Шестивалентный хром стал горячей темой в сообществе термического распыления и среди сварщиков. Полезные поисковые термины для шестивалентного хрома включают «хромат» и «хром шесть». Новые правила OSHA заставляют всех внимательно следить за своими процессами и вносить в них изменения или устанавливать технические средства контроля, чтобы помочь уменьшить воздействие шестивалентного хрома. В этом документе рассматриваются некоторые вопросы, касающиеся новых правил, в том числе:

• Что такое шестивалентный хром?
• Допустимые уровни воздействия OSHA
• Какие промышленные процессы производят шестивалентный хром?
• Как работник может подвергнуться воздействию?
• Что шестивалентный хром делает с организмом?
• Что должны делать работодатели и сотрудники, если шестивалентный хром находится на объекте?

Что такое шестивалентный хром?

Шестивалентный хром проявляется преимущественно в трех формах:

1. Трехвалентный хром, который встречается в природе в виде хромовой руды, а также является важным питательным веществом для правильного метаболизма;
2. Металлический или элементный хром, обычно встречающийся в аэрокосмических сплавах; и
3. Шестивалентный хром, как правило, из промышленных процессов, таких как сварка и термическое напыление.   

Шестивалентный хром является наиболее токсичной формой хрома.

Читая статьи и публикации, вы увидите шестивалентный хром, идентифицированный по-разному, в том числе: Шестигранный хром, хром (VI), Cr(VI) и Cr 6+.

Допустимые уровни воздействия OSHA

Управление по безопасности и гигиене труда (OSHA) определило два уровня воздействия шестивалентного хрома: допустимый предел воздействия (PEL) и уровень действия (AL). Текущий PEL для шестивалентного хрома составляет 5 мкг/м3 для одного сотрудника в течение 8-часовой смены.  Этот PEL 5 мкг/м3 был снижен по сравнению с предыдущим стандартом 52 мкг/м3. В 10 раз!

Второй предел воздействия называется уровнем воздействия (AL), который в настоящее время составляет 2,5 мкг/м3. Это концентрация переносимого по воздуху Cr(VI), присутствующая в рабочей среде и рассчитанная как 8-часовое средневзвешенное по времени значение (TWA). На любом из этих уровней работодатели обязаны предпринимать конкретные действия, и непринятие этих действий может привести к штрафам.

Откуда берется шестивалентный хром?

Существует множество промышленных процессов, которые могут производить шестивалентный хром. Некоторые из них включают:

• Покрытия (распылительные грунтовки/краски)
  • Покрытия, содержащие хроматы: красители, краски, чернила и пластмассы
  • Хромирование
  • Смесительные/шлифовальные покрытия, содержащие хром  
• Сварка и резка сплавов, содержащих хром
  • Нержавеющая сталь и никелевый сплав
• Термическое напыление, включая плазму, электрическую дугу и горение (включая HVOF)
  • Металлический хром в сырье может быть превращен в шестивалентную форму.
  • Шестивалентный хром может присутствовать в сырье, содержащем любую форму хрома.
• Плавка феррохромовой руды
• Примеси портландцемента
• Резервуары для погружения
  • Линии анодирования и гальваники
• Дубление кожи - дихромат аммония

Важные разъяснения:  На вашем предприятии может образовываться пыль, дым или туман, содержащие шестивалентный хром. Важно понимать, что шестивалентный хром имеет свое собственное рекомендуемое пороговое значение (TLV), установленное Американской конференцией промышленных гигиенистов (ACGIH), и что это значение может быть ниже, чем другие компоненты, присутствующие в воздухе в качестве загрязняющих веществ.

Поскольку шестивалентный хром обычно составляет лишь процент пылевого дыма и тумана, образующихся в результате процесса, возможно, стоит изучить процентный вклад других материалов Cr(VI) в воздушный поток.  Имейте в виду, что вполне возможно, что можно превысить ПДК для шестивалентного хрома, оставаясь под ПДК для других выделяемых паров.

Типичные размеры частиц, получаемых из материала, содержащего шестивалентный хром, различаются в зависимости от процесса и применения.

*80% общего количества дыма находится в этом очень маленьком диапазоне размеров.

Как работники становятся уязвимыми?

Если в вашей компании есть процесс, который может производить шестивалентный хром, работники могут подвергаться воздействию из многих источников.

• Вдыхание. При воздействии процессов, производящих пыль, пары или туманы, содержащие хром VI, вы можете вдыхать его через нос и рот.
• Всасывание. Если среда, содержащая шестивалентный хром, соприкасается с вашей кожей или глазами, она может всасываться в организм.
• Проглатывание. Если работник не использует надлежащие методы личной гигиены при работе с Cr(VI), подверженные воздействию продукты питания, табак и/или косметические средства могут загрязниться и попасть в организм.

Как шестивалентный хром влияет на организм?

Оказавшись в организме, шестивалентный хром обычно нацелен на определенные органы. Примерами являются дыхательные пути (из-за ингаляционного повреждения слизистых оболочек), перфорация перегородки (ткани между ноздрями носа), легких, глаз, кожи, печени и почек.

Работник, подвергшийся воздействию шестивалентного хрома, может испытывать такие симптомы, как раздражение пазух, кровотечение из носа, язвы (желудка и носа), кожная сыпь, стеснение в груди, хрипы и одышка.

Требования работодателя

Если компания определила, что она потенциально может производить шестивалентный хром, необходимо сделать следующее:

• осуществлять отбор проб воздуха,
• медицинский мониторинг и предоставление работникам уведомления о результатах мониторинга,
• внедрять технические средства контроля,
• принять программу защиты органов дыхания,
• разграничение рабочих зон, содержащих шестивалентный хром,
• выполнить программу обучения сотрудников,
• обеспечить доступность положений OSHA и политики компании для сотрудников.

Частота отбора проб воздуха, которую должна делать компания, зависит от того, какой уровень шестивалентного хрома был обнаружен на объекте. Если площадь испытана выше PEL 5,0 мкг/м3, испытание должно проводиться каждые три месяца. Если площадь превышает уровень воздействия (AL) 2,5 мкг/м3, но ниже PEL, то компания должна отбирать пробы воздуха только каждые шесть месяцев. Если площадь ниже уровня действия, компания должна принять первоначальный базовый уровень, а затем гигиенисты объекта принимают решение о частоте отбора проб. Типичной стратегией в этом случае является ежегодный отбор проб.

Медицинский мониторинг всех сотрудников требуется на объектах, которые тестируют выше AL 2,5 мкг/м3. Стандарт на шестивалентный хром требует медицинского наблюдения, но оставляет выбор конкретных тестов врачу или другому лицензированному медицинскому работнику (PLHCP.) Это может быть медсестра компании на месте или сотруднику может потребоваться обратиться к своему поставщику медицинских услуг для проведения анализов.

Некоторые из вещей, которые компания может сделать, включают:

• Обзор истории здоровья и работы
• Физикальный осмотр
• Отчет об итогах экзамена

После завершения экзамена письменное резюме должно быть предоставлено сотруднику в течение двух недель и храниться на предприятии у специалиста по промышленной гигиене.

Когда шестивалентный хром выше PEL

На процессах, производящих шестивалентный хром выше PEL 5 мкг/м3, должен быть реализован технический контроль. До тех пор, пока не будут внедрены технические средства контроля, защита органов дыхания должна использоваться в обязательном порядке. Обратите внимание, что OSHA не разрешает ротацию сотрудников на разных должностях для достижения соответствия.

Сварка и термическое напыление могут привести к значительным выбросам шестивалентного хрома. На количество шестивалентного хрома в дыме могут влиять:

• Метод сварки или термического напыления
• Тип электрода или пистолета (только для сварки)
• Материал и состав основного металла (только сварка)
• Состав порошка или проволоки
• Напряжение (более высокое напряжение ускоряет производство, но увеличивает скорость дыма)
• Электрический ток
• Длина дуги (только сварка)
• Защитный газ (только для сварки)
• Скорость сварки или термического напыления
• Угол сварки (только сварка)

При оценке того, сколько дыма шестивалентного хрома образуется в процессе, помните, что:

• По мере увеличения скорости плавления увеличивается скорость образования дыма
• По мере увеличения мощности увеличивается скорость образования дыма

Количество шестивалентного хрома в дыме можно оценить по следующей формуле:

E = W x PC x EF x CF

• E = Удельный выброс металла [фунт/год]
• W = Общий вес используемого электрода [фунты/год]
• PC = Процентный состав конкретного металла [%]
• EF = Коэффициент эмиссии на тонну электрода  [фунт/тонна]
• CF = коэффициент преобразования [1 тонна или 2000 фунтов]

Коэффициенты выбросов выражаются несколькими различными способами:

• % частиц на фунт электрода
• мг твердых частиц на фунт (фунт) электрода
• Фунт загрязняющего вещества на фунт потребляемого электрода

Вы можете найти коэффициенты выбросов из многих источников*, включая:

• Веб-сайт EPA
  
  •  Составление коэффициентов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу AP-42
  • Для электродуговой сварки Раздел 12.19
• Калифорнийский совет по воздушным ресурсам

*Обратите внимание, что сайты часто обновляются, а ссылки изменяются, поэтому, если эти ссылки не работают, начните с главной страницы и выполните поиск по ключевым словам «hexavalent chromium».

Вы также можете оценить коэффициенты эмиссии, взяв скорость образования дыма и умножив на содержание хрома, а затем умножив результат на отношение шестивалентного хрома:

• FGR x состав дыма x % хрома в виде Cr6+
• (фунт дыма/фунт электрода) x (фунт Cr/фунт дыма) x (Cr6+/cr в дыме)

Примечание. EF не имеет единиц = [%] x [%] x [%]

OSHA ожидает, что воздействие будет уменьшено, насколько это практически возможно.

Для рабочей зоны и разграничения областей, которые могут содержать шестивалентный хром, ожидается, что компании сделают как минимум следующее:

• Зоны с воздушным воздействием выше PEL должны быть обозначены соответствующими знаками, чтобы ограничить несанкционированный вход.
• Места, окружающие процессы с использованием шестивалентного хрома, должны быть свободны от поверхностных загрязнений. Из 4 способов очистки поверхности от загрязнений (подметание, продувка сжатым воздухом, влажная уборка и пылесос), влажная уборка и вакуумирование HEPA являются единственными эффективными и приемлемыми способами. Сжатый воздух может использоваться только в очень специфических условиях, если вакуумирование невозможно; обратитесь к веб-сайту OSHA для этих условий.

Ожидается, что компании сделают правила доступными для любого сотрудника.

Требования к сотрудникам

У сотрудников тоже есть обязанности -  защищать себя. Они должны использовать надлежащие средства индивидуальной защиты, хорошие навыки ведения домашнего хозяйства, инженерный контроль после внедрения и хорошие методы личной гигиены. Хорошая личная гигиена включает в себя не употреблять табак, не применять косметику, ничего не есть, не класть пальцы в рот или нос, а также мыть руки/лицо перед выполнением любого из вышеперечисленных действий, перед перерывом или в конце смены.

Технический контроль должен включать надлежащий сбор пыли и дыма

Хорошо спроектированная система вентиляции, включая правильно управляемый пылеуловитель, может быть фактором снижения общих уровней воздействия шестивалентного хрома на объекте.

Как показано на диаграмме выше, размеры частиц дыма, которые несут шестивалентный хром, варьируются от 5/100 микрон до 34 микрон, и большинство из них находятся в очень малом диапазоне (от субмикрон до 2 микрон). Поэтому необходимо использовать фильтрующий материал в системе сбора, который может захватывать полный диапазон размеров, от субмикронных до крупных частиц.  Рекомендуются высокоэффективные фильтры, такие как фильтры тонкого волокна Ultra-Web ® от Donaldson® Torit®. Каждый фильтр должен иметь перепад давления не менее 1,5 дюймов манометра воды на фильтрах для оптимизации производительности.

Хорошо спроектированная система вентиляции будет иметь достаточные скорости захвата на различных вытяжках, чтобы помочь контролировать любые шестивалентные выбросы, содержащие хром.  Руководство по промышленной вентиляции ACGIH предлагает несколько примеров, в том числе:

• VS-90-01 по 03 для сварки
• VS-90-10 для резки горелки
• ВС-90-20 для роботизированной сварки
• ВС-90-30 для напыления металлов
• Лазерные столы 250 фут/мин для зоны (не покрыты)

В сочетании с мощными пылесборниками Donaldson Torit Downflo ® Evolution,Easy-Trunk ® или Porta-Trunk ® хорошо спроектированная и эксплуатируемая система вентиляции может снизить воздействие пыли и паров, содержащих шестивалентный хром.

Сбор окружающих паров (иногда называемый общей или внешней вентиляцией) не рекомендуется, так как он обычно очищает только 70% воздуха в любой момент времени. Окружающий сбор просто недостаточно мощный, чтобы позаботиться о парах, потенциально содержащих шестивалентный хром в зоне дыхания сотрудника. Захват вытяжных шкафов, расположенных как можно ближе к источнику генерации и подключенных к хорошо сконструированному коллектору пыли/дыма, обеспечит лучшее удержание частиц дыма.

Ваш торговый представитель Donaldson Torit может помочь определить, какие продукты для фильтрации пыли лучше всего подходят для проектирования и эксплуатации вашей вентиляционной системы. Хотя инженеры Donaldson Torit НЕ являются экспертами по шестивалентному хрому, они знают воздушные фильтры и могут помочь вам выбрать фильтр, подходящий для ваших потребностей в вентиляции.

Итог

Таким образом, шестивалентный хром является регулируемым токсичным материалом, с которым необходимо бороться путем принятия надлежащих мер предосторожности, включая: 

(a) Инженерный контроль при необходимости
(b) Защита органов дыхания при необходимости
(c) Надлежащие методы ведения домашнего хозяйства
(d) Надлежащие средства индивидуальной защиты
(e) Надлежащие методы личной гигиены.

Ссылка

*Американская конференция промышленных гигиенистов (ACGIH). Промышленная вентиляция: Руководство по рекомендуемой практике проектирования, Цинциннати, Огайо: Kemper Woods Center, 30-е издание 2019 года