You are using an outdated browser. For a faster, safer browsing experience, upgrade for free today.

Біологічний фактор при виробництві біопалива з відходів сільськогосподарської сировини як гігієнічна проблема

Біологічний фактор при виробництві біопалива з відходів сільськогосподарської сировини як гігієнічна проблема

https://doi.org/10.33573/ujoh2016.02.079

Чудновець А. Я.1, Стеренбоген М. Ю.2

Біологічний фактор при виробництві біопалива з відходів сільськогосподарської сировини як гігієнічна проблема

1 Державна установа «Інститут медицини праці Національної академії медичних наук України», м. Київ

2 Національна медична академія післядипломної освіти імені П. Л. Шупика, м. Київ

Повна стаття (PDF), UKR

Вступ. Сьогодні перед Україною гостро постало питання в забезпеченні держави альтернативними джерелами енергоресурсів. Українська галузь твердого біопалива активно розвивається останніми роками. Наукові досліджен­ня за кордоном з даної проблеми спрямовані, в основному, на удосконалення технології отримання біопалива та оцінку його якості. Вивчаються гігієнічні аспекти умов праці робітників у разі виробництва біопалива з відходів рослинної сировини на всіх технологічних етапах, зазначається роль біологічного фактора як фактора ризику для здоров’я працюючих.

Матеріали та методи дослідження. Аналітичній огляд наукових публікацій було проведено з використанням закор­донних профільних видань, текстової бази даних PUB MED, бази даних Національної наукової медичної бібліоте­ки та Національної бібліотеки України імені В. І. Вернадського.

Результати. При виробництві біопалива з відходів деревини та соломи працівники підпадають під вплив комбіно­ваної дії багатокомпонентного аерозолю, який складається з органічної рослинної частки, неорганічної частини (ґрунту та піску) та хімічних сполук (алкалоїдів, сапонінів, смол, ефірних олій, глікозидів). Встановлено, що загальні рівні концентрації пилу на робочих місцях залежать від технології виробництва, типів обладнання, виду та якості сировини, що оброблюється. При виконанні основних технологічних операцій, які супроводжуються зна­чним пилоутворенням, спостерігається перевищення ГДК пилу в повітрі робочої зони. Наведені чинники викли­кають зниження функції легенів, бронхіальну гіперчутливість і респіраторні захворювання, такі як органічний пиловий токсичний синдром, алергічний альвеоліт, астму, хронічні обструкції дихальних шляхів, зокрема, хроніч­ний бронхіт, синдром подразнення слизової оболонки і риніти. При переробці деревини — ялини, сосни, липи, берези, клена, бука, дуба в робітників виникають алергічні реакції, що супроводжуються кровотечею з носа, слаб­кістю, втратою апетиту, блювотою, захворюваннями шкіри. Особливо важливим чинником, що діє на працівників при виробництві біопалива з відходів рослинної сировини, являється мікробний чинник. Мікробіологічна компо­нента складається з широкого спектра бактерій, мікроскопічних грибів та продуктів їхньої життєдіяльності ендо- та мікотоксинів. Встановлено, що зразки соломи були значно більше контаміновані бактеріями, ніж тирса деревини, дерев’яні гранули та брикети, концентрації ендотоксинів (ЕТ) у соломі також були значно вищими, ніж в інших видах сировини. Перевищення становило від 2 до 50 разів, а інколи доходило і до 100 разів. Концентрації мікро­скопічних грибів у соломі також були значно вищими, ніж в іншій сировині. Високі концентрації грибів та ендо­токсинів зафіксовані й у разі механічної переробки соломи. У пилу тирси деревини та соломи були також виявлені мікроскопічні гриби та мікотоксини, які можуть чинити інфекційну, алергенну та канцерогенну дію.

Висновки. При виробництві біопалива з відходів деревини та соломи працівники підпадають під вплив комбінова­ної дії багатокомпонентного аерозолю, який може складатися з органічної рослинної частки, неорганічної частини (частки ґрунту та піску) та хімічних сполук (алкалоїдів, сапонінів, смол, ефірних олій, глікозидів). Встановлено, що концентрації пилу на робочих місцях залежать від технології виробництва, типів обладнання, виду та якості сиро­вини, яка обробляється. Значне перевищення ГДК пилу спостерігається при виконанні основних технологічних операцій, що супроводжуються значним пилоутворенням (завантаження, подрібнення, фасування). Особливо важливим чинником, що діє на працівників при виробництві біопалива з відходів рослинної сировини, являється мікробний чинник. Його складова тісно пов’язана з виробничими факторами й залежить від загального рівня пилу, фізичних та хімічних факторів. Мікробіологічна компонента складається з широкого спектра бактерій, мікроско­пічних грибів та продуктів їхньої життєдіяльності ендо- та мікотоксинів, які у виробничому середовищі можуть чинити негативний вплив на здоров’я працюючих. Наявність у виробничому середовищі перерахованих вище факторів впливу можна вважати потенційним фактором ризику у виникненні професійно обумовлених і професій­них захворювань для працівників підприємств з виробництва біопалива з рослинної сировини.

Ключові слова: гігієна праці, біопаливо, солома, тирса деревини, органічний пил, мікроорганізми, вплив на здоров’я

Література

  1. Dust exposures in the wood processing industry/ Alwis U. , Mandryk J., Hocking A. D. [et al.] // Am. Ind. Hyg. Assoc. J. - 1999.- V. 60 (5). - Р. 641-647. https://doi.org/10.1202/0002-8894(1999)060<0641:DEITWP>2.0.CO;2
  2. Symptoms, airway responsiveness, and exposure to dust in beech and oak wood workers / Bohadana A. B., Massin N., Wild P. [et al.] // Occup. Environ. Med.- 2000.- V. 57.- Р. 268-273. https://doi.org/10.1136/oem.57.4.268
  3. Brouwer D. H. Personal exposure in the workplace: exploring sampling techniques and strategies / D. H. Brou­wer J. H. Gijsberg, M. W. Lurvink //Ann. Jccup. Hyg. - 2004. - V.48, № 5. - P. 439-453.
  4. Carton M. Occupational exposure to wood dust. Health effects and exposure limit values /Carton M,, Goldberg M,, Luce D. // Rev Epidemiol. Sante Publique. - 2002. - V. 50 (2). - Р 159-178.
  5. Aktualne problemy higieny przyprodukcji biopaliw z surowcow rolniczych za pomoca nowoczesnych technologii / W. G Capko, M. Yu. Sterenbogen, A. J. Czudnowiec, W. W.Papacz // Praktyczne problemy zwiazane z ochrona pracy w rolnictwie.- Lublin, 2013. - P. 119-126.
  6. De Haar C. Ultrafine but not fine particulate matter causes airway inflammation and alleric airway sensiti­zation to co-administered antigen in mice / De Haar C // Clin. Exp. Allerg. - 2006. - V. 36, № 11. - P. 1469-1479. https://doi.org/10.1111/j.1365-2222.2006.02586.x
  7. Delfino R. J. Potential role of ultrafine particles in assotiations between airborn particles mass and cardiovascular health / R. J. Delfino, C. Sioutas, S. Malik // Environ.Health Perspect. - 2005. - V. 113, № 8. - P. 934-946. https://doi.org/10.1289/ehp.7938
  8. De Zotti R. Asthma and rhinitis in wooding workers / De Zotti R., Gubian F. // Allergy Asthma Proc. - 1996.- V. 17. - Р 199-203. https://doi.org/10.2500/108854196778996912
  9. Dutkiewicz J. Bacteria and fungi in organic dust as a potential health hazard / Dutkiewicz J. // Ann. Agric. Environ. Med. - 1997. - № 4. - P. 11-16.
  10. Biological agents as occupational hazards - selected issues / Dutkiewicz J., Cisak E., Sroka J. [et al.] // Ann Agric Environ Med. - 2011. -V. 18 (2). - P 286-293.
  11. Eduard W. Exposure to non-infectious micro­organisms and endotoxins in agriculture/Eduard W. // Ann Agric. Environ. Med. - 1997.- V. 4. - Р 179-186.
  12. Fabianova E. Occupational cancer in central European countries. /Fabianova E. // Environmental Health Perspect. - 1999. - V. 107 (2). - Р 279-282. https://doi.org/10.1289/ehp.99107s2279
  13. Gioffre,A. Airborne Microorganisms, Endotoxin, and Dust Concentration in Wood Factories in Italy / Gioffre A., Marramao,A. // Ann. Occup. Hyg. - 2012 .­V. 56 № 2. - Р 161-169.
  14. Gerberick G. F. Toxicity of T-2 toxin, a Fusarium mycotoxins, to alveolar macrophages in vitro / Gerbe­rick G. F., Sorenson W. G. // Environ. Research. - 2005.- V. 32. - P. 269-285. https://doi.org/10.1016/0013-9351(83)90111-1
  15. Gradon L. Deposition and retention of ultrafine aerosol particles in the human respiratory system. Normal and pathological cases / L. Gradon, D. Orlicki, A. Podgorski // Int. J. Occup. Saf. Ergon. - 2000. - V. 6, № 2. - P. 189-207. https://doi.org/10.1080/10803548.2000.11076451
  16. Heederik D. Dust-related decline in ling function among animal feed workers / Heederik D., Smid T., Houba R. // Am. J. Ind. Med. - 1994. - № 25. - P 117-121. https://doi.org/10.1002/ajim.4700250131
  17. Upper airway symptoms and function in wood surface coating industry workers / Holmstrom M., Granstrand P., Nylander-French L.A., Rosen G. //Am. J. Ind. Med. - 1995. - V. 28, № 2. -Р 207-209. https://doi.org/10.1002/ajim.4700280206
  18. Kozajda A. Knowledge and the ways of health pro­tection against occupational exposure to biological hazards / Kozajda A., Zielinska-Jankiewicz K., Szadkowska Stan- czyk I. // Part II. Med.Pr. - 2005. - V. 56 (3). - P. 205-211.
  19. Lacey J. Fungal and actinomycete spores as pollutans of the workplace and occupational allergens / Lacey J., Crook B. // Ann. Occup. Hyg. - 1998. - № 32. - P 515-533.
  20. Lopez-Rico R. Cereal alpha-amylase inhibitors cause occupational sensitization in the wood industry / Lopez-Rico R. // Clinical and Experimental Allergy. - 1998. - V. 28, № 10.- P 1286-1291. https://doi.org/10.1046/j.1365-2222.1998.00385.x
  21. Madsen A. M. Exposure to airborne microbial components in autumn and spring during work at danish biofuel plants / Madsen A. M. // Annals of Occupational Hygiene. - 2006 .- V. 50, № 8. - P. 821-831 .
  22. Microbial dustiness and particle release of different biofuels / Madsen A. M., Martensson L., Schneider T., Larsson L. //Ann Occup. Hyg. - 2004.- V. 48. (4). - Р. 327-338.
  23. An environmental impact assessment of exported wood pellets from Canada to Europe / Magelli F., Boucher K., Bi H. [et al.] // Biomass and Bioenergy. - 2009. - V. 33, № 3.- Р 434-441. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2008.08.016
  24. Malmros P. Occupational health problems due to garbage sorting / Malmros P, Sigsgaard T., Bach B. // Waste Manage Res. - 1992. - V. 10. - P 227-234. https://doi.org/10.1016/0734-242X(92)90101-P
  25. Markandya A. Energy and Health 2 Electricity generation and health / Markandya A., Willkinson P. // Lancet. - 2007 - V. 370. - P. 979-990. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(07)61253-7
  26. Mandryk J. Work-related symptoms and dose- response relationships for personal exposures and pulmonary function among woodworkers / Mandryk J., Alwis K. U., Hocking A. D. // Am. J .Ind .Med. - 1999. - V. 35, № 5. - P 481-490. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0274(199905)35:5<481::AID-AJIM5>3.0.CO;2-N
  27. Miscetti G. Exposure to wood dust in a group of carpentry craftsmen in secondary wood processing / Miscetti G. // Med. Lav. - 1998. - V.89, № 6.- P. 514-523.
  28. Presents of endotoxins in different agricultural environments / Olenchock S. A., May J. J., Pratt D. S. [et al.] // Am. J. Ind. Med. - 1990. - V. 18, № 3. - P. 279-284. https://doi.org/10.1002/ajim.4700180307
  29. Palmgren M. S. Separation of mycotoxins - containing sources in grain dust and determination of their mycotoxin potential / Palmgren M. S., Lee L. S. // Environ. Helth. Perspectives. - 1986. - № 66. - P. 106-108. https://doi.org/10.1289/ehp.8666105
  30. Present and future trends in pellet markets, raw materials, and supply logistics in Sweden and Finland"/ Selkimaki M., Mola-Yudego, B., Roser D. [et al.] // Renewable and Sustainable Energy Reviews .- 2010.- V. 14, № 9.- Р 3068-3075. https://doi.org/10.1016/j.rser.2010.06.009
  31. Simpson C. L. Wood-dust exposures and cancer of the colon / Simpson C. L. // Int. J. Occup. Environ. Health.- 1998.-N 4.- Р. 179-183. https://doi.org/10.1179/oeh.1998.4.3.179
  32. Sorenson W. G. Mycotoxins as potential occupa­tional hazards / Sorenson W. G. // Develop. In Ind. Microb. - 1990. - V. 31. - P 205-211.
  33. Teschke K. Exposures to wood dust in U. S. industries and occupations, 1979 to 1997 / Teschke K. // Am. J. Ind. Med. - 1999.- V. 35, № 6.- P 581-589. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0274(199906)35:6<581::AID-AJIM5>3.0.CO;2-I
  34. Exposure to bioaerosols in the selected agricultural facilities of the Ukraine and Poland / V. G. Tsapko, A. J. Chudnovets, M. J. Sterenbogen [et al.] // A review. - Ann. Agric Environ. Med. -2011.-V. 18. - Р 151-159.
  35. Whitehead L. W. Health effects of wood dust- relevance for an occupational standard / Whitehead L. W. // Am. Ind. Hyg. Assoc. J. - 1982.- V. 43, № 9. - Р. 674-680. https://doi.org/10.1202/0002-8894(1982)043<0674:HEOWDR>2.3.CO;2
  36. Zielinska-Jankiewicz K. Knowledge of selected occupational groups about biological agents in the envirionmental and ways of health protection against occupational exposure to biological hazards / Zielinska- Jankiewicz K., Kozajda A. // Med.Pr. - 2003. - V. 54 (5). - P 399-406.
  37. Біологічні ресурси і технологія виробництва біо­палива: Монографія / Я. Б. Блюм, Г. Г. Гелетуха, І. П. Гри- горюк [та ін.]. - Київ : «Аграр Медіа Груп», 2010. - 408 с.
  38. Потенційний ризик мікроскопічних грибів для робітників виробництва біопалива / Цапко В. Г., Чуд- новець А. Я., Стеренбоген М. Ю. [та ін.] // Укр. журн. з пробл. медицини праці. - 2012. - № 1 (29). - С. 48-54.
  39. Вплив виробничого середовища на формуван­ня біологічного фактора в умовах сільськогоспо­дарського виробництва / Цапко В. Г., Чудновець А. Я , Стеренбоген М. Ю., Папач В. В. // Укр. журн. з пробл. медицини праці. - 2014 .- № 1. - С. 60-65.