CC BY
15
ИЗ ПРАКТИКИ
ИЗ ОПЫТА ИЗУЧЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА 3,4-БЕНЭПИРЕНОМ В РАЙОНАХ РАЗМЕЩЕНИЯ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИИ
Санитарные врачи Ж. Л. Габинова, А. А. Васильева,
Н. X. Склярская, кандидат биологических наук М. Д. Манита
_ »
Из Городской санитарно-эпидемиологической станции Москвы
В течение последних лет в разных странах при помощи флуоресцентно-спектральных методов анализа стали изучать загрязнение атмосферного воздуха канцерогенными углеводородами. Наиболее изученным канцерогенным веществом в настоящее время является 3,4-бензпирен. N
Первые исследования загрязнения атмосферного воздуха 3,4-бенз-пиреном были начаты в Советском Союзе в 1948 г. (Б. П. Гуринов и др.). Детальное изучение загрязнения атмосферного воздуха 3,4-бенз-пиреном было проведено в Ленинграде зимой 1954—1955 гг. (П. П. Ди-кун, Л. М. Шабад, В. Л. Норкин). Однако данные ленинградских авторов являются только разведкой, поскольку исследованию подвергали пробы пыли, полученные седиментационным путем.
В Москве в единичных пробах, отобранных аспирационным путем Б. П. Гуриновым в 1957 г. и исследованных флуоресцентно-спектральным методом, обнаружено от 0,018 до 0,08 у 3,4-бензпирена на 100 х3 воздуха.
Целью настоящей работы являются получение более полных и современных данных о состоянии загрязнения атмосферного воздуха Москвы 3,4-бензпиреном и возможность разработки соответствующих оздоровительных мероприятий. Работа была организована при участии и под руководством члена-корреспондента АМН СССР проф. Л. М. Ша-бада. Для первоочередного изучения были намечены промышленные предприятия как объекты, наименее изученные в этом отношении и на которых в настоящее время наиболее доступно проведение оздоровительных мероприятий. Определение 3,4-бензпирена проводили последовательно в исходном сырье, промежуточных и конечных продуктах, оседающей из атмосферного воздуха пыли и в аспирационных пробах в окружении промышленных предприятий флуоресцентно-спектральным методом, разработанным П. П. Дикуном. Исследования проводили в физико-химической лаборатории санитарно-эпидемиологической станции Москвы.
Исходное сырье всех намеченных объектов (заводы «Каучук», резиновых изделий, шинный, толевый, резино-технических изделий, «Толь-пром», «Нефтегаз», электродный, руберойдный, «Красный богатырь», «Изолит») в том или ином количестве содержит смолистые вещества, а следовательно, не исключена возможность наличия в нем 3,4-бензпи-
5 Гигиена и санитария, № 6
65
рена. Исследованы пек, нефтебитум, сажа (ламповая, термическая, газовая, форсуночная, печная, ацетиленовая), нефтяной кокс, термоантрацит, варочная масса, антраценовое масло, дегтевая мастика. Всего исследована 31 проба различных продуктов.
В пробах каменноугольного пека, отобранных на разных заводах, обнаружен 3,4-бензпирен в количестве от 0,1 до 1,2%. В исследованных пробах нефтебитума (марки 2, 3, 4, 5) 3,4-бензпирен не найден. Из 10 образцов сажи 6 видов 3,4-бензпирен был обнаружен в ламповой и газовой саже с завода «Красный богатырь» соответственно в количествах 0,005 и 0,0003%, в печной саже с завода «Каучук» — в количестве 0,0004%. В остальных образцах 3,4-бензпирен не был найден. Он был обнаружен также в нефтяном коксе, термоантраците и варочной массе электродного завода, в пеке, антраценовом масле и дегтевой мастике руберойдного завода.
Обращает на себя внимание то, что нефтяные коксы разных марок, применяющиеся на одном и том же заводе (электродном), содержат различные количества 3,4-бензпирена (от 0,00007%, в пиролизном коксе до 0,007% в коксе завода «Нефтегаз»). Это обстоятельство, по-видимому, влияет на различное содержание 3,4-бензпирена в варочной массе одного и того же завода (0,005, 0,01%). То же самое относится и к разным маркам сажи, применяемым на одном и том же предприятии. Это дает возможность предложить на производствах применение сырья, не содержащего 3,4-бензпирена.
Изучение применяемого сырья и технологии обследованных предприятий дало основание предполагать наличие 3,4-бензпирена в выбросах в атмосферу, в частности в оседающей пыли.
Для получения ориентировочных данных о загрязнении атмосферного воздуха 3,4-бензпиреном в различных микрорайонах города проводили исследование седиментационной пыли в окружении некоторых из указанных промышленных предприятий (электродный завод, «Толь-пром», «Красный богатырь», руберойдный завод), а также вокруг других объектов (автобаза, фабрика «Гознак»). Отбор проб оседающей пыли производили в апреле—мае 1960 г. методом сметов из межрамных проемов окон за зимний период, причем выбирали окна с за-клееными щелями рам со стороны комнат (отобрано 30 проб).
Из полученных результатов исследования проб исходного сырья можно было ожидать, что наибольшее загрязнение воздуха 3,4-бензпиреном должно быть в окружении промышленных предприятий, применяющих в качестве исходного сырья каменноугольный пек, нефтяной кокс и пр.
Дальнейшее исследование оседающей пыли вокруг указанных выше предприятий в основном подтвердило это предположение. Так, максимальная концентрация 3,4-бензпирена найдена в оседающей пыли в окружении завода «Тольпром» в зависимости от расстояния от 0,009 до 0,049% (исходное сырье каменноугольные пек и смола) и электродного завода — от 0,0013 до 0,01%. (исходное сырье пек, нефтяной кокс и пр.). Высокое содержание 3,4-бензпирена в оседающей пыли из атмосферного воздуха в окружении данных предприятий может быть объяснено применением в качестве исходного сырья каменноугольного пека и каменноугольной смолы на заводе «Тольпром» и пека и нефтяного кокса на электродном заводе. Указанное сырье имеет в своем составе большой процент 3,4-бензпирена.
В пробах оседающей пыли, отобранных в здании санитарно-эпидемиологической станции Москвы из межрамных проемов окон с разной ориентацией, обнаружено значительно меньше 3,4-бензпирена — от полного отсутствия до стотысячных и десятитысячных долей процента. В данном районе нет специфических промышленных предприятий, в выбросах которых можно было бы предположить наличие кан-
церогенных веществ. Аналогичные данные (порядка десятитысячных долей процента 3,4-бензпирена в оседающей пыли) были получены в окружении фабрики «Гознак», автобазы и авторемонтного завода.
Таким образом, содержание 3,4-бензпирена в оседающей пыли обследованных районов варьирует в довольно широком диапазоне: от стотысячных до сотых долей процента, что может быть объяснено наличием соответствующих источников загрязнения. Первые результаты наших исследований уже дали возможность предложить проведение ряда оздоровительных мероприятий на некоторых производствах. Так, на основании постановлений главного врача санитарно-эпидемиологической станции Москвы прекращены эксплуатация завода «Тольпром» и производство дегтевой мастики на Московском руберойдном заводе.
Вторым этапом работы явилось исследование аспирационных проб атмосферного воздуха, представляющих наибольший интерес при гигиенической оценке воздушной среды.
По данным Уеллера (1949—1951), в промышленных городах Англии годичные концентрации 3,4-бензпирена колеблются от 1,3 до 4,6 у на 100 м3 воздуха.
Для обнаружения таких малых концентраций 3,4-бензпирена флуоресцентно-спектральным методом необходимо для одного анализа отобрать огромный объем воздуха (тысячи кубометров); при этом должно быть обеспечено достаточное улавливание из воздуха мелкодисперсной пыли, в состав которой входит 3,4-бензпирен (температура его плавления 179°).
Обычные фильтрующие материалы, применяющиеся при аспирационном отборе проб из атмосферного воздуха (вата, фильтровальная бумага), не удовлетворяют указанным выше требованиям, так как при использовании ваты имеется высокий процент проскока мелкодисперсной пыли, а фильтровальная бумага, хотя и улавливает мелкодисперсную пыль, дает очень большое сопротивление, что затрудняет отбор такого большого объема воздуха.
Для аспирационного отбора атмосферных загрязнений более всего отвечает указанным требованиям синтетическая ткань Петрянова, так как она при малом сопротивлении обеспечивает значительное улавливание мелкодисперсной пыли.
Ппи более подробном ознакомлении со свойствами различных марок ткани Петрянова (ФПП, ФПА и др.) из всех тканей для аспирационного отбора проб воздуха на 3,4-бензпирен более подходящей оказалась ткань марки ФПА-15 на ацетил-целлюлезной основе, так как она не растворяется в бензоле при экстракции. Другие же марки ткани Петрянова, в том числе и наиболее распространенная ФПП-15, растворяются в бензоле, что мешает определению 3,4-бензпирена флуоресцентно-спектральным методом. Опыты, проведенные с тканью ФПА-15, дали положительный результат.
В настоящее время для отбора аспирационных проб пыли предложена установка, оборудованная на Московском электродном заводе. Сырьем для этого производства служат термоантрацит, нефтяной кокс, сажа, каменноугольный пек, графит. Технологический процесс заключается в дроблении термоантрацита или нефтяного кокса. Дробленый материал прокаливается в газовых прокалочных печах при 1300°. Образующаяся здесь пыль улавливается рукавными фильтрами. После охлаждения до 80° прокаленный нефтяной кокс подвергается повторному размолу до достижения стадии тонкого порошка. Пыль улавливается рукавными фильтрами. Затем угольный порошок смешивается с графитом и другими материалами; получается шихта. Отсасываемый воздух подвергается двуступенчатой очистке — в циклоне и рукавном фильтре или в электрофильтре. Шихта и жидкий пек, имеющий температуру 120°, поступают в смесительные машины, где смешение производится при подогреве массы до 120°. Воздух, содержащий угольно-графитовую пыль, поступает на двуступенчатую очистку в адсорбционную колонку и циклон. Из смесительных машин тестообразная масса подается на запрессовку в гидравлический пресс.
Охлажденные электроды подвергаются обжигу в газовых обжиговых печах при 200—1300° под слоем засыпки, состоящей из мелкого
5*
67
литейного кокса. Узел приготовления засыпки оборудован рукавными фильтрами. Улавливание пыли и частиц возгоняемой смолы, образующихся в печах обжига, производится в 4 электрофильтрах.
Электроды механически обрабатываются. Образую-^^^^^^ . щаяся при этом в больших
количествах пыль подвергается двуступенчатой очистке в циклонах Лиота и в рукавных фильтрах или мокрых скрубберах. Уловленная пыль вновь идет в производство.
Аспирационная установка имеет электродвигатель марки АОЛ-21/4 мощностью 0,27 кет с числом оборотов 1500 в минуту, вентилятор ЦБСД серии ЭВР № 2 и газовый счетчик марки РС-40 (рис. 1 и 2).
В качестве фильтрую-~ ~~ ' щей ткани использована
Рис. 1. Схема установки для отбора проб ткань Петрянова ФПА-15, воздуха на загрязнение 3,4-бензпиреном. укрепленная на специальной
/ — вентилятор с электромотором; 2 — газовый счет- ^__ « _ _
чик РС-40; 3 — воздуходувная воронка. ВОЗДуХОЗабОрнОИ ВОрОНКе.
Площадь фильтра 314 см2. Воздух просасывается в количестве 10—20 мг/час, т. е. со скоростью 0,5—1 л/мин на 1 см2. По данным И. И. Гусарова и В. К. Ляпидевского (1958), ткань марки ФПА-15 при скорости просасывания воздуха 12,1 —12,8 л/мин на 1 см2
дает проскок пыли приблизительно
г —.....— -........> А ЖШЩЗ 8,4°/о. Следовательно, при скорости
• 0,5—1 л/мин на 1 см2, с которой мы производим отбор воздуха, надо по-^ ^«^РВБ .;. ■ .V лагать, проскок пыли будет значительно меньше. Такой метод отбора | проб полностью устраняет возмож-
( ность потери мелкодисперсных
фракций пыли при проведении анализа.
Достоинством дайной установки являются беспрерывность работы в течение длительного времени и учет количества аспирируемого воз-х ¿¿шшШЩШ-ЖЩ духа при плюсовых температурах с
. Ш \ ^ ^АШШ достаточной достоверностью (пога-
Каждую пробу отбирали в сред-НИ нем в течение 5 суток, пропускали
пыли в каждой пробе колебалось от 0,2 до 1 г. Исследования проводи-Рис. 2. Общий вид установки для ли с августа по ноябрь 1961 г. Всего отбора проб воздуха. отобрано 13 проб.
В результате проведенных исследований обнаружены концентрации 3,4-бензпирена от 0,4 до 2,33 у на 100 м3 воздуха (см. таблицу).
У
№ пробы
Время отбора пробы
Количепство 3,4-бензи рена (в 7 на 100 ма воздуха)
Количество смолы в пыли из атмосферного воздуха (в %)
Как видно из таблицы, из 13 исследованных проб только в 4 количество 3,4-бензпирена не превышало 1 у на 100 м3 воздуха. Большинство проб содержит от 1 до 2 у 3,4-бензпирена на 100 м3 воздуха. Обращает на себя внимание
ТО что С увеличением про- Результаты аспирадионного отбора проб це'нтного содержания смолы__атмосферного воздуха_
в пыли, полученной из атмосферного воздуха, соответственно увеличивается и количество 3,4-бензпирена в большинстве проб. Полученные нами концентрации 3,4-бензпирена в атмосферном воздухе (0,4—2,33 у на 100 м3) значительно превышают концентрации, полученные Б. П. Гуриновым по Москве в 1957 г. (0,018 — 0,08 у «а 100 м ), что, по-видимому, может быть объяснено более совершенным методом аспирационного отбора проб.
1 21/VII—2/VIII 1,10
2 2/VIII—10/VIII 0,94 3,20
3 10/VIII—19/VIII 0,54 1,80
4 19/V III—24/VIII 1,59 4,30
5 24/V111—29/VI 11 0,40 1,00
6 29/VIII—4/IX 2,10 5,20
7 4/IX—15/IX 1,10 —
8 21 /IX—26/IX 1,60 -
9 26/IX—2/Х 1,90 9,50
10 2/Х-7/Х 1,90 7,54
11 7/Х—12/Х 0,52 —
12 18/Х—24/Х 0,10 8,46
13 24/Х—31/X 2,33 9,30
Вы волы Примечание. Продолжительность отбора
проб от 120 до 215 часов. Количество пропущен-
1. Установлено наличие "Гдо" 2987 ™,глотнтели воздуха далось от 3,4-бензпирена в некоторых
видах сырья, промежуточных и конечных продуктах ряда обследованных промышленных предприятий; в окружении этих же предприятий обнаружен 3,4-бензпирен в оседающей из атмосферного воздуха пыли.
2. В аспирационных пробах атмосферного воздуха, отобранных на промышленной площадке электродного завода с августа по ноябрь 1961 г., обнаружены концентрации 3,4-бензпирена 0,4—2,33 у на Ю0л(3 воздуха.
3. Полученные объективные лабораторные данные и результаты санитарно-гигиенических обследований послужили основанием для проведения ряда оздоровительных мероприятий.
Настоящее сообщение отражает первые этапы проделанной работы. В дальнейшем намечено расширение и углубление исследований.
ЛИТЕРАТУРА
Г у р и н о в Б. П., 3 о р э В. А., Ильина А. А. и др. Гиг. и сан., 1953, № 2, стр. 10. — Гусаров И. И., Ляпидевский В. К. Гиг. и сан., 1958, № 10, стр. 10. — Дикун П. П., LLI а б а д Л. М., Норки н В. Л. Там же, 1956, № 1, стр. 6. — Новиков Ю. В., Г о до вич М. Л. Гиг. и сан., 1960, № 11, стр. 47.— Ш а б а д Л. М., Дикун П. П. Загрязнение атмосферного воздуха канцерогенным веществом 3,4-бензпиреном. Л., 1959.
Поступила 15/VI 1962 г.
* Ъ Ъ
