Аэрозоли (от греческого «aer» воздух и латинского «sol[ution]» (золь) раствор) – это дисперсная система, состоящая из газовой дисперсионной среды, в которой распределена дисперсионная фаза – твердые или жидкие частицы.
Аэрозоли широко распространены в различных сферах производства (порошковая металлургия, угольная промышленность, технология лакокрасочного производства и т.д.). Аэрозоли образуются при разных способах получения, переработки и применения различных материалов в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве, на транспорте и т.д.
По способу образования аэрозоли делятся на:
- аэрозоли дезинтеграции (при взрывах, горении, ударах, размоле, трении, дроблении, сверлении, шлифовке и многих других процессах измельчения твердого веществ, а так же диспергирование жидкостей при разбрызгивании, пульверизации и т.д.)
- аэрозоли конденсации/охлаждения (образование дыма/пара вследствие охлаждения и образования пересыщенного пара, частицы которого хорошо конденсируются на «ядрах конденсации» (мельчайших твердых или жидких частицах, газовых ионах), а также в результате химических реакций между двумя или несколькими веществами (если образуется новое вещество с меньшей упругостью пара))
Кроме того, конденсационный аэрозоль может образовываться в результате газовых реакций, ведущих к образованию нелетучих продуктов, например:
- при сгорании топлива образуются дымовые газы, конденсация которых приводит к появлению топочного дыма;
- при сгорании фосфора на воздухе образуется белый дым (Р2О5);
- при взаимодействии газообразных NH3 и НС1 образуется дым МН4С1;
- окисление металлов на воздухе, происходящее в различных металлургических и химических процессах, сопровождается образованием дымов, состоящих из частиц оксидов металлов;
- смог, возникающий в атмосфере в результате фотохимических реакций между газообразными примесями под действием интенсивного солнечного освещения;
- горение, химические и фотохимические реакции в газовой фазе, в частности, при получении оксидов кремния и титана термическим гидролизом их хлоридов в пламени;
- испарения тел, в т. ч. в результате воздействия плазмы и лазерного излучения, с последующей конденсацией паров.
В зависимости от дисперсности аэрозоля (размера частиц) разделяют следующие виды аэрозолей
- пыль (размер частиц дисперсной фазы более 10 мкм)
1. микроскопические (от 0,25 до 10 мкм)
2. ультрамикроскопические (менее 0,25 мкм)
- облака, туманы (10 – 0,1 мкм)
- дымы (0,1 – 0,001 мкм)
Аэрозоли классифицируют также по морфологическими признаками частиц: плотность, форма, структура, химический состав.
Воздействие аэрозолей на организм:
- раздражающее
- токсическое
- аллергенное
- канцерогенное
- фотосенсибилизирующее
- фиброгенное (пыль=АПФД)
По происхождению выделяют:
- органическую пыль (растительного и животного происхождения);
- неорганическую пыль (минеральную и металлическую);
- искусственную пыль(пластмассовую).
Органическая пыль может быть
· естественной, животного или растительного происхождения (древесная, хлопковая, льняная, джутовая, костяная, шерстяная и др.),
· искусственной — пыль пластмасс, резины, смол, красителей и других синтетических продуктов.
Неорганическая пыль может быть
· минеральной (кварцевая, силикатная, асбестовая, цементная, наждачная, фарфоровая и др.)
· металлической (цинковая, железная, медная, свинцовая, марганцевая).
К смешанным видам пылей относятся пыли, образующиеся в металлургической промышленности, во многих химических и других производствах.
Физико-химические свойства пыли:
а) дисперсность – степень измельчения вещества, что определяет длительность пребывания пыли в воздухе, проникновение в дыхательные пути, сорбционную способность и др.
б) электрозаряженность – наличие на частицах дисперсной фазы электрических зарядов. Больший повреждающий эффект при вдыхании частиц с отрицательным зарядом (развитие фиброза).
в) химический состав пыли обуславливает фиброгенное, раздражающее, токсическое, аллергенное, канцерогенное, фотосенсибилизирующее действие на организм.
г) пыль – носитель микробов, яиц гельминтов;
д) большая удельная поверхность аэрозолей обуславливает высокую физико-химическую активность и способность некоторых пылей к самовоспламенению;
е) аэрозоли способны адсорбировать на себе газы, радиоактивные вещества с последующей резорбцией, что приводит к дополнительному загрязнению атмосферы;
ж) пыль способна рассеивать, преломлять, отражать свет, ухудшая условия освещения помещений;
з) термоферез – способность взвешенных частиц перемешаться от нагретых тел в сторону более холодных (осаждение пыли за отопительными приборами);
и) способность к задержке в дыхательных путях: более крупные (10-12 мкметров) – в верхних дыхательных путях (ВДП), 1-5 мкм- в нижних дыхательных путях (НДП), 1-2 мкм- фиброгенное действие.
Патогенез действия фиброгенной пыли на дыхательную систему:
1. Механическая теория – в результате раздражения и травматизации пылью слизистой ДП (дыхательных путей) – активизация фибробластов – фиброз легочной ткани;
2. Физическая теория – фиброз объясняется пьезоэлектрическими и полупроводниковыми свойствами кварцсодержащей пыли;
3. Токсико–химическая теория - в результате растворения кварца в альвеолярной жидкости – образуются коллоиды кремниевой кислоты – непосредственное токсическое действие на легочную ткань – фиброз;
4. Биологическая теория (теория фагоцитоза) – макрофаги, осуществляющие фагоцитоз пыли, гибнут – освобождается фиброгенный фактор – активизация образования коллагена (фиброз);
5. Иммунологическая теория – белок адсорбируется на кристаллах кварца – раздражение РЭС (ретикулоэндотелиальной системы) – активизация пролиферации плазмоцитов – синтез АТ (антител).
Контроль за концентрацией аэрозолей в воздухе рабочей зоны проводится в соответствии с "ГОСТ 12.1.005-88. Межгосударственный стандарт. Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны" (утв. и введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 29.09.1988 N 3388) (ред. от 20.06.2000).
- Контроль содержания вредных веществ в воздухе проводится на наиболее характерных рабочих местах. При наличии идентичного оборудования или выполнении одинаковых операций контроль проводится выборочно на отдельных рабочих местах, расположенных в центре и по периферии помещения.
- Содержание вредного вещества в данной конкретной точке характеризуется следующим суммарным временем отбора: для токсических веществ - 15 мин., для веществ преимущественно фиброгенного действия - 30 мин. За указанный период времени может быть отобрана одна или несколько последовательных проб через равные промежутки времени. Результаты, полученные при однократном отборе или при усреднении последовательно отобранных проб, сравнивают с величинами ПДКмр.рз.
- В течение смены и (или) на отдельных этапах технологического процесса в одной точке должно быть последовательно отобрано не менее трех проб. Для аэрозолей преимущественно фиброгенного действия допускается отбор одной пробы.
- При возможном поступлении в воздух рабочей зоны вредных веществ с остронаправленным механизмом действия должен быть обеспечен непрерывный контроль с сигнализацией о превышении ПДК.
- Периодичность контроля (за исключением веществ, указанных в предыдущем пункте) устанавливается в зависимости от класса опасности вредного вещества: для I класса - не реже 1 раза в 10 дней, II класса - не реже 1 раза в месяц, III и IV классов - не реже 1 раза в квартал.
В зависимости от конкретных условий производства периодичность контроля может быть изменена по согласованию с органами государственного санитарного надзора. При установленном соответствии содержания вредных веществ III, IV классов опасности уровню ПДК допускается проводить контроль не реже 1 раза в год.
