Związki rakotwórcze.pdf

Jolanta Matusiak, Beata Rams

Substancje rakotwórcze występujących w zanieczyszczeniach emitowanych podczas

procesów spawalniczych.

Wprowadzenie

Czynniki rakotwórcze (kancerogeny) są to substancje chemiczne, biologiczne lub czynniki

fizyczne powodujące wzrost zapadalności i umieralności na choroby nowotworowe u osób

narażonych na te czynniki, w porównaniu z osobami nienarażonymi [1]. Do określenia

właściwości rakotwórczych związków chemicznych wykorzystuje się wyniki badań

epidemiologicznych, długoterminowych badań doświadczalnych, krótkoterminowych testów

umożliwiających ocenę toksyczności genetycznej. Zbieraniem i analizą wszystkich

dostępnych danych z badań, prac doświadczalnych i testów zajmują się eksperci

Międzynarodowej Agencji Badań nad Rakiem (IARC) w Lyonie. Eksperci Grup Roboczych

IARC opracowali kryteria dowodów działania rakotwórczego dla substancji chemicznej,

mieszaniny lub zespołu czynników charakterystycznych dla danego procesu

technologicznego [2]. Oceniany czynnik w zależności od siły dowodu wynikającego z analizy

wszystkich dostępnych informacji, może być zaliczony do następujących grup:

Grupa 1 – czynniki rakotwórcze dla człowieka.

Grupa 2 – czynniki prawdopodobnie i przypuszczalnie rakotwórcze dla ludzi.

Grupa 2A – czynniki prawdopodobnie kancerogenne dla ludzi.

Grupa 2B - czynniki przypuszczalnie rakotwórcze dla ludzi.

Grupa 3 – czynniki nieklasyfikowalne pod względem rakotwórczości dla ludzi.

Grupa 4 – czynniki prawdopodobnie nierakotwórcze dla ludzi.

Kryteria zaproponowane przez IARC są w wielu krajach wykorzystywane do ustalania

własnych wykazów lub list czynników, które według obowiązującego tam prawa traktowane

są jako rakotwórcze. Przy procesach spawania metali pracownicy narażeni są na kontakt z

substancjami o stwierdzonym lub prawdopodobnym działaniu rakotwórczym. Do substancji

najczęściej wymienianych w tym kontekście należą związki: chromu, niklu, kadmu i berylu.

Związki chromu w pyłach spawalniczych

Związki chromu zaliczane są do grupy związków chemicznych, których zagrożenie dla

człowieka klasyfikowane jest w różnych kategoriach zależnie od ich postaci chemicznej.

Toksyczność chromu uzależniona jest od stopnia utlenienia i rozpuszczalności, przy czym

silnie toksyczne i rakotwórcze działanie wykazują przede wszystkim związki chromu sześcio-

wartościowego. Klasyfikację stopnia działania kancerogennego związków chromu na ludzi

wg IARC [2] przedstawiono w tablicy 1.

Tablica 1. Klasyfikacja stopnia działania kancerogennego chromu i jego związków.

Czynniki rakotwórcze

Stopień dowodu działania rakotwórczego

Grupa

Cr(VI)

Cr (III) związki

Cr metaliczny

Dymy spawalnicze

++ wystarczający

1 – czynniki rakotwórcze

+ ograniczony

2B – czynniki przypuszczalnie rakotwórcze

- niewystarczający 3 – czynniki nieklasyfikowalne pod względem rakotwórczości

Komisja VIII Międzynarodowego Instytutu Spawalnictwa w 1997 r. opublikowała raport

dotyczący występowania przy procesach spawalniczych chromu i niklu oraz ich wpływu na

zdrowie pracowników [3]. W raporcie podano klasyfikację substancji rakotwórczych, która

jest stosowana w Niemczech i oparta została na kryteriach zaproponowane przez IARC, a

opracowana została przez Norddeutsche Metall-Berufsgenossenschaft. Substancje

rakotwórcze zaliczane są do trzech następujących kategorii:

• Kategoria 1 – substancje rakotwórcze dla człowieka (istnieją dostateczne dowody pomiędzy

ekspozycją człowieka na te substancje a rozwojem choroby nowotworowej),

• Kategoria 2 – substancje prawdopodobnie rakotwórcze dla człowieka (istnieją dowody

domniemanego wpływu tych substancji na rozwój choroby nowotworowej oparte głównie o

wyniki długotrwałych badań na zwierzętach lub innych przedmiotowych informacjach),

• Kategoria 3 – substancje przypuszczalnie rakotwórcze dla człowieka, ale informacje o ich

wpływie nie są wystarczające do oceny ich kancerogenności, informacje pochodzą z badań,

lecz nie pozwalają zaliczyć tych substancji do Kategorii 2.

Klasyfikacja związków chromu wg wyżej przedstawionej kategorii jest następująca:

• Związki chromu (VI) zawarte w pyłach, aerozolach

Kategoria 2

(związki nierozpuszczalne)

• Chromian litu

Kategoria 3

• Chromian cynku

Kategoria 1

• Chromian cynkowo-potasowy

Kategoria 1

• Chromiany trójtlenowe

Kategoria 1

Związki chromu (VI) mogą stanowić grupę związków chemicznych rozpuszczalnych, i do

niej należą chromiany sodu i potasu, lub grupę związków nierozpuszczalnych, do której

zalicza się chromiany cynku, litu, wapnia i baru. Chromiany rozpuszczalne powodują przy

narażeniu zawodowym zmiany w nerkach i choroby układu oddechowego. Natomiast

chromiany nierozpuszczalne uważane są za bardziej niebezpieczne, bowiem dają dla

organizmu człowieka efekt kancerogenny powodując raka płuc. Do procesów spawalniczych

charakteryzujących się najwyższymi stężeniami w pyłach chromu (VI) zaliczono procesy

spawania stali wysokostopowych elektrodami otulonymi i drutami proszkowymi. W tych

pyłach występują głównie chromiany sodu (Na 2 CrO 4 ), chromiany potasu (K 2 CrO 4 ) oraz

chromiany wapnia (CaCrO 4 ). Występowanie wysokich stężeń chromu (VI) przypisano

również procesom cięcia plazmowego i laserowego stali wysokostopowych. Spawacze stali

wysokostopowych stanowiący na świecie ok. 10% ogólnej liczby spawaczy, narażeni są na

toksyczne dymy i gazy zawierające do 25% chromu o różnym stopniu utlenienia i różnej

rozpuszczalności [6]. W tablicy 2 przedstawiono zawartość chromu całkowitego w pyłach

spawalniczych emitowanych z różnych procesów spawania stali.

Tablica 2. Zawartość chromu całkowitego w pyłach spawalniczych emitowanych z różnych

procesów spawania stali [7].

Metoda

spawania,

materiał

Materiał spawany

Zawartość Cr

w pyle % m/m

dodatkowy

MAG w osłonie 80%Ar+20%CO 2

drut G3Si1

stal węglowa i niskostopowa

0,03

MIG w osłonie Ar

drut Sp06H19N9G1S

stal wysokostopowa

20,0

MAG w osłonie 99%Ar+1%O 2

drut Sp06H19N9G1S

stal wysokostopowa

19,0

MAG prądem pulsującym

w osłonie 80%Ar+20%CO 2

drut G3Si1

stal węglowa i niskostopowa

0,03

MAG, drut proszkowy z rdzeniem

metalowym, osłona MIX18

stal węglowa i niskostopowa

0,83

Drut proszkowy z rdzeniem

rutylowym, osłona MIX18

stal austenityczna

8,25

Drut proszkowy osłona MIX18

stal ferrytyczno-austenityczna

7,68

Drut proszkowy samoosłonowy

stal węglowa i niskostopowa

0,02

Elektroda rutylowa

stal wysokostopowa

7-11

Elektroda zasadowa

stal wysokostopowa

3-22

Chrom (VI) został zaliczony do czynników chemicznych wiodących przy ocenie ryzyka dla

zdrowia, przy spawaniu stali wysokostopowych elektrodami, drutami litymi i proszkowymi w

osłonie gazowej [5]. W tablicy 3 przedstawiono wyniki badań spawania drutami

proszkowymi stali wysokostopowych [8]. Wyznaczono skład chemiczny powstających pyłów

uwzględniając zawartość chromu całkowitego oraz chromu (VI) w zależności od parametrów

prądowych procesu oraz od składu gazu osłonowego.

Tablica 3. Emisja pyłu całkowitego i skład chemiczny pyłu przy spawaniu stali

wysokostopowej drutem proszkowym o średnicy 1,2 mm.

Skład gazu

osłonowego

Natężenie

prądu

Skład chemiczny w % m/m

Emisja pyłu

[A]

Cr(VI) Ni

[mg/s]

CO 2

160

270

6,06

6,33

8,79

6,80

6,77

3,56

0,34

0,48

1,03

0,90

1,91

0,93

6,33

14,33

Ar+20%CO 2

+2%O 2

160

270

5,36

7,37

7,52

8,30

4,58

5,26

1,09

4,39

1,11

0,76

0,65

0,22

4,33

8,33

Działanie biologiczne związków chromu na organizm człowieka

Drogi wchłaniania

W warunkach narażenia zawodowego wchłanianie substancji toksycznych występujących w

powietrzu może zachodzić w drogach oddechowych, przewodzie pokarmowym i przez skórę.

Najbardziej istotną drogą wchłaniania w warunkach przemysłowych jest zawsze układ

oddechowy. Wchłanianie gazów oparte jest na zjawisku dyfuzji. Wchłanianie aerozoli

stanowiących m.in. układy dwufazowe ciało stałe - gaz, tj. pyłów (zawiesina substancji

stałych w powietrzu powstała przez mechaniczne rozdrobnienie) i dymów (zawiesina cząstek

stałych powstałych w procesie kondensacji) zależy od wielkości ziaren i ich rozpuszczalności

[10]. Cząstki związków rozpuszczalnych są lepiej wchłaniane z płuc do krwi, a

nierozpuszczalnych są wychwytywane i zatrzymywane w płucach [11]. Nierozpuszczalne

ziarna osadzane w górnych drogach oddechowych przenoszone są ze śluzem przez ruch

nabłonka migawkowego w kierunku krtani i przełyku. Następnie mogą ulec połknięciu lub

usunięciu na zewnątrz ustroju w ślinie. Przewlekłe uszkodzenie mechanizmu

samooczyszczania może spowodować wydłużenie czasu przebywania pyłu w tej części

układu oddechowego. W dolnych drogach oddechowych obejmujących pęcherzyki płucne i

związane z nimi przewody pęcherzykowe, nabłonek nie posiada migawek. Ziarna pyłu

osadzone w tym obszarze usuwane są z różną prędkością zależnie od rozpuszczalności w

wodzie. Ze względu na możliwe skutki zdrowotne narażenia na pył o działaniu

zwłókniającym i toksycznym najważniejsze są ziarna o wymiarach umożliwiających ich

przenikanie do obszaru pęcherzyków płucnych. Wchłonięta substancja dostaje się do

przedziału centralnego (krew) i jest rozprowadzana po całym organiźmie. W badaniach

absorpcji Cr(VI) przez skórę u ludzi wykazano, że chrom dobrze wchłania się przez skórę, a

stopień absorpcji zależy od czasu narażenia i stężenia Cr (VI). Chrom (VI) we krwi jest

wychwytywany przez erytrocyty i redukowany do Cr (III). Wiąże się z hemoglobiną, podczas

gdy Cr(III) wiąże się z białkami osocza [12].

Działanie toksyczne na ludzi .

U ludzi zawodowo narażonych drogą inhalacyjną na związki Cr (VI) może dochodzić

do martwicy, a następnie do perforacji przegrody nosowej. Zaburzenia czynnościowe w

układzie oddechowym obserwowano u galwanizerów, spawaczy i pracowników narażonych

na żelazochrom [2]. Następstwem narażenia na pył chromu lub pył trójtlenku chromu może

być także astma oskrzelowa. Chroniczne owrzodzenia chromowe i ostre podrażnienia skóry

występują u osób eksponowanych na różne materiały zawierające chrom. Chrom i chromiany

(VI) wywołują alergiczne kontaktowe zapalenie skóry.

Działanie rakotwórcze chromu na spawaczy

Badania wpływu Cr (VI) na zdrowie spawaczy są prowadzone w wielu ośrodkach

medycznych całej Europy od ponad 40 lat. Szeroką akcję badawczą w grupie spawaczy

prowadzi Agencja IARC, która na przełomie lat 80-90 swoim badaniom poddała w krajach

europejskich grupę ponad 11tys. spawaczy stali wysokostopowych, stali węglowych i

niskostopowych [14]. Na podstawie wyników obserwacji stwierdzono w badanej grupie

spawaczy występowanie z chorób nowotworowych najczęściej raka płuc i jako przyczynę

identyfikowano występowanie chromu (VI). Natomiast badania prowadzone przez zespół

lekarzy Centralnego Departamentu Medycyny Pracy w Norwegii zwróciły uwagę na rolę

toksycznych gazów powstających przy spawaniu w wywoływaniu choroby nowotworowej -

raka płuc u spawaczy. Szczególnie fakt dużej emisji CO, NO X i O 3 jest upatrywany jako

przyczyna raka płuc u spawaczy stali węglowych i niskostopowych [15]. Jako grupę

spawaczy stali wysokostopowych najbardziej narażoną na działanie kancerogenne chromu

(VI) i niklu podano spawaczy spawających ręcznie elektrodami otulonymi. W polskim

Instytucie Medycyny Pracy dymy spawalnicze są przedmiotem badań również głównie z

uwagi na występowanie chromu (VI). Badania powietrza i monitoring biologiczny spawaczy

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: