FreeForum
Forum rozwoju efektywnej energii

 

Eksperci mówią

mgr inż. Wojciech Sołtysik

ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA ORAZ SPOSOBY OCHRONY UKŁADU ODDECHOWEGO

Adepci szkół przetrwania w trudnych warunkach doskonale znają zasadę: bez jedzenia przetrwasz trzy tygodnie, bez wody trzy dni, bez powietrza trzy minuty. Bez dostępu tlenu możemy wytrzymać zaledwie 180 sekund, później następują nieodwracalne uszkodzenia mózgu i śmierć. Ten bardzo krótki okres może zadecydować o życiu lub śmierci, lecz również uzmysławia nam, jak ważny jest dostęp do powietrza oraz jego jakość.

Współcześnie spora część społeczeństwa przywiązuje ogromną wagę do właściwości zdrowotnych przyjmowanych pokarmów i płynów. Dla wielu z nas dyskwalifikująca jest najmniejsza dawka środków konserwujących, barwników lub innych dodatków funkcjonalnych do żywności. Składniki te powodują, że postrzegamy daną żywność jako mniej atrakcyjną. Jeśli jakość spożywanej żywności i wody jest dla nas z oczywistych względów punktem krytycznym, to czy powietrze, którym oddychamy, nie powinno spełniać równie wysokich wymagań?

Jego jakość jest ściśle determinowana przez otaczające nas środowisko i aktualnie panujące warunki. Obok czynników naturalnych, takich jak wybuchy wulkaniczne, wietrzenie chemiczne skał i pożary lasów, istnieje szereg źródeł zanieczyszczeń wywołanych bezpośrednio przez działalność człowieka. Rosnąca konsumpcja energii wymaga spalania coraz większej ilości paliw kopalnych, co powoduje emisję do atmosfery ogromnej ilości zanieczyszczeń. Duże uprzemysłowienie oraz stale rozwijający się sektor transportowy pozostawiają negatywny ślad w ziemskiej atmosferze.

Sporo niebezpieczeństw i zagrożeń dla układu oddechowego czyha na nas w miejscu pracy. To tam w wyniku trwania różnych procesów produkcyjnych i czynności z nimi związanych generowane są w różnej formie zanieczyszczenia powietrza.

Rodzaje zanieczyszczeń

Wdychane zanieczyszczenia mają wiele form. Bardzo ogólnie możemy je podzielić na aerozole oraz szkodliwe gazy i pary. Podział ten w następstwie warunkuje metody ochrony układu oddechowego i dobór sprzętu chroniącego przed zagrożeniami. Efekt i miejsce działania substancji szkodliwych zależy od kilku czynników:

  • rodzaju wdychanej substancji,
  • stężenia,
  • postaci fizycznej,
  • reaktywności,
  • czasu ekspozycji.

Aerozole to drobne cząstki unoszące się w powietrzu – mogą to być ciała stałe, ciekłe lub ich zawiesiny. Wielkość cząstek mierzona jest w mikrometrach lub mikronach, a ich wartość zapisujemy symbolem μm. Jeden mikrometr stanowi jedną milionową metra, czyli 0,000001 m. Aby lepiej wyobrazić sobie tę wielkość, należy przyjrzeć się grubości ludzkiego włosa. Wartość ta w przybliżeniu wynosi około 50 μm. Cząstka o wielkości 1 μm to ciało 50-krotnie mniejsze od grubości ludzkiego włosa. Należy pamiętać, że cząstki zawieszone w powietrzu są często dużo mniejsze i rozmiar większości z nich mieści się w przedziale od 0,01 μm do 100 μm.

Rozmiar cząstek w największym stopniu definiuje miejsce układu oddechowego, gdzie dana cząstka zostanie przechwycona. Istotną rolę w osadzaniu cząstek odgrywają również ich gęstość, kształt i zdolność do agregacji.

Aerozole, ze względu na ich charakter, można ogólnie podzielić na:

  • Dymy – wytwarzane w przypadku, gdy ciało stałe odparowuje w wysokiej temperaturze. W chwili schładzania następuje kondensacja bardzo drobnych cząstek, których wielkość waha się w przedziale od 0,01 μm do 1,0 μm. Dymy powstają przede wszystkim w procesach spalania, ale także przy pracach związanych z cięciem, ze spawaniem lub szlifowaniem.
  • Pył – jest to aerozol, który zawiera mechanicznie utworzone cząstki stałe, wytworzone przez rozdrobnienie ciał większych. Rozmiar pyłów jest większy niż cząstek dymów i waha się w granicach 0,5 μm do 10 μm. Pył jest generowany najczęściej w takich operacjach jak piaskowanie, szlifowanie i kruszenie.
  • Mgły – to aerozole formowane przez rozpylone lub skondensowane ciecze. Cząstki te zwykle mają rozmiar od 5 μm do 10 μm. Powstają najczęściej podczas rozpylania, wrzenia lub mieszania.

Gazy i pary to niewidzialne i lotne zanieczyszczenia w powietrzu atmosferycznym. Gazy wytwarzane są najczęściej w procesach chemicznych i operacjach wysokotemperaturowych. Rozprzestrzeniają się bardzo szybko niezależnie od źródła. Bardzo niebezpieczne są te, które charakteryzują się dużą lotnością, przez co osiągają zwiększoną koncentrację na stanowiskach pracy.

Pary to substancje powstałe w trakcie parowania ciał stałych lub ciekłych. Zjawisko to można często zaobserwować podczas używania farb, rozpuszczalników lub w procesach rafinacji.

Wymiana tlenu i dwutlenku węgla w układzie oddechowym zachodzi jedynie w pęcherzykach płucnych, natomiast szkodliwe gazy i pary mogą wchłaniać się w całym układzie oddechowym.

Zdolność obrony układu oddechowego przed zanieczyszczeniami

Powierzchnia płuc to około 140 m2, umożliwiających wnikanie toksyn do wnętrza organizmu ludzkiego. Duża ilość pobieranego powietrza i wysokie tempo wymiany gazów w pęcherzykach płucnych powodują, że układ oddechowy może stać się doskonałym szlakiem w głąb organizmu dla licznych toksyn i zanieczyszczeń. Pomimo to ciało człowieka nie jest pozbawione ochrony i ma własne możliwości obronne:

  • włoski nosowe pozwalają zatrzymać większe drobiny, zanim przenikną w głąb dróg oddechowych,
  • kichanie wspomaga zachowanie naszych dróg oddechowych w czystości,
  • śluz pokrywający drogi oddechowe dzięki lepkości przechwytuje zanieczyszczenia,
  • ruch rzęsek wyścielających drogi oddechowe powoduje przemieszczanie śluzu w górę dróg oddechowych, przez co usuwane są zanieczyszczenia,
  • kaszel, czyli nagły skurcz ścian klatki piersiowej, powoduje wyrzucenie powietrza z płuc przez drogi oddechowe, co przyspiesza ich oczyszczenie.

Nasz układ oddechowy potrafi skutecznie radzić sobie z większością zanieczyszczeń napotykanych na co dzień. Pył lub kurz w gospodarstwach domowych przeważnie nie stanowi dla niego wielkiego zagrożenia, problemy pojawiają się, gdy napotykamy:

  • dużą koncentrację zanieczyszczeń, która skutecznie blokuje system obronny,
  • toksyczne zanieczyszczenia, które mogą uszkodzić płuca oraz inne narządy wewnętrzne,
  • cząstki wywołujące reakcje alergiczne, np. pyłki roślin,
  • cząstki respirabilne, czyli te, które są w stanie ominąć większość mechanizmów obronnych i wniknąć w głąb tkanek,
  • szkodliwe gazy i pary, czyli substancje, które z łatwością penetrują objętość płuc ze względu na brak skutecznych mechanizmów obronnych.

W przypadku występowania gazów i par organizm ludzki musi polegać na właściwościach ostrzegawczych wdychanej substancji. Wyraźny zapach lub posmak danej substancji jest jasnym sygnałem, który informuje nas o potencjalnym zagrożeniu zawartym w powietrzu. Organizm ludzki nie wytworzył, tak jak w przypadku aerozoli, skutecznego mechanizmu, który chroniłby układ oddechowy przed gazami i parami.

Problem pojawia się, gdy mamy do czynienia z gazem, który nie posiada żadnych właściwości ostrzegawczych – osoba narażona wdycha go całkowicie nieświadomie. Przykładem takich sytuacji są zatrucia czadem, do których dochodzi bardzo często. Według statystyk Państwowej Straży Pożarnej w okresie od września 2012 r. do marca 2013 r. w wyniku zatrucia tlenkiem węgla zginęło 91 osób, a 2216 zostało poszkodowanych.

Typowe efekty narażenia na zanieczyszczenia powietrza można podzielić na krótkoterminowe i długoterminowe. Te pierwsze polegają głównie na zatykaniu nosa, kaszlu i infekcji dróg oddechowych lub trudności w oddychaniu. Niestety, groźne objawy, często powodujące śmierć, pojawiają się dopiero z biegiem lat – przez długi czas nie dają o sobie znać. Mogą to być choroby nowotworowe, pylica płuc i uszkodzenia centralnego układu nerwowego.

Sposoby ochrony układu oddechowego

Skuteczną ochronę układu oddechowego można osiągnąć poprzez zastosowanie urządzeń, które w pewnym stopniu są zdolne filtrować i oczyszczać powietrze z określonego typu zanieczyszczeń. Środki ochrony układu oddechowego można podzielić na sprzęt oczyszczający powietrze oraz izolujący, który doprowadza powietrze ze źródła wolnego od zanieczyszczeń.

Funkcją sprzętu oczyszczającego jest przede wszystkim wyeliminowanie zanieczyszczeń w postaci cząstek, gazów, oparów lub mieszaniny ich wszystkich. Budowa elementów filtrujących lub oczyszczających w ścisłym stopniu jest uzależniona od rodzaju zanieczyszczeń, które mają być eliminowane. Sprzęt ochronny dobieramy zgodnie z rodzajem występującego zagrożenia. Do najpopularniejszych metod zaliczamy stosowanie masek lub półmasek jednorazowych albo wielokrotnego użytku. Elementem oczyszczającym maski jest filtr lub pochłaniacz. Pochłaniacze gazowe stosuje się do oczyszczania powietrza z określonego typu gazów i par, natomiast filtry służą do oczyszczania powietrza z cząstek w postaci pyłu, dymu i mgieł. Bardzo często w środowisku pracy napotykamy kombinację kilku różnych zagrożeń, np. mieszaninę pyłu i szkodliwych gazów. W takim przypadku rozwiązaniem jest kombinacja filtrów i pochłaniaczy.

W doborze odpowiedniej ochrony bardzo pomocna może okazać się metoda 4 kroków, która pozwala precyzyjnie określić, jaki typ urządzenia należy zastosować do ochrony układu oddechowego.

Metoda 4 kroków:

  1. Zidentyfikuj zagrożenie, czyli dowiedz się, co stanowi zagrożenie (cząstki pyłu lub dymu, szkodliwy gaz, mieszanina kilku różnych zanieczyszczeń).
  2. Oceń stopień występującego zagrożenia, czyli określ stężenie zanieczyszczeń w powietrzu, jak długo przebywasz w ich otoczeniu oraz jakie jest najwyższe dopuszczalne stężenie poszczególnych substancji. Pomocne informacje można znaleźć w kartach charakterystyk danych środków chemicznych. Karty te określają szereg właściwości i opisują m.in. zagrożenia, które mogą wywoływać.
  3. Na podstawie zgromadzonych danych wybierz właściwe urządzenie chroniące układ oddechowy.
  4. Zapoznaj się z wytycznymi producenta odnośnie do używania danego sprzętu. Szkolenie w tym zakresie jest niezbędne ze względu na specyfikę różnych urządzeń i pomaga w skutecznej ochronie.

Właściwy dobór urządzenia to połowa sukcesu. Należy zaznaczyć, że równie ważną kwestią jest prawidłowe użytkowanie danego sprzętu. Niewłaściwe dopasowanie maski do głowy użytkownika powoduje nie tylko dyskomfort w noszeniu, ale przede wszystkim skutkuje przeciekiem wewnętrznym zanieczyszczonego powietrza przez nieszczelność maski. W rezultacie urządzenie nie zapewnia ochrony lub jest ona w znacznym stopniu zmniejszona.

mgr inż. Wojciech Sołtysik

Quality Expert (Objectivity, 3M, Agro Alians, Dublin Meath Growers)

Pozostałe artykuły

Anna Limanowska, Katarzyna Morzycka
  • zanieczyszczenia
  • powietrze
  • czyste powietrze
  • ochrona
  • zabezpieczenie
  • choroba
Płk dr n. med. Piotr Dąbrowiecki
  • POChP
  • płuca
  • choroba
  • zagrożenia
  • zanieczyszczenia