• ReklamaA1 - silpol v2

Szukaj

    ReklamaB1 - EcoLine 04.2021-05.2024 Bogumiła

    Przygotowanie Powierzchni

    Wydanie nr: 6(134)/2021

    Artykuły branżowe

    Przygotowanie Powierzchni

    ponad rok temu  16.12.2021, ~ Administrator,   Czas czytania 11 minut

    Strona 1 z 4

    Czy ścierniwa metalowe wytwarzają niebezpieczne pyły dla otaczającego środowiska naturalnego? Część 2

    W „Lakiernictwie Przemysłowym” w numerze 6 z 2019 roku zebrałem dane o ścierniwach metalowych i ich pyleniu wewnątrz komory śrutowniczej, gdyż tylko takie badania były podejmowane i skupiały się na pyłach w środowisku pracy i ich wpływie na zdrowie pracowników. Pracownik w komorze śrutowniczej chroniony jest przez specjalny skafander z kaskiem przewietrzanym, do którego dostarczane jest powietrze oczyszczane przez filtr węglowy z zanieczyszczeń pyłowych, gazów i olejów. Pamiętajmy jednak, że pył drobny, mający zdolność do tworzenia zawiesiny w powietrzu, porywany jest w komorach śrutowniczych przez wentylator wyciągowy do separatora zanieczyszczeń, a następnie do filtra, skąd wydalany jest przez komin do otoczenia. Stamtąd może być porywany przez wiatr do atmosfery, gdzie znajdują się podobne pierwiastki śladowe, jakie zawierają śruty. 

    Rodzaje pyłów w powietrzu 
    Pyłem jest faza stała układu dwufazowego gaz – ciało stałe, jeśli stopień rozdrobnienia ciała stałego jest tak duży, że w nieruchomym powietrzu o ciśnieniu 760 mmHg, temperaturze 20°C i wilgotności względnej <50% ziarna ciała stałego, na które działa tylko siła ciążenia, po bardzo krótkim okresie przyspieszenia wskutek oporu przepływu ośrodka, będzie opadał ze stałą prędkością mniejszą od 500 cm/s lub będzie wykonywał ruchy Browna (drgające). Aerozol definiuje się jako zawiesinę cząstek stałych, ciekłych lub stałych i ciekłych w fazie gazowej o pomijalnej prędkości opadania. Termin „pył zawieszony” jest stosowany w odniesieniu do fazy rozproszonej aerozolu. 

    Obecnie stosowany jest następujący podział pyłów: 

    • całkowity pył zawieszony TSP w powietrzu,
    • pył PM10 – poniżej 10 μm,
    • pył PM2,5-10 – a także PMc – pomiędzy 2,5 μm i 10 μm,
    • pył drobny PM2,5 – poniżej 2,5 μm,
    • pył submikronowy PM1 – poniżej 1,0 µm,
    • pył ultradrobny PM0,1 – poniżej 0,1 μm. 

     
    Omówienie wyników badań pylenia podczas śrutowania

    W chmurach pyły spotykają się z wodą i agresywnymi gazami (bezwodnikami kwasów), tj. tlenkami siarki SO2, azotu NO i NO2 oraz amoniakiem NH3, jak też tlenem i jego aktywną odmianą – ozonem, które pod wpływem promieni słonecznych mogą uczestniczyć w reakcjach chemicznych, przy czym pył drobniejszy łatwiej ulega przemianom chemicznym niż gruby.

    Pył zawieszony w atmosferze może stanowić pył tak zwany pierwotny, tj. pył zawieszony dwuskładnikowy (wdychalny) PM10 zawierający ziarna pyłu o wielkości do 10 µm i respirabilny PM2,5 zawierający ziarna wielkości 2,5 µm. Jest on niezwykle groźny, bo łatwo przenika do wewnętrznych organów człowieka, a zatem i zwierząt. Są też jeszcze drobniejsze, bardziej lotne pyły nawet do 1 µm, których nikt w komorach śrutowniczych nie badał. W atmosferze tworzy się jeszcze trwalszy pył zawieszony trójskładnikowy, zwany też aerozolem, bo zawierający dodatkowo krople wody, co stanowi doskonały ośrodek dla reakcji chemicznych i fizycznych. 

    Nieznany jest też skład chemiczny najdrobniejszego pyłu PM10 i mniejszego. Największą ilość pierwiastków szkodliwych w ścierniwach wykryto w badaniach firmy KTA Tator Inc. Ilość podanego w tabeli 1 pyłu powstała w wyniku wyśrutowania w 80 minut ośmiu próbek stali zwykłej wstępnie oczyszczonych z obcych zanieczyszczeń o powierzchni po 2 mkw., czyli o łącznej powierzchni 16 mkw. Należy wiedzieć, że w pneumatycznej komorze śrutowniczej oraz w oczyszczarce automatycznej do śrutowania blach i kształtowników śrut rozbija się w stu procentach, niezależnie od kształtu ziaren śrutu (ostrokrawędziowego, kulistego czy ciętego z drutu stalowego), jak to opisałem w poprzednim artykule. Separator oczyszczarki odrzuca obce zanieczyszczenia i zawraca mniejsze cząstki śrutu do ponownego użytku. Ulatujący pył śrutu jest rekompensowany dodatkiem nowej brakującej ilości śrutu.

    Dynamika pylenia to udział procentowy przekroczenia wartości odniesienia samego pierwiastka do udziału przekroczeń wartości odniesienia wartości początkowej, tj. jednego grama śrutu. Wartości odniesienia poszczególnych pierwiastków podano w normie.
    Wyróżnia się w śrucie staliwnym ilość procentową 160 778,42 µg/m3 pyłu żelaza. Stanowi to 1072-krotne przekroczenie wartości odniesienia i 24 454% sumy wszystkich przekroczeń wartości odniesienia. Arsen, którego pył znaleziono tylko w ilości 8352 µg/m3, przekracza wartości odniesienia 41 750-krotnie, co stanowi 95,30% wszystkich przekroczeń wartości odniesienia. Nikiel, którego ilość 680 µg/m3 spowodowała przekroczenie wartości odniesienia 780-krotnie, stanowi 1,78% wszystkich przekroczeń wartości odniesienia. Mangan z ilością pyłu 7000 µg/m3 to następny pierwiastek z 178,64-krotnym przekroczeniem wartości odniesienia, co stanowi 0,41% sumy przekroczeń. Chrom w ilości 1300 µg/m3 stanowi 0,04% sumy wartości odniesień. W śrutach chromowoniklowych, niklowych, miedzianych i mosiężnych zawarte jest dużo więcej chromu, niklu i miedzi. 
    Najwyższe dopuszczalne stężenie 8-godzinne NDS pyłu wdychalnego PM10 i respirabilnego PM2,5 po śrutowaniu stali śrutem staliwnym wynosi po 5 mg/m3. Wyniki większości analiz pokazują, że poziomy stężenia pyłu przekraczały dopuszczalne granice narażenia NDS podczas procesu śrutowania. Należy pamiętać, że powyższe pyły stanowią tylko około 30% całości pyłów drobnych, a w powietrzu znajdują się cząstki pyłów nawet do 100 µm.
    Pylenie śrutu badali też inni badacze, lecz Hubs wykrył dodatkowo w śrucie rtęć Hg i tellur Te, ale nie uwzględnił baru Ba, natomiast nikt nie podał wartości początkowej kadmu Cd. Bhaskar Kura nie oznaczał arsenu, najbardziej niebezpiecznego pierwiastka dla środowiska, kobaltu Co, niklu Ni i fosforu P oraz wykazywał wartości początkowe w 10-krotnie niższych wartościach, co obniża wartość jego doświadczeń.
    Badania prowadzone przez tych kilku badaczy nie przywiązywały większej uwagi do drobnych pyłów metali ciężkich, gdyż wymagało to zastosowania superdrobnych filtrów HEPA. Z tego powodu nie określono procentowego udziału pyłów drobnych.
    Jak widać w tabeli 4, im mniejsze cząstki pyłu, tym mniej żelaza Fe i krzemu Si, a więcej węgla atomowego C i dużo więcej ołowiu Pb oraz pojawia się mangan Mn. W podanych wynikach nie wspomniano jednak o niezwykle groźnym arsenie (As), niklu (Ni), chromie (Cr) i kadmie (Cd), wykazano natomiast spore wartości węgla atomowego (C), żelaza (Fe) i krzemu (Si), co świadczy, że poprzedni badacze pomijali istotne składniki śrutów staliwnych wykazywanych przez każdego producenta śrutu.
    Wobec faktu, że nikt nie zbadał rzetelnie faktycznej zawartości i ilości pyłów pochodzących z operacji śrutowania wylatujących przez komin do atmosfery, należałoby to wykazać w celu świadomego użytkowania środowiska.
    Wiemy, że pierwiastki śladowe, a zwłaszcza arsen, pochodzą głównie z erupcji wulkanicznej, ale też z hutnictwa, a zwłaszcza z hut miedzi, co powoduje w Polsce bardzo wysokie stężenie w powietrzu dające nam niechlubne pierwsze miejsce w Europie.
    W dalszej kolejności należałoby też zbadać emisje pyłu podczas stosowania do obróbki strumieniowo-ściernej powierzchni stalowych za pomocą ścierniw chromowo-niklowych, niklowych, miedzianych i mosiężnych oraz ścierniwa jednokrotnego użytku z żużla pomiedziowego powszechnie stosowanego w teranie z obiegiem otwartym bez stosownego wychwytywania drobnych lotnych pyłów.
    Składnikiem pyłu w atmosferze jest między innymi materia mineralna, w tym pierwiastki śladowe i wtórny aerozol nieorganiczny (przede wszystkim siarczany, azotany i związki amonowe) oraz woda. Wiele ze składników pyłu, np. arsen, ołów, kadm, nikiel i chrom III, mają poważnie negatywny wpływ na zdrowie ludzkie oraz ekosystemy lądowe i wodne, a także wpływają na skrócenie statystycznej długości życia ludzi i zwierząt. Najmniejsze cząstki wnikają bowiem do najgłębszych przestrzeni płuc, tj. do tkanki śródmiąższowej płuc, skąd z krwią mogą przedostawać się do innych narządów wewnętrznych. 

    GALERIA ZDJĘĆ

    Tabela 1. Zawartość szkodliwych składników w śrucie staliwnym wysokowęglowym G w µg/m3 wg KTA Tator oraz przekroczenia wartości odniesienia i procent ilości początkowej poszczególnych pierwiastków.
    Tabela 2. Porównanie ilości wykrytych pierwiastków w 1 gramie śrutu z ich zawartością w najbardziej nośnych pyłach ze strefy zewnętrznej stanowiska śrutowania śrutem ostrokrawędziowym staliwnym w doświadczeniu KTA Tator Inc.
    Tabela 3. Skutki niewentylowania komory śrutowniczej w przerwach od śrutowania.
    Tabela 4. Skład pyłów wdychanych PM10 i respirabilnych PM2,5 podczas śrutowania śrutem staliwnym wg badań Hanis Zakari i innych.

    Komentarze (0)

    dodaj komentarz
    Aby dodać komentarz musisz podać wynik
      Nie ma jeszcze komentarzy...

    WYDANIE 6(134)/2021

    Reklama
    C1 - Farby dekoracyjne