008: 146)。

以上立基於科學知識與技術的奈米科技研究與產業發展,本來只是科學的事。可是,因為這類極微小的各種奈米粒子,例如銀、鈦、碳、碳管等逐漸大量地成為人們日常生活用品的一部份。由於以往石綿纖維造成相關產業工人以及使用者塵肺症的關係,開始有人擔心,這些奈米粒子在製造或使用過程中,逸散至環境的空氣或水中,而被吸入或食入人體中,進而引發人們對這種不確定危害進行法律管制的討論。這使得原本是科學技術知識發展的問題,轉而與社會科學的知識連結在一起。

為何奈米科技產品可能潛藏人體∕環境之健康危害呢?如何面對這種潛藏的危害而發展法律管制的制度呢?以下我們將舉例說明。

二、奈米科技的應用及其可能健康風險

1. 應用

奈米材料至少有100種,目前最常在市面上看到包括奈米銀(最多)、奈米碳、碳黑、奈米鋅、二氧化矽、二氧化鈦、及奈米金、碳60、單層奈米碳管、多層奈米碳管、奈米鐵(金屬奈米粒子)、二氧化鈦、氧化鋁、二氧化鈰、氧化鋅、二氧化鈦等,已被廣泛地應用於消費、環境與水資源、交通與建築、資訊與通訊、醫學與健康、儀器、能源等產品上(宋清潭、潘恩郁、蘇宗粲,2009)。

以市面上奈米漆為例,這類塗料以含有奈米TiO2、SiO2、ZnO為主,其主要促銷內容不外是抗污及因此而產生的效益:

奈米漆……具有了傳統材料所不具備的奇異性和化學特性。……漆膜硬度特高、彈性高、耐侯好、抑菌防黴,任何油漬、水 、墨汁、灰塵等都不能存留於建築物表面,具有良好的自清潔功能。……雨水在建材上形成水滴並滾動而帶走污物,進而達到自動清洗的功能,可以節省許多人力和水資源(工研院,2008)。

無VOC成份(揮發性有機化合物),完全不會產生甲醛類氣體, 可讓施工人員完全放心,無任何侵害身體的工安問題。……不會因撞擊變形而有破裂,剝落情(江順得)。

基於奈米塗料的特性,有學者建議發展可用於船舶的奈米塗料,以延長其表面之使用壽命(佚名,xxx)。不過,有人舉此類塗料的物質安全資料表(data sheet)所標示的警語或相關文獻資料的忠告則指出,這類塗料的使用過程,對施工場所附近的環境與人員卻可能存在環境或健康的風險:

「不能流入排水溝或水源地」(“do not allow to enter drains or watercourses”)。

「使用後立即以肥皂和清水洗淨工具與雙手」(“Clean tools and hands immediately after use with soap and water.”)(RSG, 2007)。

台灣有些奈米塗料的操作使用也有類似的警語,例如立盛開發塑化有限公司銷售的「UV-8101光硬化塗料」的簡介第二頁於結束時即以紅字標示著「安全提示」:

建議使用時戴上手套。

避免部分單體接觸皮膚(眼睛)引起紅腫,接觸後請立即洗淨。(立盛開發塑化有限公司,XXX)

已有研究指出,中國油漆工廠出現女性工人因吸入過量奈米材料造成肺部永久性損傷的例子,其中有兩人喪生(林安柏,2009)。最新的研究則清楚顯示,受調查的營造業從業工作人員缺乏奈米塗料知識而面臨危害的社會性因素:年齡工作經驗、職位與廠商規模(Kitisriworaphan, Sawangdee and Musikaphan, 2011)。

台灣的調查則顯示,職業安全衛生師以及奈米專家對於「業者奈米科技產品的安全保證」的不信賴要高於受訪的一般民眾與大學生,其中受訪專家不信賴的程度又遠高於受訪的職業安全衛生師,前者不信賴的比例是97.77%,後者則是69.12%(鄭尊仁、林宜平、陳美芳,2010:83, 86, 103)。

2. 奈米材料對人體的可能健康風險

奈米研究在全世界如火如荼,但奈米材料對於人體的可能健康風險仍然處於未知的狀態。(圖片來源:Brookhaven National Laboratory@flickr)

其實,奈米材料對於人體的可能健康風險仍然處於未知的狀態。目前已知的奈米微粒知識是表面積大、活性高等特質,在同樣大劑量曝露之下,同物質之奈米微粒的毒性比大粒徑者高;同時,其粉塵爆炸的風險也高(EC, 2006:14 and 22)。這種特性一旦吸入或食入人體的危害如何,目前還莫衷一是,因為還沒有實證研究確定奈米微粒進入人體的危害(Gwinn and Vallyathan, 2006)。

關於奈米微粒毒性的知識以細胞株以及動物實驗為主。例如已有動物實驗顯示,老鼠曝露於高劑量的奈米碳管之後一段時間(最長90天),肺部出現發炎反應(Lam et al., 2003)。銀奈米微粒對於肺巨弒細胞的毒性則遠甚於奈米碳管,其它市面上已在使用的三氧化二鋁(Al2O3)、二氧化鋯(ZrO2)等奈米微粒之細胞毒性,也被證實跟石綿一樣毒(Soto et al, 2007: 356)。

此類毒性研究也發現,過去流行病學因果關係中(也就是劑量反應關係),採取濃度(每立方空間所含的物質質量)做為毒性反應的指標,在奈米材料的毒性研究中已被證實不可靠,特別是100奈米以下的物質;單位接觸面積反而比較能夠用來預測奈米材料的毒性(Borm and Kreyling, 2004: 3; EC, 2006: 4, 7, 22)。換句話說,曝露質量即使不多,但是因為與奈米微粒接觸的表面積大,奈米微粒物質的毒性隨之增加。這也使得過去以濃度做為制定工作場所有害物曝露標準的思考面臨新的挑戰。

動物實驗不僅支持,奈米微粒不只可能夠透過吸入,對肺部造成損害,也證實這些被吸入的微粒會透過肺部而穿透細胞膜,進入血液循環系統,流至身體其它部位(例如肝臟),或透過神經而移轉至中樞神經系統,並散佈到腦部(Oberdörster, 2004; Oberdörster et al, 2004; Elder et al, 2006; Nicholas et al, 2006)。學者就奈米微粒透過嗅覺神經系統移轉的認知方面,已經從保守的「例外」(additional)( Oberdörster et al, 2004)轉為「有關」(relevant)( Elder et al, 2006)。

台灣學者也對奈米材料產品的對人體健康的影響有些想法,最早從事奈米現象研究之一的台灣大學化工系牟中原針對德國發生使用廁所清潔噴霧劑「魔術奈米」後,出現嚴重呼吸問題送醫診治的事件指出:

奈米化的噴霧型清潔劑風險高,一旦極細微的奈米化學藥劑被吸入肺部,進入肺泡的微血管,確實很容易引發氣管阻塞及免疫系統病變(聯合新聞網,2006)

工研院材化所研究員吳國卿也對於他們研發可以用來火災逃生的「奈米光觸媒防毒口罩」遲未上市一事表示,是因為相關人體危害尚未確定之下的考量:

一奈米是十的負九次方公尺,等於十億分之一公尺,口罩上所有的奈米粉粒、纖維如果都被吸入肺部,後果可就不堪設想。」(聯合新聞網,2006)

三、風險的社會對話:跨領域的必要性

面對奈米科技材料對於人體與環境危害尚無具體知識可供運用,而商業應用又無法阻擋的狀況下,我們要如何面對這種健康與商業利益兩者間的可能衝突,已是當前重要的課題。國際上有個以美國NNI為首的網絡,針對發展奈米科技所產生的環境、健康與安全風險(Environmental, Health, and Safety, EHS)的討論、研究與治理議題進行跨國整合,以免造成各國資源彼此重疊的情況。自2005年,美國投入1億2千萬美元以研究與瞭解環境健康的議題以來,總研究預算在2011年將達4億8千萬美元(National Nanotechnology Coordination Office, 2009; NNI, 2010)。同一期間,歐盟整體的投資大約是1億美元,亞洲(包含台灣在內)則在6千5百萬美元之譜(NNI, 2010)。

經濟合作發展組織(Organization for Economic Co-operation and Development,簡稱OECD )認為應該發展自2006年以來共成立兩個組織,以處理奈米財料相關的環境、健康與安全議題(Environment, health , and safety, 簡稱 EHS),分別是化學品委員會(Chemicals Committee,簡稱 CC)的人造奈米材料工作小組(Working Party on Manufactured Nanomaterials,簡稱WPMN),以及科學與科技政策委員會(Committee on Scientific and Technological Policy,簡稱CSTP)的奈米科技工作小組(Working Party on Nanotechnology,簡稱WPN)。其中有兩個部份是將公眾納入奈米科技發展的議程:「拓展與公眾參與」 (Outreach and public engagement)及「政策對話」(policy dialogue)(阮國棟、張宣武、吳婉怡,2009: 1),以發展管制含有奈米材料產品的法制。預警原則是重要的依據之一。

歐盟方面,其執委會也採預警原則,制定奈米科學與奈米科技研究行為準則 (Code of Conduct for Responsible Nanosciences and Nanotechnologies Research) 以做為與各會員國溝通的工具(Del Castillo, 2010: 12)。為建立其奈米科技的能量,歐洲總工會也透過歐盟的「奈米科技能力建置計畫」,與歐洲的工會組織進行奈米健康風險議題的討論,以與歐盟管制法規REACH以及奈米科技政策對話,以彌補科學知識在奈米健康風險方面的落差(ETUC, 2008; Del Castillo, 2010; 29-30)。歐洲總工會最直接的要求是,「沒資料就沒市場」(no data, no market)的原則要適用至所有的奈米物質。針對雇主與歐盟執委會提出以下因應的對策:雇主必須採取適當的降險措施(risk reduction measures);歐盟執委會應該增加健康與環境風險研究預算,並採用多面向方式定義奈米微粒,不要僅侷限於尺寸(小於100奈米);對於含有奈米粒子的產品應加以標示,以提醒消費者,此類物品的奈米粒子可能因為使用或丟棄而逸散(Del Castillo, 2010; 29-31; ETUC, 2008: 4)。

在台灣,環境品質文教基金會董事長劉銘龍已意識到「商機優先考量,忽略人體健康風險」的問題,而呼籲主管機關至少應要求奈米產品加註警語,做為安全驗證制度建立前之過渡(聯合新聞網,2006)。綠色公民行動聯盟監事趙家緯(2007)也指出,「奈米國家型科技計畫」沒有談到「奈米對人體與環境的風險」,未納入國際上對奈米材質的管制與規範的探討。

第二期「奈米國家型科技計畫」國家計畫已展開,環境、健康與安全之法制已成為主要議題之一。是否能透過此期計畫有效地進行公眾參與和政策對話以彌補科學知識在這方面的落差,值得觀察與期待。

參考文獻

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