Kristalni silicijev dioksid je naravna kristalna oblika silicijevega dioksida (SiO₂), zelo razširjenega minerala v zemeljski skorji.
Najdemo ga v številnih kamninah (peščenjak, granit, pesek itd.), tako da je ena glavnih sestavin tal in materialov mineralnega izvora.
Sommaire
Kje najdemo kristalni silicijev dioksid?
| Materiali | % kristalnega silicijevega dioksida v teh materialih |
| Kremen, silicijev pesek | > 90% |
| Kvarcit, peščenjak | > 90% |
| Prodec | > 80% |
| Granit | 20% do 45% |
| Skrilavci | 40% do 60% |
| Skrilavec | < 40% |
| Gline | Od 5% do 50% |
| Naravni diatomit | Od 5% do 30% |
| Dolerit | < 15% |
| Železove rude | Od 7% do 15% |
| Marmor | < 5% |
| Apnenec | < 1% |
1. Prisotnost v naravnem stanju
Kristalni kremen (SiO_2) je eden najpogostejših mineralov. Predstavlja najpogostejšo obliko kristalnega silicijevega dioksida. V naravi ga v izobilju najdemo v:
Peščenjaku in granitu.
Pesku (katerega sestavlja skoraj 100%).
Posledica: Izkoriščanje peska ali agregatov (z drobljenjem in sejanjem) sistematično ustvarja pomembne vdihljive prašne delce silicijevega dioksida. Kristalni silicijev dioksid je torej skoraj vsesplošno prisoten v naravnih mineralnih materialih, od kamnin do sedimentov.
2. V industrijsko predelanih materialih in gradbeništvu
Kristalni silicijev dioksid je prav tako zelo prisoten v predelanih izdelkih. Najdemo ga zlasti v sestavi:
- Betona, malte in fasadnih ometov.
- Opeke in gradbene keramike.
- Stekla in porcelana (izdelanih iz mletega kremena).
- Nekaterih industrijskih plastik in kavčukov (uporabljenega kot mehanski dodatek).
3. Poseben primer specifičnih izdelkov (diatomit)
Nekateri izdelki za vsakdanjo uporabo vsebujejo tudi silicijev dioksid. Najbolj opazen primer je diatomejska zemlja (kieselguhr), ki se uporablja kot absorbent ali pri filtraciji:
- Naravna oblika: Čeprav je biološkega izvora, lahko vsebuje 0,1 do 3% kristalnega silicijevega dioksida.
- Kalcinirana oblika: Če se diatomit segreje na zelo visoko temperaturo, se amorfni silicijev dioksid pretvori v kristobalit. Vsebnost kristalnega silicijevega dioksida se lahko nato povzpne na 20–60%.
Sektorji in poklici, izpostavljeni kristalnemu silicijevemu dioksidu
Ker je kristalni silicijev dioksid tako razširjen v materialih, številni industrijski sektorji izpostavljajo svoje zaposlene prahu silicijevega dioksida. Po raziskavi (SUMER 2017) je v Franciji na delovnem mestu izpostavljenih približno 358.000 zaposlenih. Zgodovinsko gledano so glavni prizadeti poklici:
Gradbeništvo in javna dela (BTP):
Vsako gradbišče ali obnova. Operacije rušenja, rezanja betona (žaga, dleto), vrtanja, klesanja, skobljanja ali brušenja konstrukcij sproščajo obilne količine prahu betona in kamna (granit, peščenjak, ometi…), ki vsebujejo kremen.
Rudarstvo in kamnolomi:
Pridobivanje in obdelava silicijevih kamnin (granit, peščenjak, silicijev dioksid). Drobljenje blokov in sejanje agregatov proizvajajo oblake finega prahu, zelo bogatega s kremenom.
Steklo, kristal in keramika:
Izdelava stekla in keramike (ploščice, posoda, izolatorji itd.) iz peska/kremena. Ravnanje in pršenje silicijevega dioksida sta v teh sektorjih vsesplošno prisotna.
Livarna in ognjevzdržni materiali:
Zobne proteze:
Delo z zobno keramiko vključuje faze brušenja in poliranja, ki sproščajo kristalni silicijev dioksid v mikronski obliki.
Drugi prizadeti sektorji:
Industrija plastike in kavčuka uporablja kristalni silicijev dioksid kot polnilo (ojačevalec), in celo nekatera industrijska čiščenja (diatomejska zemlja) ali peskanje („luščenje“) izpostavljajo silicijevemu dioksidu.
Tako morajo vsi poklici, ki delajo z betonom, kamnom, peskom, diatomejsko zemljo ali taljenim silicijevim dioksidom, biti previdni. Od 1. januarja 2021 je Francija te postopke uvrstila na svoj nacionalni seznam rakotvornih postopkov. Vendar pa nacionalna mejna vrednost ob tej priložnosti ni bila spremenjena (ostaja 0,1/0,05 mg/m³).
Delodajalci so odgovorni za prepoznavanje teh tveganih situacij in za usposabljanje ekip za pravilne postopke.
Učinki kristalnega silicijevega dioksida na zdravje
Glavna pot vstopa kristalnega silicijevega dioksida v organizem je dihalna. Fini delci silicijevega dioksida (premer < 5 µm) prodrejo globoko v pljuča in se tam trajno odložijo.
Telo se zato odzove z oblikovanjem vlaknastih vozličkov: to je silikoza, neozdravljiva in potencialno smrtonosna pljučna bolezen.
Za silikozo je značilna progresivna dispneja ob naporu, ki napreduje v hudo respiratorno insuficienco. V hudih primerih ni kurativnega zdravljenja razen presaditve pljuč in bolezen pogosto napreduje tudi po prenehanju izpostavljenosti.
Priznanje kot poklicna bolezen
Poleg silikoze kronična izpostavljenost kristalnemu silicijevemu dioksidu spodbuja bronhopulmonalni rak. Mednarodna agencija za raziskave raka (IARC) je leta 1997 kristalni silicijev dioksid uvrstila v skupino 1 (dokazano rakotvoren za ljudi).
Številne epidemiološke študije so pokazale povečano tveganje za pljučnega raka pri delavcih, izpostavljenih prahu silicijevega dioksida.
Svetovna zdravstvena organizacija ocenjuje, da se silikoza lahko prizna kot poklicna bolezen, če izpolnjuje kriterije iz tabele št. 25 poklicnih bolezni (splošni režim).
V Franciji je vsako leto priznanih približno 200 primerov silikoze kot poklicne bolezni.
Mejne vrednosti izpostavljenosti in regulativa
Zavedajoč se teh nevarnosti, francoska regulativa določa zelo nizke mejne vrednosti poklicne izpostavljenosti. Zakon o delu (člen R.4412‑149) določa VLEP-8h za kristalni silicijev dioksid: 0,1 mg/m³ za kremen in 0,05 mg/m³ za kristobalit in tridimit, merjeno na vdihljivi frakciji prahu.
Podobna pravila obstajajo za mešanice silicijevih prahov. Skladnost s temi pragovi nadzorujejo akreditirani organi (skoraj vedno z vzorčenjem zraka).
Od leta 2015 so dela, ki izpostavljajo prahu silicijevega dioksida na gradbiščih, predmet stroge regulative (ničelna toleranca za neupoštevanje navodil) prek „šoka silicijevega dioksida“ CNESST (Quebec) in CNAM (Francija).
Kot mednarodni primer je ameriška OSHA (2016) znižala svojo VLEP na 0,05 mg/m³ (in priporoča 0,025 mg/m³ kot akcijsko vrednost).
Na evropski ravni je Direktiva (EU) 2017/2398 posodobila Direktivo o raku (2004/37/CE) tako, da je izrecno navedla postopke, ki izpostavljajo alveolarnemu kristalnemu silicijevemu dioksidu, kot rakotvorne.
Na koncu je treba omeniti, da kristalni silicijev dioksid nima usklajene klasifikacije nevarnosti CLP (brez dodatne varnostne oznake), vendar njegovo mednarodno priznanje kot rakotvorne snovi, povezane s hudimi pljučnimi boleznimi, krepi obveznost preprečevanja.
Preprečevanje in zaščita
Primarna preventiva je izogibanje nastajanju prahu silicijevega dioksida. Hierarhija ukrepov je naslednja:
- Nadomeščanje: uporabiti nadomestni material z manj silicijevega dioksida, kadar je to mogoče. Na primer, zamenjati kremenčev pesek z nesilicijevimi agregati, uporabiti sintetične omete ali malte itd.
- Zajezitev in prezračevanje: izvajati dela v zaprtem prostoru ali v prezračevani kabini pod podtlakom, zapreti izpostavljene cone. Namestiti sisteme lokalnega odsesovalnega prezračevanja (pokrovi, nape, kabine) za zajemanje prahu pri viru.
- Mokre metode: materiale med žaganjem, brušenjem ali poliranjem zalivati z vodo, da se prepreči razpršitev prahu. Žaganje betona je treba izvajati z neprekinjenim zalivanjem.
- Odsesavanje pri viru: uporabljati prenosna orodja z vgrajenim odsesavanjem ali priključiti stroje na industrijski odsesovalni sistem za odstranjevanje prahu neposredno na izhodu orodja.
- Zaščita dihal: kadar kolektivni ukrepi ne omogočajo znižanja izpostavljenosti pod regulativni prag, morajo delavci nositi ustrezno opremo za zaščito dihal. Gre za filtrirne maske P2/P3 (ali enakovredne) ali naprave za dovod čistega zraka, odvisno od koncentracije. Naprave morajo biti certificirane (na primer NIOSH ali CEN) in se uporabljati v okviru programa zaščite dihal, ki vključuje usposabljanje in nadzor.
Poleg tega sta usposabljanje in obveščanje zaposlenih obvezna: morajo poznati tveganja, povezana s silicijevim dioksidom, in znati uporabljati zaščitna sredstva. Za izpostavljene osebe so obvezni redni zdravniški pregledi (pregledi dihal, rentgenske slike pljuč) (individualno post-poklicno spremljanje, predvideno v členu D.461‑23 CSS). Končno, nekatere zelo izpostavljajoče uporabe so predmet posebnih pravil (na primer, suho peskanje je strogo regulirano, abraziv ne sme vsebovati več kot 5% prostega silicijevega dioksida v odprti kabini).
Kaj si je treba zapomniti o kristalnem silicijevem dioksidu
Če povzamemo, kristalni silicijev dioksid je vsesplošno prisoten v kamninah in gradbenih materialih. Strokovnjaki v gradbeništvu, rudarstvu in predelovalni industriji so mu vsakodnevno izpostavljeni, zato je pomembno poznavanje tveganja in preprečevanja.
Zdravstveni učinki (silikoza, pljučni rak) so resni in nepopravljivi, kar upravičuje zelo stroge regulative (VLEP, klasifikacija, prepoved dela za mladoletnike itd.).
