Пыль, загрязняющая воздух рабочей зоны, является дисперсной системой, состоящая из частиц твёрдых веществ разнообразной формы, размера и физико-химических свойств, образующихся в результате производственной деятельности. При достаточно высокой концентрации она является вредным производственным фактором, и может создавать опасность для жизни и здоровья.

Несовершенство технологических процессов, или недостаточное внимание к вопросам охраны труда, нередко приводят к тому, что при добыче, получении, переработке, обработке и использовании различных материалов, и производстве, эксплуатации и утилизации изделий, воздух рабочей зоны загрязняется различными веществами, в газообразном и/или аэрозольном состояниях. Такие загрязнения, при большой концентрации, могут создавать опасность для жизни и/или здоровья работника. Одним из очень часто встречающихся загрязнений является промышленная пыль.

Свойства пыли По размеру частицы пыли могут быть от нанометров до порядка 100 мкм, их условно подразделяются на: грубые, заметные невооружённым глазом и оседающие достаточно быстро; микроскопические, видимые в обычные оптические микроскопы, и оседающие в неподвижном воздухе с небольшой скоростью; субмикроскопические (менее 0,25 мкм), обнаруживаемые только при помощи электронных микроскопов, постоянно находящиеся в состоянии хаотического движения и практически не оседающие в неподвижном воздухе.

Производственная пыль образуется в результате дробления различных пород, угля, распыления пылевидного топлива и его сжигания, при переработке полезных ископаемых, при транспортировке и пересыпке материалов и т. п. Количество оседающей пыли в промышленных городах и их окрестностях составляет сотни тонн на 1 км2 в год. Пыль разрушает оборудование, снижает качество выпускаемой продукции, вызывает профессиональные заболевания, ухудшает санитарно-гигиенические условия труда, образует взрывоопасную и пожароопасную среду. Она может вызывать аллергические заболевания, в том числе бронхиальную астму, распространять возбудителей туберкулёза, дифтерии, аскаридоза и др. Пыль горнорудных предприятий и предприятий угольной промышленности вызывает профессиональные заболевания — пневмокониозы (силикоз, антракоз, асбестоз, баритоз, талькоз и др.); радиоактивная пыль — радиационное поражение организма человека, изменение состава крови. При сильной запылённости воздуха меняются спектр и интенсивность солнечной радиации, снижается освещённость, что также влияет на состояние здоровья человека. Некоторые виды пыли производственной могут вызывать заболевания кожи (дерматиты). При значительной запылённости атмосферы возможно заболевание глаз.

Частицы пыли под действием естественных сил (тяжести, электростатических и магнитных) коагулируют и оседают. Скорость оседания зависит от размера, плотности, формы, физического состояния частиц и газовоздушной среды. Скорость оседания частиц размером ~ 1 мкм составляет примерно 2,1 мм в минуту (в неподвижном воздухе), и очистка воздуха от подобной мелкодисперсной пыли за счёт гравитационного осаждения практически невозможна.

Опасность и вредность пыли

Взрывоопасность Пыль горючих веществ, при высокой концентрации, может создавать опасность взрыва. А при дополнительном присутствии в воздухе горючих газов нижняя взрывоопасная концентрация пыли становится ещё меньше.

Ряд пылей (угольная, алюминиевая, магниевая, ацетатцеллюлозная, мучная, сахарная, серная и др.) при соответствующих концентрациях и при наличии источника тепла воспламеняется и взрывается. Вероятность воспламенения пыли производственной тем выше, чем выше её дисперсность. Взрывоопасные концентрации пыли изменяются в широких пределах. Так, например, для угольной пыли (в зависимости от наличия газа метана) взрывоопасная концентрация изменяется от 10 до 600 г/м3; серной и сульфидной — от 5 до 1000 г/м3.

Опасность и вредность для здоровья В зависимости от свойств пыли, её вдыхание пыли при высокой концентрации (заметно меньшей, чем взрывоопасная), и/или в достаточно большом количестве (при низкой и умеренной концентрации, за длительный период) может быть опасно.

Вредное для здоровья действие пыли может объясняться каким-то из её свойств (или их сочетанием): Радиоактивность. Нахождение источника излучения в непосредственной близости от тканей, (в органах дыхания, на коже и др.), длительное время (например - в лёгких) делает даже "мало"-радиоактивную пыль опасной. Токсичность. При добыче, а особенно при обогащении и переработке минеральных полезных ископаемых воздух может загрязняться различными ядовитыми веществами. Фиброгенность (способность увеличивать количество белка в соединительной ткани лёгких PDF ). При попадании в лёгкие и бронхи совершенно не ядовитой, но нерастворимой пыли, в слишком большом количестве, организм не справляется с её удалением, и (при накоплении достаточно большой дозы) возникает опасность развития необратимых и неизлечимых профессиональных заболеваний - пневмокониозов (силикоз, антракоз, сидероз, асбестоз, и других), которые могут прогрессировать даже после перевода работника на не пыльную работу.

На основании научных исследований были получены значения концентраций пыли разных веществ, такие, что при работе в течение всего трудового стажа в условиях, когда концентрация пыли меньше этих ограничений, вероятность острых отравлений и/или профессиональных заболеваний нормальных здоровых работников отсутствует, или пренебрежимо мала: предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны, ПДКрз, или ПДК. Впервые в мире ПДКрз были разработаны и утверждены в СССР, и их соблюдение требовало законодательство (т.е. это не было лишь рекомендацией специалистов). Поскольку после 1 мировой и гражданской войн научный потенциал страны был очень сильно подорван, первые советские ПДК основывались на опубликованных результатах научных исследований, в значительной степени, а иногда и преимущественно немецких и американских. Позднее в СССР уделяли большое внимание изучению влияния вредных веществ на здоровье работников.

Бурное развитие химии и других отраслей затруднили проведение полноценных и трудоёмких исследований по множеству быстро появляющихся новых веществ. Для того, чтобы помочь работающим на производстве оценить опасность, и принять необходимые меры для защиты людей (если требуется), позднее были разработаны т.н. "Ориентировочно безопасные уровни воздействия" (ОБУВ). Это аналог ПДК, для тех веществ, которые уже используются на производстве, и для которых полноценные исследования, необходимые для обоснования ПДКрз, ещё не завершены.

В РФ последними документами, содержащими значения ПДК для более чем 2,4 тыс. вредных веществ (и смесей), а также примерно шесть сотен ОБУВ, являлись гигиенические нормы. Затем, в новом документе, собрали вместе все вредные факторы (и физические - шум и т.п.), а также включили в документ ПДК и предельно допустимые уровни для населённых мест и т.п. Получился громадный документ "обо всём". ПДКрз находятся в таблице 2.1 docx .

+ Примеры ПДК Вредное вещество Среднесменная (за 8 часов) ПДКрз Максимально разовая (средняя за 15 или 30 минут)* ПДКрз Пыль угля и породы с долей кварца до 5% 10 мг/м3 не установлена Антрацит с содержанием кварца до 5% 6 мг/м3 не установлена Пыль зерновая 4 мг/м3 не установлена Кварц 1 мг/м3 3 мг/м3 Никель и его соединения не установлена 0,05 мг/м3 Бериллий и его соединения 0,001 мг/м3 0,003 мг/м3 Справочно: сахарная пудра; крахмал 10 мг/м3 не установлена Максимально разовые концентрации для ядовитых веществ - за 15 минут, для преимущественно фиброгенных аэрозолей - за 30 минут.

Примерно век назад, когда разработка ПДК начиналась, специалисты надеялись, что развитие науки и техники позволит - пусть и не сразу, и не повсеместно - полностью устранить опасное воздействие пыли и других воздушных загрязнений на рабочих. Но со временем выяснилось, что технические средства коллективной защиты позволяют уменьшить запылённость, но достичь ПДК удаётся не всегда. В тех случаях, когда не удалось снизить воздействие пыли до ПДК и менее, степень опасности зависит от того, насколько сильно превышается ПДК. Для оценки степени опасности в конце 20-го века были разработаны классы труда. Они позволяли определить степень опасности (риск) при сравнительно небольших превышениях ПДК.

+ Примеры классов труда Показатель класс труда 2 (допустимый,

организм восстанавливается к началу следующей смены) 3.1 (вредный,

полное восстановление к началу следующей смены не происходит) 3.2 (вредный,

растёт заболеваемость) 3.3 (вредный,

профзаболевания лёгкой и средней тяжести,

часто без потери трудоспособности) 3.4 (возможна утрата трудоспособности

из-за тяжёлых форм профзаболеваний) 4 (опасный, недопустимый) Концентрация фиброгенной пыли (антрацит и т.п.), ПДК ниже 1 ПДК 1,1-2 2,1-5 5,1-10 более 10 Кратность превышения допустимой дозы вдыхаемой пыли, пылевой нагрузки ниже 1 КПН* 1,1-2 2,1-5 5,1-10 более 10 Концентрация ядовитой пыли 1 класса опасности (никель и т.п.), ПДК ниже 1 ПДК 1,1-3 3,1-6 6,1-10 10,1-20 более 20 КПН - доза (суммарная масса) вдыхаемой пыли при её концентрации равной 1 ПДК, за период всего трудового стажа.

Изучение заболеваемости шахтёров и других работников показало, что при воздействии фиброгенной пыли опасность зависит от дозы, накопившейся в лёгких. Поэтому была предпринята попытка ограничить количество вдыхаемой пыли (пылевая нагрузка). В условиях, когда работодатели перестали заботиться о сбережении здоровья работников, а государство во всём содействовало крупному бизнесу, попытка добиться улучшения труда стала выглядеть трудновыполнимой. С учётом этого было высказано новое предложение по защите здоровья работающих в пыльных условиях, основанное чисто на медицинских соображениях: Если вдыхание пыли при опасной концентрации (стало) невозможно устранить, можно снизить длительность работы во вредных условиях. Тогда в лёгких накопится настолько мало пыли, что работник не заболеет, и сможет полноценно трудиться на любом другом рабочем месте с невысокой запылённостью. Предлагалось организовать персональный компьютерный учёт работающих в пыльных условиях, и учитывать условия труда и стаж работы в конкретных условиях, сохраняя и суммируя информацию при изменении работодателя и/или места работы.

Примеры концентраций пыли на рабочих местах Ниже приводятся некоторые данные о максимальных запылённостях в разных условиях. При отбойке угля вручную пневматическими молотками (трест Донецкуголь), и предварительном нагнетании воды в пласт, запылённость была около 86 мг/м3, а без нагнетения - 455 мг/м3. При добыче угля из наклонного пласта, и уборке породы машинами, концентрация пыли могла достигать 1 грамм/м3. До начала широкого использования гидрообеспыливания на угольных шахтах Караганды концентрация пыли при увеличении производительности оборудования возросла с 3,5 до 4,5 грамм/м3. Наибольшая запылённость наблюдалась при работе комбайна ПК-10: в среднем 18,7, а максимум 37,86 грамм на кубометр (около бокового бура). Запылённость при работе широкозахватных комбайнов и врубных машин на шахте 17-17 бис треста "Рутченков-уголь" (Донбасс) могла достигать 22 грамм/м3. Результаты около 2 тыс замеров на 10 шахтах Донбасса показали, что при работе (новых) комбайнов (1К52ш, 2К52, К-101; БК-52, БК-101) с штатным орошением, концентрация пыли может достигать 4,6 грамм/м3, без орошения - 27,5 грамм/м3. После начала использования комбайна 1К-52Ш (сильно измельчающего уголь, фракция менее 6 мм - 40%), запылённость достигла 25 грамм на кубометр. Из-за проблем с гидрообеспыливанием при низкой температуре воздуха, в шахтах на Крайнем Севере концентрация пыли достигала сотен мг/м3. При бурении в том же регионе концентрация пыли могла достигать тысячи мг/м3. Средняя за смену концентрация пыли, не в середине прошлого века, и не на Севере, достигала 260 мг/м3.