CC BY
2
О РОЛИ АЭРОЗОЛЯ КОНДЕНСАТА ДВУОКИСИ КРЕМНИЯ В РАЗВИТИИ СИЛИКОЗА
Промышленно-санитарный врач А. Г. Коган, химик И. И. Лифшиц
Из санитарно-эпидемиологической станции Невского района Ленинграда
Большинство работ, посвященных этиологии, патогенезу и клинике силикоза, базируется на исследованиях в производствах, где кварцевая пыль образуется путем механического измельчения кварца или кварцсодержащих веществ (аэрозоля дезинтеграции). Вместе с тем в промышленности применяются такие технологические процессы термической переработки кварца, при которых пыль может образоваться в результате конденсации перенасыщенных паров его (аэрозоль конденсации).
Брюсс в 1937 г. обследовал рабочих 2 предприятий, где производились сплавы металла с силицием при помощи вольтовой дуги. При этом в воздух попадали пары силиция, которые быстро окислялись в 5102- На одном предприятии, где в воздухе было много пыли, у 8 из 19 обследованных рабочих был обнаружен силикоз, причем развился он после 4 лет работы.
Гарднер и Кинг экспериментировали над животными, которых подвергали вдыханию различных видов кварцевой пыли, в том числе конденсированной двуокиси кремния. При ннтратрахеальном введении животным больших количеств пыли наступала быстрая гибель их, а при введении меньших количеств пыли (10—20 мг) животные не погибали и при наблюдении до 10 месяцев в легких у них не было обнаружено ни сетчатого, ни узелкового фиброза.
По мнению Ц. Д. Пика, «...тончайше диспергированный конденсат силиция, образующийся при плавке кварцевого стекла, ни в условиях эксперимента, ни на производстве не дает силикоза» (1946). В 1953 г. М. Н. Красногорская не обнаружила среди плавильщиков и кварцедувов явных случаев заболевания силикозом.
Б. Г. Величковский (Свердловский институт гигиены труда) на юбилейной сессии Ленинградского института гигиены труда и профессиональных заболеваний в 1954 г. доложил материалы обследования, свидетельствовавшие о большой токсичности аэрозоля конденсации двуокиси кремния и случаях заболевания силикозом I степени рабочих со стажем 6 лет и силикозом II степени рабочих со стажем в 9 лет, запятых на плавке ферросилиция.
Некоторые исследователи, имевшие дело с конденсатом окиси кремния, считают его аморфным (Гарднер, Ц. Д. Пик, М. Н. Красногорская, Б. Г. Величковский), другие вообще ничего не говорят о структуре его (С. Л. Данишевский). Выяснение структуры конденсата окиси кремния важно потому, что в обширной литературе по силикозу до сих пор нет единого мнения о том, как реагируют легкие на пыль аморфного кварца, вызывает ли аморфный кварц силикоз так же, как кристаллический кварц.
Как видно из приведенных литературных данных, вопрос о действии конденсата окиси кремния еще не решен. В связи с этим нами была предпринята попытка дальнейших исследований в этой области, которые проведены на 2 предприятиях по производству и обработке кварцевого стекла.
На предприятиях, где производились исследования, изготовляется кварцевое стекло путем плавки кристаллического кварца тремя способами: в электродных печах, высокочастотных печах и газовых печах. Кроме того, производится огневая обработка кварцевого стекла при помощи кислородно-водородного пламени. Каждый способ плавки, отличается от другого по исходному материалу и течению производственного процесса. В газовых печах получают прозрачное кварцевое стекло при плавке мелких фракций термически обработанного и раздробленного горного хрусталя.
Образующиеся при плавке кварца пары и газы выделяются в помещение в течение всего периода плавки. Рабочее место плавильщика находится на расстоянии от 0,5 до 2 м от печи.
При плавке в высокочастотных печах исходным продуктом являются кусочки горного хрусталя. Плавка горного хрусталя ведется в тиглях под вакуумом. По окончании плавки вакуум снимается, открывается верхняя крышка печи и в помещение выделяются образующиеся при плавке пары кварца.
При плавке в электродных печах в качестве шихты применяется обогащенный кварцевый песок, содержащий 9,6% окиси кремния. Через отверстие в верхней крышке печей вокруг электродов в помещение выделяются пары и газы, образующиеся при плавке.
Все плавильные участки расположены в изолированных помещениях, где никакие другие работы не производятся. На участках газовых и высокочастотных печей оборудована искусственная приточно-вытяжная вентиляция, на участке электродных печей — вентиляция естественная.
Температура плавления кварца 1713°. Однако в связи с чрезвычайно высокой вязкостью кварца размягчение его-наступает при несколько более высокой температуре (1800—1900^), поэтому в производстве кварцевого стекла при процессе плавления кварца имеет место значительная потеря кремнезема испарением. В процессе огневой обработки кварцевого стекла оно только с 1600° легко обрабатывается стеклодувными прие-
мами, приблизительно при этой же температуре (1600°) начинается значительное испарение кварцевого стекла, которое заметно ускоряется с повышением температуры. Пары кремнезема (ЗЮ2), выделяющиеся в процессе плавки и обработки, конденсируются в воздухе в виде белых хлопьев и затем оседают на оборудовании, стенах и потолке. Кроме того, в результате восстановительных процессов при получении кварцевого стекла и помещение могут поступать пары элементарного кремния, также быстро окисляющиеся на воздухе до 5102. На плавильных участках и в кварцедувной мастерской различными исследованиями до нас (Ленинградский институт гигиены труда и профессиональных заболеваний и Ленинградский институт охраны труда) и нами в 1955 г. была установлено, что весовое количество пыли колеблется в пределах 0,8—20,9 мг/м', причем наименьшие количества пыли были найдены в 1955 г. (0,8—6,8 мг/м3) (табл. 1).
Таблица 1
Содержание двуокиси кремния в воздухе плавильных участков и кварцедувной мастерской 1 (завод им. Ломоносова)
Место отбора проб Содержание окиси кремния (в мг/м')
1948 г. 1952 г. 1955 г.
Кварцедувная мастерская 1,8—2 0,69—5,8 3,4—5,6
Участок высокочастотных
печей ........ 1,3-1,6 1,5—7,3 1,0—1,2
Участок газовых печей — — 4,4—7,37
Участок электродных
печей ........ 6,2—7,6 0,45—5,76
1 Содержание двуокиси кремния в воздухе определялось по силико-молибдатному комплексу.
Процесс конденсации паров кремнезема очень сложен и зависит от ряда условий, вследствие чего при различных производственных процессах возникают различные аэрозольные системы как по структуре, так и по числу и дисперсности частиц. Поэтому нельзя говорить о действии на организм конденсата кремнезема вообще, без учета условий возникновения этого конденсата при различных производственных процессах. Нельзя также отождествлять конденсат в зоне дыхания рабочего, образованный при спокойном испарении, с конденсатом, осевшим в виде белых налетов на оборудовании, вентиляционных колпаках и воздуховодах, образованным в условиях более быстрого охлаждения и больших скоростей движения воздуха.
Налеты конденсата на оборудовании исследовались под микроскопом при 80-кратном увеличении: в части проб определялось двойное лучепреломление, 3 пробы подвергались рентгенографическому исследованию. Препараты для микроскопии готовились путем легкого прикосновения предметного стекла к соответствующему налету.
Конденсат, снятый с поверхности воздухоприемника местной вытяжной вентиляции в кварцедувной мастерской завода имени Ломоносова, представляет собой легкий, однородный, мягкий на ощупь порошок. В поле зрения микроскопа — крупные, плоские, желтоватые пластинки различной формы размером около 100 р.. С краев воздухозаборных устройств часто свисают нити, представляющие собой продольную волокнистую основу, в которой вкраплены частицы различного размера от 1—3 до 10—15 ц.
Налет из вентиляционных колпаков над газовыми печами обоих заводов представляет собой мелкий порошок, на ощупь шероховатый и плотный, голубоватого оттенка с блестящими вкраплениями. В поле зрения микроскопа — желтые пластинки, среди которых имеются крупные обломки кристаллов различной формы и величины (20—50 Исследование этого налета на двойное лучепреломление (характерное для кварца и его модификаций) показало наличие двух фаз: большого количества двупреломляющих зерен кварца и незначительное количество недвупреломляющей фазы. Рентгенографическое исследование этих проб указывает на наличие (¿-кварца.
Налет с поверхности прессовой печи, где производится размягчение и прессовка кварцевого стекла при высокой температуре, когда возможно испарение кремнезема и исключается возможность попадания исходного материала, представляет собой мягкий на ощупь порошок сероватого цвета. В поле зрения микроскопа — волокнообразные хлопья, напоминающие картину, которую мы ви^им при рассматривании нитей, свисающих в заборных отверстиях местных вытяжных'^ртройств у кварцедувов. Рентгенографическое исследование этого налета показывает наличие некристаллической фазы.
Налет с вентиляционного колпака над печью токов высокой частоты представляет собой серый порошок, жесткий на ощупь. Под микроскопом видны пластинки размером 10—15 а. в которых измеются черные включения (графит). При кристаллооптическом исследовании образец представляет собой серый порошок, который в основном состоит из недвупреломляющей тонкодисперсной массы частиц размером 2—4 ц, содержащей большое количество столь же мелких двупреломляющих зерен.
Таким образом, можно прийти к выводу, что налеты конденсата на поверхности вентиляционных систем различны по структуре и дисперсности при различных способах плавки.
В налетах конденсата на оборудовании плавильных печей вкраплены частицы исходных продуктов или вспомогательных материалов.
В заключение следует добавить, что налеты слежавшегося конденсата плотно лежат на поверхности оборудования, главным образом вентиляционного. Загрязнять воздух помещения этот конденсат может только при значительном движении воздуха.
В нормальных условиях работы, как правило, эти слежавшиеся налеты не могут поступать обратно в помещение. Только при сухом сметании конденсата с оборудования и чистке воздуховодов пыль конденсата разносится по помещению и загрязняет воздух.
При исследовании воздуха ультрамикроскопом на рабочем месте плавильщика у газовых печей завода имени Ломоносова при работе одной печи найдено 5000 частиц, на расстоянии 2 м от рабочего места число их падает до 1000. Радиус ультрамикроскопических частиц, определенный по скорости их падения под влиянием силы тяжести с последующим расчетом по формуле Стокса-Кунингэма равен 0,24—0,35 ¡л, т. е. диаметр частиц — 0,5—0,7 ц.
Таблица Возрастной состав обследованных
При определении электрозаряжен-ности частиц конденсата в зоне дыхания рабочих на плавильном участке и в кварцедувной мастерской завода имени Ломоносова на рабочем месте плавильщика электрозаряженные ультрамикроскопические частицы составляют 31—33% при работе одной печи и 46 — 48%—при работе 2 печей, на рабочем месте кварцедувов 10%.
Из общего числа рабочих, подвергавшихся медицинскому осмотру, нами отобрано 50 человек, имеющих стаж на данной работе от 3 до 12 лет, из них 28 плавильщиков и 22 кварцедува. Плавильщики все мужчины, среди кварцедувов было 14 женщин и 8 мужчин. Возраст обследованных приведен в табл. 2.
Немного меньше половины лиц из взятой нами группы рабочих обследовалось в поликлинике или стационаре Ленинградского института гигиены труда и профессиональ-
_ , о ных заболеваний от 1 до 4 раз.
Таблица о
Профессия До 25 лет 26—40 лет 41 год и старше-
Плавильщики . . . 1 22 5
Кварцедувы . . 6 14 2
Всего . . . 7 36 7
Результаты рентгенологического исследования
Рентгенологическая картина
Кварце-дувы
Плавильщики
причем в институт направлялись, как правило, рабочие с малейшим подозрением на ка-кую-либо патологию.
Подавляющее большинство рабочих жалоб не предъявляло; имеются единичные жалобы на одышку и быструю утомляемость, головную боль. Данные физикального обследования весьма скудные — у небольшого числа обследованных имелся коробочный оттенок перкуторного звука и жестковатое или ослабленное дыхание.
Какой-либо зависимости между степенью рентгенологических изменений и стажем работы в данной профессии нами не обнаружено. Различные фиброзные изменения в легких найдены у лиц с различным стажем работы — от 3 до 12 лет (табл. 3).
Отмечается некоторая зависимость между рентгенологическими изменениями и возрастом рабочих: различные фиброзные изменения и усиление легочного рисунка имеются у 5 из 7 рабочих старше 40 лет, у 11 из 36 рабочих в возрасте от 25 до 40 лет. Только у 2 из 7 рабочих моложе 25 лет мы находили тяжистость корня легкого и усиление корневого рисунка.
Усиление легочного рисунка и различные фиброзные изменения Усиление легочного рисунка и фиброзные изменения с узелковыми образованиями.....
Фиброзные туберкулезные очажки Утолщение верхушечной и междолевой плевры ......
Изменения в легких не найдены (за исключением единичных петрификатов).....
13
13
1 1
11
5 Гигиена и санитария, № 8
65
Это обстоятельство наводит на мысль, что фиброзные изменения в легких, отмечаемые при рентгенологическом исследовании, могут носить возрастной характер.
При периодических медицинских осмотрах только у 6 из 50 наблюдаемых нами рабочих была найдена легочная патология без указания на профессиональное происхождение ее. Подавляющее число рабочих (74%) признано практически здоровым.
Девять кварцедувов и пять плавильщиков с 1951 г. систематически ежегодно обследуются в поликлинике института. По данным динамического наблюдения этой группы рабочих, прогрессирования патологических изменений со стороны легких не обнаружено, ухудшения состояния здоровья не отмечается. В заключениях института указывается, что явные признаки воздействия пылевого фактора отсутствуют и противопоказаний к продолжению работы нет.
В течение всех лет существования данного производства среди плавильщиков профессиональных заболеваний легких не было обнаружено. Среди кварцедувов в 1958 г. был установлен у одной работницы фиброз легких с узелковыми изменениями, связанными с воздействием кварца.
Следует отметить, что заболевшая в течение 6 лет работала кварцедувом, до этого она 22 года была стеклодувом. Жалобы работницы и некоторые объективные данные не совсем характерны для больных силикозом и при более пристальном изучении заболевания возникают серьезные сомнения в ведущей роли кварцевой пыли в развитии легочной патологии у данной работницы.
Выводы
1. Процесс плавки кремнезема в производстве кварцевого стекла сопровождается выделением в помещение паров окиси кремния, которые на воздухе быстро конденсируются. Состав паров и конденсата различен при различных способах плавки и зависит от свойств исходного материала и ряда других условий.
2. Данные периодических медицинских осмотров контингента работающих со стажем от 3 до 12 лет не дают отчетливых указаний на развитие у них профессионального пнемокониоза, несмотря на то, что в воздухе рабочих помещений количество окиси кремния превышало предельно допустимую концентрацию. Однако в связи с тем, что стаж работающих в условиях загрязнения воздуха конденсатом окиси кремния сравнительно невелик (не превышает 12 лет), нельзя исключить возможности развития пнев-мокониоза у длительно работающих.
3. В целях более детального изучения вопроса о влиянии аэрозолей конденсации окиси кремния необходимы дальнейшие углубленные исследования с экспериментальной проверкой токсичности одинаковых весовых концентраций изодисперсных аэрозолей дезинтеграции и конденсации.
Поступила 11/УИ 1956 г.
•¿Г -Й- -й-
К САНИТАРНО-ХИМИЧЕСКОИ ХАРАКТЕРИСТИКЕ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ, В ЧАСТНОСТИ ПОЛИМЕТИЛСИЛОКСАНОВОГО КАУЧУКА
Доктор биологических наук Е. А. Перегуд, научный сотрудник Б. С. Бойкина
Из Ленинградского научно-исследовательского института гигиены труда и профессиональных заболеваний
Бурное развитие химии кремнийорганических соединений связано с внедрением в промышленность нового ассортимента химических продуктов — полиорганосилокса-нов — и с освоением новых технологических процессов. К числу новых отраслей химической технологии, создаваемых на основе кремнийорганических соединений, относятся синтез и переработка каучукоподобного полимера, носящего название полиметилси-локсанового или силиконового каучука.
В основе синтеза этого полимера лежит реакция гидролитического расщепления диметилдихлорсилана водой по схеме:
СНз
п (СН3)251С12+пН20-
-51—0 I
сн,
+2пНС1
