Krzemionka krystaliczna to naturalna krystaliczna forma dwutlenku krzemu (SiO₂), minerału szeroko rozpowszechnionego w skorupie ziemskiej.
Występuje w wielu skałach (piaskowiec, granit, piasek itp.), dlatego jest jednym z głównych składników gleby i materiałów pochodzenia mineralnego.
Sommaire
Gdzie można znaleźć krzemionkę krystaliczną?
| Materiały | % krzemionki krystalicznej w tych materiałach |
| Krzemień, piaski krzemionkowe | > 90% |
| Kwarcyt, piaskowiec | > 90% |
| Żwiry | > 80% |
| Granit | 20% do 45% |
| Łupki | 40% do 60% |
| łupek | 40% |
| Gliny | Od 5% do 50% |
| Naturalna ziemia okrzemkowa | Od 5% do 30% |
| Doleoryt | 15% |
| Rudy żelaza | Od 7% do 15% |
| Marmur | 5% |
| Wapień | 1% |
1. Występowanie w stanie naturalnym
Kwarc krystaliczny (SiO_2) jest jednym z najczęściej występujących minerałów. Jest to najpowszechniejsza forma krzemionki krystalicznej. W naturze występuje obficie w:
Piaskowcach i granicie.
Piasku (który stanowi prawie 100%).
Konsekwencja: Eksploatacja piasku lub kruszyw (poprzez kruszenie i przesiewanie) systematycznie generuje duże ilości pyłów krzemionkowych, które można wdychać. Krzemionka krystaliczna jest zatem niemal wszechobecna w naturalnych materiałach mineralnych, od skał po osady.
2. W materiałach produkowanych i budownictwie
Krzemionka krystaliczna jest również bardzo obecna w produktach przetworzonych. Znajduje się ją w szczególności w składzie:
- Z betonu, zaprawy i tynków fasadowych.
- Z cegły i ceramiki budowlanej.
- Ze szkła i porcelany (wytwarzanych z mielonego kwarcu).
- Z niektórych tworzyw sztucznych i kauczuków przemysłowych (stosowana jako dodatek mechaniczny).
3. Szczególny przypadek produktów specyficznych (Diatomit)
Niektóre produkty powszechnego użytku również zawierają krzemionkę. Najbardziej znanym przykładem jest ziemia okrzemkowa (kieselguhr), stosowana jako absorbent lub w filtracji:
- Forma naturalna: Chociaż pochodzenia biologicznego, może zawierać od 0,1 do 3% krzemionki krystalicznej.
- Forma kalcynowana: Jeśli diatomit jest podgrzewany do bardzo wysokiej temperatury, krzemionka amorficzna przekształca się w krystobalit. Zawartość krzemionki krystalicznej może wtedy wzrosnąć do 20–60%.
Sektory i zawody narażone na krzemionkę krystaliczną
Ponieważ krzemionka krystaliczna jest tak powszechna w materiałach, wiele sektorów przemysłowych naraża swoich pracowników na pyły krzemionkowe. Według badania (SUMER 2017) około 358 000 pracowników we Francji jest na nią narażonych w pracy. Historycznie, główne dotknięte zawody to:
Budownictwo i Roboty Publiczne (BTP):
Każdy plac budowy lub remontu. Operacje rozbiórki, cięcia betonu (piłą, dłutem), wiercenia, kucia, strugania lub szlifowania konstrukcji uwalniają obfite pyły betonowe i kamienne (granit, piaskowiec, tynki…), zawierające kwarc.
Kopalnie i kamieniołomy:
Wydobycie i obróbka skał krzemionkowych (granit, piaskowiec, krzemionkowy). Kruszenie bloków i przesiewanie kruszyw wytwarza chmury drobnych pyłów bardzo bogatych w kwarc.
Szkło, kryształy i ceramika:
Produkcja szkła i ceramiki (płytki, naczynia, izolatory itp.) z piasku/kwarcu. Manipulacje i rozpylanie krzemionki są wszechobecne w tych sektorach.
Odlewnictwo i materiały ogniotrwałe:
Protezy dentystyczne:
Praca z ceramiką dentystyczną obejmuje fazy szlifowania i polerowania, uwalniające krzemionkę krystaliczną w postaci mikronicznej.
Inne sektory, których to dotyczy:
Przemysł tworzyw sztucznych i kauczuku wykorzystuje krzemionkę krystaliczną jako wypełniacz (wzmacniający), a nawet niektóre place budowy czyszczenia przemysłowego (ziemia okrzemkowa) lub piaskowania („odkwaszania”) narażają na krzemionkę.
Dlatego wszystkie zawody pracujące z betonem, kamieniem, piaskiem, ziemią okrzemkową lub krzemionką topioną muszą zachować czujność. Od 1 stycznia 2021 r. Francja wpisała te procesy na swoją krajową listę procesów rakotwórczych. Jednak krajowa wartość graniczna nie została przy tej okazji zmieniona (pozostaje na poziomie 0,1/0,05 mg/m³).
Pracodawcy są odpowiedzialni za identyfikację tych sytuacji zagrożenia i przeszkolenie zespołów w zakresie prawidłowych procedur.
Wpływ krzemionki krystalicznej na zdrowie
Główną drogą wnikania krzemionki krystalicznej do organizmu jest droga oddechowa. Drobne cząsteczki krzemionki (średnica < 5 µm) wnikają głęboko do płuc i trwale się w nich osadzają.
Organizm reaguje więc tworząc włókniste guzki: jest to pylica krzemowa, nieodwracalna i potencjalnie śmiertelna choroba płuc.
Pylica krzemowa charakteryzuje się stopniowym dusznością podczas wysiłku, prowadzącą do ciężkiej niewydolności oddechowej. Nie ma leczenia przyczynowego innego niż przeszczep płuc w ciężkich przypadkach, a choroba często postępuje nawet po zaprzestaniu narażenia.
Uznanie za chorobę zawodową
Oprócz pylicy krzemowej, przewlekłe narażenie na krzemionkę krystaliczną sprzyja rakowi oskrzelowo-płucnemu. Międzynarodowe Centrum Badań nad Rakiem (CIRC) sklasyfikowało w 1997 r. krzemionkę krystaliczną w grupie 1 (potwierdzony czynnik rakotwórczy dla ludzi).
Liczne badania epidemiologiczne wykazały wzrost ryzyka raka płuc u pracowników narażonych na pył krzemionkowy.
Światowa Organizacja Zdrowia szacuje, że pylica krzemowa może być uznana za chorobę zawodową, jeśli spełnia kryteria tabeli nr 25 chorób zawodowych (system ogólny).
We Francji każdego roku około 200 przypadków pylicy krzemowej jest uznawanych za choroby zawodowe.
Wartości graniczne narażenia i przepisy
Świadome tych zagrożeń, francuskie przepisy ustalają bardzo niskie wartości graniczne narażenia zawodowego. Kodeks pracy (artykuł R.4412‑149) definiuje VLEP-8 h dla krzemionki krystalicznej: 0,1 mg/m³ dla kwarcu i 0,05 mg/m³ dla krystobalitu i trydymitu, mierzonych na frakcji respirabilnej pyłów.
Podobne zasady obowiązują dla mieszanin pyłów krzemionkowych. Przestrzeganie tych progów jest kontrolowane przez akredytowane organizacje (prawie zawsze poprzez pobieranie próbek powietrza).
Od 2015 r. prace narażające na pył krzemionkowy na placach budowy podlegają ścisłym przepisom (zero tolerancji dla nieprzestrzegania instrukcji) poprzez „wstrząs krzemionkowy” CNESST (Quebec) i CNAM (Francja).
Na przykład na poziomie międzynarodowym amerykańska OSHA (2016) obniżyła swoją VLEP do 0,05 mg/m³ (i zaleca 0,025 mg/m³ jako wartość działania).
Na poziomie europejskim dyrektywa (UE) 2017/2398 zaktualizowała dyrektywę rakową (2004/37/WE), wymieniając w niej wyraźnie procesy narażające na krzemionkę krystaliczną alweolarną jako rakotwórcze.
Należy zauważyć, że krzemionka krystaliczna nie ma zharmonizowanej klasyfikacji zagrożeń CLP (brak dodatkowej etykiety bezpieczeństwa), ale jej uznanie na poziomie międzynarodowym jako czynnika rakotwórczego związanego z poważnymi chorobami płuc wzmacnia obowiązek zapobiegania.
Zapobieganie i ochrona
Zapobieganie pierwotne polega na unikaniu tworzenia się pyłów krzemionkowych. Hierarchia środków jest następująca:
- Substytucja: użycie alternatywnego materiału o mniejszej zawartości krzemionki, gdy jest to możliwe. Na przykład zastąpienie piasku kwarcowego kruszywami niekrzemionkowymi, użycie tynków lub zapraw syntetycznych itp.
- Ograniczenie i wentylacja: wykonywanie prac w środowisku zamkniętym lub w kabinie wentylowanej pod ciśnieniem, zamykanie obszarów narażonych. Instalowanie systemów lokalnej wentylacji wyciągowej (obudowa, okap, kabina) w celu wychwytywania pyłów u źródła.
- Metody mokre: podlewanie materiałów wodą podczas cięcia, szlifowania lub polerowania, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się pyłów. Cięcie betonu należy wykonywać z ciągłym podlewaniem.
- Odsysanie u źródła: używanie narzędzi ręcznych wyposażonych w zintegrowane odsysanie lub podłączanie maszyn do przemysłowego systemu odsysania w celu usuwania pyłów bezpośrednio u wylotu narzędzia.
- Ochrona dróg oddechowych: gdy środki zbiorowe nie pozwalają na obniżenie narażenia poniżej progu regulacyjnego, pracownicy muszą nosić odpowiedni sprzęt ochrony dróg oddechowych. Są to maski filtrujące P2/P3 (lub równoważne) lub aparaty z dopływem czystego powietrza, w zależności od stężenia. Urządzenia muszą być certyfikowane (np. NIOSH lub CEN) i używane w programie ochrony dróg oddechowych obejmującym szkolenie i nadzór.
Dodatkowo, szkolenie i informowanie pracowników jest obowiązkowe: muszą znać zagrożenia związane z krzemionką i wiedzieć, jak korzystać ze środków ochrony. Regularne badania lekarskie (badania układu oddechowego, zdjęcia rentgenowskie płuc) są wymagane dla osób narażonych (indywidualne monitorowanie po zakończeniu pracy przewidziane w artykule D.461‑23 CSS). Wreszcie, niektóre bardzo narażające zastosowania podlegają szczególnym zasadom (na przykład piaskowanie na sucho jest ściśle regulowane, ścierniwo nie może zawierać więcej niż 5% wolnej krzemionki w otwartej kabinie).
Co należy zapamiętać o krzemionce krystalicznej
Podsumowując, krzemionka krystaliczna jest wszechobecna w skałach i materiałach budowlanych. Profesjonaliści z branży budowlanej, wydobywczej i produkcyjnej są na nią codziennie narażeni, stąd znaczenie znajomości ryzyka i zapobiegania.
Wpływ na zdrowie (pylica krzemowa, rak płuc) jest poważny i nieodwracalny, co uzasadnia bardzo surowe przepisy (VLEP, klasyfikacja, zakaz pracy dla nieletnich itp.).
