OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA SZKODLIWYCH SUBSTANCJI CHEMICZNYCH PYŁY DEFINICJE
OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA SZKODLIWYCH SUBSTANCJI CHEMICZNYCH PYAY DEFINICJE Szkodliwe substancje chemiczne (substancje toksyczne) - to pierwiastki i związki chemiczne oraz ich mieszaniny pochodzenia naturalnego lub otrzymane w wyniku syntezy chemicznej powodujące w organizmach żywych szkodliwe skutki o charakterze miejscowym lub układowym, z nasileniem o charakterze ostrym lub przewlekłym. Chronometraż pracy - czas trwania poszczególnych czynności zawodowych w ciągu zmiany roboczej, różniących się narażeniem. Strefa oddychania - przestrzeń w promieniu około 30 cm wokół głowy pracownika. Wskaznik narażenia (ekspozycji) - wskaznik liczbowy, charakteryzujący narażenie pracownika na szkodliwą substancję, obliczony na podstawie wyników oznaczeń w powietrzu na stanowiskach pracy w celu porównania z wartością odpowiedniego normatywu higienicznego. Dozymetria indywidualna (indywidualne pobieranie próbek powietrza) - metoda oceny indywidualnego narażenia zawodowego przez pomiar stężenia substancji szkodliwej w strefie oddychania. DAWKA jest to ilość substancji chemicznej podana, pobrana lub wchłonięta do organizmu określoną drogą, warunkująca brak lub wystąpienie określonych efektów biologicznych, wyrażonych odsetkiem organizmów odpowiadających na tę dawkę DAWKA ŚMIERTELNA MEDIALNA (LD50) - statystycznie obliczona na podstawie wyników badań doświadczalnych ilość substancji chemicznej, która powoduje śmierć 50 % organizmów badanych po jej podaniu w określony sposób. STŻENIE ŚMIERTELNE MEDIALNE (LC50) - statystycznie obliczone stężenie substancji chemicznej w medium środowiskowym, powodujące śmierć 50 % organizmów danej populacji w określonych warunkach. Aceton Aceton Fenol Fenol Efekty działania substancji chemicznych mogą występować: w miejscu wchłaniania - skóra, oczy, nabłonek nosa, płuca, przewód pokarmowy, w miejscu przemian - wątroba, płuca, nerki, przewód pokarmowy, w miejscu kumulacji (odkładania) - nerka, ośrodkowy układ nerwowy, wątroba, w miejscu wydalania - wątroba, przewód pokarmowy, nerka, pęcherz moczowy, w miejscach o szczególnej wrażliwości - gonady, zarodek, układ nerwowy, narządy wydzielania wewnętrznego, układ krwiotwórczy, układ odpornościowy. Wchłanianie SUBSTANCJI TOKSYCZNYCH zachodzi różnymi drogami: " przez układ pokarmowy, " przez skórę (dermalnie), " przez układ oddechowy (inhalacyjnie), " drogą pozajelitową (parenteralną) dożylną, dootrzewnową domięśniową, doskórną, podskórną, dordzeniową " przez jamy ciała - dospojówkową , donosową, doodbytniczą. W warunkach narażenia zawodowego wchłanianie substancji toksycznych zachodzi przede wszystkim przez układ oddechowy, przez skórę i przez układ pokarmowy. Pyłem nazywamy zawiesinę ziaren substancji stałych w powietrzu, powstałych przez mechaniczne rozdrobnienie (aerozol dezintegracyjny). Za najbardziej szkodliwą dla organizmu przyjmuje się frakcję o średnicy poniżej 7 m, jako najlepiej wchłanianą w drogach oddechowych (frakcja respirabilna). Dym jest to zawiesina cząstek stałych, powstających na drodze kondensacji w procesach takich jak spalanie, sublimacja, prażenie itp. (aerozol kondensacyjny). Mgła - płynny aerozol utworzony przez kondensację par lub atomizację cieczy. Przykładami mgły są aerozole mgły olejowej, występujące przy obróbce skrawaniem. PYAY - definicje Pył całkowity - zbiór wszystkich cząstek otoczonych powietrzem osadzonych na sączku pomiarowym, gdy prędkość liniowa zasysanego powietrza zawiera się w przedziale 0,3 1,6 m/s. Pył respirabilny - zbiór cząstek przechodzących przez selektor wstępny o charakterystyce przepuszczalności wg wymiarów cząstek opisanej logarytmiczno-normalną funkcją prawdopodobieństwa ze średnią wartością średnicy aerodynamicznej 3,5 ą 0,3 mm i z odchyleniem standardowym 1,5 ą 0,1. Włókna respirabilne - włókna o długości powyżej 5 m o maksymalnej średnicy poniżej 3 m i o stosunku długości do średnicy >3. Stężenie pyłu - masa (liczba) cząstek ciała stałego w jednostce objętości gazu, mg/m3 (liczba cząstek/cm3). Wagowe stężenie cząstek - masa cząstek fazy rozproszonej w jednostce objętości gazu wyrażana w mg/m3 Selektor wstępny - urządzenie do rozdzielania frakcji pyłu wg wielkości cząstek np. mikrocyklon. Środki ochrony zbiorowej przed zapyleniem - systemy wentylacji mechanicznej ogólnej oraz urządzenia wentylacji mechanicznej miejscowej wyposażone w filtry powietrza. Środki ochrony indywidualnej przed zapyleniem - wszelkie środki przeznaczone do stosowania przez pracownika w celu jego ochrony przed zapyleniem. Urządzenie filtracyjno-wentylacyjne - urządzenie przeznaczone do odciągania i oczyszczania powietrza na stanowisku pracy. Wentylacja mechaniczna ogólna - wentylacja całego pomieszczenia lub zespołu pomieszczeń. Wentylacja mechaniczna miejscowa - wentylacja określonej przestrzeni w pomieszczeniu, stanowiska pracy lub urządzenia produkcyjnego. Według danych Głównego Urzędu Statystycznego w 1999 r. w warunkach narażenia na ich szkodliwe działanie pracowało w przemyśle 139 tys. pracowników. Na przemysłowe pyły zwłókniające, w tym na pyły rakotwórcze było narażonych 94 tys. osób, natomiast na inne pyły przemysłowe 45 tys. osób. yródła emisji pyłów Głównymi zródłami emisji pyłów w pomieszczeniach pracy są procesy technologiczne. Do najbardziej pyłotwórczych procesów technologicznych należy: " mielenie, " kruszenie, " przesiewanie, " transport i mieszanie ciał sypkich. Najbardziej szkodliwe pyły dla ludzi, powstają w trakcie: " ostrzenia, " szlifowania " oraz polerowania. Rodzaje i własności pyłów Odmiany krystaliczne określa się terminem wolna krystaliczna krzemionka. Rozpuszczalność w wodzie i płynach ustrojowych krystalicznych odmian ditlenku krzemu jest minimalna i uzależniona głównie od: " temperatury, " pH roztworu, " stopnia krystalizacji " oraz wymiaru cząstek. Występujący w przyrodzie krystaliczny ditlenek krzemu jest powszechnie stosowany: " w przemyśle chemicznym, " szklarskim, " ceramicznym, " materiałów budowlanych i ściernych, " optycznym i w odlewnictwie. Płótno azbestowe w przewodach wentylacyjnych Płótno azbestowe w przewodach wentylacyjnych Instalacja wentylacji grawitacyjnej w obiekcie przemysłowym wykonana z Instalacja wentylacji grawitacyjnej w obiekcie przemysłowym wykonana z rur azbestowo-cementowych rur azbestowo-cementowych Uszczelnienie na złączach tłumików drgań w przewodach klimatyzacyjnych Uszczelnienie na złączach tłumików drgań w przewodach klimatyzacyjnych Uszczelnienie w instalacjach Uszczelnienie w instalacjach Sznur azbestowy stosowany w uszczelnieniach izolacji cieplnej Sznur azbestowy stosowany w uszczelnieniach izolacji cieplnej Szkodliwe działanie pyłów na człowieka Pyły można podzielić - ze względu na rodzaj działania biologicznego, szkodliwego dla człowieka - na pyły o działaniu: " drażniącym, " zwłókniającym, " alergizującym, " toksycznym, " radioaktywnym. Ważnymi parametrami wpływającymi na skutki działania pyłu na organizm człowieka są: " stężenie pyłu, " wymiary i kształt cząstek " skład chemiczny i struktura krystaliczna, " rozpuszczalność pyłu w płynach ustrojowych. Proces osadzania się cząstek w układzie oddechowym Układ oddechowy można podzielić na kilka obszarów czynnościowych Najważniejsze z nich to: " obszar górnych dróg oddechowych (nos, jama ustna, gardło, krtań) " obszar tchawiczo-oskrzelowy (tchawica, oskrzela, oskrzeliki) " obszar wymiany gazowej (pęcherzyki płucne). Tablica 1. Klasyfikacja biologiczna pyłów ze względu na ich średnicę. Średnica cząstek Zdolność cząstek pyłu do przenikania i retencji w płucach [m] człowieka do 0,2 (ultrapyły) Zdolne do przenikania i zatrzymywania w płucach. 0,2 - 5,0 Z łatwością przenikają do płuc i często w nich występują. 5,0 - 10,0 Mogą przenikać do płuc, ale występują w nich rzadko. Zazwyczaj nie przenikają do płuc, zatrzymują się w górnych drogach 10,0 - 50,0 oddechowych i oskrzelach, skąd stopniowo są wydalane. Nie przenikają do płuc, zatrzymują się w górnych drogach ponad 50,0 oddechowych i z łatwością są wydalane na zewnątrz. Ze względu na skutki zdrowotne, najważniejsze są cząstki o średnicy poniżej 7 m, umożliwiającej ich przeniknięcie do obszaru wymiany gazowej. Ten pył nazywa się pyłem respirabilnym i jest on odpowiedzialny za rozwój pylicy płuc, większości nowotworów oraz zapalenia pęcherzyków płucnych. Ocena narażenia zawodowego na pyły Obowiązujące wartości NDS dla pyłów są zawarte w rozporządzeniu ministra pracy i polityki społecznej z dnia 29 listopada 2002 r. (Dz.U. nr 217). Na polskiej liście normatywów higienicznych obecnie znajdują się 441 substancje chemiczne i 19 pyłów (stan na 2002) Metoda filtracyjno wagowa. Zestaw pomiarowy w tej metodzie składa się z: " pompy zasysającej zapewniającej stałe natężenie przepływu powietrza, " przepływomierza (rotametru) do nastawiania i regulacji przepływu powietrza przez sączek, " głowicy pomiarowej. Metoda filtracyjno-wagowa stosowana jest do oznaczania stężenia pyłu całkowitego i pyłu respirabilnego. Zestawy pomiarowe różnią się tylko głowicami pomiarowymi. Do oznaczania stężenia pyłu respirabilnego (frakcji wdychanej) stosuje się mikrocyklony, które rozdzielają pobierane cząstki pyłu na dwie frakcje. Frakcja grubych cząstek nie przenikających do pęcherzyków płuc jest zatrzymywana w selektorze, a frakcja respirabilna na sączku pomiarowym. METODY LICZBOWE - analiza mikroskopowa Do oceny narażenia na pyły o strukturze włóknistej niezbędne jest natomiast określenie liczbowego stężenia włókien respirabilnych. Jest to szczególnie istotne w odniesieniu do takich materiałów rakotwórczych, jak np. azbest, którego nawet niewielkie stężenia liczbowe mogą stanowić zagrożenie wystąpieniem choroby nowotworowej u osób narażonych na ich wdychanie. Metoda -norma PN-88/Z-04202/02, polega na pobieraniu próbki pyłu azbestu na filtry membranowe drogą zasysania kontrolowanej objętości powietrza ze strefy oddychania pracownika za pomocą pompki indywidualnej. Filtry pomiarowe są następnie uprzezroczystniane. Włókna respirabilne azbestu obecne w losowo wybranych polach widzenia są zliczane przy użyciu mikroskopu fazowo-kontrastowego. Metoda pozwala oznaczyć co najmniej 0,02 włókna w 1 ml powietrza przy pobieraniu próbek przez 8 h. Zasady pobierania próbek powietrza metodą pomiarów stacjonarnych i dozymetrii indywidualnej są podane w normie PN-89/Z-04008/07 [18]. Pobieranie próbek powietrza może być wykonane za pomocą przyrządów stacjonarnych (pobór próbki w określonym stałym punkcie środowiska pracy) lub za pomocą przyrządów indywidualnych, zainstalowanych na pracowniku, wyposażonych w głowicę pomiarową usytuowaną w strefie oddychania (możliwie blisko dróg oddechowych pracownika). Zestaw stacjonarny do pomiarów pyłu respirabilnego Zestaw indywidualny do pomiarów pyłów POMIARY STACJONARNE 1.Pomiary stacjonarne przeprowadzamy, gdy laboratorium, które je wykonuje nie posiada pyłomierzy indywidualnych. 2. W pomiarach stacjonarnych próby powietrza należy, w miarę możliwości pobrać w strefie oddychania pracowników. W tym celu umieszczamy pyłomierz w odległości nie większej niż jeden metr od pracownika, a głowicę pomiarową wraz z odpowiednio przygotowanym sączkiem na wysokości jego głowy. 3.Próbki pobieramy losowo w ciągu zmiany roboczej, a czas poboru jednej próbki nie powinien być krótszy niż 10 minut. 4. Nastawiamy stałe natężenie przepływu powietrza w zakresie od 20 do 50 l/min. 5. Notujemy czas poboru próbki. Po poborze wykręcamy oprawkę z sączkiem z głowicy pomiarowej i wkładamy do kasety. 6. W laboratorium sączek z pobranym pyłem wyjmujemy pęsetą z pojemnika i umieszczamy na 24 godziny do eksykatora. 7. Następnie ważymy sączek na wadze analitycznej. Stężenie pyłu całkowitego lub respirabilnego w badanym powietrzu obliczamy w mg/m3 wg wzoru: m2 - masa sączka po pobraniu próby powietrza, mg, m1 - masa sączka przed pobraniem próby powietrza, mg, V - objętość próby powietrza, obliczona jako iloczyn objętościowego natężenia pobieranego powietrza i czasu pobierania, l. DOZYMETRIA INDYWIDUALNA. 1.W pomiarach indywidualnych używane są do poboru prób pyłomierze, z prędkością przepływu około 2 l/min. 2.Pompkę indywidualną zamocowujemy do pasa podtrzymującego, założonego wytypowanemu pracownikowi, a głowicę pomiarową wraz z sączkiem przyczepiamy tak, aby wlot powietrza znajdował się w strefie oddychania i nie był skierowany ku górze. Zalecany czas pobierania próbek powietrza w celu oznaczenia stężenia pyłu całkowitego i respirabilnego powinien wynosić 6 h, natomiast szybkość filtracji powietrza dla pyłu całkowitego wynosi 2 l/min a dla respirabilnego 1,9 l/min. 3. W zależności od spodziewanej wysokości stężenia należy pobrać od 1 do 5 próbek powietrza, przy czym wyższemu stężeniu powinna odpowiadać większa liczba próbek. 4. Dla tych próbek należy obliczyć stężenie średnie ważone (wskaznik ekspozycji) dla zmiany roboczej Xw w mg/m3. gdzie: X1, X2, Xn - stężenia otrzymane w wyniku oznaczania poszczególnych próbek mg/m3, t1, t2, tn - czas pobierania poszczególnych próbek, w godzinach, n - liczba próbek. OPRACOWANIE WYNIKÓW POMIARÓW (obliczanie wskazników narażenia) Wskazniki narażenia przy pomiarach stacjonarnych oblicza się w oparciu o znajomość parametrów: 1. logarytmy dziesiętne stężeń otrzymanych w wyniku oznaczania poszczególnych próbek (X) i średnią arytmetyczną logarytmów, która odpowiada logarytmowi średniej - X geometrycznej (lg ) z wzoru: g n liczba pomiarów. Wielkość ta po odlogarytmowaniu stanowi średnią - X geometryczną wyników oznaczań ( ). g 2. logarytm geometrycznego odchylenia standardowego z wzoru: 3. logarytm górnej granicy przedziału ufności dla średniej wyników pomiarów (lg GG) z wzoru t - wartość parametru rozkładu Studenta dla prawdopodobieństwa 0,95 i liczby swobody swobody n-1, 4. logarytm dolnej granicy przedziału ufności dla średniej z wyników pomiarów (lg DG) z wzoru: 5. Następnie obliczyć wskazniki narażenia - górną (GG) i dolna (DG) granicę przedziału ufności dla średniej z wyników pomiarów - przez odlogarytmowanie odpowiednio lg GG i lg DG. 6. Wskazniki narażenia - górną (GGW) i dolną (DGW) granicę przedziału ufności dla stężenia średniego ważonego dla całej zmiany roboczej z wzorów oraz średnią ważoną średnich geometrycznych (Xgw) dla całej zmiany roboczej z wzoru w których: t1,, t2, ... tk - czas trwania poszczególnych okresów pomiarowych, w minutach, k - liczba okresów pomiarowych. Parametr Lokalizacja porównywalny z Organizacja pracy punktów Liczba próbek NDS (wskaznik pomiarowych narażenia) Stałe stanowisko pracy przy jednorodnym procesie na stanowisku co najmniej 4 GG, DG technologicznym (brak etapów) Stałe stanowisko pracy przy procesie technologicznym co najmniej 4 dla na stanowisku GGw, i DGw składającym się z 2-3 etapów nie każdego etapu krótszych niż po 2 godz. co najmniej 4 w okresie Pracownik obsługuje 2-3 na każdym ze przebywania GGw, i DGw stanowiska. stanowisk pracownika na stanowisku wybrany losowo 1 Pracownik lub grupa obsługuje punkt na 4 co najmniej 5, w więcej niż 3 stanowiska lub pracowników, nie każdym z wybranych GG, DG miejscem pracy jest całe mniej niż 2 punkty punktów pomieszczenie pomiarowe w pomieszczeniu Wszystkie próbki pobiera się losowo w ciągu całej zmiany roboczej lub w okresach równych co najmniej 75% czasu ich trwania. Oznaczenie zawartości wolnej krystalicznej krzemionki metoda kolorymetryczna Nierozpuszczalną wolną krzemionkę przeprowadza się w rozpuszczalny krzemian alkaliczny (stapianie z węglanami), który tworzy z molibdenianem amonu zabarwiony na żółto kompleks krzemowo-molibdenianowy, dający się przeprowadzić w tzw. błękit molibdenowy za pomocą odczynników o właściwościach redukujących. Obydwa barwne kompleksy krzemowo-molibdenowe mogą być podstawą kolorymetrycznych metod oznaczania wolnej krzemionki w pyle. Warunki pracy mogą być uznane za bezpieczne, jeżeli wskażniki narażenia Cw (stężenie średnie ważone w dozymetrii indywidualnej) GG lub GGw nie przekraczają wartości NDS dla danej substancji Profilaktyka techniczna - środki ochrony zbiorowej i indywidualnej przed zapyleniem