Изучение воздуха рабочей зоны в производстве пластмассовых изделий

Большинство химических веществ, используемых в промышленности, по механизму биологического действия относятся к ксенобиотикам, негативное влияние которых реализуется на разных уровнях биологической иерархии от популяционного до субклеточного и молекулярного [4, 9]. По экспертной оценке количество типов пластмассовой продукции, выпускаемой в России, насчитывает 250-300 тыс. наименований. Перечень пластических материалов разнообразен: это полиолефины, поливинилхлориды, полистиролы, фторопласты, эпоксидные смолы, и другие полимеры [6]. Среди показателей, характеризующих здоровье населения, профессиональная заболеваемость занимает особое место, поскольку возникновение подобных заболеваний этиологически связано с вредными производственными факторами [3]. До настоящего времени недостаточно изучены особенности условий труда на производстве пластмассовых изделий, состояние здоровья работающих в данных условиях, сохраняется риск развития профессиональной патологии.

Ведущими вредными веществами, выделяющимися при переработке полиэтилена (ПЭ) высокого и низкого давления, являются оксид этилена, формальдегид, фосфористые,

Самыкина Елена Владимировна, кандидат медицинских наук, доцент кафедры медицинской биологии, генетики и экологии

Самыкина Лидия Николаевна, доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедрой медицинской биологии, генетики и экологии

Богданова Рауза Ахметжановна, старший преподаватель кафедры медицинской биологии генетики и экологии хлорорганические соединения [5]. В эксперименте вредное действие смеси летучих веществ, выделяемых на аналогичных производствах по переработке ПВХ-полимеров, оказывается значительно большим, чем эффекты отдельных компонентов, контролируемых в воздухе рабочей зоны [8]. Концентрации контролируемых химических веществ в воздухе рабочей зоны, в ряде случаев превышают предельно допустимые нормы в 1,2-3 раза [1]. Превышения вредных веществ наблюдаются преимущественно в холодный период года, этому способствуют морально и технически устаревшее оборудование, неудовлетворительные условия вентилирования производственных помещений. Показатели заболеваемости с временной утратой трудоспособности на производствах переработки наиболее широко распространенных полимеров (полистирол, полиэтилен, полипропилен, фено- и аминопласты и др.) достаточно высокие [2].

Цель работы : изучение воздуха рабочей зоны в современном производстве изделий из полиэтилена низкого давления (ПЭНД).

В качестве сырья для термической переработки и изготовления полимерных изделий на всех производствах используются гранулированные ПЭВД и ПЭНД различных марок (ПЭНД 277-73, ПЭВД 10803-020, 15303-30). На пластмассовом производстве цеха по изготовлению шприцов одноразового пользования ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» используют ПЭНД. При санитарно-гигиенической оценке условий труда работающих были изучены типичные рабочие места основной профессии – литейщиков пластмасс. Исходным сырьем в производстве шприцов одноразового пользования являются гранулы ПЭНД. Основным технологическим оборудованием являются термопластавтоматы ТПА «NEGRI-BOSS» -206. На ТПА полиэтиленовые гранулы перерабатываются при температуре 190-230°С и под давлением 90-120 МПа. Суть метода литья под давлением заключается в разогреве эластомера до пластично вязкого состояния и впрыске расплава под высоким давлением в охлажденную литьевую форму, в которой под действием пресс-формы происходит оформление изделия. Далее пресс-форма размыкается, открывая доступ к готовому изделию. Уменьшение концентрации пыли на рабочих местах достигается тем, что сырье подается в автоматы не в порошке, а в виде гранул. Неблагоприятной с гигиенической позиции является операция непосредственного получения изделия. При нагреве сырья до 230°С в воздух рабочей зоны литейщика может выделяться ряд химических веществ в виде паров и газов. Поступление данного комплекса веществ может быть значительным при длительной эксплуатации оборудования, при отсутствии профилактических ремонтов, при недостаточно эффективной работе местной вытяжной вентиляции.

Хронометражные наблюдения показали, что продолжительность выхода паро-газовоздушной смеси из ТПА различна и зависит от режима изготовления изделий и способа извлечения готовой продукции при раскрытии литьевой формы в конце цикла изготовления. Длительность работы ТПА в автоматическом режиме – во время паузы между размыканием и смыканием пресс-формы, составляет от 40 до

100 секунд. В течение рабочей смены суммарное время непосредственного поступления в воздух рабочей зоны химических загрязнителей из ТПА складывается из 3-5 секунд каждые 20-30 секунд, каждые 5-9 секунд, каждые 2 минуты, каждые 3-4 минуты.

В соответствии с ГОСТ 16338-85 на ПЭНД в процессе термической переработки этих полимеров следует контролировать содержание формальдегида, окиси углерода, окиси этилена, полиэтиленовой пыли. Вместе с тем анализ протоколов санитарно-химических лабораторий предприятий и санитарных служб показал, что перечень контролируемых в воздухе рабочей зоны веществ отличается от рекомендуемого. При физико-химическом анализе 160 проб воздушной среды методами колориметрии не обнаружили концентрации вредных веществ из фракции легколетучих (ацетальдегид, формальдегид и оксид этилена) выше ПДКм.р. на рабочих местах литейщиков пластмасс. Использование для расшифровки состава паро-газо-аэрозольной смеси, образующейся при производстве пластмасс методом спектрофотометрии показало присутствие токсических соединений из фракции труднолетучих (высококипящих > 80-100°С) компонентов: насыщенных углеводородов, высших спиртов, сложных эфиров и альдегидов, а также смеси продуктов превращения высококи-пящих компонентов и окисления капролактама (по бутиролактону и амиду). Большинство из перечисленных веществ также определялись в концентрациях, не превышающих их ПДКм.р. (табл. 1).

Таблица 1. Усредненные максимально-разовые концентрации химических веществ на рабочих местах литейщиков, мг/м³

Из-за отсутствия среднесменных ПДК возникли сложности при оценке среднесменных концентраций вредных веществ, определенных в пробах воздуха рабочей зоны. Учитывая, что средне-сменные ПДК, как правило, в 3-5 раз ниже максимально-разовых ПДК, можно ориентировочно считать, что исследованные вещества присутствуют в воздухе рабочей зоны выше среднесменных регламентов.

Интерес представляют сведения о качественном и количественном составе воздуха, удаляемого вентиляционными системами, которые были получены при изучении паспортов предельно-допустимых выбросов (ПДВ) в атмосферу предприятиями. В таблицу 2 включены данные о загрязнителях воздуха в пробах, взятых от стационарных источников выброса из помещений. Представленные результаты замеров воздуха, как текущего санитарного контроля, так и разовые, носят оценочный характер и отражают общий состав воздуха в объеме одного помещения, в котором могут находиться несколько как однородных, так и разнотипных видов оборудования.

Таблица 1. Химический состав удаляемого вентиляционными системами воздуха рабочей зоны (максимальные концентрации, мг/м³)

Значимыми для гигиенического контроля веществами являются не только легколетучие компоненты (фракции) органической смеси, контролируемые в настоящее время лабораториями предприятий и службами Роспотребнадзора, но и труднолетучие (высококипящие) компоненты (фракции), присутствующие в воздухе рабочей зоны при литье пластмассовых изделий. Наибольшие концентрации химических веществ в воздухе рабочей зоны выявлены на рабочих местах литейщиков пластмасс, где наблюдалось наибольшее их разнообразие, т.е. одновременное присутствие высокомолекулярных и низкомолекулярных веществ. Примененный нами метод газовой хроматографии показал наличие бутиролактона в воздухе рабочей зоны в концентрациях, превышающих максимально-разовые, предельнодопустимые в несколько раз. Он обладающего условно-канцерогенными свойствами для человека и животных и, вероятно, мутагенными эффектами. Необходимо учитывать, что бутиролактон не входит в состав рекомендуемых для контроля качества воздуха веществ ни в гигиенических регламентах, ни в специальной литературе [6]. За рамками контроля остается воздействие на организм работающих целого комплекса химических веществ, в том числе с отдаленными эффектами воздействия, а существующие официальные методики не отражают уровни загрязнения воздуха рабочей зоны при термической переработке полиэтилена. Ориентируясь на существующие максимально-разовые регламенты, и предполагая превышения среднесменных пределов, условия труда по химическому фактору на рабочих местах термопереработчиков полиэтиленов – литейщиков пластмасс оценены как 3 класс 2 степени тяжести.

Выводы:

• 1.    Воздушная среда производственных помещений при изготовлении полимерных изделий методами литья из ПЭНД загрязнена комплексом вредных веществ – продуктами термоокислительной деструкции ПЭ, в основном в концентрациях, не превышающих максимально разовые ПДК.

• 2.    Смесь летучих веществ, выделяющихся при термической переработке ПЭ содержит несколько десятков компонентов, некоторые из которых отнесены к различным группам мутагенов и канцерогенов (формальдегид, оксид углерода, бутиролактон, оксид этилена).

• 3.    Анализ качественного состава токсикантов показал, что при литье полимерных изделий в воздухе присутствуют как легкие фракции, так и тяжелые, высокотоксичные органические фракции с длинной углеродной цепочкой, которые, как правило, не обнаруживаются на рабочем месте и это, возможно, связано с различиями технологических условий изготовления шприцов одноразового пользования, когда основная доля химических веществ остается внутри «колотроника» и литьевых машин.