Organizatorem Programu Bezpieczna Chemia jest PIPC PIPC
Organizatorem Programu jest Polska Izba Przemysłu Chemicznego

Zapobieganie chorobom nowotworowym w środowisku pracy

11.12.2020

Zachęcamy do zapoznania się z artykułem firmy Dräger Polska Sp. z o. o.

Precyzyjne pomiary LZO

Butadien, tlenek etylenu i akrylonitryl – tzw. lotne związki organiczne (LZO) – są ważnym składnikiem w produkcji tworzyw sztucznych i produktów pośrednich w przemyśle chemicznym. Wszystkie trzy substancje są czynnikami rakotwórczymi, jednak nie można ich zastąpić w procesach produkcji. W wypadku prac, które muszą być regularnie wykonywane w środowiskach zanieczyszczonych, takich jak konserwacja złączy kołnierzowych i przewodów rurowych lub oczyszczanie zbiorników, muszą obowiązywać surowe normy dopuszczalnego narażenia. Zgodność z wartościami granicznymi jest zapewniana przez skuteczne monitorowanie z zastosowaniem strategii pomiarów szczegółowych i urządzeń pomiarowych.

Ważne surowce chemiczne w produkcji tworzyw sztucznych

Butadien, tlenek etylenu i akrylonitryl są produkowane aktywnie w przemyśle jako surowce chemiczne i składowane w zbiornikach do czasu dalszego przetwarzania. Z powodu wysokiej prężności par, związki te występują w postaci gazowej. Ich wycieki mogą występować podczas przesyłu na terenie zakładu – w punktach transferu oraz przez zawory. W efekcie substancje niebezpieczne mogą być także obecne w powietrzu na przestrzeniach otwartych. Co pewien czas konieczne jest także oczyszczenie i konserwacja cystern lub zbiorników, w których przewożone są te substancje. Przed każdym rozpoczęciem prac konserwacyjnych i przeglądów w takich środowiskach, muszą zostać przeprowadzone pomiary dopuszczające i konieczne jest monitorowanie pracowników podczas pracy.

Wyjątkowe wyzwanie: wykonalność techniczna

Z powodu właściwości rakotwórczych tych substancji, należy kłaść szczególny nacisk na normy narażenia zawodowego na czynniki chemiczne i zgodność z dopuszczalnymi pułapami. Większość technologii pomiarowych nie posiada możliwości technicznych w zakresie precyzyjnego i nieprzerwanego śledzenia oraz monitorowania tych wartości. W czasach, gdy coraz większe znaczenie przywiązuje się do ochrony pracowników, przemysł chemiczny stoi w obliczu wyjątkowego wyzwania: co zrobić, aby chronić pracowników przed zagrożeniami nieodłącznie związanymi z wykonywaniem codziennych obowiązków – i jak wdrożyć ochronę w sposób optymalny pod względem kosztów?

Najważniejsze: pomiary dopuszczające w przestrzeniach ograniczonych i otoczeniu bezpośrednim

Pomiary dopuszczające są niezbędne przed rozpoczęciem pracy, szczególnie w przypadku oczyszczania zbiorników. Stanowią one podstawę do podjęcia decyzji, czy i – w stosownych przypadkach – jakie środki ochrony należy zastosować przy wejściu do przestrzeni zanieczyszczonych. Ponieważ przestrzenie ograniczone, takie jak np. zbiorniki, są zamknięte i posiadają ograniczoną wentylację, istnieją w nich zawsze potencjalne zagrożenia wybuchowe (Ex), toksyczne (Tox) i tlenowe (Ox). W przypadku czynników rakotwórczych, takich jak butadien, tlenek etylenu i akrylonitryl, konieczna jest ochrona pracowników przed ostrymi skutkami toksycznymi, jak również przewlekłymi, długotrwałymi skutkami dla zdrowia.

Pomiary dopuszczające są jedynym sposobem uzyskania pewności, że przestrzegane są obowiązujące normy narażenia zawodowego dla butadienu, tlenku etylenu i akrylonitrylu oraz że pracownicy są chronieni przed zagrażającymi życiu stężeniami tych substancji. W przeciwnym razie, konieczne jest zastosowanie dalszych środków, takich jak wietrzenie zbiorników, aż zostaną osiągnięte dopuszczalne stężenia minimalne lub zastosowanie odpowiednich środków ochrony indywidualnej. Dotyczy to zarówno pracowników pracujących wewnątrz, jak i w bezpośrednim otoczeniu danego miejsca pracy. W wielu krajach uprzemysłowionych wprowadzane są coraz surowsze normy narażenia zawodowego – w szczególności dla czynników rakotwórczych – i wraz z nimi zwiększają się także wymogi dla strategii i metod pomiarowych.

Optymalne strategie pomiarowe dla pomiarów dopuszczających w miejscu pracy

W przypadku detekcji poszczególnych lotnych związków organicznych (LZO), jak butadien, tlenek etylenu i akrylonitryl, przydatne jest przeprowadzenie wstępnego badania sumarycznego wszystkich LZO. Podczas gdy akrylonitryl i tlenek etylenu można mierzyć czujnikami elektrochemicznymi OV lub OV-A, dla 1,3-butadienu wskazane jest użycie czujników PID (detektorów fotojonizacyjnych) rejestrujących stężenia od 0,05 ppm. Przy wyborze czujników należy zawsze uwzględniać pożądane i niepożądane czułości skrośne na inne występujące substancje.

Ponieważ czujniki tego typu mierzą tylko stężenie sumaryczne wszystkich lotnych związków organicznych, potrzebna jest analiza różnicująca. To jedyny sposób umożliwiający ocenę potencjalnych zagrożeń ze strony poszczególnych substancji niebezpiecznych. Jeśli odczyt sumaryczny czujnika PID lub OV jest za wysoki, konieczne są kolejne pomiary selektywne wyjaśniające, który czynnik rakotwórczy stanowi najwyższy udział stężenia całościowego.

Strategie pomiarów selektywnych do szczegółowej oceny sytuacji

Pomiary selektywne można wykonać rurkami wskaźnikowymi mierzącymi bardzo niskie stężenia konkretnych substancji niebezpiecznych – na przykład rurkami Dräger Akrylonitryl 0,5/a, rurkami Dräger Tlenek etylenu 1/a lub rurkami Dräger Chloropren 5/a do pomiarów 1,3-butadieniu.

Zaletą rurek wskaźnikowych do pomiarów krótkotrwałych jest niższy koszt zakupu. Z powodu zassań pompki i czasów reakcji, proces pomiarowy może potrwać kilka minut. Inną opcją umożliwiającą dokładną analizę jest przesłanie do laboratorium rurki próbkującej. To wciąż popularna metoda z uwagi na pozytywny wpływ dokładności analitycznej na ogólne bezpieczeństwo. Jednak w wielu przypadkach wymagania czasowe i kosztowe tej metody – szczególnie, gdy koniecznych jest kilka pomiarów – stanowią czynniki, które mogą wpłynąć negatywnie na efektywność procesu.

W przypadku 1,3-butadienu, możliwe jest zastąpienie pomiaru użyciem czujnika PID połączonego z chromatografem gazowym. Urządzenie tego typu łączy pomiary wstępne z selektywnymi upraszczając i skracając tym samym proces pomiarowy. Dwa tryby pomiarów – jedno badanie szerokopasmowe w trybie skanowania i jeden pomiar selektywny w trybie analizy – eliminują konieczność wykonania ręcznych pomiarów rurkami i zwiększają bezpieczeństwo przez uzyskanie wyników pomiarowych o jakości laboratoryjnej. Taka metoda wiąże się z wyższymi kosztami zakupu, jednak może okazać się opłacalna przy wyższej częstości użycia i po rozbiciu kosztów na pojedyncze pomiary. 

W dużych firmach, które wymagają wielu pomiarów, obowiązki sporządzenia dokumentacji oznaczają, że duża liczba danych może generować wysokie koszty administracyjne. Nowoczesne metody cyfrowego przesyłania danych redukują możliwość popełnienia błędu podczas sporządzania dokumentacji i pozwalają zaoszczędzić czas przez eliminację etapów wykonywanych ręcznie.

Monitorowanie pracy w obszarach ryzyka

Prace można rozpocząć po udanym pomiarze dopuszczającym danego obszaru i wydaniu zgody na wykonanie prac. Miejsca pracy są klasyfikowane jako niebezpieczne na podstawie oceny ryzyka każdego z miejsc.

Monitorowanie indywidualne w trybie ciągłym można osiągnąć przez użycie detektorów gazu noszonych przez każdego pracownika. Monitorowanie miejsca pracy w trybie ciągłym odbywa się zwykle z użyciem niedrogiego, lecz mniej czułego czujnika OV. Próg alarmowy jest dostosowywany w zależności od ryzyka. Prace należy przerwać natychmiast przy aktywacji alarmu. Z powodu niższej czułości czujników OV, przeprowadzać także należy regularne, selektywne pomiary kontrolne. Ich częstość jest zależna od konkretnych zagrożeń według oceny ryzyka, która określa także preferowane metody pomiarowe. Do pomiarów kontrolnych wykorzystywana jest z reguły metoda użyta przy pomiarach dopuszczających.

Wnioski

Wybór strategii bezpieczeństwa przez osobę odpowiedzialną za bezpieczeństwo zakładu zależy od trzech kluczowych czynników:

– Jakość pomiaru ukierunkowana na pożądany poziom bezpieczeństwa na podstawie oceny ryzyka. Jakość jest determinowana sposobem wyświetlania wyników, dokładnością wskazania i pożądaną selektywnością.

– Komfort i łatwość przeprowadzanych pomiarów. Obejmuje ona liczbę kroków pomiarowych, szybkość dostępności danych na miejscu i bezawaryjność użycia.

– Częstość użycia, która określa koszt pojedynczego pomiaru. Wyższe koszty zakupu mogą się szybko zwracać przy przeliczeniu kosztów bieżącej eksploatacji.

Wsparcie decyzyjne: częstość użycia jako punkt odniesienia

W przypadku firm o wysokich potrzebach pomiarowych (powyżej 500 pomiarów rocznie) i zakładów, gdzie występuje wysokie zagrożenie toksycznymi czynnikami rakotwórczymi, jak butadien, tlenek etylenu i akrylonitryl, odpowiednie jest użycie do badań wstępnych PID lub czujników OV wraz ze wdrożeniem selektywnych pomiarów powtórnych w poszczególnych przypadkach. W naszym przykładzie selektywnej weryfikacji poddano co drugi pomiar. Użycie PID połączonego z chromatografem gazowym jest w tym przypadku szczególnie wydajne ponieważ nie są ponoszone dodatkowe koszty żadnych dalszych pomiarów. Jednocześnie zwiększane są poziomy bezpieczeństwa ponieważ każdy selektywny pomiar jest przeprowadzany łatwo, szybko i bezpiecznie.

Przy średniej częstości użycia (ok. 200 rocznie), właściwe jest także zastosowanie PID. Pomiar jednoetapowy łączący badanie wstępne i pomiar selektywny. Możliwość oszczędności przy stosunkowo częstych odczytach w porównaniu z pomiarami wyłącznie selektywnymi.

Przy niskiej częstości pomiarów (ok. 50 rocznie) odpowiednią metodą pomiarową są badania selektywne rurkami wskaźnikowymi, czasami uzupełniane badaniami laboratoryjnymi w celu zagwarantowania dokładności pomiarowej. Kolejną realną alternatywą są urządzenia do uzupełniających, nieselektywnych badań wstępnych o wysokiej łatwości obsługi.

Artykuł pochodzi z nr 4/2020 Biuletynu "Bezpieczna Chemia".

Partnerzy