A kristályos szilícium-dioxid a szilícium-dioxid (SiO₂) természetes kristályos formája, egy, a földkéregben nagyon elterjedt ásvány.
Számos kőzetben (homokkő, gránit, homok stb.) megtalálható, így a talaj és az ásványi eredetű anyagok egyik fő alkotóeleme.
Sommaire
Hol található a kristályos szilícium-dioxid?
| Anyagok | Kristályos szilícium-dioxid %-a ezekben az anyagokban |
| Tűzkő, szilíciumos homok | > 90% |
| Kvarcit, homokkő | > 90% |
| Kavicsok | > 80% |
| Gránit | 20-45% |
| Palák | 40-60% |
| Pala | 40% |
| Agyagok | 5-50% |
| Természetes kovaföld | 5-30% |
| Dolerit | 15% |
| Vasércek | 7-15% |
| Márvány | 5% |
| Mészkő | 1% |
1. Természetes előfordulás
A kristályos kvarc (SiO_2) az egyik leggyakoribb ásvány. Ez a kristályos szilícium-dioxid legelterjedtebb formája. A természetben bőségesen megtalálható:
Homokkőben és gránitban.
Homokban (amelynek közel 100%-át alkotja).
Következmény: A homok vagy az adalékanyagok kitermelése (zúzással és szitálással) szisztematikusan jelentős mennyiségű belélegezhető szilícium-dioxid port termel. A kristályos szilícium-dioxid tehát szinte mindenütt jelen van a természetes ásványi anyagokban, a kőzetektől az üledékekig.
2. Gyártott anyagokban és az építőiparban
A kristályos szilícium-dioxid a feldolgozott termékekben is nagy mennyiségben megtalálható. Különösen a következő összetételében fordul elő:
- A betonban, a habarcsban és a homlokzati vakolatokban.
- A téglában és az építőipari kerámiákban.
- Az üvegben és a porcelánban (őrölt kvarcból készülnek).
- Egyes ipari műanyagokban és gumikban (mechanikai adalékanyagként használják).
3. Speciális termékek (kovaföld) különleges esete
Egyes mindennapi használatú termékek is tartalmaznak szilícium-dioxidot. A legjelentősebb példa a kovaföld (kieselguhr), amelyet abszorbensként vagy szűrésre használnak:
- Természetes forma: Bár biológiai eredetű, 0,1-3% kristályos szilícium-dioxidot tartalmazhat.
- Kalcinált forma: Ha a kovaföldet nagyon magas hőmérsékletre hevítik, az amorf szilícium-dioxid kristoballittá alakul. A kristályos szilícium-dioxid tartalma ekkor 20-60%-ra emelkedhet.
A kristályos szilícium-dioxidnak kitett ágazatok és szakmák
Mivel a kristályos szilícium-dioxid annyira elterjedt az anyagokban, számos ipari ágazat teszi ki alkalmazottait szilícium-dioxid pornak. Egy felmérés (SUMER 2017) szerint Franciaországban körülbelül 358 000 alkalmazott van kitéve ennek a munkahelyén. Történelmileg a leginkább érintett szakmák a következők:
Építőipar és Közmunkák (BTP):
Minden építési vagy felújítási munkaterület. A bontási, betondarabolási (fűrész, véső), fúrási, kalapálási, gyalulási vagy csiszolási műveletek bőséges mennyiségű kvarcot tartalmazó beton- és kőport (gránit, homokkő, vakolatok stb.) szabadítanak fel.
Bányászat és kőfejtés:
Szilíciumos kőzetek (gránit, homokkő, szilíciumos anyagok) kitermelése és feldolgozása. A tömbök zúzása és az adalékanyagok szitálása nagyon kvarcban gazdag finom porfelhőket termel.
Üveg, kristály és kerámia:
Üveg és kerámia (csempék, edények, szigetelőanyagok stb.) gyártása homokból/kvarcból. A szilícium-dioxid kezelése és porlasztása mindenütt jelen van ezekben az ágazatokban.
Öntöde és tűzálló anyagok:
Fogászati protézisek:
A fogászati kerámiákon végzett munka csiszolási és polírozási fázisokat foglal magában, amelyek mikronméretű kristályos szilícium-dioxidot szabadítanak fel.
Egyéb érintett ágazatok:
A műanyag- és gumiipar kristályos szilícium-dioxidot használ töltőanyagként (erősítőként), és még egyes ipari tisztítási (kovaföld) vagy homokfúvási („maratás”) munkálatok is kitesznek szilícium-dioxidnak.
Így minden olyan szakma, amely betonnal, kővel, homokkal, kovafölddel vagy olvasztott szilícium-dioxiddal dolgozik, fokozott óvatosságra van szüksége. 2021. január 1-jétől Franciaország felvette ezeket az eljárásokat a rákkeltő eljárások nemzeti listájára. Azonban a nemzeti határérték ez alkalomból nem változott (marad 0,1/0,05 mg/m³).
A munkáltatók felelőssége az ilyen kockázatos helyzetek azonosítása és a csapatok megfelelő gyakorlatokra való képzése.
A kristályos szilícium-dioxid egészségügyi hatásai
A kristályos szilícium-dioxid fő bejutási útja a szervezetbe a légzőrendszeren keresztül történik. A finom szilícium-dioxid részecskék (átmérő < 5 µm) mélyen behatolnak a tüdőbe és tartósan lerakódnak ott.
A szervezet ezért rostos csomók képzésével reagál: ez a szilikózis, egy visszafordíthatatlan és potenciálisan halálos tüdőbetegség.
A szilikózist fokozatosan súlyosbodó, terhelésre jelentkező légszomj jellemzi, amely súlyos légzési elégtelenséghez vezet. Súlyos esetekben nincs gyógyító kezelés, kivéve a tüdőátültetést, és a betegség gyakran az expozíció megszűnése után is tovább súlyosbodik.
Foglalkozási megbetegedésként való elismerés
A szilikózis mellett a kristályos szilícium-dioxidnak való krónikus expozíció elősegíti a hörgőrák kialakulását. A Nemzetközi Rákkutatási Ügynökség (CIRC) 1997-ben az 1. csoportba (bizonyítottan rákkeltő az emberre nézve) sorolta a kristályos szilícium-dioxidot.
Számos epidemiológiai tanulmány kimutatta a tüdőrák kockázatának növekedését a szilícium-dioxid pornak kitett munkavállalók körében.
Az Egészségügyi Világszervezet úgy véli, hogy a szilikózis foglalkozási megbetegedésként elismerhető, amennyiben megfelel a foglalkozási megbetegedések 25. számú táblázatában (általános rendszer) meghatározott kritériumoknak.
Franciaországban évente körülbelül 200 szilikózisos esetet ismernek el foglalkozási megbetegedésként.
Expozíciós határértékek és szabályozás
Ezen veszélyek tudatában a francia szabályozás nagyon alacsony munkahelyi expozíciós határértékeket állapít meg. A Munka Törvénykönyve (R.4412-149. cikk) meghatározza a kristályos szilícium-dioxidra vonatkozó 8 órás VLEP-et: 0,1 mg/m³ kvarcra és 0,05 mg/m³ kristoballitra és tridimitre, a belélegezhető porfrakcióra mérve.
Hasonló szabályok léteznek a szilíciumos porok keverékeire is. Ezen határértékek betartását akkreditált szervezetek ellenőrzik (szinte mindig légmintavétellel).
2015 óta a szilícium-dioxid pornak kitett építőipari munkálatok szigorú szabályozás alá esnek (zéró tolerancia az utasítások be nem tartásával szemben) a CNESST (Québec) és a CNAM (Franciaország) „szilícium-dioxid sokk” programján keresztül.
Nemzetközi példaként az amerikai OSHA (2016) 0,05 mg/m³-re csökkentette a VLEP-jét (és 0,025 mg/m³-t javasol cselekvési értékként).
Európai szinten az (EU) 2017/2398 irányelv frissítette a rákról szóló irányelvet (2004/37/EK), explicit módon felsorolva az alveoláris kristályos szilícium-dioxidnak kitett eljárásokat rákkeltőként.
Végül megjegyezzük, hogy a kristályos szilícium-dioxidnak nincs harmonizált CLP veszélyességi besorolása (nincs kiegészítő biztonsági címke), azonban nemzetközi szintű elismerése, mint súlyos tüdőbetegségekkel összefüggő rákkeltő anyag, megerősíti a megelőzés kötelezettségét.
Megelőzés és védelem
Az elsődleges megelőzés a szilícium-dioxid por képződésének elkerüléséből áll. Az intézkedések hierarchiája a következő:
- Helyettesítés: lehetőség szerint kevésbé szilíciumos alternatív anyag használata. Például a kvarc homok helyettesítése nem szilíciumos adalékanyagokkal, szintetikus vakolatok vagy habarcsok használata stb.
- Elszigetelés és szellőztetés: a munkálatok elvégzése zárt térben vagy depressziós, szellőztetett kabinban, a kitett területek lezárása. Helyi elszívó szellőztető rendszerek (burkolat, elszívó, kabin) telepítése a por forrásnál történő elszívására.
- Nedves módszerek: az anyagok vízzel való öntözése fűrészelés, csiszolás vagy polírozás során, hogy megakadályozzák a por szétterjedését. A betonfűrészelést folyamatos vízzel történő öntözéssel kell végezni.
- Forrásnál történő elszívás: integrált elszívással felszerelt hordozható szerszámok használata, vagy a gépek ipari elszívó rendszerhez csatlakoztatása a por közvetlenül a szerszám kimeneténél történő eltávolítására.
- Légzésvédelem: ha a kollektív intézkedések nem teszik lehetővé az expozíció szabályozási küszöb alá csökkentését, a munkavállalóknak megfelelő légzésvédő felszerelést kell viselniük. Ez P2/P3 szűrőmaszkokat (vagy azzal egyenértékűeket) vagy tiszta levegőellátású készülékeket jelent, a koncentrációtól függően. Az eszközöknek tanúsítottnak kell lenniük (például NIOSH vagy CEN), és egy légzésvédelmi program keretében kell használni őket, amely képzést és felügyeletet is magában foglal.
Ezenkívül a munkavállalók képzése és tájékoztatása kötelező: ismerniük kell a szilícium-dioxiddal kapcsolatos kockázatokat és tudniuk kell használni a védőeszközöket. Rendszeres orvosi ellenőrzések (légzésfunkciós vizsgálatok, tüdőröntgen) szükségesek az expozíciónak kitett személyek számára (a CSS D.461-23. cikke által előírt egyéni poszt-szakmai nyomon követés). Végül, egyes nagyon expozíciót okozó felhasználásokra speciális szabályok vonatkoznak (például a száraz homokfúvás szigorúan szabályozott, a csiszolóanyagnak nyitott kabinban nem szabad 5%-nál több szabad szilícium-dioxidot tartalmaznia).
Amit érdemes megjegyezni a kristályos szilícium-dioxidról
Összefoglalva, a kristályos szilícium-dioxid mindenütt jelen van a kőzetekben és építőanyagokban. Az építőipar, a bányászat és a feldolgozóipar szakemberei naponta ki vannak téve ennek, ezért fontos a kockázat ismerete és a megelőzés.
Az egészségügyi hatások (szilikózis, tüdőrák) súlyosak és visszafordíthatatlanok, ami nagyon szigorú szabályozásokat indokol (VLEP, besorolás, kiskorúak munkavégzésének tilalma stb.).
