Оценка профессионального риска при комбинированном действии физических факторов на горнорабочих угольных шахт Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

УДК 613.64:622.33

Д.О. Ластков, В.Ю. николенко, Н.Д. Ласткова, А.Б. Николенко

ОЦЕНКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО РИСКА ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ ДЕЙСТВИИ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ГОРНОРАБОЧИХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького (Донецк)

Проанализирована типичная структура комплекса шахтных факторов, влияющих на горнорабочих, и его значение для. профессионального риска. При дозной оценке физических производственных факторов, выявлена большая, чем. в линейной модели, зависимость биологических эффектов от. фактора времени. Выявленные закономерности, использованы, при. обосновании вероятностных критериев повышенного риска профессиональной патологии у горнорабочих.

Ключевые слова: физические факторы, комбинированное действие

ASSESiNG OF OCCUPATiONAL RiSK OF THE COMBiNED EFFECT OF HAZARDOUS FACTORS ACTiNG ON COAL MiNERS

D.O. Lastkov, V.Yu. Nikolenko, N.D. Lastkova, A.V. Nikolenko

M. Gorky Donetsk National Medical University, Donetsk

Present work is devoted, to analysis of typical structure of mine physical factors complex acting upon coal miners and to assessment its occupational risk significance. Estimation of doses of physical industrial hazards acting on coal miners has revealed, more expressed, dependence of biological effects from the time factors as compare with. linear model. Obtained, relationship was proposed, to be used, to form basis for probabilistic criterions of risk degree of occupational pathology development in miners.

Keywords: mine physical factors, combined action

Горнорабочие угольных шахт во время работы подвергаются комбинированному воздействию многочисленных вредных и опасных производственных факторов, в первую очередь физических. Углубление горизонтов шахт до 1000 и более метров существенно осложняет условия работы вследствие роста температуры воздуха и барометрического давления, их препатов, выбросоопасности и т.п. [2, 3, 6]. Применяемая технология добычи угля не позволяет добиться оптимизации параметров производственной среды (запыленность воздуха, шум, вибрация и др.). [1, 5, 6, 7, 10]. Однако до настоящего времени не решены вопросы частной методологии по проблеме комбинированного действия физических факторов, отсутствуют количественные параметры его оценки. Исходя из этого, важной задачей является выбор и обоснование искомых гигиенических (вероятностных) критериев профессионального риска для горнорабочих глубоких угольных шахт.

МЕТОДИКА

Условия труда изучены по общепринятым методикам на основных рабочих местах в более чем 50 угольных шахтах Донбасса. Особенности воздействия физических производственных факторов выявлялись по данным шахтных исследований (дои послесменное обследование более 300 горнорабочих), по результатам экспериментов в тепловой камере (с моделированием вибрационно-шумовой нагрузки) и барокамере на неадаптированных испытуемых, горнорабочих поверхностных и глубоких горизонтов. Проведен ретроспективный анализ профессиональной заболеваемости вибра-

ционной болезнью и нейросенсорной тугоухостью (кохлеарным невритом) горнорабочих Донецкой области за 10 лет, с углубленным рассмотрением профмаршрута и функционального состояния организма — по 150 больным с указанными формами профпатологии.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Типичная структура комплекса шахтных физических факторов, воздействующего на горнорабочих, представлена на схеме (рис. 1). Обращает на себя внимание значительное количество комбинаций физических факторов, встречающихся не только в течение рабочей смены, но и в период (в настоящее время оплачиваемый) передвижения шахтеров к рабочему месту и от него [4, 11]. Следует учитывать, что в указанный период производственной обстановки, не относящийся к собственно работе, как и при движении из административнобытового корпуса (АБК) к шахтной клети и от нее, горнорабочие не используют средства коллективной и индивидуальной защиты.

Уже при спуске (подъеме) в шахту на горнорабочего действует, хотя и кратковременно (3 — 5 мин), комплекс факторов, резко отличающихся по своим параметрам от обычного, повседневного фона. Особенностью общих вибраций является их комбинация с апериодическими ускорениями (1,65 — 3,44 м х с-2), связанными с неравномерным движением, торможением и разгоном клети. Углубление рабочих горизонтов шахт обусловливает значительное повышение барометрического давления: величина барометрического градиента составляет 1,2 кПа (9 мм рт. ст.) на 100 м глубины.

Движение из АБК (в АБК) к клети

Спуск (подъем) в кпети

-10-15 —

Движение от ствола (к стволу) к средствам механизированной доставки

Движение к рабочему месту (от рабочего места) с помощью внутришахтного транспорта

Движение к рабочему месту (от рабочего места)

— 13-20 —

__25-30 _

РАБОТА

■ 50-60 —

-шум

-неблагоприятный микроклимат*

-запыленность воздуха*

-шум

-вибрация общая

-неблагоприятный микроклимат

-резкое изменение барометрического давления*

-ускорения*

-шум

-неблагоприятный микроклимат -запыленность воздуха -повышенное барометрическое давление -резкое изменение барометрического давления*

-шум

-вибрация общая -неблагоприятный микроклимат -запыленность воздуха -повышенное барометрическое давление -электромагнитные излучения *

-шум

-неблагоприятный микроклимат -запыленность воздуха -повышенное барометрическое давление -резкое изменение барометрического давления *

-шум

-вибрация

общая*

локальная*

Время, мин

-запыленность воздуха -неблагоприятный микроклимат -повышенное барометрическое давление

-ионизирующее излучение -электромагнитные излучения *

-резкое изменение звукового и барометрического давления *

- 420-440 4 -выбросоопасность *

о

о

X

X

ф

в

ф

со

о

о

СЦ

го

X

т

о

о

о

ЕЗ

ф

ф

со

о

о

X

X

ф

со

I—

о

<и

I—

о

<и

<и

со

I—

о

н

>

о

0

Рис. 1. Типичная структура комплекса шахтных физических факторов, воздействующих на горнорабочих в производственной обстановке.

Примечание: * - фактор характерен только для некоторых шахт и профессий, либо фактор действует не весь указанный период времени.

На большинстве угольных шахт добычные и проходческие участки расположены, как правило, на значительном (1-4 км) удалении от шахтного ствола. Доставка рабочих осуществляется вну-тришахтным транспортом. Этим определяется третий комплекс кратковременно воздействующих факторов.

При движении горнорабочих к средствам механизированной доставки (рис. 1) или непосредственно к рабочему месту на них продолжает действовать повышенное барометрическое давление, характерное для этой глубины выработок.

Кроме того, при переходе вентиляционных дверей, предназначенных для рационального воздухо-распределения, горнорабочие также подвергаются резким перепадам (до 1,5 кПа) давления. На этом фоне на них продолжают воздействовать шум, источниками которого являются работа вентиляторов

местного проветривания (без глушителя до 105 — 108 дБА), утечки сжатого воздуха из воздуховодов, движение внутришахтного транспорта и т.д.

По количеству воздействующих факторов, их выраженности и времени действия наиболее неблагоприятны трудовые операции, осуществляемые на рабочем месте [5, 8, 9].

В исследованиях по комплексному гигиеническому анализу производственной среды глубоких угольных шахт [1, 6, 7, 11] в ранговом распределении вредных производственных факторов первые четыре места занимают запыленность воздуха, микроклимат, шум и вибрация, причем указанные физические факторы практически полностью (до 80 %) определяют степень санитарной безопасности труда горнорабочих. Как показывает сравнение формализованных оценок, данных практически тем же составом экспертов с разрывом в 5 лет, гиги-

еническая концепция в последние годы претерпела изменения: вследствие ужесточения санитарных нормативов возросла (до 55 %) весомость факторов энергетической природы [4, 6].

На основании выполненного анализа профессиональной заболеваемости горнорабочих угольных шахт Донецкой области следует отметить, что интенсивные показатели заболеваемости вибрационной болезнью, рассчитанные с учетом реальной численности лиц виброопасных профессий, превышают данные официальной статистики в среднем в 5 раз [1, 4]. Уровни изученных форм профпатологии определяются заболеваемостью горнорабочих, входящих в возрастную группу 40 — 49 лет и в ста-жевую группу свыше 10 лет [1].

Несмотря на все принятые поправки, направленные на более точный учет лиц вибро- и шумоопасных профессиональных групп, вероятность постановки диагноза соответствующей формы профпатологии значительно меньше, чем показатели риска по международным стандартам КО 1999.2, КО 5349.2 и отечественным методическим документам [1, 5, 11].

С целью обоснования гигиенических (вероятностных) критериев выделения групп повышенного риска профпатологии были расчитаны стажевые экспозиционные дозы шума и вибрации, полученные горнорабочими с диагнозом соответствующей формы профпатологии.

Стажевая экспозиционная доза определялась по формуле:

Дэ = LэкB + 10 1д Т/То, где Lэкв — эквивалентный уровень для шума (ЬАэкв)

или эквивалентный корректированный уровень для вибрации (Ь ), Т — стаж работы

^ 1 1 ' экв.корр.'' 1

в годах, То — 1 год.

При дозной оценке действовавших на мало-стажированных горнорабочих физических факторов выявлена большая, чем в линейной модели, зависимость биологических эффектов от факторов времени.

Проведенные исследования показали, что зависимость «доза-эффект» адекватно может быть использована только у рабочих со стажем свыше 10 лет. В частности, на модели шумовой патологии установлено, что при этой экспозиции стажевая доза фактора практически полностью определяет специфические эффекты его воздействия [6].

Энергетическая концепция влияния шума на орган слуха предполагает, что имеется предел интенсивности звука, энергия которого при любом времени действия недостаточна, чтобы вызвать постоянное снижение порога [11]. Но уже при уровне 85 дБА (предыдущий ПДУ шума) существует вероятность снижения порога слуха через 5 лет примерно у 1 % рабочих [6]. Анализ вероятности риска ухудшения слуха от времени воздействия и величины L^ свидетельствует о нелинейном характере связи между ними.

В таблице 1 приведены значения риска ухудшения слуха для некоторых доз в зависимости от стажа, расчитанные нами по данным приложения Д международного стандарта ISO 1999. Указанные материалы полностью подтверждают выявленную закономерность: при одинаковых дозах риск повреждения слуха меньше при высоких уровнях шума и малом стаже, чем при меньших уровнях, но большом стаже.

Расчеты, проведенные по ISO 1999.2 [6], показывают, что для наиболее неблагоприятных акустических условий (забойщики на отбойных молотках, машинисты щитовых углевыемочных агрегатов на пневмоэнергии, проходчики, работающие перфораторами и т.д.) риск развития тугоухости составляет 35 % и более уже при стаже 10 лет (дающем право на льготную пенсию).

Разработанные критерии риска развития вибропатологии были сопоставлены с подходами ISO 5349.2 [5] по частоте сосудистых нарушений (vascular symptoms) у горнорабочих. При проведенном сравнении принимались поправки на учет т.н. «накопленного» риска, комбинированного действия вибрации с другими производственными факторами, времени контакта с виброинструментом в течение 6-часовой рабочей смены. При этом зона риска заболевания вибрационной болезнью забойщиков ограничена прямыми L виброу-

1 1 1 экв.корр. 1 J

скорения 91 дБ (максимум) и 87 — 88 дБ (минимум). Соответствующая зона риска для проходчиков ограничена прямыми L 87 — 88 дБ (максимум)

1 1 экв.корр. г-1 V J )

и 84 дБ (минимум). Расчетный риск заболевания вибрационной болезнью для забойщиков со стажем 10 лет составляет 5,3—10,6 %, для проходчиков со стажем 15 лет — 3,8 — 7,6 %.

Следует учитывать, что в глубоких шахтах горнорабочие подвергаются комбинированному действию анализируемых факторов и нагреваю-

Таблица 1

Риск ухудшения слуха (%) в зависимости от стажа работы в шумоопасных условиях

Доза, Число лет воздействия шума

ДБА 1 3 5 7 10 15 20 25 30 35 40

101 1 7 7 11 12 13 12 12 10 10 10

105 2 9 14 22 24 26 26 26 21 21 21

111 3 12 25 31 35 35 32 32 32 29 29

116 4 20 30 45 46 46 43 43 43 41 41

щего микроклимата, причем до сих пор широко распространено мнение об антагонизме биологических эффектов вибрационного и теплового факторов. Оно основано на механистическом сравнении сосудистой реакции (спазм-расширение) на изолированное действие указанных факторов и нашло отражение даже в методических документах. Однако проведенный нами 10-летний анализ профессиональной заболеваемости на шахтах Донбасса свидетельствует о более высоком уровне распространенности среди горнорабочих глубоких горизонтов вибрационной профпатологии [1, 6]. Данные экспериментов в тепловой камере с моделированием шумовой и вибрационной нагрузки свидетельствуют о том, что разнонаправленные изменения отдельных показателей (ВСП вибрационной чувствительности и диастолическое артериальное давление) на действие вибрации и теплового фактора наблюдаются только в группе неадаптированных испытуемых (в отличие от групп горнорабочих). Это подтверждается результатами производственных исследований [4, 6]: аналогичные зависимости выявляются лишь у горнорабочих со стажем до 1 года, в дальнейшем, вопреки существующей парадигме, отмечается синергизм во взаимодействии указанных производственных факторов. По-видимому, говорить об антагонизме этих факторов некорректно, поскольку они по-разному действуют на различные функциональные системы и, соответственно, физиологические показатели. Об этом говорит, например, тот факт, что изменения других показателей, используемых для оценки вибрационного воздействия, — алгези-метрии, треморометрии и др. носят у неадаптиро-

ванных испытуемых однонаправленный характер как при действии локальной вибрации и шума, так и повышенной температуры воздуха. Таким образом, хроническое тепловое воздействие оказывает отягощающее влияние на биологические эффекты, вызываемые другими производственными факторами. Показано, что устойчивость организма горнорабочих к комбинированному действию вибрации, шума и нагревающего микроклимата как системе является нелинейной, т.к. не подчиняется принципу суперпозиции [4]. Следует учитывать, что в зависимости от уровня воздействия, эффект некоторых факторов проявляется только в комбинации с другими.

В таблице 2 дана классификация горных работ по степени их шумо- и виброопасности (по виброускорению), которые сопоставимы по основным профессиональным группам.

Необходимо отметить, что ранжирование производственных факторов по отдаленным последствиям их действия лежит и в основе «Гигиенической классификации труда...» № 382-97 (Киев, 1998). Группы рабочих мест по степени шумоопасности (мало-, средне- и высокоопасные) условий труда в таблице 2 наиболее близки к степеням 2, 3 и 4 третьего класса (вредные условия труда) согласно [4]. Некоторое несовпадение критериальных ранговых значений, по-видимому, обусловлено учетом (при расчете риска развития нейросенсорной тугоухости) комбинированного и сочетанного действия других производственных факторов вместе с шумом.

С учетом средних сроков развития вибрационной болезни и нейросенсорной тугоухости у горнорабочих угольных шахт Донбасса и харак-

Таблица 2

Классификация горных работ по степени их шумо- и виброопасности

Степень опасности Рабочие места и форма организации труда

развития профпатологии III класс условий труда по риску развития профессиональной тугоухости по риску развития вибрационной болезни

2 - условия труда малоопасные -Аэкв. < 90 ДБА ГРОЗ добычных бригад (в т.ч. машинисты комбайнов), и др. горнорабочие за исключением отнесенных к степеням 3 и 4. -экв. корр. < 84 дБ Проходчики и ГРОЗ, периодически занятые бурением шпуров ручным механизированным инструментом (перфоратором или электросверлом не чаще 1 раза в 4-5 смен)

3 - условия труда среднеопасные LAэкв. = 90-93 дБА 1. Проходчики и ГРОЗ, занятые бурением шпуров электросверлами и управлением породопогрузочными машинами. 2. Проходчики из звеньев при комбайновом и буровзрывном способах проведения подготовительных выработок, не занятые непосредственно бурением шпуров перфораторами и бурильными установками, управлением породопогрузочными машинами 1-экв. корр. = 84-87 дБ 1. Проходчики и ГРОЗ, занятые бурением шпуров ручным механизированным инструментом (перфоратором или электросверлом не реже 1 раза в 2-3 смены)

4 - условия труда высокоопасные LAэкв. > 93 дБА 1. Забойщики, ГРОЗ (оформление ниш) и проходчики, ежесменно работающие отбойными молотками. 2. Машинисты щитовых агрегатов. 3. Проходчики-машинисты бурильных установок. 4. Проходчики, постоянно занятые бурением шпуров перфораторами и управлением породопогрузочными машинами. 5. Машинисты и помощники машинистов проходческих комбайнов. -экв. корр. > 87 дБ 1. Забойщики, ГРОЗ (оформление ниш) и проходчики, ежесменно работающие отбойными молотками. 2. Проходчики и ГРОЗ, ежесменно занятые бурением шпуров перфораторами и электросверлами

терных для различных профессиональных групп эквивалентных уровней шума и эквивалентных корректированных уровней виброускорения пограничные зоны перехода из группы риска в группу больных профпатологией определяются стажевыми экспозиционными дозами: виброускорения — в пределах 100 — 103 дБ; шума — в пределах 105—108дБА. Полученные на основе до-зной оценки [1, 4, 5, 11] количественные критерии комбинированного действия производственных факторов позволяют за счет рангового разделения основных профессиональных групп по стажевым экспозиционным дозам оптимизировать организацию периодических медицинских осмотров.

Клинико-гигиеническая апробация разработанных нами критериев риска подтвердила их высокую информативность и дала основания полагать, что выявленные закономерности носят общебиологический характер.

Известно [6], что изучение соотношений между величиной ощущения и силой раздражения при средних интенсивностях раздражителей привело к установлению т.н. основного психофизического закона (Вебера-Фехнера), согласно которому эта зависимость носит логарифмический характер:

S = а 1дЛ + Ь , где S — ощущение; а — коэффициент перехода к десятичным логарифмам, Л — сила раздражения, Ь — константа интегрирования. Сравнительное изучение широкого диапазона интенсивности различных раздражителей позволило уточнить закономерность связи ощущения и силы раздражения. В соответствии с законом Стивенса указанная зависимость более точно характеризуется степенной функцией, т.е. ощущение:

S = а (Л — R)n , где а — константа, зависящая от избранных единиц измерения; Л — сила раздражения, R — пороговый стимул, п — показатель степени, различный для разных модальностей раздражителей. Очевидно такие зависимости между ответной реакцией организма и уровнем воздействия характерны для любых вредных производственных факторов независимо от их природы. Все действующие гигиенические нормативы (ПДК, ПДУ) носят вероятностный характер, однако, они традиционно используются как монофакторная категория. В то же время формирование любой формы профпа-тологии является сложным мультипараметриче-ским процессом [1, 5, 7]. По-видимому, вследствие этого в международных стандартах вместо ПДУ введена оценка риска специфических реакций, характерных для соответствующего профессионального заболевания. Наиболее перспективной представляется реализация с этой целью дозного подхода [1, 4, 5, 8, 9], являющегося, в частности, методологической основой концепции допустимого (приемлемого) риска в радиобиологии. Стажевая экспозиционная доза физических факторов энергетической природы в основном определяет вероятность развития у рабочего той или иной формы профпатологии [6, 11].

Основная проблема заключается в том, что система профилактических мероприятий, основанная на прогнозировании риска изменения функционального состояния организма (стадии развития профессионального заболевания) должна уравнивать различные неблагоприятные эффекты от воздействия разнообразных комбинаций физических производственных факторов, т.е. выявляется необходимость принятия какой-то общей шкалы (и варианты) нарушений состояния здоровья рабочих.

Как показали проведенные исследования, данных только о специфических реакциях организма в ответ на воздействие каждого конкретного физического фактора недостаточно для прогнозирования риска заболеваний. В связи с этим, учитывая гетерогенный характер распределения доз физических производственных факторов, по-видимому, неспецифические реакции различных функциональных систем могут служить интегральным показателем чувствительности организма к комбинированному действию факторов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ластков Д.О. К вопросу прогнозирования риска и профилактики вибрационной болезни у горнорабочих угольных шахт / Д.О. Ластков // Вестник гигиены и эпидемиологии. — 1997. — Т. 1, № 2. — С. 111 — 117.

2. Ластков Д.О. Повышенное барометрическое давление и его перепады / Д.О. Ластков // Медицина труда в угольной промышленности; под ред. В.В. Мухина. — Донецк: ДонДМУ, 2000.

— С. 43 — 44.

3. Ластков Д.О. Фактор внезапных выбросов / Д.О. Ластков // Медицина труда в угольной промышленности; под ред. В.В. Мухина. — Донецк: ДонДМУ, 2000. — С. 49 — 51.

4. Ластков Д.О. Физиолого-гигиеническая оценка комбинированного воздействия на горнорабочих локальной вибрации, шума и нагревающего микроклимата / Д.О. Ластков // Медицина труда и промышленная экология. — 1998. — № 4.

— С. 4 — 8.

5. Оценка риска развития нейросенсорной тугоухости в шумоопасных условиях труда / В.Ю. Ни-коленко [и др.] // Журнал вушних, носових і горлових хвороб. — 2003. — № 5-с. — С. 111 — 112.

6. Предупреждение профессионального риска горнорабочих угольных шахт / Д.О. Ластков [и др.] // Предупреждение риска (научно-техническая эволюция): Материалы Межд. симпозиума 21—25 сент., IFAS, ВАСОТ. — М.: ВАСОТ, 1992. — С. 82 — 83.

7. Профессиональные заболевания легких пылевой этиологии / В.Я. Уманский [и др.] // Вест. гигиены и эпидемиологии. — 2007. — Т.11. — № 1 (Приложение).— С. 5 — 8.

8. Оценка радиационного фактора в угольных шахтах и его влияния на показатели здоровья горнорабочих / В.Я. Уманский [и др.] // Вест. гигиены и эпидемиологии. — 1999. — Т. 3, № 2. —

С. 126 — 130.

9. Features of measurement and valuation of dust-radioactive factor in coal mines / D.O. Lastkov [et al.] // T echnologically enhanced natural radiation caused by non-uranium mining, 16—19 October 1996: Abstracts of papers. — Szczyrk, Poland (Katowice), 1996. — P. 12.

10. Methodological approaches to assessing the impact of general vibration on coal miners / D.O. Lastkov [et al.] // Whole-body vibration influence on hu-

man organism and hygienic assessment. — Moscow: WHO Collaborating center on occupational health, 1992. - Vol. 41, N 1. - P. 67-72.

11. The combined effect of noise and other factors on miners: appraisal and preventive measures /

D.O. Lastkov [et al.] // Int. Symposium on Health Effects of Industrial Noise. May 21 -23, 1991. — Minsk, Byelorussia: Abstracts - Moscow, 1991. - P. 54.

Сведения об авторах:

Ластков Дмитрий Олегович, профессор, д.м.н., зав. кафедрой гигиены Донецкого национального медицинского университета им. М. Горького: 83003, Украина, г Донецк, пр-т Ильича, 16, раб. тел. 8(0б22) 956289, e-mail: lastkov.donmu@list.ru. Николенко Виктор Юрьевич, профессор, д.м.н., профессор кафедры профессиональных болезней и радиационной медицины Донецкого национального медицинского университета им. М. Горького: 83059, Украина, г. Донецк, пр-т Ильича, 104, раб. тел. 8(0622) 943388, e-mail: nikolenko@interdon.net.

Ласткова Наталья Дмитриевна, врач-интерн (невропатолог), Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького: 83003, Украина, г. Донецк, пр-т Ильича, 16, раб. тел. 8(0622) 956289, e-mail: lastkov.donmu@list.ru Николенко Анна Викторовна, студентка 5-го курса 2-го медицинского факультета, Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького: 83059, Украина, г. Донецк, пр-т Ильича, 104, тел. раб. 8(0622) 943388, e-mail: anutochka08@ ukr.net.