Пыль и ее влияние на организм

Пыль — физическое состояние вещества в виде мельчайших твердых частиц. Их взвесь в воздухе представляет собой аэрозоль. В атмосфере и воздухе помещений всегда содержится то или иное количество пыли. Источниками ее образования могут быть производственные процессы, связанные с дроблением или размолом, взвешивание и просеивание сыпучих материалов, таблетирование, упаковка и многие другие операции. Кроме того, аэрозоли могут возникать при горении, плавлении, сварке и ряде других процессов.

В зависимости от способа образования различают пыль (аэрозоль) дезинтеграции и конденсации. Аэрозоль дезинтеграции образуется при разрушении и измельчении твердых материалов и транспортировке сыпучих веществ. Аэрозоль конденсации чаще всего образуется при охлаждении и конденсации паров металлов и неметаллов. Нахождение пыли в воздухе во взвешенном состоянии зависит от размеров пылевых частиц (дисперсность), подвижности воздуха, электрического заряда, влажности и других факторов. Чем меньше величина пылевых частиц, тем дольше они находятся в воздухе, крупные частицы осаждаются значительно быстрее.

Классификация и свойства пыли. Производственную пыль классифицируют по способу образования, происхождению и дисперсности (величина частиц). По способу образования, как отмечено выше, пыль делится на аэрозоль дезинтеграции и аэрозоль конденсации. По происхождению различают органическую (растительная, животная, искусственная, микроорганизмы и продукты их распада), неорганическую (минеральная, металлическая) и смешанную (минерально-металлическая, органическая и неорганическая) пыль. По дисперсности пыль делится на видимую (частицы свыше 10 мкм), микроскопическую (с размером частиц от 10 до 0,25 мкм) и ультрамикроскопическую (с размером частиц менее 0,25 мкм).

Пыль обладает рядом отрицательных свойств. Она уменьшает прозрачность воздуха, снижает солнечную радиацию, угнетает рост растений, способствует туманообразованию, ухудшает общие санитарно-бытовые условия. Пыль может вызывать порчу оборудования, зданий, исторических памятников.

Вредное воздействие пыли на организм зависит от ее свойств. Существенное влияние на биологическую активность пыли оказывают химический состав и растворимость пылей, дисперсность, форма частиц, ее твердость, электрозаряженность, структура (кристаллическая, аморфная), адсорбционные свойства.

Наибольшую опасность представляет пыль при вдыхании, меньшее значение имеет она при попадании в желудок. Химический состав пыли определяет многообразие действия ее на организм. Так, наиболее выраженным фиброгенным свойством обладает пыль, содержащая двуокись кремния в свободном состоянии (8102), силикаты (соли кремниевой кислоты), угольная пыль, пыль, содержащая железо, алюминий и др. Большую роль играют растворимость и электрозаряженность пыли. Растворимость пыли в воде и тканевых жидкостях имеет двоякое значение. Так, растворимость токсичной пыли усиливает ее вредное действие. Хорошая растворимость нетоксичной пыли способствует быстрому выведению ее из организма. Наоборот, слабая растворимость пыли приводит к ее накоплению и развитию пневмокониоза.

Электрозаряженность пылевых частиц определяет время нахождения их в воздухе. Так, преобладание в аэрозоле положительно и отрицательно заряженных частиц ускоряет агломерацию (укрупнение) и осаждение пылинок. Отмечено, что электрозаря - женная пыль в 2—8 раз больше задерживается в дыхательном тракте. Установлено влияние электрозаряженных пылинок на активность фагоцитоза.

Определенное значение имеют также форма и степень твердости пылевых частиц. Так, пыль, содержащая частицы с острыми гранями (пыль от слюды, стекловолокон и др.), может вызывать механическое повреждение ткани. Форма пылевых частиц влияет на устойчивость аэрозоля. Пылинки сферической формы быстрее выпадают в осадок, но легче проникают в легкие и лучше фагоцитируются. Твердость пылевых частиц практически мало влияет на биологическую активность.

От дисперсности пыли зависят продолжительность пребывания ее во взвешенном состоянии и глубина проникновения в дыхательные пути. Крупные пылинки, имеющие в поперечнике больше 10 мкм, подчиняясь закону Ньютона, быстро, в течение нескольких минут, оседают. При дыхании они легко задерживаются в верхних дыхательных путях и удаляются при чиханье и кашле. Частицы, имеющие микроскопический размер (0,25— 10 мкм), более устойчивы в воздухе. Такая пыль при дыхании проникает в альвеолы, особенно частицы размером менее 5 мкм. Ультрамикроскопическая пыль (частицы размером менее 0,25 мкм) значительное время находится в воздухе, подчиняясь законам броуновского движения. Роль пылинок данной фракции в развитии поражения организма невелика.

Важное значение имеет структура пылевых частиц. Так, аморфная двуокись кремния обладает меньшей биологической активностью, чем кристаллическая. Разновидности двуокиси кремния — кварц, тридилит и кристоболит, имеющие одинаковую химическую формулу, но разное кристаллическое строение, характеризуются различной фиброгенной активностью.

К числу важных в гигиеническом отношении свойств следует отнести удельную поверхность и адсорбционные свойства пыли. С увеличением степени дисперсности аэрозоля резко возрастает удельная поверхность, т. е. суммарная поверхность частиц на единицу объема. Так, измельчение 1 см3 твердого вещества до частиц величиной 0,1 мкм увеличивает общую поверхность вещества в 100 ООО раз. Это усиливает способность пыли адсорбировать газы. Она активно сорбирует многие токсичные газы (окись углерода, окислы азота, хлор и др.). Пыль активно сорбирует кислород, поэтому при больших концентрациях она легко воспламеняется и может быть взрывоопасной. Особенно взрывоопасны органические пыли (угольная, мучная, пробковая и др.).

Пыль может способствовать микробной и грибковой обсеме - ненности воздуха. Многие виды животной и растительной пыли являются носителями разнообразных грибов, бактерий, яиц гельминтов и др. Например, большое количество микроорганизмов (стафилококки, стрептококки и др.) содержится в мучной пыли, что способствует распространению воздушно-капельных инфекций.

Действие пыли на организм. Пыль может оказывать на организм различное действие: фиброгенное, токсическое, раздражающее и т. д. Пыль занимает одно из первых мест среди причин профессиональной патологии легких, наиболее распространенными из которых являются пневмокониозы. Под этим названием подразумевают хронические заболевания легких в результате воздействия пыли, сопровождающиеся развитием фиброза легочной ткани. Среди пневмокониозов выделяют такие формы, как силикоз, си - ликатозы, металлокониозы и др. Приводим их классификацию.

Классификация пневмокониозов

Силикоз

Силикатозы (асбестоз, талькоз, каолиноз, цементный, слюдяной)

Металлокониозы (бериллиоз, алюминоз, баритоз и др.)

Карбокониозы (антракоз, графитоз, сажевый и др.)

Пневмокониозы от смешанной пыли:

1) содержащей свободную двуокись кремния (антрако - силикоз, сидеросиликоз и др.);

2) не содержащей свободной двуокиси кремния или с незначительным содержанием ее (пневмокониоз шлифовальщиков, электросварщиков и др.)

Пневмокониозы от органической пыли (хлопковый, зерновой, пробковый и др.)

В 1996 г. принята новая классификация, в которой все пневмокониозы в зависимости от пневмофиброгенной активности пыли делятся на три группы: 1) пневмокониозы от воздействия высокофиброгенной и умеренно фиброгенной пыли; 2) пневмокониозы от слабофиброгенной пыли; 3) пневмокониозы от аэрозолей токсико - аллергенного действия.

Силикоз является наиболее распространенным и тяжелым по течению пневмокониозом. Он развивается в результате вдыхания кварцевой пыли, содержащей свободную двуокись кремния. Эта форма болезни часто регистрировалась у рабочих горнорудной (бурильщики, забойщики и др.) и машиностроительной (пескоструйщики, дробеструйщики, обрубщики и др.) промышленности, в производстве огнеупорных материалов, размоле песка, обработке гранита.

Силикатозы развиваются в результате вдыхания пыли, содержащей двуокись кремния в связанном состоянии с другими элементами (магний, кальций, железо, алюминий и др.), силикаты. Среди силикатозов чаще всего встречаются асбестоз, талькоз, каолиноз и др. Развитие силикатозов возможно при добыче и получении силикатов, их обработке и применении. Эти заболевания характеризуются преимущественно более легким течением.

Металлокониозы — заболевания, возникшие вследствие воздействия пыли различных металлов. Наиболее благоприятно течение металлокониозов, развившихся в результате накопления в легких рентгеноконтрастной пыли. Эти пневмокониозы не прогрессируют после прекращения контакта с пылью. Более тяжелой формой заболевания является бериллиоз, связанный с воздействием пыли нерастворимых соединений бериллия. При данном заболевании наблюдается развитие диффузного легочного гранулематоза (наличие в легких узелков) с наличием интерстициального фиброза (диффузное изменение легочного рисунка).

Карбокониозы обусловлены воздействием разновидностей углеродсодержащей пыли (уголь, сажа, кокс, графит). При этих формах заболеваний преимущественно наблюдается интерстициальный и мелкоочаговый фиброз легких. Среди карбоконио - зов наиболее распространен антракоз, развивающийся в результате вдыхания угольной пыли. Тяжелый физический труд способствует быстрому возникновению и более тяжелому течению пневмокониоза.

Пневмокониозы, развившиеся вследствие вдыхания смешанных пылей с высоким содержанием кварца, по клиническому течению близки к силикозу, но отличаются меньшей наклонностью к прогрессированию. Они регистрируются чаще всего у шахтеров угольных и железорудных шахт, в керамической и фарфоро-фаянсовой промышленности, в производстве шамота и других огнеупорных изделий. В зависимости от состава примесей различают антра - косиликоз, сидеросиликоз, силикосиликатоз.

При низком содержании или отсутствии кварца в составе смешанной пыли пневмокониозы могут развиваться в результате комбинированного воздействия сажи, талька и других компонентов у рабочих резиновой промышленности.

При вдыхании пыли растительных волокон и прежде всего хлопка развивается заболевание, называемое биссинозом, при котором наблюдаются бронхоспастические и астматические симптомы.

Патогенез пневмокониозов в результате воздействия пыли сложен и многие его вопросы окончательно не выяснены. Общим для всех форм пневмокониозов является развитие пылевого катарального бронхита и бронхоспазма. Бронхоспазм возникает вследствие усиленного выделения легочной тканью под воздействием пыли гистамина, который в свою очередь способствует спазму артерий, расширению вен, повышению проницаемости и разрастанию соединительнотканных элементов в межальвеолярных перегородках. При этом наблюдается ухудшение вентиляции, усиление гипоксии и гипоксемии, что в целом и усугубляет развитие фиброза.

Наряду с поражением органов дыхания при силикозе наблюдаются значительные изменения деятельности сердечно-сосудистой системы, секреторной функции желудочно-кишечного тракта с угнетением активности пищеварительных ферментов, нарушается обмен веществ. Одновременно наблюдаются изменения в ЦНС. Среди осложнений силикоза, кроме "легочного сердца", встречаются пневмонии, астмоидный бронхит, бронхиальная астма. Силикоз нередко осложняется туберкулезом, что приводит к смешанной форме заболевания — силикотуберкулезу.

Производственная пыль также может быть причиной заболеваний верхних дыхательных путей, бронхитов, а также некоторых поражений кожи (шелушение, фурункулез, дерматиты, экземы и др.).

Особое место в пылевой патологии занимают аэрозоли таких биологически высокоактивных веществ, как гормоны, витамины, антибиотики, белоксодержащие вещества. Пыль этой группы химических веществ может оказывать токсическое, канцерогенное, аллергенное (аллергические дерматиты, экземы, ас - тмоидальные бронхиты и т. д.), кожно-раздражающее действие и др. (подробно см. главы 10, 11).

Профилактика пылевых заболеваний. Система профилактики заболеваний от воздействия пыли носит комплексный характер и включает законодательные меры, технические, гигиенические и лечебно-профилактические мероприятия.

Основным законодательным документом, регламентирующим меры по оздоровлению условий труда, является ГОСТ 12.1.005—76 "Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования". Данным документом установлены уровни ПДК пыли в воздухе рабочей зоны, т. е. таких, при которых не допускается возможность заболевания не только пневмоконио - зами, но и вообще пылевыми болезнями дыхательных путей. Величины ПДК пыли в воздухе рабочей зоны в зависимости от химического состава, биологической активности и других факторов колеблются от 1 до 10 мг/м3.

Среди оздоровительных мероприятий по предупреждению вредного действия производственных факторов на работающих важное место занимают профилактические медицинские осмотры. Обязательность предварительных при поступлении на работу и периодических осмотров работающих, подвергающихся воздействию вредных и опасных условий труда, установлена федеральными законами: "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения " (1999) ст. 34 и Трудовым Кодексом Российской Федерации № 197-ФЗ от 31.12.01 г. ст. 209-231.

Организация и порядок проведения медицинских осмотров регламентируются в основном приказом М 90 от 14.03.96 г. Мин - здравмедпрома РФ "О порядке проведения предварительных и периодических медицинских осмотров работников и медицинских регламентах допуска к профессии" и частично приказом № 555 от 29.09.89 г. Минздрава РФ "О совершенствовании системы медицинских осмотров трудящихся и водителей индивидуальных транспортных средств ".

В нем определен перечень производств, сроки проведения осмотров в зависимости от условий воздействия пыли, состав врачебной комиссии, а также необходимые инструментальные и лабораторные исследования с целью раннего выявления первых признаков пылевой патологии. Для оценки состояния здоровья работающих осмотр проводится группой врачей в составе терапевта и рентгенолога, а по показаниям — отоларинголога и фтизиатра. Перед осмотром проводятся рентгеноскопия и рентгенография грудной клетки, исследование крови (гемоглобин, эритроциты, лейкоциты, СОЭ), мокроты на микобактерии туберкулеза, а также определение функции внешнего дыхания. Своевременное выявление начальных форм пылевых поражений имеет важное профилактическое значение.

Технологические мероприятия наиболее эффективны, поскольку они непосредственно направлены на ликвидацию причин пылеобразования. К ним относятся внедрение непрерывной технологии с заменой ручных операций автоматизированными, комплексная механизация с одновременной герметизацией оборудования и обеспечением дистанционного управления. Радикальным средством пылеподавления является переработка сырья во влажном состоянии, в виде паст, эмульсий и т. д. Так, в горнорудной и угольной промышленности внедрение мокрого бурения способствовало резкому снижению запыленности воздуха. Применение исходных компонентов (пигменты, стабилизаторы и др.) в виде гранул, паст в производстве искусственных кож позволило значительно снизить запыленность на рабочих местах. Использование мокрого дробления и размола сырья в производстве огнеупорных материалов полностью устраняет образование пыли.

Частыми операциями в производственных условиях являются транспортировка, погрузка и затаривание сухих, пылящих материалов, при которых наблюдается интенсивное пылевыделение. Хороший оздоровительный эффект при этих процессах дает использование пневмотранспорта, т. е. перемещение материалов по трубам с помощью сжатого воздуха. В борьбе с запыленностью большое значение имеет использование систем местной и общей вытяжной вентиляции.

Помимо технологических и санитарно-технических способов борьбы с пылью, в профилактике вредного ее воздействия видное место занимают средства индивидуальной защиты и лечебно-профилактические мероприятия, направленные на укрепление здоровья, повышение сопротивляемости организма действию пыли. В связи с этим на предприятиях широкое признание получило УФ-облучение в фотариях, которое задерживает возникновение или ослабляет развитие пневмокониотического процесса в легких. Другим полезным профилактическим мероприятием является применение щелочных ингаляций. Наблюдения показывают, что они способствуют санации слизистой оболочки верхних дыхательных путей и выведению пыли со слизью.

Особое внимание в комплексе мер борьбы с пневмоконио- зами должно быть уделено организации правильного питания с целью нормализации белкового обмена и торможения развития фиброзного процесса. Для этого в пищу добавляют метионин, что способствует активации ферментных и гормональных систем и повышению сопротивляемости организма патогенному действию пыли.

Дыхательная гимнастика, пребывание в специальных санаториях, регулярные занятия спортом (плавание, лыжи, гребля и др.) улучшают функцию внешнего дыхания, что увеличивает сопротивляемость организма действию пыли. Таким образом, профилактика пневмокониозов, пылевых бронхитов, заболеваний кожи и др. требует проведения комплекса мероприятий, среди которых основным является снижение запыленности воздуха в рабочих помещениях.