Профессиональная патология работников различных специальностей при пирометаллургическом рафинировании никеля

Введение. Пирометаллургическое рафинирование никеля – это сложная совокупность технологических операций, в которых участвуют работники более чем 60 специальностей. Условия их труда определяют высокий риск формирования профессиональных заболеваний [1–3]. Пирометаллургическая переработка сульфидных медно-никелевых руд (плавка на штейн, конвертирование штейнов, обжиг никелевого файнштейна и восстановительная плавка оксида никеля на огневой металл) сопровождается выбросом в воздух производственных помещений пылегазовых аэрозолей с высоким содержанием соединений серы и многокомпонентной пыли, состоящей из соединений кремния, металлического никеля, оксидов и сульфидов никеля, меди, кобальта, железа, мышьяка, хрома, кадмия, свинца [4–6]. Кроме того, при выполнении производственных заданий в процессе пирометаллургического рафинирования никеля работники подвергаются воздействию производственного шума, общей и локальной вибрации, физических перегрузок в условиях нагревающего микроклимата на рабочих местах [7][8]. Экспозиция к сочетанному действию нескольких вредных производственных факторов приводит к формированию у металлургов профессиональных заболеваний разных классов, в том числе в форме коморбидной патологии [9–13].

Так как добыча и переработка медно-никелевых руд в Российской Федерации осуществляется на предприятиях, расположенных на территории Арктической зоны, влияние на состояние здоровья работников металлургических предприятий оказывает не только микроклимат производственных помещений, но и суровые климатические условия Арктики [14–16]. Доказано, что вредные производственные и климатические факторы при их сочетанном действии могут ускорять развитие и изменять течение профессиональных заболеваний [17][18].

Таким образом, проблема сохранения здоровья работников, занятых в пирометаллургическом производстве никеля, по-прежнему не теряет своей актуальности. Однако применяемые технологические, организационные и медико-профилактические мероприятия не всегда приводят к ее решению. В течение 2008–2021 гг. осуществлявшаяся модернизация технологических процессов не приводила к изменению класса вредности условий труда работников пирометаллургического производства.

Цель исследования заключалась в изучении общих и отличительных черт профессиональных заболеваний у работников различных специальностей, осуществляющих пирометаллургическое рафинирование никеля.

Материалы и методы. Исследование носило ретроспективный наблюдательный характер в когортной группе из 1429 работников, занятых в пирометаллургическом производстве никеля. Результаты периодического медицинского осмотра в 2007 г. были его начальной точкой. В последующие 14 лет отслеживались все случаи профессиональных заболеваний с конечной точкой в 2021 г. Сведения о профессиональных заболеваниях (ПЗ) за период 2008–2021 гг. получены в архиве клиники профпатологии филиала ФБУН «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья» (г. Кировск Мурманской области). Оценка условий труда проводилась на основе анализа результатов, представленных в санитарно-гигиенических характеристиках работников, пострадавших вследствие ПЗ. На первом этапе исследования основное внимание было уделено условиям труда и профессиональной патологии работников, занятых в пирометаллургическом производстве никеля, а на втором этапе – особенностям профессиональной патологии работников 13 специальностей, в каждой из которых было диагностировано не менее 5 профессиональных заболеваний.

Программа Epi Info, v. 6.04d и программное обеспечение Microsoft Excel 2016 применены для анализа полученных результатов. Определялись t-критерий Стьюдента для независимых выборок, критерий согласия χ², относительный риск (ОР) и 95 % доверительный интервал (ДИ). Числовые показатели даны как абсолютные значения, процентная доля, среднее арифметическое, стандартная ошибка среднего арифметического (M ± m). Критическим считался уровень значимости нулевой гипотезы менее 0,05.

Результаты. По данным санитарно-гигиенических характеристик условий труда наибольшую опасность здоровью работников пирометаллургического рафинирования никеля представляют аэрозоли, обладающие канцерогенным эффектом и фиброгенным действием. Аэрозоли, образующиеся при пирометаллургическом производстве никеля, характеризуются преимущественным содержанием его нерастворимых соединений (сульфиды и оксиды никеля), в том числе сульфидов никеля – до 50,0 %. Они существуют в виде мелкодисперсной пыли с высоким удельным весом (до 95 %) частиц респирабельных фракций при среднесменной концентрация никеля в воздухе производственных помещений 12,5–46,1 мг/м³. Меньшее гигиеническое значение имеет загрязнение воздуха производственных помещений пирометаллургических цехов технологическими газами, образующихся за счет протекания химических реакций, – диоксид серы, углекислый газ, оксид углерода.

Среди вредных производственных факторов физической природы наиболее распространенным является шум. Реже на рабочих местах регистрируются повышенные уровни неионизирующих электромагнитных полей и излучений, вибрации, инфракрасного излучения. К характерным условиям при пирометаллургическом производстве никеля также относятся повышенная тяжесть трудового процесса и неблагоприятный микроклимат производственных помещений. В целом все эти факторы, как правило, соответствуют классам вредности 3.1–3.2. Гигиеническая оценка условий труда показала, что наибольшему воздействию вредных производственных факторов подвергаются плавильщики, конвертерщики, обжигальщики, машинисты мельниц, разливщики металла с итоговой оценкой класса условий труда 3.3–4. У работников других основных специальностей класс условий труда составлял 3.2–3.4 (табл. 1).

В 2007 г. периодическим медицинским осмотром были охвачены 1429 работников 54 специальностей, в том числе 1254 (87,8 %) мужчины и 175 (12,2 %) женщин. Их средний возраст составил 39,7 ± 0,3 года, а трудовой стаж в производстве никеля – 14,9 ± 0,2 года. В число обследованных лиц входили 212 (14,8 %) плавильщиков, 209 (14,6 %) слесарей-ремонтников, 151 (10,6 %) электромонтер, 128 (9,0 %) машинистов крана, 122 (8,5 %) обжигальщика, 70 (4,9 %) электрогазосварщиков, 43 (3,0 %) чистильщика металла, 39 (2,7 %) дробильщиков и еще 432 работника других специальностей.

В дальнейшем течение 2008–2021 гг. у 129 (9,0 %) из 1429 работников были впервые выявлены 300 случаев ПЗ или 2,33 ± 0,14 случая на одного работника с ПЗ. В числе этих лиц были 110 мужчин и 19 женщин, то есть 8,8 % работников-мужчин и 10,9 % работников-женщин, что свидетельствовало об отсутствии гендерных различий в риске развития ПЗ: ОР 1,23; ДИ 0,78–1,23; р = 0,783. Средний возраст работников на момент установления ПЗ составил 49,7 ± 0,5 года, а стаж на предприятии – 23,4 ± 0,6 года.

Одна нозологическая форма ПЗ выявлена у 38 (29,5 %) работников. У 91 (70,5 %) работника отмечалась профессиональная полиморбидность: два ПЗ – у 48 (37,2 %), три ПЗ – у 19 (14,7 %), четыре ПЗ – у 15 (11,6 %), пять ПЗ – у 6 (4,7 %) и шесть ПЗ – у 3 (2,3 %) работников. Сочетание двух ПЗ состояло преимущественно из болезни органов дыхания и нейросенсорной тугоухости (40,0 %) или двух разных болезней органов дыхания (33,3 %). В случае трех ПЗ чаще возникали сочетание двух разных болезней органов дыхания и нейросенсорной тугоухости (33,3 %) или двух разных болезней костно-мышечной системы и органов дыхания (27,8 %). В случае четырех ПЗ чаще в сочетание входили по две болезни органов дыхания и костно-мышечной системы или три болезни костно-мышечной системы и нейросенсорная тугоухость (по 28,6 %). Сочетания пяти и шести ПЗ у одного работника были редкими, анализ их компонентов не проводился. За 14-летний период наблюдения из 300 случаев ПЗ половина приходится на 3 рабочие специальности из 54 обследованных в 2007 году: плавильщики (n = 80), машинисты крана (n = 50) и слесари-ремонтники (n = 21).

Ежегодное число случаев ПЗ и количество пострадавших работников вследствие ПЗ колебалось в широких границах от 6 случаев и 2 человек (2018 г.) до 61 случая и 22 человек (2008 г.). За период наблюдения максимальные показатели отмечались в первые три года (2008–2010 гг.) с волнообразными периодами снижения и подъема в последующие годы. Каждый год ПЗ диагностировались у 0,23–1,60 % работников. Уровень профессиональной заболеваемости в обследованной группе работников пирометаллургического рафинирования никеля в 2008–2021 гг. составил 149,96 случая на 10 000 работников.

Из шести классов ПЗ наибольшую долю имели заболевания органов дыхания (53,7 %), включая заболевания верхних дыхательных путей (11,0 %), бронхов и легких (42,7 %). Второе и третье места занимали болезни костно-мышечной системы (26,3 %) и уха (16,0 %). В единичных случаях диагностировались злокачественные новообразования (1,7 %), болезни нервной системы (1,3 %) и болезни класса «Травмы, отравления и некоторые другие последствия воздействия внешних причин» (1,0 %). Наиболее распространенным ПЗ являлся хронический бронхит (n = 69). В число часто выявляемых ПЗ входили нейросенсорная тугоухость (n = 47), хроническая обструктивная болезнь легких (n = 26) и бронхиальная астма (n = 21). Реже диагностировались радикулопатия (n = 14), рефлекторные синдромы (n = 13) и плечелопаточный периартроз (n = 12)¹.

В соответствии с целью исследования был проведен дополнительный анализ особенностей формирования профессиональной патологии у работников 13 специальностей, в каждой из которых было диагностировано не менее 5 ПЗ (табл. 2).

На момент развития ПЗ средний возраст работников варьировал от 45,7 ± 2,3 (слесари-ремонтники) до 54,1 ± 2,4 года (разливщики металла), а продолжительность стажа – от 20,6 ± 3,3 (стропальщики) до 28,3 ± 4,6 года (сменные мастера), но без статистически значимых различий между группами специалистов. Доля заболевших работников (от их общего числа в 2007 г.) в каждой специальности колебалась от 4,9 (обжигальщики) до 20,0 % (разливщики металла). Число ПЗ, диагностированных у одного работника в специальностях разливщика металла и шихтовщика, было больше по сравнению с электромонтерами (t = 2,66; p = 0,026 и t = 2,29; p = 0,048 соответственно), а у разливщика металла больше, чем у слесаря-ремонтника (t = 2,36; p = 0,033).

Наиболее высокий уровень профессиональной заболеваемости выявлен у разливщиков металла, который в 1,7–2,0 раза выше по сравнению с машинистами кранов, шихтовщиками, плавильщиками, стропальщиками, машинистами мельницы и в 2,0–6,5 раза – с операторами пылегазоулавливающей установки, сменными мастерами, конвертерщиками, обжигальщиками, дробильщиками и слесарями-ремонтниками. Минимальный уровень профессиональной заболеваемости зарегистрирован у работников в специальности электромонтер – в 8,17 раза ниже, чем у разливщиков металла.

У разливщиков металла, машинистов кранов, плавильщиков, стропальщиков и сменных мастеров выявлен повышенный относительный риск развития профессиональной патологии по сравнению с обжигальщиками, слесарями-ремонтниками и электромонтерами. Иных существенных различий между группами работников различных специальностей выявлено не было (табл. 3).

У работников двенадцати из тринадцати специальностей наибольший удельный вес в структуре профессиональной патологии занимали болезни органов дыхания от 47,4 % у обжигальщиков до 80,0 % у операторов пылегазоулавливающей установки (табл. 4).

Разливщиков металла отличала низкая доля болезней органов дыхания, которая была ниже, чем у машинистов крана (χ² = 9,15; р = 0,003), плавильщиков (χ² = 6,31; р = 0,012), стропальщиков (χ² = 1,84; р = 0,175), сменных мастеров (χ² = 8,32; р = 0,004), слесарей-ремонтников (χ² = 12,95; р < 0001) и электромонтеров (χ² = 4,89; р = 0,028). В то же время у разливщиков металла удельный вес болезней костно-мышечной системы превышал показатели у плавильщиков (χ² = 4,92; р = 0,027), стропальщиков (χ² = 5,85; р = 0,016), сменных мастеров (χ² = 4,61; р = 0,032), машинистов мельницы (χ² = 4,11; р = 0,043), слесарей-ремонтников (χ² = 16,89; р < 0,001) и электромонтеров (χ² = 10,6; р < 0,001). Для электромонтеров была характерна высокая доля нейросенсорной тугоухости, которая превышала показатели у разливщиков металла (χ² = 6,77; р = 0,010), машинистов крана (χ² = 10,95; р < 0,001), шихтовщиков (χ² = 3,95; р = 0,047), плавильщиков (χ² = 4,93; р = 0,027) и обжигальщиков (χ² = 4,08; р = 0,047).

Полученные результаты обусловили необходимость объяснения различий в риске развития и структуре профессиональной патологии работников разных специальностей. Степень вредности условий труда частично давала ответ на вопрос о риске, так как в целом он был выше у работников с классом условий труда 3.3–4 по сравнению с классом 3.2–3.4.

Однако степень вредности условий труда не объясняла различий в структуре профессиональной патологии у обжигальщиков и электромонтеров. Поэтому был проведен углубленный анализ демографических данных и исходного состояния здоровья работников вышеуказанных тринадцати специальностей в 2007 г. с учетом структуры заболеваний, способных приобрести профессиональную этиологию (табл. 5).

Критерию «практически здоровый» (отсутствие хронических заболеваний) отвечали 210 (14,6 %) человек. У остальных 1219 (85,3 %) работников было выявлено 2949 хронических непрофессиональных заболеваний в количестве от одной до одиннадцати нозологических форм у одного работника, или в среднем 2,42 ± 0,17 случая. Наибольший удельный вес в структуре нарушений здоровья занимали болезни костно-мышечной системы (27,8 %), глаза (22,3 %), органов дыхания (15,9 %), системы кровообращения (13,2 %), органов пищеварения (9,8 %), эндокринной системы (6,8 %).

Чаще других диагностировались следующие болезни: миопия (n = 391), остеохондроз позвоночника (n = 242), артериальная гипертензия (n = 240), хронический бронхит без эндоскопической верификации (n = 191), вертеброгенная люмбалгия (n = 145), искривление перегородки носа с нарушением функции дыхания (n = 142), ожирение (n = 134), варикозная болезнь нижних конечностей (n = 116), язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки (n = 97) и вертеброгенная цервикалгия (n = 80).

Установлены значительные гендерные различия между группами. Так, в семи специальностях женский труд не применялся совсем (в том числе у обжигальщиков). В четырех группах женщины составляли меньшинство (в том числе у электромонтеров), а в двух (машинисты крана и шихтовщики) – большинство работников. У обжигальщиков возраст был минимальным среди всех групп специалистов. Он был ниже, чем у операторов пылегазоулавливающей установки (t = 5,23; p < 0,001), мастеров (t = 3,83; p < 0,001), дробильщиков (t = 3,78; p < 0,001), машинистов крана (t = 3,13; p = 0,002), стропальщиков (t = 2,84; p = 0,005) и плавильщиков (t = 2,32; p = 0,021). Максимальный возраст отмечался у операторов пылегазоулавливающей установки, но превышал он только показатели у сменных мастеров (t = 1,45; р = 0,152). Самый короткий по продолжительности стаж имели разливщики металла, но значимо его превышал только стаж сменных мастеров (t = 2,32; p = 0,024). Максимально продолжительный стаж отмечался у операторов пылегазоулавливающей установки. Таким образом, гендерные и возрастно-стажевые характеристики не объясняли различия в структуре профессиональной патологии.

Анализ исходного состояния здоровья металлургов показал, что, основываясь на доле здоровых лиц и числе ПЗ, выявляемых у одного работника, его наиболее низкий уровень был у дробильщиков (5,3 % и 2,95 ± 0,32 случая) и операторов пылегазоулавливающей установки (6,7 % и 3,00 ± 0,43 случая). Лучшие показатели имели обжигальщики (24,6 % и 1,76 ± 0,14 случая) и разливщики металла (20,0 % и 2,35 ± 0,46 случая). В структуре непрофессиональной патологии разливщиков металла обращала на себя внимание самая высокая среди всех специалистов доля заболеваний костно-мышечной системы (42,6 %). Структура непрофессиональных заболеваний электромонтеров особенностей не имела.

Обсуждение. Реализация программы оздоровительных мероприятий по охране труда в 2011–2015 гг. на предприятиях цветной металлургии в Арктике по профилактике производственно-обусловленных заболеваний среди работников пирометаллургического производства способствовала снижению распространенности и профессиональной обусловленности многих заболеваний, связанных с условиями труда. Комплексная оценка потерь здоровья методом DALY-анализа продемонстрировала существенное сокращение бремени болезней среди работников пирометаллургического рафинирования никеля на 15,6 %, в том числе среди мужчин – на 12,5 %, среди женщин – на 28,3 % [6]. В то же время, несмотря на предпринимаемый комплекс профилактических мер, у работников всех специальностей пирометаллургического рафинирования никеля сохраняется повышенный риск развития профессиональной патологии [1, 2]. В ее структуре, как и ранее [8][13], продолжают преобладать заболевания органов дыхания (54,3 %), и прежде всего хронический бронхит. Также продолжают выявляться характерные для экспозиции к соединениям никеля злокачественные новообразования [10][12][19], уровень заболеваемости которыми (2,51 случая на 10 000 работников) имеет тенденцию за последние годы к снижению [20].

В обследованной группе работников пирометаллургического производства никеля обращает на себя внимание более высокий уровень профессиональной заболеваемости по сравнению с общероссийскими показателями при производстве металлов (превышение в 13,2 раза²). Последний факт можно объяснить не только сочетанным влиянием вредных производственных факторов и вредных климатических условий Арктики [14–16], но и, вероятно, более точными результатами исследований в когортной группе работников. Также заслуживает внимания факт одновременного формирования у 70,5 % металлургов двух и более профессиональных заболеваний, что можно трактовать как прогностически неблагоприятную профессиональную полиморбидность [13][21–23].

Требуют объяснения выраженные волнообразные колебания числа профессиональных заболеваний и больных с профессиональной патологией, занятых в производстве никеля. Этот феномен может быть связан с неполным выявлением патологии или ее диагностикой на поздних стадиях развития, различными подходами врачей к трактовке выявленных нарушений здоровья [24–26].

Помимо вышеперечисленных общих положений, касающихся рисков здоровью работников пирометаллургического рафинирования никеля, установлены новые данные об особенностях ПЗ у металлургов различных специальностей. Прежде всего, выявлена значительная вариабельность показателей заболеваемости: от 56,8 случая (на 10 000 работников) у электромонтеров до 464,3 случая (на 10 000 работников) у разливщиков металла, то есть в 8,17 раза. По сравнению со всеми другими специалистами у разливщиков металла отмечались низкие показатели, характеризующие профессиональное здоровье: доля заболевших работников, риск развития патологии, уровень заболеваемости. Структура профессиональной патологии у разливщиков металла отличалась преобладанием болезней костно-мышечной системы, тогда как у других специалистов доминировали болезни органов дыхания. Последний факт можно объяснить исходным высоким удельным весом заболеваний костно-мышечной системы непрофессиональной этиологии по данным медицинского осмотра в 2007 г. Более высокая выявляемость профессиональной нейросенсорной тугоухости у электромонтеров, в сравнении с работниками других специальностей, связана с экспозицией к производственному шуму (класс условий труда 3.1–3.3). В целом различия в структуре профессиональных заболеваний работников пирометаллургического производства никеля требуют дальнейших исследований.

Важно отметить, что класс условий труда, используемый как основной критерий для определения степени риска развития профессиональной патологии³, в обследованной группе металлургов не всегда является таким надежным инструментом. Например, класс вредности у крановщиков менее значительный по сравнению с обжигальщиками, а уровень заболеваемости в 2,49 раза выше. Также у сменных мастеров условия труда более благоприятные, чем у электромонтеров, а уровень заболеваемости в 3,46 раза выше. Эти данные свидетельствуют о необходимости учета особенностей конкретной специальности на конкретном предприятии, которые не отражаются в степени класса условий труда. Прежде всего, при определении категории риска нужно учитывать одновременно уровень профессиональной заболеваемости и удельный вес заболевших работников среди лиц данной специальности, а не на предприятии в целом. На практике эти показатели могут давать противоречивые результаты в случаях диагностики нескольких заболеваний у немногих работников или диагностики одного заболевания у многих работников.

Ограничения исследования. В качестве ограничения исследования следует рассматривать малое число случаев профессиональных заболеваний в некоторых профессиональных группах, что не позволяет получить статистически подтвержденные результаты.

Выводы

1. В 2008–2021 гг. среднегодовой уровень профессиональной заболеваемости при пирометаллургическом рафинировании никеля составил 149,96 случая на 10 000 работников, ежегодно у 0,23–1,60 % работников регистрировались ПЗ.
2. Установлены особенности нарушений здоровья у работников различных профессиональных групп. Так, структура профессиональной патологии у разливщиков металла отличалась преобладанием болезней костно-мышечной системы, тогда как у рабочих других специальностей доминировали болезни органов дыхания. Установлена более высокая выявляемость профессиональной нейросенсорной тугоухости у электромонтеров в сравнении с работниками других специальностей.
3. У работников всех профессиональных групп пирометаллургического рафинирования никеля выявлена значительная вариабельность показателей заболеваемости: у электромонтеров от 56,8 случая (на 10 000 работников) до 464,3 случая (на 10 000 работников) у разливщиков металла, то есть в 8,2 раза.
4. Знание особенностей развития и клинических проявлений профессиональной патологии при пирометаллургическом рафинировании никеля позволит дифференцировать методы ее профилактики у работников различных профессиональных групп, подвергающихся воздействию вредных производственных факторов с различной экспозиционной нагрузкой.