prof. dr hab. med. Neonila Szeszenia-Dąbrowska

Instytut Medycyny Pracy w Łodzi

CHARAKTERYSTYKA, WŁAŚCIWOŚCI, ZASTOSOWANIE, ZUŻYCIE AZBESTU

I ZANIECZYSZCZENIE ŚRODOWISKA AZBESTEM. NORMATYW HIGIENICZNY. POMIARY STĘŻENIA PYŁU AZBESTU W POWIETRZU I IDENTYFIKACJA AZBESTU.

Właściwości azbestu

Azbest jest nazwą handlową włóknistych minerałów. Są to materiały nieorganiczne o unikalnych właściwościach chemicznych i fizycznych, które były przyczyną różnorodnego ich wykorzystania już w czasach starożytnych. Azbesty, niezależnie od różnic chemicznych i wynikających z budowy krystalicznej są minerałami naturalnie występującymi w przyrodzie. Ich występowanie jest dość powszechne, ale tylko
w niewielu miejscach kuli ziemskiej azbest był i jeszcze jest eksploatowany na skalę przemysłową.

Pod względem mineralogicznym rozróżnia się dwie grupy azbestów: grupę serpentynów i grupę azbestów amfibolowych. Do grupy serpentynów należy tylko jedna odmiana azbestu, azbest chryzotylowy.

Chryzotyl jest stosowany w największych ilościach, stanowiąc 85-90% ogólnego zużycia azbestu

W grupie azbestów amfibolowych praktyczne znaczenie mają dwie odmiany: azbest amozytowy i krokidolitowy. W niewielkich ilościach do produkcji filtrów stosowany był antofilit z uwagi na wyjątkowo dużą odporność na chemikalia.

Pod względem chemicznym azbesty są uwodnionymi krzemianami metali, zawierającymi w swoim składzie magnez, sód, wapń lub żelazo.

Poszczególne odmiany azbestu różnią się składem chemicznym, budową fizyczną i właściwościami decydującymi o ich zastosowaniu przemysłowym

Główne składniki różnych odmian azbestów, ich chemiczne wzory sumaryczne oraz właściwości fizyczno-chemiczne zestawiono w tabeli 1.

Tabela 1. Główne składniki różnych odmian azbestu i ich wzory sumaryczne

Typ azbestu	Główne składniki (%)			Przybliżony sumaryczny wzór chemiczny
		Si	Mg		Fe
Chryzotyl Amfibole Amozyt Antofilit Krokidolit Tremolit Aktynolit	40 50 58 50 55	38 2 29 - 15	2 40 6 40 2	3MgO 2SiO2, 2H2O 5,5FeO, 1,5MgO, 8Si02, H2O 7MgO, 8SiO2, H2O Na2O, Fe2O3, 3FeO, 8SiO2, H2O 2CaO, +MgO, FeO, 8SiO2, H2O

Według: Encyclopaedia of Occupational Health and Safety, Third ed. ILO 1983

Azbest chryzotylowy jest włóknistą odmianą serpentynu, tj uwodnionego krzemianu magnezu. Chryzotyl ma kolor żółtawy, po rozwłóknieniu prawie biały, jest miękki, jedwabisty, o długości włókien do 60 mm. Włókna azbestu chryzotylowego są najcieńsze ze wszystkich znanych włókien pochodzenia naturalnego. Grecka nazwa „chrozotyl” oznacza puszyste, złote włosy. Włókna azbestów chryzotylowych mają kształt rurek o średnicy 200-500Å, są cieńsze, elastyczniejsze i bardziej miękkie w porównaniu
z włóknami azbestów amfibolowych, grubych i twardych, podobnych do prętów. Przeciętna średnica włókna chryzotylowego wynosi 350Å, amfibolowego - 0,1 do 0,3 µm.

W grupie amfibolowej wyróżnia się pięć odmian minerałów włóknistych o ogólnej formule chemicznej M₇Si₈O₂₂(OH)₂, przy czym M oznacza metale: wapń, magnez, sód lub żelazo o różnym ich udziale. Do azbestów amfibolowych należą: amozyt, krokidolit, antofilit oraz nieposiadające znaczenia przemysłowego tremolit i aktynolit. Azbesty amfibolowe, ze względu na swoje właściwości fizyko-chemiczne są azbestami bardziej agresywnymi biologicznie w porównaniu do chryzotylu.

Ze względu na właściwości chorobotwórcze znaczenie mają włókna azbestu o średnicy poniżej 3 μm i długości powyżej 5 μm, tzw. włókna respirabilne. Przy pomiarach stężenia włókien azbestu w powietrzu brana jest pod uwagę tylko liczba włókien respirabilnych (zliczane pod mikroskopem są tylko włókna o podanych wyżej parametrach. Włókna respirabilne, tj. włókna brane pod uwagę przy określaniu stężenia włókien w powietrzu, to włókna: o określonym składzie chemicznym włókna o długości poniżej 5 μm włókna o średnicy poniżej 3 μm i długości powyżej 5 μm

Amozyt azbest o zabarwieniu brązowym, jest krzemianem żelazowo-magnezowym. Nazwa pochodzi od inicjałów przedsiębiorstwa zajmującego się od 1916 roku eksploatacją tego typu azbestu w Republice Południowej Afryki (Asbestos Mines of South Africa). Identyczny pod względem mineralogicznym azbest odkryto w Indiach, gdzie produkuje się go pod nazwą „mysorit”. Amozyt ma dobrą odporność na kwasy, alkalia i wodę morską.

Krokidolit zwany azbestem niebieskim jest krzemianem sodowo-żelazowym. Kolor niebieski pochodzi od tlenku żelazowego. Krokidolit posiada dużą sprężystość, wytrzymałość na rozrywanie, odporność na działanie kwasów, alkalii i wody morskiej.

Krokidolit - azbest niebieski, najczęściej spośród amfiboli stosowany w przemyśle, ze względu na kształt włókien i skład chemiczny jest azbestem najbardziej agresywnym biologicznie

Antofilit jest krzemianem magnezowym zawierającym żelazo. Ma małą wytrzymałość mechaniczną, bardzo dużą odporność na temperaturę, a także na chemikalia.

Włókna azbestowe o średnicy poniżej 3 μm i długości powyżej 5 μm, tzw. włókna respirabilne są włóknami chorobotwórczymi

Przy pomiarach stężenia włókien w powietrzu brana jest pod uwagę liczba włókien respirabilnych (pod mikroskopem zliczane są tylko włókna o podanych wyżej parametrach).

Zastosowanie azbestu

Azbest był stosowany w ponad 1000 różnych technologii (niektóre doniesienia mówią o znacznie większej liczbie do 3000).

Największa ilość azbestu, ponad 80%, głównie chryzotylu, zużywane było do produkcji wyrobów budowlanych

Wyroby azbestowo-cementowe produkowane z azbestów chryzotylowego
i amfibolowych, takie jak: płyty dekarskie, rury ciśnieniowe, płyty okładzinowe
i elewacyjne zawierają od 10 do 18% azbestu. Wyroby te są ogniotrwałe, odporne na korozje i gnicie, wytrzymałe na działania mechaniczne, lekkie, trwałe.

Pozostałe grupy produktów, do których zużyto znaczne ilości azbestu to:

• wyroby izolacyjne stosowane do izolacji kotłów parowych, wymienników ciepła, zbiorników, przewodów rurowych, a także do ubrań i tkanin ognioodpornych. Należą do nich: wata, włóknina, sznury, przędza, tkaniny termoizolacyjne, taśmy.

Wyroby izolacyjne zawierają, w zależności od przeznaczenia, od 75 do 100% azbestu, głównie chryzotylu

Wyroby te, mimo, iż nie należą do najbardziej rozpowszechnionych materiałów zawierających azbest, są źródłem bardzo dużej emisji pyłu azbestu, podczas prac zabezpieczających i rozbiórki.

• wyroby uszczelniające: tektury, płyty azbestowo-kauczukowe, szczeliwa plecione. Najbardziej powszechnymi wyrobami uszczelniającymi są płyty azbestowo-kauczukowe, które charakteryzują się odpornością na podwyższona temperaturę, wytrzymałością na ściskanie, nieznacznym odkształceniem trwałym, dobrą elastycznością. Płyty mogą być zbrojone. Szczeliwa plecione są stosowane do uszczelniania części pracujących w wysokich temperaturach, a także w środowisku wody, pary wodnej, gazów obojętnych i aktywnych, kwasów organicznych
  i nieorganicznych, smarów, olejów. rozpuszczalników, gazów spalinowych, ługów, roztworów soli;

• wyroby cierne, takie jak: okładziny cierne i taśmy hamulcowe stosowane do różnego typu hamulców. Azbest chryzotylowy stosowany do ich produkcji chroni elementy robocze przed zbytnim przegrzewaniem;

• wyroby hydroizolacyjne: lepiki asfaltowe, kity uszczelniające, asfalty drogowe uszlachetnione, zaprawy gruntujące, papa dachowa, płytki podłogowe, zawierają od 20 do 40% azbestu

• azbest stosowany był także w produkcji m.in. filtrów w browarnictwie, masek p/gazowych, do produkcji których stosowany był chryzotyl.

Niektóre spośród wymienionych wyrobów azbestowych stanowią źródło znacznej emisji włókien azbestu do środowiska. Wielkość tej emisji zależna jest od technologii związania włókien w danym wyrobie, sposobu użytkowania wyrobów oraz procesów ich degradacji mogących powodować uwalnianie się elementarnych włókien.

W zależności od zawartości azbestu stosowanego spoiwa oraz gęstości objętościowej wyróżniono dwie klasy: wyroby „miękkie” i „twarde”. Klasyfikacja ta ma istotne znaczenie dla określenia procedur zabezpieczenia, usuwania i składowania wyrobów zawierających azbest.

Klasa I („wyroby miękkie”) obejmuje wyroby o gęstości objętościowej mniejszej od 1000 kg/m^3, zawierające powyżej 20 % azbestu.

Najczęściej stosowane w tej grupie były wyroby tekstylne, używane przez pracowników w celach ochronnych, koce gaśnicze, szczeliwa plecione, tektury, płytki podłogowe PCW, masy azbestowe natryskowe stosowane były jako izolacja ognioochronna konstrukcji stalowych i przegród budowlanych.

Klasa II („wyroby twarde”) obejmuje wyroby o gęstości objętościowej powyżej 1000 kg/m^3, zawierające poniżej 20%.

W wyrobach tych włókna azbestowe są mocno związane. Niebezpieczeństwo dla zdrowia i środowiska stwarza mechaniczna obróbka tych wyrobów (cięcie, wiercenie otworów, rozbijanie, zrzucania). W grupie tej najbardziej rozpowszechnione są płyty azbestowo- cementowe faliste oraz płyty „karo” stosowane jako pokrycia dachowe
i elewacje zewnętrzne. Płyty płaskie wykorzystywane były jako elewacje zewnętrzne, ściany osłonowe, ściany działowe, osłony ścian przewodów windowych, szybów wentylacyjnych i instalacyjnych w budownictwie wielkokondygnacyjnym. W mniejszych ilościach stosowano rury, w instalacjach wodociągowych i kanalizacyjnych, a także jako przewody kominowe i zsypy.

Znaczne źródło emisji pyłu stanowią tzw. miękkie wyroby azbestowe zastosowane wewnątrz pomieszczeń w postaci izolacji cieplnej, dodatków do farb i lakierów. Problem ten wystąpił w krajach wysoko uprzemysłowionych, szczególnie w Stanach Zjednoczonych, gdzie na dużą skalę stosowano dodatek azbestu do materiałów wykończeniowych w budynkach użyteczności publicznej (szkoły, szpitale).

Zużycie azbestu i zanieczyszczenie środowiska

Polska nie posiada złóż azbestu nadających się do eksploatacji przemysłowej. Produkcja płyt azbestowo cementowych na ziemiach polskich rozpoczęła się w 1907 roku i trwała do roku 1998, kiedy to weszła w życie Ustawa z dnia 19 czerwca 1997 r.
o zakazie stosowania wyrobów zawierających azbest (Dz.U. Nr 101, poz.628 z 1997 r.
i Nr 156 z 1998 r.). W Unii Europejskiej całkowity zakaz importu azbestu, produkcji wyrobów azbestowych oraz obrotu nimi został wprowadzony z dniem 1 stycznia 2005 r. Wprowadzony w UE dziesięć lat wcześniej zakaz dotyczył tylko azbestu niebieskiego.

Ekspozycja na pył azbestu stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia mieszkańców we wszystkich krajach uprzemysłowionych. Szczytowa produkcja i zużycie materiałów zawierających azbest w Europie Zachodniej, Skandynawii, Ameryce Północnej i Australii przypadła na lata siedemdziesiąte ubiegłego wieku, kiedy to produkowano na świecie ok. 5 milionów ton surowca rocznie. W latach siedemdziesiątych ubiegłego wieku najwięcej azbestu produkowano i zużywano w byłym Związku Radzieckim. Poczynając od lat
80-tych ubiegłego wieku produkcja i zużycie azbestu na świecie systematycznie zmniejszało się aż do 2001 roku. W 2000 roku zużycie azbestu było szacowane na
1,48 mln ton, co stanowiło tylko ok. 30% wartości z 1980 roku. Krajem dominującym
w światowym eksporcie azbestu w 2000 r. była Kanada z rocznym zbytem wynoszącym około 300 tys. ton i zaledwie 1,5% jego zużyciem. Od 2001 r. obserwowany jest wzrost globalnej produkcji azbestu, obecnie światowa produkcja surowca plasuje się na poziomie około 2,4 miliona ton rocznie. Największymi producentami w 2005 roku były Rosja (925 tys.), Chiny (520 tys.), Kazachstan (355 tys.), Kanada (200 tys.), Brazylia (195 tys.) oraz Zimbabwe (122 tys.).

Kraje Azji, Południowej Ameryki oraz byłego Związku Radzieckiego pozostają współcześnie największymi konsumentami azbestu. Największe zużycie, przeszło 2 kg na osobę rocznie, było w Kirgistanie, Rosji, Białorusi, Kazachstanie oraz Tajlandii (tab. 2).

Tabela 2. Zużycie azbestu w 2000 roku

Kraj	Liczba ton w tys.	Kg na osobę
Kirgistan	17,3	3,7
Rosja	447,0	3,1
Białoruś	25,2	2,5
Kazachstan	32,4	2,2
Tajlandia	121,0	2,0
Brazylia	182,0	1,2
Ukraina	60,0	1,2
Japonia	98,6	0,8
Wietnam	62,5	0,8
Malezja	18,0	0,8
Zimbabwe	10,0	0,8
Południowa Korea	29,0	0,6
Chiny	410,0	0,4
Hiszpania	15,4	0,4
Rumunia	10,2	0,4
Indonezja	54,9	0,3
Meksyk	27,0	0,3
Iran	20,0	0,3
Turcja	19,5	0,3
Południowa Afryka	12,5	0,3
Columbia	12,2	0,3
Indie	125,0	0,1
Stany Zjednoczone	15,0	0,1
Nigeria	12,5	0,1
Kanada	4,8	0,1
Inne kraje	200,0	0,1
RAZEM	2042,0	0,3

Według: Tossavainen A.: Global use of asbestos and the incidence of mesothelioma.
Int. J. Occup. Environ. Health. 2004; 10: 22-26

Wg szacunku z połowy lat 80-tych na 1 mieszkańca w Polsce zużyto 1,7 kg surowca. Przykładowo: NRD - 3,3 kg na 1 mieszkańca, Czechosłowacja - 2,8 kg, Japonia - 2,6 kg, Austria - 2,0 kg, Belgia i Luxemburg - 1,9 kg.

Powszechne stosowanie wyrobów azbestowych, z których włókna azbestu
w mniejszym lub większym stopniu mogą się uwalniać do środowiska komunalnego, spowodowało wzrost zainteresowania społecznego zdrowotnymi skutkami środowiskowej ekspozycji na azbest. Ze względu na swoje właściwości i praktycznie niezniszczalność azbest wprowadzony do środowiska otaczającego człowieka utrzymuje się w nim przez czas nieokreślony. Włókna azbestu przedostają się do powietrza atmosferycznego
w wyniku korozji materiałów zawierających surowiec, wietrzenia formacji geologicznych, jak i działalności człowieka.

Źródłami naturalnymi włókien azbestu są zanieczyszczenia skorupy ziemskiej, zanieczyszczenie wód przepływających przez złoża zawierające azbest, zanieczyszczenie azbestem eksploatowanych złóż węgla kamiennego, rud miedzi, kamieni budowlanych, talku i innych. Potencjalnie, rakotwórcze włókna są wszechobecne z powodu wietrzenia i korozji formacji geologicznych, częściowo z powodu działalności człowieka. Z raportów międzynarodowych wynika, że prawdopodobnie większość włókien jest emitowana ze źródeł naturalnych. Jednakże brak jest obecnie danych dotyczących pomiarów ilości włókien uwalnianych do atmosfery przez naturalne procesy wietrzenia skał. Źródła naturalne w praktyce mają mniejsze znaczenie ze względu na znaczne ich rozproszenie oraz występowanie na terenach stosunkowo rzadko zaludnionych, podczas, gdy źródła związane z działalnością człowieka dotyczą zwykle terenów o dużej gęstości zaludnienia.

Źródła emisji pyłu azbestu do środowiska związane z działalnością człowieka dotyczą:

• terenów wydobywania i produkcji azbestu oraz zakładów przetwórstwa azbestu. Szacuje się, że na 1 tonę przerabianego surowca, przy zastosowaniu filtrów wydalane jest na zewnątrz zakładu ok. 100 g pyłu

• odpadów przemysłowych związanych z przetwórstwem azbestu. Ze względu na praktyczną niezniszczalność włókien azbestu bardzo istotny problem w ochronie środowiska stanowią niewłaściwie składowane przemysłowe odpady azbestowe,

Aktualnie największym problemem jest zanieczyszczenie powietrza spowodowane stosowaniem wyrobów azbestowych i emisji włókien na skutek korozji płyt azbestowo-cementowych, wydatnie przyspieszanej przez „kwaśne deszcze” i inne chemiczne zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego

Istotnym źródłem emisji pyłu wewnątrz pomieszczeń mogą być urządzenia ogrzewcze, wentylacyjne, klimatyzacyjne i izolacje zawierające azbest.

Globalnie zanieczyszczenie środowiska azbestem oceniane jest na podstawie:

• ilości importowanego surowca i materiałów zawierających azbest

• zużycia surowca w zakładach przetwórstwa azbestu

• zużycia surowca na 1 mieszkańca rocznie

• ilości i stanu materiałów zawierających azbest zastosowanych na terenie kraju.

Na teren Polski wwieziono po roku 1945 łącznie ok. 2 mln ton azbestu. Był to głównie azbest chryzotylowy importowany z byłego Związku Radzieckiego. Szacuje się, że co najmniej 80% do 85% tego azbestu zużyte zostało w produkcji wyrobów azbestowo-cementowych, zwłaszcza w produkcji płyt płaskich i falistych

Produkcja płyt azbestowo cementowych na ziemiach polskich rozpoczęła się
w 1907 roku i trwała do roku 1998. Szacuje się, że na dachach i elewacjach znajduje się przeszło 1200mln m² płyt azbestowo-cementowych, ok. 15 mln ton. Produkcja została zakazana Ustawą z dnia 19 czerwca 1997 r. o zakazie stosowania wyrobów zawierających azbest (Dz.U. Nr 101, poz.628 z 1997 r. i Nr 156 z 1998 r.). Zgodnie z tą ustawą w Polsce do 28 września 1998 roku została zakończona produkcja płyt azbestowo-cementowych. Natomiast po 28 marca 1999 obowiązuje również zakaz obrotu azbestem i wyrobami zawierającymi azbest. Azbestowo-cementowe płyty płaskie
i faliste produkowano w Polsce w kilku zakładach w oparciu o niemal identyczne receptury: 88% do 91% cementu i 9% do 12% azbestu w przeliczeniu na suchą masę. Stosowano tu typowy czysty cement portlandzki bez dodatków i azbest chryzotylowy. Okresowo do azbestu chryzotylowego dodawano różne, na ogół niewielkie ilości azbestu krokidolitowego (najczęściej 1,5 do 3 % w stosunku do sumy suchych składników). Jeszcze rzadsze było stosowanie azbestu amozytowego, stosowanego w podobnych ilościach co azbest krokidolitowy. Azbesty krokidolitowy i amozytowy uznane są za szczególnie niebezpieczne. Stosowania azbestu krokidolitowego i amozytowego zaniechano w końcu lat osiemdziesiątych.

Trwałość, rozumiana jako długowieczność płyt azbestowo-cementowych jest przedmiotem dyskusji ze względu na różnice związane z ich nasiąkliwością, jak
i intensywnością działania różnych czynników. Płyty „Karo”, które poddawane były dodatkowemu zagęszczaniu w procesie prasowania charakteryzują się mniejszą porowatością niż płyty faliste, co sprawia, że ich nasiąkliwość wynosi ok. 16% i jest znacznie niższa niż płyt porowatych, których nasiąkliwość wynosi 27%. Związana jest
z tym również mniejsza odporność na korozję płyt porowatych. Okres bezpiecznej eksploatacji płyt azbestowo-cementowych wynosi od 30 do 60 lat, jednakże nawet po
60-ciu latach, w przeciętnych warunkach płyty AC nie ulegają całkowitej degradacji, choć ich powierzchnia bywa znacznie uszkodzona oddziaływaniem warunków atmosferycznych

Użycie azbestu w budownictwie na znaczną skalę rozpoczęło się w Polsce w latach 60-tych, kiedy to uruchomione zostały 4 duże zakłady wyrobów azbestowo-cementowych.

Głównym surowcem stosowanym do produkcji był azbest chryzotylowy, ale do połowy lat osiemdziesiątych do produkcji rur ciśnieniowych używany był także krokidolit oraz niewielkie ilości amozytu.

Łączne zużycie azbestu do produkcji wyrobów azbestowo-cementowych w okresie od uruchomienia zakładów po II Wojnie Światowej do 1993 roku szacowane jest na ok. 1,4 mln ton, w tym ok. 8,5 tys. ton amozytu oraz ok. 86 tys. ton krokidolitu. Ok. 72% ogólnej ilości azbestu krokidolitowego stosowanego w Polsce w latach 1959-1984 do produkcji wyrobów azbestowo-cementowych, tj. ok. 60 tys. ton zużywane było przez tylko jeden zakład produkujący rury ciśnieniowe o dużej średnicy.

Szacuje się, że w naszym kraju zabudowanych jest ok. 15,5 mln ton wyrobów zawierających ten surowiec, znajdujących się aktualnie w różnym stanie technicznym. Największa ilość zabudowanych wyrobów azbestowo-cementowych w ok. 1 kg na osobę dotyczy województw: podlaskiego, lubelskiego, mazowieckiego oraz świętokrzyskiego.

Rejonami szczególnie środowiskowo zagrożonymi azbestem są: (1) obszary oddziaływania byłych zakładów przetwórstwa azbestu, (2) tereny, na których zabudowana została duża ilość materiałów azbestowo-cementowych; istotnym problemem w ocenie zanieczyszczenia powietrza jest ilość i stan techniczny eksploatowanych obiektów, budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej, w których zastosowano wyroby azbestowe, (3) „dzikie” wysypiska odpadów azbestowo-cementowych, (4) obszary, na których wykorzystywano odpady wyrobów azbestowych do celów „gospodarczych”

Szczególnie duże zagrożenie dla zdrowia mieszkańców stanowiły i nadal stanowią zakłady produkcji wyrobów azbestowo-cementowych zanieczyszczające niebezpiecznymi odpadami wielkie obszary.

Przykład. Zanieczyszczenie środowiska azbestem o cechach klęski ekologicznej

Środowiskowe zanieczyszczenie azbestem spowodowane „zagospodarowaniem” odpadów azbestowo-cementowych przez mieszkańców szczegółowo zostało rozeznane
w gminie Szczucin, będącej obszarem oddziaływania jednego z dużych zakładów przetwórstwa azbestu. Gminę zamieszkuje ok. 14 tys. osób, a jej obszar wynosi 12 tys. ha.

W 1959 r., został uruchomiony w Szczucinie zakład wyrobów azbestowo-cementowych (ZWAC). Ogółem w latach 1959-1993 w zakładzie w Szczucinie zużyto 350 tys. ton azbestu,
w tym 65 tys. ton krokidolitu, zakładając, że emisja wynosiła 50 g azbestu na 1 tonę zużytego surowca, daje to 17,5 tony ogółem, a 3,2 tony azbestu niebieskiego emitowanego do środowiska. Ilość ta, ze względu na praktyczną niezniszczalność wprowadzanego do środowiska azbestu, stanowi nadal zagrożenie dla zdrowia. Podkreślić należy, że z ogólnej ilości azbestu niebieskiego importowanego do Polski ok. 70% zużyto w zakładzie w Szczucinie. Zakład ten był jedynym
w kraju producentem rur ciśnieniowych o dużej średnicy, do produkcji, których stosowano krokidolit. Fakty te tłumaczą ogromne nagromadzenie na terenie gminy odpadów produkcyjnych, zawierających szczególnie niebezpieczny dla zdrowia azbest niebieski.

Wkrótce po uruchomieniu zakładu odpady produkcyjne zostały udostępnione ludności, co było zgodne z obowiązującymi wówczas przepisami prawnymi dotyczącymi odpadów azbestowo-cementowych. Odpady te wykorzystywane były przez mieszkańców gminy do utwardzania lokalnych dróg, podwórek, boisk szkolnych, sportowych, jak również jako dodatek do materiałów budowlanych w gospodarstwach indywidualnych.

Głównymi źródłami emisji pyłu azbestowego do powietrza atmosferycznego na terenie gminy są: (1) nawierzchnie dróg, podwórzy, placów użyteczności publicznej zbudowane lub utwardzone z zastosowaniem odpadów azbestowych, (2) mieszkania i pomieszczenia gospodarcze, w których zastosowano odpady i wyroby azbestowe jako materiały budowlane
i wykończeniowe, (3) odzież, wykładziny, makaty, koce, plandeki wykonane z tkaniny poużytkowej zanieczyszczone azbestem, (4) zwały odpadów azbestowych w osiedlach, (5) grunty orne, na których zastosowano drobnoziarniste (pyliste) odpady azbestowe.

Oszacowano, że na drogach w gminie znajduje się około 330 tys. m³ odpadów azbestowych i pozostałych tworzyw zanieczyszczonych tymi odpadami. Ponadto zarejestrowano 65,5 km długości dróg, na których wykorzystano te odpady. Z danych ankietowych wynika, że odpady azbestowe zastosowano na około 8,6 ha podwórzy i 28,3 ha dróg dojazdowych.

Objętość odpadów azbestowych i ziemi zanieczyszczonej tymi odpadami w posesjach
i na drogach dojazdowych wynosiła około 250 tys. m³. Na przyzakładowym składowisku zdeponowane zostało około 110 tys. m³ odpadów. Bliżej nieokreślone masy odpadów azbestowych zastosowano do zapełniania wyrobisk i naturalnych niecek terenu oraz ulepszania gleby (wapnowania). Znaczne ilości odpadów zalegają w pryzmach.

Łączna szacowana objętość odpadów azbestowych oraz mas ziemnych zanieczyszczonych azbestem na terenie gminy Szczucin wynosiły: 0,8 - 1,0 mln m³.

Powszechność i różnorodność zastosowania odpadów azbestowych sprawia dużą trudność w zinwentaryzowaniu wszystkich źródeł emisji pyłu azbestowego. Jest też przyczyną dużej kosztowności prac sanitujących środowisko.

Złożoność struktury przestrzennej zaazbestowania powierzchni ziemi, zróżnicowanie potencjalnego zagrożenia emisją pyłu azbestowego, bardzo duża pracochłonność i kosztowność prac sanitacyjnych wywołują konieczność ich rozłożenia w czasie.

W odpadach azbestowo-cementowych, wykorzystywanych do celów gospodarczych, znajdują się znaczące ilości widocznego gołym okiem azbestu niebieskiego (krokidolitu). Nagromadzenie tak dużych ilości azbestu niebieskiego w odpadach na terenie gminy jest wynikiem zużycia przez zakład w Szczucinie stosunkowo dużych ilości azbestu krokidolitowego.

W powietrzu atmosferycznym, jak i wewnątrz pomieszczeń na terenie gminy na podstawie przeprowadzonych analiz identyfikacyjnych stwierdzono obecność włókien krokidolitu - najbardziej biologicznie agresywnego azbestu.

Zastosowane do utwardzania podwórek, dróg, boisk szkolnych i sportowych odpady zawierające krokidolit stanowią szczególne niebezpieczeństwo dla dzieci i młodzieży, która
w czasie gier, zabaw i przebywania na otwartej przestrzeni narażona jest na wdychanie znacznej ilości pyłu azbestu.

W powietrzu atmosferycznym na terenie gminy stężenia liczbowe respirabilnych włókien azbestu znacznie (od 5 do ponad 50x) przekraczają przyjęty dla powietrza atmosferycznego normatyw higieniczny. Szczególnie wysokie stężenia stwierdzono na obszarach wzmożonego ruchu mieszkańców (boiska szkolne, rynek) oraz w sąsiedztwie zakładu wyrobów azbestowo-cementowych.

Połowa spośród analizowanych pomiarów stężeń włókien azbestu w powietrzu na terenie gminy przekracza wartość 5 wł./l. Jest to poziom wyższy niż odnotowywany w dużych aglomeracjach miejskich przy węzłach komunikacyjnych.

Mieszkańcy gminy Szczucin od 48 lat, tj. od momentu uruchomienia zakładu wyrobów azbestowo-cementowych, podlegają zawodowej, parazawodowej i środowiskowej ekspozycji na pył azbestu chryzotylowego i krokidolitu.

Liczba osób eksponowanych zawodowo od momentu uruchomienia zakładu do połowy lat dziewięćdziesiątych wynosiła w przybliżeniu 2600 osób, w tym około 300 osób zmarło, tak więc można przyjąć, że 2300 osób było zawodowo narażonych. Stanowi to 16% ludności zamieszkałej na terenie gminy.

Przez ekspozycję parazawodową (domową) rozumie się kontakt z azbestem wynikający ze wspólnego zamieszkiwania z osobą zatrudnioną przy produkcji wyrobów azbestowych. Pył azbestu przenoszony jest do domu na włosach, ciele i odzieży roboczej. Przyjmując, że wspólnoty mieszkaniowe osób zatrudnionych liczą średnio 4 osoby, to w ciągu 38 lat funkcjonowania zakładu tzw. parazawodowy kontakt z pyłem azbestu mogło mieć około 10 tys. osób. Osoby te stanowią grupę wysokiego ryzyka następstw zdrowotnych również ze względu na fakt, że pracownicy zakładu byli grupą "uprzywilejowaną" w dostępie do odpadów produkcyjnych. Odpady azbestowo-cementowe, przedstawiające znaczną wartość dla okolicznej ludności jako materiał służący nie tylko do budowy i utwardzania dróg, ale także stosowany w budownictwie, rozprowadzane były odpłatnie na tzw. talony.

Rozproszenie odpadów azbestowo-cementowych na terenie całej gminy spowodowało, że środowiskowej ekspozycji poddani są w mniejszym lub większym stopniu wszyscy jej mieszkańcy.

Przedstawione dane dotyczące stężeń respirabilnych włókien azbestu w powietrzu na terenie gminy odnoszą się do sytuacji z lat dziewięćdziesiątych ub. wieku. Mimo częściowego zabezpieczenia źródeł emisji w posesjach i na niektórych drogach oraz związanie podłoża przez roślinność, występujące stężenia pyłu azbestu są bardzo wysokie, szczególnie w miejscach wzmożonego ruchu mieszkańców. W indywidualnych gospodarstwach, w których podwórka utwardzono odpadami azbestowo-cementowymi wysokie stężenia pyłu odnotowywane są przy pracach gospodarskich i porządkowych powodujących wzniecanie pyłu.

Należy podkreślić, że niewątpliwie inaczej kształtowała się sytuacja w przeszłości
w trakcie przewożenia odpadów i ich obróbki na drogach, na terenie posesji i wewnątrz domów mieszkalnych. Narażenie mieszkańców wykonujących te roboty należy szacować na równi
z bardzo wysokim narażeniem zawodowym, sięgającym 100 wł./cm³. Dawka kumulowana włókien azbestu w populacji mieszkańców gminy jest więc znacznie wyższa niż szacowana dla aktualnych wartości stężenia włókien we wdychanym powietrzu. Efekt zdrowotny tej dawki już się ujawnia i ujawniać się będzie wśród mieszkańców gminy jeszcze przez kilkadziesiąt lat.

W latach 2002-2007 w gminie intensywnie prowadzane było unieszkodliwianie azbestu poprzez zaasfaltowanie dróg oraz zabezpieczenie nawierzchni podwórek szkolnych, boisk sportowych oraz w wielu posesjach przez prywatnych właścicieli. Można się spodziewać sukcesywnie znacznego zmniejszenia emisji pyłu azbestu do powietrza atmosferycznego. W celu oceny aktualnego narażenia mieszkańców niezbędne jest przeprowadzenie powtórnego rozeznania pozostałej ilości niezabezpieczonych odpadów oraz wykonanie pomiarów. W 2004 roku pomiary stężeń, wykonane w nowo wybudowanych osiedlach domków jednorodzinnych wykazały bardzo niskie stężenie włókien azbestu w powietrzu atmosferycznym. Podobne wyniki stwierdzono w 2007 r. w obrębie dróg pokrytych asfaltem.

W latach 1987-2006 wśród mieszkańców Szczucina odnotowano 73 przypadki międzybłoniaka opłucnej. Sytuacja epidemiologiczna w gminie omówiona została w wykładzie nt. „Szkodliwości azbestu dla zdrowia” w podrozdziale „Zagrożenie zdrowia ludności związane
z zanieczyszczeniem środowiska azbestem”.

W powietrzu atmosferycznym wysokie stężenia pyłów zawierających azbest obserwuje się przede wszystkim na wielkich budowach, gdzie następuje cięcie, szlifowanie lub wiercenie otworów w azbestowych materiałach budowlanych. Stężenia pyłu mogą w tych przypadkach wynosić przy stanowiskach pracy 20 wł./cm³ aż do
100 wł./cm³ (20000 wł./l - 100 000 wł./l) w odległości 1-5 m od stanowiska pracy.

Stężenia włókien w pomieszczeniach zależą od warunków eksploatacji materiałów zawierających azbest, znajdujących się w tych budynkach. Na przykład przy normalnym zużywaniu się wykładzin podłogowych stężenia włókien nie przekraczają 1,0 wł./l, ale przy takich czynnościach, jak szlifowanie papierem ściernym lub cięcie mogą osiągać wartość od 10-60 wł./l. Największe stężenia w budynkach (do 1000 wł./l) występują podczas prac remontowych przy zrywaniu izolacji azbestowych, zeskrobywaniu pozostałości po wykładzinach itp. W Anglii w budynkach zawierających pokrycia z płyt azbestowych oraz natryskiwanych azbestem, a także urządzenia grzewcze zawierające azbest, oznaczenia ilościowe dawały średnie wartości około 0,9 wł./l. Istotną informacją dla celów kontroli jest to, że usuwanie azbestu z budynków prowadzi do znacznie wyższego zanieczyszczenia w innych częściach pomieszczeń, utrzymującego się przez wiele tygodni. Pomiary wykonywane na zewnątrz budynków zawierających materiały azbestowo-cementowe dawały wyniki poniżej 0,5 wł./l.

W powietrzu osiedli wiejskich odległych od przemysłowych źródeł emisji azbestu stężenia włókien azbestu w powietrzu nie przekraczają wartości 1 wł./l.

W Polsce pomiary stężenia włókien azbestu w powietrzu są aktualnie prowadzone w kilku województwach. Stężenie włókien azbestu w powietrzu atmosferycznym związane jest ściśle ze źródłami emisji pyłu.

W Stanach Zjednoczonych wielkość stężenia pyłu azbestu na podstawie dużej liczby pomiarów ustalono następująco:

1. rejony wiejskie wolne od źródeł emisji - poniżej 0,1 wł./l

2. rejony miejskie - poziom waha się w granicach 0,1-1,0 wł./l

3. w sąsiedztwie różnorodnych źródeł emisji pyłu:

• zakłady wyrobów azbestowo-cementowych w odległości:

300 m - 2,2 wł./l

700 m - 0,8 wł./l

1000 m - 0,6 wł./l

• przy drodze szybkiego ruchu - 0,9 wł./l

• przy autostradach - 3,3 wł./l

4. w pomieszczeniach:

• w budynkach bez szczególnych źródeł azbestu - poniżej 0,1 wł./l

• w budynkach zawierających materiały azbestowe występowały znaczne rozpiętości stężeń od 1,0 wł./l do 10 wł./l - średnio występowało kilka włókien
  w 1 l

• zawodowe zagrożenie w pomieszczeniach od 100 wł./l do powyżej 100 000 wł./l, aktualnie tężenie obniżono do powyżej 2000 wł./l, zaś w większości krajów wynoszą one od 100-200 wł./l.

Wielkość emisji włókien azbestu do powietrza atmosferycznego związana jest
z takimi czynnikami fizycznymi, jak wibracja powietrza, temperatura i wilgotność oraz ich zmienności. Włókna azbestu wprowadzane w atmosferę są przenoszone przez prądy wertykalne (0,1 m/sek.) oraz prądy poziome (1-10 m/sek.). Jedynym sposobem oczyszczania powietrza są opady atmosferyczne.

Kumulowaną liczbę włókien azbestu (dawkę) dla celów porównawczych hipotetycznie można obliczyć, biorąc pod uwagę stężenie włókien w m³ powietrza, liczbę lat ekspozycji i objętość wdychanego powietrza rocznie. Przyjmując, że ekspozycja komunalna wynosi 70 lat, zawodowa 50 lat, zaś objętość wdychanego powietrza zawierającego pył azbestu o długości powyżej 5µm. Dane te ilustruje poniższa tabela.

Tabela 3. Obciążenie włóknami azbestu w ciągu życia osobniczego szacowane
dla krajów uprzemysłowionych

Procent populacji	Grupa	Stężenie włókien o dł. > 5 µm (wł./m^3)	Liczba lat ekspozycji	Objętość wdychanego powietrza (m^3)	Kumulowana liczba włókien o dł. > 5 µm
70	Populacja miejska z umiarkowaną ekspozycją	30	70	7300	~1,5x10^7
25	Populacja wiejska	10	70	7300	10^5 - 10^6
5	Populacja miejska z wysoką ekspozycją	200	70	7300	~10^8
1-2	Robotnicy budownictwa ogólnego	10^3 - 10^5	50	2000	2x10^5-2x10^7
0,1	Robotnicy zatrudnienie w przetwórstwie azbestu	10^5 - 10^6	50	2000	10^10-10^11
	Ekspozycja nieregularna	10^4	0,7	7300	5x10^7

Źródło: Air Quality Guidelines for Europe, WHO, Regional Publications, European Series No 23, 1987

Z pomiarów stężeń włókien azbestu nawet na terenach gęsto zaludnionych wynika, że odnotowywane stężenia są niskie. Ekspozycja środowiskowa w odróżnieniu od zawodowej trwa całą dobę i średnio o 25 lat dłużej niż zawodowa, stosunkowo więc niskie stężenia pyłu w warunkach długotrwałej ekspozycji mogą prowadzić do wysokich kumulowanych dawek.

Normatyw higieniczny stężenia włókien azbestu w środowisku pracy w Polsce

Pierwsze dostępne informacje o wagowych stężeniach pyłu zawierającego azbest
w Polsce w zakładzie produkcji przędzy i azbestowych wyrobów włókienniczych pochodzą
z 1949 roku. Przy przyjętej normie 180 mln cząsteczek na 1 m³ powietrza pomiary te wykazywały przekroczenie normy od prawie 2 do 24 razy. Od 1954 roku przyjęto 2 mg/m³, jako obowiązującą normę wagową pyłu azbestu na stanowiskach pracy. W latach 50-tych odnotowywano na niektórych stanowiskach pracy ponad 50-krotne przekroczenie tej normy. Według informacji uzyskanych od pracowników, w okresie powojennym po uruchomieniu produkcji w azbestowych zakładach włókienniczych, pył azbestu w halach produkcyjnych przypominał opad śniegu. Wraz z wprowadzeniem wentylacji i obudowy maszyn stężenia pyłu znacznie się zmniejszyły. Jednakże w latach 70-tych w niektórych wydziałach (przędzalnia) przekraczały NDS 4-krotnie. Na większości stanowisk w okresie tym stężenia wynosiły 1-2,5 mg/m³. Maksymalnie średnia wartość stężenia pyłu odnotowana jeszcze
w latach 80-tych przy produkcji przędzy i tkanin na niektórych stanowiskach wynosiła
7-8,3 wł/m³.

Pomiary stężenia włókien respirabilnych w 1 cm³ powietrza na stanowiskach pracy rozpoczęto rutynowo dopiero w latach 80-tych, kiedy to zaczął obowiązywać normatyw higieniczny obejmujący również ten parametr.

Tabela 5. Najwyższe dopuszczalne stężenie (NDS) dla pyłów zawierających

włókna mineralne* w Polsce

(średnia ważona w ciągu 8 godzin zmiany roboczej)

Rok	Pyły zawierające chryzotyl i inne włókna (z wyjątkiem krokidolitu)		Pyły zawierające krokidolit i antygoryt włóknisty		Podstawa prawna
		pył całkowity	włókna o średnicy < 3 mm i długości > 5 mm	pył całkowity		włókna o średnicy < 3 mm i długości > 5 mm
1954 - 1985	2 mg/m^3	-	2 mg/m^3	-	Dz.Ustaw PRL nr 13 z 1976 r.
1985 - 1991	2 mg/m^3	2 wł/cm^3	2 mg/m^3	1 wł/cm^3	Dz.Ustaw PRL nr 40 z 1985 r.
1991 - 2003	1 mg/m^3	0,5 wł/cm^3	0,5 mg/m^3	0,2 wł/cm^3	Dz.Ustaw nr 114 z 1991 r.
2003 - 2005	1 mg/m^3	0,2 wł/cm^3	0,5 mg/m^3	0,2 wł/cm^3	Dz.Ustaw nr 217 z 2002 r.
2005 -	Pyły zawierające azbest: włókna resp.: 0,1 wł/cm^3 pył całkowity: 0,5 mg/m^3				Dz.Ustaw nr 212 z 2005 r.

*wymieniono aktynolit, antofilit, amozyt, chryzotyl, krokidolit, tremolit

W zakładach wyrobów azbestowo-cementowych pomimo, że zostały one uruchomione dopiero w latach 60-tych i 70-tych, odnotowywano wysokie stężenia pyłu azbestu, do końca lat osiemdziesiątych mierzone, jak już zaznaczono, wyłącznie wagowo w mg/m³. Domniemywać można, że w okresie stosowania technologii suchej koncentracja włókien przekraczała kilkanaście, nawet do kilkudziesięciu wł/cm³. Wprowadzenie technologii mokrej znacznie obniżyło koncentrację pyłu na stanowiskach pracy. Jednakże jeszcze w roku 1990 na stanowiskach kołogniotów i zasypu azbestu odnotowywano stężnia do 8 wł/cm³.

Zastosowanie automatycznego zasypu azbestu spowodowało, że aktualnie stężenia na najbardziej zagrożonych stanowiskach, nie przekraczają najwyższych dopuszczalnych stężeń (NDS), tj. 0,5 wł/cm³ dla azbestu chryzotylowego. W zakładach tych zaprzestano stosowania azbestów amfibolowych w połowie lat 80-tych.

Szczególny problem higieniczny w zakładach przetwórstwa azbestu stanowił transport i faza przygotowawcza rozwłókniania surowca, związana z wysokimi stężeniami włókien w powietrzu. Azbest importowany głównie z b. Związku Radzieckiego dostarczany był bardzo często w uszkodzonych opakowaniach, co dodatkowo powodowało również zanieczyszczenie środowiska.

W Polsce nie został do tej pory założony rejestr osób zawodowo eksponowanych na pył azbestu. W 1982 roku na podstawie danych stacji sanitarno-epidemiologicznych liczbę zatrudnionych w zakładach przetwórstwa azbestu oszacowano na ok. 4000 osób. Ogółem uwzględniając inne działy gospodarki narodowej (prace izolacyjne, budownictwo, zakłady remontowe, itp.), oszacowana liczba zatrudnionych w narażeniu na pył azbestu wynosiła 6400 osób, w tym według oficjalnych statystyk 3000 osób pracowało w stężeniach przekraczających NDS. Liczby te należy uznać za znacznie niedoszacowane.

Według danych Wojewódzkich Stacji Sanitarno-Epidemiologicznych w Polsce w roku 1994 liczba zatrudnionych na stanowiskach pracy, gdzie występowały pyły zawierające azbest w stężeniach powyżej NDS wg pomiarów wagowych pyłu całkowitego, wynosiła ok. 2800 osób w tym 463 osoby w narażeniu na krokidolit, według pomiaru włókien respirabilnych w całym kraju 446 osób pracowało w warunkach przekroczenia NDS. Mimo restrukturyzacji przemysłu azbestowego i stopniowej eliminacji azbestu, a także znacznego zmniejszenia zatrudnienia w wielu innych gałęziach przemysłu, w których występowało narażenie na pył azbestu przedstawione liczby należy uznać za znacznie niedoszacowane.

Pomiary stężenia pyłu azbestu w powietrzu i identyfikacja azbestu

Pobieranie i przygotowanie prób do analiz

Pobieranie i przygotowanie do analizy prób powietrza, wody, materiałów stałych zawierających azbest w celu identyfikacji włókien i określenia ich stężenia związane jest z różnymi strategiami i technikami przygotowania prób, natomiast po uzyskaniu odpowiedniej do analizy postaci próbek metody ich analizy instrumentalnej są w istocie prawie takie same.

Sposób poboru próbek powietrza ma decydujący wpływ na wyniki pomiarów stężenia pyłów, głównie z powodu zmiennego stężenia w czasie i przestrzeni. Stężenie włókien azbestowych zawartych w powietrzu środowiska pracy, środowiska bytowania człowieka (pomieszczenia mieszkalne) i w powietrzu atmosferycznym wyrażone jest jako stężenie liczbowe, tzn. we włóknach/cm³, włóknach/dm³ lub jako stężenie wagowe
w mg/m³. Podczas pomiarów stężeń liczbowych za pomocą mikroskopu optycznego zlicza się tzw. włókna respirabilne, tzn. włókna mające średnicę mniejszą niż 3 μm, długość większą niż 5 μm a stosunek długości do średnicy większy niż 3:1. Włókna
o takich parametrach są uważane za najbardziej biologicznie ważną część pyłu wnikającego w procesie oddychania do pęcherzykowego obszaru płuc. Strategie pobierania prób powietrza w różnych środowiskach wynikają z warunków narażenia
i muszą uwzględniać miejsce, okoliczności i czas pobierania próby oraz określać niezbędną liczbę prób. Próby powietrza pobiera się zasysając określoną objętość powietrza przez filtr, w ciągu określonego czasu, używając aspiratorów, które są w stanie zapewnić określony, stały i mierzalny przepływ. Pobieranie prób może być przeprowadzone za pomocą dozymetrów indywidualnych w strefie oddychania (środowisko pracy), jak również za pomocą urządzeń stacjonarnych w z góry ustalonych miejscach pomiaru (środowisko komunalne, powietrze atmosferyczne). Różnice
w pobieraniu prób w środowisku pracy i środowisku komunalnym dotyczą czasu pobierania prób i wydatku zasysania powietrza. Zaleca się 8-godzinne pobieranie prób powietrza w środowisku pracy i 24-godzinne pobieranie w środowisku komunalnym oraz stosowanie urządzeń o niewielkim wydatku zasysania (1-2 dm³/min) w środowisku pracy i urządzeń o wydatku zasysania 10-20 dm³/min w przypadku środowiska komunalnego. Pobór powietrza, sposób wyznaczania miejsc pobierania próbek oraz punktów pomiarowych przeprowadza się na podstawie normy PN-84/2-04008.02.

Próbkę wody przeznaczoną do analizy na zawartość azbestu poddaje się najpierw działaniu ozonu i promieniowania nadfioletowego w celu utlenienia zawieszonych
w wodzie substancji organicznych, a następnie filtruje np. przez filtr poliwęglanowy i bada w mikroskopie optycznym lub elektronowym.

Materiały stałe do analizy na zawartość azbestu w wyrobach azbestowych
(a także skałach, glebach) przygotowuje się poprzez ich rozdrobnienie i rozdzielenie na frakcje wymiarowe.

Oznaczanie liczbowego stężenia respirabilnych włókien mineralnych

W ilościowym oznaczaniu zawartości włókien respirabilnych azbestu i identyfikacji rodzaju azbestu w badanych próbkach stosowane są następujące metody:

• grawimetria,

• mikroskopia optyczna w świetle przechodzącym, spolaryzowanym i w kontraście fazowym,

• mikroskopia elektronowa transmisyjna i skaningowa,

• metody bezpośrednie (laserowe analizy w czasie rzeczywistym),

• spektrometria w podczerwieni (IR),

• dyfraktometria rentgenowska.

Ocena grawimetryczna próbek zebranych na filtrach ze środowiska pracy lub środowiska komunalnego może być dokonana za pomocą ważenia filtrów przed i po pobraniu próbek pyłu. Zwykle stosowane są filtry 25 mm Satorius 0,8 por. Wadą oznaczeń grawimetrycznych jest to, że nie dają one informacji na temat zawartości pyłu włóknistego i niewłóknistego, i z tego właśnie względu uważa się, że są one niezbyt dobrym wskaźnikiem oceny narażenia i ryzyka zdrowotnego stwarzanego przez pył zawierający azbest.

Oznaczanie metodami mikroskopii optycznej i elektronowej

Oznaczanie stężenia respirabilnych włókien mineralnych wykonuje się w celu oceny narażenia pracowników zatrudnionych w środowisku zanieczyszczonym pyłem przemysłowym zawierającym naturalne włókna mineralne (np. azbesty).

Oznaczenia stężeń respirabilnych włókien w próbkach powietrza pobranych na stanowiskach pracy są prowadzone przede wszystkim metodami mikroskopowymi: najczęściej metodą mikroskopii optycznej z kontrastem fazowym, rzadziej droższymi metodami mikroskopii elektronowej.

Oznaczanie liczbowego stężenia naturalnych włókien mineralnych metodą mikroskopii optycznej zostało szczegółowo opisane w polskiej normie PN-88/Z-04202/02. Wykonanie oznaczenia polega na zliczeniu cząstek spełniających kryteria włókien respirabilnych w losowo wybranych polach widzenia w mikroskopie świetlnym wyposażonym w urządzenie kontrastowo-fazowe i obliczeniu wyników. Włókna zlicza się przy całkowitym powiększeniu mikroskopu 600x, przy czym powiększenie obiektywu wynosi 40x, okularu 10x i nasadki okularowej 1,5x. W jednym z okularów umieszczona jest siatka Walton-Becketta wyznaczająca obszar zliczania w postaci okręgu o promieniu 50 μm ± 1 μm. Okrąg ma zaznaczone średnice, które podzielone są na odcinki długości
5 i 3 μm. Preparaty do badań mikroskopowych przygotowuje się przez uprzezroczystnienie umieszczonych na szkiełkach sączków, przez które przefiltrowano określoną objętość powietrza w środowisku pracy. Najczęściej stosuje się sączki membranowe wykonane z estrów celulozy. Sączki te można w prosty sposób uprzezroczystnić w parach acetonu.

Przedstawiona metoda pozwala oznaczyć stężenie 0,007 włókna w 1 cm³ powietrza przy pobieraniu próbki przez 4 godziny z natężeniem przepływu 1 l/min.
i minimalnym obłożeniu sączka czterema włóknami.

W mikroskopii świetlnej nie ma możliwości identyfikacji obserwowanych obiektów. Zliczanie włókien obarczone jest więc błędem wynikającym z liczenia wszystkich cząstek włóknistych widocznych w preparacie, w tym powszechnie występujących w powietrzu włókien organicznych i nieorganicznych, których działanie biologiczne znacznie różni się od działania naturalnych bądź sztucznych włókien mineralnych. Próbki pyłów, w których takie zanieczyszczenia mogą występować w znacznych ilościach należy analizować przy użyciu mikroskopów elektronowych połączonych z urządzeniami umożliwiającymi identyfikację cząstek. Mimo popełnianych błędów związanych z analitycznymi możliwościami mikroskopii świetlnej, w przypadkach, gdy naturalne włókna mineralne stanowią główne źródło pyłu w środowisku pracy, uzasadnione jest jej wykorzystanie
w celu szacowania wielkości ekspozycji.

Mikroskopowo-liczbowa metoda oznaczania stężeń respirabilnych włókien mineralnych jest metodą manualną, w pewnym stopniu subiektywną, wymagającą od analityków trudnej interpretacji obserwowanych obrazów mikroskopowych. Dlatego też ważnymi elementami w osiąganiu i utrzymaniu wysokiej jakości oznaczeń są: specjalistyczne szkolenia, ciągły trening oraz udział w międzylaboratoryjnych kontrolach jakości.

Oprócz udziału w kontrolach międzylaboratoryjnych laboratoria wykonujące ilościowe oznaczenia włókien powinny realizować wewnętrzne programy kontroli jakości uwzględniające: - kontrolę czystości powietrza w laboratorium; kontrolę czystości sączków stosowanych do poboru próbek; oznaczanie stężeń włókien w preparatach referencyjnych wraz ze statystyczną analizą otrzymanych wyników.

Zliczanie włókien w mikroskopach elektronowych stosuje się wówczas, gdy niezbędna jest identyfikacja cząstek, bądź istnieje potrzeba liczenia włókien niewidocznych w mikroskopie świetlnym z kontrastem fazowym, tzn. włókien
o średnicach mniejszych od ok. 0,2-0,3 μm. W środowisku pracy znaczna liczba włókien mineralnych cieńszych od 0,2 µm może występować w miejscach, gdzie azbesty
i materiały zawierające azbest są kruszone lub w inny sposób silnie rozdrabniane. Mikroskopy elektronowe skaningowe i transmisyjne charakteryzują się znacznie większą rozdzielczością niż mikroskopy optyczne.

W mikroskopach skaningowych w zależności od zastosowanej techniki przygotowania preparatu i posługiwania się przyrządem można obserwować włókna
o minimalnych średnicach od 0,03 lub 0,04 µm do 0,2 µm. Zdolność rozdzielcza transmisyjnego mikroskopu sięga 0,0002 µm, i pozwala na rozróżnienie pojedynczych, elementarnych włókien każdego minerału.

Wraz ze wzrostem czułości aparatury analitycznej zwiększa się prawdopodobieństwo powstawania błędów pomiarowych związanych z przypadkowymi zanieczyszczeniami, szczególnie podczas analizy próbek z małą zawartością włókien mineralnych.

Porównanie wyników zliczania włókien w jednakowych próbkach pyłów zawierających azbest chryzotylowy, uzyskanych w przypadku stosowania mikroskopu optycznego z kontrastem fazowym i transmisyjnego mikroskopu elektronowego
w standardowanych warunkach prowadzenia analiz, wskazuje, że liczba włókien chryzotylowych zliczanych w mikroskopie elektronowym jest średnio od 1,4 do 3,2 razy wyższa od liczby włókien obserwowanych w mikroskopie świetlnym.

Metody bezpośrednie umożliwiają określenie stężeń włókien w czasie rzeczywistym.

Laserowe monitory włókien służą do bezpośrednich pomiarów stężeń włókien respirabilnych w środowisku. Zasada działania monitora włókien Fiber Monitor 7400 firmy MIE wykorzystuje zachowanie się cząstek włóknistych w polu elektrycznym. Włókna odpowiednio zorientowane pod wpływem pola oświetlone laserem rozpraszają światło, które jest rejestrowane przez fotopowielacz i komputerowo analizowane, umożliwiając w ten sposób określenie liczby i wymiarów włókien (długości) w próbce pobranej do badań.

Przyrząd FM-7400 mierzy bezpośrednio w czasie pobierania próbki powietrza średnie ważone stężenie włókien o długości powyżej 5 µm, rozkład długości włókien
w przedziale 2-30 µm, oraz chwilowe stężenia włókien. Ilość powietrza pobierana do analizy wynosi 10 cm³/min. Aparat może rejestrować stężenia włókien w zakresie od 0,0001 włókna/cm³ do 2,5 włókien/cm³. Wyniki pomiarów są podawane w przedziałach czasowych od 1 min do 8 godzin. Uzyskiwane wyniki oznaczeń liczbowych stężeń włókien respirabilnych są na poziomie wyników otrzymywanych za pomocą mikroskopii optycznej.

Identyfikacja i ilościowe oznaczanie mineralnych składników pyłów

Ustalanie nieorganicznych składników próbek pyłów przemysłowych, surowców bądź produktów, najczęściej prowadzi się metodami dyfraktometrii rentgenowskiej
i spektrofotometrii absorpcyjnej w podczerwieni oraz mikroskopii polaryzacyjnej.

Identyfikacji poszczególnych faz w mieszaninach można dokonać wówczas, gdy ich zawartości przekraczają granice wykrywalności, tzn. intensywności linii danej fazy są znacząco wyższe od wartości określonej przez poziom tła plus trzy odchylenia standardowe obliczone dla fluktuacji tła w danym zakresie kątów 2θ. Granica wykrywalności zależy od wielu czynników i może ulegać zmianom nawet dla tej samej fazy, np. w zależności od współwystępujących faz.

Najważniejszymi czynnikami wpływającymi na granice wykrywalności jest skład pierwiastkowy i budowa krystaliczna.

Identyfikacja metodą spektrofotometrii absorpcyjnej w podczerwieni

Spektrofotometria absorpcyjna w podczerwieni (IR) jest szeroko stosowaną metodą w jakościowych analizach materiałów mineralnych i uznawaną za metodę uzupełniającą dyfraktometrię rentgenowską. Spektrofotometria IR wykorzystuje zjawisko selektywnej absorpcji promieniowania podczerwonego przez drgające cząsteczki.

Podobnie jak dyfraktometria rentgenowska metoda spektrofotometrii IR nie pozwala odróżniać form włóknistych minerałów od form niewłóknistych. Dlatego też w celu identyfikacji azbestów lub innych włókien mineralnych konieczne jest każdorazowe wykonanie badań mikroskopowych. Na uwagę zasługuje ważna zaleta metody spektrofotometrii IR, którą jest mała ilość materiału potrzebnego do badań (0,3 - 1,2 mg).

Zarówno dyfraktometria rtg i spektrofotometria IR - są dość skomplikowanymi technikami identyfikacji substancji mineralnych wymagającymi indywidualnego traktowania każdej próbki oraz dużej inwencji i doświadczenia osoby prowadzącej analizy. Ponadto są to metody pracochłonne, a do realizacji niezbędna jest droga aparatura.

Identyfikacja metodą mikroskopii polaryzacyjnej - mikroskopia w świetle spolaryzowanym (ang. Polarized Light Microscopy - PLM) jest metodą wykorzystywaną do identyfikacji i półilościowych oznaczeń azbestów w próbkach surowców mineralnych, materiałach budowlanych i innych produktach przemysłowych z wyjątkiem pyłów pobranych z powietrza.

Identyfikacja metodą mikroskopii elektronowej

Mikroskopia elektronowa w połączeniu z metodami analitycznymi takimi jak spektrometria rentgenowska i dyfrakcja elektronów stwarza możliwość bezpośredniej identyfikacji włókien mineralnych (głównie azbestów) w pyłach pobranych w środowisku pracy i osadzonych na sączkach pomiarowych. Dzięki tym technikom minimalizuje się błąd związany ze zliczaniem włókien organicznych i nieorganicznych, takich jak np. włókna talku, gipsu, muskowitu, rutylu, mullitu, jako włókien azbestowych.

Mikroskop elektronowy sprzężony ze spektrometrem rentgenowskim jest przyrządem najczęściej używanym do równoczesnych badań morfologii i struktury włókien mineralnych. Spektrometr rentgenowski może być łączony zarówno z transmisyjnym mikroskopem elektronowym (TEM) jak i ze skaningowym mikroskopem elektronowym (SEM).

Różnorodność metod oznaczania i identyfikacji azbestu wskazuje na brak jednej uniwersalnej metody umożliwiającej rozwiązanie wszystkich problemów analitycznych. Każda z wymienionych metod posiada określone zalety, jak również ograniczenia,
w związku z tym laboratoria analityczne korzystają najczęściej z wzajemnie uzupełniających się metod. W załączonej tabeli zestawiono zakresy zastosowań
i przydatność poszczególnych metod analitycznych.

Należy zwrócić uwagę, że wyniki pomiarów stężenia pyłu różnymi metodami są wzajemnie nieporównywalne. Występuje brak ogólnej zależności zwłaszcza pomiędzy wynikami zliczania włókien metodami mikroskopowymi a wynikami uzyskanymi metodami grawimetrycznymi. Nie stwierdzono korelacji pomiędzy wynikami uzyskanymi za pomocą metod mikroskopii optycznej i elektronowej co wynika stąd, że wyniki zliczania włókien metodami mikroskopii elektronowej są istotnie uzależnione od sposobu przygotowania próbek do badania tą metodą. Z tego względu w analityce azbestowej szczególną rolę odgrywa kontrola jakości badań laboratoryjnych. Wiarygodność, powtarzalność
i porównywalność wyników zapewnia akredytacja laboratoriów i metod analitycznych.

Tabela 4. Zakresy zastosowań i przydatność różnych metod analitycznych oznaczania i identyfikacji azbestu

w różnych środowiskach wg Werner

Lp.	Metoda	Zastosowanie	Zawartość azbestu
						> 1 - 2%	< 1 - 2%
1.	Mikroskopia optyczna w świetle spolaryzowanym i w kontraście fazowym	Możliwa identyfikacja azbestów, badanie morfologii włókien, oznaczanie liczby włókien i analiza wymiarowa	Przydatna zdolność rozdzielcza 0,5 μm	Przydatna, zdolność rozdzielcza 0,5 μm
2.	Mikroskopia elektronowa transmisyjna	Możliwe oznaczenie liczby włókien, morfologii włókien, analiza wymiarowa	Przydatna zdolność rozdzielcza 0,001μm	Przydatna, zdolność rozdzielcza 0,001 μm
3.	Mikroskopia elektronowa skaningowa	Możliwe oznaczenie liczby włókien, morfologii włókien i analiza wymiarowa	Przydatna zdolność rozdzielcza 0,01 μm	Przydatna, zdolność rozdzielcza 0,01 μm
4.	Mikroskopia elektronowa ze spektrometrem rentgenowskim	Możliwa identyfikacja tylko pojedynczych włókien
5.	Mikroskopia elektronowa z dyfrakcją elektronów	Możliwa analiza elementarna, identyfikacja pojedynczych włókien
6.	Spektrometria IR	Możliwa identyfikacja faz krystalicznych a niekiedy ilościowe oznaczenie zawartości azbestu w badanej próbce	Przydatna warunkowo	Nieprzydatna
7.	Dyfraktometria rentgenowska	Możliwa identyfikacja faz krystalicznych i ilościowe oznaczenie zawartości azbestu w badanej próbie.	Przydatna	Nieprzydatna

Źródło: E.Więcek w: „Azbest. Ekspozycja zawodowa i środowiskowa. Skutki, profilaktyka” pod red. N.Szeszeni-Dąbrowskiej, IMP Łódź, 2004.

Literatura

1. Bielichowska-Cybula G.: Analiza fazowa krystalicznych odmian krzemionki i minerałów włóknistych
   w analizach chemicznych, pyłowych zanieczyszczeń powietrza na stanowiskach pracy (red. Gromiec J.P.
   i Więcek E.) Wyd. IMP- Łódź, 1997, 177-192

2. Cherrie J., Addisson J., Dodgson J.: Comparative studies of airborne asbetos in occupational and non-occupational exposure to mineral fibres, IARC Scien. Public. No 90, Lyon 1989, 304-309.

3. Graf J.L.: Ase P.K., Draftz R.G.: Preparation and charakteryzation of analitycal reference minerals. NIOSH Publication No 79, Ohio 1979, 79-139.

4. Szeszenia-Dąbrowska N., Siuta J. (red.): Azbest w środowisku - skutki i profilaktyka. Wyd. IMP Łódź 1997, str. 34-72.

5. Taylor D.G., Nenadic C.M., Crable I.V.: Infrared spectra for mineral identification. Am. Ind. Hyg. Assoc. J. 1990, 100-108.

6. Van der Marel H.W., Beutelspacher H.: Atlas of infrared spectroscopy of clay minerals and their admixtures. Elsevier Scientific Publishing Co. Amsterdam 1976.

7. Werner I.: Mineralogische Analysen w Staüb am Arbeitsplatz - Messung. Bewertung, Bekämpfung. Verlag Tribüne Berlin, 1990, 83-92.

8. Więcek E., Stroszejn-Mrowca G., Maciejewska A.: Pyły środowiska pracy. w: Higiena Pracy. tom I
   (red. J. Indulski) Wyd. IMP-Łódź, 1999, 397-419.

9. Więcek E.: Oznaczanie i identyfikacja azbestu w różnych środowiskach w: „Azbest. Ekspozycja zawodowa
   i środowiskowa. Skutki, profilaktyka” pod red. N.Szeszeni-Dąbrowskiej, IMP, Łódź, 2004.

Virta R. US Geological survey Worldwide asbestos supply and consumption trends from 1900 to 2000. www.minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/asbestos

Kendall T. Asbestos production: survivors counting Asian cost. Ind Minerals. 1998; 384: 80-7.

Produkcję płyt azbestowo-cementowych rozpoczęto w Polsce w 1907 roku w Krakowie. Zakład ten został zamknięty w latach 70-tych ub. wieku. Około 1910 roku produkcję rozpoczął zakład w Lublinie, a około 1920 w Ogrodzieńcu koło Zawiercia, wg J.Dyczek w: „Azbest. Zanieczyszczenie środowiska. Ryzyko dla zdrowia” pod red. N.Szeszeni-Dąbrowskiej, IMP, Łódź, 2007

J.Dyczek j.w.

Dane o zużyciu azbestu ustalono na podstawie materiałów uzyskanych z zakładów azbestowo-cementowych w ramach realizacji projektu badawczego KBN Nr 4 0785 91 01 "Epidemiologiczna ocena skutków zdrowotnych działania pyłu azbestu na podstawie oceny ryzyka choroby nowotworowej w populacji eksponowanych zawodowo" (1992-1994)

Opracowanie inż. Kucharskiego, B. Machowskiego, T. Sandeckiego nt. "Stężenie pyłu azbestu w Zakładach Uszczelnień i Wyrobów Azbestowych "Polonit".

16

19

---