PYŁY PRZEMYSŁOWE

Definicje:

• Pył - cząstki ciała stałego różnej wielkości i różnego pochodzenia zawieszone w gazie.

• Pył drobnoziarnisty - małe cząstki ciała stałego o średnicy poniżej 75 μm, osiadające pod wpływem swojego ciężaru, ale mogące przez pewien czas pozostawać w zawieszeniu.

• Włókna respirabilne - włókna o długości > 5 μm o maksymalnej średnicy < 3 μm i o stosunku długości do średnicy > 3.

• Pył całkowity - jest to zbiór cząstek pyłu, który w procesie oddychania może wtargnąć do organizmu człowieka.

• Pył respirabilny - jest to zbiór cząstek poniżej 5 mikrometrów.

To jak pył oddziaływuje na organizm człowieka zależy od stężenia pyłu, składu chemicznego oraz rozmiarów cząstki. Generalnie frakcja wdychana to cząstki o wymiarach poniżej 100μm.

W górnym odcinku dróg oddechowych (nos, jama istna, gardło, krtań) zatrzymywane są cząstki o wymiarach powyżej 30μm, a następnie wydalane ze śluzem.

Do środkowego odcinka dróg oddechowych (tchawica, oskrzela, oskrzeliki) przedostaje się frakcja płucna, której wymiar nie przekracza 20μm.

Do obszaru wymiany gazowej (pęcherzyki płucne) dostają sie cząstki o wymiarze poniżej 7μm. To one stanowią pył respirabilny, który zalega dość długo powodując zmiany chorobowe. To jakie to będą zmiany zależy oczywiście od charakteru pyłu, który został zaabsorbowany przez nasz organizm.

Rodzaje i właściwości pyłów

1. Ditlenek krzemu (SiO2)

- odmiany bezpostaciowe (absorbent do oczyszczanie wody, leków, paliw)

- odmiany krystaliczne - wolna krystaliczna krzemionka (przemysł chemiczny, szklarski,

ceramiczny, optyczny, odlewniczy, elektroniczny)

Odmiany krystaliczne określa się terminem wolna krystaliczna krzemionka

2. Pyły krzemianów o strukturze włóknistej (azbest)

3. Sztuczne włókna mineralne

· włókna szklane

· wełna mineralna

· włókna ceramiczne

4. Materiały azbestopochodne (talk)

Źródła emisji pyłów

· Mielenie

· Kruszenie

· Przesiewanie

· Transport

· Mieszanie ciał sypkich

· Ostrzenie

· Szlifowanie

· Polerowanie

· Inne

Charakterystyka pyłu przemysłowego

Pył przemysłowy jest to aerozol, którego fazę rozproszoną stanowią cząstki stałe (ziarna) o średnicy ziaren do 100 µm, powstałe w wyniku spalania paliw kopalnych i in. procesów produkcyjnych. Wytwarzanie pyłu w przemyśle może odbywać się na drodze dezintegracji lub kondensacji.

 Pyły dezintegracyjne powstają w wyniku rozdrobnienia ciał stałych (kruszenie, mielenie, szlifowanie), przy czym rozdrobnione cząsteczki stałe przedostające się do powietrza mają niejednakowe rozmiary, z tego względu taki aerozol nazywamy polidyspersyjnym.

 Pyły kondensacyjne powstają na drodze skraplania, zestalania się par metali albo innych związków. Aerozole kondensacyjne mają na ogół regularne cząstki o zbliżonych wymiarach, stąd też taki układ nazywamy monodyspersyjnym.

Podział pyłu pod względem działania biologicznego na organizm ludzki

1. Pyły o działaniu zwłókniającym (pylicotwórczym), pyły pochodzenia mineralnego, zawierające wolną krystaliczną krzemionkę, której cząstki, po wniknięciu do układu oddechowego, mogą powodować silny rozrost tkanki łącznej w płucach, prowadzący do pylicy krzemowej. Rozwój choroby trwa kilka do kilkunastu lat. Do tych pyłów zalicza się również pyły niektórych krzemianów: azbestu, kaolinu, talku a także krzemionki bezpostaciowej.

W zależności od zmian w organizmie wyróżniamy pylice:

- kolagenową, wywołaną działaniem pyłów zwłókniających, gdzie rozwój włókien kolagenowych następuje w tkance płucnej, uszkadzając strukturę pęcherzyków płuc (pył krzemowy, azbestu, aluminium)

- krzemową, ogniskowe lub rozległe włóknienie tkanki płucnej o charak. Kolagenowym, będące skutkiem wdychania pyłu krzemionki krystalicznej SiCO₂ zawartej w minerałach takich jak: granit, piaskowiec, krzemień, łupek, skaleń.

- węglowa, pylica górników kopalni węgla, powstaje w następstwie wdychania pyłu kopalnianego i charakteryzuje się ogniskowym włóknieniem tkanki płucnej z przewagą postaci guzkowatej. Głównym składnikiem pyły kopalnianego jest pył węglowy zawierający od 2 do 10% krzemionki, glinokrzemianów oraz siarkę, Be, Se, Cu, CO

2. Pyły o działaniu drażniącym, należą do nich pyły pochodzące z nierozpuszczalnych ciał stałych, które po wniknięciu do płuc zostają zatrzymane na błonach śluzowych wyściełających drogi oddechowe, wywołując nieżyty i nieswoiste choroby układu oddechowego. Należą do nich pyły nie zawierające wolnej krzemionki, np. korundu, szkła, żelaza, węgla.

3. Pyły alergizujące, są to głównie pyły pochodzenia organicznego (bawełny, lnu, konopi, tytoniu, zboża, jedwabiu, sierści itp.) oraz pyły pochodzenia chemicznego (leki, tworzywa sztuczne, itp.). Pyły te, po wniknięciu do układu oddechowego, mogą powodować różnego rodzaju choroby o podłożu uczuleniowym: dychawicę oskrzelową, odczyny skórne, nieżyty dróg oddechowych.

4. Pyły o działaniu toksycznym (trującym), są to głównie pyły związków toksycznych, które mogą być rozpuszczane w płynach ustrojowych. Zatrucie następuje przede wszystkim na skutek wdychania aerozoli pyłów powstających podczas produkcji. Do tej grupy należą pyły związków berylu, ołowiu, manganu, arsenu i wielu innych.

5. Pyły radioaktywne, grupa ta obejmuje pyły zawierające pierwiastki promieniotwórcze. Działanie tych pyłów zależy od emitowanego promieniowania.

6. Pyły o działaniu rakotwórczym - to przede wszystkim pyły azbestu (aktynolitu, amozytu, antofilitu, chryzotylu, krokidolitu, tremolitu), talku zawierającego włókna azbestu, pyły drewna twardego (dębu, buka), pyły skór (produkcja i naprawa obuwia).

7. Pyły o działaniu wybuchowym - do takich substancji należą np. niektóre produkty spożywcze (mąka, mleko w proszku, cukier puder, zmielona kawa, koncentraty spożywcze itp.), sproszkowane metale (aluminium, cynk i ich stopy), paliwa (pył węglowy i drzewny), niektóre zanieczyszczenia (kurz, pyły w elewatorach, włókna w przędzalniach) i wiele innych. Typowe obiekty zagrożone wybuchami to: chodniki w kopalniach, przewody transportu pneumatycznego, młyny, silosy, suszarnie i instalacje wyciągowe. 

Źródłami pyłów występujących w środowisku pracy są najczęściej :

- Pylenie powstające podczas wytwarzania produktów i przemieszczania materiałów wykorzystywanych w procesie technologicznym, gdzie pył jest produktem, materiałem lub składnikiem produktu lub materiału (np.

rozdrabnianie, mieszanie, dozowanie, transport za pomocą różnych przenośników)

- Pylenie powstające w wyniku stosowania materiałów pylistych w procesach technologicznych, gdzie pył jest czynnikiem roboczym (np. malowanie natryskowe, metalizacja, ochrona roślin, grafitowanie, talkowanie)

- Pylenie powstające jako uboczny skutek procesów technologicznych (np. skrawanie materiałów kruchych, szlifowanie, polerowanie, spawanie i cięcie, spalanie)

- Pylenie bezpośrednio nie związane z procesami technologicznymi (np. zanieczyszczenie atmosfery)

- Pylenie wtórne (np. pyły zalegające powierzchnie maszyn i urządzeń, konstrukcji nośnych)

Metody pomiaru stężenia pyłu

- Metody wagowe, za pomocą których określa się masę cząstek pyłu

zawartego w jednostce objętości powietrza

- Metody liczbowe, za pomocą których określa się liczbę cząstek pyłu

zawartego w jednostce objętości powietrza

Przy określaniu wartości NDS, dla znacznej grupy pyłów, istotnym parametrem jest zawartość wolnej krystalicznej krzemionki w pyle całkowitym i pyle respirabilnym.

Zawartość wolnej krystalicznej krzemionki w różnych pyłach jest następująca:

- od 70% do 100%: w pyłach kwarcu, piasku kwarcowego

- od 10% do 70%: w pyłach granitu, iłu, popiołu węgla brunatnego, gliny, gipsu, popiołu węgla kamiennego, wapienia, dolomitu

- poniżej 10%: w pyłach cegły magnezytowej, cementu, korundu, wełny szklanej, mosiądzu, miedzi, tworzyw sztucznych

Najwyższe dopuszczalne stężenia pyłów

· NDS dla pyłu całkowitego - wszystkie pyły

· NDS dla pyłu respirabilnego - pyły pylicotwórcze, grafitu naturalnego,talku nie zawierającego włókien mineralnych, pyłów cementu portlendzkiego i hutniczego, pyłów fosforanów, krzemionek bezpostaciowych naturalnych i syntetycznych

· NDS dla włókien respirabilnych - pyły włókniste: azbest, sztuczne włókna mineralne i włókna ceramiczne

Parametry wpływające na skutki działania pyłu na człowieka

· Stężenie pyłu, wymiary i kształt cząstek

· Skład chemiczny i struktura krystaliczna

· Rozpuszczalność pyłu w płynach ustrojowych

· Właściwości osobnicze człowieka

· Ciężkość wykonywanej pracy

Działanie pyłu na organizm ludzki.

Cząstki pyłów mogą przenikać do organizmu głównie przez drogi oddechowe. Cząstki włókniste, a zwłaszcza azbest w niewielkim stopniu wnikają również przez skórę. Układ oddechowy może być podzielony na kilka obszarów czynnościowych różniących się istotnie pod względem:

-         czasu zatrzymywania pyłu w miejscach osadzania,

-         szybkością i drogami jego eliminacji,

-         reakcją patologiczną na pył.

 Do najważniejszych należy zaliczyć:

-         obszar górnych dróg oddechowych (obejmujący nos, jamę ustną, gardło, krtań),

-         obszar tchawiczo-oskrzelowy (tchawica, oskrzela, oskrzeliki),

-         obszar wymiany gazowej (pęcherzyki płucne).

Skuteczność osadzania się cząstek pyłu, w każdym z tych obszarów zależy od wymiaru cząstek, rozmiarów dróg oddechowych i samego procesu oddychania.

 

---