б) дымы – к ним относятся конденсационные аэрозоли с твердой дисперсной фазой. К дымам можно отнести также аэрозоли, образующиеся при неполном сгорании топлива и др.
Дисперсность является важной гигиенической характеристикой так как с этим связано как длительность пребывания взвешенной пылевой частицы в воздушной среде, так как и глубина проникновения в дыхательные пути, патогенность и физико-химические свойства, и активность, электро- заряд частиц и другие свойства.
Дисперсность и поведение пылевых частиц в воздухе
Микроскопические частицы размером от 200 до 0,1 мк, как и все прочие тела, подчиняются тяготению, но следствие относительно большой поверхности на единицу массы они испытывают большое сопротивление воздуха и поэтому не оседают с постоянной скоростью по закону Стокса. Вначале падения сила тяжести уравновешивает сопротивление воздуха, дальнейшее увеличение скорости падения вследствие этого прекращается и микроскопическая частица, оседает с постоянной незначительной скоростью, измеряемой сантиметрами в час. Сопротивление воздуха при движении в нем частицы изменяется в зависимости от ее размеров и формы, скорости ее оседания и подвижности воздуха. Скорость падения кварцевой частицы в неподвижном воздухе в зависимости от размеров показана в таблице 1.
Как видно из таблицы 1, в неподвижном воздухе кварцевые частицы диаметром 10 мк оседают медленно, а частицы менее 0,1 мк практически не оседают и находятся в постоянном броуновском движении. Таким образом, чем меньше размер пылевых частиц, тем больше они задерживаются в воздухе, следовательно, тем больше возможность попадания их в дыхательные пути.
Таблица 1
Скорость оседания кварцевой частицы в неподвижном воздухе
| Диаметр пылевой частицы мк | Скорость падения | |
| В секунду, мм | В час, м и см | |
| 10 5 3 2 1 0,5 0,3 0,2 0,1 | 7,73 1,93 0,696 0,309 0,0773 0,0306 0,01377 0,00762 0,00304 | 27,828 м 6,948 м 2,5056 м 1,112 м 227,828 см 11,016 см 4,557 см 2,743 см 1,0944 см |
Некоторые изменения скорости оседания пылевых частиц возникают в связи с процессом флокуляции. Это имеет значение в основном для аэрозолей конденсации, которые даже в неподвижном воздухе благодаря отличному энергичному броуновскому движению часто сталкиваются друг с другом, агрегируются, в виде хлопьев выпадают из воздуха. Аэрозоли дезинтеграции не поддаются агрегированию главным образом вследствие относительно больших размеров частиц, более того, пылевые частицы в них могут приобретать меньше размеры.
Дисперсность и задержка пыли в органах дыхания
Задержка пылевых частиц в дыхательных путях от дисперсности (таблица 2).
Таблица 2
Задержка в организме пылевых частиц в зависимости от размеров.
| Диаметр частиц мк | Общая задержка % | Задержка в верхних дыхательных путях % | Задержка в альвоелоах % |
| 0,3 | 47,8 | 9,2 | 34,5 |
| 0,9 | 63,5 | 16,5 | 50,5 |
| 1,3 | 68,7 | 26,7 | 34,8 |
| 1,6 | 71,7 | 46,5 | 25,9 |
| 5 | 90,3 | 82,7 | 9,8 |
Общий процент числа задержанных в организме пылевых частиц там выше, чем больше их размер. Это особенно заметно в отношении задержки пыли в верхних дыхательных путях. В альвеолах наиболее высок процент задержки пылевых частиц количество задержанных в альвеолах частиц, размером меньше 1 мк. Однако в абсолютных величинах выше количество задержанных в альвеолах частиц, размером меньше 1 мк, так как они преобладают среди взвешенных в воздухе частиц.
В таблице 3 представлена классификация частиц по размерам в зависимости от способности частиц проникать и задерживать в легких.
Таблица 3
| Размеры в мк | Способность пылинок проникать и задерживаться в легких |
| 1. менее 0,2 т.е. ультрамикроны | Способны проникать и задерживаться в легких |
| 2. от 0,2 до 5 | Легко заносятся в легкие и способны задерживаться в них |
| 3. от 3 до 5 | Могут заносится в легкие и частично задерживаться в них |
| 4. от 10 до 50 | В легкие обычно не проникают, задерживаются в верхних дыхательных путях и бронхах, постепенно выводятся наружу |
| 5. более 50 | В легкие не проникают, задерживаются в верхних дыхательных путях, легко выводятся наружу. |
На основании данных о поведении пыли в воздухе и ее задержки в органах дыхания в связи с дисперсностью можно сделать вывод, что гигиеническое значение практически имеет пылевые частицы размером 5 мк и меньше.
Наибольшей фиброгенной активностью обладают пылевые частицы размером 1 – 2 мк. Это объясняется тем, что частицы значительных размеров попадают в легкие в небольшом количестве и задерживаются в альвеолах. Частицы же размером менее 1 мк легко транспортируется из альвеол пылевыми клетками в лимфатические узлы и, не задерживаясь в них, удаляются из организма. Частицы величиной 1 – 2 мк легко транспортируются по лимфатическим путям и долго задерживаются в лимфатических узлах. На основании опытов специалистов можно сделать вывод, что так называемая ультрамикроскопическая пыль (размером 0.1 мк и меньше) малопатогенна. Приведенные данные о фиброгенной активности пыли в связи с ее дисперсностью следует иметь ввиду при гигиенической оценке пылевого фактора на производстве.
Форма и консистенция пылевых частиц
Аэрозоли дезинтеграции имеют направленную форму и представляют по существу обломки в виде пластинок, глыбок, многогранников, вытянутых волокон с острыми зазубринами, иногда с сглаженными краями.
Аэрозоли конденсации представляют собой чаще всего рыхлые агрегаты, состоящие из кристаллов или частиц шарообразной формы. От формы пылевой частицы зависит скорость ее оседания. Частицы неправильной формы оседают медленно, так как она падает всегда в положении своей поверхности, встречающей наибольшее сопротивление воздуха.
О роли формы пылевой частицы в патогенезе пылевых заболеваний нет достаточной ясности. Представление о том, что острые края пылевой частицы травмирует легочную ткань, и приносят больше вреда, не доказано. Такое представление можно было бы допустить, если бы пылевая частица имела значительную массу.
Электрические свойства пыли
Пылевые частицы, взвешенные в воздухе, несут как положительный, так и отрицательный заряд независимо от химических свойств первичного вещества.
Почти все пылевые частицы имеют заряд, причем количество частиц с отрицательным и положительным зарядом почти одинаково. Обращают на себя внимание устойчивость заряженных частиц. Пылевые частицы больших размеров могут иметь несколько элементарных зарядов, а меньше обычно один элементарный заряд.
Биологическое и гигиеническое значение электорозаряженности пыли почти не изучено. Имеются указания на то, что процент задержки в дыхательных путях электрозаряженной пыли в 2 – 3 раза больше, чем нейтральной. Показано, что биополярно электрозаряженная пыль более фиброгенна, чем нейтральная. По – видимому, характер заряда может иметь значение для фагоциноза пыли. Возможно, что знак заряда играет определенную роль при осаждении пыли из воздуха распыленной водой, поскольку водяные аэрозоли также несут на себе электрозаряд.
Химический состав пыли
Для гигиенической оценки пыли важно знать ее химический состав, от которого зависит билогическая активность, в частности фиброгенное, аллергенное, токсическое, и раздражающее действие, фиброгенность пыли зависит главным образом, от содержания в ней свободной двуокиси кремния (SiO2). Чем больше содержание в пыли свободной двуокиси кремния, тем она более агрессивна.
Ряд видов пыли обладает аллергическими свойствами, вызывая такие заболевания, как носовая и бронхиальная астма. К аллергенам относятся например, пыль канифоли, кожи, льна, хлопка, шерсти, шелка, хрома, соломы и пихты. К аллергенам существует индивидуальная чувствительность, поэтому не все сопротивления с указанными видами пыли заболевают носовой или бронхиальной астмой.
Растворимость пыли.
Растворимость пыли в воде тканевых жидкостях может иметь положительное и отрицательное значение. Если пыль не токсична и действие ее на ткань сводится к механическому раздражению, хорошая растворимость такой пыли является факторным благоприятным, способствующим быстрому удалению ее из легких. В случае токсичной пыли хорошая растворимость является отрицательным фактором.
С целью исключения и уменьшения неблагоприятного воздействия пыли на человека и окружающую среду допустимые содержание пыли в воздухе производственных помещений и вентиляционных выбросах ограничивается.
Содержание пыли в воздухе рабочей зоны ограничивается установленными уровнем предельно допустимых концентрации (ПДК). Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны – концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов или при другой продолжительности, но не более 41 часа в неделю, в течении всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдельные сроки жизни настоящего и последующий поколений. ПДК нормируется в мг/м3 по ГОСТ ССБТТ 12.1.005 – 88 « Общий санитарно – гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». Нормирование ПДК согласно вышеуказанного ГОСТА зависит от класса опасности вещества. Вредные вещества по степени воздействия на организм подразделяются согласно ГОСТ ССБТТ 12.1 007 – 76 « Вредные вещества. Классификация т общие требования безопасности; на четыре класса опасности: