Ocena zagrożeń metalami i ich związkami we frakcjach wdychalnej i respirabilnej oraz krzemionką krystaliczną zawartą we frakcji respirabilnej aerozolu w wybranych procesach wysokotemperaturowych

Celem zadania było rozpoznanie wielkości zagrożeń związanych z obecnością metali i ich związków we frakcjach aerozolu, a także zagrożeń związanych z występowaniem krystalicznej krzemionki: kwarcu i krystobalitu, na stanowiskach pracy w wybranych procesach wysokotemperaturowych.

W 1. etapie zadania przeprowadzono ocenę narażenia na frakcje aerozolu takich metali, jak ołów, arsen miedź i ich związki w procesach wysokotemperaturowych – rafinacji ekstrakcyjnej. Do analizy próbek powietrza stosowano opracowane i zwalidowane metody absorpcyjnej spektrometrii atomowej. Na wszystkich badanych stanowiskach stwierdzono duże narażenie na ołów i jego związki, dla niektórych stanowiskach przekraczające ponad dziesięciokrotnie wartości NDS. Wartości normatywu higienicznego dla arsenu i miedzi oraz ich związków na niektórych stanowiskach były przekroczone dwukrotnie. Stwierdzono ponadto, że badane procesy wysokotemperaturowe są źródłem aerozolu o bardzo dużym udziale frakcji respirabilnej we frakcji wdychalnej, w wielu przypadkach przekraczającym 60%.

Celem 2. etapu zadania była ocena zagrożenia krystaliczną krzemionką występującą we frakcji respirabilnej w procesach wysokotemperaturowych. Badania przeprowadzono w procesach odlewniczych, na stanowiskach pracy: formierzy – ręcznego i maszynowego, piecowego, przerabiacza mas, nakładaczy powłok – ceramicznych i woskowych, rdzeniarza, wytapiacza, kadziowego i zalewacza–wybijacza form.

Krystaliczną krzemionkę: kwarc i krystobalit, we frakcji respirabilnej oznaczano metodą spektrometrii w podczerwieni z transformacja Fouriera (FT-IR), w tabletce z bromku potasu (KBr), według procedury opisanej w kwartalniku naukowym „Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy”. Metodę oznaczania kwarcu i krystobalitu opracowano i zwalidowano we własnych warunkach laboratoryjnych. Uzyskano dobre parametry walidacji; niepewność całkowita metody oznaczania kwarcu wynosiła 12,41%, a krystobalitu 13,41%.

Badania przeprowadzone na stanowiskach pracy w odlewniach wykazały duże narażenie na krystaliczną krzemionkę, które dla większości stanowisk przekraczało wartość proponowaną NDS wynoszącą 0,1 mg/m³.

Największe stężenia krystalicznej krzemionki, frakcji respirabilnej, wynoszące 0,329 mg/m³ i 0,202 mg/m³, oznaczono na stanowiskach przerabiacza mas i formierza maszynowego, co
w odniesieniu do o proponowanej wartości NDS stanowi 3,3 i 2 jej krotności. Na pozostałych stanowiskach: kadziowego, zalewacza–wybijacza form, nakładacza powłok ceramicznych i rdzeniarza maszynowego, oznaczane stężenia krzemionki stanowiły odpowiednio: 1,8; 1,6; 1,5 i 1,3 proponowanej wartości NDS. Stężenia poniżej wartości NDS dla frakcji respirabilnej krzemionki stwierdzono tylko na dwóch stanowiskach: piecowego–zalewacza i nakładacza powłok woskowych.

Oznaczone wysokie stężenia krzemionki krystalicznej – frakcji respirabilnej były wynikiem prowadzonych procesów i czynności, w których powstaje duża ilość aerozolu piasku kwarcowego, szczególnie w procesie przygotowania piasku kwarcowego, procesie wykonania masy formierskiej czy rdzeniowej oraz procesie obróbki form. Prace związane ze szlifowaniem, gradowaniem sprężonym powietrzem, obsługą mieszarek do masy formierskiej, napełnianiem skrzynek masą formierską, wybijaniem form na kratach, czyszczeniem krat i skrzynek form,
a także prace z fluidyzatorem piasku kwarcowego czy obsługą suszarki do piasku są źródłem największego narażenia na respirabilną postać krystalicznej krzemionki. Wielkość zagrożenia krystaliczną krzemionką w procesach odlewniczych zależy od realizowanych procesów, czynności wykonywanych na badanym stanowisku i natężenia prowadzonych prac.

Uzyskane wyniki przyczynią się do podjęcia dodatkowych środków zaradczych w celu poprawy warunków pracy i będą prowadziły do rozwiązań eliminujących zagrożenia metalami i ich związkami oraz krystaliczną krzemionką w środowisku pracy w procesach wysokotemperaturowych.

Efekty pracy stanowią wkład do analizy śladowej powietrza w zakresie metod oznaczania metali i ich związków we frakcjach aerozolu na przemysłowych stanowiskach pracy, służących do oceny narażenia zawodowego.

Wyniki 2. etapu pracy zostaną przedstawione w publikacji do czasopisma o zasięgu
międzynarodowym.

Zadanie badawcze I-42. Widmo IR wzorca alfa kwarcu o zawartości 200 mg alfa kwarcu w tabletce z KBr