Результаты оценки профессиональных канцерогенных рисков для рабочих, занятых в гидрометаллургическом производстве меди

Журнал: «Санитарный врач», №8, 2018г.

613.6-616-057: 616–006.1

The results of the assessment of occupational carcinogenic risks for workers in the processing of hydrometallurgical copper production

A hygienic assessment was conducted of the contribution of the working environment to formation of a carcinogenic risk for workers engaged in hydrometallurgical copper production. It was shown that when the copper cathode processed (scheme consisting underground leaching, extraction and electrolysis) the predicted values of carcinogenic risk (CR), calculated for 25 years of experience, for the hydrometallurgical equipment operator of extraction department were in an unacceptable range (CR ≥ 1.0 × 10–3). The main factor that forms carcinogenic risk was cadmium. However, the carcinogenic risk in copper hydrometallurgy is significantly lower than in pyrometallurgy of copper.

Ekaterina E. Shmakova, assistant of Department of Hygiene and Occupational Diseases, Ural State Medical University, Russia, 620036, Yekaterinburg, Sukhodolian St., 47–366, +7 (343) 214-86-93, ekaterina-cypush@mail.ru

Georgy Ya. Lipatov, professor, MD, Head of Department of Hygiene and Occupational Diseases, Ural State Medical University, Russia, 620000, Yekaterinburg, Rodonitovaya St., 32А-6, +7 (343) 214-86-93, +7 (343) 381-31-49, isaeva20a@yandex.ru

Vadim I. Adrianovsky, professor assistant, Department of Hygiene and Occupational Diseases, Ural State Medical University, PhD, Russia, 620149, Yekaterinburg, Gromova St., 142–48, +7 (343) 214-86-93, (343) 235-48-49, adrianovsky@k66.ru

Elena A. Kuz’mina, Head of Department of complex problems of hygiene and prevention of diseases of the population, Yekaterinburg Medical Research Center for Prophylaxis and Health Protection of Industrial Workers, Russia, 620000, Yekaterinburg, Popova St., 30, +7 (343) 371-81-29, risk@ymrc.ru

Natal’ya V. Zlygosteva, Junior researcher of Yekaterinburg Medical Research Center for Prophylaxis and Health Protection of Industrial Workers, Russia, 624136, Novouralsk, Tegentsev St., 6–103, +7 (343) 253-87-54, epican.znv@gmail.com

Keywords:carcinogenic risk, hydrometallurgy of copper, underground leaching, extraction, electrolysis, hydrometallurgical equipment operator, cadmium

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ

В последние десятилетия отечественная цветная металлургия сталкивается с проблемой обеднения рудных запасов и удорожания передела, что вынуждает осуществлять поиск иных, альтернативных пирометаллургическому, способов получения меди. Гидрометаллургические процессы позволяют использовать бедные и забалансовые руды, переработка которых пирометаллургическим способом экономически невыгодна, а зачастую и технически невозможна. Сущность гидрометаллургического способа заключается в получении меди путем ее перевода из породы в раствор (выщелачивание) и последующего осаждения металлической меди [8]. Получение меди гидрометаллургическим способом не предполагает высокотемпературных плавок, резко сокращает выбросы вредных веществ, в том числе серосодержащих газов, в атмосферу. Однако такая технология требует всесторонней гигиенической оценки. Присутствие в медьсодержащих рудах мышьяка, свинца, кадмия, никеля ставит задачу оценить канцерогенные риски (КР) для рабочих, занятых получением рафинированной меди способом подземного выщелачивания [5]. Результаты оценки профессиональных КР могут служить, наряду с экспериментальными и эпидемиологическими данными, основанием для оценки канцерогенной опасности производственных процессов [2, 6].

Цель исследования — оценка профессиональных канцерогенных рисков для работающих, занятых в гидрометаллургическом производстве меди способом подземного выщелачивания.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Проведена оценка КР для работающих, занятых на гидрометаллургическом комплексе (ГМК) предприятия, специализирующегося на выпуске катодной меди.

В основу расчета ингаляционного КР взяты подходы, изложенные в «Руководстве по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» [9] и исследованиях П. В. Серебрякова [10] и А. В. Мельцера [7]. Прогнозные значения КР рассчитывались для профессий, занятых в основных подразделениях ГМК с учетом фактических среднесменных концентраций мышьяка, кадмия, никеля и свинца, экспозиции (250 рабочих смен в год по 8 часов) и факторов канцерогенного потенциала веществ при ингаляционном поступлении (SFi, мг/ (кг × день) — 1).

КР оценивался от каждого из веществ и суммарно от их комбинации на 25 лет стажа работы. Для условий профессионального воздействия канцерогенов неприемлемым считался КР ≥ 1,0 × 10–3 [9]. При неприемлемом КР рассчитывалась продолжительность стажа работы, при котором достигается верхний предел допустимого профессионального риска.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

На изучаемом предприятии технологический процесс складывается из трех этапов. Первый (подземное выщелачивание) осуществляется на геотехнологическом поле и заключается в бурении скважин, установке в них фильтрующих элементов и труб, закачивании в скважины раствора серной кислоты в концентрации 10–20 г/л для осуществления выщелачивания меди, выкачивании насыщенного раствора (1,0–1,3 г/л меди и 30–80 г/л сульфат иона) и транспортировке его по трубопроводу в отделение экстракции. Второй этап (экстракция) позволяет очистить полученный раствор от примесей и повысить концентрацию меди. В смесителе-отстойнике медь из насыщенного раствора выщелачивания в присутствии разбавителя (керосин) вступает в комплексное органическое соединение, а обедненный медью и содержащий примеси раствор (рафинат) отправляется обратно в зону выщелачивания. В следующем смесителе-отстойнике комплексное соединение меди вступает в контакт с электролитом с высоким содержанием серной кислоты, в результате чего медь реэкстрагируется из органической фазы в электролит, а обедненная органика направляется обратно на экстракцию. В результате третьего этапа (электролиз) получаются медные катоды, которые промываются, сдираются со стальных основ, взвешиваются и упаковываются. Основные профессии на предприятии представлены следующими специальностями: оператор и аппаратчик-гидрометаллург отделения экстракции и электролиза.

В помещении обоих отделений оборудована система механической общеобменной приточно-вытяжной вентиляции.

Помимо этого, электролизные ванны оборудованы местной вытяжкой в виде бортовых отсосов. Рабочее место оператора располагается в изолированной кабине, что препятствует перетеканию в нее воздушных масс из отделений экстракции и электролиза.

На всех изученных рабочих местах ГМК среднесменные концентрации мышьяка в воздухе рабочей зоны не превышали ПДК (0,01 мг/м3 ), находясь ниже чувствительности метода анализа. Также во всех отделениях ГМК ниже чувствительности метода анализа были максимальные разовые концентрации никеля.

Содержание свинца в воздухе отделений экстракции, электролиза и операторский достигало 0,0068–0,007 мг/м3 .

Среднесменные концентрации кадмия в отделении экстракции были 0,007 мг/м3 , а в отделениях электролиза и операторской — ниже чувствительности метода анализа. Таким образом, по химическому фактору (канцерогенные вещества), с учетом комбинированного действия свинца и кадмия, профессиям оператора, аппаратчика-гидрометаллурга отделений экстракции и электролиза присвоен класс условий труда 2 (допустимый).

Расчет прогнозных значений КР при 25-летнем стаже работы показал, что для большинства профессий суммарный риск находился в приемлемом для профессиональных групп диапазоне (менее 1,0 × 10–3), составив для оператора 4,0 × 10–6 и аппаратчика-гидрометаллурга отделения электролиза 1,0 × 10–5 (таблица). Для аппаратчика-гидрометаллурга отделения экстракции прогнозное значение КР превышало приемлемый уровень со стажа работы 20 лет (1,2 × 10–3), достигая максимума к 25-летнему стажу (1,55 × 10–3). КР формировался в основном за счет экспозиции к кадмию (97,7 %). Продолжительность стажа работы, при котором достигается верхний предел допустимого канцерогенного риска, аппаратчика-гидрометаллурга отделения экстракции составила 16 лет.

Следует отметить, что КР для основных профессий, занятых в гидрометаллургическом производстве меди способом подземного выщелачивания, был существенно ниже, чем для профессий, занятых на всех этапах пирометаллургического производства меди, начиная с обогащения медьсодержащего сырья и кончая огневым рафинированием меди. В частности, прогнозные значения профессиональных ингаляционных КР, рассчитанные на 25-летний стаж работы, для большинства профессий обогатительной фабрики находились в пределах от 2,0 × 10–2 до 4,4 × 10–2, т. е. превышали верхнюю границу приемлемого уровня КР (1,0 × 10–3) в 20–44 раза [4]. Аналогичные показатели КР при всех способах плавки медных концентратов и конвертировании находились в диапазоне от 2,8 × 10–2 до 5,5 × 10–3, а при огневом рафинировании меди достигали 4,6 × 10–3 [1, 3].

Таким образом, результаты оценки КР рабочих ГМК при получении катодной меди способом подземного выщелачивания свидетельствуют о значительно меньшей степени канцерогенной опасности по сравнению с технологическими процессами в пирометаллургии меди. Ведущим фактором, формирующим КР в гидрометаллургическом производстве меди, служит экспозиция работающих к кадмию. Формирование неприемлемого уровня КР к 16-летнему стажу работы аппаратчика-гидрометаллурга отделения экстракции обусловлено присутствием неорганических соединений кадмия в растворе, поступающем на экстракцию, тогда как на электролиз поступает раствор, очищенный от примесей и не содержащий кадмий и другие канцерогенные вещества.

ВЫВОДЫ

1. Среди существующих способов получения меди гидрометаллургические процессы характеризуются наименьшими значениями канцерогенного риска по сравнению с пирометаллургией меди.

2. При гидрометаллургическом получении меди способом подземного выщелачивания значения канцерогенного риска, превышающие приемлемый уровень, отмечаются в отделении экстракции и обусловлены экспозиция к кадмию.

3. Для уменьшения канцерогенного риска для работающих в отделении экстракции снижение содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны возможно путем внедрения эффективных вентиляционных установок.