Особенности воздействия пылей на организм человека. Защита работающих от пыли

Производственной пылью называют взвешенные в воздухе, медленно оседающие твердые частицы размерами от нескольких десятков до долей микрон. Пыль представляет собой аэрозоль, т. е. дисперсную систему, в которой дисперсной фазой являются твердые частицы, а дисперсионной 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 других 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 пылей относят 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 (плавление, электросварка и др.) вследствие охлаждения и конденсации паров металлов, в частности полимерных материалов - пластмасс, в результате термической обработки которых 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 может оказывать фиброгенное, токсическое, раздражающее, ал­лергическое, канцерогенное, радиоактивное действие.

Наибольшее значение при ее воздействии на здоровье человека имеют следующие физико-химические свойства пыли.

Химический состав - в зависимости от него пыль может оказать со­ответствующее из указанных видов воздействие. Первостепенное значение для развития пылевых заболеваний легких имеет минералогический состав пыли, особенно содержание в пыли диоксида кремния.

Фиброгенные свойства кремния зависят от структуры кристаллической решетки: наиболее агрессивными являются получаемые в результате нагре­ва, конденсации и перекристаллизации двуокиси кремния - тридимит, кристобалит. Меньшей, но достаточно высокой фиброгенностью обладает кристаллический кремнезем. Аморфный двуоксид кремния с разрушенной кристаллической решеткой менее фиброгенен.

Химическая активность зависит от общей площади поверхности пыли­нок. Обожженные продукты - керамзит, вермикулит, перлит и др. благода­ря увеличенной общей поверхности обладают более выраженным фиброгенным действием на легочную ткань, чем сырые, идущие на их изготовление. Иногда незначительная примесь какого-либо химического агрессивного со­единения изменяет направленность и силу действия пыли.

Растворимость пыли имеет определенное гигиеническое значение. Не­которые (нетоксичные) пыли, быстро растворяясь, например сахарная, не оказывают вредного действия и, наоборот, растворимость токсических пылей способствует быстрому развитию отравлений.

Дисперсность пыли. Как система, состоящая из частиц, взвешенных в газе, аэрозоли характеризуются степенью дисперсности, т. е. размером частиц дисперсной фазы. Дисперсность производственной пыли имеет боль­шое гигиеническое значение, т. к. от размера пылевых частиц, их удель­ного веса и формы зависит длительность пребывания пыли в воздухе и ха­рактер воздействия на органы дыхания.

В зависимости от дисперсности различают видимую пыль размером бо­лее 10 мкм, микроскопическую - размером от 0.25 до 10 мкм, ультрамик­роскопическую ~ менее 0.25 мкм.

Дисперсность аэрозолей определяет скорость оседания частиц во внешней среде. 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 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 из 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 до 5 мкм и аэрозоли конденсации с частицами менее 0.3-0.4 мкм. В этиологии пылевых бронхитов наименее активны пылевые частицы свыше 5 мкм.

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

Аэрозоли конденсации металлов со значительным удельным весом, имеющие форму, близкую к шару или кубу, легко оседают из воздуха, если размер их (по диаметру или стороне) превышает 5-10 мкм. Частицы округ­лой формы не только быстрее оседают, но и легче проникают в легочную ткань. От размеров формы частиц зависит реакция организма, например возникновение " литейной лихорадки" в производстве цинка. Частицы пыли угля продолговатой формы дольше удерживаются в воздухе, даже если раз­мер их равен 20 мкм. Пылевые частицы слюды, имеющие пластинчатую фор­му, могут длительно витать в воздухе, даже если размер их равен 50 мкм и более. Нитевидные частицы асбеста. Хлопка, пеньки и др. практически не оседают из воздуха, даже если длина их превышает сотни и тысячи мкм. Пыль хлопка, льна, асбеста, слюды, угля раздражает слизистые обо­лочки верхних дыхательных путей; волокнистые пыли плохо фагоцитируют­ся. Игольчатая пыль стекловолокна раздражает кожу, вызывает зуд.

Электроэаряженность 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. Заряд пыли может быть различным и в значительной мере зависит от химической природы ве­щества. Отрицательными зарядами отличаются металлическая пыль и основ­ные окислы, положительными зарядами - неметаллическая пыль и кислотные окислы. 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 обуславливает 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%.

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 1 м² воздуха около 37.000 бактерий и 10.000 грибков.

Радиоактивная пыль - аэродисперсная система, состоящая из газооб­разной дисперсной среды и твердой дисперсной фазы, обладающей радиоак­тивностью.

По происхождению радиоактивные аэрозоли делятся на естественные и искусственные. При добыче урановых и ториевых руд, а также некоторых нерадиоактивных ископаемых (свинец, уголь, фосфатные удобрения), имею­щих примеси урана в месторождения, дочерние радионуклиды урана и тория вместе с рудничной пылью образуют естественные радиоактивные аэрозоли размером 0.0001 - 10 мкм.

Искусственные радиоактивные аэрозоли образуются в результате ядерных взрывов, при технологических или аварийных выбросах предприя­тий атомной промышленности.

Пылевые заболевания легких

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

Основными профессиональными заболеваниями 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 производственных аэро­золей.

В соответствии с классификацией, принятой в СССР в 1976 г., по этиологическому принципу выделены следующие виды пневмокониозов:

1) Силикоз - пневмокониоэ, обусловленный вдыханием кварцевой пы­ли, содержащей свободную двуокись кремния;

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

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

4) Пневмокониоз от смешанной пыли: а) со значительным содержанием свободной двуокиси кремния - более 10%; б) не имеющей в составе сво­бодной двуокиси кремния или с содержанием ее до 10%;

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

Силикоз - наиболее тяжелая форма пневмокониоза. Эта форма пневмокониоза является наиболее распространенной среди шахтеров угольных шахт, встречается также у рабочих горнорудной промышленности, особенно у бурильщиков, крепильщиков. Известные заболевания силикозом в керами­ческом, гончарном, слюдяном производствах, при шлифовке на песчанико­вых камнях и других работах, связанных с образованием пыли, содержащей кристаллическую двуокись кремния.

Силикоз - общее заболевание организма, при котором наряду с нару­шениями функции дыхания (субъективно - одышка, кашель, боли в груди) наблюдается развитие эмфиземы, хронического бронхита, легочного серд­ца. Регистрируются изменения иммунологической реактивности, обменных процессов, нарушения деятельности центральной и вегетативной нервной системы.

При развитии силикотического процесса возникают астмоидный брон­хит, бронхоэктатическая болезнь, наиболее частое осложнение - туберку­лез. Характерным для силикоза является его прогрессирование даже после прекращения работы в пылевой профессии.

Силикатозы. Специфические фиброзно-склеротические заболевания легких развиваются от вдыхания пыли, содержащей двуокись кремния в связанном с другими элементами (Mg, Са, Al, Fe и др.) состоянии. К си­ликатам относят многие минералы: асбест, тальк, каолин, нефелин, опеин и др.; искусственные соединения: слюда, стекловолокно, цемент и др. Пыль, вызывающая силикатозы, встречается во многих производствах: шамотно-динасовом, резиновом, цементном и др.

Среди металлокониозов следует отметить бериллиоз (пневмокониоз от вдыхания пыли бериллия и его соединений), отличающийся особой агрес­сивностью, и манганокониоз (марганцевый пневмокониоз). Манганокониоз развивается при вдыхании аэрозолей дезинтеграции и конденсации марган­ца и его соединений. Окислы и соли марганца встречаются при добыче марганцевых руд, выплавке высококачественных сталей и сплавов, при ду­говой сварке, сварке под флюсом и др.

Первые признаки манганокониоза появляются через 4-5 лет работы. Манганокониоз в отличие от бериллиоза сопровождается доброкачественным течением, но сочетается с хроническим отравлением марганца, проявляю­щимся в преимущественном поражении нервной системы.

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 и пневмония. Томас-шлаковые пневмонии встречаются в произ­водстве удобрений у рабочих, занятых размолом отходов сталелитейного производства, содержащих фосфорные соли. Есть указания на тяжесть те­чения таких пневмоний с большим процентом развития эмфиземы, иногда со смертельным исходом.

Липоидные пневмонии развиваются у рабочих, подвергающихся воз­действию значительных концентраций высокодисперсных масляных аэрозолей (масляных туманов).

Современная пылевая патология органов дыхания определяется как комбинация многочисленных реакций организма на пыль. Существует нес­колько теорий механизма действия пыли - основные из них: механическая, токсико-химическая и биологическая.

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.

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

Пыль мышьяка, извести, карбида кальция, 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, ко­бальта приводит к развитию профдерматозов (дерматитов и экзем).

Аллергические дерматиты и экземы описаны 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.

Защита работающих о пыли должна осуществляться комплексной системой мероприя­тий, которая включает:

- автоматизацию и механизацию техпроцессов, т. е. удаление чело­века из зоны действия вредного вещества;

- совершенствование технологии и конструкции оборудования с целью уменьшения выделения вредных веществ;

- применение местной вытяжной вентиляции и газопылеулавливающего фильтра.