Wentylacja przemysłowa może być pomocna jako częściowy sposób ograniczania pyłu krzemionkowego, ale tylko wtedy, gdy okapy, kanały i przepływ powietrza są prawidłowo zaprojektowane.

W wielu gałęziach przemysłu powstaje w wyniku procesów technologicznych drobny lub „wdychalny” pył krzemionkowy, który może stanowić zagrożenie dla zdrowia pracowników. Najbardziej powszechną formą krzemionki jest kwarc, jeden z najpowszechniejszych minerałów na Ziemi, który może stwarzać zagrożenie, gdy jest drobno rozdrobniony. Ryzyko związane z krzemionką może występować w zawodach związanych z wydobyciem, produkcją lub obróbką piasku, gliny i skał, w tym przy produkcji betonu i asfaltu, cięciu kamienia i murarstwie, przetwarzaniu szkła i farb, budowie dróg i stoczni oraz wydobyciu ropy naftowej i gazu.¹

Zagrożenia dla zdrowia

Pył krzemionkowy wiąże się z pylicą krzemową, chorobą układu oddechowego powodującą blizny w płucach i zmniejszającą ich zdolność do pobierania tlenu, a także z rakiem płuc, chorobami nerek i chorobami autoimmunologicznymi oraz przewlekłą obturacyjną chorobą płuc (POChP). Krzemionka wdychalna została sklasyfikowana jako substancja rakotwórcza od 1996 r.²

Dotknięte branże

Administracja Bezpieczeństwa i Higieny Pracy (OSHA) od wielu lat reguluje kwestię narażenia na krzemionkę, ale niedawno zaktualizowała swoje przepisy. Bardziej rygorystyczne przepisy, które weszły w życie w branży budowlanej we wrześniu 2017 r., zostaną rozszerzone na przemysł ogólny i działalność morską 23 czerwca 2018 r., a od 2021 r. zaczną regulować operacje szczelinowania hydraulicznego.³ W przypadku działalności górniczej objętej ochroną, Administracja Bezpieczeństwa i Higieny Pracy w Górnictwie (MSHA) opracowuje obecnie własne przepisy dotyczące narażenia na krzemionkę, które mają być zgodne z przepisami OSHA.⁴

Limity narażenia

Przepisy OSHA wprowadzają zaktualizowane wymogi dotyczące oceny narażenia, ochrony dróg oddechowych, nadzoru medycznego, informowania o zagrożeniach i prowadzenia dokumentacji. Obniżyli także dopuszczalny limit narażenia (PEL) o połowę, do nie więcej niż 50 mikrogramów na metr sześcienny (µg/m3). Jeżeli stężenie krzemionki w powietrzu przekroczy 25 µg/m3 w ciągu ośmiu godzin, pracodawca jest zobowiązany podjąć działania mające na celu ograniczenie potencjalnego narażenia.³

Środki łagodzące

OSHA opublikowała szereg poradników, które mają pomóc pracodawcom z różnych branż zrozumieć i przestrzegać nowych przepisów.^3,5 Do strategii zarządzania narażeniem na krzemionkę należą poniższe, powszechnie stosowane:

• Zmiany w praktyce pracy i procedurach: Modyfikacja procesów w celu zmniejszenia ilości pyłu i/lub ograniczenie dostępu do obszarów o dużym narażeniu;
  
• Sterowanie inżynieryjne: Ograniczanie pyłu za pomocą barier, obudów lub zwilżania i/lub wychwytywanie go za pomocą lokalnej wentylacji wyciągowej; i
  
• Środki ochrony indywidualnej (PPE): Zapewnienie maski pełnotwarzowej zatwierdzonej przez Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy (NIOSH), jeśli inne środki kontroli są niewystarczające lub są w trakcie instalacji.

Rola zbierania pyłu

Lokalne systemy wentylacji wyciągowej (zbieranie pyłu krzemionkowego) wymienione są jako jeden ze sposobów kontroli technicznej w normach OSHA. Prawidłowo zaprojektowany i konserwowany system odpylania może pomóc w ograniczeniu ilości pyłu unoszącego się w powietrzu i stać się częścią szerszej strategii ograniczania emisji.

Definiowanie efektywnego systemu

Kontrola pyłu krzemionkowego to coś więcej niż tylko odpylacz. Wymaga zarządzania trzema ważnymi „E” w różnych punktach obiektu (Ilustracja 1):

• Ekspozycja: Zmniejszanie stężenia pyłu w powietrzu wokół pracowników;
  
• Wydajność: Filtrowanie wychwyconego pyłu za pomocą technologii odpylacza dostosowanej do danego zastosowania; i  
  
• Emisje: Zminimalizowanie ilości pyłu uwalnianego do atmosfery.

Krytyczne komponenty

Aby objąć wszystkie trzy strefy, skuteczny system zbierania pyłu obejmuje dobrze zaprojektowane okapy i kanały, które utrzymują zalecane prędkości wychwytywania i transportu; wydajną technologię zbierania pyłu; wentylatory o odpowiednich rozmiarach dostosowanych do przepływu powietrza i wymagań ciśnieniowych systemu; oraz odpowiednie praktyki robocze mające na celu zarządzanie pyłem i konserwację systemu. Oto więcej szczegółów:

1: Projekt i umiejscowienie okapów

Najważniejszym krokiem w skutecznej kontroli zapylenia jest odpowiednia konstrukcja i rozmieszczenie okapów we wszystkich punktach powstawania pyłu. Skuteczność okapu w ograniczaniu emisji uciążliwych pyłów określa maksymalną możliwą do osiągnięcia skuteczność całego systemu kontroli zapylenia. Jeżeli okap wychwytuje jedynie 20% pyłu, to skuteczność lokalnego systemu wentylacji wyciągowej wyniesie jedynie 20%. Wydajność odpylacza — jednego z komponentów — jest ograniczona do części uciążliwego pyłu wychwytywanego przez okapy i transportowanego do odpylacza.

2. Przepływ powietrza w kanale

Istotne jest również utrzymanie zalecanych prędkości wychwytywania i transportu dla różnych rodzajów pyłu. Ciężkie lub toksyczne pyły wymagają większych prędkości wychwytywania, aby wciągnąć cząstki stałe do okapu, a także większych prędkości transportu, aby przetransportować pył przez system kanałów do odpylacza. Wykwalifikowany projektant wentylacji przemysłowej powinien udzielić porad dotyczących początkowego układu oraz wszelkich modernizacji systemów wentylacyjnych. Dodanie okapu lub kanału może zaburzyć delikatną równowagę przepływu powietrza w systemie.

3: Wydajność kolektora

Odpylacz powinien skutecznie usuwać pył z przetwarzanego powietrza, pracując w warunkach ustalonych. W przypadku ciągłego czyszczenia kolektorów i stabilnych warunków pracy, na filtrach będzie gromadził się osad pyłu. Gdy podczas cyklu czyszczenia ciasto to zostanie usunięte, stężenie pyłu wokół filtra będzie znacznie większe niż stężenie pyłu na wlocie. Ponieważ trudno jest zweryfikować rzeczywistą ilość nagromadzonego pyłu, poleganie na teoretycznej skuteczności działania nowego filtra (na przykład o klasie MERV 14) może nie być najlepszym wskaźnikiem ogólnej skuteczności działania. Lepszym wskaźnikiem efektywności jest monitorowanie narażenia pracowników i poziomów emisji z gniazdek.

Specjalizacja w projektowaniu

Najlepsze praktyki w zakresie projektowania systemów odpylania zawarto w podręczniku Industrial Ventilation Design Manual opublikowanym przez Amerykańską Konferencję Rządowych Higienistów Przemysłowych. Wykwalifikowany projektant wentylacji przemysłowej może opracować system odpylania zgodnie z tymi praktykami. Dobry projekt zakłada zapewnienie odpowiedniej objętości kontrolnej przy każdym okapie wentylacyjnym, aby zatrzymać i kontrolować pył u każdego źródła. Z punktu widzenia projektu trzeba zachować delikatną równowagę, a próba wykorzystania już istniejących elementów za pomocą dodatkowych kanałów może zaburzyć tę równowagę.  Dobrym pomysłem jest skorzystanie z porady projektanta przemysłowego przy każdym remoncie.

Ekspertyza w zakresie zgodności

Właściciele procesów powinni zatrudnić odpowiednich ekspertów, którzy doradzą im w kwestii zgodności z przepisami dotyczącymi krzemionki. Doświadczony specjalista ds. zdrowia i bezpieczeństwa pracowników (EHS) może pomóc dokładnie zinterpretować, które przepisy mają zastosowanie i jak najlepiej je wdrożyć, biorąc pod uwagę specyfikę danego obiektu i procesu. Przeszkolony specjalista ds. higieny przemysłowej może pomóc w testowaniu i monitorowaniu poziomów narażenia, aby sprawdzić, czy system wentylacyjny działa zgodnie z parametrami projektowymi, a także doradzić dodatkowe działania lub praktyki robocze mające na celu ograniczenie narażenia na krzemionkę. OSHA oferuje również program konsultacji na miejscu dla małych firm.⁶

¹ Często zadawane pytania: Przepisy OSHA dotyczące wdychalnej krzemionki krystalicznej
² Wpływ krzemionki na zdrowie OSHA
³ Norma dotycząca wdychalnej krzemionki krystalicznej dla przemysłu ogólnego i morskiego (29 CFR 1910.1053) oraz Norma dotycząca wdychalnej krzemionki krystalicznej dla budownictwa (29 CFR 1926.1153)
⁴ 30 CFR SS56-58; Często zadawane pytania MSHA dotyczące narażenia górników podziemnych na krzemionkę
⁵ Publikacje OSHA dotyczące krzemionki krystalicznej
⁶ Program konsultacji OSHA na miejscu