АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ГИГИЕНЫ ТРУДА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СВЕРХМОЩНЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

УДК 613.6

А.А. Федорук1, О.Ф. Рослый1, Т.В. Слышкина1, Э.Г. Плотко1, М.Ф. Лемясев2

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ГИГИЕНЫ ТРУДА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СВЕРХМОЩНЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ

1 ФБУН «Екатеринбургский медицинский научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Роспотребнадзора; 2 ГБОУ ВПО Уральская государственная медицинская академия

Минздравсоцразвития России, г. Екатеринбург

Гигиеническая оценка условий труда при эксплуатации электролизеров мощностью 330 кА показала, что ведущими вредными профессиональными факторами являются: присутствие в воздухе рабочей соединений фтора, неблагоприятный микроклимат, постоянное магнитное поле, тяжесть труда. Согласно интегральной гигиенической оценке условия труда на рабочих местах характеризуются как вредные 3 класса 1-2 степени вредности.

Ключевые слова: электролиз алюминия, сверхмощные электролизеры, гигиеническая оценка условий труда.

AA. Fedoruk1, O.F. Rosly1, T.V. Slyshkina1, E.G. Plotko1, M.F. Lemyasev2. Issues of occupational health in the aluminium plant with superpower equipment

1 FBSI "Medical Research Center for Prophylaxis and Health Protection of Industrial Workers", Rospotrebnadzor, Ekaterinburg;

2 SBEI HPO Ural State Medical Academy, Ministry of Health and Social Development of the Russian Federation, Ekaterinburg

Purpose of the research is to provide a hygienic assessment of working conditions at aluminum plants equipped with Central working prebaked (CWPB) cells operating at currents of 330 kA. The studies have indicated that the leading occupational exposures, the levels of which exceed the national standards, are: fluorine compound in the air of work area; unfavorable microclimate, constant magnetic field, the severity of the labour. According to the general hygienic assessment, with account of combined influence harmful occupational factors, the working conditions are attributed to 1-2 degrees of the 3 class of harmful working conditions, that conform to the small (moderate) and significant occupational risk.

Keywords: electrolysis of aluminum, CWPB cells operating at currents of 330 kA, working conditions, occupational risk.

Развитие современной технологии электролиза алюминия идет по пути обеспечения как экономической эффективности, так и экологической безопасности производства, посредством повышения единичной мощности электролизной ванны, внедрения технологии предварительно обожженных анодов, максимальной автоматизацией техпроцесса, совершенствованием систем вентиляции и конструкции укрытий электролизных ванн, обеспечивающих герметизацию последних [1, 4]. Считается, что одновременное использование вышеуказанных технологий и санитарно-технических мероприятий существенно улучшает условия труда на рабочих местах и экологические характеристики производства, это позволяет предварительно рассматривать применяемую технологию производства алюминия, как наилучшую доступную.

В настоящее время в производстве алюминия эксплуатируются электролизеры мощностью

300 кА и выше, однако, сведения о фактических условиях труда, оценке и управлению профессиональным риском при эксплуатации современных сверхмощных электролизеров в научной литературе малочисленны [2, 3].

Нами проведены исследования в одном из цехов, оборудованном электролизерами, работающих по технологии обожженных анодов, с повышенной герметизацией укрытий и автоматизацией процесса. Электролизные ванны фактической мощностью 330 кА расположены поперек, относительно продольной оси корпуса, токопод-вод осуществляется через ряд токоподводящих шин, подведенных к одной из продольных сторон электролизера. Каждая ванна оборудована установками автоматического питания глиноземом. С целью контроля и управления концентрациями глинозема и фторсолей в электролите для каждого электролизера внедрено автоматическое про-

граммное управление непрерывного питания ванн глиноземом и фторсолями, которое позволяет регулировать концентрацию глинозема в электролите и поддерживать криолитовое соотношение на заданном уровне, формировать рабочее пространство и корку необходимым образом и полностью отказаться от поточных обработок, прибегая лишь при необходимости к технологической обработке отдельных электролизеров. Помимо этого, эксплуатация данной системы позволяет обнаруживать и автоматически ликвидировать анодные эффекты. Таким образом, автоматизация производственного процесса позволила минимизировать производственные операции, сопровождающиеся физическими нагрузками.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что комплексное внедрение технологических, санитарно-технических и объемно планировочных решений, позволило значительно сократить поступление вредных соединений в воздух рабочей зоны, свести к минимуму ряд профессиональных факторов риска (шум, вибрация), сократить долю физического труда.

Вместе с тем несмотря на герметизацию укрытий и совершенствование системы аспирации, суммарное значение неплотностей в укрытиях каждой электролизной ванны составляло около 1м2, а система газоотсоса не обеспечивала переменный режим работы. Кроме того, ожидаемого увеличения объемов отсасываемых газов от электролизеров при открывании рабочих проемов не наблюдалось. Эффективность газоулавливания укрытий по фтористым соединениям, диоксиду серы, диалюминия триоксиду, возгонам каменноугольных смол и пеков и по бенз(а)пирену была ниже проектной величины, а кратность естественного воздухообмена была в 2,3 раза меньше, чем предусматривалось проектом.

Несмотря на то что разовые концентрации фтористых соединений, серы диоксида и диа-люминия триоксида не превышали соответствующие ПДК, среднесменные концентрации гидрофторида были выше ПДК на всех рабочих местах от 1,1 до 1,9 раз, на рабочем месте элек-тролизника было обнаружено превышение сред-несменной концентрации фторсолей в 2,1 раза. Среднесменные концентрации возгонов каменноугольных смол и бенз(а)пирена были меньше уровня ПДК более, чем в 2,6 раза, а диалюминия триоксида — более, чем в 8,6 раза (табл. 1,2).

Таким образом, на всех рабочих местах по показателю разовых концентраций фтористых соединений, серы диоксида и диалюминия три-оксида условия труда соответствуют классу 2 (допустимому). Исключением является рабочее

место электролизника, на котором, с учетом эффекта суммации фтористых соединений, условия труда соответствуют классу 3.1. По показателю среднесменной концентрации в воздухе рабочей зоны фтористых соединений условия труда соответствовали классу 3.1, а по показателю среднес-менных концентраций диалюминия триоксида, возгонов каменноугольных смол и пеков, бенз(а) пирена — классу 2 (допустимому) на всех рабочих местах.

Сохраняется воздействие на работающих неблагоприятного микроклимата. Во все периоды проведения исследований, параметры микроклимата в рабочей зоне не соответствовали допустимым уровням. Так, в теплый период года температура воздуха рабочей зоны достигала 28,3—32,4 °С, в холодный — не превышала 9,8 °С, скорость движения воздуха, как правило, превышала допустимые параметры для соответствующей категории работ. Помимо этого, рабочие подвергались воздействию конвективного тепла, поступающего в рабочую зону от нагретых поверхностей электролизера, а при выполнении ряда технологических операций рабочие элек-тролизники подвергались воздействию теплового облучения уровни которого достигали от 511,0 до 1513,4 Вт/м2.

В целом условия труда на рабочих местах крановщика, анодчика опытного участка по параметру микроклимата соответствуют классу 3.1, а на рабочем месте электролизника классу 3.2.

Технологическое оборудование и технологические операции по обслуживанию процесса электролиза алюминия являются источником шума и вибрации. При технологическом режиме работы оборудования цеха и выполнении некоторых производственных операций было обнаружено превышение допустимых уровней звукового давления. В частности, при дроблении корки электролита при операции замены анода зафиксированы максимальные уровни звука, превышающие допустимые уровни на 4 дБ, а при операции вылив-ки металла — на 16 дБ. В целом, эквивалентные уровни шума за рабочую смену соответствовали допустимым нормативам. Эквивалентные корректированные значения локальной и общей вибрации на рабочем месте электролизника и крановщика не превышали допустимые уровни.

Исследования свидетельствуют о наличии в корпусе цеха зон различной напряженности постоянного магнитного поля (ПМП). При обслуживании электролизеров (замена анодов, отбор проб, ревизия ванн), средние значения напряженности магнитного поля достигают 9,2 ± 0,5 мТл и 13,1 ± 0,7 мТл (р < 0,001) при проведении

Т а б л и ц а 2

Среднесменные концентрации химических соединений в воздухе рабочей зоны участка, оборудованного сверхмощными электролизерами на 330 кА

Т а б л и ц а 1

Разовые концентрации фтористых соединений и алюминия в воздухе рабочей зоны участка, оборудованного сверхмощными электролизерами на 330 кА, мг/м3 ( M±m)

Вредные вещества

Операция Гидрофторид, HF (ПДК= 0,5) Фторсоли (по натрию фториду), (ПДК= 1,0) Диалюминий триоксид (ПДК= 5,0) Сера диоксид (ПДК= 10,0)

Замена анода 0,35±0,046 0,49±0,067 1,48±0,138 0,32±0,025

Выливка металла. Рабочая зона 0,29±0,048 0,15±0,018 1,00±0,138 0,44±0,060

электролизника (у торцов ванн)

Межоперационный период

Ревизия ванн, отбор проб металла и 0,15±0,017 0,12±0,013 0,44±0,02 0,43±0,053

электролита, подготовка выливных

отверстий

Ревизия ванн при ликвидации выго- 0,24±0,026 0,42±0,13 0,49±0,05 -

рания анодного массива

Рабочая зона между электролиз- 0,12±0,015 0,12±0,013 0,32±0,025 0,21±0,042

ными ваннами, перетяжка анодной

рамы

Комната отдыха 0,17±0,027 0,16±0,04 0,268±0,046

Рабочее место крановщика (кабина крана) 0,17±0,031 0,045±0,008 0,15±0,02 0,02±0,01

Профессия Уровни среднесменных концентраций мг/м3 (для бенз(а)пирена — мкг/м3)

Гидрофторид (ПДКсс=0,1) Фторсоли (по натрий фториду) (ПДКсс=0,2) Ди-алюминий триоксид (ПДКсс=6) Возгоны каменноугольных смол и пеков при среднем содержании в них бенз(а) пирена менее 0,075%, (ПДКсс=0,2) Бенз(а)пирен (ПДКсс=0,15) Итоговый класс условий труда

Электролизник расплавленных солей

Min-max 0,176—0,211 0,180—0,269 0,653—0,693 0,068—0,084 0,051—0,068 3.1

M±m 0,190±0,006* 0,220±0,014* 0,673±0,009 0,076±0,003 0,059±0,003

Анодчик

Min-max 0,110—0,151 0,108—0,136 0,358—0,438 0,029—0,054 0,045 —0,097 3.1

M±m 0,128±0,006* 0,119±0,008 0,399±0,014 0,049±0,002 0,076±0,009

Крановщик

Min-max 0,148—0,170 0,048—0,055 0,201—0,231 0,022—0,026 0,019—0,022 3.1

M±m 0,157±0,008* 0,052±0,003 0,216±0,015 0,024±0,001 0,022±0,002

* превышение соответствующей среднесменной ПДК

рабочих операций у борта ванны свободной от то-коподвода и у борта с токоподводом, соответственно. При обслуживании выливных отверстий, в непосредственной близости от торца электролизера, уровни ПМП составляют 9,2 ± 0,5 мТл, а при выливке металла в рабочем проходе на расстоянии 1,5 м от торца ванны — 13,8 ± 0,5 мТл, что превышает нормативные уровни, установленные для периода воздействия 60—480 минут (10 мТл). Своих максимальных значений уровни ПМП достигают при выполнении технологических операций рядом с токоведущими шинами —

21,0 ± 0,9 мТл, что превышает ПДУ для времени воздействия 11—60 мин (20 мТл).

Особое внимание обращают на себя уровни магнитного поля, воздействующие на анодчиков, при перетяжке анодной рамы. В процессе операции рабочий перемещается вдоль электролизера по приспособленным конструкциям. При этом многократно изменяется уровень постоянного магнитного поля, воздействующий на работающего, напряженность поля возрастала ближе к торцам электролизера и снижалась в центре. Кроме того, при приближении к гибкой части то-

коподвода уровень воздействия ПМП достигал 50,9 ± 4,6 мТл (что в 1,7 раза превышает ПДУ для времени воздействия 0—10 мин).

На рабочих площадках при проведении подсобных работ уровни ПМП также превышали допустимые значения и достигали 10,8 ± 0,5 мТл. В комнате отдыха, где персонал проводит технологические перерывы, напряженность ПМП составила 4,1 ± 0,2 мТл.

Таким образом, согласно принятой методике гигиенической оценки уровня ПМП, на рабочих местах электролизника уровни ПМП превышают допустимые уровни для времени воздействия 60—480 мин в 1,3—2,1 раза соответственно, что характеризует условия труда классом 3.1., на рабочем месте анодчика превышают допустимые значения, установленные для времени воздействия 60—480 мин в 5,1 раза, что характеризует условия труда на данном рабочем месте классом 3.2.

Остается актуальным вопрос физических нагрузок. На участке применяется бригадный метод обслуживания электролизеров. В обязанности электролизников входит наблюдение за ходом процесса электролиза и контроль технологических процессов. Основными технологическими операциями, выполняемыми бригадой, и сопровождающимися физическими нагрузками являются: обслуживание анодного узла, заключающееся в извлечении анодных огарков, установке новых анодов, и выливка металла. Вес используемого ручного инструмента, а также поднимаемых и перемещаемых во время технологических операций створок укрытия достигает 24 кг. Необходимо отметить, что в процессе работы, вес ручного инструмента утяжеляется, во-первых, из-за налипшего на него металла, во-вторых, по причине притяжения инструмента под воздействием постоянного магнитного поля к полу, то-коподводящим шинам, металлическому корпусу ванны, что приводит к повышенной физической нагрузке. Наши наблюдения показали, что труд электролизника опытного участка соответствует классу 3.1 по показателю тяжести и классу 2 по показателю напряженности трудового процесса.

В обязанности бригады анодчиков (рамщиков) входит перетяжка анодной рамы, которая производится с помощью технологического крана и специального устройства для временной подвески анодов. В процессе перетяжки анодчик находится в вынужденном положении на приспособленных конструкциях (на уступах съемной створки электролизера с преимущественной опорой на одну из ног). Труд анодчика опытного участка относится к классу 3.1 по показателю тяжести и классу 2 по показателю напряженности трудового процесса.

Крановщик опытного участка осуществляет управление комплексного технологического и мостового кранов при обслуживании процессов перетяжки анодной рамы, замены анодов, вылив-ки металла, ревизии электролизеров, при проведении погрузочно-разгрузочных работ. Трудовой процесс крановщика соответствует классу 2 по показателям тяжести и напряженности труда.

Условия труда на рабочих местах основных профессий, согласно интегральной оценке по Р 2.2.2006—05, соответствуют 3 классу 1-2 степени вредности (табл. 3) с, соответственно, малым (умеренным) или средним (существенным) предполагаемым профессиональным рискам.

В ы в о д ы. 1. При эксплуатации сверхмощных (330к А) электролизеров с предварительно обожженными анодами сохраняется профессиональный риск для здоровья работающих. 2. Ведущими вредными профессиональными факторами являются: присутствие в воздухе рабочей соединений фтора, неблагоприятный микроклимат, постоянное магнитное поле, сохраняется тяжелый физический труд. 3. При серийной эксплуатации корпусов с большим количеством электролизеров мощностью 330 кА и более, возможно изменение уровней вредных производственных факторов, а, следовательно, условий труда и профессионального риска, что требует дальнейшей гигиенической оценки по гигиеническим и медико-биологическим критериям. 4. Результаты оценки профессионального риска должны быть основой для разработки Комплексных программ по управлению профессиональными рисками, приоритетными разделами которых должны являться, помимо дальнейшей разработки новых технологий, внедрение оптимальных санитарно-тех-нических решений, оценка и контроль эффективности применяемых систем аспирации; подбор сертифицированных для данного вида производства средств индивидуальной защиты; научное обоснование режимов труда и отдыха работающих (защита временем); разработка программ коллективного и индивидуального медицинского страхования работающих; комплексов медико-профилактических и реабилитационных мероприятий; внедрение контрактной системы приема на работу; санитарно-гигиеническое обучение работодателей и работающих и многое другое. При разработке Программы необходимо участие врачей по гигиене (медицине) труда, врачей профпатологов, а также технических специалистов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Медицина труда при электролитическом получении алюминия: монография / Под ред. проф. О.Ф. Рослого, проф. Е.И. Лихачевой. Екатеринбург, 2011.

2. Федорук А.А., Рослый О.Ф., Цепилов Н.А. // Уральский мед. журн. 2007. 11 (39). С. 84—87.

3. Федорук А.А., Рослый О.Ф., Цепилов Н.А.. Слышкина Т.В. // Там же. 2008. 8 (48). С. 139—43.

4. Щербаков С.В. Гигиена труда в производстве и применении неорганических фторидов: Автореф. дисс. д-ра мед. наук. Свердловск, 1989.

Поступила 11.10.12

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ:

Федорук Анна Алексеевна,

вед. научн. сотрудник отдела медицины труда, руко-

УДК 616-057

водитель лаборатории факторов профессионального риска ФБУН «ЕМНЦ ПОЗРПП» Роспотребнад-зора, канд. мед. наук.

Рослый Олег Федорович,

руководитель отдела медицины труда ФБУН «ЕМНЦ ПОЗРПП» Роспотребнадзора, докт. мед. наук, профессор. E-mail: го slyof@y mrc.ru

Слышкина Татьяна Вадимовна,

руководитель отдела физ.-хим. методов исследований ФБУН «ЕМНЦ ПОЗРПП» Роспотребнадзора, канд. техн. наук.

Плотко Эдуард Григорьевич,

зам. директора по науке ФБУН «ЕМНЦ ПОЗР-ПП» Роспотребнадзора, докт. мед. наук, профессор.

Лемясев Михаил Федорович,

профессор кафедры гигиены и экологии ГБОУ ВПО, «Уральская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России.

Н.А. Рослая1, Е.И. Лихачева1, И.Е. Оранский1, В.А. Одинокая1, Э.Г. Плотко1, Е.П. Жовтяк1, А.А. Федоров2, Е.В. Рябко1

КЛИНИКО-ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ХРОНИЧЕСКОЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ СОЕДИНЕНИЯМИ ФТОРА

В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ

1 ФБУН «Екатеринбургский медицинский научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Роспотребнадзора; 2 ГБОУ ВПО «Уральская государственная медицинская академия»

Минздравсоцразвития, г. Екатеринбург

Многолетние наблюдения за 358 рабочими, в том числе 165 больными флюорозом, электролизных цехов алюминиевых заводов показали существенные изменения клиники хронической профессиональной интоксикации соединениями фтора (ХПИСФ), развившегося в современных условиях производства при сниженных концентрациях соединений фтора в воздухе рабочей зоны. При этом доминирующая роль в клинике флюороза принадлежит патологии опорно-двигательного аппарата с большой вариабельностью сочетаний поражения отдельных участков костной ткани. Основным критерием установления стадии заболевания остается количество и выраженность признаков поражения костной ткани. Висцеральная патология, входящая в синдромокомплекс ХПИСФ, в современных производственных условиях регистрируется с меньшей частотой и теряет ряд описанных ранее клинических проявлений.

Ключевые слова: флюороз, клиника, патогенез, современные условия.

N.A. Roslaya', E.I. Likhachyova', I.E. Oransky1, V.A. Odinokaya1, E.G. Plotko', E.P. Zhovtyak1, A.A. Fyodorov2, E.V. Ryabko1. Clinical and pathogenetic aspects of the chronic occupational intoxication with fluorine compounds in modern reality

1 FBSI "Medical Research Center for Prophylaxis and Health Protection of Industrial Workers", Rospotrebnadzor, Ekaterinburg;

2 SBEI HPO Ural State Medical Academy, Ministry of Health and Social Development of the Russian Federation, Ekaterinburg

Multi-year follow-up of 358 workers of aluminum pot rooms, including 165 individuals suffering from fluorosis, has shown significant changes in the clinical picture of the chronic occupational fluorine