Гигиена

ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПЫЛЬ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

        Понятие и классификация пыли. Производственная пыль является одним из широко распространенных неблагоприятных факторов, оказывающих негативное влияние на здоровье работающих. Целый ряд технологических процессов сопровождается образованием мелкораздробленных частиц твердого вещества (пыль), которые попадают в воздух производственных помещений и более или менее длительное время находятся в нем во взвешенном состоянии.          За последние годы появились крупные учреждения массового обслуживания населения (супер- и гипермаркеты, комбинаты сервисного обслуживания, косметические салоны, выставочные комплексы, залы для обслуживания клиентов финансовых предприятий), в которых движение больших людских и товарных потоков создает повышенное содержание пыли в помещениях.          Производственной пылью называют взвешенные в воздухе, медленно оседающие твердые частицы размерами от нескольких десятков до долей микрона. Многие виды производственной пыли представляют собой аэрозоль.          По размеру частиц (дисперсности) различают видимую пыль размером более 10 мкм, микроскопическую — от 0,25 до 10 мкм, ультрамикроскопическую — менее 0,25 мкм.          Согласно общепринятой классификации все виды производственной пыли подразделяются на органические, неорганические и смешанные. Первые, в свою очередь, делятся на пыль естественного (древесная, хлопковая, льняная, шерстяная и др.) и искусственного (пыль пластмасс, резины, смол и др.) происхождения, а вторые — на металлическую (железная, цинковая, алюминиевая и др.) и минеральную (кварцевая, цементная, асбестовая и др.) пыль. К смешанным видам пыли относят каменноугольную пыль, содержащую частицы угля, кварца и силикатов, а также пыли, образующиеся в химических и других производствах.          Специфика качественного состава пыли предопределяет возможность и характер ее действия на организм человека. Определенное значение имеют форма и консистенция пылевых частиц, которые в значительной мере зависят от природы исходного материала.          Так, длинные и мягкие пылевые частицы легко осаждаются на слизистой оболочке верхних дыхательных путей и могут стать причиной хронических трахеитов и бронхитов. Степень вредного действия пыли зависит также от ее растворимости в тканевых жидкостях организма. Большая растворимость токсической пыли усиливает и ускоряет ее вредное влияние.          Влияние пыли на организм. Неблагоприятное воздействие пыли на организм может быть причиной возникновения заболеваний. Обычно различают специфические (пневмоко-ниозы, аллергические болезни) и неспецифические (хронические заболевания органов дыхания, заболевания глаз и кожи) пылевые поражения.          Среди специфических профессиональных пылевых заболеваний большое место занимают пневмокониозы — болезни легких, в основе которых лежит развитие склеротических и связанных с ними других изменений, обусловленных отложением различного рода пыли и последующим ее взаимодействием с легочной тканью.          Среди различных пневмокониозов наибольшую опасность представляет силикоз, связанный с длительным вдыханием пыли, содержащей свободную двуокись кремния (Si02). Силикоз — это медленно протекающий хронический процесс, который, как правило, развивается только у лиц, проработавших несколько лет в условиях значительного загрязнения воздуха кремниевой пылью. Однако в отдельных случаях возможно более быстрое возникновение и течение этого заболевания, когда за сравнительно короткий срок (2~4 года) процесс достигает конечной, терминальной, стадии.          Производственная пыль может оказывать вредное влияние и на верхние дыхательные пути. Установлено, что в результате многолетней работы в условиях значительного за-пыления воздуха происходит постепенное истончение слизистой оболочки носа и задней стенки глотки. При очень высоких концентрациях пыли отмечается выраженная атрофия носовых раковин, особенно нижних, а также сухость и атрофия слизистой оболочки верхних дыхательных путей. 

        Развитию этих явлений способствуют гигроскопичность пыли и высокая температура воздуха в помещениях. Атрофия слизистой оболочки значительно нарушает защитные (барьерные) функции верхних дыхательных путей, что, в свою очередь, способствует глубокому проникновению пыли, т. е. поражению бронхов и легких.          Производственная пыль может проникать в кожу и в отверстия сальных и потовых желез. В некоторых случаях может развиться воспалительный процесс. Не исключена возможность возникновения язвенных дерматитов и экзем при воздействии на кожу пыли хромощелочных солей, мышьяка, меди, извести, соды и других химических веществ.          Действие пыли на глаза вызывает возникновение конъюнктивитов. Отмечается анестезирующее действие металлической и табачной пыли на роговую оболочку глаза. Установлено, что профессиональная анестезия у токарей возрастает со стажем.          Понижение чувствительности роговицы обусловливает позднюю обращаемость рабочих по поводу попадания в глаз мелких осколков металла и других инородных тел. У токарей с большим стажем иногда обнаруживают множественные мелкие помутнения роговицы из-за травматизма пылевыми частицами.          Меры профилактики пылевых заболеваний. Эффективная профилактика профессиональных пылевых болезней предполагает гигиеническое нормирование, технологические мероприятия, санитарно-гигиенические мероприятия, индивидуальные средства защиты и лечебно-профилактические мероприятия.          Гигиеническое нормирование. Основой проведения мероприятий по борьбе с производственной пылью является гигиеническое нормирование. Соблюдение установленных ГОСТом предельно допустимых концентраций (ПДК) — основное требование при проведении предупредительного и текущего санитарного надзора.          Систематический контроль за состоянием уровня запыленности осуществляют лаборатории центров санэпиднадзо-ра, заводские санитарно-химические лаборатории. На администрацию предприятий возложена ответственность за поддержание условий, препятствующих превышению ПДК пыли в воздушной среде.          При разработке оздоровительных мероприятий основные гигиенические требования должны предъявляться к технологическим процессам и оборудованию, вентиляции, строительно-планировочным решениям, рациональному медицинскому обслуживанию работающих, использованию средств индивидуальной защиты.          Методы и средства защиты от пыли:  • внедрение непрерывных технологий с закрытым циклом (использование закрытых конвейеров, трубопроводов, кожухов);  • автоматизация и дистанционное управление технологическими процессами (особенно при погрузоразгрузочных и фасовочных операциях);  • замена порошкообразных продуктов брикетами, пастами, суспензиями, растворами;  • смачивание порошкообразных продуктов при транспортировке (душевание);  • переход с твердого топлива на газообразное или электроподогрев;  • применение общей и местной вытяжной вентиляции помещений и рабочих мест;  • применение индивидуальных средств защиты (очков, противогазов, респираторов, спецодежды, обуви, мазей).          Лечебно-профилактические мероприятия. В системе оздоровительных мероприятий важен медицинский контроль за состоянием здоровья работающих. В соответствии с действующими правилами обязательным является проведение предварительных (при поступлении на работу) и периодических медицинских осмотров.          Основная задача периодических осмотров — своевременное выявление ранних стадий заболевания и предупреждение развития пневмокониоза, определение профпригодности и проведение эффективных лечебно-профилактических мероприятий.          Среди профилактических мероприятий, направленных на повышение реактивности организма и сопротивляемости пылевым поражениям легких, наибольшую эффективность обеспечивают УФ-облучение, тормозящее склеротические процессы; щелочные ингаляции, способствующие санации верхних дыхательных путей; дыхательная гимнастика, улучшающая функцию внешнего дыхания; диета с добавлением ме-тионина и витаминов. 

Газовй состав воздуха.

Комфортное состояние человека в закрытых помещениях определяется качеством комнатного воздуха, которое во многом зависит от количества поступающего свежего воздуха. Люди нередко ощущают духоту и «нехватку кислорода» как в помещениях с недостаточным воздухообменом, так и в помещениях, которые уже оснащены различными системами вентиляции и кондиционирования. Анализируя причины ощущения несвежего воздуха, как правило, решается вопрос: каким должен быть воздухообмен, чтобы газовый состав воздуха в помещении был наиболее оптимален? Рекомендуемый в работах многих исследователей объем свежего воздуха установлен на основании количества углекислоты, которую человек выделяет при дыхании в единицу времени. Эта величина зависит от таких переменных как температура воздуха в помещении, возраст человека и его деятельность. В условиях комфортного кондиционирования газовый состав изменяется в результате жизнедеятельности человека. Поэтому главным критерием санитарного состояния воздуха является содержание в нем углекислого газа (C0₂). В таблице показаны допустимые значения концентрации C0₂.

В состоянии покоя человек в час поглощаетоколо 19 л кислорода и выделяет около 16 л углекислого газа. Углекислый газ участвует в регуляции дыхания, кровообращения, газообмена. Избыток и недостаток C0₂ в воздухе одинаково вредно отражаются на состоянии организма. Когда допустимая концентрация К_СО2<0,03%, нарушается работа указанных процессов жизнедеятельности. При избытке углекислого газа, когда К_CO2>1,5%, человек ощущает наркотическое действие, головные боли и т.п.  Вдыхаемый воздух с концентрацией К_СО2=0,5х1,5% не влияет на работоспособность и основные физиологические функции организма, а воздух с концентрацией К_СО2=0,04х0,5% считается комфортным для человека. Процесс освежения воздуха в помещении целесообразнее осуществлять путем организации регулируемого притока наружного воздуха. Согласно действующим санитарным нормам регламентируется подача в помещение 20-60 м³/ч свежего воздуха на одного человека. Многие исследователи гигиенических аспектов комфортного кондиционирования отмечают необходимость повышенной кратности воздухообмена (количество смен воздуха в помещении). Так, например, в административных помещениях с системами кондиционирования воздуха комфортная атмосфера обеспечивается при температуре воздуха 24°С и кратности воздухообмена до 12 смен воздуха в час. При повышении температуры воздуха до 26°С для сохранений оптимальных условий кратность воздухообмена должна повышаться. При снижении температуры воздуха до 22°С величина воздухообмена соответственно должна уменьшаться. Отмечается, что при увеличении объемов подаваемого воздуха в жилых помещениях с 20 до 60 м³/ч на человека, у людей улучшается функциональное состояние организма и повышается работоспособность. Из вышесказанного можно сделать вывод, что при увеличении количества поступающего в помещение воздуха и кратности воздухообмена прослеживается достаточно четкое улучшение качества воздушной среды.

Загрязнение воздуха

Химическое загрязнение атмосферы.

Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако  последствия  употребления  огня,  которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с  тем,  что  дым  мешал дыханию и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища.  Получаемое тепло было для человека важнее,  чем чистый воздух и незаконченные стены пещеры.  Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы,  ибо  люди  обитали тогда небольшими группами, занимая непомерно обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение  людей  на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалось еще  серьезными  последствиями.

Так было вплоть до начала  девятнадцатого  века.  Лишь за последние сто лет развитие промышленности "одарило" нас такими производственными процессами,  последствия которых вначале человек  еще не мог себе представить.  Возникли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя.  Все  это  результат великих изобретений и завоеваний человека.

Основные загрязняющие вещества.

В основном существуют три основных  источника  загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем, загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное  производство. Источники загрязнения - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия,  особенно цветной металлургии, которые выбрасывают  в  воздух  оксиды  азота,  сероводород,  хлор, фтор,  аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути  и мышьяка;  химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в  воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ,  работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

Атмосферные загрязнители разделяют на первичные,  поступающие непосредственно  в атмосферу, и  вторичные,  являющиеся  результатом превращения последних.    Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до  серного ангидрида,  который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты.  При  взаимодействии серного ангидрида  с  аммиаком  образуются кристаллы сульфата аммония.

Подобным образом, в результате химических,  фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы,  образуются  другие  вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70%  ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными вредными   примесями  пирогенного  происхождения  являются следующие:

а) Оксид углерода.  Получается при неполном сгорании углеродистых веществ.  В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн. т.  Оксид углерода является соединением,  активно реагирующим  с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или  переработки  сернистых  руд (до 170 млн. т. в год).  Часть соединений  серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество  выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65 %  от общемирового выброса.

в) Серный  ангидрид. Образуется  при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является  аэрозоль или раствор серной кислоты  в дождевой воде,  который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека.  Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой  влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее  11 км.  от таких предприятий,  обычно  бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной  кислоты.  Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

г) Сероводород и сероуглерод.  Поступают в атмосферу  раздельно        или  вместе с другими соединениями серы.  Основными источниками выброса являются предприятия  по  изготовлению  искусственного волокна,  сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы.  В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

д.) Оксилы  азота.  Основными  источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения,  азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители,  нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид.  Количество оксилов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн. т. в год.

е) Соединения фтора.  Источниками  загрязнения  являются предприятия по производству алюминия,  эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают в  атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия         и кальция. Соединения характеризуются токсическим  эффектом.  Производные  фтора  являются сильными инсектицидами.

ж) Соединения  хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих  соляную  кислоту,  хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду.  В атмосфере встречаются как примесь  молекулы хлора  и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией.  В металлургической промышленности при  выплавке  чугуна  и  при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых  металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 1 т. передельного чугуна выделяется кроме 12,7 кг. сернистого газа и 14,5 кг пылевых частиц,  определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы,  свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

Аэрозольное загрязнение атмосферы.

Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы,  находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе.  Твердые компоненты аэрозолей  в ряде случаев особенно опасны для организмов,  а у людей вызывают специфические  заболевания.  В  атмосфере  аэрозольные  загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная  часть  аэрозолей образуется в атмосфере при  взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с  водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб. км пылевидных частиц искусственного  происхождения.  Большое  количество пылевых частиц образуется также в ходе  производственной деятельности людей. 

Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнения воздуха являются ТЭС,  которые потребляют  уголь высокой зольности, обогатительные фабрики,  металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы.  Аэрозольные  частицы  от этих источников  отличаются большим разнообразием химического   состава.

Еще большее разнообразие свойственно  органической пыли,  включающей алифатические и  ароматические  углеводороды, соли кислот.  Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов,  в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях.

Постоянными источниками аэрозольного загрязнения  являются  промышленные отвалы  -  искусственные  насыпи из переотложенного  материала, преимущественно вскрышных  пород,  образуемых  при   добыче полезных  ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности,  ТЭС.

Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так,  в результате одного среднего по массе взрыва (250-300 тонн взрывчатых  веществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс. куб. м. условного оксида углерода и более 150 т. пыли.

Производство  цемента  и   других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью.  Основные технологические  процессы этих производств  -  измельчение и химическая обработка полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу.

К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды - насыщенные и ненасыщенные. Они подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации,  взаимодействуя  с  другими  атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией.  В  результате этих реакций образуются перекисные соединения,  свободные радикалы,  соединения углеводородов с оксидами азота и  серы часто в виде аэрозольных частиц. При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных   газообразных и аэрозольных примесей    в приземном слое воздуха.

Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно над  источниками газопылевой эмиссии существует   инверсия - расположения слоя более холодного воздуха под теплым, что  препятствует  воздушным  массам и задерживает перенос  примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются   под слоем инверсии,  содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее  неизвестного   в природе фотохимического тумана.

Фотохимический туман (смог).

Фотохимический туман (смог) представляет собой  многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят  озон, оксиды азота  и серы,  многочисленные органические соединения перекисной природы,  называемые в совокупности фотооксидантами.

Фотохимический смог возникает в результате фотохимических  реакций при определенных условиях:  наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота,  углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации  и  безветрия  или очень слабого  обмена воздуха в приземном слое при мощной и в  течение не менее суток повышенной инверсии.  Устойчивая  безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации  реагирующих  веществ.

Такие условия  создаются  чаще  в июне-сентябре и реже зимой.   При продолжительной ясной погоде солнечная радиация  вызывает   расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода.  Атомарный кислород с молекулярным   кислородом дают озон. Казалось бы,  последний, окисляя оксид   азота, должен снова превращаться в  молекулярный  кислород, а оксид азота - в диоксид.  Но этого не происходит. Оксид азота   вступает в реакции с олефинами выхлопных газов,  которые  при   этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул  и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида  азота расщепляются и дают дополнительные количества озона.

Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в  ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в реакцию олефинами.  В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана  оксиданты.  Последние являются источником так  называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью.

По своему физиологическому воздействию на организм   человека смоги крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских   жителей с ослабленным здоровьем.