Гигиеническая оценка потенциальной опасности воздействия мелкодисперсных частиц и редкоземельных элементов, присутствующих в воздухе рабочей зоны, на работников металлургических предприятий

Введение. Одним из основных загрязнителей воздуха рабочей зоны предприятий металлургической промышленности являются редкоземельные элементы, которые сорбируются на мелкодисперсных частицах пыли и оказывают негативное влияние на здоровье работников.

Цель исследования — комплексная гигиеническая оценка потенциальной опасности для здоровья работающих мелкодисперсных частиц и редкоземельных элементов (РЗЭ) воздуха рабочей зоны предприятий металлургической промышленности.

Материалы и методы. Проведён отбор проб воздуха рабочей зоны для измерения содержания РЗЭ, пыли и промышленного аэрозоля мелкодисперсных фракций. Оценены уровни содержания РЗЭ в крови работников металлургического предприятия (n=31) и группы сравнения (n=12). Измерение содержания РЗЭ в воздухе рабочей зоны и крови проводили методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой с помощью масс-спектрометра Agilent 7900. Измерение содержания пыли в воздухе рабочей зоны определяли в соответствии с методикой МУК 4.1.2468-09. Определение содержания мелкодисперсных фракций промышленного аэрозоля — анализатором аэрозоля DustTrak 8533.

Результаты. Анализ содержания металлов в воздухе рабочей зоны показал превышение референтных концентраций при хроническом ингаляционном воздействии для церия. В точках с высокими концентрациями металлов преобладает содержание промышленного аэрозоля мелкодисперсной фракции 10 мкм. В период исследования воздуха рабочей зоны были установлены достоверно более высокие концентрации в крови у работников, занятых на производстве, по сравнению с группой сравнения.

Ограничения исследования. Ограничение исследований связано с периодом отбора проб воздуха рабочей зоны, недостаточным количеством проб воздуха рабочей зоны и проб биоматериала. Расширение перечня обследуемых точек на производстве и списка металлургических предприятий, а также увеличение количества обследуемых работников может стать направлением дальнейших исследований по оценке воздействия мелкодисперсных частиц и редкоземельных элементов на работников металлургических предприятий.

Заключение. Поскольку в воздухе рабочей зоны и в крови работников были обнаружены более высокие концентрации РЗЭ по сравнению с контрольной точкой / группой, сокращение воздействия вредных производственных факторов условий труда и производственных процессов с целью сохранения здоровья работающих остаётся актуальным для предприятий металлургической промышленности.

Этика. Исследование проведено с соблюдением этических норм согласно этическим принципам, изложенными в Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (ред. 2013 г.). Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора (протокол заседания № 2 от 11.02.2021 г.).

Участие авторов:
Зайцева Н.В. — концепция и дизайн исследования, редактирование;
Нурисламова Т.В. — концепция и дизайн исследования, редактирование;
Зорина А.С. — концепция и дизайн исследования, сбор материала и обработка данных, написание текста;
Стенно Е.В. — концепция и дизайн исследования, редактирование;
Крылов А.А. — сбор материала и обработка данных;
Недошитова А.В. — сбор материала и обработка данных;
Гилева К.О. — сбор материала и обработка данных;
Сухих Е.А. — сбор материала и обработка данных.

Финансирование. Исследование не имело финансовой поддержки.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Дата поступления: 02.10.2024 / Дата принятия к печати: 03.11.2024 / Дата публикации: 27.11.2024

1. Cai A., Zhang H., Wang Q., Wu X. Source apportionment and health risk assessment of heavy metals in PM2.5 in Handan: A typical heavily polluted city in North China. Atmosphere. 2021; 12(10): 1232. https://doi.org/10.3390/atmos12101232

2. Cheriyan D., Hyun K.Y., Jaegoo H., Choi J. Assessing the distributional characteristics of PM10, PM2.5, and PM1 exposure profile produced and propagated from a construction activity. J. Clean. Prod. 2020; 276: 124335. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124335

3. Kim B.W., Cha W., Choi S., Shin J., Choi B.S., Kim M. Assessment of occupational exposure to indium dust for indium-tin-oxide manufacturing workers. Biomolecules. 2021; 11(3): 419. https://doi.org/10.3390/biom11030419

4. Luna-Carrascal J., Olivero-Verbel J., Acosta-Hoyos A.J., Quintana-Sosa M. Auto repair workers exposed to PM2.5 particulate matter in Barranquilla, Colombia: Telomere length and hematological parameters. Mutat. Res. Genet. Toxicol. Environ. Mutagen. 2023; 887: 503597. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2023.503597

5. Abdel-Rasoul G.M., Abu-Salem M.E., Salem E.A.-A., Younis F.E., Abdel-Monaem A., Allam H.K. Respiratory health disorders among workers in some Egyptian welding enterprises. Toxicol. Ind. Health. 2022; 38(12): 074823372110649. https://doi.org/10.1177/07482337211064950

6. Hua J.T., Zell-Baran L., Go L.H.T., Kramer M.R., Van Bree J.B., Chambers D., et all. Demographic, exposure and clinical characteristics in a multinational registry of engineered stone workers with silicosis. J. Occup. Environ. Med. 2022; 79(9): 586–593. https://doi.org/10.1136/oemed-2021-108190

7. Lenander-Ramirez A., Bryngelsson I.-L., Vihlborg P., Westberg H., Andersson L. Respirable dust and silica. Respiratory diseases among Swedish iron foundry workers. J. Occup. Environ. Med. 2022; 64(7): 593–598. https://doi.org/10.1097/JOM.0000000000002533

8. Neophytou A.M., Ferguson J.M., Costello S., Picciotto S., Balmes J.R., Koutros S., et all. Diesel exhaust and respiratory dust exposure in miners and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) mortality in DEMS II. Environ. Int. 2024; 185: 108528. https://doi.org/10.1016/j.envint.2024.108528

9. Федотов В.Д. Сравнительная динамика показателей спирометрии у больных с различной патологией бронхолегочной системы профессиональной этиологии. Астраханский медицинский журнал. 2023; 18(1): 88–96. https://doi.org/10.29039/1992-6499-2023-1-88-96

10. Садртдинова Г.Р., Шайхлисламова Э.Р., Масягутова Л.М., Ахметшина В.Т., Рафикова Л.А., Музафарова А.Р. Цитотоксические эффекты в буккальных эпителиоцитах у работников горнорудной промышленности в возрасте до 30 лет. Научное обозрение. 2024; 1: 10–15. https://doi.org/10.17513/srms.1379

11. Дайхес Н.А., Федина И.Н., Учуров А.Г., Бомштейн Н.Г., Панкова В.Б. Особенности ранней диагностики патологии верхнего отдела респираторного тракта на фоне пылевой нагрузки. Российская ринология. 2023; 31(2): 144–150. https://doi.org/10.17116/rosrino202331021144

12. Чеботарев А.Г., Семенцова Д.Д. Комплексная оценка условий труда и состояния профессиональной заболеваемости работников горно-металлургических предприятий. Горная промышленность. 2021; 1: 114–119. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2021-1-114-119

13. Andersson E., Sallsten G., Lohman S., Neitzel R., Toren K. Lung function and paper dust exposure among workers in a soft tissue paper mill. Int. Arch. Occup. Environ. Health. 2019; 93(1): 105–110. https://doi.org/10.1007/s00420-019-01469-6

14. Zhong Q., Cao M., Gu Y., Fang Y., Zhong T., Xie J., et al. Hypertension risk is associated with elevated concentrations of rare earth elements in serum. J. Trace. Elem. Med. Biol. 2022; 74: 127084. https://doi.org/10.1016/j.jtemb.2022.127084

15. Zhao A.N., Yin H.J., Fan M.G., Zhang Z., Li N., Ma T. Study on lung injury induced by rare earth samarium oxide particles in rats. Zhonghua Lao Dong Wei Sheng Zhi Ye Bing Za Zhi. 2021; 39(12): 881–886. https://doi.org/10.3760/cma.j.cn121094-20200622-00354

16. Guo C., Wei Y., Yan L., Li Z., Qian Y., Liu H., et al. Rare earth elements exposure and the alteration of the hormones in the hypothalamic-pituitary-thyroid (HPT) axis of the residents in an e-waste site: A cross-sectional study. Chemosphere. 2020; 252: 126488. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.126488

17. Xiao X., Yong L., Jiao B., Yang H., Liang C., Jia X., et al. Postweaning exposure to lanthanum alters neurological behavior during early adulthood in rats. Neurotoxicology. 2021; 83: 40–50. https://doi.org/10.1016/j.neuro.2020.12.012

18. Lee W.Y., Park H.J. Toxicity of cerium oxide nanoparticles on neonatal testicular development in mouse organ culture. Reprod. Toxicol. 2022; 111: 120–128. https://doi.org/10.1016/j.reprotox.2022.05.014

19. Землянова М.А., Пескова Е.В., Кольдибекова Ю.В., Недошитова А.В., Ухабов В.М. Биохимические показатели липидного обмена у работников, занятых в производстве продукции из редкоземельных металлов. Гигиена и санитария. 2023; 102(5): 433–438. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2023-102-5-433-438.

20. Голохваст К.С., Кириченко К.Ю., Кику П.Ф., Ефимова Н.В., Савченков М.Ф., Вахнюк И.А., и др. Содержание нано- и микрочастиц в воздухе рабочей зоны гальванического производства: пилотное исследование. Анализ риска здоровью. 2019; 3: 34–41. https://doi.org/10.21668/health.risk/2019.3.04

21. Castanheiro A., Wuyts K., Hofman J., Nuyts G., De Wael K., Samson R. Morphological and elemental characterization of leaf-deposited particulate matter from different source types: a microscopic investigation. Environ. Sci. Pollut. Res. 2021; 28: 25716–25732. https://doi.org/10.1007/s11356-021-12369-z

22. Wu Y., Wang M., Luo S., Gu Y., Nie D., Xu Z., et al. Comparative toxic effects of manufactured nanoparticles and atmospheric particulate matter in human lung epithelial cells. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2021; 18: 22. https://doi.org/10.3390/ijerph18010022

23. Feng Y., Kleinstreuer C. Analysis of non-spherical particle transport in complex internal shear flows. Phys. Fluids. 2013; 25(9): 091904. https://doi.org/10.1063/1.4821812

24. Jia L., Zhang L., Yu S. Deposition of non-spherical microparticles in the human upper respiratory tract. Particuology. 2018; 36: 185–189. https://doi.org/10.1016/j.partic.2017.06.009