PRAŠINA
• sitne krute čestice koje lebdeći u zraku čine disperznisustav , u kojem je prašina disperzna faza a zrakdiperzno sredstvo
• mnogobrojni izvori – mnoge vrste čestica prašine koje mogu biti više ili manje štetne, ili bezopasne
2
Nastanak – u rudarstvu
• Površinski kopovi– bušenje, miniranje, utovar, transport…– zalijevanje transportnih puteva– uređaji za odstranjivanje prašine (bušaće garniture)– odsisne kape na separacijskim uređajima…
3
Nastanak – u rudarstvu
• Podzemni kopovi– „zatvorena” atmosfera s definiranom strujom zraka!– utjecaj solne prašine u rudnicima soli?
4
Eksplozivna prašina
• Treba svakako poduzeti korake da se naslage zapaljive prašine smanje, uklone, neutraliziraju ili vežu
• Širenje zapaljive prašine i/ili eksplozija jamskih plinova koje mogu izazvati nove eksplozije mora se ograničiti postavljanjem sustava protueksplozivnih pregrada
5
Svojstva prašine
• Veličina čestica• Oblik čestica i površine čestica• Kemijski sastav čestica
• zadržavanje čestica prašine u zraku – fizikalna svojstva samih čestica (veličina, gustoća i oblik)– jamski uvjeti (temperatura i vlažnost zraka, brzina zračne struje)
– najveći utjecaj – veličina čestica– zadržavanje čestica u zraku je prvi preduvjet da one dospiju u
dišni sustav čovjeka
6
Sposobnost zadržavanja čestica u zraku obzirom na veli činu
Veličina čestica
[µm]
Sposobnost zadržavanja u zraku
>100 ne zadržavaju se u zraku
10-100 taloženje povećanom brzinom u mirujućem zraku
0,1-10 taloženje konstantnom brzinom u mirujućem zraku
<0,1 nema taloženja
7
Inhalabilnost i respirabilnost
• Inhalabilne čestice– sve čestice koje prilikom normalnog disanja mogu biti udahnute kroz nos ili usta
– inhalabilnost se smanjuje s povećanjem veličine čestica– 50% čestica veličine 100 µm ulazi u gornji dišni sustav (manje opasne po
zdravlje budući da se zadržavaju – filtriraju u gornjem dišnom sustavu)
– manje frakcije ovih čestica prodiru u donji dišni sustav i mogu biti opasne po zdravlje
– 50% čestica veličine 10 µm prodire u donji dišni sustav
• Respirabilne čestice– mogu proći kroz dišne putove do područja izmjene plinova u plućima
– granica prolaza 50% ovih čestica iznosi 4 µm
– budući da prodiru sve do plućnih alveola čestice ove veličine su najopasnije za zdravlje
8
Prolaz čestica u dišni sustav obzirom na veličinu
Veličina čestica
[µm]
50 % prolaza u
100 gornji dišni sustav
10 donji dišni sustav
4 plućne alveole
9
Oblik čestica
• utječe na sposobnost njihovog zadržavanja u dišnom sustavu
• što je čestica izduženijeg oblika to je veća mogućnost fizičkog prodiranja u tkivo dišnih organa i na taj način dužeg ili trajnog zadržavanja u dišnom sustavu
10
Površina čestica
• određuje njihovu sposobnost adsorpcije ostalih štetnih plinova i tvari u jamskoj atmosferi
• čestice grube i neravne površine imaju veću sposobnost adsorpcije pa tako dodatno povećavaju opasnost udisanja ovih čestica
11
Kemijski sastav prašine
• određuje njezin učinak na ljudski organizam• svojstva:
– iritantnost (sol, ugljen, kalcit…)– korozivnost (pirit)– toksičnost (olovo, kadmij)– kancerogenost (hematit)
azbestoza – kemijski utjecaj na tkivo
12
Prašina u rudnicima potaše i kamene soli
• Rude soli – skupine minerala sličnih fizičko-mehaničkih i kemijskih svojstava, koje tvore evaporitne sedimentne stijene
– kloridi i sulfati kalija, natrija i magnezija, karbonati natrija, te nitrati natrija i kalija– u rudnicima potaše i kamene soli najzastupljenije i najvažnije komponente rude su minerali
halita, silvita i karnalita– potaša: kalijev karbonat, K2CO3
• Halit (NaCl)– bezbojni prozirni mineral, uz primjese može biti obojan žuto, crveno ili sivo– slanog je okusa, topiv u vodi– prevelika izloženost uzrokuje iritaciju kože, očiju i dišnih organa
• Silvit (KCl)– bezbojan, bijel, siv, plav ili crven mineral– gorkog je okusa i topiv u vodi– prevelika izloženost uzrokuje iritaciju kože, očiju i dišnih putova, a pri višim koncentracijama
može imati toksično djelovanje
• Karnalit (KMgCl3×6H2O)– bezbojan ili bijel do crvenkast mineral– oštrog, gorko slanog okusa– u zraku se raspada na silvit i magnezijev klorid koji može imati iritirajuće i toksično djelovanje.
13
Prašina u rudnicima ugljena• kemijski sastav i struktura ugljena su kompleksni i variraju ovisno o
vrsti ugljena• u strukturi ugljena dominira atom ugljika, a zatim vodika, kisika,
dušika i sumpora (aromatske strukture): organska komponenta (80%)
• anorganska komponenta – spojevi mnogih elemenata od kojih su najzastupljeniji silicij, aluminij, željezo, kalcij, natrij, sumpor i dr
– minerali glina (kaolinit, ilit i montmorilonit)
– karbonati (kalcit i dolomit)
– sulfidi (uglavnom pirit)– silikati (uglavnom kvarc)
– sulfati (kalija, natrija i željeza)
14
Prašina u rudnicima ugljena• većinski dio: ugljena organska komponenta• uglavnom tamno smeđe do crne čestice, specifične
gustoće 1,3-1,5 g/cm3
• može uzrokovati mehaničku iritaciju očiju i dišnih putova• dugotrajna izloženost dovodi do otežanog disanja i
pneumokonioze• toksičnost i kancerogenost se dovodi u vezu s povećanim
udjelom silikatne (SiO2) komponente
• moguće primjese radionuklida (Istra)
15
Oboljenja
• Pneumokonioza - prašina u plućima• uzrok: udisanje raznih vrsta čestica prašine• dugo godina trajno udisanje čestica: na jednom ili oba plućna krila
stvorit će se nadražena mjesta• ako su zbog nastalog ožiljkastog tkiva (plu ćna fibroza ) pluća manje
elastična i porozna, što konačno dovodi do gubitka daha – neka vrste pneumokonioze
16
Prašina pri radovima u ostalim vrstama stijena• u geološkoj građi Hrvatske prevladavaju sedimentne stijene• radovima u ovim stijenama generira se prašina koja nema posebno
štetna svojstva• vrijedi generalno kao i za sve prašine da pri višim koncentracijama
mogu uzrokovati smetnje u očima, nosu, grlu i dišnim putovima a pri tome nisu toksične
• vrlo štetan sastojak – kvarc (SiO2)• pijesci i šljunci, te njihovi vezani ekvivalenti mogu sadržavati više od
90% kvarca, a ostale klastične sedimentne stijene stijene poput glinjaka, šejlova i lapora također mogu sadržavati veće količine SiO2
• za karbonate uglavnom do 1%, na pojedinim lokacijama izuzeci sa više od 5% kvarca
• silikatna prašina u doticaju sa kožom i očima može uzrokovati iritaciju i abraziju
• pri udisanju može uzrokovati plućne bolesti silikozu i fibrozu, a postoje i dokazi njene karcinogenosti
18
Čestice ispuha dizel strojeva• osim ispušnih plinova dizel strojevi emitiraju i sitne čestice poznate
kao DPM (eng. diesel particulate matter)• do njihovog stvaranja dolazi gorenjem bilo kakve organske tvari
(tkivo, drvo, ugljen…)• većinom se sastoje od čađi i pepela• čađu čine ugljik i ugljikovodici nastali nepotpunim sagorijevanjem pri
nižim temperaturama i uz nedovoljni sadržaj kisika u atmosferi– čađa kod dimnja čara - ?
• pepeo je negorivi ostatak u organskoj tvari, kao što su oksidi metala, soli, karbonati, fosfati i silikati
20
Čestice ispuha dizel strojeva
• u slučaju dizel strojeva:– elementarni i organski ugljik, adsorbirani i kondenzirani ugljikovodici te
sulfati– glavni izvor – gorivo, a manjim dijelom i motorno ulje
• čestice trošenja metala – kao produkt trenja dijelova dizel strojeva (klipovi, cilindri…)– količinom i utjecajem zanemarive u odnosu na ostale komponente
DPM-a
• primarno nastale čestice dimenzija su u rasponu 0,001-0,08 µm• hlađenjem brzo dolazi do kondenzacije plinovitih ugljikovodika i
njihove adsorpcije na čestice ugljika, a zatim ovakve čestice koaguliraju u veće nakupine
• ovaj proces rezultira prosječnim dimenzijama čestica od 0,2 µm s 90% čestica manjih od 1 µm
21
Čestice ispuha dizel strojeva
• prema veličini – respirabilne• kratkotrajna izloženost može uzrokovati akutne
simptome kao što su glavobolja, vrtoglavica, mučnina, kašalj i otežano disanje, iritacija očiju, nosa i grla
• dugotrajna izloženost se dovodi u vezu s kroničnim zdravstvenim problema poput kardiovaskularnih bolesti i karcinoma pluća
23
Čestice detonacije eksploziva
• detonacijom eksploziva stvaraju se čestice čađi slične kao kod dizel strojeva
• čestice su manjih dimenzija, a vjeruje se da je razlog tome što kod dizel strojeva dolazi do kondenzacije i koagulacije u ispušnom sustavu, dok su pri miniranju ove čestice gotovo trenutno izbačene u atmosferu pa proces koagulacije nije izražen
• čestice usitnjene stijene…
24