CC BY
3
Гигиена труда
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2007 УДК 614.894.25
Е. А. Ставский, С. А. Киселев, И. В. Ренау, О. В. Культенко, Г. П. Бакшеева, Л. А. Криницын,
В. Ю. Марченко, В. А. Яшин, К. Е. Ставский, Ю. А. Горбунов, В. И. Чернов, А. В. Ручкин, Н. В. Поляков,
А. И. Клевасов, С. Н. Корниишн, Л. С. Сандахчиев
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ И ПЕРСПЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НЕКОТОРЫХ НЕТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ
ФГУП ГНЦ вирусологии и биотехнологии "Вектор", Новосибирская область, п. Кольцово, МСЧ № 163, ФГУ "Медбиоэкстрем", ЗАО "Здравмедтех — Москва"; ЗАО "Здравмедтсх — Екатеринбург"; ЗАО "Здравмедтех — Новосибирск"
Среди известных средств защиты органов дыхания особое место занимают различные модификации масок-повязок, изготовленных из натуральных природных материалов [3, 7, 20, 21]. В частности ватно-марлевая маска до настоящего времени используется в практической медицине в качестве одного из основных защитных элементов противочумного комплекта. Указанные маски оказывают минимальное неблагоприятное физиологическое воздействие на человека, не нарушают функции органов зрения, слуха, незначительно влияют на деятельность органов дыхания и кровообращения. Однако при стандартном сопротивлении они обладают достаточно низкой защитной эффективностью [4, 5, 7]. В 1955-1956 гг. И. В. Петрянов-Со-колов, С. М. Городинский, С. Н. Шатский. П. И. Басманов обосновали схему нового средства защиты органов дыхания на основе разработанных в России фильтрующих материалов Петрянова (слой ультратонких волокон органических полимеров, нанесенных на тканевую основу) — защитного респиратора [7, 10, 14, 18]. Эта схема сделала возможным создание бесклапанных респираторов типов ШБ-1 "Лепесток", ШБ-2, РБ "Лепесток", У-2к, "Кама" и др., а также, позднее, клапанных респираторов типов "Астра-2", Ф-62Ш, "Снежок-К" и др. [4, 5, 7, 10, 14, 16, 18]. Однако в повседневной практике при работе с возбудителями инфекционных заболеваний I—IV группы патогенности наибольшее распространение получили респираторы ШБ-1 и РБ "Лепесток-200", так как они в наибольшей степени отвечают требованиям необходимого уровня защиты органов дыхания [4, 5, 7, 10, 14]. В настоящее время на основе ряда термопластичных полимеров разработаны технологии производства нетканых материалов [1, 19]. На их основе ведется за рубежом, а также начато в нашей стране производство медицинских масок [8, 15]. Однако данные по эффективности защиты этих масок в доступной литературе практически отсутствуют.
Целью работы являлась экспериментальная оценка защитных свойств нетканых материалов для медицинских масок производства ЗАО "Здравмедтех" (Россия) с использованием физических и бактериальных тест-аэрозолей.
Изучали 5 видов материалов и тканей.
Спанбонд (БрапЬопс!) — нетканый материал, произведенный из очень тонких полипропиленовых волокон путем термоскрепления, плотностью 15-17; 20-25; 35-42; 50-60 г/м2. В настоящей ра-
боте исследовали 3- и 5-слойные образцы спанбон-да плотностью 25 г/м2, предназначенные для изготовления 3- и 5-слойных медицинских масок.
CMC (SMS) — многослойный нетканый материал нового поколения, состоящий из 3 слоев: спанбонд — барьерный слой мельтблауна — спанбонд. Производится CMC плотностью 15—17, 20— 25, 35—42, 50—60 г/м2. Исследовали 3- и 5-слойные образцы CMC плотностью 25 г/м2, предназначенные для изготовления 3- и 5-слойных медицинских масок.
В качестве материалов сравнения изучали:
— материал ватно-марлевой повязки — ВМП (ватно-марлевая маска из марли размером 125 х 50 см со слоем ваты 25 х 17 х 1,5—2 см, массой 20 г);
— хлопчатобумажную (х/б) ткань (артикул 262) плотностью 128 г/м2;
фильтрующий материал — ткань Петрянова — ФПП-15-1,5 респиратора ШБ-1 "Лепесток-200".
Барьерные свойства образцов тканей и материалов средств зашиты органов дыхания оценивали с использованием физических и биологических тест-аэрозолей в динамических условиях в аэрозольной камере вертикального типа ДК-1 разработки и производства ГНЦ ВБ "Вектор" [6, 9]. В качестве модельных тест-аэрозолей использовали масляный и биологический. Коэффициенты проницаемости образцов испытуемых фильтрующих материалов по масляному аэрозолю турбинного масла ТЗО определяли на туманообразующей установке в комплекте с нефелометром [11]. Объемная скорость составляла 0,713 дм3/мин (линейная скорость — 0,1 см/с) для образцов диаметром 0,123 м. Диаметр частиц масляного аэрозоля составлял 0,28— 0,34 мкм. Коэффициент проницаемости для каждого образца материала определяли по 4—6 раз.
Для получения биологического (бактериального) аэрозоля применяли микробную суспензию бактериальной 2-суточной культуры Serratia marc-escens, штамм В-1057 (НИИ коллекции культур микроорганизмов ГНЦ ВБ "Вектор") с концентрацией 1,0 • 109 клеток/см3. Испытания материалов по бактериальному тест-аэрозолю с физической меткой проводили при объемной скорости 0,15дм3/мин (линейная скорость — 0,8 см/с) для образцов диаметром 0,02 м путем непрерывного распыления микробной суспензии с концентрацией 1,0-109 КОЕ/дм3 в течение 10 мин. В качестве физической метки использовали уранин, добавляе-
Рис. 1. Логарифмически-нормальное распределение частиц аэрозоля, полученное при обработке результатов им-пакторного пробоотбора.
По оси ординат — суммарная массовая доля частиц, имеющих диаметр меньше указанного (в %); по оси абсцисс — верхняя граница интервала аэродинамических диаметров частиц (в мкм).
мый в диспергируемую бактериальную суспензию в количестве от 0,1 до 1,0% по массе. Отбор проб на фильтры начинали через 5 мин от начала диспергирования с помощью 4 стандартных фильтро-держателей и проводили в течение 5 мин. Фильт-родержатели были снаряжены последовательно установленными образцами испытуемых материалов масок и фильтрами АФА-БА-3 [14], разделенными фторопластовыми кольцами. Каждый образец материала испытывали 4-кратно. После отбора проб проводили смывы с образцов ткани и фильтров. В объединенных смывах, произведенных раздельно с указанных образцов, определяли содержание флюоресцентной метки и тест-микроорганизма Б. тагсеБсепБ. С этой целью полученные смывы высевали на чашки Петри и инкубировали 48 ч в
а
- 1 I
— — 1 2 1 3 1 4 в 1 5 1 6 7 1
термостате при температуре 28°С с доступом света. В качестве смывной жидкости использовали физиологический раствор. Смывы с подложек импак-торов и разведение проб для массового анализа производили 0,1 N раствором едкого натра. Эксперименты проводили при температуре воздуха 20 ± 1 °С, относительной влажности воздуха 50 ± 4%, при прочих одинаковых условиях экспериментов.
В специальной серии экспериментов, состоящей из 4 опытов, оценивали воспроизводимость параметров фракционно-дисперсного состава (ФДС) аэрозоля. Для этого пробы аэрозоля отбирали одновременно двумя аттестованными импакторами Мэя с расходом воздуха 10 дм3/мин (сЗ^ аулм„ = 2,3, 6,1, 14,0 мкм) и 20дм3/мин (^-50,ступени = 1 >7> 3,9, 8,2 мкм). Первой ступенью импактора являлся фильтр АФА-БА-3.
Определение показателей и характеристик аэрозолей, а также статистическую обработку результатов проводили принятыми методами [2, б, 12, 17].
Сопротивление всех изученных материалов при расходе 0,15 дм3/мин (линейная скорость — 0,8 см/с, диаметр образца — 0,02 м) было менее 1,0 мм вод. ст. При этом сопротивление фильтров АФА-БА-3 составило 2—3 мм вод. ст. Данные, полученные с помощью импакторного пробоотбора, продемонстрировали хорошую воспроизводимость ФДС в отдельных опытах специальной серии экспериментов. При этом средние значения 4 определений параметров ФДС аэрозоля составили: медианно-мас-совый аэродинамический диаметр (ММАД) частиц аэрозоля — 0,22 (0,11-И),46) мкм при относительных погрешностях (стандартных отклонениях) — 3,74 (1,95^-7,18) для вероятности 95%. На рис. 1 на логарифмически-вероятностной координатной сетке представлено интегральное распределение массы аэрозоля в зависимости от аэродинамического диаметра частиц. Исходя из размеров бактериальных
б
100-1
10-1- ,1
1 1 1 1 1 I 1 2 3 4 5 6 7
Рис. 2. КП (по оси ординат, в %) для некоторых материалов средств защиты органов дыхания: а — по масляному туману; б — по физической метке мелкодисперсного аэрозоля; в — по бактериальному аэрозолю.
1 — х/б ткань (контроль); 2— 3-слойная маска на основе спан-бонда плотностью 25 г/м2; 3— 5-слойная маска на основе спан-бонда плотностью 25 г/м2; 4 — 3-слойная маска на основе CMC плотностью 42 г/м2; 5 — 5-слойная маска на основе CMC плотностью 42 г/м2; 6 — ВМП; 7 — ткань Петрянова — ФПП-15-1,5 респиратора ШБ-1 "Лепесток-200".
клеток S. marcescens (0,5—0,8 x 0,9—2,0 мкм) [13], рассчитали аэродинамический диаметр отдельной бактериальной клетки — 0,8 (0,6-И,0) мкм. Полученные средние и пограничные значения аэродинамических диаметров бактерий S. marcescens и линейная экстраполяция импакторного пробоот-бора позволили установить, что более 80% массы частиц аэрозоля не содержали бактерий. При этом количество массы частиц аэрозоля, загруженных бактериями, может составлять менее 20—30%. Полученные результаты необходимы при анализе данных по оценке тест-аэрозолями барьерных свойств испытываемых материалов.
На рис. 2 представлены результаты определения коэффициентов проскока (КП) частиц масляного тумана, мелкодисперсного и бактериального аэрозоля для некоторых материалов средств защиты органов дыхания.
Полученные в ходе экспериментов результаты продемонстрировали различную степень проницаемости для тест-аэрозолей изученных материалов. При этом выявлено, что с увеличением количества слоев тканей в масках повышаются их защитные свойства. Об этом свидетельствует уменьшение КП материалов масок для масляного тумана и мелкодисперсного аэрозоля по физической метке. У 3—5-слойных материалов масок из CMC плотностью 42 г/м2 выявлены более высокие защитные свойства в отношении масляного тумана и мелкодисперсного аэрозоля, чем у 3—5-слойных материалов масок на основе спанбонда плотностью 25 г/м2. При этом численные значения КП образцов тканей, полученные для масляного тумана (ММАД 0,28+0,34 мкм) и мелкодисперсного аэрозоля (ММАД 0,22 мкм), соответствовали друг другу. Некоторые различия между полученными результатами (см. рис. 2, б. и в) объясняются наличием широкого спектра частиц мелкодисперсного аэрозоля с физической меткой (стандартные отклонения — 1,95+7,18). КП бактериального аэрозоля для всех изученных материалов оказались близкими к таковым для ВМП и составили менее 1,0%. Для численных значений КП материалов по бактериальному аэрозолю в большинстве случаев удалось определить лишь верхние их границы (менее 1,0%). Это, вероятно, объясняется высокой задерживающей способностью образцов тканей в отношении фракций тест-аэрозоля более 1,0 мкм, в основном загруженных бактериями S. marcescens. Наиболее низкие значения КП имел материал ФПП-15-1,5 респиратора "Лепесток-200" как по масляному туману (0,7%), так и по бактериальному аэрозолю (менее 0,1%), что свидетельствовало о его наиболее высоких защитных свойствах [4, 5, 10, 18].
Выводы. 1. Установлена различная степень проницаемости в отношении тест-аэрозолей с низким сопротивлением потоку воздуха (менее 1,0 мм вод. ст.) у изученных материалов и тканей средств защиты органов дыхания. Показано, что с увеличением количества слоев материалов снижается их проницаемость для тест-аэрозолей. У 3—5-слойных материалов CMC плотностью 42 г/м2 выявлены более высокие защитные свойства в отношении масляного тумана и мелкодисперсного аэрозоля, чем у 3—5-слойных масок на основе спанбонда плотностью 25 г/м2.
2. КП бактериального аэрозоля для всех изученных материалов составили менее 1,0% и были близкими к таковым для ВМП. У 5-слойных материалов СМС плотностью 42 г/м2 наблюдались более высокие показатели задержки бактериальных аэрозолей. Наиболее высокие защитные свойства продемонстрировал материал ФПП-15-1,5 респиратора "Лепесток-200" (КП менее 0,1%).
3. Более высокая задержка бактериального аэрозоля по сравнению с мелкодисперсными испытанными образцами материалов обусловлена тем, что бактерии Б. тагсезсеш содержатся в основном во фракциях аэрозоля с аэродинамическим диаметром более 1,0 мкм.
4. Дальнейшее повышение защитных свойств медицинских масок, изготовленных из нетканых материалов, вероятно, может быть обеспечено как увеличением плотности этих материалов, так и количеством их слоев в масках.
Литература
1. Азейштейном Э. М. Производство химических волокон: новые скорости, новые возможности. // www.TextileClub.ru.
2. Аишарин И. П., Воробьев А. А. Статистические методы в микробиологических исследованиях. — Л., 1962.
3. Безопасность работы с микроорганизмами I—И групп патогенности (опасности). Санитарные правила. СП 1.3.1285-03. - М., 2003.
4. Буянов В. В., Колесников Н. Н., Супрун И. П. Создание системы средств индивидуальной защиты для персонала микробиологических и вирусологических лабораторий. — Черниголовка; М., 2000.
5. Буянов В. В., Супрун И. П. Средства индивидуальной защиты для работ в микробиологических и вирусологических лабораториях. — Черноголовка; М., 2001.
6. Гапочко К. Г., Мисников О. П., Раевский К. К. Средства и методы изучения микробных аэрозолей. — Л., 1985.
7. Дроздов С. Г., Гарин С. Г., Джиндоян Л. С., Тарасенко В. М. Основы техники безопасности в микробиологических и вирусологических лабораториях. — М., 1987.
8. Здравмедтех. каталог. ЗАО "Здравмедтех". — Екатеринбург.
9. Киселев С. А., Рыжиков Г. А., Криводанов Б. А., Зага-рин М. В. Устройство для экспонирования животных. - Пат. № 1692429 РФ от 09.09.1999.
10. Коллективные и индивидуальные средства защиты. Контроль защитных свойств: Энциклопения "Эко-метрия" из серии справочных изданий по экологическим и медицинским измерениям. — М., 2002.
11. Криницин Л. А., Ставский Е. А., Нетесов С. В. и др. // Биотехнология. - 1999. - № 4. - С. 57-62.
12. Лакин Г. Ф. Биометрия. - М., 1980.
13. Определитель бактерий Берджи / Под ред. Дж. Хо-улта и др.: Пер. с англ. — М., 1997. — Т. 2.
14. Петрянов И. В., Козлов В. И., Басманов П. И., Огородников Б. И. Волокнистые фильтрующие материалы ФП. - М., 1968.
15. Приказ Департамента здравоохранения города Москвы от 05.11.04 г. № 488 "Об усилении мероприятий по санитарной охране территории г. Москвы от заноса и распространения инфекционных заболеваний, представляющих опасность для населения города Москвы". — М., 2004.
16. Производственная санитария в микробиологической промышленности / Складнев А. А., Падалкин В. П., Вадимов В. М. и др. - М., 1980.
17. Райст П. Аэрозоли. — М., 1987.
18. Российские средства защиты на производстве и в чрезвычайных ситуациях. Каталог 2004. ОАО Росзащита.
19. Tyvek — защитная одежда. // www.tyvekprotech. com.
20. Slavskiy Е. A., Cherny N. В., ChepumovA. A., NetesovS. V. I I Anthology of Biosafety V. BSL-4 Laboratories / Ed. Jonathan Y. - Richmond, 2002. - P. 29-92.
21. Stavskiy E. A., Bondarenko V. N., Cherny N. В., Netes-ov S. V. // Anthology of Biosafety VI. Arthropod Borne Diseases / Ed. Jonathan Y. — Richmond, 2003. — P. 113-150.
Поступила 04.10.05
Summary. The protective properties of nonwoven materials (Spandbond, SMS) used to manufacture 3-5-iayer medical masks, by using model physical and bacterial test aerosols, were experimentally assessed. It was shown that the more layers of the materials, the less permeable they became for test aerosols. Three-five-layer masks made from SMS at a density of 42 g/m2 were found to have higher protective properties for oil mist and fine aerosol than those made from Spandbond at a density of 25 g/m2. Five-layer SMS materials at a density of 42 g/m2 have the highest values of bacterial aerosol retention.
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 2007 УДК 613.692:656.21-084
В. Б. Панкова, В. А. Капцов, Т. В. Ермакова, Е. А. Каменева
ПРИОРИТЕТНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ОЗДОРОВЛЕНИЯ И МЕДИЦИНСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИКОВ
Всероссийский НИИ железнодорожной гигиены Роспотребнадзора, Москва
Работники железнодорожных профессий, труженики локомотивных и поездных бригад, ремонт-но-путевые рабочие, лица, занимающиеся организацией движения поездов, диспетчера и др., а также работающие на заводах по ремонту подвижного состава, локомотивных и вагонных депо и др.), связанных с риском для жизни, осуществляют свою деятельность в неблагоприятных производственных условиях, сопровождающихся комплексным воздействием опасных и вредных производственных факторов различной природы и интенсивности. По результатам гигиенической аттестации рабочих мест, проведенной в железнодорожной отрасли в 2004 г., более 1/4 из них не соответствуют санитарно-гигиеническим нормативам [1—3].
Так, большинство работников железнодорожных профессий подвергаются воздействию вредных и опасных производственных факторов физической природы, таких как шум, вибрация, тяжесть и напряженность труда, промышленная пыль (см. рисунок).
Это находит отражение в структуре профессиональных заболеваний железнодорожников. Ведущие нозологические формы таких заболеваний представлены профессиональной нейросенсорной тугоухостью — 49,2%, "пылевыми" заболеваниями органов дыхания — 19,0%, вибрационной болезнью — 14,0%, заболеваниями опорно-двигательного аппарата и периферической нервной системы — 9,0% и прочими — 8,8%.
Профессиональная заболеваемость имеет четкую производственную зависимость и социальную окраску в связи с инвалидизацией рабочих трудоспособного возраста, а также с необходимостью материальной компенсации утраты здоровья вследствие профессиональных причин.
Учитывая изложенное, важнейшим направлением профилактики нарушений здоровья железнодорожников являются рекреационно-реабилита-ционные мероприятия. Восстановление работоспособности, предотвращение утомления работников ведут к повышению безопасности движения поездов, а своевременная реабилитация ранних признаков нарушений здоровья вследствие производственно-профессиональных причин способствует сохранению трудового потенциала отрасли. На железнодорожном транспорте это прежде всего актуально в отношении машинистов и помощников
машинистов, работа которых связана с безопасностью движения поездов.
Проведенные наблюдения лиц, работающих в условиях воздействия различных производственных факторов, позволили определить критерии их дифференциации на группы здоровья при диспансерном наблюдении (ДН). В основе формирования различных групп ДН, лечения и оздоровления лежит наличие отдельных патологических признаков или их сочетаний с учетом характера воздействующего фактора и особенностей вызываемой им патологии.
Выделяют следующие группы работников железнодорожного транспорта, подвергающихся воздействию различных производственных вредностей и подлежащих ДН и проведению реабилитационных мероприятий [4]:
1. Практически здоровые рабочие, у которых отсутствуют признаки неблагоприятного воздействия факторов производственной среды.
К этой группе относятся лица с длительным стажем (более 10 лет) работы в условиях производственных вредностей, действующих на уровне санитарно-гигиенических нормативов, при отсутствии каких-либо клинико-лабораторных симптомов их воздействия на состояние здоровья работников.
Число работников железнодорожного транспорта (по оси ординат), подвергшихся воздействию основных вредных и опасных производственных факторов в 2003— 2004 гг.
Напряженность Тяжесть Шум вибрация Пыль труда труда
Число
работников
тыс.
16(Ь 144,5
127,0
107,4
