Запыленность атмосферы и профессиональные заболевания
Практически все технологические процессы не только в угольной промышленности, в других отраслях народного хозяйства, связанных с дроблением твердого сырьевого материала или обработкой твердых материалов (производство цемента, обработка гипса, приготовление топлива, добыча и обработка камней, деревообработка, металлообработка и т.п.), сопровождаются образованием пыли. Под пылью понимается совокупность тонкодисперсных твердых частиц органического, минерального или технологического происхождения. По своим свойствам она относится к коллоидным системам. Согласно учению о коллоидах система, где одно из веществ раздроблено и распределено в виде более или менее мелких частиц внутри другого вещества, имеющего непрерывное строение, называется дисперсной. Раздробленное вещество называют дисперсной фазой системы, а вещество, имеющее непрерывное строение, - дисперсионной средой. Следовательно, если перенести эти понятия на пыль, пылинки являются дисперсной фазой системы, а воздух, в котором они находятся, дисперсионной средой. Если дисперсная фаза представлена частицами размером 107 - 10-9 м, они называются золем. Если дисперсионной средой является воздух, то такая система называется аэрозолем. Аэрозолем являются пыль, туман, дым.
Однако в практике этим термином называют и более грубодисперсные системы, в которых могут некоторое время находиться во взвешенном состоянии твердые частицы размером от 10-5 до 10-7 м. Частицы размером более 10-5 м выпадают из воздуха. Пыль, осевшая на поверхностях, называется аэрогелем.
В различных отраслях промышленности приняты разные подходы к разделению твердых частиц по крупности. Наиболее простым по физическому смыслу и соответствующим выпадению твердых частиц из воздуха является отнесение их к размерам до и после 10-5 м.
Наличие пыли в воздухе характеризуется ее концентрацией, которую в зависимости от методов измерения запыленности делят на 3 вида:
массовая: мг (г) пыли на единицу объема воздуха (м3);
счетная: количество твердых частиц (шт.) на единицу объема воздуха (м3);
объемная: объем пыли (м3) на единицу объема воздуха (м3).
Почти исключительно применяемой на практике является первая - мг/м3.
В зависимости от местоположения технологического оборудования у объектов пылеобразования (в целом, пылевыделение) пылевой аэрозоль может образовываться как внутри производственных помещений (в выработках шахт), так и находиться за их пределами (на прилегающих территориях).
Существенное значение при оценке свойств пыли (пожароопасности, силикозоопасности и т.п.) имеет значение ее дисперсный состав, т.е. количественное соотношение частиц различной крупности. Пыль, образующаяся в промышленных условиях, полидисперсна, т.е. размеры ее частиц колеблются в широких пределах.
За 10-летний период с 1985 по 1995 год уровень профзаболеваемости возрос примерно в 10 раз. В 1995 году темпы роста замедлились и показатель прироста составил 1,2 раза. В 1996 году профессиональная заболеваемость снизилась в 1,8 раза по сравнению с 1995 годом, в 1997 году профессиональная заболеваемость в области сохраняется на уровне 1996 года. Областной показатель на 1000 осмотренных составил в 1995 - 6.3, в 1996 - 3.6, в 1997 - 3.5. Профессиональная заболеваемость в угольной промышленности в 1996 году составила 6.7 на 1000 осмотренных, что почти в 2 раза ниже показателя 1995 года, в 1997 - 6.1.
За период с 1994 года по 1997 год по области отмечается уменьшение направленных в клинику пациентов (с 54 до 26 тысяч человек) и лиц с впервые установленными профессиональными заболеваниями (с 4337 до 1403).
Число рабочих с впервые установленными профессиональными заболеваниями значительно превышает число служащих и ИТР с таковыми. Соотношение между рабочими и пенсионерами по возрасту, длительно неработающими на момент признания профзаболевания, составляет примерно 3:1 за анализируемый период.
При общем снижении профессиональной заболеваемости в области наиболее высокий ее уровень, превышающий как областные так и отраслевые показатели, сохраняется в городах Горловка, Селидово, Красноармейск, Шахтерск, Донецк. Удельный вес профзаболеваний, впервые установленных работникам угольной промышленности составляет 93%.
В структуре профзаболеваний ведущее место занимают болезни органов дыхания пневмокониоз 35,5% и хронический бронхит - 24,4% на третьем месте хронический пояснично-крестцовый радикулит- 15,8%, на четвертом - вибрационная болезнь (14,5%).
Периодические медицинские осмотры шахтеров осуществляются в соответствии с Приказом №45 министерства здравоохранения Украины от 21 03 94 г проводятся на базе лечебно-профилактических учреждений врачебными бригадами и по обращаемости.
Сущность воздействия пыли как источника профессиональной вредности на организм человека в несколько упрощенной с точки зрения медицинской редакции может быть представлена следующим образом.
Различают два вида дыхания, под которым понимается усвоение кислорода всеми клетками организма и выделение из них углекислоты как результата окислительных процессов внешнее (легочное) и внутреннее (тканевое).
Признаки совершенно специфичной болезни легких, получившей название пневмокониоз, обнаружили еще при исследовании мумий извлеченных из египетских пирамид. Основоположники промышленной гигиены Агрикола (XVI век) и Ромаццини (XVII век) исследовавшие заболевание, вызванное вдыханием запыленным воздухом, назвали его (как и М. Ломоносов в России) горной болезнью.
Пневмокониоз (от греч пневмон - легкие и конио - пыль) - это группа заболеваний легких относящихся к профессиональным болезням. Термин впервые бьп предложен в 1866 г немецким врачом Ценкером. Известно что пыль может вызывать глазные, кожные заболевания, болезни верхних дыхательных путей и легких. Особое в этом перечне место занимают ядовитые пыли. Но среди них особое место занимают пневмокониозы, к числу которых относятся силикозы, антракозы (от греч. антрак - уголь), абестозы, цементозы, табакозы и т. п.
Дыхательная поверхность легких составляет в среднем примерно 50 м2. Процесс потребления кислорода в них осуществляется многочисленными альвеолами, площадь поверхности каждой из которых составляет около 0.3 мм, т. е. их в легких около 200 млн. Альвеола (лат) это своеобразный желобок, выемка как бы пузырек в легких на разветвлениях бронхов обвитый сетью капилляров.
Пока нет общепринятой классификации пыли по крупности в связи с вредностью пыли. Но установлено, что пыль размером более 10 мкм (10-6 м) практически задерживается в носоглотке размером менее 5 мкм поступает в легкие из которых 0,4-2 мкм особенно опасны.
В легких есть своеобразные санитары - фагоциты (буквально "пожирающая клетка"), которые как бы обволакивают, захватывают пылевые частички и по лимфатическим каналам выносят эти пылинки. При значительной запыленности фагоциты не «справляются с работой», часть из них погибает, а пылинки остаются в легких. Скопление пыли приводи г к развитию пылевого фиброза (буквально волокнообразованию). Происходит 1 замещение (омертвление) альвеол и легочной ткани делающее попадание кислорода в кровь не только затруднительным, но и невозможным. Наиболее опасной формой пневмокониоза является силикоз развивающийся при наличии в пыли свободной двуокиси кремния.
Но вместе с тем Донецкий НИИ гигиены труда и профзаболеваний, изучавший зависимость патогенного действия угля на легкие в зависимости от минералогического дисперсного состава угля и степени метаморфизма, пришел к новому и несколько неожиданному результату, отличающемуся от общепринятого. Оказалось, что наибольшая связь частоты заболеваний пневмокониозом (примерно 70%) имеет место с выходом летучих веществ угля (Vdax, %), а не с содержанием свободной двуокиси кремния или зольности.
Различают период дорентгеновского развития пневмокониоза, когда признаки фиброза не обнаруживаются, и период его проявления. В первый период, характеризующийся катаральным бронхитом с появлением микрофлоры, заболевание имеет обратимый характер. Но сам пневмокониоз неизлечим, поэтому первостепенное значение имеет его профилактика, в том числе периодические медикосанитарные осмотры. Наблюдательные, достаточно опытные рентгенологи при наличии нескольких снимков вполне могут во временной динамике обнаружить (предположить) первый период заболевания.
Мероприятия по предупреждению заболеваний пневмокониозом разделяются на 3 группы:
I - Инженерно технические - предупреждение пылеобразования, - пылеподавление, - изоляция образующейся пыли, - удаление пыли;
II - Медико-санитарные - периодические осмотры, - электроаэрозольная терапия;
III - Социально-правовые сокращение продолжительности работы в запыленных условиях, - дополнительные отпуска - специальное питание, - введение норм на запыленность воздуха.
-
Горючие и взрывчатые свойства пылевых смесей
Большую опасность в отношении горения, взрыва и разрушений представляет пыль, находящаяся в воздухе. В соответствии с ранее сказанным в дальнейшем будет подразумевайся пыль в состоянии аэрозоля.
Химическая реакция между газом и твердым веществом протекает на поверхности последнего Скорость такой реакции зависит от величины поверхности соприкосновения реагирующих веществ. В зависимости от величины линейной скорости распространения реакции в том или ином объеме различают горение (скорость не более 10 м/с), дефлаграцию (скорость не превышает скорости звука) и взрыв (скорость равна или больше скорости звука). Особенность горения состоит в том, что условия необходимые для быстрого протекания реакции, созданы ею самой. Эти условия заключаются либо в высокой температуре, либо в высокой концентрации активных продуктов, ускоряющих (катализирующих) реакцию. Для воспламенения пыли необходимы два условия достаточное количество кислорода и нагрев частиц горючих веществ до определенной температуры.
Различают два режима протекания реакции: диффузионный (скорость реакции определяется молекулярной или турбулентной диффузией исходных компонентов) и кинетической (скорость процесса горения определяется скоростью протекания химической реакции). Определение режима протекания реакции обязательно при решении задачи взрывчатости пыли. С учетом фазового состояния горючего вещества и окислителя различают три вида горения:
горение газообразных горючих (система газ-газ);
гомогенное горение;
горение твердых и жидких горючих (система твердое тело - газ или жидкость - газ)
гетерогенное горение, - горение взрывчатых веществ (конденсированная система).
На взрывчатость угольной, серной, сульфидной и др. пыли влияет ее химический состав, дисперсность (сила взрыва достигает максимума чаще всего при крупности(диаметре) пылинок менее 10-5-10-6 м, влажность пыли чем она больше, тем ниже вероятность взрыва, который при некоторых значениях влажности становится невозможным. Роль влаги двояка во-первых, она способствует коагуляции мелких частиц в более крупные, во-вторых, происходит уменьшение теплового баланса.
Существенное влияние на степень взрывчатости пыли оказывает состав атмосферы, в которой происходит взрыв. Наличие в ней органических частиц, катализаторов и т.п. способствует как взрывчатости, так и мощности взрыва.
Согласно тепловой теории взрыв пыли можно представить следующим образом. За счет тепла источника воспламенения пылинки нагреваются и при этом выделяются взрывчатые продукты нагрева образующие вокруг пылинок газовую оболочку. Как только концентрация газов в этой оболочке достигнет взрывоопасных значений, происходит ее воспламенение. Тепловой импульс от горящих частиц за счет излучения и теплопроводности передается к негорящим, которые воспламеняются и являются источником воспламенения для следующих. При этом происходит увеличение температуры за счет того, что выделяющееся при реакции окисления тепло не успевает отводиться в окружающую среду. Это вызывает ускорение течения реакции и создает условия для развития быстрого лавинообразного процесса горения, т.е. взрыва.
|
