Вредные вещества в промышленности
Классификация вредных веществ
Воздух рабочей зоны производственного помещения должен соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям по содержанию вредных веществ, приведенным в санитарных нормах, правилах и гигиенических нормативах «Перечень регламентированных в воздухе рабочей зоны вредных веществ» (постановление Министерства здравоохранения Республики Беларусь от 31 декабря 2008 г. № 240, с изм. на 30 марта 2016 г.).
Вредные вещества по степени воздействия на организм человека подразделяются на четыре класса опасности:
1-й класс - вещества чрезвычайно опасные (ПДК <0,1 мг/м3);
2-й класс — вещества высоко опасные (ПДК = 0,1—1,0 мг/м3);
3-й класс - вещества умеренно опасные (ПДК = 1,1—10,0 мг/м3);
4-й класс - вещества мало опасные (ПДК > 10,0 мг/м3).
Вредные вещества также подразделяются:
по характеру воздействия на организм человека на:
общетоксические — вызывающие отравление всего организма (оксид углерода, свинец, ртуть и др.);
раздражающие — вызывающие раздражение дыхательного тракта и слизистых оболочек (хлор, аммиак, оксиды азота, озон, ацетон и др.);
сенсибилизирующие — действующие как аллергены (формальдегид, различные растворители и лай! на основе нитросоединений и др.);
канцерогенные — вызывающие раковые заболевания (окислы хрома, асбест и др.);
мутагенные - приводящие к изменению наследственной информации (свинец, радиоактивные вещества и др.);
влияющие на репродуктивную (детородную) функцию (ртуть, свинец, радиоактивные вещества и др.);
по пути попадания в организм — на проникающие через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожный покров или слизистые оболочки;
по химическим классам соединений — на органические, неорганические, элементоорганические и др.
Вышеуказанные нормативные документы устанавливают предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны — обязательные санитарные нормативы для использования их при проектировании производственных зданий, технологических процессов, оборудования и вентиляции, а также для текущего санитарного надзора.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) — концентрация вредного вещества, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч и не больше 40 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не должна вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Предельно допустимые концентрации устанавливаются в виде максимально разовых и среднесменных гигиенических нормативов. Для веществ, способных вызывать преимущественно хронические интоксикации (фиброгенные пыли, аэрозоли дезинтеграции металлов и др.), устанавливаются среднесменные ПДК; для веществ с остронаправленным токсическим эффектом (ферментные, раздражающие яды и др.) устанавливаются максимальные разовые концентрации; для веществ, при воздействии которых возможно развитие как хронических, так и острых интоксикаций, устанавливаются наряду с максимально разовыми и среднесменные ПДК.
Фактическая концентрация вредного вещества Сф в воздухе рабочей зоны не должна превышать ПДК, т. е. должно соблюдаться соотношение Сф/ПДК < или = 1. При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия в концентрациях, не превышающих ПДК, должно соблюдаться условие
С1 / ПДК1 + С2 / ПДК2 + ... + Cn/ ПДКn ≤ 1.
В таблице гигиенических нормативов специальными символами выделены вещества с остронаправленным механизмом действия, требующие автоматического контроля за их содержанием в воздухе, канцерогены, аллергены и аэрозоли преимущественно фиброгенного действия. В этих целях использованы следующие обозначения: О - вещества с остронаправленным механизмом действия; А — вещества, способные вызывать аллергические заболевания работников в производственных условиях; К — канцерогены; Ф — аэрозоли преимущественно фиброгенного действия; п — пары и (или) газы; а — аэрозоль; п + а — смесь паров и аэрозолей; (+) — соединения, при работе с которыми требуется специальная защита кожи и глаз; (++) - соединения, при работе с которыми должен быть исключен контакт с органами дыхания и кожей.
Если в графе «величина ПДК» приведены два гигиенических норматива, это означает, что в числителе максимальная разовая, а в знаменателе - среднесменная ПДК, прочерк в числителе означает, что гигиенический норматив установлен в виде среднесменной ПДК. Если приведен один гигиенический норматив, то это означает, что он установлен как максимальная разовая ПДК.
Многие производственные процессы на автотранспортных предприятиях сопровождаются выделением в воздух производственных помещений токсических веществ, которые вызывают в организме человека химические изменения и болезненные явления (отравления). Степень отравления зависит от химической структуры вещества, физического состояния человека в момент воздействия яда на организм, дисперсности, растворимости, концентрации, путей проникновения в организм, температуры производственной среды, индивидуальной чувствительности человека к действию яда и продолжительности воздействия. Отравления, вызванные действием токсических веществ, могут быть острыми и хроническими. Рассмотрим некоторые из них.
Свинец на автотранспортных предприятиях используется при пайке радиаторов и бензобаков, а также при изготовлении и ремонте аккумуляторных пластин. Отравление свинцом обнаруживается только в хронической форме. На начальной стадии отравления больной жалуется на усталость, сонливость, отсутствие аппетита, головные боли, боли в сосудах, расстройство памяти. Хронические отравления развиваются медленно и могут выражаться расстройствами периферической и центральной нервной системы, поражением двигательных волокон, свинцовыми параличами.
Тетраэтилсвинец — сильнейший и опаснейший яд, в чистом виде не применяется, а используется в этиловой жидкости. Этиловая жидкость является антидетонатором.Тетраэтилсвинец в составе этиловой жидкости и в этилированных бензинах полностью сохраняет токсические и физико-химические свойства. Тетраэтилсвинец быстро проникает в организм через дыхательные пути и кожу. Этилированный бензин вызывает такие же отравления, как и тетраэтилсвинец. Этилированным бензином можно отравиться при вдыхании его паров, загрязнении тела, одежды, попадании его в организм с пищей или питьевой водой. Этилированный бензин, проникая в кровь вызывает общее расстройство здоровья: человек худеет, деятельность нервной системы нарушается. Признаки острого отравления этилированным бензином обнаруживаются через несколько часов или суток. При многократном поступлении бензина в небольших количествах происходит хроническое отравление.
Оксид углерода, попав в организм человека, образует карбоксигемоглобин, не способный к переносу кислорода, в результате чего наступает кислородное голодание. Острые отравления наблюдаются при вдыхании воздуха с концентрацией СО более 2500 мг/м3 или пребывании в среде с концентрацией СО 1800 мг/м3 в течение 1 ч. Последствиями отравления могут быть нарушение центральной нервной системы, расстройства памяти, внимания, функциональные неврозы, параличи, кровоизлияния в сетчатку. Потеря сознания наступает при длительной работе в помещении с содержанием СО 650 мг/м3. Большие концентрации СО в воздухе опасны для жизни. Хронические отравления вызываются действием малых концентраций при частом и длительном вдыхании оксида углерода. Признаками хронического отравления могут быть головные боли, головокружение, бессонница, вялость, мелькание, переходящее в двоение в глазах, расстройство памяти, сонливость.
Акролеин поступает в воздух производственных помещений автотранспортных предприятий вместе с отработанными газами при работе двигателей на тяжелом виде топлива. Акролеин вызывает сильное раздражение верхних дыхательных путей, резкое воспаление слизистых оболочек глаз, кроме того, могут быть головокружение, приливы крови к голове. Организм человека может перенести концентрацию акролеина в 7 мг/м3 не более 1 мин.
Оксиды азота содержатся в отработанных газах. В организм они проникают через верхние дыхательные пути. Симптомы отравления проявляются только через 6 ч в виде кашля, одышки, удушья, возможен отек легких. Возможны хронические отравления, сопровождающиеся болями в груди, в области сердца и головными, а также кашлем.
Бензол используют в качестве топлива для автомобилей в смеси с бензином не более 25 % по объему. При применении бензола возможны острые и хронические отравления. Хронические отравления бензолом характеризуются изменением сосудистых стенок и поражением кроветворной функции костного мозга. На начальной стадии при хроническом отравлении больные жалуются на головные боли и головокружение, утомляемость, сонливость, раздражительность, общее недомогание. Иногда на коже рук появляются дерматиты или экземы. Острое отравление сопровождается головокружением, шумом в ушах, мышечной слабостью, чувством опьянения.
Пары бензина оказывают вредное действие на центральную нервную систему. Отравления могут быть острыми и хроническими. При тяжелой степени и при острых отравлениях наблюдаются потеря сознания, рефлекторная остановка дыхания, судороги, дрожание конечностей, кашель с мокротой. Хроническая форма отравления сопровождается неврастенией, вегетоневрозами.
Ацетон обладает наркотическими свойствами и вызывает раздражение кожи. При отравлении ацетоном возникают головная боль, головокружение, общая слабость, состояние легкого опьянения.
Охлаждающая жидкость — специальная этиленгликолевая низкозамерзающая жидкость, заливаемая в систему охлаждения автомобиля во время его эксплуатации в зимнее время года. Этиленгликоль и его водные растворы крайне ядовиты. Они поражают центральную нервную систему и почки человека. Случайное заглатывание даже небольшого количества охлаждающей жидкости может привести к смертельному исходу. После приема его внутрь наблюдается общее опьянение, появляются сонливость, вялость и рвота.
Метанол применяют на автотранспортных предприятиях как растворитель лаков, смол, жиров; по вкусу, цвету и запаху он напоминает пищевой этиловый спирт. Метанол — нервно-сосудистый яд, обладающий ярко выраженным кумулятивным действием (способностью накапливаться в организме). Высокая токсичность метанола по сравнению с другими спиртами объясняется превращением его в организме в муравьиную кислоту. Отравления метанолом возможны при приеме его внутрь, вдыхании паров и действии жидкого спирта и его паров на кожу. Легкая форма отравления характеризуется головной болью, головокружением, тошнотой, рвотой, пошатыванием, сонливостью, мелким тремором пальцев рук. Отравления средней тяжести характеризуются расстройством зрения. При тяжелой форме отравления падает сердечная и дыхательная деятельность, отсутствует реакция на свет, возможны потеря сознания и смерть.
Смазочные масла при нормальных условиях практически не испаряются, поэтому вредное действие на организм человека может проявиться главным образом при частом попадании их на открытые участки тела, длительной работе в одежде, пропитанной маслом, вдыхании масляного тумана и паров легких нефтепродуктов, оказавшихся в масле. При длительном систематическом контакте кожи со смазочными маслами могут возникнуть ее острые и хронические заболевания. Наиболее часты фолликулярные поражения кожи, представляющие собой заболевание волосяных мешочков и сальных желез. Смазочные масла бывают причиной и более тяжелых заболеваний (например разрастаний, ороговений). Вдыхание масляных паров вызывает отравление. Опасность отравления масляными парами сильно увеличивается, если в масле содержатся сернистые соединения. При наличии серы и масла могут создаться условия для образования сероводорода, который вызывает отравление с молниеносной потерей сознания.
Эпоксидные смолы применяют на автотранспортных предприятиях для выравнивания поверхностей, заделки пробоин и трещин. Эпоксидные смолы являются токсическими веществами, поэтому при работе с ними надо соблюдать меры безопасности. Попадая на кожу, эпоксидная смола может вызывать заболевания кожи (экземы, дерматиты). Опасно попадание эпоксидной смолы на органы зрения.
Воздействие вредных веществ на организм человека
Результатом воздействия вредных веществ могут быть острые и хронические отравления. Острые отравления являются следствием кратковременного воздействия вредных веществ, поступающих в организм в значительных количествах. Хронические отравления развиваются в результате длительного воздействия вредных веществ, поступающих в организм малыми дозами. Наиболее опасными являются хронические отравления, отличающиеся стойкостью симптомов отравления и приводящие к профессиональным заболеваниям.
Токсический эффект воздействия вредных веществ зависит от физиологических особенностей человека. К одним ядам более чувствителен женский организм, к другим - мужской. Характер и тяжесть выполняемой работы также влияют на восприимчивость организма к ядам. При тяжелой физической работе активизируются дыхание, кровообращение и потовыделение, что усиливает процесс проникновения ядовитых веществ в организм человека. Результат воздействия токсических веществ зависит от таких производственных факторов, как метеорологические условия, изменение барометрического давления, шум и вибрация. В большинстве случаев они увеличивают опасность отравления из-за функциональных изменений в организме и изменения токсических свойств самих веществ.
Производственные пыли
Пыль подразделяется по происхождению на: а) органическую естественного (шерстяная, древесная и др.) и искусственного (пыль пластмасс, резины и др.) происхождения; б) неорганическую: пыль металлов (железная, медная и др.) и минералов (кварцевая, асбестовая и др.); по токсичности на: а) ядовитую, вызывающую острые или хронические отравления (свинцовая, марганцевая и др.); б) неядовитую, оказывающую преимущественно фиброгенное действие, вызывающую раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и оседающую в легких (чугунная, железная, алюминиевая и др.); по дисперсности на: а) крупнодисперсные (> 10 мкм); б) среднедисперсные (5— 10 мкм); в) мелкодисперсные (1-5 мкм); г) дым или пылевой туман (< 1 мкм); по способу образования на: а) аэрозоли дезинтеграции (образуются при измельчении, дроблении твердых веществ и т. д.); б) аэрозоли конденсации (при электросварке и т. д.).
Пыль как вредное вещество может оказывать на организм человека фиброгенное, токсическое, раздражающее, аллергенное, канцерогенное действие. Чем мельче частицы пыли, тем глубже они проникают в дыхательные пути и легче попадают в легкие.
Пылевые профессиональные заболевания. К основным из них относятся пневмокониозы, хронический бронхит и заболевания верхних дыхательных путей. Наиболее часто встречаются следующие виды пневмокониозов: силикоз — наиболее тяжелая форма пневмокониоза, развивающаяся при вдыхании пыли, содержащей свободный кремнезем (Si02), и сопровождающаяся изменениями легочной ткани; силикатоз — склеротическое заболевание легких, развивающееся при вдыхании пыли, содержащей Si02 в связанном с другими элементами состоянии (Mg, Са, Al, Fe и др.); электросварочный пневмокониоз — развивается при высокой концентрации сварочного аэрозоля, содержащего оксид железа, соединения марганца или фтора; асбестоз — возникает при вдыхании пыли асбеста и др.
Методы контроля параметров воздушной среды
Для определения содержания вредных веществ в воздухе отбор проб должен производиться в зоне дыхания на рабочих местах постоянного и (или) непостоянного пребывания работников при характерных производственных условиях с учетом основных технологических процессов, источников выделения вредных веществ и функционирования технологического оборудования. В течение смены и (или) на отдельных этапах технологического процесса в одной точке должно быть последовательно отобрано не менее двух проб. Для аэрозолей преимущественно фиброгенного действия допускается отбор одной пробы. Периодичность контроля: для 1-го класса опасности — не реже одного раза в 10 дней; для 2-го класса — не реже одного раза в месяц; для 3-го и 4-го классов — не реже одного раза в квартал. Среднесменные концентрации определяются на протяжении не менее 75 % продолжительности смены в течение не менее трех смен. Периодичность контроля за соблюдением среднесменной ПДК должна быть не реже одного раза в год.
Замеры показателей микроклимата проводятся не менее трех раз за смену (в ее начале, середине и конце) на высоте 1 м от пола или рабочей площадки при работах, выполняемых сидя, и на высоте 1,5 м — при работах, выполняемых стоя.
Меры защиты от вредных веществ
Для обеспечения необходимого качества воздуха в рабочей зоне производственных помещений при разработке и организации технологических процессов и конструировании оборудования требуется выполнение ряда инженерно-технических, санитарнотехнических, лечебно-профилактических, организационных и других мероприятий.
К инженерно-техническим мероприятиям относятся: применение технологических процессов, устраняющих образование вредных веществ или исключающих непосредственный контакт работников с вредными веществами; замена вредных веществ безвредными или менее вредными; замена сухих способов переработки пылящих материалов мокрыми; применение различных способов пылеподавления (смачивание, гранулирование, брикетирование и т. д.); обеспечение непрерывности технологических процессов; использование пневмотранспорта; применение различных способов пылеподавления; механизация и автоматизация технологических процессов с применением дистанционного управления; замена пламенного нагрева электрическим и использование газообразного топлива; герметизация промышленного оборудования; рациональная организация рабочих мест; улавливание и нейтрализация промышленных выбросов; автоблокировка технологического оборудования и санитарно-технических устройств; рациональная организация рабочих мест в соответствии с тяжестью и напряженностью труда; использование газоанализаторов и газосигнализаторов, связанных с автоматической системой защиты (автоблокировка, аварийная вентиляция и др.); сокращение водопотребления и водоотведения, широкое использование оборотного и повторного водоснабжения.
Доставка сырья и материалов на предприятия должна осуществляться способами, максимально устраняющими ручные операции, исключающими опасность травматизма и физического перенапряжения, а также непосредственный контакт работников с вредными веществами. При всех транспортных и перегрузочных операциях следует предусматривать меры, предотвращающие загрязнение воздуха рабочей зоны, кожных покровов и одежды работников.
При проведении технологических процессов, связанных с выделением пыли веществ 1-го и 2-го классов опасности предусматриваются поточные непрерывные линии или оборудование повышенной герметичности. Аспирационные системы, а также системы орошения и пылеподавления следует блокировать пусковыми устройствами технологического оборудования.
Технологические процессы, при проведении которых применяются или образуются вещества 1-го и 2-го классов опасности, должны осуществляться в аппаратуре с арматурой и материалопроводами повышенной герметичности с максимальным использованием автоматического и дистанционного управления процессами.
К санитарно-техническим средствам нормализации воздуха в рабочей зоне относятся: организация систематического санитарно-химического контроля воздуха рабочей зоны; санитарно-бытовое обеспечение работников; спецподготовка и инструктаж работников; лечебно-профилактическое обеспечение работников; применение средств индивидуальной защиты; организация надежной вентиляции производственных помещений.
Наиболее важное значение для профилактики профессиональных заболеваний и нормализации воздушной среды имеет вентиляция.