| 6-10. Aerozole |
| dr inż. Tomasz Jankowski - Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy |
|
- 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 pyłami umożliwiających eliminację zanieczyszczeń powietrza za środowiska pracy, a jeżeli nie jest to możliwe zastosowanie odpowiednich środków ochrony indywidualnej przed aerozolami.
- przeprowadzenia oceny ryzyka zawodowego pracowników narażonych na szkodliwe czynniki pyłowe występujące w środowisku pracy
- stężenie aerozolu (stężenie frakcji o różnych wymiarach cząstek),
- wymiary cząstek (aerozole grubo-, średnio- i drobnodyspersyjne),
- kształt cząstek (aerozole włókniste i niewłókniste),
- skład chemiczny i struktura krystaliczna (np. krystaliczna krzemionka lub krzemionka bezpostaciowa),
- właściwości wybuchowe pyłów (np. pyłów drewna lub pyłów mąki).
- procesy ze specjalnie wytworzonymi nanomateriałami, tzn. wytwarzanie nanomateriałów różnymi metodami, z zastosowaniem techniki bottom-up (nanomateriały są budowane z atomów, molekuł itd.) i top-down (nanomateriały są uzyskiwane w wyniku rozdrabniania materiałów o większych wymiarach z użyciem różnych metod i urządzeń) oraz stosowanie nanomateriałów w różnych procesach pracy
- źródła przypadkowe, tzn. źródła, z których są emitowane cząstki o nanowymiarach, często nazywane cząstkami ultra drobnymi, np. w wyniku włączenia kuchenki mikrofalowej, podczas spalania oleju napędowego w silnikach Diesla, w wyniku wzrostu temperatury powietrza w danym miejscu w pomieszczeniu pracy
- źródła naturalne, tzn. napływ do badanego pomieszczenia, z powietrzem atmosferycznym, NOAA, których stężenia i wymiary mogą się znacznie różnić nawet w ciągu jednego dnia, również w przypadku zdarzeń mogących wystąpić w znacznej odległości od badanego pomieszczenia pracy, np. na skutek wybuchu wulkanu.
- obszar górnych
dróg oddechowych (nos, jama ustna, gardło, krtań)
- obszar tchawiczo-oskrzelowy
(tchawica, oskrzela, oskrzeliki)
- obszar wymiany gazowej (oskrzeliki oddechowe, przewody pęcherzykowe i pęcherzyki płucne).
- wymiar dynamiczny włókna, który determinuje miejsce osadzania się pyłu w układzie oddechowym,
- także skuteczność osadzania
- trwałość włókien w tkanch
- frakcja wdychana - udział masowy wszystkich cząstek zawieszonych, wdychanych przez nos i usta,
- frakcja tchawiczna - udział masowy cząstek frakcji wdychanych wnikających poza krtań,
- frakcja respirabilna (pęcherzykowa) - udział masowy cząstek frakcji wdychanych docierających (wnikających) aż do bezrzęskowych dróg oddechowych.
- frakcja wdychalna – frakcja aerozolu wnikająca przez nos i usta, która po zdeponowaniu w drogach oddechowych stwarza zagrożenie dla zdrowia, określona zgodnie z normą PN-EN 481.
- frakcja respirabilna – frakcja aerozolu wnikająca do dróg oddechowych, która stwarza zagrożenie dla zdrowia po zdeponowaniu w obszarze wymiany gazowej, określona zgodnie z normą PN-EN 481.
- włókna respirabilne – włókna o długości powyżej 5 um o maksymalnej średnicy poniżej 3 um i stosunku długości do średnicy >3.
- obudowy częściowe z otworami roboczymi,
- instalacje wentylacji miejscowej wyposażone w ssawki, okapy (stacjonarne lub przestawne), połączone z instalacją odpylającą albo urządzeniem filtracyjno-wentylacyjnym.
- właściwości aerozoli (rozkładu wymiarowego cząstek, stężenia aerozolu, kształtu cząstek, właściwości elektrostatycznych, właściwości chemicznych, zwilżalności aerozolu),
- właściwości przepływającego powietrza (temperatury, wilgotności, prędkości),
- parametrów strukturalnych filtru (konstrukcji filtru, właściwości zastosowanego materiału filtracyjnego).
- PM10 dla cząstek o wymiarach od 0,3 do 10 µm,
- PM2,5 dla cząstek o wymiarach od 0,3 do 2,5 µm,
- PM1 dla cząstek o wymiarach od 0,3 do 1 µm.
| 6-10.1. Wprowadzenie |
Aerozole w tym pyły są jednym z głównych czynników szkodliwych występujących w środowisku pracy. [1] Na slajdzie 6-10.slajd1 przedstawiono zestawienie czynników szkodliwych w zależności od czestości występowania w środowisku pracy.
Zmniejszenie ryzyka zagrożenia chorobami zawodowymi, wynikającymi z narażenia na aerozole, jest zatem jednym z istotniejszych zagadnień związanych z zapewnieniem pracownikom bezpieczeństwa w pracy.
Zapewnienie skutecznego ograniczenia ryzyka zawodowego, wynikającego z narażenia na aerozole wymaga:
| 6-10.2. Źródła emisji aerozoli |
Najwięcej narażonych osób na aerozole pracuje w sekcji górnictwo i wydobywanie, głównie w dziale wydobywania węgla kamiennego i brunatnego (slajd 6-10.s.2). Głównymi źródłami emisji pyłów w pomieszczeniach pracy są procesy technologiczne. W zależności od rodzaju zastosowanego procesu technologicznego, emitowane aerozole charakteryzują się różnymi właściwościami [3,7,8,11,13,14]. Do najbardziej pyłotwórczych procesów technologicznych należy: mielenie, kruszenie, przesiewanie, transport i mieszanie ciał sypkich. Jednakże najwięcej pyłów drobnodyspersyjnych, 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.
Nanotechnologia ma coraz większy wpływ na codzienne życie ludzi zamieszkujących kraje uprzemysłowione, dlatego procesy nanotechnologiczne, w których do produkcji są stosowane nanomateriały można traktować jako źródło emisji pyłów o wymiarach nanometrycznych. Na slajdzie 6-10.s.3 przedstawiono podstawowe źródła emisji zanieczyszczeń do powietrza w środowisku pracy.
| 6-10.3. Rodzaje i własności aerozoli |
Aerozole to w większości mieszaniny substancji chemicznych. Właściwości aerozoli emitowanych do środowiska pracy są ściśle związane z właściwościami substancji, z których powstały. Podstawowymi parametrami aerozoli służącymi zarówno do oceny stopnia narażenia organizmu ludzkiego, jak i do doboru środków ochrony zbiorowej i indywidualnej są:
Na slajdzie 6-10.s.4 przedstawiono podstawowe parametry aerozoli, na slajdzie 6-10.s.5 zakresy wymiarowe cząstek zanieczyszczeń występujących w powietrzu, na slajdzie 6-10.s.6 główne rodzaje szkodliwych aerozoli. Poniżej przedstawiono ogólną charakterystykę substancji, których stosowanie w procesach technologicznych lub występowanie w gotowych wyrobach powoduje emisję do środowiska pracy szkodliwych, często rakotwórczych pyłów. [2].
Ditlenek krzemu
(SiO2) jest substancją polimorficzną występującą w naturze
w różnych odmianach krystalicznych i bezpostaciowych. Podstawowe odmiany
krystaliczne i bezpostaciowe ditlenku krzemu przedstawiono na slajdzie
6-10. slajd 7.
6-10. slajd 7.
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 aerozole włókniste należy rozumieć aerozole 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, antofilit, krokidolit, amozyt).
Minerały te źle przewodzą ciepło i są względnie odporne na działanie czynników
chemicznych. Podstawowe odmiany azbestu przedstawiono na slajdzie 6-10. slajd 8.
6-10. slajd 8
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.
Nanomateriał to powstały naturalnie bądź wytworzony przypadkowo lub specjalnie materiał zawierający cząstki, które występują pojedynczo albo jako agregaty bądź aglomeraty (NOAA), oraz 50% spośród nich, lub więcej, w liczbowym rozkładzie wymiarów ma co najmniej jeden zewnętrzny wymiar w zakresie 1 – 100 nm [5,6]. W kontekście definicji nanomateriału należy rozpatrywać trzy rodzaje źródeł emisji cząstek o nanowymiarach:
Bardzo szybki rozwój nanotechnologii umożliwia otrzymywanie materiałów o wyjątkowych cechach fizycznych, chemicznych i biologicznych [7]. Engineered nanomaterials (ENMs) lub manufactured nanomaterials (MNMs) znalazły zastosowania m.in. w medycynie, ochronie środowiska, sporcie, budownictwie, energetyce, transporcie, telekomunikacji, kosmetyce, a także w przemyśle chemicznym, samochodowym, elektronicznym i tekstylnym. Wiele z nanomateriałów, takich jak: nanorurki węglowe, sadza techniczna, tlenek tytanu oraz tlenek cynku, osiągnęło produkcję wielotonażową [8].
Skala produkcji oraz szerokie spektrum zastosowań daje obraz grup zawodowych potencjalnie narażonych na działanie nanomateriałów. Opracowywanie i wprowadzanie do obrotu produktów nanotechnologii powoduje powstawanie szeregu nowych zagrożeń w środowisku pracy, których rozmiar jest obecnie trudny do oszacowania. Wielkość rzędu 1 – 100 nm, tzw. nanoskala, wpływa na zmianę wielu właściwości fizykochemicznych materiałów w porównaniu z ich odpowiednikami o większym wymiarze. Zrozumienie tego faktu, jak również znaczenia w inicjowaniu skutków toksycznych ich parametrów, takich jak: wielkość cząstek, kształt, rozpuszczalność, stan aglomeracji, modyfikacja powierzchni itd., jest bardzo istotne w identyfikacji zagrożeń związanych ze stosowaniem nanomateriałów [9].
| 6-10.4. Szkodliwe działanie aerozoli na człowieka |
Główną drogą przedostawania się aerozoli 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.
Pyły można podzielić - ze względu na rodzaj działania biologicznego, szkodliwego dla człowieka - na pyły o działaniu: drażniącym, zwłókniającym, kancerogennym i alergizującym 6-10. slajd 6 [10,11,12,13,14,15].
6-10. slajd 6
( 6-10. slajd 7
| 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 aerozolu w miejscach osadzania, szybkością i drogami jego eliminacji, a także reakcją patologiczną na pył.
Najważniejsze z nich to ( 6-10. slajd 15):
6-10. slajd 15
Zaleganie aerozolu 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) [2].
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 aerozolu 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 samooczyszczenia płuc może wpływać na wydłużenie czasu przebywania aerozolu 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 aerozolu 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 aerozolu do dróg oddechowych, osadzanie cząstek w różnych ich odcinkach oraz eliminacja lub zatrzymanie aerozolu zależą przede wszystkim od wymiaru cząstek.
Ze względu na skutki zdrowotne, najważniejsze są cząstki frakcji respilabilnej aerozolu przeniknięcie do obszaru wymiany gazowej. Ten aerozol 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 aerozolu, uszkadzając mechanizm eliminacji aerozolu z organizmu przez niszczenie nabłonka migawkowego (przewlekłe nieżyty oskrzeli) powoduje, że wnikanie aerozolu do obszaru pęcherzykowego staje się łatwiejsze.
| 6-10.4.2. Choroby wywoływane oddziaływaniem aerozoli na układ oddechowy |
Rodzaj choroby wywołanej oddziaływaniem aerozolu na układ oddechowy zależy od rodzaju wdychanego aerozolu [2].
Do najczęściej spotykanych chorób należą pylice płuc, które określa się jako "nagromadzenie aerozolu 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 aerozole o słabym działaniu zwłókniającym lub niezwłókniającym może być odwracalna.
Nieorganiczne aerozole o strukturze włóknistej charakteryzuje oprócz działania drażniącego, zwłókniającego, także działanie nowotworowe. aerozole te mogą wywoływać rozwój raka płuc, raka oskrzeli oraz międzybłoniaki opłucnej i otrzewnej.
Do najważniejszych czynników wpływających na kancerogenność azbestu należą:
Zatem 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. 6-10. slajd 16
Rodzaj chorób wywołanych oddziaływaniem pyłów na układ oddechowy człowieka
przedstawiono na slajdzie 6-10. slajd 16.
| 6-10.4.3. Inne schorzenia wywołane pyłami |
W przemyśle występuje wiele różnorodnych aerozoli, 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) [2].
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: nowotwór 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 aerozole pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, takie jak pył mąki, bawełny, siana, drewna, włosia i piór. Najczęstsze choroby wywoływane przez tego rodzaju aerozole 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 aerozole |
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 bezpieczeństwa i higieny pracy, toksykologii, epidemiologii,
która umożliwia przygotowanie właściwych działań profilaktycznych [2,17].
Skutki zdrowotne dla osób narażonych na wdychanie aerozoli zależą od czasu oddziaływania, stężenia aerozolu w powietrzu, wymiaru i kształtu cząstek, składu chemicznego i struktury krystalicznej oraz właściwości wybuchowych pyłu.
Ocena narażenia na szkodliwe czynniki pyłowe polega na wykonaniu pomiarów stężeń na stanowiskach pracy dla zidentyfikowanych rodzajów aerozoli, określeniu wskaźników narażenia na aerozole i porównaniu uzyskanych wartości wskaźników narażenia z wartościami najwyższych dopuszczalnych stężeń pyłowych czynników szkodliwych (NDS-ów).
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). Przykładowy zestaw stosowany w dozymetrii indywidualnej przedstawiono na slajdzie 6-10.s.17.
W Polsce zasady pobierania próbek powietrza w środowisku pracy oraz interpretacji uzyskanych wyników są określone w normie PN-Z-04008-7:2002 [8] i PN-Z-04008-7:2002/A1:2004 [18]. Strategia pomiarowa i wytyczne do oceny narażenia na aerozole są podane w normie PN-EN 689+AC:2019 [19].
Podejście do zasad pobierania próbek powietrza na stanowiskach pracy przedstawiono w normie PN-EN 481:1998 [20]. Zgodnie z normą [20], w celu oceny narażenia na aerozole, na stanowiskach są pobierane frakcje aerozoli o określonych średnicach aerodynamicznych cząstek zawieszonych w powietrzu, a mianowicie 6-10.s.18:
Metody pomiaru stężenia pyłów włóknistych i niewłóknistych w celu oceny narażenia na aerozole w odniesieniu do frakcji wdychalnej oraz frakcji respirabilnej lub włókien respirabilnych (slajd 6-10.s.19) przedstawiono na slajdzie 6-10.s.20. Rozporządzeniem MRPiPS z dnia 12 czerwca 2018 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy (Dz. U. 2018, poz. 1286, z późn. zm.) [21] wprowadzono nowe definicje frakcji aerozoli:
Metody pomiaru aerozolu w środowisku pracy można podzielić na grawimetryczne, za pomocą których określa się masę cząstek aerozolu zawartego w jednostce obję¬tości powietrza (mg/m3), oraz liczbowe, służące do określenia liczby włókien zawartych w jednostce objętości powietrza (liczba włókien/cm3). W odniesieniu do czynników pyłowych o strukturze niewłóknistej do oceny narażenia stosuje się obecnie metody grawimetryczne. Do oceny narażenia na czynniki pyłowe o strukturze włók¬nistej niezbędne jest natomiast określenie liczbowego stężenia włókien respirabilnych.
Zarówno w przypadku metod grawimetrycznych, jak i liczbowych strategia pobierania próbek jest podobna, różnice natomiast dotyczą postępowania analitycznego po pobraniu próbki. W przypadku metod grawimetrycznych sprowadza się to do ważenia z odpowiednią dokładnością, a w przypadku metod liczbowych - do analizy mikroskopowej.
Aktualnie brak jest w Polsce znormalizowanych metod do oznaczania frakcji wdychalnej i frakcji respirabilnej aerozoli zgodnie z zaleceniami podanymi w normach PN¬-EN 481:1998 [20] i PN-ISO 7708:2001 [22], w których przedstawiono jedynie ogólne zasady pobierania frakcji o określonych średnicach aerodynamicznych cząstek zawieszonych w powietrzu.
Dotychczas zalecenia dotyczące oznaczania pyłu zawarte były odpowiednio w wycofanych bez zastąpienia normach PN-91/Z-04030/05 [23] (pył całkowity) i PN-91/Z-04030/06 [24] (pył respirabilny). W ramach planu działania Komitetu Technicznego PKN nr 159 ds. Zagrożeń Chemicznych i Pyłowych w Środowisku Pracy przygotowywane są znormalizowane me¬tody do oznaczania frakcji wdychalnej (PN-Z-04507:2022) [25] i frakcji respirabilnej (PN-Z-04508:2022) [26] aerozoli na stanowiskach pracy metodą grawimetryczną.
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 skuteczności (99% dla cząstek o wymiarze 1 µm), które ponadto powinny być niehigroskopijne i charakteryzować się niewielkimi oporami przepływu powietrza.
Najprostszą metodą pomiaru stężenia pyłu jest oznaczanie frakcji wdychalnej pyłu w jednostce objętości powietrza [20]. Jednakże wynik takiego pomiaru stężenia frakcji wdychalnej pyłu 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 frakcji wdychalnej pyłu zmienia się natomiast w bardzo szerokim zakresie od poniżej 5% do ponad 50%. Tym samym frakcja wdychalna pyłu nie jest dobrym wskaźnikiem narażenia na działanie pyłów pylicotwórczych.
Do oceny ryzyka zawodowego rozwoju pylicy płuc najodpowiedniejszym postępowaniem jest indywidualne pobieranie powietrza w strefie oddychania pracownika i określenie stężenia frakcji wdychalnej i respirabilnej aerozolupyłu [21]. Metodę stosuje się podczas kontroli warunków sanitarnohigienicznych. Najmniejsze stężenie frakcji wdychalnej i resprabilnej aerozolu, jakie można oznaczać w warunkach pobierania próbek powietrza i wykonywania oznaczania, zależy od rodzaju stosowanego próbnika, rodzaju filtra i dokładności wagi.
Metoda polega na przepuszczaniu badanego powietrza, ze znanym strumieniem objętości w określonym czasie, przez próbnik (w przypadku frakcji respirabilnej próbnik jest wyposażony w selektor wstępny) zawierający przegrodę filtracyjną zwaną w dalszej części normy filtrem, w celu zatrzymania określonej frakcji aerozolu. Masę zatrzymanego aerozolu wyznacza się jako różnicę masy filtra ważonego po pobraniu próbki i przed pobraniem próbki. Stężenie frakcji aerozolu oblicza się jako stosunek masy aerozolu zatrzymanego na filtrze do objętości powietrza przepuszczonego przez filtr.
Jeżeli w dokumentacji producenta próbnika podano, że istotne jest ważenie filtra wraz z kasetą, to należy ważyć filtr z kasetą. W takim przypadku masę aerozolu wyznacza się jako różnicę masy filtra wraz z kasetą, które są ważone po pobraniu próbki i masy filtra wraz z kasetą, które są ważone przed pobraniem próbki.
W metodzie stosuje się typowy sprzęt laboratoryjny oraz następujący: waga analityczna, pompa ssąca, próbniki, filtry, eksykator, sprzęt pomocniczy, urządzenia do pomiaru strumienia objętości powietrza, urządzenia do pomiaru warunków środowiskowych, urządzenie do pomiaru czasu.
Przed pobieraniem próbek filtry lub filtry umieszczone w oznakowanych kasetach umieszcza się w eksykatorze, a następnie kondycjonuje. Kondycjonowanie filtrów w eksykatorze prowadzi się co najmniej przez 20 h. Należy zapewnić takie warunki kondycjonowania, aby próbki nie były narażone na zanieczyszczenie. Następnie filtry lub filtry umieszczone w oznakowanych kasetach waży się na wadze analitycznej i zabezpiecza się przed zanieczyszczeniem. Tak samo kondycjonuje się i waży próbki ślepe.
Przed rozpoczęciem pobierania próbek ustawia się wstępnie żądany strumień objętości pompy ssącej z podłączonym próbnikiem wyposażonym w filtr i mierzy się początkowy strumień objętości powietrza. Za wyniki pomiarów początkowego strumienia objętości powietrza należy przyjąć średnią arytmetyczną co najmniej z trzech następujących po sobie pomiarów cząstkowych, których wartości nie różnią się więcej niż 5 %. Strumień objętości ustawia się w warunkach laboratoryjnych lub na miejscu pomiarów. Strumień objętości zaleca się ustawiać za pomocą pojemników kalibracyjnych. Próbki powietrza należy pobierać zgodnie z zasadami dozymetrii indywidualnej wg PN-Z-04008-7:2002 [27] i PN-Z-04008-7:2002/A1:2004 [18]. Próbniki w strefie oddychania pracownika montuje się w pozycji określonej w dokumentacji producenta próbnika. W przypadku, gdy zestaw do pobierania próbek nie może być zamontowany na ubraniu pracownika lub uniemożliwiłby wykonywanie pracy, możliwe jest zastosowanie pobierania próbek metodą stacjonarną. Próbki ślepe powinny być eksponowane na takie warunki środowiskowe, jakie panują podczas pobierania próbek, ale próbki ślepe nie powinny ulec zanieczyszczeniu. W miejscu pobierania próbek wykonuje się pomiar temperatury, ciśnienia i wilgotności względnej powietrza, stosując urządzenia do pomiaru warunków środowiskowych co najmniej na początku i na końcu okresu pobierania próbek. Po zakończeniu pobierania próbek, wykonuje się pomiar końcowego strumienia objętości powietrza. Za wyniki pomiarów końcowego strumienia objętości powietrza należy przyjąć średnią arytmetyczną co najmniej z trzech następujących po sobie pomiarów cząstkowych, których wartości nie różnią się więcej niż 5 %. Pomiar końcowego strumienia objętości powietrza wykonuje się na miejscu pomiarów lub w warunkach laboratoryjnych. Po zakończeniu pobierania próbek odłącza się próbnik od pompy ssącej, unikając wstrząsów mechanicznych. W przypadku próbników z kasetami należy wyjąć kasety i zabezpieczyć je za pomocą zacisków transportowych. W przypadku innych rodzajów próbników filtry należy wyjąć z próbników za pomocą płasko zakończonej pincety i umieścić w oznakowanych pojemnikach do transportu. Demontaż należy wykonać w miejscu uniemożliwiającym zanieczyszczenie próbek. Dopuszcza się także zabezpieczenie próbników po pomiarach w celu uniknięcia przypadkowego zanieczyszczenia filtra i ich demontaż w warunkach laboratoryjnych. Próbniki oraz filtry z pobranymi próbkami określonej frakcji aerozolu należy transportować do laboratorium i przechowywać w taki sposób, aby zdeponowany aerozol był na górnej powierzchni filtra. W przypadku ważenia tylko filtra, filtr z pobraną próbką powietrza, wyjmuje się płasko zakończoną pincetą z pojemnika do transportu i kondycjonuje. Następnie próbkę waży się na wadze analitycznej. W ten sam sposób postępuje się z próbkami ślepymi, jeśli są stosowane.
Stężenie frakcji wdychalnej lub respirabilnej aerozolu (X) oblicza się, w miligramach na metr sześcienny, wg wzoru X=((m_1-m_2 ))/V×1 000 (1) w którym: m1 masa filtra przed pobraniem próbki, w miligramach; m2 masa filtra po pobraniu próbki, w miligramach; V objętość powietrza przepuszczonego przez filtr, w decymetrach sześciennych, wg wzoru: V=Q×t (2) w którym: Q strumień objętości powietrza ustalony podczas ustawiania strumienia objętości pompy ssącej jako średnia z wartości uzyskanych przed pobraniem próbki i po pobraniu próbki, w decymetrach sześciennych na minutę, t czas pobierania próbki, w minutach. Objętość pobranego powietrza przepuszczonego przez filtr powinna być obliczona dla rzeczywistych warunków środowiskowych, o ile przepisy krajowe nie decydują inaczej. Podstawą oceny narażenia zawodowego związanego z występowaniem szko¬dliwych czynników pyłowych w środowisku pracy są wyniki pomiarów stężeń w po¬wietrzu stanowisk pracy, a następnie obliczenie wskaźników narażenia i ustalenie ich relacji do wartości najwyższych dopuszczalnych stężeń (NDS) ( 6-10.s.21). 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 całkowitym lub respirabilnym. Oznaczenie zawartości wolnej krystalicznej krzemionki jest oparte na metodach chemicznych [19] - 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 [17,18]. 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. Do oznaczenia stężenia frakcji respirabilnej o strukturze włóknistej filtry są analizowane w mikroskopie optycznym z wykorzystaniem techniki fazowo-kontrastowej [16]. 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 włókien respirabilnych. Takie warunki spełniają filtry membranowe produkowane z mieszaniny nitrocelulozy i cetylocelulozy. 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). Definicję NDS przedstawiono na foliogramie 6-10.fol.14. W przypadku, gdy pomiary stężeń frakcji aerozolipyłów wykażą przekroczenie wartości najwyższych dopuszczalnych stężeń, pracodawca powinien podjąć niezwłocznie działania i środki zmierzające do zlikwidowania przekroczeń zgodnie z ogólnymi przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy [2835] i przepisami rozporządzenia ministra zdrowia [2936] ( 6-10.s.22) . Tryb, metody, rodzaj i częstotliwość wykonywania badań i pomiarów czynników szkodliwych dla zdrowia występujących w środowisku pracy jest określony w rozporządzeniu ministra zdrowia [3032]. Zgodnie z rozporządzeniem [302], w przypadku występowania szkodliwego dla zdrowia aerozolupyłu, z wyjątkiem aerozolupyłu o działaniu rakotwórczym, badania i pomiary wykonuje się ( 6-10.s.23): co najmniej raz na trzy miesiące – przy stwierdzeniu w ostatnio przeprowadzonym pomiarze stężenia pyłu rakotwórczego powyżej 0,5 wartości NDS, co najmniej raz w roku – przy stwierdzeniu w ostatnio przeprowadzonym badaniu lub pomiarze stężenia aerozoli powyżej 0,5 wartości NDS, co najmniej raz na dwa lata – przy stwierdzeniu w ostatnio przeprowadzonym badaniu stężenia aerozoli powyżej 0,1 do 0,5 wartości NDS, w każdym przypadku wprowadzenia zmian w warunkach występowania tego aerozolu.co najmniej raz na sześć miesięcy – przy stwierdzeniu w ostatnio przeprowadzonym pomiarze stężenia pyłu rakotwórczego powyżej 0,1 do 0,5 wartości NDS, w każdym przypadku wprowadzenia zmiany w warunkach występowania tych pyłów.
W przypadku wystąpienia w środowisku pracy aerozoli o działaniu rakotwórczym badania i pomiary wykonuje się ( 6-10.s.24): co najmniej raz na trzy miesiące – przy stwierdzeniu w ostatnio przeprowadzonym badaniu lub pomiarze stężenia aerozolu rakotwórczego powyżej 0,5 wartości NDS, co najmniej raz na sześć miesięcy – przy stwierdzeniu w ostatnio przeprowadzonym badaniu lub pomiarze stężenia aerozolu rakotwórczego powyżej 0,1 do 0,5 NDS, w każdym przypadku wprowadzenia zmian w warunkach występowania tego aerozolu. Badań i pomiarów aerozolu nie wykonuje się, jeżeli wyniki dwóch ostatnio przeprowadzonych badań i pomiarów (wykonanych w odstępnie co najmniej dwóch lat, a w przypadku aerozoli o działaniu rakotwórczym – co najmniej sześciu miesięcy) nie przekraczały 0,1 wartości NDS, a w procesie technologicznym lub w warunkach występowania aerozolu nie dokonała się zmiana mogąca wpływać na wysokość stężenia aerozolu ( 6-10.s.25).
W przypadku narażenia na aerozol zawierający azbest badania i pomiary wykonuje się co najmniej raz na trzy miesiące. Jeżeli wyniki dwóch ostatnich badań i pomiarów nie przekraczały 0,5 wartości NDS, częstotliwość ta może być zmniejszona – badania co najmniej raz na sześć miesięcyW przypadku występowania w środowisku pracy pyłów, innych niż pyły rakotwórcze, pomiary przeprowadza się: co najmniej raz w roku – przy stwierdzeniu w ostatnio przeprowadzonym pomiarze stężenia pyłu powyżej 0,5 wartości NDS, co najmniej raz na dwa lata – przy stwierdzeniu w ostatnio przeprowadzonym pomiarze stężenia pyłu powyżej 0,1 do 0,5 wartości NDS. w każdym przypadku wprowadzenia zmiany w warunkach występowania tych pyłów (fol. nr 8),.
| 6-10.6. Zapobieganie skutkom narażenia na aerozole |
| 6-10.6.1. Profilaktyka medyczna |
Celem działań profilaktycznych w stosunku do osób narażonych na szkodliwe działanie aerozoli jest zapobieganie przede wszystkim przypadkom pylicy krzemowej, pylicy azbestowej oraz zmianom nowotworowym. Pylice płuc w zależności od wielkości narażenia mogą się ujawnić już po kilku 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 slajd (6-10. slajd 26) . 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 [2].
| 6-10.6.2. Profilaktyka organizacyjna |
Ryzyko związane z pyłowymi czynnikami szkodliwymi powinno być kontrolowane również poprzez zastosowanie odpowiednich środków organizacyjnych w pomieszczeniach. Środki organizacyjne mogą obejmować zarówno informacje dla pracowników na temat ryzyka, środków zapobiegawczych, procedur bezpiecznej pracy, które należy stosować, jak i ograniczanie do minimum liczby pracowników narażonych na działanie substancji chemicznych, liczby godzin pracy, czy obszarów, na których może wystąpić narażenie. Zasady profilaktyki organizacyjnej przedstawiono na slajdach 6-10.s.27, 6-10.s.28, 6-10.s.29.
| 6-10.6.3. Profilaktyka techniczna |
Rozprzestrzenianie się emitowanych na stanowiskach pracy zanieczyszczeń powietrza można ograniczać, wykorzystując różne typy środków ochrony zbiorowej przed aerozolami, których stosowanie, zgodnie z Dyrektywami Unii Europejskiej oraz prawem polskim jest priorytetowe w stosunku do środków ochrony indywidualnej ( 6-10.s.30). Maszyny stwarzające zagrożenie emisją aerozoli w pomieszczeniach produkcyjnych powinny być wyposażone w odpowiednie środki ochrony zbiorowej przed aerozolami.
Środki ochrony zbiorowej przed aerozolami to przede wszystkim wentylacja i filtracja powietrza. Schemat podziału wentylacji przedstawiono na slajdzie 6-10.s.31.
Najkorzystniejszym i zalecanym rozwiązaniem z punktu widzenia zabezpieczenia przed emisją zanieczyszczeń powietrza do środowiska pracy jest całkowite obudowanie maszyny, tzw. hermetyzacja [31]. Całkowite obudowanie maszyny nie zawsze jest możliwe. Stosuje się wtedy:
W środowisku pracy, w którym emitowane są szkodliwe czynniki pyłowe, obudowy i instalacje wentylacji miejscowej powinny być wspomagane działaniem wentylacji mechanicznej ogólnej [1]. Rodzaje ogólnej wentylacji mechanicznej przedstawiono na slajdzie 6-10.s.32.
W celu opracowania skutecznych instalacji wentylacyjnych i obudów źródeł emisji aerozoli należy zapewnić przestrzeganie, już w fazie projektowania, założeń technicznych odnośnie do wymagań skuteczności ograniczania zagrożeń aerozolami. Poniżej przedstawiono wybrane założenia techniczne w zależności od rodzaju rozwiązania obudowy lub instalacji wentylacji miejscowej dla danej maszyny.
Obudowy mogą być różnej wielkości i mogą obejmować całą przestrzeń działania maszyny (obudowy całkowite) lub jedynie rejon emisji zanieczyszczeń pyłowych (obudowy częściowe).
Całkowite obudowy powinny być projektowane podczas konstruowania maszyn. Przy projektowaniu obudowy do istniejącej maszyny, konieczne jest uwzględnienie ergonomii i parametrów pracy maszyny ( 6-10.s.33). Obudowy częściowe wyposażone w otwory robocze zapewniają pracownikowi swobodny dostęp do obsługiwanych maszyn i umożliwiają kontrolowanie procesu produkcyjnego, przy jednoczesnym odprowadzaniu zanieczyszczonego powietrza z wnętrza obudowy.
Gdy niemożliwe jest całkowite lub częściowe obudowanie źródła emisji pyłów, stosowane są instalacje wentylacji miejscowej połączone z instalacją odpylającą bądź urządzeniem filtracyjno-wentylacyjnym. Zadaniem instalacji wentylacji miejscowej jest wychwytywanie pyłów bezpośrednio przy źródle emisji i zapobieganie ich rozprzestrzenianiu się w pomieszczeniu.
Podstawowymi elementami instalacji wentylacji miejscowej są okapy i ssawki ( slajd 34).
Odprowadzanie i oczyszczanie zanieczyszczonego powietrza ze źródła emisji szkodliwych czynników pyłowych może być realizowane z użyciem urządzeń filtracyjnych. Oczyszczenie powietrza umożliwia jego ponowne wprowadzenie do pomieszczenia. Zaletą urządzeń filtracyjnych jest możliwość umieszczenia ich w bezpośrednim sąsiedztwie emisji aerozoli i oszczędności eksploatacyjne wynikające ze stosowania powietrza recyrkulacyjnego (w szczególności w okresie zimowym).
Podstawowym elementem urządzeń filtracyjnych są wielostopniowe układy filtracji w tym: filtry powietrza i materiały filtracyjne.
Wskaźnikami użytkowymi filtrów powietrza są: skuteczność filtracji i opór przepływu. Parametry te zależą od:
Wymagania dotyczące metod badania i zasad klasyfikacji filtrów powietrza i materiałów filtracyjnych stosowanych do instalacji wentylacyjnych są określone w normach międzynarodowych, które zostały wdrożone jako normy polskie ( 6-10.s.35). W Polsce filtry i materiały filtracyjne są klasyfikowane i badane w laboratoriach CIOP-PIB ( 6-10.s.36).
Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (ISO) przygotowała serię nowych norm ISO 16890 dotyczących badania i klasyfikowania filtrów powietrza stosowanych w wentylacji ogólnej. W 2017 r. normy PN-EN ISO 16890-1:2017, PN-EN ISO 16890-2:2017, PN-EN ISO 16890-3:2017, PN-EN ISO
16890-4:2017 zostały wprowadzone w Polsce [32,33,34,35].
Wdrożenie serii norm PN-EN ISO 16890 w Polsce spowodowało wycofanie normy PN-EN 779:2012 [36]. W związku z potrzebą dostosowania aerozolu testowego do rzeczywistego aerozolu atmosferycznego oraz z uwagi na skutki zdrowotne związane z wdychaniem przez człowieka zanieczyszczonego powietrza w normach zamieszczono nowy sposób testowania filtrów powietrza. Nowe zasady badania filtrów powietrza odniesiono do trzech różnych zakresów wymiarów cząstek pyłu PM (ang. particulate matter):
Klasyfikacja filtrów powietrza zgodnie z normą PN-EN ISO 16890-1:2017 [46] przedstawiona została na slajdzie 24. Filtry powietrza są klasyfikowane na podstawie ich początkowego, grawimetrycznego zatrzymania, skuteczności filtracji ePM10, ePM2,5, ePM1 oraz minimalnej skuteczności ePM1,min i ePM2,5,min. Filtrom o niskiej skuteczności filtracji uzyskanej w wyniku testu zatrzymania aerozolu syntetycznego L2 o składzie zgodnym z ISO 15957 nie zostaje nadana klasa ePMx.
Klasyfikacja filtrów powietrza zgodnie z normą PN-EN ISO 16890-1:2017 [35] przedstawiona została na slajdzie 6-10.s.37. Filtry powietrza są klasyfikowane na podstawie ich początkowego, grawimetrycznego zatrzymania, skuteczności filtracji ePM10, ePM2,5, ePM1 oraz minimalnej skuteczności ePM1,min i ePM2,5,min. Filtrom o niskiej skuteczności filtracji uzyskanej w wyniku testu zatrzymania pyłu syntetycznego A2 o składzie zgodnym z ISO 12103-1 [37] nie zostaje nadana klasa ePMx.
Zgodnie z PN-EN ISO 21083-1:2019 [38] można badać materiały filtracyjne w odniesieniu do zatrzymywania cząstek z zakresu poniżej 500 nm ( 6-10.s.38)
Klasyfikacja wysokoskutecznych filtrów powietrza typu EPA, HEPA i ULPA zgodna z normami PN-EN 1822-1:2019 [39] przedstawiona została na slajdzie 6-10.s.39.
Klasa filtru jest określana na podstawie wartości całkowitych i miejscowych skuteczności i penetracji filtracji. Filtry wysokoskuteczne są stosowane jako ostatni stopień w wielostopniowych układach filtracji instalacji wentylacji w pomieszczeniach o bardzo wysokich wymaganiach czystości powietrza. Skuteczność całkowita określana dla filtrów typu E, H i U jest to skuteczność uśredniona dla całej powierzchni czołowej filtra w danych warunkach eksploatacyjnych. Natomiast skuteczność miejscowa jest skutecznością w określonym punkcie filtra w danych warunkach eksploatacyjnych.
Badanie skuteczności i penetracji filtracji przez filtry wysokoskuteczne wykonuje się testem aerozolu estru bis (2-etyloheksylu) kwasu sebacynowego (DEHS).
Wysokoskuteczne filtry powietrza EPA (klasy E10-E12), HEPA (klasy H13-H14) i ULPA (klasy U15-U17) są stosowane jako ostatni stopień filtracji w instalacjach wentylacji pomieszczeń czystych o klasach czystości wyższych niż ISO 7 (np. sterylne sale operacyjne, produkcja farmaceutyczna, produkcja składników spożywczych, produkcja elektroniki). W przypadku bardzo wysokich wymagań stawianych czystości powietrza są wykorzystywane wielostopniowe układy filtracyjne. Na rynku międzynarodowym obowiązuje klasyfikacja wysokoskutecznych filtrów powietrza podana w ISO 29463-1:2017 [40] (klasy od ISO 15E do ISO 75U) ( 6-10.s.40).
Klasyfikację czystości powietrza pod względem stężenia cząstek stałych w powietrzu pomieszczeń czystych, stref czystych i urządzeń oddzielających, wg PN-EN ISO 14644-1:2016-03 [41] przedstawiono na slajdzie 6-10.s.41.
Wówczas gdy zastosowanie środków ochrony zbiorowej przed aerozolami nie zapewnienia wymaganej czystości powietrza w pomieszczeniu pracy, należy przeprowadzić dobór środków ochrony indywidualnej, odpowiednich do rodzaju pyłów występujących w środowisku pracy. Konieczność stosowania środków ochrony indywidualnej powinna wynikać z przepisów prawnych oraz oceny ryzyka zawodowego ( 6-10.s.42). Na slajdzie 6-10.s.43 przedstawiono podstawowe rodzaje środków ochrony indywidualnej, a na slajdzie 6-10.s.44 omówiono zasady doboru ŚOI.
| 6-10.7. Podsumowanie |
Jednym z podstawowych aspektów bezpiecznej pracy jest zapobieganie występowaniu zagrożenia zanieczyszczeniami powietrza w zakładach pracy.
Podejmowanie działań zmierzających do eliminowania zagrożenia aerozolami u źródła ich emisji jest zdeterminowane wymaganiami Dyrektyw Unii Europejskiej oraz prawem polskim.
Podejmowanie działań zmierzających do eliminowania zagrożenia aerozolami u źródła ich emisji jest zdeterminowane wymaganiami Dyrektyw Unii Europejskiej oraz prawem polskim.
Prace zmierzające do likwidacji zagrożenia aerozolami powinny obejmować zarówno działania umożliwiające eliminację zagrożenia (stosowanie środków ochrony zbiorowej i indywidualnej), jak i działania organizacyjne z zakresu popularyzacji wiedzy z zakresu szkodliwości działania aerozoli oraz stosowania metod ich eliminacji ze środowiska pracy (szkolenia pracodawców i pracowników).
Podejmując działania, zmierzające do ochrony pracowników przed narażeniem na aerozole, szczególną uwagę należy zwrócić na najbardziej szkodliwe pyły, tzn. azbest oraz frakcja respirabilna krzemionki krystalicznej. Niezależnie od rodzaju zanieczyszczeń, ich eliminacja ze środowiska pracy powinna być przeprowadzana przede wszystkim przez zastosowanie odpowiednich środków ochrony zbiorowej przed aerozolami. Wszędzie tam, gdzie jest to możliwe, należy dążyć do hermetyzacji procesów produkcyjnych. W pozostałych przypadkach, na podstawie analizy parametrów pobranego u źródła emisji aerozolu, należy dobrać system lub urządzenie filtracyjno-wentylacyjne, odpowiednie do rodzaju i stężenia aerozolu.
Działaniem wspomagającym ochronę pracownika przed szkodliwym narażeniem na aerozole, jest dobór środków ochrony indywidualnej.
| 6-10.8. Literatura |
- 1. Jankowski T., Jankowska E., Więcek E.: Aerozole w środowisku pracy. Warszawa, CIOP-PIB 2020.
2. Bezpieczeństwo i higiena pracy. Red. nauk. D. Koradecka. Warszawa, CIOP-PIB 2008.
3. 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.
4. Nietzold I.: Filtracja powietrza. Warszawa, Arkady 1984.
5. Bhardwaj, V.; Kaushik, A. Biomedical Applications of Nanotechnology and Nanomaterials. Micromachines 2017, 8, 298.
6. Jeevanandam, J.; Barhoum, A.; Chan, Y.S.; Dufresne, A.; Danquah, M.K. Review on nanoparticles and nanostructured materials: history, sources, toxicity and regulations. Beilstein journal of nanotechnology 2018, 9, 1050-1074.
7. Pośniak M., Zapór L., Oberbek P., Miranowicz-Dzierżawska K., Skowroń J., Jankowski T.: Emerging chemical risks in the working environment, (Pod red.: Pośniak M.), CRC Press / Taylor & Francis Group, 2020.
8. Boverhof, D.R.; Bramante, C.M.; Butala, J.H.; Clancy, S.F.; Lafranconi, M.; West, J.; Gordon, S.C. Comparative assessment of nanomaterial definitions and safety evaluation considerations. Regulatory Toxicology and Pharmacology 2015, 73, 137-150.
9. ISO. Nanotechnologies -- Vocabulary -- Part 2: Nano-objects. International Organization for Standardization, : 2015; Vol. ISO/TS 80004-2:2015.
10. Asbestos: Toxcological profile for asbestos: Atlanta, US Department of Health and Human Services 1993.
11. Azbest i inne naturalne włókna mineralne. Kryteria Zdrowotne Środowiska. Tom 53, Warszawa, PZWL 1990.
12. Holt P. E.: Inhaled dust and disease. Chichester, Wiley 1987.
13. Man-made mineral fibres and radon IARC. Monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humas. V. 43, Lyon 1988.
14. Silica and some silicates: IARC Monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans. V. 42, Lyon 1987.
15. Więcek E. : Doświadczalna pylica krzemowa. Łódź, IMP Studia i Materiały Monograficzne 1990.
16. Rozporządzenie ministra zdrowia w sprawie substancji chemicznych, ich mieszanin, czynników lub procesów technologicznych o działaniu rakotwórczym lub mutagennym w środowisku pracy z dnia 24 lipca 2012 r. (Dz.U. Nr 0, poz. 890 z późn. zm.).
17. Czynniki szkodliwe w środowisku pracy - wartości dopuszczalne. Praca zbiorowa pod redakcją M. Pośniak i J. Skowroń. Warszawa, CIOP-PIB 2020.
18. PN-Z-04008-7:2002/Az1:2004. Ochrona czystości powietrza. Pobieranie próbek. Zasady pobierania próbek powietrza w środowisku pracy i interpretacji wyników.
19. PN-EN 689+AC:2019. Narażenie na stanowiskach pracy - Pomiary narażenia inhalacyjnego na czynniki chemiczne - Strategia badania zgodności z wartościami dopuszczalnymi.
20. PN-EN 481:1998. Atmosfera miejsca pracy. Określenie składu ziarnowego dla pomiaru cząstek zawieszonych w powietrzu.
21. Rozporządzenie ministra rodziny, pracy i polityki społecznej w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy z dnia 12 czerwca 2018 r. (Dz.U. 2018, poz. 1286 z późn. zm.).
22. PN-ISO 7708:2001 Jakość powietrza – Definicje frakcji pyłu stosowane przy pobieraniu pró¬bek do oceny zagrożenia zdrowia.
23. PN-91/Z-04030/05 Ochrona czystości powietrza. Badania zawartości pyłu. Oznaczanie pyłu całkowitego na stanowiskach pracy metodą filtracyjno-wagową (norma wycofana).
24. PN-91/Z-04030/06 Ochrona czystości powietrza. Badania zawartości pyłu. Oznaczanie pyłu respirabilnego na stanowiskach pracy metodą filtracyjno-wagową (norma wycofana).
25. PN-Z-04507:2022. Ochrona czystości powietrza. Oznaczanie frakcji wdychalnej aerozolu na stanowiskach pracy metodą grawimetryczną.
26. PN-Z-04508:2022. Ochrona czystości powietrza. Oznaczanie frakcji respirabilnej aerozolu na stanowiskach pracy metodą grawimetryczną.
27. PN-Z-04008-7:2002 Zasady pobierania próbek powietrza i wykonywania pomiarów nie¬zbędnych do oceny narażenia zawodowego na substancje chemiczne i pyły przemysłowe.
28. Obwieszczenie ministra gospodarki, pracy i polityki społecznej w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia ministra pracy i polityki socjalnej w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy z dnia 28 sierpnia 2003 r. (Dz.U. Nr 169, poz. 1650 z późn. zm.).
29. Rozporządzenie ministra zdrowia w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy związanej z występowaniem w miejscu pracy czynników chemicznych z dnia 30 grudnia 2004 r. (Dz.U. 2005 Nr 11, poz. 86 z późn. zm.).
30. Rozporządzenie ministra zdrowia w sprawie badań i pomiarów czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy z dnia 2 lutego 2011 r. (Dz.U. Nr 33, poz. 166 z późn. zm.).
31. Industrial Ventilation: A Manual of Recommended Practice for Design, 29th Edition, Cincinnati, ACGiH, 2016.
32. PN-EN ISO 16890-4:2017-01 Przeciwpyłowe filtry powietrza do wentylacji ogólnej - Część 4: Metoda kondycjonowania mająca na celu wyznaczenie minimalnej badawczej skuteczności filtracji w funkcji wymiaru cząstek.
33. PN-EN ISO 16890-3:2017-01 Przeciwpyłowe filtry powietrza do wentylacji ogólnej - Część 3: Określanie skuteczności filtracji metodą grawimetryczną i oporu przepływu powietrza w zależności od masy zatrzymywanego pyłu.
34. PN-EN ISO 16890-2:2017-01 Przeciwpyłowe filtry powietrza do wentylacji ogólnej - Część 2: Pomiar skuteczności filtracji w funkcji wymiaru cząstek oraz oporu przepływu powietrza.
35. PN-EN ISO 16890-1:2017-01 Przeciwpyłowe filtry powietrza do wentylacji ogólnej - Część 1: Specyfikacje techniczne, wymagania i system klasyfikacji skuteczności określony na podstawie wielkości cząstek pyłu (ePM).
36. PN EN 779:2012. Przeciwpyłowe filtry powietrza do wentylacji ogólnej. Określanie parametrów filtracyjnych (norma wycofana)
37. ISO 12103-1 :2016 Road vehicles — Test contaminants for filter evaluation — Part 1: Arizona test dust.
38. PN-EN ISO 21083-1:2019-01 Metoda badania skuteczności materiałów filtrujących powietrze ze sferycznych nanomateriałów – Część 1: Zakres wielkości od 20 nm do 500 nm.
39. PN-EN 1822-1:2019. Wysokoskuteczne filtry powietrza (EPA, HEPA i ULPA) Cześć 1: Klasyfikacja, badanie parametrów, znakowanie.
40. ISO 29463-1:2017 High efficiency filters and filter media for removing particles from air — Part 1: Classification, performance, testing and marking.
41. PN-EN ISO 14644-1:2016. Pomieszczenia czyste i związane z nimi środowiska kontrolowane - Część 1: Klasyfikacja czystości powietrza na podstawie stężenia cząstek.