Нерешённые проблемы защиты шахтеров от пыли. С. И. Чеберячко, Д. И. Радчук (№4, 2016)

С.И. Чеберячко,

Д.И. Радчук,

Кафедра аэрологии и охраны труда, Национальный горный университет

(г. Днепропетровск)

E-mail: alexandr.chir@yandex.ru

 

Реферат

В статье проанализированы требования законодательства к выбору средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД), и сделано их сопоставление с современным уровнем мировой науки, показаны имеющиеся недостатки. На основе оригинальных исследований авторов статьи, и доступных зарубежных исследований, сделана оценка допустимой области применения используемых шахтёрами полумасок. Даны рекомендации по профилактике профессиональных заболеваний пылевой этиологии.

Ключевые слова: средства индивидуальной защиты органов дыхания, фильтр, коэффициент защиты, ожидаемый коэффициент защиты, пылевая нагрузка

 

Protecting miners against dust - unsolved problems

 

S.I. Cheberyachko,

D.I. Radchuk

Department of Aerology and Labour Protection, National Mining University

(Dnepropetrovsk)

 

Abstract

The authors analyzed the law requirements to the employer, which regulate the selection and organization of the respirators’ usage.  They compared the existing requirements to the current state of science, and showed their shortcomings. The results of the authors’ original researches, and the results of Western studies, allowed them to estimate the area of potentially safe use of miners half-mask respirators. This article contains recommendations for the prevention of occupational diseases caused by the inhalation of dust.

Keywords: respiratory protective devices, filter, protection factor, assigned protection factor, dust load

 

Введение

Подземная добыча полезных ископаемых связана не только с риском для жизни, но и с воздействием вредных производственных факторов – пыли, шума, вибрации и др. В существующих социально-экономических условиях работодатели не всегда уделяют достаточно внимания  созданию безопасных условий труда. Так, по данным Госгорпромнадзора (Украина) порядка 70% шахтёров работают во вредных условиях, запылённость при работе проходческих комбайнов может превышать 1 г/м³, а в среднем составляет более 300-400 мг/м³ [1]. Это схоже с данными Роспотребнадзора об условиях труда в РФ при добыче полезных ископаемых – более половины рабочих мест не соответствуют санитарно-гигиеническим требованиям [2]. Продолжительное вдыхание пыли при концентрации, превышающей допустимую, создаёт повышенный риск развития профессиональных заболеваний – пневмокониозов (силикоз, антракоз) [3], которые неизлечимы и необратимы. Из-за недостаточного внедрения автоматизации производства, эффективной вентиляции и дистанционного управления, основным средством защиты шахтёров становятся респираторы. Но несмотря на их использование, диагноз «пневмокониоз» и «пылевой бронхит» - не редкость [4].

Выбор и применение респираторов работодателем регулируется законодательством. Уже в 2006г на Украине был принят государственный стандарт, разработанный на основе стандарте Европейского Союза (EN 529) [5]; действует нормативный акт по охране труда [6]. В РФ также принят стандарт [7], разработанный на основе EN 529 (но он не обязателен для выполнения работодателем); закон 426-ФЗ «О специальной оценке условий труда» обязывает работодателя определить, в том числе, загрязнённость воздуха, и сделать оценку эффективности средств индивидуальной защиты. Но выполнение требований действующего законодательства, и использование сертифицированных СИЗОД, по каким-то причинам не позволяет обеспечить надёжную профилактику профессиональных заболеваний.

Оценка эффективности СИЗОД в США и Великобритании

Для оценки эффективности СИЗОД в развитых странах были проведены десятки производственных исследований, во время которых одновременно измерялась концентрация вредных веществ под полумаской и в зоне дыхания. Полученные результаты показали, что даже при полном соответствии маски лицу и её своевременном использовании, главной причиной ухудшения защитных свойств респираторов становятся подсосы неотфильтрованного воздуха через зазоры между маской и лицом [8]. На их образование и размер влияет много различных факторов: недостатки системы крепления оголовья, подвижность выполняемой работы и др. Поэтому эффективность респиратора становится непостоянной, случайной и непредсказуемой величиной, которая может уменьшаться до очень низких значений. По данным опубликованных исследований видно, что коэффициент защиты КЗ (отношение средних концентраций загрязнений – наружной к подмасочной) у одного рабочего до и после обеда может отличаться, например, более чем в 12 000 раз [9].

Если развитие заболевания определяется общим количеством вредных веществ, попавших в организм за весь стаж работы (пылевой нагрузкой), для оценки эффективности СИЗОД нужно использовать результаты статистического анализа отдельных кратковременных замеров, так как случаи низкой эффективности сильно влияют на среднее значение. Пример: Пусть респиратор использовался 5 дней, и 4 дня его КЗ был 50, а один день КЗ=2. При концентрации пыли в рабочей зоне 100 мг/м3, средняя за 5 дней концентрация во вдыхаемом воздухе составит [ 4×(100/50) + 1×(100/2) ] / 5 ≈ 11 мг/м3. При пересмотре требований к американским работодателям, определяющим порядок выбора и организации применения СИЗОД [10], такой анализ показал, что респираторы могут обеспечить надёжное сохранение здоровья у всех рабочих во всех случаях применения лишь тогда, когда концентрация вредных веществ не превышает предельно-допустимую (ПДК), и что желательно более строго ограничить применение полумасок – не до 10 ПДК, а до 5 ПДК [11]. Британские специалисты на основе аналогичного анализа, и накопленного ими опыта применения СИЗОД, сделали несколько иной вывод: так как носка респираторов без принудительной подачи воздуха под лицевую часть в течение всей смены на практике недостижима, работодатель должен организовать работу так, чтобы респиратор требовался лишь часть смены. А если рабочий будет находиться в загрязнённой атмосфере лишь часть смены, ограничение применения полумасок может быть менее строгим: до 20 ПДК [12].

Измерения защитных свойств шахтёрских полумасок

                 Силами кафедры аэрологии и охраны труда Национального Горного Университета (Днепропетровск) было проведено несколько исследований эффективности респираторов, используемых шахтёрами (статья в процессе публикации). В целом, при проведении кратковременных замеров, и непрерывной носке, коэффициент защиты в среднем был около 10. Длительные замеры были технически неосуществимы из-за отсутствия на Украине (как и в РФ) пробоотборных насосов, сертифицированных для применения во взрывоопасной атмосфере, и длительность одного непрерывного замера не превышала 30 минут. Полученные результаты соответствуют результатам аналогичных замеров, проводившихся в развитых странах, и в СССР [тюриков], и значительно отличаются от рекомендаций, приводившейся в литературе ранее – на основании преимущественно лабораторных измерений [14].

Математическое моделирование

                 Результаты наших замеров эффективности полумасок были использованы для оценки возможной запылённости воздуха, вдыхаемого шахтёрами (с учётом известных данных о запылённости в шахтах, таблица 2 [1]).

Таблица 2. Значения средних концентраций в воздухе горных выработок [1]

Шахта	Средняя концентрация, мг/м3	Стандартное геометрич. отклонение
Красноармейск уголь	317	5
Доброполье уголь	305	3
Павлоград уголь	286	4
Селидов уголь	212	4
Укрзапад уголь	164	2

 

Для оценки частот разных концентраций пыли во вдыхаемом воздухе (с учётом разнообразия запылённости воздуха в шахтах, и разнообразия измеренных КЗ респираторов) использовалась компьютерная программа Cristall Ball (используется вместе с электронными таблицами MS Excal). Программа позволяет получить распределение вероятности функции, зависящей от нескольких аргументов, которые сами являются случайными величинами (при известных параметрах их распределения). 

Моделирование проводилось для широко распространённой шахтёрской полумаски РПА; использовались полученные нами параметрах коэффициентов защиты (среднее значение и стандартное отклонение при измерениях на рабочих местах шахтёров); и сведений о концентрации пыли. Считали, что при непрерывном использовании концентрация пыли под маской равна отношению наружной концентрации пыли к коэффициенту защиты респиратора. На рис. 1 показан результат вычислений - возможное значение концентрации пыли во вдыхаемом воздухе (при непрерывном использовании респиратора), и вероятность того, что запылённость вдыхаемого воздуха не превысит это значение.

 

 

 

Результаты моделирования показывают, что даже при непрерывном использовании респиратора, и имеющихся сейчас концентрациях пыли, вероятность того, что запылённость вдыхаемого воздуха не превысит 10 мг/м2 составляет 25%, а для концентрации 4 мг/м3 вероятность близка к нулю. Так как предельно-допустимые концентрации нетоксичной пыли варьируются от 4 до 10 мг/м3 (в зависимости от содержания кварца); и так как непрерывная носка респиратора в течение 6 часов на практике совершенно недостижима, можно сделать вывод:

- применение респираторов шахтёрами не может обеспечить профилактику неизлечимых и необратимых профессиональных заболеваний – пневмокониозов (силикоз, антракоз и др.).

- применение респираторов может снизить риск развития этих заболеваний в некоторой (неизвестной) степени, и поэтому их нужно продолжать применять - как дополнение к использованию эффективных средств коллективной защиты (вентиляция, дистанционное управление и др.).

 

            Важно отметить и то, что уже в 1970-х в Великобритании средняя концентрация угольной пыли в шахтах составляла ~89 мг/м3 (не только респирабельная фракция, а вся пыль [15]), а в США с февраля 2016г концентрация респирабельной пыли на наиболее запылённых рабочих местах на угольных шахтах будет контролироваться персональным пылемером PDM в реальном масштабе времени [16] (при ПДК 1,5 мг/м3, что примерно соответствует - для всех фракций пыли – 7,5-30 мг/м3). Следовательно, имеются большие и не полностью используемые резервы для улучшения самих условий труда, которые следует использовать для снижения профессиональной заболеваемости.

 

Заключение

Вопреки установившемуся мнению, применение полумасок не может обеспечить защиту шахтёров даже при непрерывном использовании, которое на практике недостижимо. Для снижение профессиональной заболеваемости необходимо сосредоточить усилия на:

- уменьшении запылённости воздуха в зоне дыхания (более совершенные технологии, автоматизация, дистанционное управление, вентиляция);

- разработке приборов и методов, позволяющих точнее контролировать запылённость воздуха в зоне дыхания;

- повышении качества и охвата шахтёров медицинскими осмотрами для выявления профессиональных заболеваний на начальных этапах, и повышении качества профилактических медицинских мероприятий (фотарии и др.).

Следует прекратить выпуск устаревших моделей респираторов, разработанных полвека назад (с лицевой частью ПР-7; «Лепесток» и др.), и проводить инструментальную проверку соответствия маски лицу при её индивидуальном подборе ([10], приложение А).

 

Литература:

1. Медведев Э.Н. Пылевая обстановка и заболеваемость пневмокониозом на шахтах Украины / Э.Н. Медведев, О.И. Кашуба, Б.М. Кривохижа, С.А. Крутенко // Макеевка–Донбасс:МакНИИ, 2005. – 205 с

2. Государственный доклад "О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2014 году". М. Роспотребнадзор. 2015. - 206 с

3. Гигиена труда (учебник), под ред. Н.Ф. Измерова, В.Ф. Кириллова, 2 изд. М. ГЭОТАР-Медиа 2016 - 477 с. ISBN 978-5-9704-3691-2.

4. Басанець А. профессиональная заболеваемость на Украине [Професійна захворюваність в Україні.] /А. Басенець, І. Луб’янова, Д. Тимошина // Охрана труда [Охорона праці]. – 2008. – № 10. – С. 39 – 42.

5. ДСТУ EN 529:2006 Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Рекомендации относительно выбора, использования, ухода и обслуживания [Засоби індивідуального захисту органів дихання. Рекомендації щодо вибору, використання, догляду i обслуговування].

6. НПАОП 0.00-1.04-07. Правила выбора и применения средств индивидуальной защиты органов дыхания.

7. ГОСТ 12.4.299-2015 (EN 529) Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Рекомендации по выбору, применению и техническому обслуживанию. М. 2016. – 23 с. 

8. Кириллов В.Ф. и др. Обзор результатов производственных испытаний средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД). Токсикологический вестник, № 6 (129) 2014, с. 44-49.

9. W. R. Myers and Z. Zhuang. Field Performance Measurements of Half-Facepiece Respirators: Steel Mill Operations. American Industrial Hygiene Association Journal (1998), Vol. 59(11) pp. 789-795.

10. 29 Code of Federal Regulations part 1910.134 “Respiratory Protection” www.osha.gov

11. Federal Register vol. 68, No 109. Friday, June 6, 2003 pp. 34036-34119

https://www.federalregister.gov/documents/2003/06/06/03-13749/assigned-protection-factors

12. British Standard BS 4275-1997. Guide to implementing an effective respiratory protective device programme. London: British Standards House, 1997.

13. Гаврищук В.И, Тюриков Б.М. Защита органов дыхания при работе с минеральными удобрениями // Пути ускорения нормализации условий труда работников сельского хозяйства агропромышленного комплекса. Ред. Русанов Н.П. и др. Сб. науч. тр. / Орёл, ВНИИ охраны труда Госагропрома СССР, 1988.

14. Кириллов В.Ф. и др. О средствах индивидуальной защиты органов дыхания работающих  (обзор литературы). Медицина труда и промышленная экология. М. 2013, № 4, с. 25-31.

15. R. M. Howie, W. H. Walton. Practical Aspects of the Use of Respirators in the British Coal Mines / In: B. Ballantyne & P. Schwabe. Respiratory Protection, London, New York: Chapman & Hall, 1981, pp. 287-298.

16. Jon C. Volkwein et al. Laboratory and Field Performance of a Continuously Measuring Personal Respirable Dust Monitor DHHS (NIOSH) Publication No. 2006–145. Pittsburgh (PA), 2006.