2. 2. 4. Производственная пыль.

Пыль является наиболее распространенным неблагоприятным фактором производственной среды. Многочисленные технологические процессы и операции в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве сопровождаются образованием и выделением пыли, ее воздействию могут подвергаться большие контингенты работающих.

Производственной пылью называют взвешенные в воздухе медленно оседающие твердые частицы размерами от нескольких десятков до долей микрона. Пыль представляет собой аэрозоль, т. е. дисперсную систему, в которой дисперсной фазой являются твердые частицы, а дисперсной средой - воздух.

Производственную пыль классифицируют по происхождению, способу образования и размерам частиц (дисперсности).

По происхождению пыль разделяют на органическую, неорганическую и смешанную. Органическая пыль может быть естественной - животного или растительного происхождения (древесная, хлопковая, льняная, джутовая, костяная, шерстяная и др.), и искусственной - пыль пластмасс, резины, смол, красителей и др. синтетических продуктов. Неорганическая пыль может быть минеральной (кварцевая, силикатная, асбестовая, цементная, наждачная, фарфоровая и др.) и металлической (цинковая, железная, медная, свинцовая, марганцевая). К смешанным видам пыли относятся пыли, образующиеся в металлургической промышленности, во многих химических и других производствах.

В зависимости от способа образования различают аэрозоли дезинтеграции и конденсации. Аэрозоли дезинтеграции образуются при механическом измельчении, дроблении и разрушении твердых веществ (бурение, размол, взрыв пород и др.) при механической обработке изделий (очистка литья, полировка и др.) Аэрозоли конденсации образуются при термических процессах возгонки твердых веществ (плавлении, электросварке и др.) вследствие отложения и конденсации паров металлов и неметаллов, в частности, полимерных материалов - пластмасс. В результате термической обработки образуются парогазоаэрозольные смеси, содержащие твердые, жидкие частицы, газы и пары сложного химического состава. Нередко встречаются аэрозоли, дисперсная фаза которых содержит частицы, образующиеся как при измельчении, так и конденсации паров (шлифовально-полировальные, заточные работы и др.)

Пыль характеризуется совокупностью свойств, определяющих поведение ее в воздухе, превращения ее в организме, действие на организм. Из различных свойств промышленной пыли наибольшее значение имеют химический состав, растворимость, дисперсность, взрывоопасность, форма, электрозаряженность, радиоактивность.

Химический состав пыли. В зависимости от состава пыль может оказывать на организм фиброгенное, раздражающее, токсическое и аллергенное действие.

Первостепенное значение для развития пылевых заболеваний легких имеет минералогический состав пыли, особенно содержание в пыли диоксида кремния.

Растворимость пыли, зависящая от ее химического состава, имеет определенное гигиеническое значение. Некоторые пыли, например сахарная, быстро растворяясь в организме, не оказывают на него вредного действия. Нерастворимая, в частности, волокнистая пыль надолго задерживается в воздухоносных путях, нередко приводит к развитию патологического состояния. Хорошая растворимость токсических пылей способствует быстрому развитию явлений отравления.

Дисперсность производственной пыли имеет большое гигиеническое значение, так как от размера пылевых частиц. их удельного веса и формы зависит длительность пребывания в воздухе и характер воздействия на органы дыхания.

В зависимости от дисперсности различают видимую пыль размером более 10 мкм, микроскопическую - размером от 0,25 мкм до 10 мкм, ультрамикроскопическую - менее 0,25 мкм.

В производственных условиях вследствие конвекционных токов, работы машин, вентиляционных установок воздух находится в подвижном состоянии, что мешает осаждению мельчайших частиц.

Размеры аэрозолей дезинтеграции зависят от твердости исходного вещества. Чем тверже вещество, подлежащее дезинтеграции, тем выше степень дисперсности и больше частиц в единице объема аэрозолей. Аэрозоли дезинтеграции малого диаметра и пылинки волокнистой формы быстрее укрупняются при наличии в воздухе водяных аэрозолей.

Аэрозоли конденсации, образующиеся при металлургических процессах, при выплавке ферросплавов в конверторном переделе чугуна, выплавке стали легче подвергаются флоккуляции и оседанию конгломератов, чем аэрозоли дезинтеграции.

Производственная пыль, как правило, полидисперсна, т. е. в воздухе встречаются одновременно пылевые частицы различных размеров. От степени дисперсности зависит общий процент задержки пылевых частиц в органах дыхания, а также уровень, на котором они оседают в дыхательных путях.

В легкие при дыхании проникает пыль размером от 0,2 мкм до 5 мкм. Более крупные частицы задерживаются в верхних дыхательных путях.

По мере уменьшения размеров частиц возрастает степень задержки их в глубоких отделах легких. Выведение пыли также зависит от размеров частиц. Крупные частицы удаляются из организма под влиянием мерцательных движений ресничек и слизи.

Дисперсность частиц имеет значение не только для элиминации пыли в легких. От величины частиц зависит степень фиброгенного действия пыли.

С повышением дисперсности степень биологической агрессивности пыли увеличивается до определенного предела, а затем уменьшается. Наибольшей фиброгенной активностью обладают аэрозоли дезинтеграции с размером пылинок от 1-2 мкм до 5 мкм и аэрозоли конденсации с размерами частиц менее 0,3-0,4 мкм. В этиологии пылевых бронхитов наименее значимы пылевые частицы свыше 5 мкм. Уменьшение фиброгенности аэрозоля конденсации двуокиси кремния с размером частиц 0,05 мкм. и менее объясняются тем, что скорость выведения его из легких опережает темпы проявления ими цитотоксичности.

Исследованиями Е. В. Хухриной показано, что степень фиброгенной опасности пыли зависит от ее массы, поступившей в организм, и от дисперсности. При неодинаковой массе пыли и различной дисперсности наиболее опасна пыль с преобладанием пылевых частиц размером 1-2 мкм.

По-видимому, большая площадь соприкосновения мелких пылевых частиц с тканью легкого и большие их количества обусловливают более выраженную ответную реакцию организма.

С повышением дисперсности пыли увеличивается площадь поверхности частиц (отношение площади поверхности частиц к их массе), повышается ее химическая активность и сорбционная способность. Пылевые частицы сорбируют своей поверхностью газы, пары, радиоактивные вещества, ионы, свободные радикалы и др. Так, пыль доменного газа сорбирует оксид углерода, угольную пыль - молекулы газов СО₂, СО, метана. Вдыхание с пылью токсических веществ усиливает вредное действие пыли. Действие пыли на организм усиливается благодаря адсорбции на ней свободных радикалов, обладающих способностью к цепным реакциям и весьма высокой химической активностью. Свободные радикалы образуются при процессах горения, под действием радиоактивных излучений и в результате фотохимического действия света. Пылинки сорбируют из воздуха ионы, что уменьшает отрицательную ионизацию воздуха.

Форма пылинок влияет на их поведение в воздухе, при этом частицы неправильной формы (аэрозоли дезинтеграции) способны более длительное время сохраняться в воздухе.

Электрозаряженность пыли. Одним из важнейших свойств аэрозоля является наличие на частицах дисперсной фазы электрических зарядов. Пылевые частицы, поступающие в воздушную среду при различных технологических процессах, несут на себе электрический заряд. Частицы приобретают заряд в результате трения вещества с поверхностью частиц машины (например, в вальцовых мельницах), трения и соударения их друг с другом или абсорбцией ионов атмосферы. Заряд пыли может быть различным и, в значительной мере, зависит от химической природы вещества. Отрицательными зарядами отличаются металлическая пыль и основные оксиды, положительными зарядами - неметаллическая пыль и кислотные оксиды. Заряженность оказывает влияние на поведение частиц, время нахождения пыли в воздухе и ее осаждение. Разноименный заряд пылевых частиц способствует быстрой конгломерации и оседанию их из воздуха. Одноименный заряд обусловливает большую стабильность аэрозоля. Существует мнение, что частицы пыли, несущие на себе заряд, задерживаются в органах дыхания в большем количестве, чем нейтральные пылевые частицы, при этом степень задержки пыли в дыхательных путях может достигать 70%. Фагоцитоз более активен при электроотрицательной пыли. Аэрозоли дезинтеграции имеют большую величину заряда, чем аэрозоли конденсации. Пыль может быть носителем микробов, грибов, клещей, яиц гельминтов, Описаны легочные формы сибирской язвы у рабочих, вдыхающих пыль шерсти.

В подготовительных цехах льнопрядильных фабрик обнаружено в 1м³ воздуха около 37 тыс. бактерий и 10 тыс. грибков

Влияние пыли на организм.

Пыль может оказывать фиброгенное, токсическое, раздражающее, аллергенное, канцерогенное, ионизирующее и фотосенсибилизирующее действие.

Пылевые профессиональные заболевания легких - один из самых тяжелых и распространенных во всем мире видов профессиональных заболеваний, борьба с которыми имеет большое социальное значение.

Основными профзаболеваниями являются пневмокониозы, хронический бронхит и заболевания верхних дыхательных путей.

К числу крайне редких пылевых заболеваний относятся новообразования органов дыхания.

Пневмокониоз - хроническое профессиональное пылевое заболевание легких, характеризующееся развитием фиброзных изменений в результате длительного ингаляционного действия фиброгенных аэрозолей.

Выделены следующие виды пневмокониозов:

1. Силикоз - пневмокониоз, обусловленный вдыханием кварцевой пыли, содержащей свободную двуокись кремния, т. е. кремнезем и его модификации в кристаллической форме: кварц, кристалоболит, триддимит. Наибольшую распространенность имеет кристаллическая разновидность кремнезема - кварц, содержащий 97-99% свободного SiО₂. Действие кварцсодержащей пыли на организм связано с добычей полезных ископаемых, поскольку около 60% всех горных пород состоят из кремнезема.

2. Силикатозы - пневмокониозы, возникающие от вдыхания пыли минералов, содержащих двуокись кремния в связанном состоянии с различными элементами: алюминием, магнием, железом, кальцием и др. (каолимоз, асбестоз, талькоз; цементный, слюдяной, нефелиновый пневмокониозы и др.)

3. Металлокониозы - пневмокониозы от воздействия пыли металлов: железа, алюминия, бария, олова, марганца и др. (сидероз, алюминоз, станиоз, манганокониоз и др.)

4. Пневмокониоз от смешанной пыли: а) со значительным содержанием свободной двуокиси кремния или б) с содержанием ее до 10%.

5. Пневмокониозы от органической пыли: растительный - биссиноз (от пыли хлопка и льна), багоссоз (от пыли сахарного тростника), фермерское легкое (от сельскохозяйственной пыли, содержащей грибы), синтетической (пыль пластмасс), а также от воздействия сажи - промышленного углерода.

К пневмокониозам относятся электросварочный пневмокониоз, пневмокониоз газорезчиков, огнеупорщиков, сталеваров, шлифовщиков, наждачников и др.

Производственная пыль может приводить к развитию профессиональных бронхитов, пневмоний, астматических ринитов и бронхиальной астмы. Некоторая часть пыли оседает на слизистой носа, бронхов. В зависимости от природы и концентрации в воздухе она вызывает различную реакцию слизистой носа. Развиваются гипертрофические и атрофические риниты. Соединения хрома и сернокислый никель вызывают язвенно-некротические поражения слизистой и даже прободение носовой перегородки. Пыль задерживается в дыхательных путях, вызывая местные процессы: бронхиты, бронхиолиты.

Пыль может оказывать влияние на орган зрения, приводить к воспалительным процессам в конъюнктиве (конъюнктивиты). Описаны случаи конъюнктивитов и кератитов у рабочих, контактирующих с пылью мышьякосодержащих соединений, анилиновых красок и акрихина.

Пыль тринитротолуола при длительном воздействии, оседая в хрусталике вызывает развитие профессиональной катаракты. У рабочих, имеющих длительный контакт с пылью сернистых и бромистых солей серебра, наблюдается профессиональный аргироз конъюнктивы и роговицы в результате отложения в тканях восстановленного серебра

Сильным сенсибилизирующим действием на слизистую оболочку и роговицу глаза обладает пыль каменноугольного пека, вызывающая при работе на открытом воздухе в солнечную погоду тяжелые кератоконъюнктивиты - «пековые офтальмии».

Загрязняя кожные покровы, пыль различного состава может оказывать раздражающее, сенсибилизирующее и фотодинамическое действие.

Пыль мышьяка, извести, карбида, кальция и суперфосфата действует раздражающе на кожные покровы, вызывая дерматиты. Длительный контакт с аэрозолями СОЖ (продуктами нефтяных и минеральных масел) вызывает развитие масляных фолликулов. Действие на кожу производственных аллергенов: пыли синтетических клеев, эпоксидных смол, капрона, нейлона и других полимерных материалов, а также пыли хрома меди, никеля и кобальта приводит к развитию аллергических профдерматозов (дерматитов и экзем).

Аллергические дерматиты и экземы опасны у рабочих, контактирующих с цементной пылью. К веществам, обладающим фотодинамическим (фотосенсибилизирующим) действием, относятся продукты переработки каменного угля и нефти (смола, гудрон, асфальт, пек). Загрязнение кожи этими соединениями на фоне инсоляции вызывает фотодерматит открытых участков кожи.

Многие пыли растительного и животного происхождения обладают выраженным аллергическим действием (пыль травы, хлопка, льна, зерна, муки, соломы, различных пород дерева, особенно сосны, шелка, шерсти, кожи, перьев, канифоли и др.)

Меры профилактики пылевых заболеваний.

Гигиеническое нормирование. Основой проведения мероприятий по борьбе с пылью является гигиеническое нормирование. В РФ установлены ПДК фиброгенных пылей в воздухе рабочих помещений, их перечень представлен в нормативных документах. Разработка нормативов осуществляется в соответствии с методическими рекомендациями - «Обоснование предельно допустимых концентраций (ПДК) аэрозолей в рабочей зоне», утвержденными МЗ в 1983 г.

Учитывая, что среди аэрозолей фиброгенного действия наибольшей агрессивностью обладает пыль, содержащая свободную двуокись кремния, ПДК таких пылей в зависимости от процентного содержания последней составляют 1и 2 мг/м³. Для других видов пылей установлены ПДК от 2 до 10 мг/м³.

Задачей санитарного надзора в области борьбы с пылью и профилактики пылевых болезней легких является определение уровня этого фактора, выявление причин и источников пылеобразования, гигиеническая оценка степени загрязнения воздуха рабочей зоны пылью и разработка оздоровительных мероприятий.

Мероприятия по снижению концентрации пыли в воздухе производственных помещений и профилактике пневмокониозов должны быть комплексными и включать меры технологического, санитарно-технического, медико-биологического и организационного характера.

Технологические мероприятия. Устранение образования пыли на рабочих местах путем изменения технологии производства - основной путь профилактики пылевых заболеваний легких. Внедрение непрерывных технологий, автоматизация и механизация производственных процессов, устраняющих ручной труд, дистанционное управление способствует улучшению условий труда большого контингента рабочих.

Так, широкое применение автоматических видов сварки с дистанционным управлением, роботов-манипуляторов на операциях загрузки, пересыпки, упаковки сыпучих материалов значительно снижает контакт рабочих с источниками пылевыделения. Использование новых технологий - кокильного литья или литья под давлением, электрохимические методы обработки металла, дробеструйная, гидро- или электроискровая очистка исключили операции, связанные с пылеобразованием в литейных цехах заводов.

Эффективными средствами борьбы с пылью является применение в технологическом процессе вместо порошкообразных продуктов брикетов, гранул, паст, растворов и т. д. , замена токсических веществ на нетоксические, например, в смазочно-охлаждающих жидкостях, конси стентных смазках и др. , переход от твердого топлива на газообразное, широкое использование высокочастотного электронагрева, значительно снижающего загрязнение производственной среды.

Предотвращению запыленности воздуха способствуют также следующие мероприятия: замена сухих процессов мокрыми, например, мокрое шлифование, помол, герметизация оборудования, мест размола, транспортировка, выделение агрегатов, запыляющих рабочую зону, в изолированные помещения с учетом дистанционного управления.

Основным методом борьбы с пылью в подземных выработках, наиболее опасных в отношении профессиональных пылевых заболеваний легких, является применение форсуночного орошения с подачей воды под давлением не менее 3-4 атм. Оросительными устройствами должны обеспечиваться все виды горнодобывающего оборудования - комбайны, буровые установки и др. Орошение должно применяться и в местах погрузки и разгрузки угля, пород, а также при их транспортировке. Водяные завесы используются непосредственно перед взрывными работами и при взвешенной пыли, причем факел воды должен направляться навстречу облаку пыли.

Санитарно-технические мероприятия. Мероприятия санитарно-технического характера играют весьма существенную роль в предупреждении пылевых заболеваний. К ним относятся местные укрытия пылящего оборудования с отсосом воздуха из-под укрытия. Герметизация и укрытие оборудования сплошным пыленепроницаемыми кожухами с эффективной аспирацией являются рациональными средством предупреждения пылевыделения в воздуха рабочей зоны. Местная вытяжная вентиляция (кожухи, боковые отсосы) применяются в случаях, когда по технологическим условиям невозможно увлажнение перерабатываемых материалов. Удаление пыли должно происходить непосредственно от мест пылеобразования. Перед выбросом в атмосферу запыленный воздух очищается.

При сварке металлоконструкций и крупногабаритных изделий применяются секционные и переносные местные отсосы. В ряде случаев вентиляция устанавливается в сочетании с технологическими мероприятиями. Так, в установках для беспыльного сухого бурения местная вытяжная вентиляция объединяется с головной частью рабочего инструмента. Для борьбы со вторичным пылеобразованием применяется пневматическая уборка помещений. Сдувание пыли с помощью сжатого воздуха и сухая уборка помещений и оборудования не допускаются.

Индивидуальные средства защиты. В случаях, когда проведение мероприятий по снижению концентраций пыли не приводит к уменьшению пыли в рабочей зоне до допустимых пределов, необходимо применять индивидуальные средства защиты. К индивидуальным средствам защиты относятся противопылевые респираторы, защитные очки, специальная противопылевая одежда. Выбор того или иного средства защиты органов дыхания производится по ГОСТ 12. 4. 033-78 в зависимости от вида вредных веществ и их концентрации.

Органы дыхания защищают фильтрующими и изолирующими приборами. Наиболее широко применяют респиратор типа «Лепесток». В случае контакта с порошкообразными материалами, неблагоприятно воздействующими на кожу, используют защитные пасты и мази.

Для защиты глаз применяют закрытые или открытые очки. Очки закрытого типа с прочными безосколочными стеклами используют при механической обработке металлов (обрубка, чеканка, ручная клепка и т. д.) При процессах, сопровождающихся образованием мелких и твердых частиц и пыли, брызг металла, рекомендуются очки закрытого типа с боковинками или маски с экраном.

Из спецодежды применяются пылезащитные комбинезоны, женский и мужской со шлемами для выполнения работ, связанных с большим образованием нетоксичной пыли; костюмы мужской и женский со шлемами, а также скафандр автономный для защиты от пыли, газов и низкой температуры. Для горняков, занятых на открытых горных работах, для рабочих карьеров, в холодный период года выдается спецодежда и обувь с хорошими теплозащитными свойствами.

Лечебно-профилактические мероприятия. В системе оздоровительных мероприятий весьма важен медицинский контроль за состоянием здоровья работающих. В соответствии с приказом 555 МЗ обязательным является проведение предварительных при поступлении на работу и периодических медицинских осмотров. Противопоказаниями к приему на работу, связанную с воздействием пыли, являются все формы туберкулеза, хроническое заболевание органов дыхания, сердечно-сосудистой системы глаз и кожи.

Основная задача периодических осмотров - своевременное выявление ранних стадий заболевания и предупреждение развития пневмокониоза, определение профпригодности и проведение наиболее эффективных лечебно-профилактических мероприятий. Сроки проведения осмотров зависят от вида производства, профессии и содержания свободной двуокиси кремния в пыли. Осмотры терапевтом и отоларингологом проводятся 1 раз в 12 или 24 мес. в зависимости от вида пыли с обязательной рентгенографией грудной клетки и крупнокадровой флюорографией.

Трудовым законодательством на работы в подземных условиях не допускаются лица моложе 20 лет, так как пневмокониозы в молодом возрасте развиваются раньше и протекают тяжелее. Для горных рабочих установлены сокращенный рабочий день, дополнительный отпуск и выход на пенсию по возрасту в 50 лет. Среди профилактических мероприятий, направленных на повышение реактивности организма и сопротивляемости пылевым поражениям легких, наибольшей эффективностью обладает УФ-облучение в фотариях, тормозящие склеротические процессы, щелочные ингаляции, способствующие санации верхних дыхательных путей, дыхательная гимнастика, улучшающая функцию внешнего дыхания и диета с добавлением метионина и витаминов.

Показателями эффективности противопылевых мероприятий являются уменьшение запыленности и снижение уровня заболеваемости профессиональными заболеваниями легких.

Определение содержания пыли в воздухе производственных помещений.

Приборы пылевого контроля можно условно разделить на пылеотборники (устройства для взятия проб витающей пыли): аспиратор мод. 822, портативные аспираторы для отбора проб воздуха и пылемеры радиоизотопный пылемер ПРИЗ-2, радиоизотопный пылемер ИЗВ-3 - измеритель запыленности воздуха и др.)

В нашей стране измерение концентраций производственной нетоксической пыли регламентировано методическими указаниями МЗ СССР «Изменение концентраций аэрозолей преимущественно фиброгенного действия» 4436-87. В зависимости от целей измерения определяются максимально-разовые и среднесменные концентрации пыли.

МРК аэрозоля - концентрация аэрозоля, определяемая по результатам непрерывного или дискретного отбора проб аэрозоля в зоне дыхания работающих или в рабочей зоне за время 30 мин, при технологии процесса, сопровождающейся максимальным образованием пыли. ССК - концентрация аэрозоля, определяемая по результатам непрерывного или дискретного отбора проб в зоне дыхания работающих или рабочей зоне за промежуток времени, равный не менее 75% продолжительности смены, при основных и вспомогательных технологических операциях, а также перерывах в работе с учетом их длительности в течение смены.

Методику исследования пыли в воздухе см. : Ю. П. Пивоваров. Руководство к лабораторным занятиям по гигиене, М. , 1983г. с. 140-145.

Гигиеническая оценка пылевого фактора проводится путем сравнения полученных значений максимально-разовых концентраций (МРК) с предельно-допустимыми концентрациями (ПДК), утвержденными МЗ СССР (ГОСТ 12. 1. 005-88 СССР «Воздух рабочий. Общие санитарные требования»), которые для силикозоопасной пыли находятся в пределах до 1 мг/м³ при наличии в пыли свободного диоксида кремния более 70% и 2 мг/м³ при содержании его от 10 до 70%; для остальных видов АПФД (аэрозолей преимущественно фиброгенного действия) - в пределах от 2 до 10 мг/м³).