Д. мед. н., професор Карнаух М. Г., к. біол..
н. Крушевський В. Д.
Український науково-дослідний інститут
промислової медицини, м. Кривий Ріг, Україна
Проблеми професійного
раку легень серед гірників, які зайняті підземним видобуванням радійвміщуючої
залізної руди.
Тому проблемі профілактики раку органів дихання гірників
залізорудних шахт потрібно приділити особливу увагу
Пил, що утворюється при здобичі залізної руди, володіє дуже
високою фіброгенною та бронхітогенною активністю. Це підтверджується не тільки
експериментальними досліджуваннями, а також високою захворюваністю на хронічний
професійний бронхіт і на силікоз робітників залізорудних шахт, які не рідко
ускладнені раком легень.
Нещодавніми дослідженнями [1] були виявлені
радіаційно-небезпечні фактори залізорудних шахт, до
яких відносяться:
-
радіоактивне забруднення повітря робочої зони
ізотопами радіоактивного газу радону (радон-222, радон-220) з їхніми коротко
існуючими продуктами розпаду;
-
забруднення атмосфери довго існуючими
природними радіонуклідами, що містяться в рудниковому пилу;
-
гамма-випромінювання гірських порід.
Серед
них ведуче радіаційно-гігієнічне значення належить радону та його коротко
існуючим дочірнім продуктам розпаду (ДПР). Саме ці чинники зумовлюють
підвищення ризику захворювання гірників на рак легень.
Щоб попередити можливе зростання рівня професійних пилових
захворювань легень, які ускладнені онкологічною патологією, потрібно як
мінімум, не допустити збільшення забруднення повітря робочих зон залізорудним
аерозолем, на якому адсорбований радіоактивний газ - радон та його ДПР,
зменшити до мінімуму його біологічну активність і терміни контакту з працюючими
.
Тому для профілактики професійних захворювань органів
дихання, ускладнених раком легень, серед гірників шахт з видобування залізних
руд необхідно використовувати обов'язковий мінімум комплексу
організаційно-технічних, гігієнічних і медико-біологічних заходів, ефективність
яких добре перевірена.
Практично всі технологічні операції при підземному
видобуванні залізної руди супроводжуються утворенням аерозолю, максимальні
концентрації якого перевищують діючу ГДК (2 мг/м3) в десятки і сотні
разів. Перевищують ГДК і середньозмінні концентрації пилу. Найвищі як
максимальні, так і середньозмінні концентрації пилу спостерігаються, при
виконанні бурових робіт (табл.. 1).
Таблиця 1.
Рівень запиленості повітря робочої зони при
основних технологічних операціях на підземній здобичі багатих залізних руд і
магнетитових кварцитів
|
Найменування робіт |
Рівні забруднення повітря робочої зони, мг/м3 |
|||
|
багаті руди |
магнетитові кварцити |
|||
|
Середньозмінні |
Max |
Середньозмінні |
Max |
|
|
Нарізні роботи |
2,9±0,4 |
91,3* |
2,9±0,3 |
242,0* |
|
Прохідницькі роботи |
Прохідницькі роботи проводяться тільки по кварцитам |
2,7±0,5 |
333,9* |
|
|
Буріння свердловин |
4,6±0,5 |
64,7* |
5,5±1,2 |
470,0* |
|
Випуск руди |
1,3±0,1 |
10,0 |
1,4±0,2 |
6,0 |
Примітка: * - максимальні величини
запиленості зустрічаються при виконанні операцій очищення шпурів і на початку
буріння шпурів та свердловин, 2-6 хвилин, що продовжуються, за зміну
Аерозоль залізної руди, який утворюється при
її підземній здобичі, високодисперсний і містить в своєму складі до 36,8%
вільного діоксиду кремнію (табл. 2).
Таблиця 2.
|
Найменування робіт |
Вміст діоксиду
кремнію, % |
Вміст
частинок (%) з розмірами (мкм) |
|||
|
<1 |
1,1-2,0 |
2,1-5,0 |
>5 |
||
|
Нарізні роботи |
до 36,8 |
64,7 |
28,3 |
4,8 |
2,2 |
|
Прохідницькі роботи |
до 38,5 |
67,5 |
29,1 |
2,6 |
0,8 |
|
Буріння свердловин |
до 36,2 |
61,9 |
32,3 |
3,8 |
2,0 |
|
Випуск руди |
до 26,8 |
55,2 |
39,4 |
3,4 |
2,0 |
Біологічна активність аерозолю залізної руди
(фіброгенність і бронхітогенність) визначається, перш за все, вмістом в ньому
кристалічного діоксиду кремнію. Тобто мають пряму залежність. Цей показник для
пилу магнетитових кварцитів майже в 1,5 рази вищий, ніж у пилу, що утворюється
при здобичі багатих руд. Проте при цьому слід враховувати, що біологічна активність
пилу може істотно змінитися залежно від деяких додаткових чинників.
Біологічна активність свіжо утворюваного
аерозолю, тобто пилу, що потрапив в повітря у момент руйнування гірської маси,
майже в 1,7 рази вищий, ніж у пилу лежалого. Свіжо утворюваний аерозоль
забруднює повітря вироблень при проведенні нарізних і прохідницьких робіт, при
бурінні глибоких свердловин, при руйнуванні негабаритів за допомогою вибухових
речовин. Ця обставина є однією з причин найбільшої захворюваності бурильників і
прохідників.
Майже в 1,25 рази
підвищується біологічна активність аерозолю, на якій адсорбувалися вибухові
гази і, перш за все, оксид вуглецю. Пил з адсорбованими вибуховими газами
забруднює повітря вироблень при прибиранні висадженої (відбитої) гірської маси
в забої, при руйнуванні негабаритів при випуску руди.
Підвищується
ушкоджувальна дія рудничного аерозолю також при одночасній присутності в
повітрі вибухових газів. Так, концентрації оксиду вуглецю, що зустрічаються на
робочих місцях, сприяють підвищенню біологічної
активності аерозолю на 17-20%.
Радіоактивні
гази, що також адсорбуються рудничним аерозолем, – радон-222 і радон-220
(торон) утворюються внаслідок розпаду радію-226 і радію-224, які належать до
природних радіоактивних елементів рядів урану-238 і торію-232, що містяться в
корисних залізорудних копалинах та які вміщуються в гірських породах. Радон і
торон являють собою інертні благородні гази, які розпадаються з випромінюванням
альфа-часток і мають періоди напіврозпаду 3,825 доби та 54,4 секунди відповідно.
Вони потрапляють до шахтної атмосфери за рахунок дифузійного і фільтраційного
переносу у гірському масиві, після виходу з якого вільно переносяться по
гірничим виробкам струменем повітря. Внаслідок розпаду цих газів безпосередньо
в атмосфері шахти утворюються ланцюжки їх радіоактивних короткоіснуючих
продуктів, які представляють собою тверді речовини. Для радону-222 такими
продуктами, що послідовно утворюються один за одним, є:
радій
А (полоній-218) - альфа-випромінювач, період напіврозпаду -3,05 хвилини;
радій
В (свинець-214) - бета-гамма-випромінювач, період напіврозпаду -26,3 хвилини;
радій
С (вісмут-214) - бета-гамма-випромінювач, період напіврозпаду -19,7 хвилин;
радій
С¢
(полоній-214) - альфа-випромінювач, період напіврозпаду -1,64×10-4
секунд.
Для
радону-220 такими продуктами є:
торій А (полоній-216) - альфа-випромінювач, період
напіврозпаду -0,146 секунд;
торій
В (свинець-212) - бета-гамма-випромінювач, період напіврозпаду -10,64 години;
торій С (вісмут-212) -
альфа-бета-гамма-випромінювач, період напіврозпаду –60,55 хвилин.
ДПР радону знаходяться у
рудниковій атмосфері, більшою часткою, у вигляді атомів, приєднаних до
високодисперсних аерозолів розміром від 5×10-3 до 0,1
мкм. Меншою часткою, ДПР радону перебувають у рудниковій атмосфері у вигляді
позитивно заряджених іонів не приєднаних до аерозольної фази.
Радіаційна
небезпека ДПР радону пов’язана із затримкою та подальшим розпадом їх в органах
дихання гірників. Надходячи при диханні до легень ДПР радону повністю
розпадаються в них, тому що період їх напіввиведення на багато разів більший
ніж період напіврозпаду. Енергія, що реалізується під час розпаду, повністю
поглинається тканинами органів дихання. Найбільш небезпечними при цьому є
альфа-випромінюючі дочірні продукти, тому що альфа-випромінювання має найбільшу
іонізуючу здатність (в 20 разів вище ніж гамма-випромінення) і обумовлює
основний внесок до дози внутрішнього опромінення гірників.
Додатковий
внесок в дозу внутрішнього опромінення гірників можуть створювати довгоіснуючі
альфа-активні радіонукліди з природних радіоактивних рядів, що потрапили до
рудникової атмосфери з пилом у процесі різних технологічних операцій, що
супроводжуються пилоутворенням. У ряду урану-238 до них відносяться: уран-238,
уран-234, торій-230, радій-226 і полоній-210 (усього 5 ізотопів), а у ряду
торію-232: торій-232; торій-228 і радій-224 (усього 3 ізотопи).
У рудниковій
атмосфері довгоіснуючі альфа-нукліди (ДАН) знаходяться у вигляді твердих
аерозолів з хімічними властивостями відповідних елементів або їх оксидів.
Оскільки
у корисних копалинах і вміщуючих гірських породах довгоіснуючі радіонукліди
знаходяться, звичайно, у стані радіоактивної рівноваги, то і у аерозольній фазі
рівновага між ними, як правило, зберігається. Основна кількість ДАН в
рудниковій атмосфері пов’язана з аерозольними частками розміром 0,5-10 мкм і
тому вони повністю переносяться вентиляційним потоком, а гравітаційне осідання
і адсорбція на поверхні гірничих виробок і устаткуванні є незначною. У зв’язку
з тим, що вміст природних радіонуклідів у гірських породах на неуранових
рудниках є, в основному, невеликим, то дія такого пило-радіаційного фактору як
ДАН в атмосфері носить підпорядкований характер.
Фактор
опромінення гірників зовнішнім гамма-випромінюванням від гірських порід також
пов'язаний з присутністю в них природних радіонуклідів. Гамма-випромінювання
має велику проникаючу здатність і створює рівномірне зовнішнє опромінення
всього тіла гірників. Потужність дози гамма-випромінювання прямо пропорційна
вмісту гамма-випромінюючих радіонуклідів у стінках гірничих виробок. Оскільки
вміст урану-238, торію-232 і калію-40 у корисних копалинах і породах, що їх
містять у більшій кількості випадків неуранових шахт не виходить за межі
коливань фонових концентрацій, гамма-випромінювання, всупереч широко
розповсюдженим поглядом, не є головним радіаційним фактором на шахтах.
Попередні дослідження на залізорудних шахтах Криворізького басейну [1]
показали, що, в основному, потужність еквівалентної дози гамма-випромінювання
знаходиться в межах фонових рівнів від 0,06 до 0,22 мк3в/год. Однак були
зафіксовані і зони аномально-високого гамма-випромінювання на головному
залізорудному басейну України – КРИВБАСУ, де максимальні значення потужності
дози гамма-випромінювання досягали 128 мкЗв/год. Ці зони пов’язані, в
основному, з місцями контакту аркозових пісковиків (К11)
з амфіболітами (К01). Вони мають локальний характер (не
більш 20 м завширшки) і розташовані на відкаточному та вентиляційному
квершлагах, на великій відстані від робочих місць, що мінімізує їх внесок в
дозу опромінення гірників. Зважаючи на попередній характер проведених
досліджень, існує висока ймовірність знаходження нових локальних зон
аномально-високого гамма-випромінювання при проведенні детальних обстежень
шахт.
Загальна
середньорічна доза на гірників від дії радіаційно-небезпечних факторів
розраховується як сума середньорічних доз від кожного з вищезгаданих факторів.
На основі цього показника, була розроблена класифікація шахт Кривбасу за
ступенем радононебезпечності. Згідно цієї класифікації всі шахти можна
розділити на три категорії:
-
радонобезпечні;
-
помірно радононебезпечні ;
-
радононебезпечні.
Таблиця 3.
Класифікація
радійвміщуючих залізорудних шахт з радононебезпеки
|
Категорія
шахт |
Активність радону в
повітрі, Бк м-3 |
Активність в
повітрі аерозолів, Бк м-3 |
Річна ефективна
доза на робітників основних професій, мЗв |
|
Радонобезпечні |
37,6 - 55,4 |
71,6∙10-6
- 62,7∙10-6 |
0,586 - 1,088 |
|
46,5 |
67,2∙10-6 |
0,837 |
|
|
Помірно- радононебезпечні |
163,7 - 202,2 |
100,8∙10-6
- 219,0∙10-6 |
2,773 - 4,288 |
|
176,6 |
155,9∙10-6 |
3,763 |
|
|
Радононебезпечні |
215,5 - 430,3 |
145,0∙10-6
- 171,2∙10-6 |
5,651 - 14,142 |
|
306,4 |
155,1∙10-6 |
8,835 |
До
радонобезпечних відносяться
шахти, у яких річна ефективна доза працівників основних професій не перевищує
1,1 мЗв в по сумі радіаційно-небезпечних факторів. До помірно радононебезпечних відносяться шахти з річною ефективною
дозою на гірників від 1,2 мЗв до 5 мЗв. До радононебезпечних відносяться
шахти, у яких на робочих місцях річна ефективна доза на гірників перевищує 5
мЗв.
Результати
досліджень показали необхідність запровадження радіаційного контролю на шахтах
залізорудного басейну, а також обов'язкове виконання
комплексу заходів з профілактики професійного раку легень [1,2,3,4,5].
Література.
1. Методичні
рекомендації. Профілактика професійного раку легень серед гірників, які зайняті
підземним видобуванням радійвміщуючої залізної руди/Узгодж. НАМН і МОЗ України
2010.-33 с.
2. Ковальчук Т.
А., Рубцов Р. В., Бондарчук Н. Л. Особливості розвитку злоякісних новоутворень
у працівників вугільної та гірничорудної промисловості з пиловою патологією
органів дихання// Довкілля та здоров’я. -2007.-№1.-С.39-40.
3. Кундієв Ю.
І., Нагорна А. М., Варивончик Д. В. Професійний рак:епідеміологія та
профілактика.-К.:Наукова думка, 2008.-336 с.
4. Карнаух М.
Г., Крушевський В. Д., Беднарик О. М. та інш. Професійна захворюваність органів
дихання та умови праці у гірничо-металургійному комплексі// Довкілля та
здоров’я.- 2008.-№1.-С. 35-39.
5. Варивончик Д.
В., Ременник О. І., Ісипова В. М. Ризики захворюваності на злоякісні новоутворення
бронхів та легень у хворих із хронічним бронхітом та пневмоконіозом// Укр.
журн. з проблем мед. праці.-2010.-№1.-С. 16-20.