Повреждение здоровья сварщиков - Статья может использоваться для научных и учебных целей icon

Повреждение здоровья сварщиков - Статья может использоваться для научных и учебных целей






НазваниеПовреждение здоровья сварщиков - Статья может использоваться для научных и учебных целей
страница1/4
Дата конвертации10.12.2013
Размер0.94 Mb.
ТипСтатья
  1   2   3   4
Critical Reviews in Toxicology

Том 33 № 1 стр. 61–103 2003г





Влияние сварки на здоровье


Health Effects of Welding


James M. Antonini


Использование статьи в коммерческих целях является нарушением.

Статья может использоваться для научных и учебных целей


The article will be used for your personal research, teaching and private study purposes within your institution, and will not be used for commercial purposes.


Подробнее: http://informahealthcare.com/page/TermsAndConditions


This site is owned and operated by Informa plc ("Informa")

whose registered office is Mortimer House, 37-41 Mortimer Street, London, W1T 3JH.

Registered in England and Wales. Number 3099067. UK VAT Group: GB 365 4626 3


Copyright © 2012 Informa Plc. All rights reserved

Critical Reviews in Toxicology (2003) Том 33(1), стр. 61-103, http://informahealthcare.com/toc/txc/33/1


Влияние сварки на здоровье


Health Effects of Welding


Джеймс Антонини (James M. Antonini)


Health Effects Laboratory Division, National Institute for Occupational Safety and Health, 1095 Willowdale Road

(M/S 2015), Morgantown, WV 26505. ph. (304) 285-6244; fax (304) 285-5938. jga6@cdc.gov


Реферат:

При проведении эпидемиологических исследований полученные результаты трудно сравнивать из-за различий участников-рабочих, отличий промышленных предприятий, способов сварки, длительности воздействия и отличии других производственных воздействий, которым подвергаются рабочие помимо сварочного дыма. Некоторые исследования проводились в тщательно контролируемых производственных условиях, другие – прямо во время работы, а третьи – в лаборатории. Эпидемиологические исследования показали, что у многих сварщиков есть различные заболевания органов дыхания. У рабочих, основной специальностью которых является сварка, обнаружились: бронхит, раздражение органов дыхания, изменения в работе лёгких и, возможно, увеличение заболеваемости раком лёгких. Инфекционные заболевания у сварщиков протекают в более тяжёлой форме, длятся дольше и случаются чаще. Хотя эпидемиологические исследования показали, что после воздействия дыма увеличивается количество заболеваний органов дыхания, но информации о причинах, дозе-реакции и возможном механизме воздействия на здоровье сварочного дыма – немного. А информации о неврологических и репродуктивных эффектах, и о влиянии сварочного дыма на кожу - ещё меньше. Кроме того, исследования влияния вдыхаемого сварочного дыма на развитие рака у животных (и его токсического действия – кратковременного и долговременного) – не полные, или отсутствуют. Поэтому для оценки риска, возникающего при вдыхании сварочного дыма, и разработки способов снижения его воздействия важно понимать, какое вредное влияние на здоровье может оказать вдыхание сварочного дыма. Это затрагивает большое число рабочих.


Этот перевод выполнен без консультации

со специалистами - медиками, и

в нём могут быть неточности и ошибки


Описанные здесь случаи слабой взаимосвязи между вдыханием сварочного дыма и разными заболеваниями -

при увеличении воздействия могут значительно усилиться


Содержание

1. Введение 62

1.А. Физико-химические свойства сварочных дымов . . . . . 62

1.В. Сварочный процесс и его использование 63

1.С. Воздействие на людей . . . . . . . . . 66

1.D. Вредные компоненты 66

1.D.1. Дым . . . . . . . . . . 67

1.D.1.a Хром 67

1.D.1.b Никель . . . . . . . . 68

1.D.1.с Железо 68

1.D.1.d Марганец . . . . . . . . 68

1.D.1.е Кремний 68

1.D.1.f Фториды . . . . . . . . 69

1.D.1.g Цинк 69

1.D.1.h Алюминий . . . . . . . . 69

1.D.1.i Медь 69

1.D.1.j Кадмий . . . . . . . . 69

1.D.2. Газы 69

1.D.2.а Озон . . . . . . . . 70

1.D.2.b Оксиды азота 70

1.D.2.с Углекислый газ и угарный газ . . . . . 70


2. Исследования людей 71

2.А. Респираторные эффекты . . . . . . . . 71

2.А.1. Лёгочные функции 71

2.А.2. Астма . . . . . . . . . . 73

2.А.3. Литейная лихорадка (Metal Fume Fever) 74

2.А.4. Бронхиты . . . . . . . . . 75

2.А.5. Пневмокониозы и фиброзы 76

2.А.6. Респираторные инфекции и иммунитет . . . . . 77

2.А.7. Рак лёгких 78


2.В. Не-респираторные эффекты . . . . . . . . 82

2.В.1. Дерматологические эффекты и влияние повышенной чувствительности 82

2.В.2. Влияние на центральную нервную систему . . . . 82

2.В.3. Репродуктивные эффекты 84


3. Исследования на животных 85

3.А. Исследования цитотоксичности . . . . . . . 85

3.В. Исследования мутагенности и генотоксичности 86

3.С. Исследования воспаления лёгких, повреждения лёгких и фиброза . . 86

3.D. Осаждение в лёгких, растворение и выведение из организма 88

3.E. Канцерогенность в отношении лёгких . . . . . . 89

3.F. Дыхательные функции 91

3.G. Иммунотоксичность . . . . . . . . . 91

3.H. Дерматологические эффекты и влияние повышенной чувствительности 91

3.I. Влияние на центральную нервную систему . . . . . . 93

3.J. Репродуктивные эффекты 93


4. Выводы 94

4.А. Производственное воздействие . . . . . . . 94

4.В. Эпидемиология . 94

4.С. Токсикологические исследования . . . . . . . 94


Ссылки 96


Стр. 62 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1. Введение 

1.А. Физико-химические свойства сварочных дымов 

При соединении металлических деталей с помощью ручной электродуговой сварки металл расплавляется при его нагревании током, текущим от одного проводника к другому (Howden et al., 1988). Нагревание до температуры более 4000ºС приводит к расплавлению металла двух соединяемых деталей, и расплавлению подаваемого металла (расходуемой электродной проволоки, непрерывно подаваемой к месту сварки). Большая часть материала, образующего сварочный дым, берётся от подаваемого расходуемого электрода, который в процессе сварки частично испаряется. Небольшая часть материала, образующего сварочный дым, берётся из разбрызгиваемых частиц, и из расплавленного (при сварке) металла (Palmer and Eaton, 2001). Электродное покрытие, защитные газы, флюс, основной металл, краска или покрытие – также вносят свой вклад в образование сварочного аэрозоля. Исходное “сырьё”, из которого образуется дым, может изменяться: термохимически (в зоне сварки) и фотохимически (под воздействием ультрафиолетового излучения, возникающего при сварке). В воздухе испарившийся металл окисляется, образуя оксиды, которые конденсируются и образуют дым. Большая часть частиц дыма – респирабельного размера. Состав и скорость образования дыма зависят от: силы тока, защитных газов, способа сварки и мастерства сварщика. А концентрация дыма рядом со сварщиком зависит от объёма помещения и эффективности системы дымоудаления (Beckett, 1996a).

Поскольку глубина проникания в органы дыхания частиц сварочного аэрозоля и вероятность их улавливания зависят от их размера, то для определения потенциального риска от вдыхания дыма важно знать распределение по размерам частиц дыма. Изучение сварочных дымов показало, что частицы с аэродинамическим диаметром <0.5 мкм (Jarnuszkiewicz et al., 1966; Akselsson et al., 1976; Villaume et al., 1979) с большой вероятностью осаждаются в альвеолах лёгких и в бронхиолах - а в этой части органов дыхания быстрая очистка с помощью мукоцилиарной системы не происходит.


Стр. 63 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Сварочный дым состоит из множества очень маленьких частиц (0.01-0.1 мкм), которые соединяются друг с другом в воздухе, образуя длинные цепочки из первичных частиц (Clapp and Owen, 1977). Такое объединение усиливается за счёт турбулентного движения воздуха из-за тепловыделения в месте сварки. Это увеличивает подвижность частиц и вероятность их столкновения. Zimmer and Biswas (2001) показали, что выбор (вида) сварки сильно влияет на размер частиц, их распределение по размерам, морфологию и химические свойства дыма. Они также показали, что распределение частиц дыма по размерам – мультимодально, и оно динамично изменяется с течением времени.

Химические свойства сварочного дыма могут быть очень сложными. Разные чистые металл, используемые при сварке, при одинаковой температуре, испаряются с разной скоростью, зависящей от давления их паров (Howden et al., 1988). Большинство сварочных материалов являются сплавами металлов, которые могут содержать железо, марганец, кремний, хром, никель и др. В дыме, образующемся при сварке электродами из нержавеющей стали, содержится около 20% хрома и 10% никеля. А при сварке малоуглеродистой стали около 80% дыма образуется из железа, есть немного марганца, а хрома и никеля нет. Скорость испарения этих электродов также зависит от их концентрации в сплаве.

При обычной дуговой сварке может образовываться большое количество таких токсичных газов, как озон, угарный газ, окислы азота. При дуговой сварке в защитном газе (gas metal arc welding GMAW) для уменьшения окисления и других процессов, которые происходят при сварке, обычно используют защитные газы. Это повышает качество сварного шва (Howden et al., 1988). Образующийся при сварке расплавленный металл защищается от атмосферного кислорода и азота путём продувания (смеси) инертных газов (обычно гелия, аргона или углекислого газа) прямо по сварному шву. Эти инертные газы могут заметно усилить УФ-излучение, что усиливает фотохимическое образование токсичных газов, отрицательно воздействующих на органы дыхания – например окислов азота и озона. При использовании углекислого газа для защиты может произойти его превращение в более стабильный монооксид углерода.

При использовании дуговой сварки порошковой проволокой (Flux-cored Arc Welding FCAW) или ручной дуговой сварки покрытыми электродами, вместо защитного газа на проволоку наносят специальное покрытие, которое образует защитный газ при сгорании. Расплавленный флюс может очистить металл сварного шва от вредных примесей путём образования шлака (Sferlazza and Beckett, 1991). При этом из-за (сгорания) покрытия электрода происходит вредное воздействия на органы дыхания. В составе большинства покрытий есть силикаты и фториды. Также есть отличия в растворимости между разными (соединениями) металлов, которые входят в состав сварочных дымов разных типов. При использовании ручной дуговой сварки покрытыми электродами получается очень водорастворимый сварочный дым, а при использовании дуговой сварки в защитном газе – менее растворимый (Antonini et al., 1999). Водорастворимость сварочного дыма сильно влияет на реакцию организма при его вдыхании (White et al., 1982; Antonini et al., 1999).


1.В. Сварочный процесс и его использование 

Сварка – это эффективный производственный способ высококачественного соединения металлических деталей. В принципе, все металлы и сплавы могут расплавляться – одни легче, а другие при использовании особых средств. Американское сварочное общество (American Welding Society) выявило 80 видов сварки металлов и сплавов, которые сейчас используются (Villaume et al., 1979). Некоторые из них используются чаще (ручная дуговая сварка покрытыми электродами MMAW – Фиг. 1, Дуговая сварка в защитном газе GMAW – Фиг. 2, Дуговая сварка порошковой проволокой FCAW – Фиг. 3, Дуговая сварка с вольфрамовым неплавящимся электродом GTAW – Фиг. 4), а другие реже, например – дуговая сварка под флюсом, сварка плазмой, ацетиленокислородная сварка (oxygas welding). У каждого из этих способов есть свои достоинства и свои недостатки, и каждый из них может создавать свой вид опасности для здоровья. Сварочные процессы – неоднородны. Они используются при работе в разных условиях – вне помещений, в помещениях, в открытых и закрытых пространствах, над землёй при строительстве, и при выполнении сварки используют разные технологии.


Стр. 64 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Фиг. 1. Ручная дуговая сварка покрытыми электродами. Для нагрева металла используется электрическая дуга, горящая между покрытым электродом и свариваемым металлом. Защитная среда образуется из испаряющегося и сгорающего покрытия электрода. Подача металла в шов производится с (этого же) электрода. Эта технология позволяет сваривать все сплавы железа во всех положениях.


Проволока электрода

Покрытие электрода

Электрическая дуга

Капли расплавленного металла

Затвердевший металл (ранее расплавленный)

Шлак

Расплавленный

свариваемый металл

Защитный газ из

покрытия электрода


Фиг. 2. Дуговая сварка в защитном газе. Иногда называют сваркой металла с использованием инертных газов. Для расплавления металла используется электрическая дуга, горящая между непрерывно подаваемым металлическим расходуемым электродом, и свариваемым металлом. Защитная среда получается при подаче извне специальной смеси газов. Эта технология позволяет проводить наиболее высококачественную сварку всех металлов и сплавов. После такой сварки требуется небольшая доводка полученного шва. Процесс скоростной и экономичный, шлак не образуется.


Электрод

Сопло

Защитный газ из

покрытия электрода

Расплавленный

свариваемый металл

Затвердевший металл

(ранее расплавленный)

Расплавленный

свариваемый металл


Стр. 65 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Фиг. 3. Дуговая сварка порошковой проволокой. Для нагрева используется электрическая дуга, горящая между непрерывно подаваемым металлическим расходуемым электродом и свариваемым металлом. Защитная среда образуется при сгорании флюса, который содержится в электроде. Для дополнительной защиты можно использовать (или не использовать) подачу газа из внешнего источника. Эта технология позволяет получать гладкие и ровные сварные швы высокого качества.


Дополнительное сопло

Электрод с флюсом –

порошковая проволока

Затвердевший металл

(ранее расплавленный)

Дополнительный газ

Расплавленный шлак

Затвердевший шлак


Фиг. 4 Дуговая сварка в инертном газе вольфрамовым (не плавящимся) электродом. Для нагрева металла используется электрическая дуга, горящая между вольфрамовым не расходуемым электродом, и свариваемым металлом. Для получения защитной среды подаётся смесь инертных газов из внешнего источника. Эта технология позволяет получить отличное качество при сварке всех металлов и сплавов. Брызги и шлак не образуются.


Сварочная горелка

Защитный газ

Расплавленный

свариваемый металл

Затвердевший металл

(ранее расплавленный)


Электрическая дуга

Вольфрамовый электрод

Присадочная

проволока

Стр. 66 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------


1.С. Воздействие на людей 

Обзор занятости показал, что у 185 тыс. человек основная работа связана со сваркой и (термической) резкой металлов в 1981-1983г (NIOSH, 1988). По некоторым оценкам, во всём мире насчитывается 800 тыс. человек, у которых основная специальность – сварщик. Ещё больше людей – считается, что до 1 млн. – выполняют сварочные работы непостоянно, как часть своей работы (Villaume et al., 1979). Проводившееся позднее исследование показало, что в 1999г в США 410 человек работали сварщиками, резчиками, пайщиками и выполняли наплавку (Bureau of Labor Statistics, 1999). В настоящее время ПДКрз составляет 5 мг/м3 для всего дыма в зоне дыхания сварщика - или других людей, находящихся в месте проведения любой сварочной работы.

При горении сварочной дуги скорость образования дыма зависит от вида сварки, силы тока и химического состава проволоки и её покрытия. У расходуемого электрода (Villaume et al., 1979) увеличение силы тока увеличивает дымообразование. Интенсивность образования дыма имеет большое значение, так как при сварке в закрытых, ограниченных, плохо вентилируемых помещениях происходит быстрое загрязнение воздуха до большой концентрации. Например, Sferlazza and Becket (1991) вычислили, что при скорости дымообразования 1 г/мин (это часто бывает) в помещении 3 м3 через минуту концентрация сварочного дыма превысит ПДКрз 5 мг/м3 (для 8-часовой смены). Поэтому при выполнении обычной сварочной работы есть риск вдыхания сварочного дыма при высокой концентрации. При плохой вентиляции, или при выполнении сварочной работы в ограниченном пространстве, вероятность развития заболевания органов дыхания становится ещё выше. Roesler and Woitowiltz (1996) описали случай развития фиброза у сварщика, что было связано с накоплением в лёгких железа. Сотрудник проработал 27 лет в ограниченном пространстве без нормальной вентиляции и без респиратора.

Хотя полезно описать концентрацию частиц в воздухе во время сварки, но для определения воздействия сварочного дыма на здоровье полезно определить реальную дозу, воздействующую на лёгкие при вдыхании. Интересно отметить, что измерения показали, что концентрация аэрозоля снаружи сварочного щитка и под ним (при одновременном измерении) заметно отличается. Alpaugh et al. (1968) пришёл к выводу, что концентрация частиц чрезмерная, и что вредное воздействие – не стабильное, а под щитком концентрация ниже и стабильнее. Кроме того, концентрация озона и окислов азота под маской изменяется меньше, чем снаружи маски. Goller and Paik (1985) показали, что концентрация дыма в зоне дыхания под сварочным щитком ниже на 36-71% по сравнению с концентрацией снаружи щитка.

При вскрытии проводилось исследование того, какая доза сварочного дыма воздействовала на лёгкие. Но эти исследования проводились спустя годы, и они не давали никакой информации о тех частицах, которые были удалены из лёгких (при самоочистке). Так как в сварочном дыме есть много магнитного металла, то для измерения его содержания в лёгких можно использовать не инвазивную магнитометрию. С её помощью Kalliomaki et al. (1983a) изучал сварщиков-судостроителей. Он получил, что у сварщиков, работающих полную смену, “чистая“ скорость осаждения частиц в лёгких составляет 70 мг железа в год, а за 10 лет у сварщика накапливается в лёгких 1г частиц железа – это результат одновременного накопления и выведения (самоочистки). У сварщиков, уходящих на пенсию, происходит удаление 10-20% частиц, накопленных за год.


1.D. Вредные компоненты 

Воздействие сварочного дыма уникально. Нет ни одного другого материала, который по структуре и по составу можно было бы сравнить со сварочным дымом. В исследовании, в котором изучалось вредное воздействие на металлических и не-металлических шахтах, Tierney (1977) обнаружил, что сварка является наиболее опасным занятием. Это происходит по нескольким причинам: 1) Есть много факторов, которые могут ухудшить здоровье сварщика – тепловое воздействие, ожоги, шум, дым, вредные газы и даже неудобная поза, которую приходится принимать во время работы.


Стр. 67 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------


2) Сильное непостоянство химического состава сварочного дыма, который зависит от места работы, используемого способа сварки и условий работы. 3) Вредные вещества могут попадать в тело разными путями (Zakhari and Anderson, 1981).


Таблица 1. Вредные воздействия при сварке

Дым

Газы

Излучение

Другие факторы

Алюминий

Углекислый газ

Ультрафиолетовое

Тепло

Железо

Угарный газ

Видимое излучение

Шум

Кадмий

Оксид азота

ИК-излучение

Вибрации

Кремний

Диоксид азота







Магний

Озон







Марганец










Медь










Молибден










Никель










Свинец










Титан










Фториды










Хром










Цинк











Вредное воздействие при сварке состоит их физического и химического воздействия, и излучения (таблица 1). Часто встречающимися вредными веществами являются металлические частицы и вредные газы. К физическим вредностям относят электрическую энергию, тепло, шум и вибрацию. При сварке есть несколько не-респираторных вредных воздействий, большая часть которых связана с электричеством и с теплом. Воздействие УФ-излучения сварочной дуги на глаза сварщика часто приводит к острому фото керато-конъюнктивиту, или “arc eye” (Sferlazza and Beckett, 1991). Но самыми вредными воздействиями при сварке являются вредные аэрозоли и газы.

1.D.1. Дым 

В данном случае дымом называют твёрдые металлические частицы, находящиеся в воздухе, которые образуются при конденсации паров металла. При контакте паров металла с воздухом металл окисляется, поэтому большая часть дыма состоит из оксидов тех металлов, из которых был сделан израсходовавшийся электрод/проволока, и которые подаются в место сварки. Некоторые из этих металлов опаснее других, и они рассмотрены ниже.


1.D.1.a Хром

Сварка нержавеющих и высоколегированных сталей приводит к образованию дыма, содержащего хром. “Нижнее” значение ПДК для хрома – 0.5 мг/м3. При сварке нержавеющей стали хром может образовывать разные оксиды (в частицах дыма) (Villaume et al., 1979; Sreekanthan, 1997). В сварочном дыме есть много и трёхвалентного, и шестивалентного хрома. Анализы сварочного дыма показали, что концентрация шестивалентного хрома зависит от типа используемого защитного газа (Sreekanthan, 1997).


Стр. 68 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Считается, что трёхвалентный хром менее токсичен, так как он не входит в клетки, а шестивалентный хром считается очень токсичным, и способствующим образованию рака у людей (Cohen et al., 1993). Исследования показали, что сварочный дым, содержащий шестивалентный хром, обладает мутагенным действием (Stern, 1977; Maxild et al., 1978; Costa et al., 1993a, 1993b). Эпидемиологические исследования показали, что у сварщиков нержавеющей стали может быть повышенный риск смерти от рака лёгких (Becker et al., 1985; Sjogren et al., 1994).


1.D.1.b Никель

Никель присутствует в сварочном дыме, образующемся при сварке нержавеющей стали и никеля. Считается, что никель – канцерогенное вещество (NIOSH, 1977). Эпидемиологические исследования показали, что есть взаимосвязь между воздействием на рабочих никель-перерабатывающих заводов смеси растворимых и нерастворимых соединений никеля, и увеличением (частоты) случаев рака носа и лёгких. Разные соединения никеля в разной степени способствуют появлению рака (Lauwerys, 1989). Исследования показали, что при сварке нержавеющей стали, содержащей никель, воздействие дыма может быть мутагенным (Hedenstedt et al., 1977; Costa, 1991). Эпидемиологические исследования наводят на мысль, что сварка нержавеющей стали может увеличить риск развития рака лёгких из-за повышенного содержания никеля (Gerin et al., 1984; Langard, 1994). Но это увеличение риска не было связано с каким-то определённым компонентом дыма и сварочного процесса (IARC, 1987).


1.D.1.с Железо

В большинстве сварочных процессов главным компонентом сварочного дыма является оксид железа. Считается, что оксид железа – нетоксичная (раздражающая) пыль, которая при вдыхании с небольшой вероятностью может вызвать хронические заболевания лёгких. Но наблюдалось накопление частиц в альвеолярных макрофагах и в интерстиции легких. В результате при длительном воздействии сварочного дыма у сварщиков возникает пневмокониоз, называемый (в данном случае) сидерозом (Doig and McLaughlin, 1936; Enzer and Sander, 1938). На снимках грудной клетки наблюдаются небольшие диффузионные круглые непрозрачности, обычно с небольшим помутнением (непрозрачностью), и без больших повреждений и прогрессивного фиброза (Sferlazza and Beckett, 1991). Значительного изменения лёгочных функций не происходит, и при развитии сидероза состав газов в крови и в конце, и вовремя выполнения упражнения остаётся нормальным (Howden et al., 1988).


1.D.1.d Марганец

В большинстве сварочных дымов присутствует марганец, и было показано, что он и цитотоксичен, и нейротоксичен (Agency for Toxic Substance and Disease Registry, 1992). Оксид марганца используется как компонент покрытия электродов при сварке с защитными газами, при дуговой сварке порошковой проволокой и как составная часть сплава электродной проволоки (Villaume et al., 1979). При сварке некоторых сталей с большим содержанием марганца может образоваться большое количество дыма оксида марганца (Moreton, 1977). Хорошо известно, что хроническое отравление марганцем проявляется как заболевание центральной нервной системы – болезнь Паркинсона (Cooper, 1984). Было сделано предположение, что воздействие сварочного дыма может вызвать заболевание, схожее с болезнью Паркинсона (Chandra et al., 1981; Sjogren et al., 1996), или же начальные признаки этого заболевания (Racette et al., 2001). Но исследований клинических случаев, которые бы определённо показывали, что марганец из сварочного дыма влияет на центральную нервную систему – нет. Нужны дополнительные исследования на людях и на животных, чтобы выявить возможную нейротоксичность марганца, содержащегося в сварочном дыме.


1.D.1.е Кремний

В сварочном дыме основным источником кремния является покрытие электрода. Кремний входит в состав покрытия металлических (расходуемых) электродов и в смеси, из которой изготовлен электрод для дуговой сварки порошковой проволокой. Покрытие содержит большое количество кремния – в кварце, ферросилиции, каолине, полевом шпате, слюде, тальке и жидком стекле – от 5 до 30% (Pantucek, 1971). Тот кремний, который находится в сварочном дыме, относительно слабо цитотоксичен, так как он находится там в аморфной форме, а не в сильно цитотоксичной кристаллической форме, которая вызывает силикоз (Villaume et al., 1979).


Стр. 69 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------


1.D.1.f Фториды

Основным источником, из которого фториды попадают в сварочный дым, является покрытие металлических электродов, или флюс и шлак у (порошкового электрода), содержащие большое количество фторида кальция (плавикового шпата). Вдыхание газов, содержащих фтор, вызывает заболевание лёгких (Stavert et al., 1991). При воздействии аэрозолей, содержащих фториды, возникает риск профзаболевания лёгких (O’Donnell, 1995). Ранее было показано, что дым от ручной дуговой сварки покрытыми электродами вызывает (у крыс) более сильное повреждение лёгких и воспаление, чем дым от дуговой сварки в защитном газе (Coate, 1985; Antonini et al., 1997). Кроме того, было показано, что вдыхание фторидов подавляет антибактериальные функции у мышей, что может увеличить чувствительность/восприимчивость к инфекции (Yamamoto et al., 2001).


1.D.1.g Цинк

Сварщики подвергаются воздействию цинка чаще всего тогда, когда сваривают детали с гальваническим покрытием. Когда металл нагревается так сильно, что цинк испаряется, и образуется много дыма оксида, возникает “литейная лихорадка”. Это – наиболее часто описываемое респираторное заболевание у сварщиков (Sferlazza and Beckett, 1991). Оно начинается через 6-8 часов после вдыхания дыма, и характеризуется симптомами, похожими на симптомы гриппа, потением, металлическим привкусом во рту, сильной жаждой, и кашлем без отхаркивания. Острая стадия заболевания – “самоограничена”, и она проходит через 24-48 часов.


1.D.1.h Алюминий

Алюминий широко используется как добавка во многих сплавах, используемых в сварочных электродах. Также алюминий содержится в краске и в покрытиях, наносимых на свариваемые материалы электрически (electro-plated), или распылением, или методом горячего покрытия (hot dip coatings) (Howden et al., 1988). Обычно при дуговой сварке в защитном газе алюминиевых сплавов используют алюминиево-магниевую проволоку, дающую сравнительно много дыма, так как магний легко испаряется. Кроме того, сварка алюминия приводит к образованию большого количества “пневмотоксичного” газа – озона.


1.D.1.i Медь

При сварке меди и её сплавов возможно сильное воздействие меди. Другим источником воздействия меди могут стать электроды для дуговой сварки в защитном газе, покрытые медью. Присутствие меди в сварочном дыме – одна из причин “литейной лихорадки” (Sferlazza and Beckett, 1991).

1.D.1.j Кадмий

Иногда при изготовлении флюса у электродов для дуговой сварки порошковой проволокой туда добавляют кадмий. Сообщали, что присутствие кадмия в сварочном дыме вызывает острое химическое ингаляционное заболевание лёгких (Anthony et al., 1978). Основными клиническими проявлениями двустороннего лёгочного проникания являются воспаление, кровотечение и/или отёк, и ограниченные изменения. Острое состояние может пройти полностью, а может и сохраниться, ухудшая работу лёгких (Townsend, 1968). Интересно, что дым кадмия – одно из немногих воздействий, возникающих при сварке, для которого описан смертельный случай (Patwardhan and Finch, 1976). Присутствие в сварочном дыме кадмия также способствует появлению литейной лихорадки (Ohshiro et al., 1988).


1.D.2. Газы 

При обычной дуговой сварке образуется несколько вредных газов – озон, окислы азота, монооксид углерода и углекислый газ. Для очистки металла перед сваркой часто используют обезжиривающие химикаты, например – хлористые углеводороды (Howden et al., 1988). Часто используют трихлорэтилен, и у него большое давление паров.


Стр. 70 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Рядом со сварочной дугой пары окисляются, и этот процесс усиливается за счёт УФ-излучения. В результате образуется фосген – газ, раздражающий лёгкие. У газов, образующихся при сварке – в зависимости от вида сварки - есть несколько источников: 1) Защитные газы, 2) Продукты разложения покрытия электрода и самой проволоки электрода, 3) Продукты реакции составляющих атмосферного воздуха в сварочной дуге, 4) Продукты реакции составляющих атмосферного воздуха при воздействии УФ-излучения, 5) Продукты разложения обезжиривателей и органических компонент покрытия свариваемого металла (Villaume et al., 1979).


1.D.2.а Озон

Озон О3 – аллотропная форма кислорода. Он образуется из атмосферного кислорода во время сварки в процессе фотохимической реакции из-за УФ-излучения сварочной дуги. Реакция происходит в два этапа при воздействии излучения с длиной волны <210 нм (Edwards, 1975):

1. О2 + УФ (<210 нм) → 2 О

2. О + О2 → О3

Скорость образования озона зависит от интенсивности излучения и от длины волны излучения, создаваемого дугой. В свою очередь это зависит от свариваемого материала, используемого электрода, защитного газа, вида сварки и её параметров – напряжения, тока, длины дуги (Pattee et al., 1973). Озон оказывает сильное раздражающее действие на органы дыхания – вдыхание озона при концентрации > 0.3 ppm (частей на миллион по объёму) в течение нескольких часов может вызвать сильный дискомфорт, а при вдыхании озона при концентрации до 10 ppm в течение нескольких часов может возникнуть отёк лёгких (Palmer, 1989).. В воздухе озон не стабилен, и его разложение ускоряется дымом оксидов металлов. Поэтому при ручной дуговой сварке и дуговой сварке порошковой проволокой – когда образуется много дыма – обычно не ожидается присутствие большого количества озона (Maizlish et al., 1988). Но Steel (1968) измерял концентрацию озона от 0.1 до 0.6 ppm на 40 судоверфях, использовавших три вида сварки. В нынешнем стандарте OSHA (Управление по охране труда в Минтруда США) (допускается) концентрация озона до 0.1 ppm. В других исследованиях Nemacova (1984, 1985) обнаружила, что концентрация озона при резке и сварке различными способами заметно ниже ПДК (TLV) в США.


1.D.2.b Оксиды азота

При сварке за счёт прямого окисления атмосферного азота при высокой температуре, создаваемой сварочной дугой, образуются окислы азота (Villaume et al., 1979). При этом первой реакцией является образование NO из кислорода и азота:

N2 + O2 → 2 NO (1)

При температуре ниже 1200ºС скорость образования NO низкая, но она возрастает с увеличением температуры. После разбавления воздухом NO реагирует с кислородом, образуя диоксид азота:

2 NO + O2 → 2 NO2 (2)

Окислы азота раздражают глаза, а при вдыхании – слизистые оболочки. При воздействии очень большой концентрации может возникнуть сильное лёгочное раздражение и отёк (Ichinose et al., 1997). При длительном воздействии может ухудшиться работа лёгких – их эластичность и жизненная ёмкость и максимальный объём вдоха. Сообщали, что при дуговой сварке порошковой проволокой концентрация окислов азота может достигать 7 ppm (Howden et al., 1988). Но под сварочным щитком концентрация ниже 2 ppm. Это показывает, что сварочный щиток, защищающий глаза, обеспечивает некоторую защиту органов дыхания.


1.D.2.с Углекислый газ и угарный газ

Эти газы образуются при разложении органических соединений, входящих в покрытие электрода, из компонент порошковой проволоки и из неорганических карбонатов в покрытии электрода. Угарный газ часто образуется при сварке стали, когда в покрытии электрода есть карбонат кальция (CaCO3, известь), или при дуговой сварке в защитном газе, когда как защитный газ используется углекислый газ, или смесь углекислого газа с аргоном (Howden et al., 1988).


Стр. 71 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------


При большой температуре в сварочной дуге и у поверхности расплавленного металла углекислый газ превращается в химически более стабильный угарный газ.

Токсичность угарного газа связана с тем, что он образует карбоксигемоглобин, и за счёт этого уменьшает способность крови переносить кислород к разным тканям. Если уровень карбоксигемоглобина достигает 50%, может произойти потеря сознания (Smith, 1991). В 1968 Steel показал, что на судоверфях уровень CO при измерениях вдали от сварочной дуги достаточно низкий. А при сварке с использованием защитного углекислого газа концентрация рядом с дугой была гораздо выше. Другие (исследователи) показали, что и при плохой, и при хорошей вентиляции концентрация СО может быть очень высокой (Hummitzsch, 1960; Erman et al., 1968). Tsuchihana et al. (1988) показали, что при сварке внутри (помещений) концентрация СО около “дымки” в 8 раз выше, чем при сварке вне (помещения). Они также показали, что у сварщиков, работающих внутри (помещения) уровень карбоксигемоглобина превышает 15%. При достижении уровня 20% повышается карбоксигемоглобина до 20% повышается проницаемость стенок сосудов для макромолекул, и это может быть важным для развития атеросклероза (Hanig and Herman, 1991), но он остаётся ниже 30% - уровня, при котором происходит изменение электрокардиограммы, появляется головная боль, тошнота или головокружение (Smith, 1991).

  1   2   3   4

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:

Похожие:

Повреждение здоровья сварщиков - Статья может использоваться для научных и учебных целей iconДиаграмма классов
32.9kb.   Квантор видимости – может использоваться для атрибутов и операций, и принимает одно из трех значений, которые отображаются в виде...
Повреждение здоровья сварщиков - Статья может использоваться для научных и учебных целей iconУчебника для студентов высших учебных заведений
5116.4kb.   Настал торжественный миг. Наша цель, как я полагаю, известна всем нам. Но ува­жаемому мистеру Бэггинсу, а может быть, и кому-нибудь...
Повреждение здоровья сварщиков - Статья может использоваться для научных и учебных целей iconВлияние пыли на здоровье школьников - «Влияние пыли на здоровье школьников»
164.1kb.   Специалисты уже давно установили, что среди различных факторов внешней среды, влияющих на здоровье населения, особую роль играет...
Повреждение здоровья сварщиков - Статья может использоваться для научных и учебных целей iconВ.Амутных "ТУТ , У НАС НА ЗЕМЛЕ" - Во всеоружии научных методов, расписка в том
136.1kb.   Статья В.Амутных, освященная творчеству Игоря-Северянина в свете событий на Украине
Повреждение здоровья сварщиков - Статья может использоваться для научных и учебных целей iconПовреждение грудной клетки и органов грудной полости
234.1kb.   пособие для студентов
Повреждение здоровья сварщиков - Статья может использоваться для научных и учебных целей iconКоллективная монография под ред. чл.-корр. ПАНИ, проф. Барсукова В.С. и др. «Медицинские, социальные и философские аспекты здоровья человека в современном обществе: опыт междисциплинарных исследований». - Кафедра общей патологии и физиологии
1280.1kb.   Данная монография посвящена вопросам здоровья молодого и взрослого поколений, как основному направлению вектора изучения вопросов...
Повреждение здоровья сварщиков - Статья может использоваться для научных и учебных целей iconЗадачами учебной практики являются
318.9kb.   Отчет представляет собой документ, характеризующий способ достижения определенных и финансовых целей предприятия и увязывающий ее...
Повреждение здоровья сварщиков - Статья может использоваться для научных и учебных целей iconОбеспечение устойчивого социо-эколого-экономического развития региона - Балкарского научного центра ран з. Б. Хуранова обеспечение устойчивого социо-эколого-экономического развития региона нальчик 2011
2256.3kb.   Монография может быть полезна для руководителей, экономистов, представителей органов государственной власти и местного самоуправления,...
Повреждение здоровья сварщиков - Статья может использоваться для научных и учебных целей iconУчебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по экономическим специальностям и направлениям. Экономика предприятия учебник
7959.7kb.   Рекомендовано Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших...
Повреждение здоровья сварщиков - Статья может использоваться для научных и учебных целей iconО средствах индивидуальной защиты органов дыхания работающих - Нии медицины труда, журнал ''Медицина труда и промышленная экология'', №4 2013г
162.3kb.   Статья из журнала "Медицина труда и промышленная экология" №4 2013, которая объясняет причины повреждения здоровья рабочих при использовании...
Разместите кнопку на своём сайте:
Рефераты


База данных защищена авторским правом ©CoolReferat 2000-2012
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
Основная база рефератов
Рефераты