6-10. Pyły [A]
dr inż. Elżbieta Jankowska - Centralny Instytut Ochrony Pracy
prof. dr hab. Edward Więcek - Instytut Medycyny Pracy im. prof. dr. med. J. Nofera
6-10.1. Wprowadzenie
Pyły są jednym z głównych czynników szkodliwych występujących w środowisku pracy. Według danych
Głównego Urzędu Statystycznego w 1999 r. w warunkach narażenia na ich szkodliwe działanie pracowało w
przemyśle 132 tys. pracowników. Na przemysłowe pyły zwłókniające, w tym na pyły rakotwórcze było
narażonych 94 tys. osób, natomiast na inne pyły przemysłowe 45 tys. osób [12]. Zmniejszenie ryzyka
zagrożenia chorobami zawodowymi, wynikającymi z narażenia na pyły, jest zatem jednym z
istotniejszych zagadnień związanych z zapewnieniem pracownikom bezpieczeństwa w pracy.
Główną drogą przedostawania się pyłów do organizmu człowieka jest układ oddechowy. Działanie pyłów na
organizm ludzki może być przyczyną mechanicznego uszkodzenia błon śluzowych, choroby uczuleniowej,
pylicy płuc, a także choroby nowotworowej.
Ochrona pracowników przed szkodliwym działaniem pyłów wymaga:
określenia rodzaju, stężenia i innych podstawowych parametrów pyłów emitowanych do środowiska
pracy
dokonania oceny narażenia pracowników na szkodliwe działanie pyłów występujących w środowisku
pracy
zastosowania odpowiednich środków ochrony zbiorowej przed zapyleniem umożliwiających
eliminację zanieczyszczeń powietrza za środowiska pracy, a jeżeli nie jest to możliwe zastosowanie
odpowiednich środków ochrony indywidualnej przed zapyleniem.
6-10.2. Źródła emisji pyłów
Głównymi źródłami emisji pyłów w pomieszczeniach pracy są procesy technologiczne. W zależności od
rodzaju zastosowanego procesu technologicznego, emitowane pyły charakteryzują się różnymi
własnościami [3,7,8,11,14]. Do najbardziej pyłotwórczych procesów technologicznych należy: mielenie,
kruszenie, przesiewanie, transport i mieszanie ciał sypkich. Jednakże najwięcej pyłów
wysokodyspersyjnych, najbardziej szkodliwych dla ludzi, powstaje w trakcie ostrzenia, szlifowania oraz
polerowania.
Znacznie mniejsza ilość pyłów jest wprowadzana do środowiska pracy wraz z powietrzem doprowadzanym
do pomieszczeń w wyniku działania wentylacji lub występowania infiltracji i może być ona uzależniona od
stopnia zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego.
Źródłem emisji pyłów może być również zatrudniony w pomieszczeniach pracy personel. Taki rodzaj emisji
może mieć znaczenie podczas pracy w tzw. pomieszczeniach czystych.
Na foliogramach 6-10.fol.1a i 6-10.fol.1b przedstawiono zakresy wymiarowe cząstek zanieczyszczeń
występujących w powietrzu.
6-10.3. Rodzaje i własności pyłów
Własności pyłów emitowanych do środowiska pracy są ściśle związane z własnościami substancji, z których
powstały. Poniżej przedstawiono ogólną charakterystykę substancji, których stosowanie w procesach
technologicznych powoduje emisję do środowiska pracy szkodliwych, często rakotwórczych pyłów [3].
Ditlenek krzemu (SiO2) jest substancją polimorficzną występującą w naturze w różnych odmianach
krystalicznych i bezpostaciowych. Podstawowe odmiany krystaliczne i bezpostaciowe ditlenku krzemu
przedstawiono na foliogramie 6-10.fol.2.
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 np. w przemyśle
chemicznym, szklarskim, ceramicznym, materiałów budowlanych i ściernych, optycznym i w odlewnictwie.
Jedna z odmian krystalicznych ditlenku krzemu (kwarc) dzięki właściwościom dielektrycznym i
piezoelektrycznym znajduje zastosowanie w przemyśle elektronicznym.
Bezpostaciowe odmiany ditlenku krzemu, takie jak diatomit i ziemia krzemionkowa są stosowane jako
absorbent np. do oczyszczania wody, leków, soków czy paliw. Inne ważne wykorzystanie diatomitu w
charakterze wypełniacza ma miejsce przy produkcji farb, nawozów, papieru, środków ochrony roślin,
wyrobów z gumy syntetycznej i innych.
Cenne właściwości krzemianów zadecydowały o ich powszechnym wykorzystaniu w przemyśle i
budownictwie. Wiele technicznie ważnych surowców i produktów przemysłowych, takich jak szkło,
porcelana, cement, talk, azbest, kaoliny, skalenie, gliny, sztuczne włókna mineralne i inne są krzemianami.
Do grupy krzemianów należy zatem większość pyłów o strukturze włóknistej. Przez mineralne pyły włókniste
należy rozumieć pyły powstające przy wydobyciu, przeróbce i stosowaniu azbestu, innych naturalnych
minerałów włóknistych oraz produkcji i stosowaniu sztucznych włókien mineralnych.
Azbest jest nazwą handlową i odnosi się do sześciu minerałów włóknistych z grupy serpentynów
(chryzotyl) i amfiboli (tremolit, aktynolit, antofylit, krokidolit, amosyt). Minerały te źle przewodzą ciepło i są
względnie odporne na działanie czynników chemicznych. Podstawowe odmiany azbestu przedstawiono na
foliogramie 6-10.fol.3. Skład chemiczny chryzotylu jest jednolity, natomiast skład chemiczny i
właściwości fizyczne amfiboli są bardzo zróżnicowane. Rozdrabnianie chryzotylu może prowadzić do
uzyskania oddzielnych pojedynczych włókien (zwykle o długości od 1 do 20 mm), podczas gdy
rozdrabnianie amfiboli (mogące zachodzić wzdłuż określonej płaszczyzny krystalograficznej włókna) może
doprowadzić do powstawania włókien elementarnych amfiboli nawet o średnicy 4,0 nm. Mechanizmy
rozdrabniania amfiboli są ważne ze względu na działanie biologiczne, gdyż wpływają na liczbę cząstek, ich
powierzchnię właściwą i ogólną respirabilność, co jest szczególnie istotne w przypadku włókien
krokidolitowych, które są najbardziej szkodliwą odmianą azbestu. Azbest jest stosowany przede wszystkim
do produkcji wyrobów azbestowo-cementowych, materiałów ciernych, azbestowych wyrobów
włókienniczych, a także do produkcji asfaltów.
Oprócz azbestu, w przyrodzie w postaci włókien występuje wiele takich minerałów, jak erionit, attapulgit i
inne. Zainteresowanie tymi minerałami stale wzrasta, ponieważ proponuje się ich stosowanie w charakterze
zamienników azbestu.
Pospolite występowanie azbestu i minerałów azbestopodobnych prawie we wszystkich typach skał jest
przyczyną ich obecności w glebie, wodzie i w powietrzu obszarów, na których prowadzi się działalność
związaną z ich wydobyciem. W rzeczywistości każda działalność górnicza, praca w kamieniołomach,
budowa dróg, autostrad, tuneli i fundamentów, a nawet zwyczajna erozja skał i gleb, może być przyczyną
emisji pyłów o strukturze włóknistej, w tym azbestu.
Sztuczne włókna mineralne dzieli się na trzy główne grupy: włókna szklane, wełnę mineralną oraz włókna
ceramiczne. Większość produkowanych w świecie włókien szklanych i wełny (waty) mineralnej
wykorzystuje się jako izolacje termiczne i akustyczne w budownictwie lądowym i morskim oraz do izolacji
przewodów energetycznych. Z włókien szklanych ciągłych produkuje się niepalne tkaniny oraz używa się
ich jako środka wzmacniającego wyroby z tworzyw sztucznych. Włókna ceramiczne są również stosowane
jako materiał izolacyjny, a ze względu na odporność na działanie temperatury, także jako wykładziny
pieców i palenisk. Sztuczne włókna mineralne o średnicach do kilku mikrometrów są używane jako materiał
filtracyjny do oczyszczania powietrza i cieczy.
6-10.4. Szkodliwe działanie pyłów na człowieka
Pyły można podzielić - ze względu na rodzaj działania biologicznego, szkodliwego dla człowieka - na pyły o
działaniu: drażniącym, zwłókniającym, kancerogennym i alergizującym [1,2,3,5,9,10,13,15,16].
Ważnymi parametrami wpływającymi na skutki działania pyłu na organizm człowieka są: stężenie pyłu,
wymiary i kształt cząstek oraz skład chemiczny i struktura krystaliczna, a także rozpuszczalność pyłu w
płynach ustrojowych. Także właściwości osobnicze człowieka, zarówno genetyczne, jak i nabyte, mogą
wpływać na jego wrażliwość na działanie pyłu. Ostateczny skutek szkodliwego działania pyłów
przemysłowych zależy także od ciężkości wykonywanej pracy fizycznej.
6-10.4.1. Proces osadzania się cząstek w układzie oddechowym
Układ oddechowy można podzielić na kilka obszarów czynnościowych, które istotnie różnią się między
sobą pod względem czasu zatrzymania pyłu w miejscach osadzania, szybkością i drogami jego
eliminacji, a także reakcją patologiczną na pył.
Najważniejsze z nich to:
obszar górnych dróg oddechowych (nos, jama ustna, gardło, krtań)
obszar tchawiczo-oskrzelowy (tchawica, oskrzela, oskrzeliki)
obszar wymiany gazowej (pęcherzyki płucne).
Schemat dróg oddechowych przedstawiono na foliogramie 6-10.fol.4.
Zaleganie pyłu w każdym z tych obszarów jest uzależnione od wymiaru jego cząstek, budowy dróg
oddechowych i samego procesu oddychania (objętość wdechu, częstotliwość oddechów, prędkość
przepływu powietrza w drogach oddechowych) [3].
Powietrze wnika do układu oddechowego przez otwory nosowe i przepływa w kierunku nosogardzieli.
W tym czasie dochodzi do jego ogrzania, nasycenia wilgocią i częściowego pozbycia się zawieszonych
cząstek stałych. Z wyjątkiem nozdrzy, drogi oddechowe w obrębie głowy są pokryte śluzówką.
Produkowany śluz jest przesuwany w kierunku gardła, unosząc osadzone cząstki, które są połykane.
Cząstki osadzone na włoskach nie są unoszone ze śluzem i nie są połykane, lecz raczej są usuwane
przez wycieranie nosa, kichanie, wydmuchiwanie itp.
Za obszarem dróg oddechowych, zlokalizowanych w obrębie głowy, rozciąga się obszar
tchawiczo-oskrzelowy. W całym obszarze tchawiczo-oskrzelowym występują urzęsione i wydzielające
śluz komórki nabłonka migawkowego. Nierozpuszczalne cząstki pyłu osadzone w tym obszarze są więc
przenoszone przez ruch nabłonka migawkowego wraz ze śluzem w ciągu kilku godzin w kierunku krtani.
Po przejściu przez krtań, cząstki trafiają do przełyku, a następnie do układu pokarmowego.
Uszkodzenie tego mechanizmu samoczyszczenia płuc może wpływać na wydłużenie czasu przebywania
pyłu w tej części układu oddechowego, co może mieć istotne znaczenie dla przebiegu procesów
patologicznych.
Obszar wymiany gazowej obejmuje pęcherzyki płucne i związane z nimi przewody pęcherzykowe. W
obszarze tym zachodzi wymiana gazowa. Nabłonek tego obszaru nie ma migawek. Osadzone cząstki
pyłu są usuwane bardzo powoli (ok. 50% po miesiącu). Mechanizm usuwania cząstek z tego obszaru
jest tylko częściowo wyjaśniony. Długi okres przebywania cząstek w tym obszarze decyduje o ich
szkodliwym działaniu.
Wnikanie pyłu do dróg oddechowych, osadzanie cząstek w różnych ich odcinkach oraz eliminacja lub
zatrzymanie pyłu zależą przede wszystkim od wymiaru cząstek.
Ze względu na skutki zdrowotne, najważniejsze są cząstki o średnicy poniżej 7 mm, 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.
Należy jednak zaznaczyć, że pył nierespirabilny (osadzający się w obrębie górnych dróg oddechowych
i w obszarze tchawiczo-oskrzelowym) nie może być traktowany jako obojętna biologicznie część
składowa aerozolu. Część nierespirabilna pyłu, uszkadzając mechanizm eliminacji pyłu z organizmu
przez niszczenie nabłonka migawkowego (przewlekłe nieżyty oskrzeli) powoduje, że wnikanie pyłu do
obszaru pęcherzykowego staje się łatwiejsze.
6-10.4.2. Choroby wywoływane oddziaływaniem pyłów na układ oddechowy
Rodzaj choroby wywołanej oddziaływaniem pyłu na układ oddechowy zależy od rodzaju wdychanego
pyłu [3].
Do najczęściej spotykanych chorób należą pylice płuc, które określa się jako "nagromadzenie pyłu w
płucach i reakcję tkanki płucnej na jego obecność". Pylice dzieli się na kolagenowe i niekolagenowe.
Pylice kolagenowe charakteryzuje patologiczny rozwój tkanki łącznej (włókien kolagenowych),
powodujący trwałe uszkodzenie struktury pęcherzyków płucnych i zmiany bliznowate. Najsilniejsze
działanie zwłókniające wykazuje wolna krystaliczna krzemionka (ditlenek krzemu) i azbesty. W
przypadku pylic niekolagenowych reakcja tkanki płucnej jest minimalna i nie prowadzi do uszkodzenia
struktury pęcherzyków. Reakcja na pyły o słabym działaniu zwłókniającym lub niezwłókniającym może
być odwracalna.
Nieorganiczne pyły o strukturze włóknistej charakteryzuje oprócz działania drażniącego,
zwłókniającego, także działanie nowotworowe. Pyły te mogą wywoływać rozwój raka płuc, raka
oskrzeli oraz międzybłoniaki opłucnej i otrzewnej.
Główną przyczyną aktywności kancerogennej azbestu są wymiary włókien respirabilnych. Krytyczne
wymiary włókien podano w tab. 1 (6-10.fol.5).
Kształt włóknisty, a więc określoną właściwość fizyczną można uznać za czynnik rakotwórczy pod
warunkiem, że włókno jest na tyle trwałe, iż może istnieć w środowisku biologicznym przez długi okres.
Na przykład chryzotyl ulega częściowemu rozpuszczeniu w płynach fizjologicznych. W odróżnieniu od
chryzotylu, krokidolit prawie nie ulega zmianom w środowiskach biologicznych. Względnie dużą
częstotliwość występowania międzybłoniaków u pracowników narażonych na krokidolit można by więc
tłumaczyć większą trwałością tych włókien w organizmie. Także sztuczne włókna mineralne wykazują
różnorodną trwałość w środowiskach biologicznych, a co za tym idzie również różny stopień
rakotwórczości w odniesieniu do ludzi.
Rodzaj chorób wywołanych oddziaływaniem pyłów na układ oddechowy przedstawiono w tab. 2
(6-10.fol.6).
Zgodnie z rozporządzeniem ministra zdrowia i opieki społecznej z dnia 11 września 1996 r. (Dz.U. nr
121, poz. 571) [29], obecnie w Polsce za rakotwórcze dla ludzi uważa się wszystkie gatunki azbestu
(aktynolit, amosyt, antofyllit, chryzotyl, krokidolit, tremolit), talk zawierający włókna azbestowe oraz
procesy produkcyjne, w których są emitowane pyły drewna twardego. Za prawdopodobnie
rakowórcze dla ludzi są uważane pyły antygorytu włóknistego i krzemionki krystalicznej.
6-10.4.3. Inne schorzenia wywołane pyłami
W przemyśle występuje wiele różnorodnych pyłów, które wprawdzie nie wykazują właściwości
zwłókniających typu kolagenowego, charakterystycznych dla ditlenku krzemu i niektórych
krzemianów, ale mogą powodować rozrost włókien srebrochłonnych. Przebieg kliniczny tych chorób
jest łagodny, często bezobjawowy. Tego rodzaju zmiany w płucach mogą być spowodowane na
przykład wdychaniem pyłów cyny (stannosis), tlenków żelaza (siderosis) czy siarczanu baru
(barytosis) [3].
Pyły takich metali ciężkich, jak kadm, mangan, wolfram, osm, selen mogą wywoływać zmiany
chorobowe w płucach o charakterze ostrych lub przewlekłych podrażnień dróg oddechowych, a także
mogą być przyczyną zapaleń i obrzęków płuc oraz rozedmy płuc.
Beryl cechuje duża toksyczność. Metal ten wchłaniając się przez płuca, powoduje ostre lub przewlekłe
odczyny zapalne zwykle o ciężkim przebiegu (berylliosis), może także powodować obrzęk płuc. Postać
przewlekłą zatrucia berylem, będącą następstwem długotrwałego narażenia na niewielkie stężenia
berylu, charakteryzują takie objawy, jak duszność i kaszel.
U osób zatrudnionych w kopalniach rud żelaza, niklu, chromu, uranu, a także w zakładach
wzbogacania tych rud obserwuje się zwiększoną częstotliwość (ryzyko) występowania nowotworów.
Najczęściej są to: rak płuc, rak nosa i zatok przynosowych.
Wiele substancji występujących w przemyśle i rolnictwie pod postacią pyłów może wykazywać
działanie alergizujące i powodować wystąpienie astmy oskrzelowej. Pyłami o takich właściwościach są
pyły pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, takie jak pył mąki, bawełny, siana, drewna, włosia i piór.
Najczęstsze choroby wywoływane przez tego rodzaju pyły to byssinoza wywoływana wdychaniem
pyłów bawełny, lnu i konopi, alveolitis allergica - alergiczne zapalenie pęcherzyków płucnych i płuco
farmera - wywoływane wdychaniem pyłów gnijących produktów roślinnych, zwłaszcza gnijącego siana.
6-10.5. Ocena narażenia zawodowego na pyły
Ocena narażenia jest złożonym procesem zmierzającym do określenia znaczenia zdrowotnego ujawnionych i
ilościowo oznaczonych czynników szkodliwych obecnych w środowisku pracy, w celu ochrony przed
chorobami pracowników i ludności będącej w zasięgu działania tych czynników. Kryteria niezbędne w
ocenie narażenia to przede wszystkim obowiązujące przepisy prawa oraz wiedza z zakresu higieny pracy,
toksykologii, epidemiologii, która umożliwia przygotowanie właściwych działań profilaktycznych [3,4].
Skutki zdrowotne dla osób narażonych na wdychanie pyłowych zanieczyszczeń powietrza zależą od
stężenia tych zanieczyszczeń w powietrzu, wymiaru i kształtu cząstek oraz składu chemicznego i
mineralogicznego pyłu.
Metody pomiaru stężenia pyłu w środowisku pracy przedstawiono w tab. 3 (6-10.fol.7).
Do oceny narażenia na pyły o strukturze niewłóknistej stosuje się obecnie metody wagowe.
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.
Najważniejszym kryterium oceny narażenia populacji zatrudnionej w przemyśle są średnie ważone stężenia
dla 8-godzinnego dnia pracy, określane z prób pobranych w strefie oddychania lub w jej pobliżu.
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).
Zasady pobierania próbek powietrza metodą pomiarów stacjonarnych i dozymetrii indywidualnej są podane
w normie PN-89/Z-04008/07 [18].
Zarówno w przypadku metod wagowych, jak i liczbowych strategia pobierania próbek jest podobna, różnice
natomiast dotyczą postępowania analitycznego po pobraniu próbki. W przypadku metod wagowych
sprowadza się to do ważenia z dokładnością do co najmniej ±0,1 mg, a w przypadku metod liczbowych - do
analizy mikroskopowej.
Pomiary stężenia pyłu w środowisku pracy najczęściej są oparte na filtracji powietrza przez filtry
analityczne (membranowe, włókninowe, z mikrowłókien szklanych i inne) o bardzo dużej sprawności (99%
dla cząstek o wymiarze 1 mm), które ponadto powinny być niehigroskopijne i charakteryzować się
niewielkimi oporami przepływu powietrza.
Najprostszą metodą pomiaru stężenia pyłu jest oznaczanie pyłu całkowitego w jednostce objętości
powietrza [22]. Jednakże wynik takiego pomiaru stężenia całkowitego w dużej mierze zależy od obecności
dużych cząstek pyłu, które w patogenezie chorób wywoływanych przez pyły odgrywają mniejszą rolę, gdyż
nie mogą przenikać do pęcherzykowego obszaru płuc. Udział cząstek drobnych w pyle całkowitym zmienia
się natomiast w bardzo szerokim zakresie od poniżej 5% do ponad 50%. Tym samym pył całkowity nie jest
dobrym wskaźnikiem narażenia na działanie pyłów pylicotwórczych.
Do oceny ryzyka rozwoju pylicy płuc najodpowiedniejszym postępowaniem jest indywidualne pobieranie
powietrza w strefie oddychania pracownika i określenie stężenia frakcji respirabilnej pyłu [23]. Oznaczenie
stężenia frakcji respirabilnej pyłu jest możliwe przez zastosowanie odpowiednich selektorów wstępnych
(elutriatory, mikrocyklony), które rozdzielają pobierane cząstki pyłu na dwie frakcje. Frakcja cząstek
dużych - nie przenikająca do pęcherzykowego obszaru płuc - jest zatrzymywana w selektorze, a frakcja
respirabilna - na filtrze analitycznym zamocowanym w głowicy pomiarowej znajdującej się za selektorem
wstępnym. Istotnym kryterium oceny narażenia na pyły o strukturze niewłóknistej jest zawartość wolnej
krystalicznej krzemionki (kwarc, krystobalit, trydymit) w pyle całkowitm lub respirabilnym.
Oznaczenie zawartości wolnej krystalicznej krzemionki jest oparte na metodach chemicznych [21] -
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. Wolna krystaliczna krzemionka może być oznaczana metodami
fizycznymi [19,20]. Wykorzystuje się w tym celu dyfrakcyjne widma rentgenowskie lub widma w zakresie
podczerwieni. Analiza widm rentgenowskich oraz widm IR umożliwia także mineralogiczną analizę pyłu
(identyfikację faz krystalicznych), do rozróżnienia wysokotemperaturowych odmian wolnej krzemionki
(krystobalit, trydymit) od kwarcu lub do identyfikacji rodzaju azbestu obecnego w pyle.
Do oznaczenia stężenia pyłów o strukturze włóknistej filtry są analizowane w mikroskopie optycznym z
wykorzystaniem techniki fazowo-kontrastowej [17]. Do tego celu używa się jedynie filtrów, które można
"uprzezroczystnić" i które są wykonane z materiału o współczynniku załamania światła zbliżonym do
współczynnika załamania światła zliczanych cząstek pyłu. Takie warunki spełniają filtry membranowe
produkowane z mieszaniny nitrocelulozy i acetylocelulozy.
Podstawą oceny narażenia zawodowego związanego z występowaniem pyłów w środowisku pracy są wyniki
pomiarów stężeń w powietrzu stanowisk pracy, a następnie obliczenie wskaźnika narażenia i ustalenie jego
relacji do wartości najwyższych dopuszczalnych stężeń (NDS).
Tryb i częstotliwość dokonywania badań i pomiarów czynników szkodliwych dla zdrowia występujących w
środowisku pracy reguluje rozporządzenie ministra zdrowia i opieki społecznej z dnia 9 lipca 1996 r. (Dz. U.
nr 86, poz. 394) [28].
Zgodnie z ww. rozporządzeniem, pracodawca, w którego zakładzie pracy występują szkodliwe dla zdrowia
pyły, jest obowiązany do dokonywania badań i pomiarów stężeń pyłów:
co najmniej raz na dwa lata - przy stwierdzeniu, w ostatnio przeprowadzonym badaniu, stężeń pyłów
poniżej 0,5 wartości NDS
raz w roku - przy stwierdzeniu stężeń pyłów od 0,5 do 1,0 wartości NDS.
W razie stwierdzenia przekroczeń wartości NDS lub występowania czynników rakotwórczych, pracodawca
powinien zapewnić stałą kontrolę (monitorowanie stężeń pyłów), a jeśli jest to niemożliwe powinien
dokonywać pomiarów co najmniej raz na sześć miesięcy (6-10.fol.8).
6-10.5.1. Najwyższe dopuszczalne stężenia pyłów
Podstawowym celem ustalania najwyższych dopuszczalnych stężeń (NDS) substancji szkodliwych dla
zdrowia jest obniżenie lub zminimalizowanie ich stężenia w środowisku pracy do poziomu
akceptowalnego ryzyka zdrowotnego. Szczegółowa definicja NDS dla pyłów jest taka sama jak dla
substancji chemicznych i brzmi następująco: najwyższe dopuszczalne stężenie (NDS) jest to stężenie
średnie ważone, którego oddziaływanie na pracownika w ciągu 8-godzinnego dobowego i
42-godzinnego tygodniowego wymiaru czasu pracy przez okres jego aktywności zawodowej nie
powinno spowodować ujemnych zmian w jego stanie zdrowia oraz w stanie zdrowia jego przyszłych
pokoleń (6-10.fol.9A). Dla pyłów są ustalone wartości NDS przedstawione w tab. 4
(6-10.fol.9B).
W Polsce ustalono wartości najwyższych dopuszczalnych stężeń dla 17 rodzajów pyłów.
Obowiązujące wartości NDS dla pyłów są zawarte w rozporządzeniu ministra pracy i polityki socjalnej
z dnia 17 maja 1998 r. (Dz.U. nr 79, poz. 513) [30].
6-10.6. Zapobieganie skutkom narażenia na pyły
6-10.6.1. Profilaktyka medyczna
Celem działań profilaktycznych w stosunku do osób narażonych na szkodliwe działanie pyłów jest
zapobieganie przede wszystkim przypadkom pylicy krzemowej, pylicy azbestowej oraz zmianom
nowotworowym. Pylice płuc w zależności od wielkości narażenia mogą się ujawnić już po 5 latach
pracy. Liczba chorych zwiększa się wraz ze stażem pracy. Średni okres rozwoju pylic płuc wynosi 15
lat, a nowotworów - powyżej 20 lat. W profilaktyce medycznej należy zwrócić szczególną uwagę na
badania wstępne i okresowe. Do pracy w środowisku o dużym zapyleniu nie należy przyjmować osób z
wrodzonymi lub nabytymi zmianami układu oddechowego i krążenia.
W przypadku narażenia na azbest istotne jest ograniczenie nawyku palenia papierosów, który
wielokrotnie zwiększa ryzyko rozwoju zmian nowotworowych u narażonych [3].
6-10.6.2. Profilaktyka techniczna - środki ochrony zbiorowej i indywidualnej
przed zapyleniem
Rozprzestrzenianie się emitowanych na stanowiskach pracy zanieczyszczeń można ograniczać,
wykorzystując różne typy środków ochrony zbiorowej przed zapyleniem, których stosowanie, zgodnie
z dyrektywami Wspólnoty Europejskiej, jest priorytetowe w stosunku do stosowania środków ochrony
indywidualnej [3].
Środki ochrony zbiorowej przed zapyleniem obejmują systemy wentylacji mechanicznej ogólnej
oraz instalacje i urządzenia wentylacji mechanicznej miejscowej wyposażone w filtry powietrza.
Schemat obrazujący podział wentylacji mechanicznej i wentylacji ogólnej naturalnej przedstawiono na
foliogramie 6-10.fol.10.
Gdy niezbędne jest stworzenie w pomieszczeniu mikroklimatu spełniającego w sposób ciągły określone
wymagania niezależnie od zewnętrznych warunków atmosferycznych, musi być zastosowana
klimatyzacja, uwzględniająca nie tylko zapewnienie odpowiednich ilości powietrza, lecz również
wymaganej jego jakości (czystości, wilgotności, temperatury itp.).
Celem wentylacji, polegającej na ciągłej lub okresowej wymianie powietrza w pomieszczeniach, jest:
poprawa stanu i składu powietrza na stanowiskach pracy zgodnie z wymaganiami higienicznymi
(ochrona zdrowia człowieka) i technologicznymi (konieczność uzyskiwania produktów o
określonych własnościach)
regulacja takich parametrów środowiska powietrznego w pomieszczeniach, jak: stężenie
zanieczyszczeń, temperatura, wilgotność oraz prędkość i kierunek ruchu powietrza.
W halach przemysłowych, w których na poszczególnych stanowiskach pracy są emitowane znaczne
ilości zanieczyszczeń pyłowych, najkorzystniejszym rozwiązaniem jest hermetyzacja procesów
technologicznych, czyli szczelne obudowanie rejonu emisji zanieczyszczeń. W przypadku braku
możliwości zastosowania całkowitego obudowania procesów technologicznych, stosuje się obudowy
częściowe lub instalacje wentylacji miejscowej wyposażone w ssawki lub okapy, połączone z
centralną instalacją odpylającą albo samodzielnymi urządzeniami filtracyjno-wentylacyjnymi.
Takie instalacje zwane są odciągami miejscowymi [3,6]. Stosowanie odciągów miejscowych powinno
być wspomagane działaniem wentylacji ogólnej. Rodzaj zastosowanego odciągu miejscowego zależy
zarówno od umiejscowienia źródła emisji, jak również od rodzaju wydzielającego się zanieczyszczenia.
Duże znaczenie ma również kierunek oraz prędkość rozprzestrzenia się pyłu.
Gdy niemożliwa jest hermetyzacja źródła emisji zanieczyszczeń (obudowanie go) lub ustawienie
odciągu stałego, używane są odciągi przestawne, które w miarę potrzeb mogą być w prosty sposób
ustawiane przez pracownika w różnych miejscach stanowiska pracy, jak najbliżej miejsca wydzielania
się zanieczyszczeń.
Istotnymi elementami instalacji odciągów miejscowych są urządzenia filtracyjno-wentylacyjne
umożliwiające odciąganie zanieczyszczeń u źródła ich emisji [3,6]. Po oczyszczeniu w kolejnych
stopniach filtracyjnych, powietrze jest ponownie wprowadzane do wnętrza pomieszczenia, co
umożliwia oszczędności energetyczne, gdyż recyrkulacyjne powietrze nie wymaga ponownego
ogrzewania. Przykład urządzenia przeznaczonego do oczyszczania powietrza z mgły olejowej
przedstawiono na foliogramie 6-10.fol.11 (animacja: 6-10.anim.11).
Zarówno w systemach wentylacji ogólnej, jak i w urządzeniach wentylacji miejscowej elementami
odpowiedzialnymi za jakość powietrza odprowadzanego lub doprowadzanego do pomieszczeń są
systemy oczyszczające (jedno- lub wielostopniowe) wyposażone w odpowiednie filtry powietrza
[2,26].
Podstawowymi wskaźnikami użytkowymi filtrów powietrza są: skuteczność filtracji i opory
przepływu. Parametry te zależą od:
właściwości pyłów (składu wymiarowego cząstek, stężenia pyłu, kształtu cząstek, właściwości
elektrostatycznych i chemicznych, zwilżalności pyłu)
właściwości przepływającego powietrza (temperatury, wilgotności, prędkości)
parametrów strukturalnych filtru (grubości, gęstości upakowania, masy powierzchniowej).
Skuteczność filtru jest parametrem określającym jego zdolność do oczyszczania powietrza z cząstek
zanieczyszczeń o danym składzie wymiarowym. Opory przepływu filtru mają natomiast istotny wpływ
na dobór urządzeń wprowadzających powietrze w ruch przy przepływie przez przegrodę filtrującą.
Wymagany stopień czystości powietrza (dla zanieczyszczeń o określonym wymiarze cząstek)
opuszczającego system lub urządzenie filtracyjno-wentylacyjne ma istotne znaczenie zarówno dla
doboru ilości stopni filtracyjnych w układzie oczyszczającym, jak i ich klasy jakości, określonej
odpowiednią, znormalizowaną metodą badawczą.
Podział filtrów powietrza na klasy jakości jest dokonywany na podstawie ich skuteczności filtracji,
określonej przy użyciu adekwatnych do typu badań aerozoli testowych. Metody określania
skuteczności i klasyfikacja filtrów wstępnych (klasy G1-G4) i filtrów dokładnych (klasy F5-F9) są
zawarte w polskiej normie PN-EN 779:1998 [26]. Klasyfikacja i metody badania filtrów wysoko
skutecznych typu HEPA (klasy H10-H14) i ULPA (klasy U15-U17) są przedstawione w normie
europejskiej EN 1822:1998 [25].
Filtry wstępne (klasy G1-G4) są zwykle stosowane w systemach wentylacji i klimatyzacji
pomieszczeń o przeciętnych wymaganiach czystości powietrza (np. hotele, restauracje, domy
towarowe, sale koncertowe) i w systemach pomieszczeń o wysokich wymaganiach czystości
powietrza jako filtry wstępne przed filtrami o wyższej skuteczności filtracji.
Filtry dokładne (klasy F5-F9) są stosowane jako ostatni stopień filtracji w systemach wentylacji i
klimatyzacji pomieszczeń o wysokich wymaganiach czystości powietrza (np. szpitale, kabiny
lakiernicze, pomieszczenia czyste klasy M 7, M 6.5 [24,27]) i w systemach pomieszczeń o bardzo
wysokich wymaganiach czystości powietrza przed filtrami wysoko skutecznymi.
Wysoko skuteczne filtry powietrza typu HEPA (klasy H10-H14) i ULPA (klasy U15-U17) są
stosowane jako ostatni stopień filtracji w systemach wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń czystych o
klasach czystości wyższych niż M 6 [24,27 ], np. sterylne sale operacyjne, produkcja leków i surowic,
produkcja taśm filmowych i magnetycznych, pomieszczenia produkcji mikroelektroniki czy siłownie
jądrowe.
Podział na klasy czystości pomieszczeń, wg Federal Standard 209E [27] przedstawiono w tab. 5
(6-10.fol.12).
Wówczas gdy zastosowanie środków ochrony zbiorowej przed zapyleniem nie zapewnienia wymaganej
czystości powietrza w pomieszczeniu pracy, należy przeprowadzić dobór środków ochrony
indywidualnej, odpowiednich do rodzaju pyłów występujących w środowisku pracy.
6-10.7. Podsumowanie
Znaczna liczba zatrudnionych w warunkach narażenia na szkodliwe działanie pyłów obliguje zarówno
pracodawców, jak i pracowników do podejmowania wszelkich działań zmierzających do ograniczenia
występowania tego zagrożenia w ich zakładach przemysłowych.
Prace zmierzające do likwidacji zagrożenia pyłami powinny obejmować zarówno działania umożliwiające
eliminację zagrożenia (stosowanie środków ochrony zbiorowej i indywidualnej), jak i popularyzację wiedzy z
zakresu szkodliwości działania pyłów oraz metod ich eliminacji ze środowiska pracy (szkolenie pracodawców
i pracowników).
Podejmując działania, zmierzające do ochrony pracowników przed narażeniem na pyły, szczególną uwagę
należy zwrócić na najbardziej szkodliwe pyły, tzn. pyły zawierające wolną krystaliczną krzemionkę oraz pyły
azbestu. Niezależnie od rodzaju zanieczyszczeń, ich eliminacja ze środowiska pracy powinna być
przeprowadzana przede wszystkim przez zastosowanie odpowiednich środków ochrony zbiorowej przed
zapyleniem. Wszędzie tam, gdzie jest to możliwe, należy dążyć do hermetyzacji procesów produkcyjnych.
W pozostałych przypadkach, na podstawie analizy parametrów pobranego u źródła emisji pyłu, należy
dobrać system lub urządzenie filtracyjno-wentylacyjne, odpowiednie do rodzaju i stężenia pyłu.
Ostatnim działaniem, jakie powinno być podjęte w celu ochrony pracownika przed szkodliwym narażeniem
na pyły, jest dobór środków ochrony indywidualnej.
6-10.8. Literatura
Asbestos: Toxcological profile for asbestos: Atlanta, US Department of Health and Human Services 1993.
Azbest i inne naturalne włókna mineralne. Kryteria Zdrowotne Środowiska. Tom 53, Warszawa, PZWL
1990.
Bezpieczeństwo pracy i ergonomia. Red. nauk. D. Koradecka. T. 1-2. Warszawa, CIOP 1999.
Czynniki szkodliwe w środowisku pracy - wartości dopuszczalne. Praca zbiorowa pod redakcją D.
Augustyńskiej i M. Pośniak. Warszawa, CIOP 1999.
Holt P. E.: Inhaled dust and disease. Chichester, Wiley 1987.
Jankowska E., Więcek E., Brzozowski A., Majchrzycka K.: Aerozole występujące w środowisku pracy.
Warszawa, CIOP 1998.
Jaroszczyk T. i in.: Opracowanie metod i stanowisk pomiarowych do wyznaczania charakterystyk
urządzeń do oczyszczania powietrza z pyłów i aerozoli ciekłych w wentylacji miejscowej. Praca nr
03.U.03.17. Warszawa, CIOP 1981.
Juda J., Chróściel S.: Ochrona powietrza atmosferycznego. Warszawa, Wydawnictwo
Naukowo-Techniczne 1974.
Man-made mineral fibres and radon IARC. Monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humas.
V. 43, Lyon 1988.
Marek K., Smolik R.: Patologia zawodowa. T. III. W: Medycyna pracy. Łódź 1991.
Nietzold I.: Filtracja powietrza. Warszawa, Arkady 1984.
Ocena stanu bezpieczeństwa i higieny pracy w 1999 roku. Warszawa, Ministerstwo Pracy i Polityki
Socjalnej 2000.
Silica and some silicates: IARC Mopnographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans. V. 42,
Lyon 1987.
Szymczykiewicz K.: Pył przemysłowy. Warszawa, Instytut Wydawniczy CRZZ 1973.
Ulmer W.T., Reichel G. : Pneumokoniosen. Band 4,1 Teil Handbuch der Inneren Medizin. Berlin, Springer
1976.
Więcek E. : Doświadczalna pylica krzemowa. Łódź, IMP Studia i Materiały Monograficzne 1990.
PN-89/Z-04202/02. Ochrona czystości powietrza. Badania zawartości azbestu. Oznaczanie stężenia
liczbowego respirabilnych włókien azbestu na stanowiskach pracy metodą mikroskopii optycznej.
PN-89/ Z-04008/07. Ochrona czystości powietrza. Pobieranie próbek. Zasady pobierania próbek powietrza
w środowisku pracy i interpretacja wyników.
PN-91/Z-04018/02. Ochrona czystości powietrza. Badania zawartości wolnej krystalicznej krzemionki w
pyle całkowitym stanowisk pracy metodą spektrometrii absorpcyjnej w podczerwieni.
PN-91/Z-04018/03. Ochrona czystości powietrza. Badanie zawartości wolnej krystalicznej krzemionki.
Oznaczanie wolnej krystalicznej krzemionki w pyle respirabilnym na stanowiskach pracy metodą
spektrometrii absorpcyjnej w podczerwieni.
PN-91/Z-04018/04. Ochrona czystości powietrza. Badania zawartości wolnej krystalicznej krzemionki.
Oznaczanie wolnej krystalicznej krzemionki w pyle całkowitym i respirabilnym w obecności krzemianów na
stanowiskach pracy metodą kolorymetryczną.
PN-91/Z-04030/05. Ochrona czystości powietrza. Badania zawartości pyłu. Oznaczanie pyłu całkowitego
na stanowiskach pracy metodą filtracyjno-wagową.
PN-91/Z-04030/06. Ochrona czystości powietrza. Badania zawartości pyłu. Oznaczanie pyłu respirabilnego
na stanowiskach pracy metodą filtracyjno-wagową.
PN-B-76003:1996. Wentylacja i klimatyzacja - Filtry powietrza - Klasy jakości.
EN 1822:1998 High efficiency particulate air filters (HEPA) and (ULPA).
PN EN 779:1998. Przeciwpyłowe filtry powietrza do wentylacji ogólnej. Wymagania, badania, oznaczanie.
Federal Standard 209 E. Airborne Particulate Cleanliness Classes in Cleanrooms and Clean Zones.
Rozporządzenie Ministra Zdrowia i Opieki Społecznej w sprawie badań i pomiarów czynników szkodliwych dla
zdrowia w środowisku pracy z dnia 9 lipca 1996 r. Dz. U. nr 86, poz. 394.
Rozporządzenie Ministra Zdrowia i Opieki Społecznej w sprawie czynników rakotwórczych w środowisku
pracy oraz nadzoru nad stanem zdrowia pracowników zawodowo narażonych na te czynniki z dnia 11
września 1996 r. Dz. U. nr 121, poz. 571.
Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń
czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy z dnia 17 czerwca 1998 r. Dz. U. nr 79, poz. 513.