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3D打印机会产生有毒颗粒影响室内空气质量和公共健康

来源：泰然健康网时间：2024年12月03日 18:29

最新研究发现3D打印机会散发出可能对人体有害的有毒颗粒。这项研究在12月15日的2020年风险分析协会虚拟年会上提出，表明在印刷过程中释放的颗粒会影响室内空气质量和公共健康。

对于未开始使用的3D打印机，通常通过熔化塑料细丝或其他基础材料（例如纳米颗粒，金属，热塑性塑料等），然后将熔化的材料逐层堆叠以形成物体来工作。当塑料或其他基础材料被加热熔化时，它们会将挥发性化合物释放到打印机和物体附近的空气中。

在打印过程中释放到环境中的化学副产物和颗粒会在该过程中花费较长的时间，并且堆积得足够小，以至于它们可以渗透到肺部，从而造成损害。

例如，环境保护署（EPA）的两项研究分析了3D打印机长丝挤出机（用于创建3D打印机长丝的设备）的排放，然后使用仿真模型查看了产生的颗粒数量。以及在不同年龄段使用3D打印机时存放它们的位置。

研究发现，长丝挤出机释放出的小颗粒和蒸气的量与其他3D打印机研究中发现的相似，并且模拟模型预测，对于9岁及以下的儿童，肺每单位表面积的颗粒质量沉积更高。但是需要更多的研究来确定吸入剂量为多少。

3D打印机会产生有毒颗粒影响室内空气质量和公共健康

由国家职业安全与健康研究所的Yong Qian进行的另一项研究，通过检查人体肺细胞和通过吸入暴露的大鼠，研究了3D打印期间产生的丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）排放物的潜在毒性。结果表明，所发射的颗粒对人肺细胞有中等毒性，而对大鼠则毒性很小。

值得注意的是，尽管今天提出的许多研究仍处于早期阶段，但确实增加了3D打印机潜在毒性的证据。

例如，去年发表的研究发现，ABS和聚乳酸（PLA）颗粒均会对细胞活力产生负面影响，后者会引发更强的毒性反应。

Rodney说：“毒性测试表明，按颗粒进行比较，PLA颗粒比ABS颗粒有更大的毒性，但是由于打印机排放的ABS过多得多，所以最终更需要关注ABS的排放。”韦伯，佐治亚理工学院地球与大气科学学院的教授，领导了这项研究。总而言之，这些测试表明，随着时间的流逝，暴露于这些细丝颗粒的毒性可能与城市环境中被车辆或其他排放物污染的空气一样有毒。”

研究还发现，熔化灯丝所需的温度越高，产生的排放量就越多，从3D打印机排放的ABS颗粒的化学特性与ABS灯丝不同。

韦伯说：“当长丝公司生产某种类型的长丝时，他们可能会添加少量质量百分比的其他化合物以达到某些特性，但他们大多不透露这些添加剂是什么。” “由于这些添加剂似乎会影响ABS的排放量，并且添加到ABS中的添加剂的类型和数量可能会有很大的差异，因此消费者可以购买某种ABS灯丝，并且其产生的排放量远多于ABS的排放量。其他供应商。”

这一点尤其重要，因为3D打印机在人们花费大量时间的家庭，学校和其他地方变得越来越普遍。

EPA研究的主要作者之一彼得·伯利（Peter Byrley）在一份声明中说：“迄今为止，公众几乎没有意识到3D打印机可能产生的辐射。” “这项研究的潜在社会效益是提高公众对3D打印机辐射以及儿童可能更高的易感性的认识。”

杜克大学的乔安娜·玛丽·西佩（Joana Marie Sipe）进行的另一项研究发现，3D打印可能不仅对人体有害，而且由打印机制造的塑料制成的副产品也可能对环境造成破坏。

在这项研究中，Sipe开发了一种机器，可以测量塑料产品（例如水瓶）在使用过程中以及在环境中会因摩擦和打磨而分解的程度。然后将塑料颗粒喂入鱼中，以观察塑料中的纳米颗粒对其器官的影响。

她发现，当塑料分解时，掺入的纳米材料会暴露于环境中。研究人员能够预测被鱼吃掉时从塑料中逸出的纳米颗粒的百分比，从而提供了一种基质释放因子（MRF），可用于确定当有人食用时塑料和纳米颗粒释放的数量咀嚼产品或在海洋中分解时。

Sipe在一份声明中说：“这项研究可以帮助根据特定的消费产品的MRF值制定关于可以添加多少纳米材料填料的法规。” “数据可以帮助确定多少塑料和/或纳米填充产品将污染物释放到环境或人体中。”

因此，正如我们在制造新冠肺炎面罩，呼吸器和其他个人防护设备时所看到的那样，尽管3D打印使更多产品更容易获得且价格更低廉，但重要的是要考虑潜在的风险。随着3D打印技术的日益普及，监管机构，制造商和用户可能需要将注意力集中在更好地管理这些风险上。

例如，3D打印机的操作员可以采取一些措施来减轻其对空气质量的影响，包括：

仅在通风良好的地方操作3D打印机

将喷嘴温度设置为建议的长丝材料温度范围的下限

远离操作系统

使用经测试和验证具有低排放量的机器和灯丝。

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