CC BY
33
the cardiovascular systems and affected gastrointestinal secretion and the liver function. The effect of alfamethylstyrol on the peripheral blood was less prononunced (hyperchro-mic anaemia). The experimental findings showed alfamethylstyrol to produce in animals changes similar to those mentioned above. Besides, it was discovered that the chronic action of alfamethylstyrol decreased the protein formation in the liver and disturbed metabolic process. Histological examinations revealed morphologic changes in lungs, kidneys and cerebrum and a diminution of liver glycogen content. In the course of medical examination special attention should be paid to the state of mucous membranes of the upper respiratory tract, the blood pressure level, the peripheral blood picture and the liver function. The concentration of alfamethylstyrol vapours in the air of work premises should not exceed 0.005 mg/1.
ft ft ft
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПЫЛИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩИХ
ШЛАКОВ
Доцент И. В. Рощин
Из Московского яаучно-исследорательского института гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана
Большие количества шлаков в виде отходов дают доменное, мартеновское и бессемеровское производства. Шлаки представляют собой химически инертный расплав смеси окислов различных элементов; наличие тех или иных элементов в расплаве определяется составом перерабатываемых руд и технологией выплавки металла.
Шлаки (искусственные минералы) являются одной из главных разновидностей технического камня. Многие виды их являются передельными, т. е. поступают в дальнейшую переработку. Особенно широкое применение шлаки черной металлургии нашли в производстве строительных материалов (цементы, бетон, шлаковата, шифер и др.), а также в качестве балласта в дорожном строительстве.
Благодаря наличию в некоторых шлаках фосфора их все шире используют как ценное удобрение для почвы (мартеновские шлаки на основе переработки фосфористых железных руд и др.).
Некоторые виды бессемеровских, томассовских и мартеновских шлаков являются ценным сырьем для извлечения редких металлов. В частности, бессемеровские и мартеновские шлаки, образующиеся при переделе чугуна, выплавляемого из уральских (титано-магнетитовых) железных руд, используют как сырье для получения весьма ценного элемента— ванадия.
В процессе использования шлаков для указанных нужд последние подвергают дроблению и размолу. Технологические и экономические соображения диктуют необходимость максимально тонкого измельчения, обеспечивающего возможность более полного извлечения ценных элементов. Осуществляемые обычно в больших масштабах такие производственные операции сопровождаются пылеобразованием иногда довольно высокой интенсивности. Пылевой фактор на соответствующих предприятиях становится профессиональной вредностью.
Для гигиенической оценки пыли шлаков, в составе которых заведомо отсутствуют высокотоксичные вещества (доменные и некоторые мартеновские шлаки), основное значение, естественно, имеет наличие в составе дисперсной фазы свободной и связанной двуокиси кремния. Однако в отношении шлаков весьма сложного химического состава (некоторые мартеновские, бессемеровские и томассовские шлаки) с содержанием значительного количества окислов высокотоксичных элементов учет только двуокиси кремния является недостаточным, и мы должны прибегать к всестороннему специальному исследованию патогенных свойств
пыли, без чего нельзя подойти к обоснованию гигиенических нормативов в отношении ее.
Общеизвестны лишь данные зарубежных авторов о влиянии на организм пыли томассовских шлаков (томассшлаковые пневмонии), содержащих большие количества фосфора. Некоторые исследования были проведены с целью изучения патогенетической роли отдельных составных частей некоторых бессемеровских шлаков в возникновении бронхитов и пневмоний [И. В. Рощин, 1959; Клавис и др. (К1ау1з, 1956, и др.)].
Однако исчерпывающих сведений о действии на организм пыли бессемеровских и других названных шлаков, степени пневмокониозоопасно-сти аэрозоля, детальной характеристики реакции органов дыхания на воздействие пыли в литературе не имеется.
Задачей нашей работы являлось на основе производственно-гигиенических, экспериментальных исследований и изучения состояния здоровья рабочих определить характер действия на организм пыли бессемеровских шлаков, являющихся отечественным сырьем для промышленного получения ванадия, для профилактики возможных профессиональных заболеваний.
Технологический процесс переработки шлака заключается в первоначальной разбивке крупногабаритных остывших шлаковых слитков сильным ударом тяжелой стальной болванкой. Полученные куски шлака подвергаются дальнейшему измельчению на щековых дробилках, после чего поступают в мельницы (трубчатые и шаровые). Тонко размолотый шлак через транспортеры подается во вращающиеся печи для окислительного обжига (с примесью поваренной соли при 900°), при котором низшие окислы ванадия переходят в пятиокись и образуется ее соль — ванадат натрия. Последний благодаря хорошей растворимости в воде легко извлекается из шихты. Все приведенные операции, связанные с механической и термической переработкой шлака, — разбивка, погрузка в контейнеры и вагоны, разгрузка, транспортировка, дробление, размол, обжиг, — сопровождаются пылеобразованием.
Изучение запыленности воздуха мы проводили в 1949 и 1962 гг. В 1961 г. запыленность воздуха изучал Ю. В. Осипов. В другие годы определение запыленности воздуха проводила городская санитарно-эпидемиологическая станция.
Таблица 1
Запыленность воздуха и дисперсность пыли при основных операциях
переработки шлака
• • Концентрации пыли (в мг/м*)
Количество
Производственные операции минималь- максималь- наиболее частиц с диаметром
часто до 5 мк (в %)
ные ные встреча-
• ющиеся
Разбивка шлака 1 .......: 40,0 150,0 50—100 95—96
Погрузка раздробленного шлака 1 .... 79,0 450,0 90—130 96—97
Разгрузочные работы 1........ 17,0 300,0 90—110 90—52
Дробление шлака........... 17,0 290,0 30—90 85—86
Размол шлака на мельницах и магнитная
сепарация ............. 23,0 500,0 100—150 86—87
Обжиг размолотого шлака....... 6,0 75,0 20—40 93—94
Выщелачивание........... 3,0 10,0 5—6 97
1 Эти операции проводятся в одном помещении, остальные — в отдельных помещениях.
В табл. 1 приведены результаты определения запыленности воздуха за указанный промежуток времени (400 проб) и степени дисперсности
24
I
пыли. При этом учитываются наиболее часто встречающиеся концентрации (более чем в 50% случаев).
Наиболее часто встречающиеся концентрации пыли, определяемые в разные моменты применительно ко всем производственным операциям, не подвергаются большим колебаниям во времени и в разных точках рабочей зоны.
Поступление пыли в воздух в столь значительных концентрациях обусловлено открытой и рассредоточенной по цеху разбивкой глыб шлака ударом большой силы, не дающей возможности локализовать и укрыть источник пылеобразования. Не менее существенными являются многократные перевалы измельчаемого шлака, открытое ведение погрузочных и разгрузочных работ, сухой способ уборки помещений, неплотности в укрытиях оборудования и др.
Необходимость постоянного пребывания рабочих вблизи источников выделения пыли, значительная физическая нагрузка и высокая степень дисперсности пыли увеличивают возможность неблагоприятного действия ее.
Данные о систематическом определении химического состава шлака приведены в табл. 2.
Таблица 2%
Химический состав шлака (по данным анализов за 1958—1962 гг.)
Процентное содержание
размолотая шихта после
Окислы элементов шихта 1 обжига Примечание
мини- макси- мини- макси-
маль- маль- маль- маль-
• ное ное ное ное
РеО 35,4 37,1 40,0 48,4 В результате обжига ИеО переходит
» в Ре203
БЮг 22,1 25,6 18,97 22,4 1—5% ЭЮ2 находятся в свободном
состоянии, остальное количество —
в связанном
'(в пересчете на 11,1 12,9 9,6 11,8 После обжига У203 переходит в
У205) 8,59 ЫаУОз
Сг205 9.0 11,3 9,52
ТЮ2 6,7 7,7 5,8 7,63
МпО 3,7 5,8 3,07 5,08
А1203 2,21 4,0 2,6Я 3,3
М£0 0,8 1,6 0,72 1,3
СаО 0,75 1,4 0,85 1,3 В основном приходятся на металли-
Другие составные 1,9 3,2 ческие включения железа
части 1
В составе пыли шлака имеются такие окислы, которые, находясь в свободном состоянии, оказывают явное токсическое действие (ванадий, хром, марганец). Однако, несмотря на значительное содержание пыли в воздухе, мы не наблюдаем специфического для каждого из этих окислов действия на организм ввиду того, что они находятся в такой связи между собой, которая самым существенным образом изменяет действие, присущее этим элементам. Исходя из этого, следует признать, что по отдельным окислам, входящим в состав шлака, нельзя дать гигиеническую оценку пыли и произвести ее нормирование.
Петрографический и рентгеноструктурный анализы шлаков (Я. С. Уманский, Я. Э. Самчук, А. Ю. Поляков и В. И. Колпакова) показали, что ванадий в составе шлака находится в виде трехвалентного окисла. Большая часть его (91%) входит в состав железо-хромо-ванадиевого минерала—шпинелида, содержание которого в шлаке составляет приблизительно 67%.
Кроме железа, ванадия и хрома, в состав шпинелида входят окислы алюминия и марганца. Шпинелид является прочным минералом; названные вещества в нем как бы замурованы, поэтому действия, присущего свободному состоянию окислов, мы не наблюдаем. Кремния в составе шпинелида нет.
Основная часть кремния связана в метасиликате с магнием, железом и кальцием. Некоторая часть его связана в фаялите (ортосилика-те). Всего связанной двуокиси кремния содержится в шлаке приблизительно 15—20%. В виде тридимита, кристобаллита и кварца двуокись кремния находится в количестве 1—5%.
В процессе обжига происходит окисление шпинелида до гематита и освобождение из него ванадия в пятивалентной форме, способного оказывать токсическое деи-ствие.
пыль приобретает более агрессивные свойства. Хром и марганец, как и другие окислы, по-прежнему остаются прочно связанными, поэтому не могут проявить своего непосредственно токсического действия.
Экспериментал ь и о е исследование действия пыли проводили путем интратрахеального введения 50 мг пыли 20 белым крысам. Через 3, 6, 12 и 15 месяцев, животных забивали, а органы их подвергали патогистоло-гическому исследованию (консультант проф. А. Л. Пинус). В опытах у жи-
Рис. 1. Клеточно-пылезые узелки в межальвеолярной ткани с концентрическим расположением фибропластов в некоторых узелках. Крыса забита через
3 месяца после введения пыли. Увеличение 5x8.
)
вотиых не было обнаружено клинических проявлений действия пы ли. Они прибавляли в весе так же, как и контрольные. На вскрытии были обнаружены лишь скопления пыли под плеврой.
Картина патологических изменений в органах дыхания характеризовалась развитием серозно-десквамативного бронхита, увеличением лимфатических фолликулов и утолщением межальвеолярных перегородок вследствие инфильтрации их лимфоидными, круглыми клетками и гистиоцитами. Кроме того, в легких животных в межальвеолярных перегородках и вокруг сосудов наблюдалось образование клеточно-пылевых очагов, состоящих из эпителиоидных клеток и кониофагов с фагоцитированной пылью. В отличие от силикотических узелков в них не было гигантских клеток, некроза и выраженного развития зрелой волокнистой соединительной ткани, но в ряде случаев вокруг скоплений пыли отмечались концентрически расположенные фибробласты (рис. 1). При окраске по ван Гизону отмечено, что в клеточно-пылевых очагах произошло огрубение межуточной ткани (через 6—15 месяцев после введения пыли— рис. 2). Клеточно-пылевые очаги через 3 месяца после введения пыли отличались массивностью, а в последующем, особенно через 12— 15 месяцев, они были меньших размеров; очевидно, имелась тенденция к уменьшению пыли в легких, но степень огрубения соединительной ткани в местах скопления пыли, наоборот, несколько возрастала. Во всех случаях в просветах бронхов наблюдались кониофаги с пылью, что указывало на систематическое выведение ее из легких. В регионарных
лимфатических узлах легких также Имелись скопления фагоцитированной и свободно лежащей пыли.
При детальном гистологическом исследовании альвеолярной ткани легких в ряде случаев обнаруживались альвеолы, в которых произошло перерождение альвеолярного эпителия в железистый, что могло быть обусловлено длительным химическим действием пыли. Этим же обстоятельством, по-видимому, объясняется и наличие жировых включений в протоплазме кониофагов.
Таким образом, хотя пыль шлака в эксперименте не оказывает резко выраженного фиброгенного действия, она обладает способностью вызывать развитие умеренных продуктивных изменений. Пневмокониоз протекает на фоне хронического десквамативного бронхита.
То, что пыль шлака обладает выраженным действием на слизистую оболочку дыхательного тракта, видно из данных обследования 45 рабочих (Л. М. Маркова, П. С. Кубланова, В. Б. Усман), систематически подвергающихся действию пыли. У всех обследованных слизистая оболочка верхних дыхательных путей гипереми-рована, отмечается гипертрофия слизистой оболочки носа, У лиц с большим стажем работы в данной профессии (11 человек) обнаружен суб-атрофический ринит. Кроме того, у 10 рабочих со стажем 10 лет и более обнаружены эрозии слизистой оболочки носа, локализовавшиеся в области 1окиэ ^ББеИзасЫ. Эрозии в ряде случаев имели кровоточащую поверхность. Помимо этого, у 2 рабочих, подвергающихся действию пыли обожженного шлака, обнаружено прободение носовой перегородки, а у других 2 рабочих — рубцы в области 1о1ш5 ЫэзеШа- ткань. Крыса забита через 11 меся
сЫ. Все эти рабочие имели стаж более цев после введения пыли. Увеличе-
1 ние 5X8.
10 лет.
Как видно, раздражающее действие пыли обожженого шлака более резко выражено. Прободение носовой перегородки в этом случае могло быть вызвано двумя причинами: либо ванадатом натрия (мы наблюдали отдельные случаи прободения носовой перегородки при работах с пяти-окисью ванадия), либо окислами хрома, возможность выхода которых в малых концентрациях из состава шпинелида не исключена.
Особенно часто встречаются среди рабочих выраженные хронические бронхиты (у 27 из 45 обследованных). У рабочих со стажем 5 лет и более хронический бронхит выявлен во всех случаях.
Клииико-рентгенологическое исследование (Г. В. Булычев, В. Б. Усман, Л. М. Маркова) подтверждает обнаруженную в эксперименте явную кониозоопасность названной пыли. Из 45 обследованных у 24 со стажем работы 10 лет и более имелись рентгенологические изменения. У 11 из них диагностирован пневмокониоз I—II стадии. Рентгенологическая картина характеризовалась распространением диффузно-склероти-ческих изменений по всему протяжению легочных полей (за исключением надключичных зон), в меньшей степени отмечались мелкоочаговые затемнения; тени корней легких усилены и увеличены, выражены признаки буллезной эмфиземы. Характерное для силикоза преимущественное поражение нижних отделов легких отсутствовало.
Кроме того, у 13 обследованных также со стажем 10 лет и более обнаружены усиление и ограничение деформации легочного рисунка, что
Рис. 2. Клеточно-пылевые узелки в легком и в местах скопления пыли — огрубевшая соединительная
можно рассматривать как подозрение на пневмокониоз и начальные проявления профессионального пневмосклероза.
Таким образом, тщательное обследование рабочих указывает нато^ что пыль шлака при длительном воздействии вызывает пневмокониоз, который появляется и протекает на фоне выраженного поражения слизистой оболочки верхних дыхательных путей и хронического бронхита. Пневмокониоз относится к смешанным формам (диффузно-склеротиче-ским). Шлаковый пневмокониоз по своим рентгенологическим проявлениям напоминает картину описанных в литературе силикатозов (М. А. Ковнацкий и др.), однако значительное поражение верхних дыхательных путей отличает его от других пневмокониозов.
С целью углубленного изучения особенностей данного пневмоконио-за проводятся дальнейшие клинические исследования. Как было указано выше, наиболее выраженно названные изменения были отмечены у лиц, подвергавшихся воздействию пыли обожженного шлака. В основном это, очевидно, обусловлено наличием в составе пыли пятивалентного ванадия в свободном виде, для которого характерно раздражающее действие на слизистую оболочку дыхательного тракта (И. В. Рощин, 1958, БрЬе^ и др., 1950).
Данные изучения состояния здоровья рабочих находятся в соответствии с данными экспериментального исследования действия пыли на организм.
Учитывая данные производственно-гигиенических и экспериментальных исследований, а также результаты изучения состояния здоровья рабочих, мы пришли к выводу о необходимости установления предельно допустимой концентрации пыли бессемеровских шлаков, образующихся на основе переработки уральских титано-магнетитовых руд. Подойти к установлению допустимого содержания такой пыли, учитывая лишь содержание двуокиси кремния в ней, нельзя, так как и при весьма малом содержании в пыли свободной БЮг мы наблюдаем пневмокониоз на фоне выраженного раздражающего действия пыли. У рабочих пневмокониоз не обнаруживался лишь на участке выщелачивания, где наиболее часто концентрации пыли были на уровне 5—6 мг/м3 и не превышали 10 мг/м3, хотя стаж рабочих достигал 15 лет. Но и при работе при концентрациях 10 мг/м* наблюдаются признаки раздражающего действия пыли на слизистую оболочку верхних дыхательных путей (обожженный шлак). По нашему мнению, концентрация этой пыли порядка 4 мг/м3 безвредна для организма и может считаться предельно допустимой.
Наличие в воздухе свободного пятивалентного ванадия при данной концентрации пыли не превышает 0,5 мг/м3, что также не превышает предельно допустимой концентрации, установленной для аэрозоля, измельчения пятиокиси ванадия и ванадатов. Для пыли необожженного шлака такая концентрация будет тем более допустимой, так как эта пыль обладает несколько меньшим раздражающим действием.
Решающую роль в профилактике пылевых заболеваний будут иметь мероприятия по рационализации технологического процесса. В первую очередь должна быть создана совершенная схема измельчения и обжига шлака, основанная на непрерывности технологического процесса с укрытым оборудованием, механизированным транспортом измельченного сырья. При этом необходимо предусмотреть исключение многократных ручных погрузочных и разгрузочных операций. .
Не менее важно получение слитков шлака небольших габаритов, доступных для раздробления в дробилках, что позволит избавиться от открытых работ по разбивке крупногабаритных слитков шлака металлическими болванками. Эти предложения учитываются при проектировании нового производства. Они также будут положены в основу реконструкции существующего предприятия.
Вторым важнейшим мероприятием по борьбе с пылью является организация системы местной вытяжной вентиляции из-под укрытий в местах пылеобразования (дробилки, мельницы, магнитный сепаратор, печи обжига, люки по выгрузке и смесители) с достаточной скоростью удаления воздуха из-под укрытий.
Хороший эффект дает использование «сухой» пены для осаждения пыли, выделяющейся из мельниц. Пену. получают в специальном простом устройстве путем пропускания сжатого воздуха через смесь, состоящую из столярного клея (9%), керосинового контакта (60%), воды (20,7%) и спирта-сырца (10,3%).
Рабочие, подвергающиеся действию пыли шлака, должны ежегодно проходить обязательные периодические медицинские осмотры комиссией врачей в составе отоларинголога, терапевта, рентгенолога.
В соответствии с результатами проведенных нами наблюдений к работе в контакте с пылью ванадийсодержащих шлаков могут быть допущены лишь здоровые люди, не имеющие заболеваний дыхательного тракта и сердечно-сосудистой системы.
Выводы
1. Пыль бессемеровских шлаков, образующихся на основе переработки уральских титано-магнетитов, при длительном воздействии на организм в концентрациях от 30 до 100 мг\пъ и более способна вызвать у рабочих пневмокониоз. Пневмокониозоопасность иыли подтверждается экспериментально. Развитие продуктивных изменений умеренное. Течение процесса относительно доброкачественное. Развитию пневмокони-оза предшествуют выраженные изменения со стороны слизистой оболочки верхних дыхательных путей и выраженный хронический бронхит, что обусловлено раздражающим действием пыли шлака. Сочетание умеренных рентгенологических проявлений пневмокониоза и выраженного поражения слизистой оболочки дыхательного тракта создает значительное разнообразие симптомов (субъективных и объективных), отличающих данный пневмокониоз от других пневмокониозов.
2. В основу профилактики шлакового пневмокониоза должен быть положен комплекс специальных технических санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий.
3. Предельно допустимой концентрацией пыли может быть предложена 4 мг/м*.
От редакции
Нельзя не пожалеть об отсутствии данных, характеризующих радиоактивность шлаков, которые в настоящее время рассматриваются как один из важных гигиенических факторов.
ЛИТЕРАТУРА
К о в н а ц к и й М- А. Силикатозы. М.—Л., 1957 — РощинИ. В. В кн.: Матери-лы 8-й научной сессии Свердловского ин-та гигиены труда и профпатологии, 1958, стр. 110. — О н ж е. Информ. бюлл. Московск. ин-та санитарии и гигиены, 1959, № 24, тр. 69. — К 1 а V i s G., К ö 1 е г Н., Bister F., Arch. Gewerbepath., Gewerbehyg., 1956, Bd. 14, S. 607. — Sjöberg S. G., Acta med. scand., 1950, Suppl. 238.
Поступила 29/XII 1962 r.
HYGIENIC ASSESS/WENT OF VANADIUM-BEARING SLAG
/. V. Roschin, Subprofessor
A complex study of the dust factor along with an experimental investigation of the effect of dust on animals and an examination of worker's health, proved possible pneumoconiosis development hazards due to the effect of dust, forming in the course of
grinding the vanadium-bearing slag. The slag dust pneumoconiosis is characterized by moderate X-ray detectable lung lesions, pronounced changes in the mucous membrane of upper respiratory tract and chronic bronchitis. The affecton of the respiratory tract mucous membrane precedes the pneumoconiosis development. The authors suggest the maximum permissible concentration of vanadium-bearing slag dust in the air toi amount to 4 mg/m3. The data of industrial, hygienic, experimental and clinical investigations served as hygienic backgrounds for the elaboration of a complex of preventive measures.
Из кафедры гигиены Казанского института усовершенствования врачей
имени В. И. Ленина
Изучение региональных особенностей биогеохимических эндемий флюороза в Юго-Восточной Азии представляет значительный интерес, поскольку в этой географической зоне неоднократно описывались очаги эндемического флюороза, население которых пользуется питьевой водой с содержанием 0,3—0,5 мг/л фтора (Л. Н. Крепкогорский, 1958, и др.)-Мы в 1957—1958 гг. совместно с химиками Нгуен Ван Мао и Jle Динь Хуаном обследовали 237 водоисточников на территории Демократической Республики Вьетнам. Фтор определяли торийализариновым методом в модификации, предложенной А. А. Зениным (1955).
Содержание фтора в питьевых водах Северного Вьетнама колеблется в пределах 0,1 — i мг/л. В 15 из обследованных населенных пунктов вода водоисточников содержала фтор в концентрациях свыше 0,4 мг/л. Эти данные обследования водоисточников Вьетнама не давали оснований подозревать наличие эндемического флюороза в этой стране, лишь случайное обнаружение у некоторых взрослых вьетнамцев флюорозных поражений зубов побудило нас обследовать деревни, в которых родились и выросли эти лица. Мы обследовали 16 населенных пунктов, расположенных в различных провинциях Вьетнама. Обследованные населенные пункты подразделялись на 2 группы: горной зоны, приморской равнинной зоны. Физико-географические условия этих зон весьма различны, так же как различны и условия питания населения. Всего было обследовано в 12 населенных пунктах приморской зоны 1518 детей и в 4 поселениях горной зоны 238 детей школьного возраста.
При оценке тяжести флюорозных изменений зубов мы использовали оригинальную классификацию форм флюороза зубов, разработанную нами в 1953 г. как наиболее удобную при характеристике биологического действия невысоких концентраций фтора (Л. Н. Крепкогорский, 1953). При группировке данных обследования детей в приморской зоне по условиям питьевого водоснабжения населения отчетливо выявляется наличие определенной корреляции между уровнем содержания фтора в воде и пораженностью детей школьного возраста выраженными и резко выраженными формами флюороза зубов (табл. 1).
Статистическая обработка данных табл. 1 показала, что разница в пораженности флюорозом отдельных групп обследованного населения не случайна и существенна (отношение разности средних к ошибке разности более 3).
При содержании фтора в воде в концентрациях 0,5—0,6 мг/л у 25% обследованных имелись выраженные и резко выраженные формы флюо-
-Ar tV -fr
ФТОР В ТРАДИЦИОННОМ ПИТАНИИ НАСЕЛЕНИЯ ДЕМОКРАТИЧЕСКОЙ РЕСПУБЛИКИ ВЬЕТНАМ И ЭНДЕМИЧЕСКИЙ ФЛЮОРОЗ .
Л. Н. Крепкогорский
