PYŁ PRZEMYSŁOWY

Pył przemysłowy -  jest aerozolem , w którym powietrze jest ośrodkiem dyspersyjnym , a fazę rozproszoną stanowią cząstki ciała stałego , których źródłem są procesy przemysłowe (średnica cząstek wynosi 0.1-10μm )

W pyle przemysłowym najczęściej wyróżnia się dwie frakcje :

-         lżejszą – którą stanowią aerozole o średnicy ziaren mniejszych niż 2 μm. Są to drobne zanieczyszczenia np. związki organiczne powstające podczas spalania materiałów energetycznych , czy w wyniku kondensacji par metali.

-         cięższą – są to ziarna o średnicy większej niż 2 μm, zawiera cząski powstające przy wietrzeniu materiałów budowlanych , czy np. cząstki kurzu unoszonego z ulic.

Na stopień szkodliwości pyłów wchłanianych przez układ oddechowy ma wpływ :

-         rodzaj pyłu ( jego pochodzenie, skład chemiczny)

-         wymiary i kształt ziaren

-         stężenie w powietrzu i czas oddziaływania

-         wrażliwość osobnicza.

Działanie biologiczne pyłów:

Działanie pośrednie:

Zmętnienie atmosfery, ograniczanie dostępu aktywnego biologicznie promieniowania UV

Rozwój pleśni i bakterii ↑

Synteza witaminy D3 ↓

Działanie bezpośrednie:

W działaniu bezpośrednim , cechą szczególną wszystkich pyłów jest działanie drażniące na błony śluzowe górnych dróg oddechowych i spojówek oczu.

Długotrwała ekspozycja na pył powoduje zmiany w czynnościach i budowie błon śluzowych, co upośledza ich naturalne funkcje takich jak oczyszczanie i nawilżanie.

Pylicami - nazywamy nagromadzenie pyłu w płucach i reakcję tkanki płucnej na jego obecność.

-         Pylice niekolagenowe, łagodne ( pył pozostający w płucach w tkance łącznej powoduje procesy zapalno-alergiczne)

-         Pylice kolagenowe (patologiczny rozrost tkanki łącznej w płucach;  w układzie limfatycznym płuc, w przegrodach śródpęcherzykowych, oskrzelach, tkance około oskrzelowej i opłucnej) Rozwój tkanki łącznej powoduje zanik nabłonka oddechowego pęcherzyków płucnych zarastanie światła pęcherzyków płucnych i drobnych oskrzelików.

Choroby wywołane przewlekłym wziewaniem pyłów można podzielić na 3 grupy:

1.Schorzenia  cechujące się rozwojem włóknienia kolagenowego tkanki płucnej prowadzące do trwałego uszkodzenia lub zniszczenia pęcherzyków płucnych.

Takie zmiany związane są z wdychaniem pyłów krzemowych (krzemiany, kwarc, azbest) Na inwazyjność włókien (czyli ich potencjał fibrynogenny) wpływa zawartość krzemu i żelaza,          a przypadku pyłów o strukturze włókienkowatej także duża długość włókien , mała średnica przekroju , obecność ostrych kantów.

Osoby narażone: pracownicy kamieniołomów, górnicy, szlifierze, spawacze, hutnicy, robotnicy z zakładów gdzie piasek i inne materiały obfitujące w kwarc są jednym z surowców (fabryki szkła , porcelany, materiałów ściernych).

Pylica krzemowa - objawy:  męczliwość, utrata masy ciała, kaszel, duszność, sinica, przewlekłe zapalenie oskrzekli, rozedma płuc, zap. opłucnej.

2. Schorzenia  nie wykazujące swoistych zmian włóknistych w tkance płucnej:

-         nieżyty dróg oddechowych

-         zapalenia płuc

  Np. Pyły cementu , baru, gipsu powodują głównie drażnienie mechaniczne. Osiadając na błonie śluzowej górnych dróg oddechowych powodują zwiększone wydzielanie śluzu i jego częstsze odksztuszanie. Ta odruchowa czynność przy długotrwałych bodźcach prowadzi do zmian zanikowych , co stwarza lepsze warunki do wnikania pyłów i drobnoustrojów. Najdrobniejsze pyły zatrzymywane w płucach blokują część oddechową , a ponadto sprzyjają rozwojowi procesów zapalnych.

Niektóre pyły np. manganowe sprzyjają rozwojowi drobnoustrojów wywołujących zapalenie płuc.

-         schorzenia alergiczne.

Np.  Pył wełny, pył z magazynowanych ziaren, słód, pył mączny mogą wywoływać typową dychawicę oskrzelową lub alergiczne nieżyty oskrzeli.

3.  Schorzenia  nowotworowe

Do pyłów działających rakotwórczo zalicza się:  zw.chromu , arsenu, pyły azbestu, pyły zawierające żelazo, niektóre pyły organiczne np. smołowcopochodne, barwniki organiczne. Proces nowotworowy ujawnia się zwykle po upływie wielu lat od zetknięcia się z zanieczyszczeniem . Kliniczne schorzenie występuje w postaci odoskrzelowego raka płuc.

SO2

– źródła: spalanie paliw, przemysł chemiczny

działanie biologiczne: silny gaz drażniący, rozpuszcza się w wydzielinie błon śluzowych tworząc kwasy działające drażniąco na te błony . Przewlekła ekspozycja środowiskowa powoduje:  nieżyty nosa , gardła , tchawicy, zaburzenia smaku i węchu , duszność wysiłkową, kaszel, znużenie, zapalenie spojówek , zmiany w obszarze morfologicznym krwi , awitaminoza B1, jest kokancerogenem ;

szczególnie wrażliwi są astmatycy i małe dzieci.

KWAŚNE AEROZOLE

Tlenki azotu i siarki występują w powietrzu atmosferycznym w postaci aerozoli kwasu siarkowego i azotowego.

Działanie biologiczne: Oddziaływanie wysokich stężeń kwaśnych aerozoli na górne drogi oddechowe powoduje: skurcze mięśniówki tchawicy i oskrzeli na skutek czego dochodzi do zakłócenia mechaniki oddychania i wzrostu oporu dla przepływu powietrza przez drogi oddechowe. Mogą wystąpić zmiany w płucach

Obniżenie pH śluzu powoduje stany zapalne w-wy nabłonkowej, uszkodzenie komórek  i ich złuszczanie.

Drażniący wpływ kwasów zależy od :

-         stężenia w powietrzu

-         średnicy aerozolu (im mniejsze są kropelki cieczy tym groźniejszy efekt biologiczny. W warunkach normalnych kwaśny aerozol ma średnicę cząsteczek rzędu 0.3-0.6μm - odkładają się wtedy głównie w najmniejszych oskrzelikach i pęcherzykach płucnych.

-         Gdy wilgotność powietrza jest duża, wtedy kwasy przenikają do kropelek wilgoci, a cząsteczki aerozolów powiększają swoje rozmiary (10-15 μm) i odkładają się głównie w górnych drogach oddechowych (gdzie wywierają działanie drażniące), jednak w mniejszym stopniu penetrują do płuc.

SMOG

Wyróżnia się dwa podstawowe typy smogów :

1.    Smog typu Londyńskiego , czyli smog kwaśny , zwany również zimowym

2.    Smog typu Los Angeles o charakterze fotochemicznym , utleniający , określany jako letni.

Smog typu Londyńskiego –zimowy ( okres grzewczy)

Profil zanieczyszczeń : SO2 i NOx, kwaśne aerozole, dymy (cząsteczki zanieczyszczeń są bardzo rozproszone , mają małe rozmiary (< 0.1-5 μm), małą prędkością sedymentacji). Mieszanina aerozoli  kwasów siarkowego, azotowego i siarczanów np. wodorosiarczanu amonowego daje tak zwane kwaśne deszcze.

Najbardziej dramatyczne zdarzenia zanotowano w Londynie w grudniu 1952 r , kiedy w ciągu kilku dni zmarło tam o 4000 osób więcej niż w tym samym okresie w latach wcześniejszych. Były to głównie osoby z przewlekłymi chorobami układu oddechowego i układu krążenia , oraz osoby w podeszłym wieku. Mimo , że średnie, dzienne stężenia SO2 i dymu nie przekraczały poziomów letalnych na skutek synergicznego działania składników smogu u osób  szczególnie  wrażliwych doszło do zatrucia śmiertelnego.

Smog typu Los Angeles – letni , fotochemiczny

Zanieczyszczenia fotochemiczne tworzą się natomiast na skutek reakcji chemicznych jakie zachodzą pod wpływem działania światła słonecznego na gazy emitowane przez samochody i zakłady przemysłowe takie jak: CO, NOx, węglowodory nasycone i nienasycone

NO2 → NO + O ,  O + O2 → O3

W innych reakcja fotochemicznych związki org. (węglowodory) pochodzące z benzyny rozszczepiają się na reaktywne rodniki, które reagują z różnymi składnikami zanieczyszczeń. Produktami tych reakcji są często związki o charakterze silnie utleniającym takie jak aldechydy, kwasy  czy silne utleniacze takie jak azotany peroksyacylowe R(CO)OONO2.

Działanie ozonu i innych fotoutleniaczy: skierowane jest głównie na układ oddechowy , szczególnie na komórki nabłonka dróg oddechowych i śródbłonka pęcherzyków płucnych. Bardzo wysokie stężenia ozonu (rzędu kilku mg/m3 powietrza – warunki doświadczalne) wywołują toksyczny obrzęk płuc, krwotoki i śmierć.

Stężenia rzędu 400μg-2000 μg ( odnotowywowane w miastach , w dniach o podwyższonych stężeniach fotoutleniaczy w powietrzu) uszkadzają błonę śluzową drzewa oskrzelowego (głównie odcinków końcowych) oraz śródbłonek pęcherzyków płucnych., porażają mechanizmy obronne układu oddechowego , zwiększają podatność na bakteryjne zapalenie płuc i przyspieszają starzenie organizmu.

Przewlekłe narażenie na ozon może powodować nieodwracalne zmiany w płucach pod postacią rozedmy, ogniskowej martwicy i zwłóknienia miąższu płucnego.

W badaniach populacji ogólnej stwierdzono , że nawet  krótkotrwały wzrost fotouteniaczy w powietrzu wpływa na czynność płuc (stwierdza się zwiększone opory dla przepływu powietrza przez drogi oddechowe)

Powoduje zwiększoną częstość napadów astmy oskrzelowej,

wywołuje podrażnienia oczu , bóle głowy i bóle w klatce piersiowej,

zmniejszoną sprawność lekkoatletyczną u sportowców.

W przypadku roślin ozon silnie działa na liście co może powodować znaczny spadek plonów. Jako bardzo silny utleniacz powoduje również korozję materiałów i urządzeń.

W pomieszczeniach zamkniętych źródłem ozonu są nadfiletowe lampy kserokopiarek , spawarki do metali , aparaty do wytwarzania H2O2 na skalę przemysłową.

Środowiskowo uwarunkowane stężenia ozonu i innych fotoutleniaczy wykazują wyraźną sezonową i dobową zmienność , co jest spowodowane okresowo zmiennym stopniem nasłonecznienia. Szczyt dobowy przypada na godzinę 10-12 i wczesne  popołudnie ,  po silnym działaniu promieni słonecznych na prekursory ozonu ( NO2,CH4, lotne związki organiczne, CO). Szczyt sezonowy na półkuli północnej ma miejsce od maja do sierpnia.