Профессиональные риски здоровью при переработке медно-никелевой руды

Введение. Производство никеля – это сложная последовательность взаимосвязанных технологических процессов, ключевым звеном в которой является пирометаллургический передел. Одна из его основных операций заключается в плавке рудного концентрата в рудно-термических электропечах для получения штейна (сплава сульфидов железа и цветных металлов) с его последующей конвертацией в очищенный от соединений железа файнштейн¹.

При производстве штейна и файнштейна происходит выделение в воздух производственных помещений различных газопылевых аэрозолей. Они содержат диоксид и другие соединения серы, а также многокомпонентную пыль, в которую входят медно-никелевая руда, оборотная пыль очистных устройств, оксиды и сульфиды никеля, соединения кремния [1][2]. Несмотря на постоянно проводимое усовершенствование оборудования и технологических процессов, условия труда в медно-никелевой промышленности, включая плавильные цехи, характеризуются высокой степенью экспозиции к комплексу вредных производственных факторов. Работники пирометаллургического передела рудного сырья подвергаются воздействию превышающих допустимые нормативы пылегазовых аэрозолей, повышенных уровней шума, неионизирующих электромагнитных полей, инфракрасного излучения, локальной и общей вибрации. Работа в плавильных цехах происходит в условиях повышенной тяжести труда и при неудовлетворительных параметрах микроклимата производственных помещений [3–5].

Условия труда определяют высокий уровень профессиональной заболеваемости металлургов медно-никелевых предприятий, для которых типично развитие хронических болезней органов дыхания, включая злокачественные новообразования с локализацией в верхних дыхательных путях, бронхах и легких [6–9]. Реже формируются патология костно-мышечной и нервной систем, нарушения слуха, болезни кожи и другие заболевания [10–12]. В последние годы предприятия медно-никелевой промышленности России сосредоточены в Арктике, а известно, что сочетанное действие вредных производственных и арктических климатических факторов может ускорять развитие и изменять клинические проявления профессиональной патологии [13v14].

Таким образом, сохранение здоровья работников никелевой промышленности является давно известной проблемой, не имеющей пока своего решения. Надо полагать, что это обусловлено отсутствием четких представлений о взаимодействии факторов резистентности организма, с одной стороны, и вредных производственных и непроизводственных факторов – с другой, определяющих степень индивидуального риска формирования профессиональных заболеваний при производстве никеля.

Цель исследования – получение новых знаний об условиях, сроках, структуре и частоте развития профессиональной патологии и возможности повышения эффективности ее предупреждения у работников, осуществляющих пирометаллургическую переработку медно-никелевой руды.

Материалы и методы. Исследование имело ретроспективный характер в когортной группе из 664 работников. Его начальной точкой стали результаты периодического медицинского осмотра в 2007 г. (с кодированными персональными данными). В последующие 13 лет (2008–2020 гг.) регистрировались все случаи впервые выявленных профессиональных заболеваний, которые сопоставлялись с исходным состоянием здоровья наблюдаемых лиц в 2007 году. Конечной точкой исследования стал 2020 г. в связи с выведением цеха из эксплуатации.

Для оценки условий труда использованы результаты аттестации рабочих мест и производственного контроля над концентрациями вредных веществ в воздухе рабочих помещений. Данные периодического медицинского осмотра 2007 г. и сведения о первичной профессиональной патологии, включая причины, обстоятельства развития и класс условий труда, были получены в филиале ФБУН «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья», выполнявшем функции областного центра профессиональной патологии (регистр профессиональных заболеваний Мурманской области). Вторым источником информации служил регистр выписок из карт учета профессионального заболевания (отравления) (Приказ Министерства здравоохранения Российской Федерации от 28.05.2001 № 176 «О совершенствовании системы расследования и учета профессиональных заболеваний в Российской Федерации», Приложение № 5).

Для статистической обработки полученных данных были применены программное обеспечение Microsoft Excel 2016 и программа EpiInfo, v. 6.04d. Использовались t-критерий Стьюдента, критерий согласия χ², относительный риск (ОР) и 95 % доверительный интервал (95 % ДИ). Полученные цифровые данные представлены как абсолютные значения, процентная доля, среднее арифметическое и стандартная ошибка среднего арифметического (M ± m). Статистически значимыми различия показателей считались при р < 0,05.

Результаты. В 2007 г. медицинский осмотр прошли 664 работника. Среди них было 574 (86,4 %) мужчины и 90 (13,6 %) женщин. Их средний возраст равнялся 40,0 ± 0,4 года, а средний трудовой стаж – 14,0 ± 0,3 года. Хронических заболеваний не было выявлено у 95 (14,8 %) человек («практически здоровые лица»). У остальных 549 (85,2 %) работников определялось 1713 непрофессиональных заболеваний. Их число у одного работника варьировало от одной до одиннадцати нозологических форм при среднем значении 2,58 ± 0,07 случая/человек. Всего медицинский осмотр был проведен у 103 (15,5 %) плавильщиков, 95 (14,3 %) слесарей-ремонтников, 65 (9,8 %) электромонтеров, 63 (9,5 %) машинистов крана, 39 (5,9 %) электрогазосварщиков, 36 (5,4 %) шихтовщиков, 31 (4,7 %) конверторщика и еще у 212 работников других специальностей.

Основным вредным производственным фактором при пирометаллургическом переделе концентрата медно-никелевой руды были аэрозоли химических веществ в воздухе рабочих помещений (табл. 1). Прежде всего они включали соединения, опасные для развития острого отравления (никеля соли в виде гидроаэрозоля). Также в их число входили вещества первого (никель, никель оксиды, сульфиды и смеси соединений никеля), второго (серная кислота+), третьего (сера диоксид+, сернистый ангидрид) и четвертого (медно-никелевая руда) классов опасности. Концентрации веществ соответствовали классам вредности 3.3–4. Среди других вредных факторов выявлялись слабофиброгенные аэрозоли (кремний диоксид аморфный и кристаллический), шум, общая и локальная вибрация, повышенная тяжесть трудового процесса, неблагоприятные параметры микроклимата рабочих мест, неионизирующие электромагнитные поля и излучения, соответствовавшие классам вредности 3.1–3.3. В 2007–2020 гг. в цехе не проводилась модернизация технологических процессов и оборудования, которая приводила бы к смене итогового класса вредности условий труда.

В течение 2008–2020 гг. у 65 (9,8 %) из 664 работников, обследованных в 2007 г., были впервые выявлены 158 хронических профессиональных заболеваний, или 2,43 ± 0,16 случая/человек. В число этих лиц входили 53 (81,5 %) мужчины и 12 (18,5 %) женщин. Их средний возраст при установлении профессионального заболевания составил 55,0 ± 0,7 года, а стаж работы на предприятии – 27,6 ± 0,9 года. Ежегодное число заболеваний колебалось в широких границах от 2 (2014 и 2018 годы) до 43 (2008 год) случаев, а работников с профессиональной патологией – от 1 (2014 и 2018 годы) до 17 (2008 год) человек. В целом число впервые выявляемых работников с профессиональной патологией имело устойчивую тенденцию к снижению (нисходящий тренд), а число болезней – тенденцию к снижению, которая в 2017–2020 годах сменилась тенденцией к повышению (рисунок).

Развитие профессиональных заболеваний обусловливали шесть вредных производственных факторов, среди которых наиболее значимым был химический: 72 (45,6 %) случая. Аэрозоли фиброгенного действия и повышенная тяжесть трудовых процессов вызывали по 32 (20,3 %) заболевания, шум – 19 (12,0 %), общая вибрация – 2 (1,3 %) и локальная – одно заболевание. В 126 (79,9 %) случаях обстоятельством, делавшим возможным влияние вредных факторов на работников, было несовершенство технологических процессов. Значительно меньшую роль играли конструктивные недостатки машин, механизмов и другого оборудования (26 случаев, или 16,5 %), а также несовершенство санитарно-технических установок (6 случаев, или 3,8 %). С действием вредного производственного фактора класса 3.1 было связано развитие 21 (13,3 %) заболевания, класса 3.2 – 35 (22,2 %), класса 3.3 – 37 (23,4 %) и класса 3.4 – 39 (24,7 %) заболеваний. Экстремальные условия труда (класс 4) создавали только химические вещества, опасные для развития острого отравления: никель; гидроаэрозоли солей никеля; оксиды, сульфиды и смеси соединений никеля в файнштеине, никелевом концентрате и агломерате, оборотной пыли очистных устройств. Они обусловливали формирование 26 (16,5 %) заболеваний.

Из пяти классов профессиональных болезней, выявленных у работников плавильного цеха, наиболее распространенными были заболевания органов дыхания, как верхних дыхательных путей, так бронхов и легких (более половины всех случаев). Отношение патологии бронхов и легких к патологии верхних дыхательных путей составило 3,7 : 1. Второе и третье места занимали болезни костно-мышечной системы и уха. Их распространенность в расчете на 100 работников была в 2–3 раза меньше, чем болезней органов дыхания. В единичных случаях диагностировались болезни нервной системы, а также один случай вибрационной болезни (класс «Травмы, отравления и некоторые другие последствия воздействия внешних причин»). Самыми распространенными нозологическими формами профессиональной патологии были хронический бронхит и нейросенсорная тугоухость. Другие заболевания выявлялись в 2,5–6,0 раза реже (табл. 2). Средний годовой уровень профессиональной заболеваемости металлургов плавильного цеха в 2008–2020 гг. составил 184,2 случая/10 000 работников.

Проведен анализ возможных связей между диагностированными в 2007 г. непрофессиональными заболеваниями (не препятствовавшими продолжению работы) и впервые выявленной в 2008–2020 гг. профессиональной патологией.

Анализ вышеизложенных особенностей развития профессиональной патологии в когортной группе работников был проведен с учетом влияния на них возраста, продолжительности стажа, специальности и условий труда, текущего клинического состояния, прогнозируемой патологии, курения и других факторов. Он был выполнен для разработки критериев категорий риска развития профессиональной патологии с целью улучшения прогноза и повышения эффективности последующих дифференцированных по объему и регулярности проведения медико-профилактических мероприятий.

В качестве критериев категорий риска были определены: 1) условия труда в каждой специальности; 2) соотношение индивидуального стажа работника к среднему стажу работников данной специальности при ранее выявленных профессиональных заболеваниях; 3) признаки воздействия вредных производственных факторов на организм, включая органы-мишени; 4) наличие общих заболеваний, повышающие вероятность развития в будущем профессиональной патологии; 5) наличие дополнительных факторов, повышающих риск профессиональной патологии; 6) наиболее вероятные профессиональные заболевания у работников каждой специальности. Для качественной оценки риска были выделены пять возрастающих категорий: низкая, умеренная, средняя, высокая и очень высокая [15].

Применение данной методики показало, что низкая категория риска развития профессиональной патологии определялась у 238 (35,8 %), умеренная – у 93 (14,0 %), средняя – у 98 (14,8 %), высокая – у 67 (10,1 %) и очень высокая – у 168 (25,3 %) работников плавильного цеха. Выделенные пять групп различались между собой (кроме высокого и очень высокого рисков) по возрасту и продолжительности стажа, которые возрастали от группы низкого до высокого риска. Напротив, доля практически здоровых лиц в каждой группе снижалась с 32,8 % (низкий риск) до 0 % (очень высокий риск), причем различия между первыми тремя группами были значимыми. Число общих болезней у одного работника последовательно возрастало от группы низкого до очень высокого риска, при этом значимые различия отсутствовали только между группами низкого и умеренного рисков.

Продолжительность формирования профессиональной патологии (после определения категории риска) сокращалась от группы низкого риска до группы очень высокого риска в 4,4 раза. При очень высоком риске отмечались различия со всеми остальными четырьмя группами (p < 0,001), а при высоком риске – с группами умеренного и низкого риска (p < 0,001). Более половины всех работников с развившейся в течение 13 лет профессиональной патологией изначально имели очень высокую степень риска, что превышало показатели остальных четырех групп (p < 0,001).

Обсуждение. Проведенное исследование выявило ряд фактов, заслуживающих внимания и обсуждения. Так, профессиональная заболеваемость в обследованной группе работников-пирометаллургов значительно превышает общероссийские показатели в 2007–2020 гг. Для всех видов экономической деятельности это превышение составило 122,8 раза, а при металлургическом производстве – 16,6 раза^{2, 3, 4}. Объяснением этому феномену могут служить как особенности условий труда на предприятии, так и характерное для Арктики сочетанное влияние на работников вредных производственных и климатических факторов [14][16]. Однако главная причина столь существенных различий, по всей вероятности, заключается в более точном учете данных о заболеваемости при проведении когортного исследования.

Самый высокий риск возникновения профессиональной патологии отмечается у машинистов крана, в числе которых более половины – женщины. Этот факт придает дополнительное значение вопросам сохранения здоровья женщин, так как, несмотря на действующие ограничения на работы с вредными и опасными условиями труда⁵, значительное число женщин-металлургов трудоустроены именно в этой профессии [17].

Обращают на себя внимание выраженные ежегодные колебания числа профессиональных больных и заболеваний среди металлургов, осуществляющих переработку медно-никелевой руды. Полагаем, что наибольшее число профессиональных заболеваний и работников с профессиональной патологией в 2008–2010 гг. связано с тем, что углубленный периодический медицинский осмотр был проведен в 2007 г. По его результатам были выявлены работники с подозрением на наличие профессиональных заболеваний. Для уточнения диагноза им рекомендовалось дополнительное обследование, в том числе в областном центре профпатологии. Так как для принятия соответствующих решений, проведения обследований и экспертизы связи заболеваний с профессией требуется много времени, этот процесс в ряде случаев длился около 2 лет. В последующие годы отмечалось волнообразное изменение числа выявляемых заболеваний, что является характерным феноменом для России. Он описан и частично объяснен в ряде публикаций, правда, у других категорий работников [18][19]. Кроме того, большое значение может иметь как незаинтересованность работников допенсионного возраста, так и их заинтересованность в пенсионном возрасте в выявлении профессиональной патологии. Это может существенно изменять ежегодные показатели профессиональной заболеваемости [20–22].

Ретроспективный анализ подтвердил возможность влияния ряда непрофессиональных заболеваний на частоту выявления в последующем профессиональной патологии. В частности, для профессиональных болезней органов дыхания таким заболеванием является хронический бронхит, подозреваемый или диагностируемый с разной степенью достоверности при проведении периодических медицинских осмотров. В такой ситуации не всегда можно установить, произошло ли дальнейшее реальное прогрессирование процесса или просто имеет место официальная смена трактовки этиологии заболевания с непрофессиональной на профессиональную. В любом случае диагноз «хронический бронхит» не является ранней диагностикой, которую необходимо осуществлять на донозологической стадии патологического процесса. Вероятно, в данном случае при проведении периодических медицинских осмотров следует использовать термин «предбронхит», что позволит раньше начать профилактические и оздоровительные мероприятия.

Выявляемые при проведении периодических медицинских осмотров начальные признаки воздействия шума на орган слуха повышали частоту последующего выявления профессиональной нейросенсорной тугоухости. Так же как и в случае подозреваемого хронического бронхита неясной этиологии, установление даже начальных признаков тугоухости не является ранней донозологической диагностикой. Поэтому во время медицинских осмотров, возможно, по аналогии с термином «предбронхит» целесообразно применять термин «предтугоухость».

Более частая диагностика профессиональных болезней костно-мышечной системы происходила при предшествующих остеохондрозе позвоночника, вертеброгенных цервикалгии и люмбалгии, артралгии суставов конечностей. Необходимость их раннего выявления ставит вопрос о расширении методов инструментальной диагностики этой группы нарушений здоровья, обязательных для использования в комплексе периодических медицинских осмотров.

Также значение выполненного исследования состоит в доказательстве целесообразности установления при проведении периодических медицинских осмотров пяти категорий риска развития профессиональной патологии, необходимых для ранней и дифференцированной ее профилактики. Они имеют значимые различия в динамике и частоте формирования нарушений здоровья, свои качественные и количественные характеристики. Особое внимание должно уделяться оздоровлению работников с очень высокой категорией риска, так как у четверти из них в течение 13 лет формируются профессиональные заболевания. Эффективная профилактика профессиональной патологии возможна при раннем воздействии на органы-мишени, которыми у работников плавильного производства являются бронхи, позвоночник, суставы конечностей, внутреннее ухо, верхние дыхательные пути.

При высокой и очень высокой категориях риска целесообразно шире применять рациональное трудоустройство, так как продолжение контакта с этиологически значимым вредным производственным фактором на этом этапе значительно сокращает возможности профилактических лечебных мероприятий.

Обращает на себя внимание отсутствие в течение 13 лет характерных для экспозиции к соединениям никеля злокачественных новообразований органов дыхания, ранее отмечавшихся отечественными и зарубежными исследователями у работников пирометаллургического производства [11][23]. Также необходимо объяснение причин почти четырехкратного превышения частоты поражения у металлургов нижних дыхательных путей по сравнению с верхними. Возможны несколько объяснений: 1) особенности дыхательного паттерна при использовании средств индивидуальной защиты; 2) бóльшая устойчивость слизистой верхних дыхательных путей к воздействию вредных химических веществ; 3) неполное выявление заболеваний верхних дыхательных путей.

В качестве ограничения проведенного исследования можно считать невозможность полного исключения случаев профессиональных заболеваний, диагностированных за пределами Мурманской области. Это относится к работникам, выбывшим из когортной группы в течение 13 лет наблюдения в связи с переездом на новое место проживания. Информация о таких случаях может отсутствовать в областном регистре. Однако, принимая во внимание действующую процедуру установления профессиональных заболеваний, это крайне маловероятно, так как бывшие работники переезжают в другие регионы после официальной их регистрации.

Заключение. В 2008–2020 гг. средний уровень профессиональной заболеваемости у изученной группы работников составил 184,2 случая/10000 работников, превышавший в 122,8 раза средний общероссийский показатель. Получены новые данные о том, что в условиях современного производства в течение 13 лет у 9,8 % работников, осуществляющих пирометаллургическую переработку медно-никелевой руды, развивается профессиональная патология. В ее структуре преобладают болезни органов дыхания (50,6 %) и костно-мышечной системы (29,1 %). Из числа известных у данной группы работников непрофессиональных заболеваний впервые установлены те нозологические формы, которые оказывали статистически доказанное влияние на последующее развитие профессиональной патологии вследствие, вероятно, снижения резистентности организма работника к действию вредных производственных факторов. Развитию профессиональной патологии наиболее подвержены машинисты крана (17,5 % работников за 13 лет), среди которых женщины составляют 53,2 %.

Для повышения эффективности профилактических мероприятий разработаны качественные и количественные критерии пяти категорий риска развития профессиональной патологии и показана возможность их определения по данным периодического медицинского осмотра. Установлено, что особого подхода требует проведение профилактических мероприятий при очень высокой категории риска вследствие того, что в течение 13 лет профессиональные заболевания возникают у 23,8 % работников, а профессиональная заболеваемость составляет 453,3 случая/10 000 работников.