Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,441

АНАЛИЗ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА И ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Мельникова Д.В. 1 Волков Д.А. 1
1 ФГБОУ ВПО «Тольяттинский государственный университет»
В работе рассмотрена проблема воздействия отработанных смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС) на организм человека и окружающую среду. Особое внимание уделено основным путям поступления вредных веществ СОТС в организм рабочих и вызываемым при этом профессиональным заболеваниям. Доказано, что при воздействии на организм нефтепродуктов развиваются такие заболевания, как рак лёгкого, гортани, губы у мужчин, а у женщин – рак лёгкого, толстой кишки, молочной железы и половых органов. Так как в состав СОТС входят индустриальное масло, щелочь, полигликоли, асидол и другие токсичные вещества, при попадании СОТС в окружающую среду (воздушную, водную, литосферу) возможен серьезный экологический ущерб. Загрязнение атмосферы происходит не только в процессе эксплуатации СОТС, но и в результате испарения и сжигания отработавших смазочных масел. В работе освещен вопрос путей миграции отработанных нефтепродуктов в почве, выявлены опасные свойства при испарении СОТС, а также при попадании их в воду.
смазочно-охлаждающие технологические средства
загрязнение окружающей среды
профессиональные заболевания
1. Бобровский Н.М., Бобровский И.Н., Ежелев А.В., Мельников П.А. Технология обработки деталей поверхностно-пластическим деформированием без применения смазывающе-охлаждающих технологических средств: монография. – Самара: Самарский научный центр РАН, 2012. – 142 с. ISBN 987-5-93424-598-7.
2. Васильев А.В., Хамидуллова Л.Р. Анализ негативного воздействия смазочно-охлаждающих жидкостей на человека и биосферу и методов его снижения // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. – 2011. – № 4. – С. 45–49.
3. Васильев А.В., Хамидуллова Л.Р. Воздействие смазывающих охлаждающих жидкостей в условиях предприятий машиностроения и методы его снижения // Известия Самарского научного центра РАН. – 2006. – Т. 8, № 4(18). – С. 1171–1176.
4. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны: ГОСТ 12.1.005—88. – Введ. 1989-01-01. – М.: Изд-во стандартов, 1988. – 27 с.
5. Кундиев Ю.И., Трахтенберг И.М., Поруцкий Г.В. Гигиена и токсикология смазочно-охлаждающих жидкостей. – Киев: Здоровья, 1982. – 120 с.
6. Мельников П.А., Бобровский Н.М., Попов А.Н., Гусарова Д.В. Особенности образования аэродисперсных систем при использовании СОТС на машиностроительных предприятиях // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. – 2011. – № 3. – С. 87–91.
7. Мельников П.А. Повышение эффективности технологии выглаживания широким самоустанавливающимся инструментом без смазочно-охлаждающей жидкости: автореф. дис. … канд. техн. наук. – Самара, 2008. – 20 с.
8. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны: постановление Главного Государственного санитарного врача Российской федерации от 4 февраля 1998 г., № 4.
9. Яновский С.Л., Харин А.А., Шевченко В.И., Дмитренко П.В. Авиационная экология. Воздействие горюче-смазочных материалов на окружающую среду: учеб. пособие. – М: МАТИ, 2004. – 179 с.

Отработанные смазочно-охлаждающие технологические средства (СОТС) являются опасными загрязнителями практически всех компонентов природной среды – поверхностных и подземных вод, почвенно-растительного покрова, атмосферного воздуха. Опасным свойством масел является их токсичность – свойство вещества при попадании в определённых количествах в организм человека, животного или растения вызывать их отравление или гибель [5].

Опасными компонентами маслосодержащих отходов являются углеводороды. Доказано, что все углеводороды обладают выраженным действием на сердечно-сосудистую систему и на показатели крови (снижение содержания гемоглобина и эритроцитов), могут поражать печень, вызывают нарушение деятельности эндокринных желез, поражают центральную нервную систему, вызывают острые и хронические отравления, иногда со смертельным исходом.

При оценке СОТС учитывают канцерогенные свойства веществ, входящих в состав продукта [3]. Все характеристики, на основании которых делается вывод о безопасности СОТС, должны отображаться в паспорте безопасности, данные которого учитывают при составлении санитарно-эпидемиологического заключения, выдаваемого в установленном законном порядке [3, 5]. В таблице представлены значения токсичности приоритетных компонентов СОТС и продуктов их термоокислительной деструкции, содержащихся в воздухе рабочей зоны [8].

Результаты ряда исследований показывают, что средний срок использования СОТС варьирует от двух недель до полутора месяцев. Наибольшую опасность представляют отработанные СОТС, в состав которых входят индустриальное масло, щелочь, полигликоли, асидол и ряд других веществ. Показано, что отработанные СОТС в 15–30 раз токсичнее свежих [1].

Токсичность приоритетных компонентов СОТС и продуктов их термоокислительной деструкции

Вещества

CAS

ПДК, мг/м3

Класс опасности

Канцерогенность

Органы и системы, поражаемые при воздействии в концентрациях, превышающих ПДК и RFC

МАИР

ЕРА

Акриловая кислота

79-10-7

5,0

3

ОД

Акролеин

107-02-8

0,2

2

ОД, СОГ

Аммиак

7664-41-7

20

4

ОД

Ацетон

67-64-1

200

4

Печень, почки, ЦНС, кровь

Бензин

8006-61-9

100

4

Печень, почки, ОД

Бутадиен

106-99-0

100

4

ОД

Бутилакрилат

141-32-2

10

3

ОД

Винилацетат

10805-4

0,2

2

ОД, почки

Гексахлорэтан

6772-1

0,08

1

С

ЦНС, почки, КП

Дихлорэтан

107-06-02

10

2

В2

Печень, почки, ЦНС, КП

Метанол

67-56-1

5,0

3

ЦНС, СОГ

Метатиол

74-93-1

0,8

2

ОД, печень

Метилакрилат

96-33-3

5,0

3

ОД, ЦНС

Метилпропионат

554-12-1

10,0

3

ОД

Масляный альдегид

123-72-8

5,0

3

ОД

Метилметакрилат

80-62-6

0,7

2

ОД

Минеральное масло

8012-95-1

5,0

3

ОД, печень, почки

Метилнафталин

1184

20,0

4

ОД

Меркаптан

107-96-0

0,1

1

ЦНС, ОД

Сероуглерод

75-15-0

10,0

2

ОД

Сера

7704-39-9

6,0

4

ОД

Свинец

74-39-92-1

0,01

1

В2

ЦНС, кровь, почки, КП, репродуктивная функция, ГС

Сернистый газ

7446-09-5

10,0

3

ОД

Нитрит натрия

14797-65-0

5,0

3

Кровь

Тетрахлорэтан

79-34-5

5,0

3

В2

Печень, почки, ЦНС, КП

Трихлорэтан

71-55-6

20,0

4

ОД

Тетрахлорметан

56-23-5

20,0

2

В2

Печень, почки, ЦНС, КП

Углерод оксид

8006-61-9

20,0

4

ОД

Уксусная кислота

64-19-7

5,0

3

РД, ОД

Фенол

108-95-2

0,3

2

ССС, почки, печень, ЦНС, ОД

Формальдегид

5000-0

0,8

2

В1

ОД, СОГ, сенсибилиз. действие, КП

Этанол

64-17-5

1000

4

ЦНС, ОД

Этилметакрилат

140-88-5

0,048

 

В2

ЦНС, ОД, КП

Хлор

7782-50-5

1,0

2

ОД

Хром3+

1308-38-9

1,0

3

ОД, печень, почки, слизистые оболочки

Хром6+

1333-82-0

0,01

1

1

А

ОД, печень, почки, КП

Хлористый водород

7647-01-0

5,0

2

ОД

Бензол

71-42-2

5,0

2

1

А

Кровь, ЦНС, ГС

Примечание. Обозначения: СAS – уникальный идентификационный номер химических соединений и некоторых смесей; ЕРА – оценка канцерогенной опасности по классификации агентства по охране окружающей среды США; REC – референтная концентрация, установленная по ЕРА в качестве предела ингаляционного воздействия на человека опасных уровней химических веществ; МАИР – классификация международного агентства по изучению рака; ОД – органы дыхания; ЦНС – центральная нервная система; СОГ – слизистая оболочка глаза; ССС – сердечно-сосудистая система; ГС – гормональная система; КП – канцерогенная патология; РД – разнонаправленное воздействие на многие органы и системы организма.

Требование полного отсутствия вредных веществ в зоне дыхания работающих часто невыполнимо, поэтому особую важность приобретает гигиеническое нормирование, т.е. ограничение содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны до предельно допустимых концентраций – ПДК рабочей зоны (ГОСТ 12.1.005–88 и ГН 2.2.5.686–98). Человек начинает чувствовать запах углеводородов, когда их концентрация в воздухе составляет 0,3 мг/м3. Если концентрация углеводородов в воздухе достигает 30000 мг/м3 и более, может произойти взрыв от любого источника огня (окурок, короткое электрозамыкание, искра и т.д.) [4]. На рис. 1 обозначены основные пути поступления СОТС и их компонентов в организм человека [2].

pic_68.wmf

Рис. 1. Основные пути поступления вредных веществ СОТС в организм рабочих и вызываемые профессиональные заболевания

Отработанные смазочно-охлаждающие вещества оказывают свое негативное воздействие не только на организм, но и на окружающую среду.

Загрязнение поверхности и недр территории промплощадки предприятия нефтепродуктами потенциально имеет ряд опасных и трудно ликвидируемых последствий. При попадании нефтепродуктов в почву формируется несколько видов загрязнения геологической среды:

– загрязнение почвогрунтов;

– загрязнение грунтов зоны аэрации;

– загрязнение горизонта грунтовых вод.

Загрязнения почвогрунтов формируются в основном в местах пролива продуктов отработанных СОТС – первичное загрязнение. При этом наиболее сильно почвы загрязняются тяжелыми и вязкими нефтепродуктами, не способными к глубокому проникновению в недра. В некоторых случаях происходит вторичное загрязнение в результате подъема уровня грунтовых вод.

Под влиянием нефтепродуктов увеличивается количество водопрочных частиц почвы размером больше 10 мм, происходит агрегирование почвенных частиц, содержание глыбистых частиц увеличивается, а содержание агрономически ценных мелких частиц уменьшается. Почвы, насыщенные нефтепродуктами, теряют способность впитывать и удерживать влагу [9].

Срок восстановления, саморекультивации почв, загрязненных нефтепродуктами, составляет от 1–2 до 10–15 лет.

Наличие 2 г нефтепродуктов в 1 кг почвы делают ее непригодной для жизни растений и почвенной микрофлоры. Нефтепродукты оказывают влияние почти на все группы почвенных беспозвоночных. Быстрее всего погибают крупные виды (насекомые, черви). Понижение концентрации кислорода в почве способствует развитию анаэробных микроорганизмов, развитие аэробной микрофлоры затормаживается. Первоначально даже слабое загрязнение почвы нефтепродуктами приводит к снижению количества почвенных микроорганизмов. Восстановление численности наблюдается через несколько месяцев после загрязнения, в дальнейшем возможен даже некоторый рост численности микроорганизмов за счет использования углерода нефтепродуктов в качестве питательного вещества. Однако интенсивный рост микроорганизмов, усваивающих растворимые соединения, сильно обедняет почву соединениями азота и фосфора. Загрязнения почв нефтепродуктами создают новую экологическую обстановку с соответствующим числом организмов в почве. Общая особенность всех нефтезагрязненных почв – ограниченность видового и экологического разнообразия педобионтов [9].

В процессе механической обработки с применением СОТС под действием высоких температур в зоне обработки могут образовываться аэродисперсные системы на основе аэрозолей СОТС, что дополнительно, помимо проливов отработанных СОТС, повышает их миграционную способность в окружающей среде [6]. На рис. 2 показан анализ путей возможной миграции аэрозолей СОЖ.

pic_69.tif

Рис. 2. Возможные пути миграции продуктов СОТС

Исходя из вышесказанного, в целях экологической безвредности и ожидаемого попутного экономического эффекта в случае внедрения «сухой» (без традиционных СОТС) механической обработки многие зарубежные фирмы совместно с институтами активно занимаются разработкой теоретических основ и практических способов реализации обработки резанием без применения СОТС [1, 7].

Как показывает опыт западного и отечественного машиностроения [1], по мере усиления законодательства и налоговых санкций, направленных на защиту окружающей среды, технологии, позволяющие минимизировать использование СОТС, становятся все более востребованными.

Проведение научно-исследовательской работы осуществляется при поддержке гранта Президента Российской Федерации МК-6076.2013.8.

Рецензенты:

Бобровский Н.М., д.т.н., доцент, профессор кафедры «Оборудование и технологии машиностроительного производства», ФГБОУ ВПО «Тольяттинский государственный университет», г. Тольятти;

Горшков Б.М., д.т.н., доцент, зав. кафедрой «Электротехнические комплексы и системы», ФГБОУ ВПО «Поволжский государственный университет сервиса», г. Тольятти.

Работа поступила в редакцию 06.11.2014.


Библиографическая ссылка

Мельникова Д.В., Волков Д.А. АНАЛИЗ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА И ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 11-7. – С. 1555-1559;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=35806 (дата обращения: 31.10.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074