Metody identyfikacji pyłów występujących w powietrzu na stanowiskach pracy

 

Przed rozpoczęciem identyfikacji pyłów, na które mogą być  narażeni pracownicy zatrudnieni na danym stanowisku pracy należy zebrać informacje dotyczące:

  • rodzaju i przebiegu procesu technologicznego,
  • stosowanych materiałów emitujących pyły (przygotowanie listy materiałów emitujących pyły na ocenianych stanowiskach pracy oraz na stanowiskach sąsiadujących),
  • działania szkodliwego oraz najwyższych wartości dopuszczalnych stężeń (jeżeli ustanowiono), pyłów występujących w procesie pracy,
  • chronometrażu pracy poszczególnych pracowników,
  • liczby pracowników (w tym mężczyzn, kobiet, kobiet w ciąży i okresie karmienia, młodocianych),
  • stosowanych środków ochrony zbiorowej i indywidualnej,
  • profilaktycznych środków organizacyjnych,
  • dotychczasowych wyników pomiarów pyłów w środowisku pracy.


Dane te można znaleźć w dokumentacjach technicznych procesu technologicznego i dokumentacjach dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy. Wywiady z pracownikami oraz obserwacja stanowisk pracy mogą być również źródłem tych informacji.

Dla prawidłowej identyfikacji zanieczyszczeń powietrza pyłami niezbędne jest przygotowanie listy materiałów, które mogą być źródłami emisji pyłów występujących na ocenianych stanowiskach pracy oraz na stanowiskach sąsiadujących. Lista ta powinna zawierać wszystkie materiały, które mogą być przyczyną występowania szkodliwych efektów w organizmie pracownika. Korzystając z danych technologicznych oraz informacji od producentów należy ustalić, jakie są stosowane w danym procesie produkty wyjściowe, ich zanieczyszczenia, produkty pośrednie i końcowe oraz narzędzia używane w procesie obróbki.

W prostych procesach technologicznych można stosunkowo łatwo przewidzieć, jakie pyły będą obecne w powietrzu. W wielu jednak przypadkach określenie rodzaju pyłu stwarzającego zagrożenie dla zdrowia zatrudnionych osób nie jest łatwe, szczególnie, gdy mamy do czynienia ze skomplikowanymi procesami technologicznymi oraz gdy skład stosowanych surowców jest chroniony przez producentów. Należy wówczas przeprowadzić szczegółowe badania identyfikacyjne przy zastosowaniu odpowiednich technik badawczych.

Aktualnie w Polsce do oznaczania zawartości pyłu całkowitego [PN-91/Z-04030/05] lub oznaczania pyłu respirabilnego [PN-91/Z-04030/06] zawieszonego w powietrzu pomieszczeń pracy są stosowane metody wagowe (grawimetryczne), natomiast do oznaczania zawartości włókien respirabilnych są wykorzystywane metody liczbowe [PN-88/Z-04202/02]. Ważnym parametrem pyłów z uwagi na jego szkodliwe działanie jest zawartość wolnej krystalicznej krzemionki, która jest oznaczana zgodnie z metodami opisanymi w normach: PN-91/Z-04018/02, PN-91/Z-04018/03 i PN-91/Z-04018/04. Zasady metod badawczych dotyczących określania zawartości: pyłu całkowitego, pyłu respirabilnego, włókien respirabilnych i zawartości wolnej krystalicznej krzemionki omówiono w dziale normy i metody stosowane do pomiarów stężeń pyłów oraz zawartości wolnej krystalicznej krzemionki w pyłach występujących w powietrzu na stanowiskach pracy. Normy te są wycofane przez Polski Komitet Normalizacyjny (PKN), ale bez zastąpienia, dlatego nadal są stosowane do oznaczania parametrów pyłów w powietrzu na stanowiskach pracy.

 

Nowe podejście do zasad pobierania próbek powietrza na stanowiskach pracy jest przedstawione w normie PN-EN 481:1998. Zgodnie z tą normą, w celu oceny narażenia na pyły, na stanowiskach pracy są pobierane frakcje pyłów o określonych średnicach aerodynamicznych cząstek zawieszonych w powietrzu, a mianowicie:

  • frakcja wdychana - udział masowy wszystkich cząstek zawieszonych, wdychanych przez nos i usta,
  • frakcja tchawiczna - udział masowy cząstek frakcji wdychanych wnikających poza krtań,
  • frakcja respirabilna (pęcherzykowa) - udział masowy cząstek frakcji wdychanych docierających (wnikających) aż do bezrzęskowych dróg oddechowych.

Frakcję wdychaną, tchawiczną i respirabilną w procentach zawieszonych w powietrzu cząstek przedstawiono na poniższym rysunku.


W celu wprowadzenia w Polsce do oceny narażenia zasad normy PN-EN 481: 1998, Międzyresortowa Komisja do Spraw Najwyższych Dopuszczalnych Stężeń (NDS) i Natężeń (NDN) Czynników Szkodliwych dla Zdrowia w Środowisku Pracy postanowiła zawnioskować o wprowadzenie do załącznika nr 1 w części A i/lub B wykazu NDS-ów w rozporządzeniu MPiPS (Dz.U. Nr 0, poz. 817)* następujących definicji:

  • frakcja wdychalna - frakcja aerozolu wnikająca przez nos i usta, która po zdeponowaniu w drogach oddechowych stwarza zagrożenie dla zdrowia,
  • frakcja torakalna - frakcja aerozolu wnikająca do dróg oddechowych w obrębie klatki piersiowej, która stwarza zagrożenie dla zdrowia po zdeponowaniu w obszarze tchawiczo-oskrzelowym i obszarze wymiany gazowej,
  • frakcja respirabilna - frakcja aerozolu wnikająca do dróg oddechowych, która stwarza zagrożenie dla zdrowia po zdeponowaniu w obszarze wymiany gazowej

z uwagami, że:

  • definicja frakcji wdychalnej odpowiada definicji pyłu całkowitego,
  • definicja frakcji respirabilnej odpowiada definicji pyłu respirabilnego.

Pomimo tego, że w Polsce brak jest znormalizowanych metod do oznaczania frakcji wdychalnej i frakcji respirabilnej pyłów, to aktualnie jest dostępna szeroka gama aparatury pomiarowej do oznaczania tych frakcji, a w ogólnie dostępnych publikacjach, głównie zagranicznych [np. Methods for the Determination of Hazardous Substances MDHS 14/3: General methods for sampling and gravimetric analysis of respirable and inhalable dust. Health and Safety Laboratory HSL, February 2000; Lee T., Kim S., Chisholm W., Slaven J. and Harper M.: Performance of High Rate Samplers for Respirable Particle Collection. Ann. Occup. Hyg. Vol. 54, No. 6, pp. 697-709, 2010], są przedstawione metody oznaczania stężeń frakcji wdychalnej i frakcji respirabilnej. W Podstawach i Metodach Oceny Środowiska Pracy zostały również opublikowane zasady oznaczania metodą spektrometrii w podczerwieni (FT-IR) respirabilnej krystalicznej krzemionki (kwarcu i krystobalitu) w pastylkach z KBr [Maciejewska A.: Respirabilna krystaliczna krzemionka: kwarc i krystobalit. Oznaczanie w powietrzu na stanowiskach pracy metodą spektrometrii w podczerwieni (FT-IR), w pastylkach z KBr. Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy, nr 4(74), s. 117–130, 2012] i bezpośrednio na filtrach [Maciejewska A.: Respirabilna krystaliczna krzemionka: kwarc i krystobalit. Oznaczanie w powietrzu na stanowiskach pracy metodą spektrometrii w podczerwieni (FT-IR), bezpośrednio na filtrach. Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy, nr 3(81), s. 103–119, 2014].

 

Z uwagi na fakt, iż ilości pyłów występujących w środowisku pracy są coraz mniejsze, aktualnie stosowane metody wagowe do określania stężeń pyłów mogą być niewystarczająco dokładne. Dlatego w Centralnym Instytucie Ochrony Pracy - Państwowym Instytucie Badawczym prowadzone są prace, których celem jest jednoczesne badanie stężeń pyłów z wykorzystaniem znormalizowanych metod badawczych [PN-91/Z-04030/05, PN-91/Z-04030/06, PN-88/Z-04202/02, PN-EN 481:1998] oraz z wykorzystaniem przyrządów pomiarowych umożliwiających określenie, np.: 

  • stężenia masowego (mg/m3), z użyciem przyrządu DUST TRAK Aerosol Monitor model 8520 firmy TSI [DUST TRAK Aerosol Monitor Model 8520. Operation and Service Manual. TSI Incorporated, St. Paul 1995],
  • stężenia liczbowego (liczba cząstek/cm3), z użyciem przyrządu P-TRAK Ultrafine Particle Counter model 8525 firmy TSI [P-TRAK Ultrafine Particle Counter Model 8525. Operation and Service Manual. TSI Incorporated, St. Paul 2001],
  • stężenia liczbowego w różnych przedziałach wymiarowych cząstek w zakresie od 0,3µm do 20µm (liczba cząstek/dcm3), z użyciem przyrządu GRIMM Dust Monitor model 1.108 [Manual for the Dust Monitor model 1.104 - 1.108 and Software 1.174. GRIMM Labortechnik Ltd., Ainring1996].

Badania te wymagają stosowania kosztownej aparatury oraz dużego doświadczenia specjalistów z zakresu badań aerozolowych. Z tego względu powinny one być wykonywane w wyspecjalizowanych laboratoriach badawczych.

 

Wyniki badania stężeń pyłów emitowanych w procesach:

  1. produkcji cementowej powłoki penetrująco - uszczelniającej na konstrukcje betonowe i żelbetowe,
  2. szlifowania elementów wykonanych ze stali łożyskowej i stali narzędziowej ściernicą ceramiczną zawierającą tlenek krzemu,

wykonanych metodą:
- wagową:

  • oznaczenie zawartości pyłu całkowitego,
  • oznaczenie zawartości pyłu respirabilnego,
  • oznaczenie frakcji PM10 (wagowy pomiar stężenia pyłu o wymiarach cząstek poniżej 10µm),
  • oznaczenie frakcji PM2.5 (wagowy pomiar stężenia pyłu o wymiarach cząstek poniżej 2,5µm),

- masową:

  • oznaczenie masy pyłu w 1m3 powietrza z użyciem przyrządu DUST TRAK,

- liczbową:

  • oznaczenie liczby cząstek w 1cm3 powietrza z użyciem przyrządu P-TRAK umożliwiającym zliczanie cząstek pyłu o średnicach z zakresu od 0,02 µm do około 1 µm,
  • oznaczenie liczby cząstek w 1dcm3 powietrza w różnych przedziałach wymiarowych cząstek w zakresie od 0,3µm do 20µm z użyciem przyrządu GRIMM 1.108.

przedstawiono w dziale narażenie zawodowe na pyły w wybranych procesach technologicznych.

 

*(Rozporządzenie ministra pracy i polityki społecznej z dnia 6 czerwca 2014 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy, Dz.U. Nr 0, poz. 817)