ĆWICZENIE 8. Pyłowe zanieczyszczenia powietrza - ocena i pomiar ekspozycji. Metody pomiarów ilościowych i jakościowych w medycynie.

SMOG

1. Letni „Los Angeles”, utleniający:

• Bezchmurna pogoda

• Niska wilgotność powietrza

• Duże natężenie ruchu samochodowego

• LZO + NO₂ + CO = ozon + aldehydy + ketony + inne związki organiczne zawierające tlen

• Objawy: podrażnienie oczu, nosa, gardła, kaszel, ból głowy, ogólny dyskomfort

2. Zimowy „Londyński”: wysokie stężenia zanieczyszczeń emitowanych ze spalania węgla i drewna:

• Tlenki azotu

• Dwutlenek siarki

• Kwaśnie aerozole

• Drobnocząsteczkowe pyły

• Powstaje ozon i kwas siarkowy

• Objawy: nasilenie się stanów bronchospastycznych u osób z nadwrażliwością drzewa oskrzelowego, pogorszenie stanu zdrowia osób starszych z chorobami układy krążeniowo-oddechowego

SYNDROM CHOREGO BUDYNKU (Sick Building Syndrome - SBS)

W 1982 WHO przedstawiła definicję:

Budynek można nazwa chorym, jeśli „20%jego użytkowników stwierdza, że przyczyną złego samopoczucia jest budynek, tzn. objawy chorobowe pojawiają się i nasilają tylko w czasie przebywania w tym budynku, zaś znikają prawie natychmiast po jego opuszczeniu”.

Kluczowe objawy/syndromy SBS Ospałość lub zmęczenie Ból głowy, zawroty głowy, nudności Podrażnienie błon śluzowych Wrażliwość na odory

Czynniki wpływające na powstawanie syndromu chorych budynków:

• Zjawiska elektrostatyczne- także jonizacja powietrza wskutek elektryczności

• Zanieczyszczenia mikrobiologiczne - kurz, grzyby, drożdżaki, pleśnie, bakterie itp.

• Ograniczona wymiana powietrza

• Zjawiska radiacyjne, w tym także jonizacja powietrza na skutek promieniowania radiacyjnego

• Zagrożenia wynikające ze specyficznego stylu życia mieszkańców oraz obecności zwierząt domowych

• Hałas i wibracje

• Czynniki chemiczne - zanieczyszczenia organicznie i nieorganiczne

PYŁY

Aerozole - układy dwu- lub trójfazowe, składające się z gazowej fazy rozpraszającej (powietrze) oraz stałej i/lub ciekłej fazy rozproszonej (cząstki ciała stałego i/lub cieczy)

Pyły - cząstki ciał stałych, zawieszone w powietrzu i powstające najczęściej w procesach mechanicznej obróbki ciał stałych, o średnicy mniejszej niż 300µm.

Dymy - cząstki ciał stałych, zawieszone w powietrzu i powstające w procesach termicznych lub chemicznych.

Mgły - rozproszone (zawieszone) w powietrzu cząstki substancji ciekłych, powstające przez mechaniczne rozpylanie cieczy, kondensację par lub w reakcjach chemicznych.

GŁÓWNE ŹRÓDŁA ZANIECZYSZCZEŃ PYŁOWYCH

• Wietrzenie skał i wybuchy wulkanów

• Spaliny samochodowe (sadze, WWA, ołów, inne metale)

• Klocki hamulcowe (azbest)

• Zdzieranie opon samochodowych (kauczuk syntetyczny i naturalny, sadza, zmiękczanie)

• Elektrownie, ciepłownie i paleniska domowe

• Cementownie i huty

• Dym papierosowy

• Tworzywa sztuczne

PYŁ PRZEMYSŁOWY - aerozol, którego fazę rozproszoną w powietrzu stanowią cząsteczki stałe (ziarna) i pochodzi z procesów produkcyjnych. Wytwarzanie pyłu w przemyśle może odbywa się na drodze:

• Dezintegracji, czyli w wyniku rozdrobnienia ciał stałych, np. kruszenie, mielenie, szlifowanie itp. Wymiary tych cząstek nie są regularne i jednorodne, noszą wówczas nazwę polidyspersyjnych.

• Kondensacyjnej, czyli skraplania się lub zespalania par metali bądź innych związków, są monodyspersyjne, tzn. jednakowych (prawie) rozmiarów i regularnych kształtów.

PODZIAŁ PYŁÓW ZE WZGLĘDU NA WYMIAR

Norma Europejska Komitetu Normalizacji (CEN)-EN 481

• Pył całkowity

• Frakcja wdychana

• Frakcja ekstratorakalna

• Frakcja torakalna

• Frakcja tchawiczo-oskrzelowa

• Frakcja respirabilna

PODZIAŁ PYŁÓW ZE WZGLĘDU NA WYMIAR

Powyżej 10µm - nieistotne

5-10µm - przechwytywane w nosie, choć mniejsze z nich mogą przenikać do gardła, nawet tchawicy

1-5µm - penetrują oskrzela i oskrzeliki

poniżej 1µm - wnikają do pęcherzyków płucnych

Pył respirabilny

Mniejsze od 5µm - konferencja w Johannesburgu

Mniejsze od 3,5µm - tzw. „szkoła harwardzka”

Mniejsze od 2,5µm - najnowsza tendencja (USA)

PM-2,5 oraz PM-10

DROGI PRZENIKANIA PYŁU DO ORGANIZMU

1. Przez skórę: ilość przenikająca tą drogą jest niewielka, jeżeli pył jest nielotny zatyka pory skóry, utrudnia oddychanie, parowanie, może być raniący, jeśli jest toksyczny, może prowadzić: do odczynów zapalnych o różnym stopniu nasilenia, do innych objawów chorobowych wynikających z jego zagrożenia toksycznego, do raka skóry włącznie.

2. Przez przewód pokarmowy: ilość przenikająca tą drogą jest niewielka, nie są groźne o ile nie są toksyczne, niektóre z nich mogą jednak reagować z sokami żołądkowymi, w wyniku czego mogą powstać substancje silnie toksyczne, rozprowadzone po całym organizmie przez układ krwionośny.

3. Przez drogi oddechowe (główny atak):

• W górnych drogach oddechowych zatrzymują się pyły o wymiarach >50µm

• Do dolnych dróg oddechowych przedostają się pyły o wymiarach <5µm

• Najpoważniejsze zagrożenie stanowią frakcje o rozmiarach 1,5-0,2µm

• Decydującą rolę w przedostawaniu się pyłu w głąb dróg oddechowych ma dyspersja. Pyły przedostające się do dolnych dróg oddechowych mogą:

• Być w nich kumulowane

• Powodować zwłóknienie tkanki płucnej (zwłaszcza przez wolną krzemionkę). W konsekwencji tego może występować gruźlica lub rak płuc.

• Zmiany pylicze zachodzące w płucach wcześniej możliwe są do uchwycenia w rogówce oka (tzw. pylica rogówki). Mogą być zatem traktowane jako sygnał ostrzegawczy. Wywołują ją pyły o wymiarze <0,5µm, Objawami są: zmniejszenie czucia rogówki i jej stan zapalny, ból oczu, łzawienie, światłowstręt. Może wystąpić też pylicze zapalenie powiek.

DZIAŁANIE ZANIECZYSZCZEŃ PYŁOWYCH NA ORGANIZM CZŁOWIEKA ZALEŻY OD:

• Rodzaju pyłu

• Składu chemicznego i toksyczności

• Wielkości dawki (stężenia)

• Wielkości poszczególnych cząstek (dyspersji) i ich kształtu

• Czasu działania

• Rozpuszczalności pyłu w płynach ustrojowych

• Sposobu wprowadzenia pyłu do organizmu

• Stanu zdrowotnego organizmu

• Ciężkości wykonywanej pracy fizycznej

PODZIAŁ PYŁÓW ZE WZGLĘDU NA DZIAŁANIE BIOLOGICZNE

1. Pyły o działaniu drażniącym (C, Fe, szkło, Al, Ba)

• Nie powodują rozrostu tkanki łącznej włóknistej w płucach

• Jedynie przy długotrwałym natężeniu mogą być przyczyną słabego odczynu włóknistego

2. Pyły o działaniu alergizującym

1. pochodzenia organicznego - bawełna, wełna, konopie, len, pyły sierści, jedwab, puder ryżowy, pył mąki

2. pochodzenia chemicznego - leki, pyły niektórych metali (As, Cu, Zn, Cr)

• nie wywołują reakcji ze strony tkanki łącznej i nie prowadzą do zmian włóknistych w płucach

• wywołują schorzenia alergiczne, w tym: astmę oskrzelową, gorączkę włókniarzy i odlewników, gorączkę poniedziałkową.

• zwiększają predyspozycję do chorób infekcyjnych

• uszkadzają anatomicznie i czynnościowo narząd oddechowy i układ krążenia.

Choroby:

• byssynoza - przeróbka i użytkowanie włókien naturalnych

• „płuco farmerskie” - przechowywanie suszonego siana na fermach hodowlanych

• bagassoza - przeróbka trzciny cukrowej

• suberoza - przeróbka drewna korkowego

• „płuco serowata” - zarodniki grzybów pleśniowych

3. Pyły o działaniu zwłókniającym

1. pyły pochodzenia mineralnego zawierające krystaliczny dwutlenek krzemu (krystaliczna krzemionka) - kwarc, krystobalit, trydymit

2. pyły krzemianów - azbest, talk, kaolin, pył z kopalni węgla

• powodują odczyn wytwórczy ze strony tkanki łącznej włóknistej - uszkodzenie anatomiczne i czynnościowe układu oddechowego, oddechowego także układu krążenia

• zwiększają predyspozycję płuc do chorób infekcyjnych

• niektóre z nich mogą być przyczyną nowotworów układu oddechowego

Przykłady:

• Pylica krzemowa (silicosis)

• Pylica krzemianowa (azbestoza)

• Pylica górników węgla kamiennego (coal worker's pneumoconiosis)

4. Pyły o działaniu kancerogennym

• Pyły o strukturze włóknistej, takie jak: (azbest, minerały azbestopodobne, sztuczne włókna mineralne)

• Pyły zawierające krystaliczne odmiany dwutlenku krzemu

• Procesy produkcyjne, w których eliminowane są pyły węgla twardego (buk, dąb)

5. Pyły o działaniu toksycznym (Pb, Mn, środki owadobójcze)

• Mogą prowadzić do zatruć ostrych i przewlekłych o różnym stopniu nasilenia objawów)

AZBEST - nazwa handlowa, 6 minerałów włóknistych włóknistych grupy:

1. serpentynów: chryzotyl (uwodniony krzemian magnezu, azbest biały)

2. amfiboli: krokidolit (azbest niebieski), amozyt, aktynolit, antofyllit, tremolit.

• Minerały te źle przewodzą ciepło i są względnie odporne na działanie czynników chemicznych.

• Główną przyczyną aktywności rakotwórczej azbestu - wymiary włókien respirabilnych.

• Kształt włóknisty czynnikiem rakotwórczym pod warunkiem, że włókno jest na tyle trwałe, iż może istnieć w środowisku biologicznym przez długi okres. Względnie dużą częstotliwość występowania międzybłoniaków u pracowników narażonych na krokidolit można by więc tłumaczyć większą trwałością tych włókien w organizmie.

Główną przyczyną aktywności kancerogennej azbestu jest wydłużony kształt jego cząstek, a więc kształt typu włókno. Krytyczne wymiary włókien respirabilnych azbestu to włókna o długości L>5µm, średnicy d<3µm i stosunku długości do średnicy włókien L/d ≥3:1.

Azbest znalazł zastosowanie do produkcji wyrobów:

- azbestowo/cementowych, np. płyt dekarskich, rur ciśnieniowych i kanalizacyjnych, płyt okładzinowych i elewacyjnych, do których produkcji stosuje się chryzotyl i azbesty amfibolowe.

- izolacyjnych, np. waty azbestowej, przędzy, tkanin termoizolacyjnych, włóknin, sznurów, tektury.

- uszczelniających, np. tektury, płyt uszczelniających, azbestowo-kauczukowych, szczeliwa plecionego, tkanin zbrojonych i innych

- ciernych, np. okładzin ciernych hamulców i sprzęgieł, taśm hamulcowych i innych.

- pap dachowych

- hydroizolacyjnych, np. lepików asfaltowych, kitów uszczelniających, mas zalewowych i podlewowych, asfaltów drogowych uszlachetnionych czy zapraw gruntujących.

- przemysł piwowarski i farmaceutyczny do filtracji oraz jako wypełniacz do lakierów, do izolacji przewodów grzewczych wraz z zaprawą termoizolacyjną, a także jako materiał zbrojący do różnego rodzaju wyrobów z tworzyw sztucznych.

W ustawie o zakazie stosowania wyrobów zawierających azbest (1997) są określone zasady w celu eliminowania w Polsce produkcji, stosowania i obrotu wyrobami zawierającymi azbest.

Narażenie zawodowe na azbest może zatem w Polsce występować:

• W zakładach, które uzyskały tymczasową zgodę na produkcję wyrobów zawierających azbest, określaną corocznie w drodze rozporządzenia,

• Podczas usuwania lub zabezpieczania wyrobów zawierających azbest w wielu gałęziach przemysłowych, przemysłowych tym w budownictwie, budownictwie stoczniach, w przemyśle maszynowym, samochodowym, hutniczym itd.

Azbest - skutki zdrowotne:

• Zmiany włókniste w różnych częściach układu oddechowego

• Fibroza - zwłóknienie nabłonka układu pokarmowego

• Nowotwór płuc

• Nowotwór krtani

• Międzybłonniaki opłucnej

• Międzybłonniaki otrzewnej

• Nowotwór układu trawiennego

Ocena ryzyka zawodowego związanego z narażeniem na pyły jest procesem złożonym i obejmuje:

• identyfikację rodzaju pyłu występującego na stanowisku pracy,

• oznaczanie stężenia pyłu i, tam gdzie to jest wymagane, zawartości wolnej krystalicznej krzemionki w pyle,

• obliczenie wskaźnika ekspozycji na pyły,

• przeprowadzenie oceny narażenia na pyły,

• oszacowanie ryzyka zawodowego związanego z narażeniem na pyły,

• wyznaczenie dopuszczalności ryzyka

Obliczanie wskaźników narażenia - dozymetria indywidualna.

Po przeprowadzeniu pomiarów z zastosowaniem dozymetrii indywidualnej, wskaźnikiem narażenia (ekspozycji), którego wartość nie może przekraczać NDS, jest średnie stężenie ważone, obliczone wg wzoru:

c1·t1 + c2·t2 +…+cn·tn cw = _________________ t1+ t2+...+ tn

gdzie:

c₁, c₂, …, c_n - stężenie oznaczone w poszczególnych próbkach, mg/m³,

t₁, t₂,..., t_n - czas pobierania poszczególnych próbek, min.,

n - liczba próbek

Ocena narażenia łącznego - pyły:

W przypadku jednoczesnego występowania w powietrzu na stanowiskach pracy kilku rodzajów pyłów, ocenę narażenia przeprowadza się na ogół zgodnie z zasadą sumowania działania szkodliwego wg wzoru:

Cw1 Cw2 Cwn ____ + ____ +....+ ____ ≤1 NDS1 NSD2 NDSn

gdzie:

C_w1, C_{w2, …,} C_wn - obliczone wskaźniki narażenia: średnie stężenie ważone lub średnie stężenie geometryczne dla pyłów 1, 2, …, n.

NDS₁, NSD₂, NDS_n - odpowiednie wartości najwyższych dopuszczalnych stężeń.

Zapobieganie zagrożeniu zdrowia w wyniku ekspozycji na pyły:

• przeciwdziałanie występowaniu zapylenia (odpowiednie technologie),

• izolacja stanowisk szczególnie pylących (osłony, wentylacja z wyciągiem na zewnątrz),

• osłony osobiste (maski przeciwpyłowe, skafandry z zamkniętym obiegiem tlenu),

• utrzymywanie higieny osobistej

Choroby zawodowe	Minimalny okres, w którym musisz udokumentować objawy choroby	Szczególnie narażone grupy zawodowe
3. Pylice płuc, m. in. pylica krzemowa, pylica górników kopalń węgla, pylico-gruźlica, 4) pylica spawaczy, 5) pylica azbestowa, 6) inne rodzaje pylic	Nie określa się	Górnicy kopalń węgla, spawacze. Osoby zatrudnione w zakładach przetwórstwa azbestu, przy usuwaniu wyrobów azbestowych, pracownicy remontowi stoczni. Pracownicy wyrabiający tarcze szlifierskie, materiały ścierne, produkujący porcelanę
9. Byssinoza	1 rok	Pracownicy przemysłu włókienniczego narażeni na pył bawełny, lnu, konopi.
13. Beryloza	Nie określa się	Osoby zatrudnione w przemyśle lotniczym, samochodowym, nuklearnym mające kontakt z berylem
11. Choroby płuc wywołane pyłem metali twardych	Nie określa się	Osoby zatrudnione przy produkcji narzędzi i wierteł widiowych, narażone na sproszkowany węglik wolframu i kobaltu.
12. Alergiczny nieżyt nosa	1 rok	Młynarze, piekarze, pracownicy rolni, przemysłu włókienniczego, odzieżowego, drzewnego, tytoniowego, młynarze, weterynarze, hodowcy zwierząt i drobiu, kuśnierze, garbarze, pszczelarze, w jedwabnictwie, pracownicy wytwórni perfum, kosmetyków, pracownicy cukierni, ogrodnicy, rybacy, pracownicy przemysłu chemicznego, personel aptek, służby zdrowia.
13. Zapalenie obrzękowe krtani o podłożu alergicznym	1 rok	j.w.
17. Nowotwory złośliwe powstałe w następstwie działania czynników występujących w środowisku pracy, uznanych za rakotwórcze u ludzi: indywidualnie w zależności od okresu atencji nowotworu. 1) rak płuca, rak oskrzela 2) międzybłoniak opłucnej palbo otrzewnej 3) nowotwór układu krwiotwórczego 4) nowotwór skóry 5) nowotwór pęcherza moczowego 6) naczyniako-mięsak wątroby 7) inne nowotwory		Pracownicy narażeni na kancerogeny, m. in. chrom, arsen, nikiel, azbest, WWA, beryl, kadm, sadzę, wolną krystaliczną krzemionkę i wiele innych. Pracownicy koksowni, zakładów przetwórstwa azbestu, galwaniarze, drukarze, garncarze, fotograficy, jubilerzy.

1

---