Пылевой фактор и патология органов дыхания работников горнодобывающих предприятий

А.Г. Чеботарёв, гл. научный сотрудник, докт. мед. наук, ФГБУ «НИИ медицины труда» Российской Академии медицинских наук (Москва)

На предприятиях горнодобывающей промышленности в силу специфических особенностей технологии подземной и открытой добычи полезных ископаемых на работников одномоментно действует многообразие неблагоприятных факторов производственной среды (пыль, шум, вибрация, неблагоприятный микроклимат и др.), степень выраженности которых во многом зависит от конкретных климато-географических и горно-геологических условий на предприятиях, располагающихся на огромной территории России. На шахтах и карьерах, использующих самоходное дизельное оборудование, рудничная атмосфера загрязняется помимо пыли компонентами отработанных газов. Поэтому весьма важно дать гигиеническую оценку пылевого фактора, как основного при добыче полезных ископаемых, и характеристику профессиональной патологии органов дыхания у работников горнодобывающих предприятий.

Из технологических процессов добычи полезных ископаемых наиболее пылеобразующими являются работы по дроблению и измельчению горного массива (бурение, комбайновая, струговая выемка угля и др.). При скреперовании, погрузке, транспортировке процессы пылеобразования менее интенсивны, они вторичны, поскольку выделение пыли в воздух рабочих мест происходит из взорванной горной массы. Использование при этих технологических процессах воды – как средства борьбы с пылью, оптимальные её расходы в зависимости от производительности оборудования, приводят к существенному снижению концентраций пыли на рабочих местах. В тоже время на угольных шахтах при работе комбайнов, стругов, бурении скважин содержание пыли в воздухе колеблется в весьма широких пределах и значительно превышают значения установленных ПДК для угольной, породной пыли. Горнорабочие, занятые в очистных забоях (ГРОЗ), как правило, подвергаются действию угольной пыли с содержанием свободного диоксида кремния до 5%. При проходке же выработок (бурение, погрузка породы) на рабочих действует пыль вмещающих горных пород с более высоким содержанием кварца.

При выполнении подземных работ в рудных шахтах характеристики пыли несколько иные, поскольку буровые работы ведутся в горных породах, вмещающих полезные ископаемые, что и определяет высокое содержание свободного диоксида кремния. На золотодобывающих рудниках, где разрабатываются золотоносные кварцевые жилы, содержание SiO2 может составлять 50–60% и выше, а на полиметаллических рудниках – 20–45%. При выполнении горнопроходческих работ (бурение и погрузка взорванной горной массы) содержание пыли в воздухе рабочих мест проходчика колеблется от 1,2 до 15,6 мг/м3 и зависит от использования воды и эффективного местного проветривания забоев. В тоже время при забуривании, начальном бурении шпуров, скважин концентрации пыли могут возрастать до 20–40 мг/м3. При очистных, погрузочно-разгрузочных работах содержание пыли (2,3–13,7 мг/м3) определяется эффективностью использования орошения горной массы и проветривания рабочих зон.

На рудниках Крайнего Севера, где буровые работы ведутся в зонах многолетнемёрзлых горных пород и не возможно использование воды (бурение в «сухую»), концентрации пыли достигают сотен мг в 1 м3 воздуха.

На высокомеханизированных рудниках, где используется самоходная техника с дизельным приводом, характер загрязнения атмосферы подземных выработок рудничным аэрозолем несколько иной. В воздухе рабочих мест присутствуют минеральные частицы, образующиеся при разрушении горного массива, и частицы сажи, как продукт выхлопа дизельных двигателей. При этом содержание последних колеблется от 6,3 до 13% от массы всех витающих частиц в воздухе. Рудничная атмосфера также загрязняется газообразными компонентами выхлопа (оксиды азота, углерода, акролеин, формальдегид, 3-4-бенз(а)пирен и др.) концентрации которых в 3–7 раз превышают значения ПДК на эти вещества.

На основании ретроспективных материалов по характеристике условий труда на горнорудных предприятиях можно заключить, что с учётом сочетанного действия производственных факторов условия труда при подземных работах наиболее неблагоприятные у проходчиков, бурильщиков и их труд относится к классу 3.3–3.4. Уровень профессионального риска у рабочих этих профессий колеблется от высокого до очень высокого. На основных рабочих местах горнорабочих вредность и опасность пылевого фактора соответствует классу 3.2–3.3, а на шахтах Крайнего Севера – 3.3–3.4 [1]. Следовательно, имеются все условия для развития у них лёгочных заболеваний пылевой этиологии.

Профессиональные заболевания, обусловленные воздействием пылевого фактора, на горнодобывающих предприятиях были известны давно. В русской литературе указания на заболевания лёгких от вдыхания пыли у рудокопов имеются в произведениях М.В. Ломоносова «Первые основания металлургии или рудных дел» (1763 г.). У углекопов, рабочих каменоломен после нескольких лет работы появлялись тяжёлая одышка, мучительный кашель с отделением мокроты, нарастала слабость и все эти явления, как правило, приводили к смертельному исходу. Клиническая картина пылевых заболеваний лёгких очень напоминала лёгочную чахотку и появились в литературе названия: «чахотка каменотёсов», «чахотка углекопов, рудорей».

Общий интерес к пылевым болезням лёгких начинает возрастать с конца ХIХ века в связи с развитием промышленности и, в частности, горнорудного дела. Большую роль в развитии учения о пылевых заболеваниях лёгких сыграли систематические работы, выполненные во многих странах мира в течении ХХ столетия. Было установлено, что пневмокониозы представляют собой заболевания лёгких, в основе которых лежит развитие фиброза лёгочной ткани вследствие внедрения пылевых частиц. Термин «пневмокониоз» является собирательным в отношении лёгочных фиброзов, развивающихся вследствие вдыхания различных видов пыли.

До недавнего прошлого было принято считать, что фиброз лёгких может развиться только в результате воздействия пыли, содержащей свободный диоксид кремния (SiO2). Однако, в настоящее время доказано, что пневмокониоз может развиваться и под влиянием пыли, содержащей двуокись кремния не в свободном, а и в связанном с другими элементами состоянии (асбест, тальк, олевин, нефелин и другие силикаты), а также под влиянием пыли, совершенно не содержащей двуокиси кремния, например, чистой угольной пыли, пыли некоторых металлов, окиси железа. Учитывая способность этих пылей вызывать профессиональные заболевания «пылевой этиологии» – пневмокониозы и пылевые бронхиты – за ними закрепилось название «аэрозоли преимущественно фиброгенного типа действия (АПФД)».

Любая пыль неорганической природы и некоторые виды органической пыли при большой запылённости среды и продолжительном вдыхании их могут привести к заболеваниям органов дыхания. Однако имеются значительные отличия заболеваний в зависимости от вида вдыхаемой пыли. Несомненным остаётся факт, что из всех пылей, обладающих фиброгенным действием, наиболее опасной является пыль диоксида кремния, процентное содержание которого в той или иной смешанной пыли является одним из важнейших факторов, определяющих степень агрессивности пыли по отношению к организму (к высоко, умеренно фиброгенным пылям относятся пыли с содержанием свободного диоксида кремния более 10% и к слабофиброгенным – менее 10%).

Способность пыли вызывать развитие фиброза лёгочной ткани в значительной степени определяется физико-химическими свойствами вдыхаемой пыли. Большое значение, в частности, имеет дисперсность пыли. Частицы диаметром более 10μ быстро выпадают из аэрозоля с нарастающей скоростью и поэтому – менее опасны для организма, так как либо совсем не содержатся в струе вдыхаемого воздуха, либо выпадают из неё прежде, чем воздух достигнет альвеол. Частицы же, осевшие на слизистой оболочке верхних дыхательных путей, удаляются при чиханье, сморкании, кашле; значительная часть пыли, попавшая в бронхи, выделяется из дыхательных путей с помощью мерцательного эпителия. Частицы размером от 10 до 0,1 μ оседают в спокойном воздухе медленно и с постоянной скоростью. Ультрамикроскопические частицы аналогично поведению газовых молекул находятся в непрерывном броуновском движении и практически вообще не оседают. Доказано, что наиболее опасна для организма мелкодисперсная пыль с диаметром пылевых частиц от 2 до 5 μ. Такие пылевые частицы дольше находятся во взвешенном состоянии во вдыхаемом воздухе и проникают в более глубокие отделы дыхательных путей. Следовательно, от степени дисперсности в значительной мере зависит характер вызываемых пылью изменений в лёгких.

Агрессивность пыли определяется не только её дисперсностью, но и общей концентрации пыли на рабочих местах. Для нормирования и контроля содержания в воздухе рабочей зоны пыли в России используются гравиметрические показатели – по массе вещества, содержащегося в 1 м3 воздуха. Многочисленными работами отечественных гигиенистов в области биологического действия пыли, разработки нормативов промышленных аэрозолей признана не только большей информативности масса пыли как необходимого показателя нормирования по сравнению с числом частиц, но и её биологической значимости. Поэтому контроль за соблюдением ПДК осуществляется именно по всей массе пыли, а не по числу частиц и не по какой-либо условной доле массы содержащегося в воздухе вещества, как в случае распространённого за рубежом контроля по так называемой респирабельной фракции. Это важно учитывать и знать при попытках сравнения отечественных данных пылевого контроля с зарубежными.

Так как для развития профессиональной патологии требуется длительный период накопления АПФД в лёгких, нормирование пыли осуществляется по среднесменным концентрациям (ССК), а для осуществления оперативного контроля наиболее распространённых АПФД существуют максимальноразовые концентрации (МРК). В последние десятилетия в санитарно-гигиенические документы введено представление о значимости пылевой нагрузки на органы дыхания, как суммарных экспозиционных доз пыли за весь период профессионального контакта, выраженный в годах [2]. Предложены контрольные уровни пылевой нагрузки, соблюдение которых обеспечивает профилактику заболеваний пылевой этиологии.

В зависимости от преимущественного характера действия промышленного аэрозоля и ответной реакции организма выделено три основные группы пневмокониозов, каждая из которых характеризуется сходством патогенеза, патоморфологическими, функциональными, цитологическими, иммунологическими и клиническими особенностями проявлений всех составляющих группу различных видов [3]. Пневмокониоз от воздействия высоко- и умеренно фиброгенной пыли (силикоз, антракосиликоз, силикосидероз, силикосиликоз и др.) склонен к прогрессированию фиброзного процесса и осложнению туберкулёзной инфекцией. Пневмокониозы, развивающиеся от воздействия слабофиброгенной пыли (асбестоз, талькоз, каолиноз, оливиноз, нефелиноз, карбокониоз/антракоз, графитоз и др., сидероз, баритоз, станиоз, манганокониоз и др.), характеризуются умеренно выраженным пневмофиброзом, доброкачественным и медленно прогрессирующим течением.

Пневмокониозы от действия аэрозолей токсико-аллергического действия (бериллиоз, алюминоз, гиперчувствительные пневмокониозы: от пыли редкоземельных сплавов, металлов-сенсибилизаторов в сочетании (или без) с токсичными газами, дымами и др.; пыли пластмасс, полимерных смол; органической пыли и др.)...

К наиболее распространённым и тяжело протекающим видам пневмокониоза относится силикоз. Заболевание развивается в результате вдыхания пыли с высоким содержанием свободного диоксида кремния. Силикоз наиболее часто встречается у рабочих горнорудной промышленности, у каменотёсов. Клиническая картина силикоза у рабочих различных отраслей промышленности отличается рядом особенностей – относительно короткими сроками развития силикоза у подземных рабочих золотодобывающих рудников.

Существует узелковая и интерстициальная форма развития силикотического процесса в лёгких. Наряду с присущим силикозу многолетним течением описаны случаи быстро развивающегося или, как его называют, «острого силикоза» с коротким периодом пылевой экспозиции – 2–3 года и даже 6 месяцев. У горнорабочих диагностируются случаи так называемого позднего силикоза, развивающегося спустя несколько лет после прекращения контакта с пылью. Предполагают, что развитие позднего силикоза обусловлено наличием «депо» кварцевой пыли в лёгких.

К заболеваниям лёгких пылевой этиологии относятся также профессиональные пылевые бронхиты. Ведущую роль в их развитии имеет воздействие вредных условий труда, степень их повреждающего влияния с учётом состава и концентрации промышленных аэрозолей, исходного состояния организма до начала работы, стажа работы в неблагоприятных условиях. Определяющее влияние на более раннее развитие и неблагоприятное течение заболевания оказывает сочетанное воздействие пыли и других вредных факторов – токсичных газов, паров, перепадов температур, значительных физических нагрузок. У горнорабочих профессиональный пылевой бронхит развивается от воздействия пыли, не оказывающей токсического, раздражающего или аллергизирующего действия, а также профессиональный бронхит от воздействия промышленных аэрозолей, содержащих пыль, токсические и/или аллергизирующие соединения (токсико-пылевой бронхит). Последний вид патологии органов дыхания регистрируется у горнорабочих, обслуживающих самоходные машины с дизельным приводом. Они подвергаются воздействию сложной пылегазовой смеси рудничной пыли и компонентов выхлопа. Важно отметить, что проявления жалоб и развитие бронхолёгочного процесса наступало через 5–8 лет от начала работы в этих условиях. Лёгочная патология у этих горнорабочих имеет хроническое течение, сопровождается формированием бронхо-пневмосклеротических изменений, прогрессированием пневмофиброза [4]. Таким образом, изменения характера условий труда, свойств рудничного аэрозоля в шахтах, использующих самоходную дизельную технику, определяют характер профессиональной и сопутствующей патологии у горнорабочих.

Условия труда и, в первую очередь, выраженность пылевого фактора определяют высокие показатели профессиональной заболеваемости (ПЗ) у работников горнодобывающих предприятий. Так, в 2010 году уровень ПЗ на предприятиях по добыче топливно-энергетических полезных ископаемых (уголь) составлял 29,98 случая на 10 000 работающих (общероссийский показатель ПЗ по предприятиям всех видов экономической деятельности – 1,71) [5]. На предприятиях добычи полезных ископаемых, кроме топливно-энергетических – 21,07, т.е. на горнодобывающих предприятиях уровень ПЗ от 12 до 18 раз превышает общероссийский показатель. При этом при анализе материалов в структуре профессиональной заболеваемости болезни пылевой патологии относятся к ведущим, т.е. занимают 1 или 2 место. В 2010 году заболевания, вызванные воздействием промышленных аэрозолей, на предприятиях добычи полезных ископаемых составили – 45,45% (из них на предприятиях по добыче топливно-энергетических полезных ископаемых – 72,21%). Основными профессиями работников, у которых были зарегистрированы заболевания пылевой этиологии, являлись: проходчик, ГРОЗ, слесари, электрослесари. В структуре заболеваний от воздействия промышленных аэрозолей первое место занимал хронический пылевой бронхит – 24,17%; второе – пневмокониоз (силикоз) – 18,53%. На угольных шахтах высокие концентрации пыли на рабочих местах определяют не только самый высокий уровень заболеваемости пылевыми болезнями лёгких, но её структуру. Формы регистрируемых пневмокониозов зависят не только от степени запылённости воздуха на рабочих местах, но и от характера разрабатываемого угля, в частности от его крепости и зольности, процентного содержания диоксида кремния в угле и породе, а также от стажа работы в шахтах, характера выполнения работ (по углю или породе). Преобладающим видом пневмокониозов у шахтёров является антрокосиликоз.

Он регистрируется у рабочих со стажем подземной работы 20–30 лет. Большой процент в профессиональной патологии шахтёров составляют хронические пылевые бронхиты, в развитии которых, помимо высокой запылённости воздуха, имеют другие факторы (неблагоприятный микроклимат, загрязнение рудничной атмосферы раздражающими газами, частые простудные заболевания и др.).

Среди рабочих рудных шахт пылевые заболевания органов дыхания также являются основными формами профессиональной патологии. Более высокое содержание свободного диоксида кремния в разрабатываемых горных породах определяет более короткий срок до развития пылевых заболеваний 15–25 лет, но имеются случаи и более раннего появления заболеваний.

Высокие уровни профессиональной заболеваемости среди рабочих горнодобывающих предприятий в последнее десятилетие объясняются не только отягощёнными условиями труда, но и снижением работ по внедрению противопылевых средств, поддержанию нормализованных режимов их работы. На многих шахтах резко снизилась обеспеченность работающих средствами индивидуальной защиты органов дыхания, спецодеждой, лечебно-профилактическим питанием. Закрылись многие медсанчасти, профилактории, на базе которых осуществлялись лечебно-профилактические и оздоровительные мероприятия (послесменная реабилитация, диспансеризация и др.).

Для профилактики пылевых заболеваний органов дыхания разработан комплекс технологических, инженерно-технических, лечебно-профилактических и социальных мероприятий (см. блок-схему).

Следует особо подчеркнуть, что профилактика заболеваний будет успешной только при внедрении и перманентном выполнении всего комплекса мер. Игнорирование одного из этих направлений, даже при тщательном выполнении двух других, сведёт на нет предпринятые усилия и не даст должного эффекта, вне зависимости от уровня вложенных средств.

В большом арсенале средств (общих и индивидуальных мер защиты), направленных на профилактику заболеваний пылевой этиологии у рабочих горнодобывающих предприятий, основное место занимают технические и санитарно-гигиенические мероприятия по максимальному снижению запылённости воздуха рабочих зон. Для снижения запылённости воздуха необходимо применение комплекса противопылевых мероприятий на всех этапах добычи полезного ископаемого.

При перфораторном бурении эффективен способ борьбы с пылью, заключающийся в применении промывки шпуров водой, а при бурении скважин – диспергированным водным раствором. Эффективность пылеподавления при бурении с промывкой возрастает при применение смачивателей или смачивающих добавок. Бурение шпуров и скважин с промывкой в сочетании с оптимальным проветриванием надёжно обеспечивает снижение содержания пыли в рудничном воздухе до допустимых концентраций. При низкой отрицательной температуре воздуха и горных пород, недостатке воды рекомендуется применение систем сухого пылеулавливания.

При выполнении погрузочно-разгрузочных и транспортных операций эффективным средством борьбы с пылью также является орошение с увлажнением всех источников пылеобразования с помощью стационарных и переносных оросителей различных конструкций. Устойчивое снижение пыли в действующих забоях достигается сочетанием орошения с оптимальным проветриванием выработок. Для предупреждения интенсивного пылеобразования в карьерах, автодороги следует покрывать бетонными или железобетонными плитами, увлажнять регулярно водой или солевыми растворами, хлористым кальцием, водно-асфальтовой эмульсией, сульфатом магния и другими реагентами. Кабины горных машин и механизмов, а также транспортных средств должны быть надёжно защищены от проникновения пыли и иметь вентиляционные устройства, оборудованные воздухоочистительными установками.

Огромное значение для снижения заболеваемости пневмокониозом, хроническим пылевым бронхитом имеют профилактические медицинские осмотры рабочих горнодобывающих предприятий. Цель профилактических осмотров – выявление начальных признаков пылевого воздействия, возможно раннего прекращения дальнейшего контакта заболевшего с пылью, рационального трудоустройства. При проведении предварительных медицинских осмотров для работы в контакте с пылевым фактором важно не допустить к работе лиц, имеющих противопоказания. Организация медицинских осмотров, сроки их проведения для работников, имеющих контакт с пылью с различными физико-химическими характеристиками, периодичность, набор специалистов, участвующих в медицинском осмотре, объём клинико-лабораторных обследований определяются приказами Министерства здравоохранения и социального развития. 12 апреля 2011 года приказом №302 был утверждён Перечень вредных и (или) опасных производственных факторов и работ, при выполнении которых проводятся предварительные и периодические медицинские осмотры (обследования) и Порядок их проведения. В комплексе лечебно-профилактических мероприятий важными являются диспансерное наблюдение за рабочими разных профессиональных групп с начальными проявлениями патологии, лечение в специализированных клиниках, а также проведение общеукрепляющих процедур в санаториях – профилакториях. Снижению риска развития профазболеваний пылевой этиологии будет способствовать утверждённый в 2011 году ГОСТ Р 5.4578-2011 «Воздух рабочей зоны. Аэрозоли преимущественно фиброгенного действия. Общие принципы гигиенического контроля и оценки воздействия.


 

ЛИТЕРАТУРА:

1. Чеботарёв А.Г. Интегральная оценка условий труда горнорабочих при подземных работах // Бюллетень Научного Совета медикобиологические проблемы работаю щих, 2003, №1, С. 33–36.

2. Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процес са. Критерии и классификация условий труда» (Р 2.2.200605) – 114 с., Бюллетень нормативных и методических документов Госсанэпиднадзора. – М., 2005  ВНЛ. 3(21) сентябрь.

3. Российская энциклопедия по медицине труда // Гл. ред. Н.Ф. Измеров. – М., Медици на, 2005,  656 с.

4. Чеботарёв А.Г. Комплексная оценка загрязнений рудничной атмосферы горноруд ных предприятий при эксплуатации современной самоходной техники и меры по её нормализации // Сб. Профилактика профессиональных заболеваний пылевой этио логии – Вып. 44,  М.,  1991,  С. 114–128.

5. О состоянии профессиональной заболеваемости в Российской Федерации в 2010 году // Информационный сборник статистических и аналитических материалов. – М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2011,  74 с.

Журнал "Горная Промышленность" №3 2012, стр.24