CC BY
55
УДК 613.62
И.П. Данилов
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ СНИЖЕНИЯ РИСКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ФТОРИСТОЙ ИНТОКСИКАЦИИ У РАБОТНИКОВ, ЗАНЯТЫХ В ПРОИЗВОДСТВЕ АЛЮМИНИЯ
ГУ НИИ комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний СО РАМН, Новокузнецк
В исследовании дана оценка риска развития хронической фтористой интоксикации у работников алюминиевой промышленности. При проведении клинического обследования показана достоверность результатов, полученных расчетным путем. Оценка профессиональных рисков у работников, занятых в производстве алюминия, служит основой для проведения комплекса мероприятий по профилактике профессиональной и профессионально обусловленной заболеваемости.
Ключевые слова: фтористая интоксикация, производство алюминия, профессиональный риск, остеопороз, профилактика.
Приоритетным направлением государственной политики является обеспечение права работника на труд без риска потери здоровья, что необходимо для сохранения трудового потенциала страны и ее устойчивого экономического развития. Внедрение новых технологий, призванных обеспечить профилактику развития неблагоприятных изменений здоровья работников, является социально значимой задачей [3, 4].
С момента возникновения электролитической технологии производства алюминия она несла потенциальную опасность для здоровья работников, поскольку необходимым условием ее существования было присутствие фтористых соединений в процессе производства. Эта опасность сохраняется и в настоящее время, несмотря на длительный процесс модернизации данного производства [1].
В издании ВОЗ, посвященном профилактике фтористой интоксикации [7], помимо адекватного технического контроля и соблюдения правил гигиены труда, даны рекомендации по правилам личной гигиены. В качестве основного способа контроля риска развития фтористой интоксикации рекомендуется измерение концентрации фтористых соединений в воздухе рабочей зоны, а также определение концентрации фтора в моче работающих по окончании рабочей смены. Проведение скрининга фтористой интоксикации предполагает использование рентгенологического исследования трубчатых костей в процессе проведения периодических медицинских осмотров; рекомендовано выделение группы повышенного риска, куда должны быть отнесены работники с отдельными признаками токсического воздействия фтора [3].
Недостаточное развитие системы профилактики фтористой интоксикации определяется отсутствием инструментов количественной оценки воздействия производственных факторов на организм работников, а также отсутствием адекватных методов оценки основных биологических маркеров повреждения организма при воздействии фтора и его неорганических соединений.
Целью исследования явилась оценка и верификация профессионального риска работников, занятых в электролизном производстве алюминия, для разработки системы профилактических мероприятий.
Материал и методы исследований Проведен анализ условий труда работников электролизного производства алюминия за период с 1970 по 2005 гг. На основании полученных данных была определена суммарная экспозиционная доза фтора и его соединений, рассчитанная по формуле:
С х £ х ^ Х
Дэ =
М х 230 смен х 25 лет
мг / кг х смена (1)
где, С — средняя среднесменная концентрация, мг/м3;
£ — легочная вентиляция за смену, м3; N — число рабочих смен в году; Х — стаж профессионального контакта с вредным веществом;
М — масса тела, 70 кг.
При определении суммарной экспозиционной дозы использован показатель С — средняя средне-сменная концентрация. Кроме того, определяются такие параметры, как величина риска хроничес-
кой фтористой интоксикации и безопасный стаж работы при воздействии фтористых соединений. Риск определяется как ожидаемая вероятность (частота) профессионального заболевания (отравления), возникающего от заданного воздействия фактора. Количественно риск выражается величиной от нуля (отражающего уверенность в том, что профессионального заболевания не будет) до 1 (отражающей уверенность в том, что профессиональное заболевание возникнет) либо от 0 до 100%. Приемлемый риск — допустимая частота профессиональных заболеваний (отравлений) при воздействии фактора. Применительно к практике гигиены труда может приниматься как 1*10-3, т.е. один случай на 1000 экспонированных к воздействию фактора. Для определения достоверности данных, полученных расчетным путем, проведено обследование 316 человек с различным стажем работы в электролизном цехе. У обследованных определялись наличие и уровень болевого суставного синдрома, исследовалась минеральная плотность костной ткани методом однофотонной денситометрии костей предплечья денситометром ДТХ-200, в группе работников с коэффициентом риска от 0,2 до 0,4 минеральная плотность костной ткани определялась при помощи ультразвукового денситометра фирмы «Norland».
Результаты исследования
Были получены вероятностные зависимости между дозой фтора, присутствующей в воздухе производственных помещений алюминиевого производства и попадающей ингаляционным путем в организм человека, и заболеваемостью работников основных специальностей флюорозом. Величина фтористой нагрузки прямо пропорциональна концентрациям фтористого водорода в воздухе производственной зоны и стажу работы на заводе. Случаи заболевания лиц с определенной фтористой нагрузкой относились к численности той стажевой группы, которой эта нагрузка соответствовала. Зависимость между дозой фтора, попадающей в организм человека, и заболеваемостью флюорозом описывается кривой логистического типа. Данная зависимость апрок-симируется функцией вида:
A (2)
Y =
1 + 10a+bx
10
20
30
40
50
60
70
Доза фтора, гр.
Рис. 1. Зависимость частоты заболеваемости работников флюорозом от полученной дозы фтора
Высокое значение критерия Фишера F=4,32 свидетельствует о том, что вероятность соответствия наблюдаемых данных другим значениям приведенных параметров этой функции весьма мала (Р<0,05). На рисунке 1 показана кривая, соответствующая данной функции.
Для установления совокупного влияния таких факторов, как производственный стаж и концентрации фтористого водорода на рабочих местах, на заболеваемость флюорозом был использован метод множественной регрессии. В результате расчетов было получено уравнение множественной регрессии следующего вида:
у = 0,22х1 + 2,83х2 — 2,59,
(3)
где Y — заболеваемость флюорозом в стажевых группах (количество случаев на 1000 работников);
х — фтористая нагрузка, гр.;
А; а; Ь — параметры уравнения, определяющие характер логистической кривой (А = 4,0; а = -170,2; Ь = -0,053).
где у — заболеваемость работников флюорозом (количество случаев в год на 1000 работников);
х1 — стаж работы на алюминиевом производстве, при котором было выявлено заболевание флюорозом;
х2 — средние значения концентраций фтористого водорода на рабочих местах за время производственного стажа, при котором было выявлено заболевание.
Величина коэффициента множественной корреляции определена как 0,79, что свидетельствует о высокой степени связи заболеваемости с рассматриваемыми факторами. Данная величина статистически достоверна (Р<0,01). Квадрат коэффициента множественной корреляции, т.е. коэффициент детерминации, определен как 0,62. Таким образом, 62% вариации заболеваемости работников флюорозом связаны с вариациями таких факторов, как производственный стаж и концентрации фтористого водорода в воздухе рабочей зоны. Величина критерия Фишера определена как 3,87, что превышает его критическое значение, равное 3,32, т.е. влияние рассматриваемых факторов на заболеваемость существенно и статистически достоверно.
Профессиональная заболеваемость в алюми-
0
Таблица 1
Суммарная среднесменная концентрация фтористых соединений по годам в воздухе рабочей зоны основных профессий электролизного производства (мг/м3)
Профессии 1971-1975 гг. 1976-1980 гг. 1981-1985 гг. 1986-1990 гг. 1991-1995 гг. 1996-2000 гг.
Электролизник 2,02 1,82 1,06 0,88 0,69 0,68
Анодчик 2,41 2,16 1,14 0,97 0,76 0,73
Крановщик 1,83 1,88 0,99 0,78 0,73 0,61
ниевой промышленности России за 1995-1998 гг. составляет ежегодно 1,6-1,9 случаев на тысячу работников во вредных условиях труда. Хроническая фтористая интоксикация (основная профессиональная патология в алюминиевой промышленности) в силу материальной кумуляции фторидами является моделью для оценки вероятности его развития в зависимости от суммарной дозы. Для расчета суммарной экспозиционной дозы проведен ретроспективный анализ концентраций фтористых соединений на рабочих местах основных профессий электролизных цехов Новокузнецкого алюминиевого завода за последние 30 лет (Таблица 1).
Отмечено высокое содержание фтористых соединений в период 1971-1980 гг. на рабочих местах основных профессий электролизного производства — 1,83-2,02 мг/м3 по сравнению с периодом 1991-2000 гг. 0,61-0,73 мг/м3. Эти различия в условиях труда учитывались в определении суммарной фтористой нагрузки. Расчет фтористой нагрузки проведен с учетом объема легочной вентиляции, тяжести трудового процесса, режима труда и отдыха для основных профессий электролизного производства. При 5-летнем стаже суммарная фтористая нагрузка составила 6,6-7,88 г. При 15-летнем стаже она составила величину 22,95-26,57 г.
Согласно литературным данным [8], диагностируемый флюороз впервые разовьется с вероятностью 0,95 при суммарной фтористой нагрузке в пределах 29-79 г. Как показали наши исследования, эта нагрузка будет достигнута при стаже работы 16-18 лет (Рис. 2).
В таблице 2 представлены величины риска профессионального хронического отравления фтористыми соединениями. При стаже работы 20 лет величины риска для работников всех профессий значительно превышают приемлемый уровень.
Превышение безопасного стажа работ для основных профессий НКАЗа в профессии электро-лизник наступает при 12,7 года, анодчик — 12,1
года, крановщик — 14,5 года. Следовательно, до достижения данного стажа риск развития профессионального флюороза следует считать не превышающим приемлемого риска или нереализованным приемлемым риском.
Полученные данные позволили создать программу оценки риска и базу данных на каждого работника в электролизном производстве, которая позволяет определить структуру работников по уровню риска и динамику изменений групп риска, выявить группу повышенного риска, прогнозировать уровень профессиональной заболеваемости.
Для верификации рисков, полученных расчетным путем, проведено обследование 316 работников электролизного производства. Обследованы работники с коэффициентом риска от 0,2 до 2,8. Возраст обследованных — от 25 до 60 лет (средний возраст — 44,8±0,4 года). Стаж работы в условиях воздействия соединений фтора — в пределах от 5 до 36 лет (средний стаж работы во вредных условиях — 19,6±0,46 года).
В группе с коэффициентом риска 0,2-0,4 боли в суставах отсутствуют у большинства обследованных (82,8%), у остальных боли носят эпизодический характер. В группе с коэффициентом риска от 0,6 до 0,8 у 76,2% работников болей в суставах нет, у 22,2% боли в суставах носят эпизодический
100000 ^ 90000 и- 80000 £ 70000 £ 60000 I 50000 40000 30000 20000 10000 0
—Анодчик -■— Электролизник
Рис. 2. Суммарная фтористая нагрузка для основных профессий НКАЗ в зависимости от стажа работы
Таблица 2
Величина риска профессионального хронического отравления фтористыми соединениями при различном стаже работы основных профессий электролизного производства (%)
Профессии 5 лет 10 лет 15 лет 20 лет 25 лет 30 лет
Электролизник 0,25 0,51 0,86 1,26 1,94 2,71
Анодчик 0,27 0,56 0,92 1,34 2,16 3,07
Крановщик 0,23 0,50 0,80 1,17 1,88 2,57
Таблица 3
Распределение обследованных работников алюминиевого завода с коэффициентом риска 0,2-0,4 и работников ЗСМК по уровню минеральной плотности костной ткани
Обследованный контингент Количество обследованных Нормальная минеральная плотность кости Остеопения Остеопороз
Рабочие алюминиевого завода с коэффициентом риска 0,2-0,4 58 5% 31,3% 63,7%*
Рабочие ЗСМК 61 11,7% 44,3% 42%*
Примечание: *-р<0,05
характер. В группе с коэффициентом риска более 0,8 происходит резкое возрастание количество работников, у которых отмечаются суставные боли, но при коэффициенте риска 0,8-1,0 у обследованных наблюдаются эпизодические боли в суставах, при риске более 1,0 происходит нарастание числа работников, у которых имеет место умеренно выраженный и выраженный болевой суставной синдром. По-видимому, при уровнях риска от 0,8 до 1,2 происходит кумуляция фторидов в организме, достаточная для появления первых клинических признаков хронической фтористой интоксикации (Рис. 3).
При исследовании минеральной плотности костной ткани нормальные показатели минерализации (SD от -1 до +1) выявлены у 53,9% работников с уровнем риска равным и менее 1,0 и у 48,1% работников с риском более 1,0.
Гиперминерализация костной ткани (остеосклероз) является классическим признаком хронической фтористой интоксикации. При исследовании минеральной плотности костной ткани гиперминерализация (SD более 1) выявлена у 8,8% работников с риском менее 1,0 и у 18,9% работников с коэффициентом риска более 1,0 (Р<0,005). С увеличением коэффициента риска более 1,0 происходит достоверное увеличение количества работников с признаками склероза костной ткани. Следует отметить, что выраженная гиперминерализация (SD более +2) двукратно нарастает при риске более 1,0.
0,2-0,4 0,6-0,8 0,8-1,0 1,0-1,2 >1,2
Коэффициент риска
Рис. 3. Выраженность уровня болевого синдрома у рабочих с различным риском
Денситометрическое исследование выявило весьма значительный процент работников с признаками остеопении и остеопороза: в группе с уровнем риска 1,0 и менее остеопения (SD от -1 до -2,5) выявлена у 31,3% обследованных, остео-пороз (SD менее -2,5) — у 5,8%, в группе с уровнем риска более 1,0 остеопения выявлена у 27,8%, а остеопороз — у 5,1% обследованных.
При исследовании минеральной плотности костной ткани в группе работников алюминиевого завода с коэффициентом риска от 0,2 до 0,4 в качестве группы сравнения обследованы работники Западно-Сибирского металлургического комбината, которые имеют сходные условия труда (тяжелый физический труд, неблагоприятный микроклимат) при отсутствии воздействия соединений фтора.
В группе работников алюминиевого завода выявлена очень большая частота остеопороза, достоверно отличающаяся от частоты остеопороза в группе работников Западно-Сибирского металлургического завода (х2=5,34, р<0,05) (Таблица 3). Данные результаты свидетельствуют о причинной роли специфических факторов электролизного производства алюминия (фтор и его соединения) в развитии остеопороза [5, 6].
Следует отметить, что частота остеопороза среди работников алюминиевого завода с риском 0,2-0,4 также значительно превышает частоту остеопороза у работников алюминиевого завода с более высокими коэффициентами риска. По-видимому, это связано с особенностями методик исследования и локализацией исследуемой кости (предплечье и пяточная кость).
Заключение
Применение методики оценки риска позволяет определить безопасный срок работы в условиях воздействия соединений фтора, индивидуальный риск развития фтористой интоксикации, формировать группы повышенного риска. На основании этой методики создана компьютерная программа и база данных, позволяющая контролировать профессиональный риск у каждого работника, занятого во вредных условиях труда.
Обследование работников алюминиевого завода показало, что при коэффициенте риска 1,0 происходит резкое нарастание болевого суставно-
%
го синдрома и увеличение количества работников с денситометрическими признаками гиперминерализации костной ткани, что можно оценивать как проявление первых признаков фтористой интоксикации. Проведенные клинические исследования показывают, что данный уровень расчетного риска может быть использован как приемлемый.
Методика оценки риска является инструментом информационной поддержки, оперативного анализа ситуаций и предотвращения профессиональных заболеваний для руководителей промышленных предприятий, служб охраны труда и здравоохранения. На основании оценки риска становится возможным управление риском, т.е. профилактика профессиональных заболеваний.
HYGIENIC SUBSTANTIATION OF SYSTEM OF OCCUPATIONAL FLUORIDE INTOXICATION RISK REDUCTION IN ALUMINUM WORKERS
I.P. Danilov
The estimation of chronic fluoride intoxication risk in aluminum workers is given in the paper. At clinical examining the reliability of the results received by a calculated method is shown. The estimation of professional risks in aluminum workers serves as the basis for realization of a complex of preventive measures of occupational and occupationally caused diseases.
Литература
1. Галевский, Г.В. Экология и утилизация отходов в производстве алюминия / Г.В. Галевский, Н.М. Кулагин, М.Я. Минцис. — Новосибирск, 1997. — 159 с.
2. Измеров, Н.Ф. Охрана здоровья рабочих и профилактика профессиональных заболеваний на современном этапе / Н.Ф. Измеров // Медицина труда и промышленная экология. — М., 2002. — № 1. — С. 1-7.
3. Клиника, диагностика, лечение и профилактика профессионального флюороза: Метод. реком. МЗ РСФСР. — Свердловск, 1990. — 38 с.
4. Методология оценки профессионального риска в медицине труда / Н.Ф. Измеров, Э.И. Денисов, Н.Н. Молодкина, Г.К. Радионова // Медицина труда и промышленная экология. — М., 2001. — № 12. — С. 1-7.
5. Морфогенез остеопатии при профессиональном флюорозе / В.В. Разумов, О.А. Клиценко, В.А. Рыков, И.П. Данилов // Медицина труда и промышленная экология. — М., 1997. — № 4. — С. 18-23.
6. Разумов, В.В. Сущность флюороза с позиций представлений о межклеточных взаимодействиях системы соединительной ткани (аналитический обзор) / В.В. Разумов // Медицина труда и промышленная экология. — М., 2000. — № 6. — С. 25-28.
7. Раннее выявление профессиональных заболеваний. — Женева: ВОЗ, 1988. — 298 с.
8. Щербаков, С.В. К анализу вероятности развития хронической профессиональной интоксикации (на примере флюороза) / С.В. Щербаков, Д.С. Фарберов // Гигиена труда и профессиональные заболевания. — М., 1978. — № 2. — С. 18-21.
