Сварочный дым чем вреден

Обновлено: 28.04.2024

Что такое наночастицы сварочного аэрозоля. И почему даже соблюдение ПДК в воздухе не исключает негативного воздействия на нервную систему человека?

Сварочный аэрозоль — не просто пыль, а химические вещества

Профессиональным заболеванием сварщика в России признан «Пневмокониоз при электросварке и газосварке» (Код заболевания по МКБ-10* J68.0), который вызывается воздействием пыли на лёгкие.

ГОСТ Р 54597-2011 относит сварочное производство к потенциальным источникам наноаэрозолей. Но не будем забегать вперёд. Давайте уменьшим масштаб и посмотрим на то, что собой представляет сварочный аэрозоль, и на его состав.

Сварочный аэрозоль — это смешанные с воздушной средой твёрдые и газообразные токсические вещества, выделяющиеся при сварке. Аэрозоль поступает в зону дыхания сварщиков и резчиков.

В состав сварочного аэрозоля входят различные химические вещества, такие как марганец, хром, медь, никель, фтор и др. Хроническая интоксикация сварщика ими крайне негативно влияет на организм.

Марганец, к примеру, — один из наиболее опасных элементов. Отравление им может привести к расстройствам вегетативной (автономной) нервной системы, токсической энцефалопатии (марганцевый паркинсонизм) и деменции (слабоумие).

ПДК сварочного аэрозоля считают по массе отдельных составляющих

Так сложилось, что воздействие сварочных аэрозолей на человека и животных изучалось при воздействии массовой концентрации. То есть предельно допустимая концентрация (ПДК) сварочного аэрозоля в воздухе определяется по массе отдельных химических составляющих (марганцу, хрому, никелю, кремнию, титану и др.) и рассчитывается исходя из химического состава сварочной проволоки и обмазки электродов.

Простыми словами: ПДК будет считаться соблюдённой, если не превышены массы отдельных химических элементов. Но при таком подсчёте размер частиц аэрозоля и их количество в объёме вдыхаемого воздуха не учитываются.

Размер частиц и их количество имеют значение

Исследования последних лет доказывают, что знание одной только массовой концентрации не обеспечивает выявления соответствующих рисков для здоровья, связанных с вдыханием аэрозолей. Важнейшее значение имеет размер частиц токсичных веществ, которые в настоящий момент не принимаются в расчёт и не учитываются в ПДК.

Экспериментально подтверждено, что свыше 50% наночастиц в диапазоне от 10 до 50 нанометров осаждается в альвеолах лёгких.

Есть основание полагать, что воздействие на организм человека, связанное с вдыханием наночастиц, будет больше, чем могла бы показать его оценка на основе массы.

Благодаря своим размерам конденсированные частицы металлов могут приближаться к клеткам дыхательных путей, взаимодействовать и связываться с ними. Наночастицы легче проникают через барьерный слой эпителиальной клетки и входят в кровоток. Попав в кровь, наночастицы могут перемещаться и осаждаться в других органах.

Более того, экспериментально установлено, что при дыхании частицы оксидов титана, кремния, железа и марганца размером до 280 нм через обонятельные луковицы носа поступают в разные отделы головного мозга.

Наноаэрозоли при сварке: как образуются и что собой представляют

Нано аэрозоли при сварке образуются в результате конденсации паров металла с образования первичных групп (от 27 атомов металла), которые сливаются в агломераты и образуют первичные частицы нанометрового размера (5 – 50 нм).

В зоне дыхания рабочего 60–75% сварочного дыма составляют наночастицы размером 225 и менее нанометров.

Размеры наночастиц сварочного аэрозоля сравнимы с размерами патогенных вирусов.

Перед вами два объекта размером до 100 нанометров. Слева вирус клещевого энцефалита[14] , справа: наночастица сварочного аэрозоля.

Состав наночастиц сварочного дыма определяется составом сварочных материалов и температурой кипения составных элементов. Распределение температур кипения: Марганец< Флюорит

При прохождении через инертные газы в составе частиц дыма могут преобладать неокисленные элементы. В остальных случаях это окислы металлов и металлоидов, часто химически структурно связанные друг с другом.

Количество наночастиц в атмосфере цехов еще предстоит определить. Судя по всему, их очень много

Распределение частиц сварочного аэрозоля в нано- и микродиапазоне в основном изучено на рабочих местах сварщиков и на расстоянии не более 2–5 метров от них. Распределение наночастиц в целом по атмосфере цехов не определялось.

Есть основание полагать, что количество этих частиц чрезвычайно велико. И вот почему:

Массовое содержание сварочного аэрозоля в цехах обычно достигает 1-2 мг/м 3 . По некоторым данным около 10% этой массы (0,1 мг) составляют частицы размером менее 200 нм. Простой расчет показывает, что 0,1 миллиграмма железа или марганца (объем массы 0,01мм 3 ) может состоять из 5∙10 13 наночастиц размером 200 нм в одном кубометре воздуха.

Именно частицы сварочного дыма размером 200 и менее наномикрон создают характерный голубоватый оттенок сварочного дыма и воздуха сварочных цехов за счет дифракции волн света.

Сварочный дым

Около сварщика в полусфере радиусом 500мм (сварка в углекислом газе на токах 350 – 500 ампер) концентрация сварочного дыма достигает 200,0 мг/м 3 . Концентрация марганца – 11,5 мг/м 3 .

Представить такое количество дыма в наночастицах как-то не реально. Это уже 1∙10 17 наночастиц размером 200 нм в одном кубометре воздуха.

Вот и получается, что формального соблюдения ПДК недостаточно. На производстве необходимо использовать все доступные методы удаления опасного сварочного дыма. Ведь сотрудник должен быть здоров не для «галочки», а для того, чтобы эффективно работать на протяжении многих лет, совершенствуя свои навыки.

Подведём итог

Вредные для организма вещества, содержащиеся в сварочных аэрозолях, проникают через эпителий и дыхательные пути человека в виде наночастиц. Они способны оказывать разрушающее воздействие на нервную систему человека (расстройства вегетативной нервной системы, деменция и др.). Подробнее про интоксикацию марганцем и болезнь Паркинсона читайте тут.
Сегодня при расчётах ПДК учитывается только массовая концентрация вещества и не учитывается размер частиц сварочного аэрозоля и их количество в объёме вдыхаемого воздуха (расчёты же говорят, что это количество может быть очень велико).
Современные методы исследований выявляют поражение нервной системы марганцем даже при соблюдении ПДК.
Пока токсикологи не определили, какое количество наночастиц сварочного аэрозоля безопасно для здоровья, следует принять как аксиому: Сварочный дым никогда не должен попадать в дыхательные пути человека и распространяться в окружающей среде.

Источники:

Данная запись создана на основе статьи заслуженного эколога Российской Федерации, Юрия Степановича Корюкаева, написанной специально для АО «СовПлим».

Сварочный дым чем вреден

Вреден ли для здоровья сварочный дым?

Сварка – это процесс соединения металлов под нагревом и сжатием деталей под давлением. В процессе сварки образуется комбинация газов и испарений, называемая сварочным дымом, который оказывает токсичное влияние на организм человека. Не так давно Федеральное агентство по охране труда и здоровья США (OSHA) опубликовало информацию, указывающую на связь между вдыханием сварочного дыма и развитием раковых опухолей.

Сварочный дым

Сварочный дым состоит из множества химических веществ, оказывающих вредное воздействие на биоорганизмы. Согласно данным OSHA, среди этих химических веществ значатся свинец, ртуть, окись углерода, асбест, фосген, двуокись азота, двуокись кремния, кадмий, никель, хром, марганец и мышьяк. В зависимости от уровней содержания химикатов различаются и последствия вдыхания сварочного дыма

Химикаты, и их воздействие на тело человека

В связи с тем, что сварочный дым содержит в себе различные химические вещества, то и воздействие их на организм человека усиливается. OSHA опубликовало документ, в котором перечисляет возможные последствия воздействий этих химикатов. К примеру, свинец может нанести вред всем органам человека, вызывая усталость, раздражительность и рвоту. Вдыхание ртути ведет к неврологическим осложнениям, ведущим к потере координации и сенсорным нарушениям. Соляная кислота – производное фосгена и ультрафиолетового излучения во время сварки – может повредить легочную ткань. Даже небольшое воздействие марганца может привести к ухудшению кратковременной памяти и переменам настроения. Двуокись азота раздражает глаза, слизистую носа и горла, а также вызывает скопление жидкости в легких.

Долговременное и кратковременное воздействие

Если длительность воздействия химических веществ не превысила 12 часов, то симптомами воздействия могут быть повышенная температура, одышка и слабость в мышцах. 5-6 часов воздействия хлорированного углеводорода могут вызвать головокружение, стесненное дыхание и раздражение глаз. Постоянное вдыхание сварочного дыма в результате может привести к заболеваниям дыхательных путей, например, пневмонии. Среди затяжных эффектов от воздействия сварочного дыма отмечают сердечные, легочные и кожные заболевания. Кадмий, никель и хром могут ускорить развитие раковых опухолей, и подвергнуть человека риску развития рака легких, гортани и почек.

Меры по снижению риска заболеваний

OSHA разработало стандарты по защите безопасности и здоровья сварщиков, включающие обучение безопасным принципам работы, вентиляция рабочего места, ношение средств индивидуальной защиты, обеспечение пожарной и электробезопасности, проведение сварки в закрытом помещение и установку предупреждающих знаком. Также OSHA установило максимально допустимый предел воздействия химических веществ на человека. Хотя, несмотря на установленный предел, Национальный институт охраны труда США (NIOSH) рекомендует обеспечить как можно меньшее воздействие химикатов на работников.

Медицинское наблюдение

NIOSH рекомендует работодателям ежегодно отправлять сварщиков на медосмотр. Если есть подозрение на пневмонию, скорее всего, придется сделать рентген легких и начать лечение антибиотиками. Если есть подозрение на туберкулез, врачи возьмут мокроту на анализ и отправят работника на кожный тест на туберкулез. Т.к. сварка – это опасная для здоровья деятельность, помните, что при появлении необычных симптомов, например, потери веса, постоянного кашля, проблем со зрением и слухом, раздражения кожи или ухудшения координации движений, вы должны сразу же поставить в известность ваше руководство и, при необходимости, обратиться за врачебной помощью.

Опасности сварочного дыма

Выполняя обязательства, налагаемые законодательством по охране труда, предприятие должно защищать своих работников, контролируя риск для здоровья от сварочного дыма. Это относится как к сварщикам-специалистам, так и к работникам, которые выполняют некоторые виды сварочных работ, независимо от их количества.

Сварочный дым может вызывать рак легких, поэтому Вы должны контролировать риски для здоровья, связанные со сварочным дымом. Сварочный дым также может вызывать астму и многие другие заболевания.

Можно контролировать риск для здоровья, связанный со сварочным дымом следующими способами:

используя методы холодного соединения,
сваривать таким образом, чтобы выделять меньше дыма,
использовать вентсистемы,
с использованием средств защиты органов дыхания и других средств индивидуальной защиты,
осуществлять меры контроля.

Опасаетесь вреда опасных загрязнителей в сварочном аэрозоле? Закажите измерения вредных веществ в сварочном дыме.

Как снизить опасности сварочного аэрозоля?

Используйте местную вытяжную вентиляцию для удаления дыма у источника его образования, используя соответствующие средства защиты органов дыхания (СИЗ), например маску для лица, для защиты работников от вдыхания паров

Уменьшайте воздействие

Чтобы защитить своих работников от риска для здоровья, связанного с вдыханием сварочного дыма, в первую очередь подумайте о том, можно ли использовать альтернативные методы соединения, резки или подготовки поверхности, которые позволяют уменьшить количество дыма или пыли.

Используйте вентиляцию

Если вы не можете избежать сварки на рабочем месте, используйте местные вытяжные вентиляционные системы для работы внутри помещений, чтобы помочь удалить дым у его источника. Это защитит сварщика от воздействия сварочного дыма. Это также поможет защитить других людей, находящихся поблизости.

Вытяжка работает, используя воздушный поток для удаления загрязненного воздуха из процесса для его захвата вытяжкой.

Поддерживайте контроль за воздействием оборудования на людей

Вы должны убедиться в том, что присутствуют все средства контроля, необходимые для защиты ваших работников от риска для здоровья от сварочного дыма:

Следуйте инструкциям по использованию оборудования
Поддерживайте оборудование в рабочем состоянии
Если оборудование неисправно, отремонтируйте его немедленно.
Ежедневно ищите признаки повреждений
Попросите компетентного инженера по вентиляции тщательно протестировать и исследовать систему вентиляции.
Ведите учет всех испытаний и тестов оборудования.
Проводите регулярное профилактическое обслуживание.

Используйте подходящие средства защиты органов дыхания

Если вы не можете добиться адекватного контроля качества воздуха со стороны вытяжки, или если ее монтаж нецелесообразен, вы должны предоставить вашим работникам соответствующие средства защиты органов дыхания.

Например, если они проводят сварку, но дым улавливается не полностью (его запах ощущается), то вы не контролируете риск и должны предоставить защитные средства.

Почему дым от сварки опасен для органов дыхания

Дым от сварки может стать причиной онкологических заболеваний.

Доказать токсичность и опасность для человека элементов сварочного дыма удалось международному научному коллективу из России, Белоруссии, Канады и Швеции. Учёные исследовали наночастицы дыма от различных сварочных электродов и их влияние на живые клетки. Оказалось, что наличие фторидов натрия в электродах влияет на образование большого количества хрома и марганца, что губительно для клеток бронхов. Результаты работы опубликованы в Journal of Hazardous Materials.

Газовая дуговая сварка и дуговая сварка порошковой проволокой благодаря высокой производительности наиболее распространены в строительстве. У этих технологий есть серьёзный минус — их использование сопровождается выбросом большого количества переносимых по воздуху субмикронных частиц. По данному параметру оба метода проигрывают сварке вольфрамовым электродом в инертном газе.

Сварщики без достаточного защитного оборудования подвергаются воздействию потенциально опасного сварочного дыма. Он, независимо от материала или метода сварки, отнесён Международным агентством по изучению рака (IARC) к первой группе канцерогенности для человека. Однако пока недостаточно изучено, какие именно вещества в составе дыма наиболее опасны для человеческого организма и как они образуются.

Учёные из НИТУ «МИСиС» и Института общей и неорганической химии НАН Беларуси совместно со шведскими, немецкими и канадскими коллегами подробно исследовали цитотоксичность наночастиц дыма in vitro и in vivo.

«Мы предположили, что токсичность частиц сварочного дыма, вероятно, зависит от их химического состава и реакционной способности этих элементов, — рассказал сотрудник НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Валентин Романовский. — Наше исследование было направлено на изучение роли натрия или его фторидов (NaF), которые намеренно добавляются в сварочные электроды с порошковой проволокой для сварки нержавеющей стали, на растворимость, генотоксичность и цитотоксичность образующихся частиц сварочного дыма».

Учёные выяснили, что частицы сварочного дыма от проволочных электродов, содержащих фторид натрия, выделяют значительно большее количество шестивалентного хрома Cr(VI) как в щелочную среду, так и физраствор. Именно это свойство в ходе исследований in vitro удалось связать с повышенной цитотоксичностью и генотоксичностью наночастиц дыма для эпителиальных клеток бронхов человека.

При этом обнаружилось, что растворимые разновидности марганца, такие как перманганаты, способствуют растворимости хрома из частиц сварочного дыма в физиологических условиях бронхиальных клеток.

«Мы экспериментально показали значительные различия в токсичности in vitro (цитотоксичность, образование активных форм кислорода и генотоксичность), которые коррелируют с высвобожденным количеством шестивалентного хрома и марганца из частиц дыма от сварки. Эти результаты согласуются с эпидемиологическими данными, показывающими повышенный риск рака лёгких при воздействии большого (≥ 1,8 мг / м³) количества сварочного дыма и высокого (≥ 1,4 мкг / м³) количества хрома в рабочей среде», — подчеркнул Валентин Романовский.

По нормам СанПиН сварщики обязаны работать в фильтрующей маске и защитном щитке, а также в хорошо проветриваемом месте, чтобы с большей вероятностью избежать риска онкозаболеваний.

Невидимые риски сварки. Защита от газа и дыма на производстве

Очень важно обеспечивать рабочее помещение чистым воздухом, особенно при проведении сварочных работ и металлообработке. Чистый воздух – это один из главных аспектов организации современного производства и сохранения здоровья сотрудников. О вредном влиянии на здоровье человека сварочных дымов и аэрозолей, а также о средствах защиты от их воздействия рассказывает специалист по сварочному оборудованию ООО «ДельтаСвар» Сергей Бетехтин.

Сварочный дым содержит очень мелкие твердые частицы оксидов металлов, которые образуются в процессе сварки. Количество вредных веществ, вдыхаемых сварщиком, зависит от способа сварки, видов свариваемых металлов и организации рабочего места сварщика.

Сварочный дым может содержать разные типы металлов, в том числе мышьяк, бериллий, кадмий, хром, кобальт, медь, железо, свинец, марганец, никель, силикаты, селен, ванадий и цинк. К примеру, низкоуглеродистая сталь содержит в основном железо, но в ее состав входит также и марганец, на который в последнее время обратили внимание из-за его негативного влияния на здоровье. Нержавеющая сталь содержит железо, а также никель и хром. Каждое соединение металлов может иметь различные последствия для здоровья, которые зачастую трудно предсказать, так как выделения при сварке содержат токсичные вещества в различных концентрациях. Большинство людей даже не замечают вредные воздействия. Только после нескольких лет вдыхания сварочных дымов начинают проявляться симптомы.

Воздействие сварочных газов и аэрозолей на организм человека может неблагоприятно повлиять на функционирование различных органов, в том числе могут поражаться легкие, сердце, почки и центральная нервная система. Вдыхание данных дымов может привести как к кратковременному, так и долговременному ущербу для здоровья.

Кратковременный ущерб выражается в головокружении, одышке, потере сознания. Длительное воздействие канцерогенов вызывает долговременные проблемы со здоровьем – раздражение дыхательных путей (носовые кровотечения), болезни почек, нервной системы, металлическую лихорадку и отек легких.

Сварщики, которые сегодня игнорируют защиту при сварке, ставят свое здоровье в долгосрочной перспективе под угрозу. Владея знаниями о существующих опасностях для здоровья при сварке, можно помочь обеспечить лучшее качество жизни в более позднем возрасте.

Компания «ДельтаСвар» заботится о здоровье сотрудников на Вашем предприятии и предлагает широкий спектр продукции для обеспечения надежной защиты сварщиков на производстве. Ассортимент продукции включает средства индивидуальной защиты, оборудование для организации рабочего места сварщика, фильтровентиляционные установки.

Средства индивидуальной защиты

Сварочные маски с блоком подачи воздуха. Устройство подает сварщику чистый фильтрованный воздух, что улучшает условия его работы и безопасность.

Респираторы, совместимые с другими средствами персональной защиты, которые подходят для таких работ, как сварка, шлифовка, пайка, полировка, работы с клеями и красками.

Фильтровентиляционные установки

Мобильные вытяжные и фильтровентиляционные агрегаты дают Вам возможность легко приспособиться к часто меняющимся условиям проведения работ. Мы предлагаем Вам установки для самых различных областей промышленности, в частности, сварки, металлообработки.

Из области стационарных фильтровентиляционных систем предлагаем установки с полностью автоматической системой очистки для рабочих цехов со средней и высокой концентрацией эмиссий, а также подвесные модели, оснащаемые 1-2 вытяжными устройствами.

Организация рабочего места

Столы для шлифовки

Отсос пыли ведётся через заднюю вытяжную панель и под столом. 90% всех мелких и среднедисперсных частиц пыли улавливаются задней панелью стола, затем они легко и безопасно удаляются из пылесборника. Подробнее.

Стол сварщика

Надёжная конструкция из прочно сваренных деталей для подстольного улавливания вредных веществ. Обширная отражательная пластина, встроенная внутрь стола, служит равномерному распределению внутри него отходов и побочных продуктов горения. Подробнее.

Обзор машин термической резки ProArc и их преимущества
Машины термической резки c ЧПУ производства ProArc (Тайвань) – это высокотехнологичное автоматизированное оборудование для обработки листов разных размеров. Станки позволяют решать как простые, так и сложные производственные задачи. .

Разбираемся в новинках от компании EWM AG
Что позволяет идентифицировать любую производственную компанию как успешную? Конечно, её результаты и продукция на мировом рынке! EWM AG по праву можно считать одним из лидеров в области производства сварочного оборудования. .

Выставка «МЕТАЛЛООБРАБОТКА. СВАРКА-УРАЛ»
Приглашаем посетить стенд компании «ДельтаСвар» с 15 по 18 марта 2022 года в МВЦ Екатеринбург-ЭКСПО, г. Екатеринбург! .

Mobile Welder OC Plus — портативный источник питания для орбитальной сварки
Mobile Welder OC Plus — это первый портативный источник питания для орбитальной сварки, специально разработанный для использования на строительных площадках. Mobile Welder OC Plus обеспечивает неизменно высокое качество орбитальной сварки в самых отдаленных местах. .

Новая линейка оборудования EWM XQ – квинтэссенция инноваций
Тысячи сварочных аппаратов от компании EWM AG успешно выполняют свою задачу на предприятиях России самых разных отраслей, начиная с энергетики и пищевой промышленности, заканчивая – военной и авиационной. Время – объективный критерий. Именно время позволяет оценить качество оборудования, которое выполняет свои задачи каждый трудовой день. Согласно статистике наших клиентов, 10 лет – не возраст для сварочных аппаратов, на корпусе которых гордо расположены три буквы – EWM. .

Читайте также: