Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Воздействие пыли на организм человека

Лекция 8

Пыль (аэрозоль) — это физическое состояние твердого вещества, в котором дисперсионной средой является воздух, а дисперсной фазой — пылевые частицы, размер которых измеряется в микрометрах. Пыль образуется при механическом измельчении твердых тел (размалывание, резание), поверхностной обработке материалов (шлифование, полирование), транспортировании, перемешивании, упаковке измельченных материалов. Кроме того, пыль образуется при горении, плавке металлов.

В зависимости от происхождения принято различать органические, неорганические и смешанные виды пыли. К органическим относятся растительная (зерновая, древесная, хлопковая, мучная, угольная) и животная (шерстяная, костная, кожевенная) пыль, а также пыль некоторых синтетических веществ (полимеров). К неорганическим аэрозолям относятся металлическая (железа, свинца, ртути, марганца) и минеральная (кварцевая, асбестовая, цементная, песчаная) пыль.

По дисперсности пыль делят на видимую (частицы более 10 мкм), микроскопическую (0,25—10 мкм) и ультрамикроскопическую (менее 0,25 мкм).

Пыль делится на аэрозоли дезинтеграции и аэрозоли конденсации. Первые образуются при размоле и обработке твердых тел, например, в дробилках, мельницах, при бурении. Они в значительной мере состоят из пылинок больших размеров неправильной формы (в виде обломков), хотя в их состав входят также и микроскопические частицы. Аэрозоли конденсации образуются из паров металлов, которые при охлаждении превращаются в твердые частицы. Размеры пылевых частиц, образованных в результате конденсации, значительно меньше, чем при образовании аэрозолей дезинтеграции. Скорость осаждения пыли зависит от удельного веса, формы пылинок, подвижности воздуха.

Разные виды пыли могут оказывать на организм различное действие: фиброгенное (кварцевая, породная), токсическое (марганцевая, свинцовая, мышьяковистая), раздражающее (известковая, щелочная), биологическое (микроорганизмы, споры), аллергическое (шерстяная, синтетическая), канцерогенное (сажа, асбест), ионизирующее (пыль урана, радия).

По конечному повреждающему действию производственные аэрозоли можно разделить на аэрозоли преимущественно фиброгенного действия (АПФД) и аэрозоли, оказывающие преимущественно общетоксическое, раздражающее, канцерогенное, мутагенное воздействие, а также влияющие на репродуктивную функцию (например, аэрозоли некоторых металлов). Степень выраженности клинических проявлений пылевых заболеваний зависит не только от указанных свойств пыли, но и от индивидуальной чувствительности организма.

При оценке неблагоприятного воздействия пыли самыми вредными из них следует считать три фактора — массу пыли (концентрацию в мг/м³ воздуха), пылевую нагрузку на органы дыхания и химический состав пыли. Затем следуют такие факторы как растворимость, дисперсность.

Рассмотрим клинико-гигиеническое значение пылевого фактора. В нашей стране гигиенические нормативы содержания пыли установлены по гравиметрическим (массовым) показателям, выраженным в единицах мг/м³, характеризующим всю массу присутствующей в зоне дыхания пыли. Используются следующие выражения предельно-допустимых концентраций: ПДК для рабочей зоны (р.з), максимальная разовая (м.р), среднесменная, среднесуточная (с.с) ПДК в воздухе населенных мест и производственных помещений соответственно.

Для оценки пылевого фактора и последствий его воздействия на работников необходимо не только определить концентрацию пыли в воздухе рабочей зоны, но и содержание в пыли свободного или связанного диоксида кремния (если можно предположить наличие его в исследуемой пыли), так как присутствие этого вещества определяет степень фиброгенности пылей.

Для различных видов пыли в воздухе предприятий установлена разная ПДК. Для кремнесодержащей пыли при содержании в ней свободного диоксида кремния от 10% установлена ПДК, равная 1—4 мг/м³. Для силикатной и силикатсодержащей пыли ПДК колеблются в пределах 2 — 8 мг/м³, для пыли (аэрозоля) металлов — в очень широких пределах — от тысячных долей мг/м³ (для аэрозоля бериллия 0,001 мг/м³) до единиц мг/м³ (для аэрозоля чугуна 6 мг/м³), а для органической пыли — в пределах 2 — 6 мг/м³.

Чем больше пыли (аэрозоля) попадает в организм (в легкие, на кожу, на слизистые оболочки глаз, носа) и длительнее время их влияния, тем сильнее ее негативное воздействие. Концентрации пыли в воздухе очень изменчивы и зависят не только от интенсивности технологического процесса, степени изношенности и укрытия оборудования, воды и перерабатываемого материала, вентиляции, но и от времени года, подвижности и влажности воздуха, влажности обрабатываемого материала, объема помещения и пр. Чем выше концентрация пыли в воздухе производственных предприятий, тем чаще возникают профессиональные заболевания легких. После увеличения содержания пыли в воздухе более 1000 мг/м³ эта зависимость не прослеживается.

Пылевая нагрузка (ПН) на органы дыхания работника — это реальная или прогностическая величина суммарной экспозиционной дозы пыли, которую рабочий вдыхает за весь период фактического или предполагаемого профессионального контакта с фактором.

В соответствии с Руководством 2.2.755—99 класс условий труда и степень вредности при профессиональном контакте с АПФД определяют, исходя из фактических значений среднесменных концентраций пыли (Ксс АПФД), определяемых по массе частиц, и их кратности превышения ПДК_сс.

Контроль за соблюдением ПДК_сс применяют к определенной профессиональной группе (не менее чем к 10 % лиц данной профессии) или к конкретному работнику. При этом К_сс соответствует концентрации аэрозоля, определяемой по результатам непрерывного или дискретного отбора проб в зоне дыхания работников или в рабочей зоне за промежуток времени, равный не менее 75 % продолжительности смены, при основных и вспомогательных технологических операциях, а также с учетом перерывов в работе, их длительности в рабочей смене. В случае превышения ПДК_сс фиброгенной пыли необходим (обязателен) расчет пылевой нагрузки.

Расчет ПН на органы дыхания работника осуществляют, исходя из фактических К_сс АПФД в воздухе рабочей зоны, объема легочной вентиляции (зависящей от тяжести труда) и продолжительности контакта с пылью, по формуле

ПН = K_CCNTQ,

гдеК_сс — фактическая среднесменная концентрация в зоне дыхания работника; N — число рабочих смен в календарном году (например, 248); Т — количество лет контакта с АПФД; Q — объем легочной вентиляции за смену, м³.

Полученные значения фактической ПН сравнивают с величиной контрольной пылевой нагрузки (КПН), значение которой рассчитывают в зависимости от фактического или предполагаемого стажа работы, ПДК пыли и категории работ:

КПН = ПДК_ссЛТ0.

При превышении КПН необходимо рассчитать стаж работы, при котором ПН не будет превышать контрольной пылевой нагрузки. Расчет и регулирование персональных доз вредного фактора являются мерами профилактики профессиональных заболеваний.

Химические свойства пыли, включая аэрозоли металлов, определяют их избирательную фиброгенность, токсичность и другие направленные воздействия на организм. Так, аэрозоли марганца, ртути в первую очередь оказывают неблагоприятное воздействие на центральную нервную систему организма, аэрозоль железа и бериллия — на легочную ткань, а аэрозоль хрома, никеля и кобальта, обладая аллергическими свойствами, приводит к развитию бронхиальной астмы, дерматита. Содержащиеся в рудах цветные металлы при попадании в воздух в виде пыли во время горнодобывающих работ ухудшают течение пневмокониозов, которые возникают под воздействием соединений кварца в руде. Вместе с тем различные породы, примеси придают новые качества действию пыли. Например, наличие в такой породе как известняк соединений кальция обусловливает как в пыли известняка, так и в полученной из него строительной взвеси сильное раздражающее действие известняка.

Из семи модификаций кварца (основного элемента в пыли), ведущих к развитию пневмокониозов, наиболее агрессивными являются a- и β-модификации кварца. При тепловой (огневой) обработке сырья и изделий, их содержащих, они переходят в а- и β- тридимит, а-,β - и γ- кристобалит, которые оказывают на организм более сильное воздействие, чем а- и β-кварц. Пыль, содержащая свободный диоксид кремния (не связанный с оксидами железа, кальция, магния и пр.) обладает более вредным воздействием на организм, чем пыль, связанная с оксидами. Минералы, содержащие свободный диоксид кремния, называют кварцитами, а содержащие связанный диоксид кремния — силикатами (асбест, тальк и пр.). В практической жизни чаще могут встречаться породы руды, сырье, материалы, смеси, содержащие те и другие соединения кварца, например, глина, гранит, цемент, кирпич. Пыль, содержащая диоксид кремния, только что прошедшая огневую или механическую обработку, получает в результате этого новые качества и воздействует на организм более агрессивно, чем «старая» пыль. Это объясняется тем, что после указанных видов обработки на какое-то время поверхность пыли освобождается от соединений, препятствующих контакту пыли с тканями организма.

Вредное влияние пыли зависит от ее растворимости в тканевых жидкостях организма. Быстрорастворимая пыль (мучная, сахарная), а следовательно, и быстро выводимая из организма, оказывает меньшее повреждающее воздействие. Пыль, плохо растворимая в жидкостях, надолго задерживается в организме, приводя к возникновению различных заболеваний, в первую очередь органов дыхания. К такому виду относятся пыль кварца, силикатсодержащая и текстильная (хлопковая, льняная) пыль. Плохая растворимость диоксида кремния, с одной стороны, способствует освобождению организма от данной пыли, а с другой стороны — увеличивает ее общетоксическое действие, в частности на печень. Совершенно очевиден факт, что мелкодисперсная и пористая пыль обладает наибольшей растворимостью, поскольку такая пыль имеет большую поверхность.

Твердость пыли и форма пылинок не имеют особого значения как критерий ее повреждающего действия. Например, цементная пыль и пыль талька, имеющие низкую твердость, несмотря на это могут привести к возникновению пневмокониозов, а пылинки карборунда, имея высокую твердость и острые края по сравнению с ними, обладают меньшими повреждающими свойствами биологических объектов.

Вредность производственной пыли определяется и ее дисперсностью.

Так, пылинки с размером 0,25 мкм практически не осаждаются и постоянно находятся в воздухе в броуновском движении. Пыль с частицами менее 5 мкм наиболее опасна, поскольку может проникать в глубокие отделы легких вплоть до альвеол и задерживаться там. Заболевания пневмокониозом вызываются преимущественно пылью, имеющей размеры пылинок 1 — 2 мкм, а пылевым бронхитом — до 10 мкм. Подсчитано, что легочных альвеол достигает около 10 % вдыхаемых пылинок, а 15 % заглатывается со слюной.

Пылинки с большой поверхностью имеют свойство поглощать из окружающей среды химические соединения, микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности. Образующаяся, например, пылегазовая смесь может приводить к возникновению острых отравлений. Повышенные адсорбционные способности отмечены у угольной, текстильной пыли, пыли пористых заполнителей — керамзита, вспученных перлита и вермикулита.

Некоторые виды пыли при большом накоплении в воздухе приводят к взрывам, т. е. опасны в отношении производственных травм. К такому виду пыли относятся угольная, сахарная, крахмальная, мучная. Во избежание взрывов для каждого вида такой пыли установлены ее критические значения содержания в воздухе. Например, для угольной пыли ее минимальная концентрация равна 30 — 40 мг/м³.

На практике воздействие пыли на человека сопровождается неблагоприятным влиянием других вредных факторов, что усиливает ее негативное действие. Так, вследствие усиления дыхательной функции при физических перегрузках увеличивается масса пыли, попадающая в органы дыхания. Проникающие при этом в организм газообразные соединения также усиливают свой токсический эффект. При сочетании воздействия пыли и повышенной температуры воздуха на работника частота возникновения заболеваний пневмокониозом увеличивается в разных случаях в среднем на 13 %, а срок его развития примерно на 8 %. Неблагоприятное воздействие пыли на организм усиливается при одновременном контакте человека с шумом, вибрацией, работой в условиях повышенного атмосферного давления, повышенной влажности воздуха (в последнем случае при раздражающем воздействии пыли на кожные покровы). Установлена предрасположенность к возникновению силикоза, самого тяжелого заболевания из группы пневмокониозов, если человек болен туберкулезом, курит и злоупотребляет алкоголем. Женский организм является более чувствительным к воздействию пыли (аэрозоля). Пыль как вредный фактор может приводить к возникновению у человека различных заболеваний.

Постоянный и прерывистый характеры воздействия пылевого (аэрозольного) фактора при одинаковой пылевой нагрузке имеют различные значения. При прерывистом (интермиттирующем) воздействии и наличии пиковых концентраций скорость выведения пыли из организма уменьшается, что приводит к более выраженному неблагоприятному действию.

Следствием накопления пыли в легких является развитие пневмокониозов, которые в зависимости от вида воздействующей пыли подразделяются на такие группы как силикоз, силикатозы, металлокониозы, карбокониозы, а также пневмокониозы от смешанной и органической пыли. Их можно сгруппировать по степени фиброгенности (степени воздействия на легочную ткань): а) пневмокониозы от воздействия высокофиброгенной и умеренно фиброгенной пыли; б) пневмокониозы от слабофиброгенной пыли; в) пневмокониозы от аэрозолей токсико-аллергенного действия. Пневмокониозы (заболевания легких), пылевой (токсикопылевой) бронхит, бронхиальная астма, если они возникли на производстве, где наблюдается высокая запыленность воздуха, считаются профессиональными заболеваниями. По количеству они составляют около 30 % всех таких заболеваний.

Силикоз возникает от длительного вдыхания пыли, содержащей кристаллический диоксид кремния, и диагностируется, например, у горнорабочих, огнеупорщиков, литейщиков. Причина силикатозов как разновидности пневмокониозов — вдыхаемая пыль, содержащая диоксид кремния в связанном с другими оксидами металлов состоянии. Среди пневмотоксикозов различают асбестоз, талькоз, цементоз и другие виды в зависимости от состава пыли, например антракоз (от каменноуголной пыли), сидероз (от пыли железа). Клинические отличия разных пневмокониозов незначительны и в основном они заключаются в тяжести заболеваний и их исходов. Самым неблагоприятным считается силикоз.

При пневмокониозах в легких происходит развитие соединительных тканей взамен легочной, что называется фиброзом. Стаж, при котором развивается заболевание, может быть от 10 лет и более. Заболевание развивается постепенно, медленно, незаметно. Как правило, развитие заболевания отстает от рентгенологических проявлений поражения в легких. Работники жалуются на сухой кашель, иногда с мокротой, одышку, боли в груди, общую слабость, повышенную утомляемость. У них определяются ослабление дыхания, при прослушивании легких шум, коробочный оттенок звука. На рентгенограмме легких обычно обнаруживается двухсторонний фиброз и эмфизема (вздутие). Возможно возникновение заболевания у работника даже после прекращения его трудовой деятельности в условиях воздействия пыли, присоединение заболеваний туберкулезом, бронхиальной астмой и онкологической патологии.

При наличии пневмокониоза работники нуждаются в трудоустройстве на работу, не связанную с воздействием пыли токсических веществ, тяжелых физических нагрузок и неблагоприятного микроклимата. При начальных проявлениях заболевания требуется перевод на профессиональную инвалидность.

Медицинская профилактика сводится к проведению обязательных предварительных перед поступлением на работу и периодических (один раз в год) медицинских осмотров с учетом противопоказаний. В физически тяжелых условиях не следует работать лицам, имеющим заболевания бронхиальной системы, аллергические заболевания и др. Прогноз для здоровья и жизни работника, заболевшего пневмокониозом, недостаточно благоприятен.

Пылевой, токсико-пылевоп (хронический) бронхит. Это профессиональное заболевание в виде поражения бронхов возникает в разные сроки в зависимости от характера пыли после примерно 10 лет работы. Наряду с запыленностью воздуха на рабочем месте в пылеопасных профессиях при диагностике бронхита всегда учитываются сопутствующие вредные производственные факторы: тяжелая физическая нагрузка, неблагоприятные метеорологические условия, воздействие шума, вибрации, химических веществ.

Заболевание развивается медленно, постепенно и незаметно, без острого периода. Появляются кашель, преимущественно сухой, на работе или после работы, который в дальнейшем усиливается, одышка при тяжелой физической нагрузке, боли в груди, повышенные слабость и утомляемость, частые простудные заболевания. Продолжение контакта с пылью утяжеляет течение заболевания. В легких прослушиваются сухие хрипы. Рентгенологические признаки появляются уже при его средней степени развития в виде умеренного двустороннего фиброза и эмфиземы легких, которые усиливаются по мере нарастания заболевания. При прогрессировании заболевания появляются признаки поражения сердечно-сосудистой системы.

Заболевшие бронхитом нуждаются в постоянном трудоустройстве и определении инвалидности профессионального характера. Медицинская профилактика складывается из предварительных перед поступлением на работу и периодических медицинских осмотров один—два раза в год.

Бронхиальная астма. Она является пылеаллергическим заболеванием. Причинами заболевания бронхиальной астмой могут быть и пыль, и любые химические вещества, и их соединения (хром, никель и т.д.). Заболевание начинается с сухого кашля и приступов удушья, свистящего дыхания. Приступы вначале бывают 1 — 2 раза в месяц длительностью 1 — 30 мин. У работников, если их заболевание вызвано производственным агентом, приступы возникают только на работе, исчезая в выходные и отпускные дни. У неработающих удушье наступает при попадании в атмосферу загрязненного воздуха. Если заболевание прогрессирует, то частые приступы удушья повторяются 2 — 3 раза в неделю и длятся они до часа, прекращаясь лишь после приема лекарства. Если не принимать никаких мер, возможно развитие постоянного астматического состояния, особенно при физической нагрузке, которое характеризуется, прежде всего, дыхательной недостаточностью. Заболевшему бронхиальной астмой следует немедленно прекратить контакт с аллергеном, ее вызвавшим, поменять другую работу. Медицинские осмотры работников, их периодичность зависят от аллергена. Работники, подверженные аллергии и имеющие заболевания органов дых­ния, не должны заниматься трудовой деятельность там, где есть аллергены.

Биссиноз. Он возникает от воздействия растительной пыли через 5 — 7 лет работы. Больные обычно жалуются на одышку, удушье астматического характера, хрипы и боли в груди, особенно в первый день недели после отдыха. Иногда эти симптомы дополняются острыми периодами заболевания с повышением температуры тела, ознобом, головной болью, кашлем. Медицинские мероприятия такие же, как и при других видах пневмокониоза.

В официальном «Списке профессиональных заболеваний» помимо описанных выше указаны следующие заболевания, возникающие под воздействием пыли: эмфизема-бронхит, ринофарингит, пневмонии, пневмосклероз, металлическая лихорадка, а также производственные отравления аэрозолями различных металлов и дерматиты.

При неблагоприятных условиях труда для профилактики профессиональных заболеваний нужны меры, направленные на достижение гигиенических нормативов содержания пыли (аэрозоля) в воздухе. Необходимо осуществлять прежде всего технические мероприятия — герметизацию, укрытие пылящего оборудования, вентиляцию, применять индивидуальные средства защиты, а также проводить предварительные и периодические медицинские осмотры. Заключая контракт с работодателем, гражданин должен знать в каких условиях он будет работать, при каких обстоятельствах возможны ограничения сроков его работы.

Мероприятия по борьбе с пылью в отношении улучшения здоровья работников дают себя знать только через несколько лет так как пыль, накопленная в организме за предшествующие году при работе в условиях ее повышенных концентраций в воздухе продолжает быть причиной возникновения и развития поздних пневмокониозов. Вместе с тем уже достаточно известна эффективность некоторых мер по борьбе с силикозом. Так, отказ от курения и алкоголя, рациональное трудоустройство заболевших хроническим бронхитом, запрещение труда женщин в контакте с пылью в комплексе может снизить примерно на 60 % заболеваемость силикозом.