Результаты оценки профессиональных канцерогенных рисков для рабочих, занятых в переработке шламов электролитического рафинирования меди

Журнал: «Санитарный врач», №1, 2018 13:38:00г.

613.632.4

The results of the assessment of occupational carcinogenic risks for workers engaged in processing of electrolytic copper refining slurries

A hygienic assessment was conducted of the contribution of the working environment to formation of a carcinogenic risk for workers engaged in processing of sludge of electrolytic copper refining. It was shown that when the anode sludge is processed, the predicted values of carcinogenic risk (CR), calculated for 25 years of experience, for the main and auxiliary professions are in an unacceptable range (CR ≥ 1.0 x 10–3). The highest predicted values of carcinogenic risk for occupations of metallurgical shops are observed with working at a roasting of slime, smelting of a cinder and carrying out repair work. Work in professions with high carcinogenic risk value is characterized by a high dust content in the working air. The main factor that forms a carcinogenic risk is inorganic compounds of arsenic.

V. I. Adrianovsky

G. Ya. Lipatov

E. A. Kuz’mina

N. V. Zlygosteva

Keywords: carcinogenic risk, processing of anode sludge, industrial aerosols, arsenic.

Актуальность проблемы

Отечественная цветная металлургия нуждается в расширении сырьевой базы и более полном извлечении ценных компонентов в процессе комплексной переработки отходов производства. Так, в металлурги меди проблема утилизации анодных шламов, образующихся в ходе электролитического рафинирования меди, решается путем извлечения из них таких ценных компонентов, как золото, серебро, селен и теллур. Результатами ряда эпидемиологических исследований показана повышенная смертность от злокачественных новообразований работающих, занятых в переработке анодных шламов [9, 4]. В то же время оценка канцерогенных рисков в указанном производстве не проводилась. Между тем результаты оценки профессиональных канцерогенных рисков могут служить, наряду с экспериментальными и эпидемиологическими данными, основанием для оценки канцерогенной опасности производственных процессов [3, 6, 7].

Цель исследования — оценка профессиональных канцерогенных рисков для работающих, занятых в переработке анодных шламов.

Материалы и методы

Проведена оценка канцерогенных рисков (КР) для работающих, занятых в химико-металлургическом цехе (ХМЦ) крупного 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» [11] и исследованиях П. В. Серебрякова [12] и А. В. Мельцера [10]. Прогнозные значения КР рассчитывались для основных и ряда вспомогательных профессий, занятых в основных подразделениях ХМЦ с учетом фактических среднесменных концентраций мышьяка, кадмия, никеля и свинца, экспозиции (250 рабочих смен/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 [11]. При неприемлемом КР рассчитывалась продолжительность стажа работы, при котором достигается верхний предел допустимого профессионального риска.

Все результаты исследований прошли статистическую обработку в программном пакете BioStat 2009 для WINDOWS с расчетом показателей вариационной статистики: средней арифметической (М) и ошибки средней (m).

Результаты и обсуждение

Переработка анодных шламов представляет собой комбинацию последовательно осуществляемых гидро- и пирометаллургических процессов и включает обезмеживание (классификация, сгущение осадка, его фильтрация и сульфатизирующая разварка в серной кислоте с последующим выщелачиванием и получением селена и теллура), обжиг шлама и плавку огарка, конечным продуктом которых становится серебряно-золотой сплав. Основные профессии в ХМЦ представлены обезмеживателями, обжигальщиками, плавильщиками и аппаратчиками-гидрометаллургами.

Отделения ХМЦ характеризуются большой насыщенностью, плотностью и многоуровневым размещением основного и вспомогательного оборудования на рабочих площадках. Техническое оснащение составляет баковая аппаратура, электрические шахтные, отражательные печи и плавители, фильтр-пресса и нутч-фильтры, электролизные ванны и др.

Среднесменные концентрации в воздухе рабочей зоны мышьяка при обжиге шлама и плавке огарка не превышали ПДК (0,01 мг/м3), составив 0,005 мг/м3 и 0,008 мг/м3 соответственно. Несколько ниже они были в гидрометаллургическом отделении — 0,004 мг/м3. Содержание никеля в воздухе плавильного отделения достигало 0,003 мг/м3, в отделении обезмеживания — 0,0022 мг/м3, а в отделении переработки шламов — ниже чувствительности метода анализа. Обжиг шлама и плавка огарка сопровождались выделением в воздух рабочей зоны свинца в концентрациях выше ПДК (0,05 мг/м3): 0,075 мг/м3 и 0,058 мг/м3 соответственно. В отделении обезмеживания содержание свинца находилось в пределах гигиенических нормативов, составив 0,043 мг/м3. Кадмий обнаруживался в воздухе рабочей зоны отделения плавки в среднесменной концентрации 0,0013 мг/м3 (ПДК 0,01 мг/м3).

В ХМЦ по химическому фактору (канцерогенные вещества), с учетом комбинированного действия мышьяка, свинца, никеля и кадмия, профессиям обжигальщика (отделение переработки шламов), машиниста крана (плавильное отделение), а также слесаря-ремонтника и электромонтера по ремонту и обслуживанию электрооборудования (ремонтная служба) присвоен классу условий труда 3.1 (вредный 1-й степени), а плавильщика (плавильное отделение) — класс 3.2 (вредный 2-й степени). Условия труда остальных профессий ХМЦ относились к 2 (допустимому) классу.

Расчет прогнозных значений КР при 25-летнем стаже работы показал, что для всех оцениваемых профессий ХМЦ суммарный риск находился в неприемлемом для профессиональных групп диапазоне (более 1,0 × 10–3), составив в среднем среди изучаемых профессий от 1,2 × 10–3 до 6,5 × 10–3. В среднем по отделению наибольший КР выявлен в ремонтной службе — 6,6 × 10-3 и плавильном отделении — 4,2 × 10–3 (табл. 1).

КР формируется в основном неорганическими соединениями мышьяка (65,2 %) и кадмия (29,6 %).

Таблица 1

Прогнозные значения канцерогенных рисков для работающих, занятых в переработке анодных шламов, на 25 лет стажа

Отделение, участокКанцерогенные вещества (SF, (мг/кг в день) — 1)Суммарный риск
Мышьяк (15,0)Кадмий (6,3)Никель
(0,84) 
Свинец
(0,042) 
Отделение переработки шламов1,6 × 10–3 —8,8 × 10–58,3 × ١٠–51,8 × 10–3
Плавильное отделение3,4 × 10–36,6 × 10–42,95 × ١٠–51,3 × 10–44,2 × 10–3
Отделение обезмеживания1,3 × 10–3 —5,9 × ١٠–57,9 × 10–61,4 × 10–3
Отделение получения теллура1,0 × 10–3 — —7,6 × ١٠–51,1 × 10–3
Отделение пылеулавливания и газоочистки1,6 × 10–36,6 × 10–4 —8,1 × ١٠–52,3 × 10–3
Гидрометаллургическое отделение1,6 × 10–3 — — —1,6 × 10–3
Участок обработки промышленных стоков1,6 × 10–3 — — —1,6 × 10–3
Ремонтная служба1,6 × 10–34,8 × 10–31,2 × 10–41,1 × 10–46,6 × 10–3
В среднем по цеху1,5 × 10–36,8 × 10–43,3 × 10–55,5 × ١٠–52,3 × 10–3

Таблица 2

Расчетные значения индивидуальных канцерогенных одногодичных рисков и продолжительности максимально приемлемого стажа для рабочих, занятых в переработке анодных шламов

Отделение,
рабочее место
Одногодичный рискПриемлемый стаж, лет
Канцерогенные вещества (SF, (мг/кг в день) — 1)Суммарный рискпо рабочему меступо отделению, М ± mпо цеху, М ± m
мышьяк (15,0)кадмий
(6,3) 
никель
(0,84) 
свинец
(0,042)
Отделение переработки шламов16,80 ± 3,8819,65 ± 6,78
Обжигальщик1,0 × 10–4 —-3,9 × 10–61,1 × 10–49,09
Аппаратчик-гидрометаллург4,0 × 10–5 —3,5 × 10–63,0 × 10–64,65 × 10–521,50
Машинист крана4,4 × 10–5 —3,5 × 10–63,0 × 10–65,05 × 10–519,80
Плавильное отделение
Плавильщик1,7 × 10–43,5 × 10–52,4 × 10–66,0 × 10–62,1 × 10–44,766,23 ± 1,47
Машинист крана1,0 × 10–41,8 × 10–54,0 × 10–74,4 × 10–61,3 × 10–47,69
Отделение обезмеживания
Аппаратчик-гидрометаллург5,2 × 10–5 —2,4 × 10–63,2 × 10–75,5 × 10–518,1818,18
Отделение получения теллура
Аппаратчик-гидрометаллург4,0 × 10–5 — —3,0 × 10–64,3 × 10–523,2623,26
Отделение пылеулавливания и газоочистки
Оператора по обслуживанию пылегазоулавливающих установок6,4 × 10–52,6 × 10–5 —3,2 × 10–69,3 × 10–510,7510,75
Гидрометаллургическое отделение
Аппаратчик-гидрометаллург6,4 × 10–5 — — —6,4 × 10–515,6215,62
Участок обработки промышленных стоков
Аппаратчик-гидрометаллург6,4 × 10–5 — — —6,4 × 10–515,6215,62
Ремонтная служба
Слесарь-ремонтник6,4 × 10–51,9 × 10–44,8 × 10–64,4 × 10–62,6 × 10–43,853,85 ± 0,00
Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования6,4 × 10–51,9 × 10–44,8 × 10–64,4 × 10–62,6 × 10–43,85

Высокие значения одногодичных КР выявлены на рабочих местах отделения переработки шламов у обжигальщика (1,1 × 10–4), плавильщика и машиниста крана в плавильном отделении (2,1 × 10–4 и 1,3 × 10–4 соответственно), оператора по обслуживанию пылегазоулавливающих установок в отделении пылеулавливания и газоочистки (9,3 × 10–5), т. е. профессий, труд в которых сопровождается значительными выделениями пыли, содержащей мышьяк, свинец, кадмий и никель (см. табл. 2).

По нашим наблюдениям, переработка анодных шламов сопровождается интенсивным пылеобразованием на этапах обжига шлама в шахтных печах и плавки огарка на серебряно-золотой сплав. В частности, шуровка шлама и осадка огарка приводит к поступлению пыли в зону дыхания обжигальщика через открытую нижнюю часть печи. Источниками пылевыделения при плавке огарка служат погрузочные работы, а из оборудования — дробилки и сами отражательные печи, а именно открытые загрузочная воронка, садочное окно и летка печи. Как и в плавке черновой меди, наибольшая запыленность воздуха присутствует при загрузке сырья в печь, сливе шлака, розливе металла, достигая 18 мг/м3 [2, 5].

Как и в других производствах металлургии меди, высокий КР отмечен на рабочих местах в ремонтной службе, проводящей работы во всех отделениях цеха [1, 8]. Производственные переделы ХМЦ характеризуются большой насыщенностью, плотностью и многоуровневым расположением основного и вспомогательного оборудования на рабочих площадках, благодаря чему в цехе не всегда удается организовать адекватный воздухообмен.

Приемлемый стаж работы в профессиях химико-металлургического цеха существенно различается по отделениям, составив в среднем 19,65 ± 6,78 года, но ни на одном из изучаемых переделов не достигает 25 лет.

Таким образом, полученные результаты оценки КР рабочих ХМЦ свидетельствуют о канцерогенной опасности процессов переработки анодных шламов, что согласуется с данными эпидемиологических исследований. Ведущим фактором, формирующим КР при переработке анодных шламов, служит запыленность воздуха рабочей зоны, обусловливающая экспозицию работающих к мышьяку и кадмию.

Выводы

1. Во всех отделениях и участках химико-металлургического цеха КР, обусловленный в основном экспозицией к мышьяку и кадмию, находится в неприемлемом диапазоне, даже при соответствии условий труда по химическому фактору допустимому классу.

2. Ведущим фактором, определяющим КР при переработке анодных шламов, служит экспозиция к содержащим мышьяк аэрозолям.

3. Наибольшие значения КР отмечаются у профессий плавильного отделения (плавильщик и машинист крана), отделения переработки шламов (обжигальщик), отделения пылеулавливания и газоочистки (оператора по обслуживанию пылегазоулавливающих установок), а также у ремонтных профессий (слесарь-ремонтник, электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования).

4. Полученные результаты позволяют рекомендовать в целях уменьшения КР для работающих мероприятия по снижению содержания пыли в воздухе рабочей зоны путем внедрения эффективных вентиляционных установок.