CC BY
2
УДК 613.633:622.367.6)-07
Ф. М. Коган, С. В. Кашанский, Г. Б. Богданов, Н. Г. Голикова, Н. Д. Рауза, Г. Н. Ильченко
СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ И ДИСПЕРСНО-МОРФОЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА АСБЕСТСОДЕРЖАЩЕЙ ПЫЛИ
Свердловский НИИ гигиены труда и профзаболеваний; ВНИИпроектасбест, Свердловск
Накоплено достаточно материалов, подтверждающих опасность асбеста для здоровья людей. В связи с этим важное значение имеет строгая регламентация уровня концентрации пыли в воздухе с определением содержащихся в ней волокон асбеста (ВА). В нашей стране допустимая массовая концентрация установлена с учетом содержания в пыли ВА и составляет 2 мг/м3 для асбестопородной пыли, включающей более 10 % асбеста.
Отличительной особенностью витающего ас-бестсодержащего пылевого микста является неоднородность частиц. Даже в условиях добычи и обогащения руд в составе этого микста, помимо ВА, присутствует значительное число частиц минералов группы серпентина: хризотила, лизарди-та, антигорита, а также примесей — магнетита, брусита, хлорита, талька и других в различных соотношениях. В принципе всю эту массу частиц можно разделить на фибриллярный хризотил (хризотиласбест), серпентин и магнетит [13].
Частицы серпентина и магнетита, как правило, существенно не различаются по величине: 95 % их не превышает 5 мкм. В то же время волокна хризотиласбеста значительно различаются между собой по длине, диаметру и соотношению разных фракций. При равной массовой концентрации пыли с гигиенических позиций небезразлично, слагается ли привес за счет толстых или тонких, длинных или коротких волокон. Это тем более справедливо, если учесть, что респирабель-ные волокна длиной более 5 мкм и диаметром менее 3 мкм (при отношении длины к диаметру более 3:1) обладают более выраженной биологической агрессивностью в сравнении с более короткими и толстыми волокнами [8, 9].
Действующие в СССР ПДК для асбестосодер-жащей пыли не могут быть признаны онкологически безопасными [1]. Установлена зависимость степени вредности пыли от процента ВА в пылевом миксте. Во многих зарубежных странах ПДК выражена в виде числа ВА в единице объема. На протяжении ряда лет предпринимались попытки установления коэффициента соответствия между массовой и числовой концентрациями. В известных нам работах [2, 4—6] зарубежные авторы пытались установить корреляцию между числом волокон, выявленных при помощи оптического (ОМ) и трансмиссионного электронного (ТЭМ) микроскопов. Однако либо исследования проводились в лабораторных усло-
виях [5], либо разработанные математические модели имели ограниченное применение [2].
Целью настоящей работы явилось изучение зависимости между данными весового и счетного методов определения концентрации ВА в воздухе рабочей зоны, а также нахождение соотношения между числовыми показателями, полученными на основе подсчета на ОМ и ТЭМ.
Отбор проб воздуха проводили на 16 производственных участках предприятий по добыче и обогащению асбеста в соответствии с ГОСТом 12.1.005—76 и стандартной методикой Международной ассоциации асбеста [10].
В каждой намеченной точке отбирали 3 серии проб. Отбор проб одной серии осуществляли параллельно; он включал в себя пробы для определения гравиметрической концентрации пыли, числа ВА под ОМ и ТЭМ, содержания хризотила.
Для определения гравиметрической концентрации пыли пробы отбирали на стандартные фильтры типа АФА-ВП-10 аспиратором типа 882 завода «Красногвардеец»; скорость отбора 25— 30 л/мин, продолжительность 15—40 мин.
Для определения числа волокон отбор проб проводили на мембранные фильтры «Миллипор» типа АА\\ДЗ (Франция) с размером пор 0,8 мкм индивидуальным пробоотборником фирмы «Са-эеНа» (Великобритания); скорость отбора 2 л/мин, продолжительность 5—40 мин. Все фильтры обрабатывали и исследовали в соответствии с указанной выше методикой.
Отбор проб для определения массовой доли хризотила осуществляли на беззольные фильтры (для тонких осадков) тем же аспиратором. Продолжительность отбора 3—18 ч.
Для исследования проб методом оптической микроскопии половинки фильтров «Миллипор» после просветления в парах ацетона просматривали в интерференционно-поляризационном ОМ «Вю1аг» (ПНР) с общим увеличением в 480 раз; число просматриваемых полей не более 100. Концентрацию волокон (число волокон в 1 мл) определяли по следующей формуле:
где С — счетная концентрация, волокон/мл; А — эффективная площадь фильтра, мм2; р — объемная скорость протягивания воздуха через фильтр, мл/мин; а — площадь поля подсчета, мм2; Н — общее число подсчитанных волокон; /г — число
Распределение пылевых проб по некоторым участкам отбора
Участки отбора
Фактическая концентрация цех обогащения (распределительный конвейер) зона дробилок и грохотов фабрики № 6 зона дробнлок и грохотов фабрики Л1» 4 отвал отходов фабрики № 5
1 о 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
Массовая концентрация, мг/м3 Число волокон в I мл под ОМ Число волокон в 1 мл под ТЭМ 5,8 0,58 18,1 127 0,39 15,1 20,4 0,34 23,3 25,6 5,88 246 9,7 6,38 223 19,4 3,38 176 5,24 1,87 59,8 6,45 2,45 128 6,44 2,95 149 2,3 0,53 47,4 2,5 0,85 27,6 3,6 0,5 31,7
Примечание. 1—3 — номера проб.
просмотренных полей сетки; I — длительность протягивания одной пробы, мин.
В ходе определения гравиметрической концентрации пыли, отобранной на рабочих местах предприятий по добыче и обогащению асбеста, а также количественного состава этой пыли установлена значительная вариабельность полученных данных внутри каждой пробы: от наименьших — 2,3—3,6 мг/м3 (средняя 2,8 мг/м3) до наибольших — 9,7—25,6 мг/м3 (средняя 18,2 мг/м3).
Анализ полученных данных (см. таблицу) не позволил выявить определенную зависимость между результатами, полученными гравиметрическим и счетными методами определения концентрации волокон в воздухе рабочей зоны.
Средняя массовая доля хризотила в витающей пыли при различных массовых концентрациях составила 39,14+2,2 % по всем точкам отбора, что свидетельствует о сходном содержании хри-зотиласбеста и хризотилового серпентинита в составе пылевых микстов. Доля респирабельных ВА среди общего числа ВА составила 92,07+ +3,14%. Отношение длины волокна к диаметру колебалось от 4,7 : 1 до 8,4 : 1. Доля В А, определенная под ОМ, составила 2,4+0,25 % от числа ВА, выявленных под ТЭМ, что согласуется с данными ряда зарубежных авторов [3, 7, 11, 12, 14].
Из представленных данных следует, что только при подсчете на ТЭМ можно получить представление о концентрации, сколько-нибудь близкой к истинному содержанию ВА. Вместе с тем использование ТЭМ в санитарно-гигиенических и санитарно-технических лабораториях представляется нереальным по техническим и экономическим причинам. Необходимо изыскать более доступный способ перевода показателей, получаемых с помощью ОМ, в показатели, получаемые при использовании ТЭМ. С этой целью с помощью метода регрессионного анализа были сопоставлены данные, полученные на основе подсчетов под ОМ и ТЭМ. При анализе использовали линейную, степенную, показательную, полиноминальную и логарифмическую регрессии (см. рисунок). Несмотря на то что коэффициент корреляции приближается к единице (0,998), линей-
ная регрессия не обладает достаточной точностью: отклонение расчетной концентрации от фактической достигало 25,29+7,86 %■ По этим же причинам отклонены логарифмическая (55,76+ +7,54%) и показательная (88,73+31,90 %) регрессии. Наиболее приемлемыми оказались полиноминальная (9,68+1,30%) и степенная (10,34+1,24 %) регрессии. На основе исследований было разработано следующее уравнение: К л- = 0,217 + 44,894Х + 4,484Х? — 0.8503Х3 ,
где X — фактическая концентрация ВА под ОМ; У л-— расчетная концентрация ВА под ТЭМ.
Полученное уравнение позволяет с наибольшей точностью рассчитать концентрацию ВА в воздухе рабочей зоны под ТЭМ.
ЮО ¡50 ЮО 250
Распределение фактической и расчетной концентраций ВА под ТЭМ.
По оси абсцисс — концентрация ВА в 1 мл под ТЭМ. по оси ординат — концентрация ВА в I мл под ОМ. 1 — фактическая концентрация ВА под ТЭМ; 2 — расчетная концентрация ВА под ТЭМ; 3 — кривая распределения концентрации ВА под ТЭМ.
Литература
1. Коган Ф. М., Г Мельникова И. А., Попова Т. Б. и др.// Гиг. труда. — 1987. — № 3. — С. 37—40.
2. Buchau R.. Richardson D., Beaulieu И., Keefe Т. // En-vironm. Res.—1984, —Vol. 33, N 2. — P. 296—299.
3. Chung-Yung Hwang, Zhi Ming Wang.—Arch, envi-ronm. Hlth. — 1983. — Vol. 38, N 1. — P. 5—10.
4. Du Toil R. S„ Gilfllan Т. C. // Ann. occup. Hvg. — 1979, —Vol. 22, N 1, —P. 67—83.
5. Kiefer M. /., Buchau R. M., Keefe T. !., Blehm K. D. // Environm. Res. — 1988.— Vol. 43, N 1. —P. 31—38.
6. Marconi A., Menichini E., Paoletti Z. // Ann. occup. Hyg. — 1984, — Vol. 28, N 3. — P. 321—331.
7. Middleton A. P. // Ibid. — 1982, —Vol. 25, N 1,— P. 53—62..
8. Pott F. // Staub.-Reirihalt. Luft. — 1978. — Bd 38, N 12,— S. 486—490.
9. Pott F.// Sei. Publ.— 1980.— Vol. 30. N 12. — P. 26U-272.
10. Reference Methed for the Determination of Airborne Asbestos Fibre Concentration at Workplaces by Light Microscopy: Membrane Filter Methed. — London, 1968.
11. Rood A. P., Streeter R. R. // Ann. occup. Hyg.— 1984. — Vol. 28, N 3. — P. 333-339.
12. Rooker S. J., Vaughan N. P., Le Cuen J. M. //Amer. industr. Hyg. Ass. J.— 1982.— Vol. 43, N 7. — P. 505— 515.
13. Speit S., Leineweber J. P. Asbestos Minerals in Modern Technology. — New Jersey (USA), 1968.
14. Werner L. //Z. Hyg. — 1982. — Bd 11, N 6. — S. 794— 796.
Поступила 28.09.88
УДК 613.632.4:1547.281.1 + 547.724.1]-074
Т. В. Голубева, И. Н. Пенкин
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМАЛЬДЕГИДА В ВОЗДУХЕ В ПРИСУТСТВИИ ФУРФУРОЛА
Опытно-конструкторское бюро тонкого биологического машиностроения, Кириши; ВНИИ биологического приборостроения, Москва
При гидролизе древесного сырья для производства кормовых дрожжей образуются фурфурол и формальдегид, являющиеся одними из основных загрязнителей воздушной среды.
Отраслевым стандартом (ОСТ 59.01.003.01 — 80) формальдегид в воздушной среде рекомендуется определять по методике с фенилгидразина гидрохлоридом, причем в указанной методике отмечено, что фурфурол определению не мешает. При исследовании воздуха рабочих зон в цехах одного из предприятий отрасли наблюдалось увеличение количества формальдегида в воздухе, где присутствует фурфурол. При возрастании количества фурфурола от 0,5 до 0,9 мкг содержание формальдегида в пробе увеличивалось в тех же пределах. Практически весь фурфурол суммировался с формальдегидом и в итоге анализа выдавался за последний. Порог чувствительности реакции фурфурола с фенилгидразина гидрохлоридом, определенный по методике [1], составил 0,2 мкг в 3 мл воды.
Широко известные методы определения формальдегида с применением хромотроповой и фук-синсернистой кислот не обеспечивает селективного определения формальдегида. Методика определения фармальдегида с фенилгидразина гидрохлоридом обладает достаточной чувствительностью, поэтому необходимо было найти способ отбора проб воздуха, который позволил бы отделить формальдегид от фурфурола.
Для поглощения формальдегида используются жидкостные сорбенты: 50 % изопропиловый спирт, вода, 1 % водный раствор кислого серни-стокислого натрия, 1,25 % раствор гидроксида натрия [5]; твердые: активированный уголь, си-ликагель; стекловолокно, импрегнированное сульфитом натрия; цеолит 13Х [2, 3, 8]. Эти сор-
бенты наряду с формальдегидом поглощают из воздуха также и фурфурол.
В последнее время большое внимание уделяется использованию непористых сорбентов. Хорошими адсорбционными свойствами обладает гид-роксид калия [4], однако извлечь формальдегид из гидроксида калия практически невозможно, так как он вступает в реакцию со щелочью [10]. Перхлорат магния при 100°С пропускает формальдегид, но удерживает другие альдегиды [8].
Известно, что неорганические вещества, кроме хлористого цинка, хлорного железа, гидрата окиси бария, йодистого натрия, не растворяются в фурфуроле [9]. Поэтому для испытаний были взяты следующие соли: хлориды калия, натрия, бария; йодистый калий, перхлорат магния. Испытания солей на поглотительную способность по отношению к фурфуролу и формальдегиду проводили по методу определения емкости насыщения адсорбентов при статической десорбции [11].
Результаты анализа показали, что перхлорат магния, йодистый калий, хлористый барий при 23 °С хорошо насыщались и фурфуролом, и формальдегидом. Хлориды калия и натрия совершенно не поглощали фурфурол и довольно хорошо улавливали формальдегид. Эти соли обладают минимальной влагоемкостью по сравнению с перечисленными выше солями, хорошо растворяются в воде и реакциям с фенилгидразина гидрохлоридом и уксуснокислым анилином не мешают. Хлористый калий показал лучшую поглотительную способность по отношению к формальдегиду, чем хлористый натрий, поэтому далее работали только с хлористым калием. Емкость насыщения его формальдегидом при статической адсорбции при 23 °С за 1 ч равна 58,3 мкг на 1 г сорбента. Для проверки хлористого калия на способность
