Характеристика аэрозольной нагрузки на участках литейного производства предприятия машиностроения

Введение. В результатах ранее проведенных исследований отсутствуют комплексные данные о составе промышленных аэрозолей современных литейных производств, что ограничивает возможности разработки адресных профилактических программ, учитывающих произошедшие за последние годы изменения производства.

Цель исследования: углубленная характеристика качественного и количественного состава аэрозолей в воздухе рабочей зоны на различных производственных участках литейного завода предприятия автомобилестроения.

Материалы и методы. Исследование проводилось на производствах чугунного и цветного литья (плавильный, литейные, формовочный, стержневой, обрубочный участки). Пробы воздуха рабочей зоны отбирались одновременно в одних и тех же точках для определения среднесменной концентрации, фракционного и химического состава аэрозолей, содержания летучих органических соединений. Отбор проб проводился на кварцевые фильтры и картриджи с угольным абсорбентом с использованием индивидуальных пробоотборников, а для изучения фракционного состава аэрозоля – на поливинилхлоридные фильтры с использованием 8-ступенчатого каскадного импактора в аэродинамическом диапазоне менее 18 мкм.

Результаты. Воздух рабочей зоны литейного производства загрязнен промышленными аэрозолями сложного состава. На всех исследованных участках взвешенные частицы, способные депонироваться в дыхательной системе, представлены респирабельными частицами и мелкодисперсной (10–18 мкм) частью экстраторакальной фракции. Выявлена высокая доля ультрадисперсных частиц в составе респирабельной фракции на плавильном и литейных участках. Содержание диоксида кремния не превышало 10 %. В пробах воздуха рабочей зоны обнаружены летучие органические соединения, обладающие раздражающим и сенсибилизирующим действием, а также отдаленными мутагенными, канцерогенными эффектами, потенциальной репродуктивной токсичностью.

Заключение. Комбинированное воздействие аэрозолей фиброгенного характера, токсичных металлов и летучих органических соединений может повышать риски развития заболеваний органов дыхания. Наличие ультрадисперсной фракции обуславливает повышенную биологическую активность аэрозоля. Необходимы эпидемиологические исследования, а также разработка комплексных профилактических программ, учитывающих особенности современных литейных производств.

1. Бухтияров И.В., Тихонова Г.И., Бетц К.В Заболеваемость, инвалидность и смертность населения трудоспособного возраста в России // Медицина труда и промышленная экология. 2023. Т. 62. № 12. С. 791-796. doi: 10.31089/1026-9428-2022-62-12-791-796

2. Rantanen J, Muchiri F, Lehtinen S. Decent work, ILO’s response to the globalization of working life: Basic concepts and global implementation with special reference to occupational health. Int J Environ Res Public Health. 2020;17(10):3351. doi: 10.3390/ijerph17103351

3. Максимова М.А. Оценка профессиональных рисков для работников литейного цеха // ХХI век. Техносферная безопасность. 2021. T. 6. №1 (21). С. 75-93. doi: 10.21285/2500-1582-2021-1-75-93

4. Schulte P, Fischer FM, Iavicoli I, et al. The challenge of new forms of work, innovative technologies, and aging on decent work: Opportunities for occupational safety and health. Med Lav. 2024;115(5):e2024037. doi: 10.23749/mdl.v115i5.16421

5. Протасов А.В. Внепечная металлургия на машиностроительных заводах // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2023. Т. 79. № 11. С. 901-914. doi: 10.32339/0135-5910-2023-11-901-914.

6. Ровин С.Л. Современный литейный цех – прототип энерго-эффективного экологически нейтрального производства будущего // Литье и металлургия. 2023. № 4. С. 25-29. doi: 10.21122/1683-6065-2023-4-25-29

7. Витязь П.А., Свидунович Н.А., Куис Д.В. и др. Модифицирование литейных сплавов наноструктурированными материалами // Литье и металлургия. 2021. № 2. С. 37-41. doi: 10.21122/1683-6065-2021-2-37-41

8. Волкова М.А., Рахимзянов А.Р., Файзова Ю.М., Фатхутдинова Л.М. Особенности воздействия промышленных аэрозолей на дыхательную систему работников машиностроительного предприятия // Медицина труда и экология человека. 2023. № 3(35). С. 118-130. doi: 10.24412/2411-3794-2023-10309

9. Рузаков В.О. Биологические эффекты воздействия наночастиц меди: маркёры экспозиции // Гигиена и санитария. 2023. Т. 102. № 3. С. 292-298. doi: 10.47470/0016-9900-2023-102-3-292-298

10. Lenander-Ramirez A, Bryngelsson IL, Vihlborg P, Westberg H, Andersson L. Respirable dust and silica: Respiratory diseases among Swedish iron foundry workers. J Occup Environ Med. 2022;64(7):593-598. doi: 10.1097/JOM.0000000000002533

11. Kuo CT, Chiu FF, Bao BY, Chang TY. Determination and prediction of respirable dust and crystalline-free silica in the Taiwanese foundry industry. Int J Environ Res Public Health. 2018;15(10):2105. doi: 10.3390/ijerph15102105

12. Pili S, Lecca LI, Pedrazzi T, et al. Exposure assessment to fine and ultrafine particulate matter during welding activity in the maintenance shop of a steelmaking factory. Heliyon. 2024;10(23):e40815. doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e40815

13. Liu F, Qian H, Ma J, He P. A simple model for predicting dispersion characteristics of high-temperature airflow and particle distribution during smelting process in a thermally stratified foundry shop. Energy Build. 2023;278(9):112614. doi: 10.1016/j.enbuild.2022.112614

14. Kelvin M, Verpaele S, Gopalapillai Y, Poland C, Leybourne MI, Layton-Matthews D. Application of quantitative mineralogy to determine sources of airborne particles at a European copper smelter. Heliyon. 2023;9(3):e13803. doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e13803

15. Tong R, Cheng M, Ma X, Yang Y, Liu Y, Li J. Quantitative health risk assessment of inhalation exposure to automobile foundry dust. Environ Geochem Health. 2019;41(5):2179-2193. doi: 10.1007/s10653-019-00277-8

16. Westberg H, Hedbrant A, Persson A, et al. Inflammatory and coagulatory markers and exposure to different size fractions of particle mass, number and surface area air concentrations in Swedish iron foundries, in particular respirable quartz. Int Arch Occup Environ Health. 2019;92(8):1087-1098. doi: 10.1007/s00420-019-01446-z

17. Viitanen AK, Uuksulainen S, Koivisto AJ, Hämeri K, Kauppinen T. Workplace measurements of ultrafine particles – A literature review. Ann Work Expo Health. 2017;61(7):749-758. doi: 10.1093/annweh/wxx049

18. Galey L, Audignon S, Brochard P, et al. Strategies to assess occupational exposure to airborne nanoparticles: Systematic review and recommendations. Saf Health Work. 2023;14(2):163-173. doi: 10.1016/j.shaw.2023.02.002

19. International Commission on Radiological Protection. Human Respiratory Tract Model for Radiological Protection. ICRP Publication 66. Ann ICRP. 1994;24(1-3). Accessed July 9, 2025. https://icrp.org/publication.asp?id=ICRP%20Publication%2066

20. Шпагина Л.А., Зенкова М.А., Сапрыкин А.И. и др. Роль наночастиц промышленных аэрозолей в формировании профессиональной бронхолёгочной патологии // Медицина труда и промышленная экология. 2024. № 64(2). С. 111-120. doi: 10.31089/1026-9428-2024-64-2-111-120

21. Луценко Л.А., Ракитский В.Н., Ильницкая А.В., Егорова А.М., Гвоздева Л.Л. Особенности действия наноразмерных аэрозолей и меры безопасности // Медицина труда и промышленная экология. 2018. № 3. C. 6–11.

22. Bellisario V, Garzaro G, Squillacioti G, et al. Occupational exposure to metal-based nanomaterials: A possible relationship between chemical composition and oxidative stress biomarkers. Antioxidants (Basel). 2024;13(6):676. doi: 10.3390/antiox13060676

23. Schulte PA, Leso V, Niang M, Iavicoli I. Current state of knowledge on the health effects of engineered nanomaterials in workers: A systematic review of human studies and epidemiological investigations. Scand J Work Environ Health. 2019;45(3):217-238. doi: 10.5271/sjweh.3800

24. Forest V, Pourchez J, Pélissier C, Audignon Durand S, Vergnon JM, Fontana L. Relationship between occupational exposure to airborne nanoparticles, nanoparticle lung burden and lung diseases. Toxics. 2021;9(9):204. doi: 10.3390/toxics9090204

25. Kapellos TS, Bonaguro L, Gemünd I, et al. Human monocyte subsets and phenotypes in major chronic inflammatory diseases. Front Immunol. 2019;10:2035. doi: 10.3389/fimmu.2019.02035