Промисловий пил і заходи щодо боротьби з пилом

Виробничим пилом називають, що витають у повітрі робочої зони й повільно осідаючі тверді дрібні частки розмірами від декількох десятків до часток мікрометра. Пил прийнятий також називати аерозолем, маючи на увазі, що повітря є дисперсійним середовищем, а тверді частки - дисперсною фазою. Виробничий пил класифікують за способом утворення, походженням, розмірами часток (табл. 13).

У відповідності зі способом утворення розрізняють пил (аерозолі) дезінтеграції й конденсації. Перший є наслідком виробничих операцій, пов'язаних з руйнуванням і здрібнюванням твердих матеріалів і транспортуванням сипучих речовин (видобуток руди, вугілля, переробка твердої сировини й ін.). Другий шлях утворення пилу – виникнення твердих часток у повітрі внаслідок охолодження й конденсації парів металів і неметалів, що виділяються при високотемпературних процесах: зварюванню, електроплавці та ін. Таким шляхом виділяються в повітря пари заліза, цинку, марганцю та ін.

За походженням розрізняють пил органічний, неорганічний і змішаний. Характер і виразність шкідливої дії залежать насамперед від хімічного складу пилу, що головним чином визначається його походженням. Винятково важливе значення має класифікація пилу за розмірами пилових часток (дисперсність). Дисперсність аерозолю тим вище, ніж дрібніше частки пилу. Вона визначає стійкість часток у повітрі й глибину проникання в органи дихання.

Таблиця 3.2

Класифікація виробничого пилу

За способом утворення	За походженням	За дисперсністю
I. Аерозоль дезінтеграції Виникає при руйнуванні твердих порід (буравлення, дроблення, розмел), транспортуванні й упакуванні сипучих матеріалів, механічній обробці виробів (шліфування, полірування й ін.) II. Аерозоль конденсації Виникає при випарі і наступної конденсації в повітрі пар металів і неметалів (електрозварювання, випар металів при електроплавці та інших технологічних процесах)	I. Органічна: а) рослинна (злаки, волокна й ін.) б) тваринна (вовняна, шкіряна й ін.) в) мікроорганізми й продукти їхнього розпаду г) штучна (пластмасова, пил барвників і ін.) II. Неорганічна: а) мінеральна (кремнієва, силікатна та ін.) б) металева (пил заліза, цинку, свинцю й ін.) III. Змішана: а) мінерально-металева (наприклад, суміш пилу заліза й кремнію) б) органічний і неорганічна (наприклад, пил злаків і ґрунту)	I. Видима Має розмір понад 10 мкм і швидко випадає з повітря II. Мікроскопічна Має розмір від 10 до 0,25 мкм і повільно випадає з повітря III. Ультрамікроскопічна Має розмір менш 0,25 мкм, довгостроково витає в повітрі, підкоряючись законам броунівського руху

Пил як виробнича шкідливість

Пиловиділення спостерігається при багатьох виробничих процесах на підприємствах важкої та легкої індустрії. У гірничорудній і вугільній промисловості пил виділяється при бурінні породи, рудного або вугільного шару, підривних роботах, роботі гірських машин і вугільних комбайнів, транспортуванню руди, вугілля, породи по підземних виробленнях, сортуванню, дробленні, здрібнюванні й ін.

У машинобудуванні утворенням пилу супроводжуються такі операції, як очищення і обрубка лиття, обточування, шліфування та полірування заготовок, піскоструминне очищення виробів. На текстильних підприємствах пил виділяється при очищенні та сортуванні вовни й інших видів волокна, у менших кількостях при прядінні та ткацтві. Пилоутворення має місце також при виконанні ряду сільськогосподарських робіт: у поле (оранка, збирання врожаю), при очищенні та переробці зерна, транспортуванню й застосуванні добрив і отрутохімікатів.

Шкідливий вплив виробничого пилу на здоров'я робітників залежить від багатьох факторів. До них у першу чергу відносяться фізико-хімічні властивості, розміри та форма пилових часток, концентрація пилу в повітрі, тривалість дії протягом зміни та професійного стажу, одночасний вплив інших факторів середовища й трудової діяльності. Наприклад, посилення легеневої вентиляції при підвищеній температурі повітря або виконанні важкої фізичної праці веде до збільшення надходження пилу в організм. Одночасний вплив радіоактивних аерозолів, загазованості повітря можуть збільшувати дію пилу на організм. У реакції організму на дію пилу є індивідуальні розходження, які залежать від фільтруючих властивостей повітреносних шляхів, імунобіологічної опірності й ін.

Крім гігієнічного значення, пиловиділення має й інші негативні сторони: воно наносить економічну втрату, прискорюючи спрацювання устаткування й ведучи до втрати коштовних матеріалів, погіршує загальсанітарний стан виробничого середовища, зокрема зменшує освітленість внаслідок забруднення вікон і освітлювальної арматур. Деякі види пилу - вугільна, цукрова й ін. - можуть сприяти виникненню пожеж і вибухів.

Фізико-хімічні властивості пилу і його гігієнічне значення. Гігієнічне значення мають хімічний склад і розчинність пилів, дисперсність, форма часток, їхня твердість, структура (кристалічна, аморфна), електрозарядженість, адсорбційні властивості. З точки зору діагностики пилових захворювань має значення і така властивість, як густина речовини, що часто впливає, зокрема, на ренгенопроникність.

Хімічний склад визначає різноманіття характеру дії пилів на організм. Специфічний вплив пилу проявляється насамперед при його вдиханні, менше значення має заковтування зі слиною, слизом. Вдихання пилу може викликати переважно враження органів дихання – бронхіт, пневмоконіоз (від лат.pneumon — легеня, стільника — пил) або розвиток загальних реакцій (інтоксикація, алергія). Деякий пил володіє канцерогенними властивостями. Неспецифічна дія пилу проявляється в захворюваннях верхніх дихальних шляхів, слизової оболонки ока, шкірних покривів. Вдихання пилу може сприяти виникненню пневмонії, туберкульозу, рака легенів.

За хімічним складом небезпечні відносно розвитку пневмоконіозу такі види пилу, як пил двоокису кремнію (особливо його кристалічні модифікації), силікатів (солі кремінної кислоти), вугільна, деяких металів (алюміній і ін.) і змішані види пилів, наприклад мінерально-металеві. Ці види пилу практично нерозчинні, при вдиханні затримуються в глибоких відділах дихального тракту й викликають патологію, у якій провідне значення має утворення в легенях сполучної тканини, тобто розвиток фіброзних змін. Із цього погляду найбільш агресивний пил вільного кристалічного двоокису кремнію – кварцу й інших модифікацій. Агресивність фіброгенного пилу не перебуває в прямій залежності від його розчинності. Наприклад, розчинність аморфного кремнію вище, ніж кварцу, але фіброгенна активність останнього набагато більше.

Розчинний пил, затримуючись у дихальному тракті, всмоктуються, потрапляє у кров і наступний вплив на організм залежить від його хімічного складу. Наприклад, цукровий пил нешкідливий, а пил таких металів, як свинець, мідь, кадмій і ін., робить токсичну дія; пил деяких неорганічних і органічних сполук (хром, берилій, урсол) викликає розвиток алергії й специфічних патологічних проявів.

Дисперсність пилу визначає його стійкість у повітряному середовищі, можливість і глибину проникання в дихальний тракт. Частки розміром понад 10-20 мкм, підкоряючись закону Ньютона, швидко випадають із повітря внаслідок зростаючого прискорення під впливом сили тяжіння. При вдиханні вони затримуються у верхніх відділах дихальних шляхів. Частки мікроскопічного розміру (0,25-10 мкм) більш стійкі в повітрі й випадають із нього з рівномірною швидкістю. При вдиханні вони проникають в альвеоли, причому в основному частки розміром до 5 мкм. Ультрамікроскопічні частки величиною 0,25-0,1 мкм і менш довгостроково витають у повітрі, підкоряючись законам броунівського руху. Зіштовхування їх одна з одною веде до агломерації, укрупненню часток і випаданню їх з повітря. У легенях із вдихуваного повітря затримується 60-70% часток ультрамікроскопічного розміру. Незважаючи на більшу питому поверхню цих часток, що визначає їх високу фізико-хімічну активність, роль їх у розвитку пилових уражень не є вирішальною, оскільки невелика загальна їх маса. При дуже високому ступені подрібнювання речовини (до 2 нм) вплив її як пилу на легеневу тканину послабляється через зростання розчинності й зменшення строку затримки в легенях, але підсилюється токсична дія.

Форма пилових часток може бути різною: сферичною, плоскою, неправильною. При утворенні аерозолів конденсації порошини здебільшого мають округлу форму, а в складі аерозолів дезінтеграції – неправильну багатокутну, плоску форму. Форма часток впливає на стійкість аерозолю й поводження в організмі. Частки сферичної форми швидше випадають із повітря, легше проникають у легеневу тканину і краще фагоцитуються. Існуюче раніше уявлення, що порошини з гострими зазубреними краями травмують легеневу тканину, приводячи до розвитку сполучної тканини й склерозуванню, помилково, тому що вони виявляються в грузлому середовищі лімфи, що позбавляє їх здатності робити подібну дію. Однак небезпека мікротравматизації клітин епітелію верхніх дихальних шляхів є реальною при вдиханні таких видів пилу, як пил скловолокна, слюди й ін. При влученні їх на шкіру, слизову оболонку ока вони роблять дратівну дію.

Твердість пилових часток не грає істотної ролі у визначенні їхньої шкідливості. Наприклад, пил дуже твердих речовин, таких, як корунд і карборунд, менш шкідливий, ніж пил кварцу, який є менш твердим. Відома також агресивність пилу такого м'якого мінералу, як тальк.

Структура пилових часток впливає на фіброгенну активність. Наприклад, аморфний двоокис кремнію менш шкідливий, ніж кристалічна, а різновиди кристалічного двоокису кремнію — кварц, кристобаліт, тридиміт, що мають однакову хімічну формулу при різній структурі кристалів, відрізняються за своєю фіброгенною активністю. Це, очевидно, пов'язано з різною фізико-хімічною активністю поверхні кристалів.

Електрозарядженість пилових часток впливає на стійкість аерозолю та його біологічну активність. У момент розпилення твердих матеріалів 90-98% пилових часток здобувають позитивний або негативний електричний заряд. Величина його дуже мала – від одиниць до декількох десятків. Більші частки несуть і більший заряд. Стійкість аерозолю із домінуванням у ньому позитивно заряджених часток менша, наявність часток з позитивними й негативними зарядами прискорює укрупнення й випадання порошин. Частки, що несуть електричний заряд, в 2-8 разів більше затримуються в дихальному тракті. Є дані, що електрозарядженість порошин впливає на активність фагоцитозу.

Густина речовини пилових часток необхідно враховувати при застосуванні рентгенологічних методів дослідження робочих пилових професій. Зокрема, пил з'єднань барію, заліза, накопичуючись у легенях, може ускладнити виявлення фіброзних змін у легеневій тканині, оскільки ці метали добре затримують рентгенівські промені.

Адсорбційні властивості пилових часток можуть бути причиною надходження із пилом газоподібних токсичних речовин, що іноді володіють дратівними властивостями. Запиленість повітряного середовища може сприяти його підвищеному мікробному й грибковому засіянні.Дрібні частки твердих речовин, зважуваних у повітрі, прийнято називати пилом. Його наявність в повітрі робочих приміщень зумовлена характером та організацією технологічного процесу, ступенем герметичності устаткування, наявністю або відсутністю вентиляційних установок, ефективністю їх роботи.

Пил буває органічний (рослинного чи тваринного походження — борошно, цукор, тютюн тощо) і неорганічний (металевий), мінеральний (гіпс, цемент і т. д.).

Запиленість має місце на виробництві з такими процесами, як обточка, обдирка, поліровка, вибиття опок, заточка, шліфовка абразивними кругами. Часом пил виникає під час горіння, транспортування і розважування порошкуватих речовин. Про стан запиленості на окремих виробництвах свідчать дані табл. 3.2.

Концентрацію пилу в повітрі робочої зони визначають безпосередньо за допомогою фотопиломіру. Важливе значення має гігієнічна оцінка пилу, тобто визначення її дисперсності (розміру та кількості пилових частин у повітрі). Багатьма дослідженнями доведено, що найглибше в організм людини проникають пилові частинки, які мають розмір менше 5 мг/м3. При цьому встановлено, що чим менший розмір частинок пилу, тим більша їх біологічна, фізіологічна та хімічна активність. Пил шкідливо впливає здебільшого на верхні дихальні шляхи. При цьому його дія залежить від його природи, концентрації, дисперсності, а також розчинності. Виділяють розчинні небезпечні види пилу (пил свинцю, миш’яка), а також розчинені безпечні (пил цукру, пил борошна).

Пил шкідливо впливає на легені працівників. Під його впливом виникає таке тяжке професійне захворювання, як силікоз (при незначних концентраціях — через 6—10 років, а при великих дозах — через 2—3 роки). Це захворювання найбільше проявляється серед працівників гірничої промисловості (бурильників, підривників), у керамічному, гончарному виробництві, при шліфуванні на піскових каміннях. Важливою властивістю окремих видів пилу, таких як вугільний, цукровий, пил цинку, алюмінію, борошна та деяких інших є вибуховість. За певних умов (достатньо високої температури, наявності електричного розряду, полум’я, відповідній концентрації пилу у повітрі) пил здатний вибухнути. Мінімальна концентрація пилу, за якої може виникнути вибух, становить для вугілля — 30 г/м³, алюмінію — 7 г/м³, для цукру — 10 г/м³. Заходи щодо боротьби з пилом різноманітні і, як правило, повинні вживатись у комплексі. Їх можна поділити за характерними ознаками та спрямованістю: скорочення утворення пилу, зменшення запиленості приміщень, ліквідація пилоутворення від устаткування та обмеження поширення пилу у приміщенні. До заходів, завдяки яким скорочується утворення пилу, належать: раціоналізація технологічних процесів, мокрі способи обдирання та шліфування виливок, зволоження переробних матеріалів і підтримання чистоти приміщень та устаткування. Знижує пилоутворення і використання прогресивних технологічних процесів та устаткування (формування методом пресування, термомеханічні й механічні види зварювання, електрохімічне очищення виливок). Заходами, які ліквідують пилоутворення та обмежують поширення пилу у приміщенні, є герметизація устаткування, влаштування місцевої вентиляції. Якщо санітарно-технічні заходи щодо зниження пилу у робочій зоні не дають достатнього ефекту, необхідно застосовувати індивідуальні засоби захисту. Важливе значення у профілактиці профзахворюваності мають медичні огляди працівників.