THE IMPACT OF WORKING CONDITIONS ON INDICATORS OF CARDIORESPIRATORY SYSTEM AND BLOOD IN ELECTRIC WELDERS WITH DIFFERENT LENGH OF WORK

Full Text

В настоящее время в различных отраслях промышленности возрастает использование электросварочных работ [9, 10, 12]. Установлено, что при различных видах сварки электрической дугой рабочие подвергаются воздействию комплекса неблагопри ятных производственных факторов, среди которых значительное место занимают сварочные аэрозоли (СА), а также ультрафиолетовая и инфракрасная радиация, шум и др. [4, 11, 15, 17]. Сварочные аэрозоли представляют собой сложные 27 Экология труда Экология человека 2018.03 многокомпонентные газоаэрозольные (пылегазовые) смеси. Частички твердой составляющей СА имеют высокую дисперсность (0,01-0,1 мкм) и включают широкий спектр металлов (Fe, Mn, Сг, Ni, С^ Al и др.), их окислов и более сложных комплексных соединений в сочетании с теми или иными «сварочными» газами (СО, HF, NO, NO2) [4, 20]. Риск развития пылевых заболеваний легких определяется массой пыли, попавшей в легкие. Тяжелый физический труд и неблагоприятный микроклимат создают дополнительную нагрузку на дыхательную и сердечно-сосудистую системы сварщиков и усугубляют неблагоприятное действие пыли. Поэтому влияние СА на организм представляет собой комбинированное воздействие вредных веществ, имеющих различные механизмы повреждающего действия - от фиброгенного и общетоксического до аллергенного и канцерогенного. Многочисленные клинико-гигиенические исследования [5, 7, 16] свидетельствуют о том, что наиболее распространенными профессиональными заболеваниями среди рабочих сварочных профессий являются пневмокониоз и хронический бронхит. Нередки случаи развития у лиц этой профессиональной группы интоксикации металлами и «сварочными» газами. В связи с этим целью работы явилось изучение влияния вредных производственных факторов на организм электросварщика. Методы Функционально-диагностические обследования 130 рабочих-мужчин (от 30 до 55 лет) сборочно-сварочных цехов проводились на базе депо по ремонту грузовых вагонов Свердловской железной дороги - филиала ОАО «Российские железные дороги». Все обследованные были разделены в зависимости от стажа работы на три группы: в первую вошли рабочие со стажем от 1 до 5 лет, во вторую - со стажем от 6 до 10 лет и в третью - со стажем более 10 лет. Группу контроля составили 22 мужчины (токари, слесари), не имеющие производственного контакта с СО. При изучении условий труда электросварщиков проводилась комплексная оценка загрязнения воздуха рабочей зоны путем химического анализа проб согласно ГОСТ 12.1.005-88 «Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» (утв. и введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 29.09.1988 № 3388), ГОСТ 12.1.014-94 «Система стандартов безопасности труда. Воздух рабочей зоны. Метод измерения концентраций вредных веществ индикаторными трубками». Концентрации СА в воздухе определялись гравиметрическим методом, а компоненты твердой и газовой составляющей СА в воздушной среде - фотометрическим. Для изучения параметров микроклимата (температура и относительная влажность) отбирался воздух в сборочно-сварочных цехах во время сварочных работ в зоне дыхания электросварщиков. Оценивали результаты согласно СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» (утв. постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 1 октября 1996 г. № 21). При помощи комплекса мониторной кардиореспи-раторной системы и гидратации тканей КМ-АР-01 оценивали параметры внешнего дыхания сварщиков: жизненную емкость легких (ЖЕЛ), максимальную вентиляцию легких (МВЛ), минутный объем дыхания (МОД) и объем форсированного выдоха (ОФВ). Для выявления бронхоспазма ставили ингаляционную пробу с сальбутамолом и проводили обзорную рентгенографию легких [8, 14]. Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) измеряли с помощью аппарата Панченкова, количество эритроцитов, содержание гемоглобина в крови электросварщиков определялось кондуктометрическим методом с помощью гематологического анализатора «АВХ MICROS 60» [6]. Для оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы у электросварщиков измеряли величину систолического и диастолического артериального давления (АД) согласно рекомендациям ВОЗ методом Н. С. Короткова после пятиминутного отдыха три раза на правой руке [3]. Для статистического анализа результатов исследования применяли пакет прикладных программ STATISTICA 6,0, значимость различий между группами оценивали по двухстороннему t-критерию Стьюдента. Результаты Основными факторами профессионального риска при современных процессах сварки металлов являются повышенные уровни загрязнения воздуха рабочей зоны СА, нагревающий и охлаждающий микроклимат, функциональное асимметричное перенапряжение костно-мышечной системы верхних конечностей [7, 10]. Основным вредным производственным фактором является СА, оказывающий ингаляционное токсико-пылевое воздействие на организм [4, 20]. Анализ проб воздуха при определении максимальных концентраций марганца, как наиболее токсичного компонента СА, показал, что при работе электродами марки МР-3 его средняя концентрация составила (1,26 ± 0,25) мг/м3, при максимальноразовой величине ПДК 0,6 мг/м3, то есть наблюдалось превышение ПДК в 2,1 раза. Среднесменная концентрация аэрозоля фиброгенного действия в сумме составила (16,8 ± 4,2) мг/м3 при величине ПДК 10 мг/м3, что в 1,7 раза его превышала. Содержание оксида железа также превышало ПДК в 1,5 раза и составило (9,7 ± 1,9) мг/м3 против величины ПДК 6 мг/м3. По результатам исследования можно заключить, что СА и его компоненты (марганец и железо) являются наиболее вредными веществами и могут оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека. В процессе сварки образуются окись углерода и окислы азота, концентрации ко 28 Экология человека 2018.03 Экология труда торых находятся на уровне предельно допустимых значений. Микроклиматические условия на большинстве рабочих мест не соответствовали гигиеническим требованиям. В сварочно-сборочных цехах, в силу их больших размеров и недостаточно эффективной работы вентиляционной системы, температура воздуха была подвержена сильным колебаниям даже в течение суток. Температурный градиент составил 10-12 0С, а в холодное время года на рабочих местах регистрировалась температура даже ниже допустимых значений. Электросварка, сопровождающаяся нагревом конструкций, характеризуется воздействием на рабочего высоких температур воздуха и высокой интенсивностью инфракрасного излучения. Нагревающий микроклимат формировался на всех рабочих местах, где осуществлялся предварительный нагрев конструкций. Хронометраж рабочей смены сварщиков показал, что 87 % времени рабочие трудились на производственной площадке, из них 73 % времени были заняты непосредственно сваркой. При этом, орудуя ручной сваркой, рабочие находились в вынужденно неудобной позе и близко к месту образования аэрозоля. Таким образом, в процессе трудовой деятельности электросварщики основную часть рабочего времени находятся в неудобной рабочей позе и подвергаются воздействию высоких концентраций высокодисперсного аэрозоля, содержащего соединения железа и марганца, и неудовлетворительным температурным условиям. Все эти факторы могут способствовать развитию легочных патологий. При оценке функциональных показателей внешнего дыхания (табл. 1) было обнаружено снижение фактической ЖЕЛ и МВЛ по отношению к должным величинам, сокращение ОФВ за 1 с. Выявленные отклонения регистрировались у сварщиков уже при стаже работы до 5 лет, что могло быть обусловлено воздействием токсических компонентов СА на легочную паренхиму, приводящим к развитию рестриктивных процессов, снижающих ее эластичность и растяжимость. С увеличением профессионального стажа (более 10 лет) у обследуемых происходили более значительные изменения перечисленных показателей: уменьшение ЖЕЛ по сравнению с контролем, резкое отклонение ЖЕЛ и МВЛ от должных величин, статистически значимое снижение пробы Тиффно. Эти изменения, по-видимому, связаны с нарушением бронхиальной проходимости и свидетельствуют об обструктивном типе легочной недостаточности. Таким образом, полученные материалы указывают на усиление поражения со стороны аппарата дыхания с увеличением стажа у сварщиков. Происходит диффузное поражение бронхов с нарушением их проходимости, снижение эластичности легочной ткани, что является причиной нарушения внешнего дыхания. Все сказанное позволяет предположить, что наблюдаемые изменения со стороны легочной Таблица 1 Функциональные показатели внешнего дыхания электросварщиков в зависимости от стажа работы Показатель Контрольная группа (n=22) Первая группа (n=40) Вторая группа (n=78) Третья группа (n=12) Частота дыхания в минуту 14,62 ± 0,22 19,60 ± 0,82* 20,70 ± 1,08* 20,6 ± 1,3* МОД, л 6,09 ± 0,06 19,70 ± 1,30*** 21,80 ± 1,90*** 21,40 ± 1,60*** ЖЕЛ, л 4,32 ± 0,34 3,46 ± 0,28* 3,08 ± 0,42 ** 2,36 ± 0,22*** # ЖЕЛ от должной величины, % 90,00 ± 0,66 60,20 ± 3,52*** 56,40 ± 2,80*** 48,60 ± 2,54***# л ОФВ, % 3,33 ± 0,11 2,92 ± 0,26 2,34 ± 0,10* 1,90 ± 0,12***# Л Проба Тиффно, % 90,28 ± 2,56 83,44 ± 4,52 82,98 ± 3,20* 76,42 ± 5,44* МВЛ, л/мин 99,70 ± 1,28 80,10 ± 2,18*** 78,50 ± 3,60*** 57,40 ± 4 70***###/\/\ МВЛ от должной величины, % 85,70 ± 1,84 57,20 ± 2,11*** 54,30 ± 4,18*** 49,10 ± 3,40*** Примечание. Значимость различий с показателями: контрольной группы * - р < 0,05, ** - р < 0,09, *** - р < 0,099; рабочих стажевой группы 1-5 лет # - р < 0,05, ### - р < 0,099; рабочих стажевой группы 6-10 лет Л - р < 0,05, ЛЛ - р < 0,09. системы связаны со специфическими условиями труда электросварщиков [8, 19]. По результатам медицинских осмотров основными формами патологии легких у обследованных сварщиков от воздействия СА были пневмокониоз и хронический бронхит. При рентгенологическом обследовании пневмокониоз I стадии характеризовался усилением и деформацией сосудисто-бронхиального рисунка. При этом кровеносные сосуды были видны на снимке более отчетливо, чем в норме, проецировались также продольные сечения бронхов. На фоне измененного легочного рисунка появлялись нежносетчатые ячеистые образования и узелковые тени размером 1-2 мм в диаметре, которые возникали симметрично в средних отделах обоих легочных полей. При II стадии пневмокониоза 34,8 % обследуемых жаловались на одышку при незначительной физической нагрузке во время ходьбы, 28,7 % - на боли в грудной клетке и межлопаточном пространстве, связанные с актом дыхания, 12,3 % - на сухой кашель, особенно по утрам. На рентгенологической картине были видны более выраженные изменения в легких, чем у работников с пневмокониозом I стадии, узелки достигали 3-4 мм в диаметре и густо покрывали два легочных поля в средненижних отделах. Корни легких были уплотнены, деформированы и имели «обрубленный» вид. При продолжении работы в контакте с СА пнев-мокониоз, по-видимому, прогрессировал и постепенно осложнялся хроническим бронхитом. При этом отмечалось снижение мощности выдоха и пробы Тиффно, что подтверждало факт нарушения бронхиальной проходимости. На рентгенограммах легких определялись усиление и деформация легочного рисунка, 29 Экология труда Экология человека 2018.03 главным образом в прикорневых зонах и нижних отделах. Наиболее часто у обследованных наблюдался пневмокониоз II стадии - 28,8 %, реже хронический бронхит - 18,6 % и пневмокониоз I стадии - 13,6 %. Пневмокониоз и развитие хронического пылевого бронхита диагностировались при стаже работы более 10 лет, то есть развитие профессиональной патологии происходило после длительного контакта с вредным фактором. Значительное число случаев профессиональных заболеваний электросварщиков наблюдалось при стаже работы более 16 лет. Таким образом, сроки развития и частота заболеваемости пневмокониозом и хроническим бронхитом у сварщиков в значительной мере зависели от длительности работы в данной профессии. Анализ показателей периферической крови электросварщиков выявил, что у рабочих всех групп с увеличением стажа работы уменьшилось число эритроцитов. Параллельно с уменьшением уровня эритроцитов отмечалась тенденция к снижению уровня гемоглобина. В группе рабочих со стажем 11-20 лет были выявлены наиболее низкие показатели эритроцитов и гемоглобина по сравнению с аналогичными показателями рабочих со стажем до 10 лет (табл. 2). Во всех группах наблюдалось увеличение показателя СОЭ, но наибольшие изменения были зафиксированы у сварщиков со стажем более 10 лет. У электросварщиков со стажем работы 1-5 лет показатели лейкоцитов значимо не отличались от показателей контрольной группы. С увеличением стажа работы (6-10 лет) выявлено статистически значимое увеличение количества лейкоцитов в сравнении с показателями группы со стажем 1-5 лет и показателями контрольной группы. По результатам гемограммы установлено статистически значимое снижение содержания нейтрофилов, что объясняет относительное увеличение содержания лимфоцитов. Основываясь на анализе состояния периферической крови электросварщиков, можно полагать, что тенденция к уменьшению числа эритроцитов и количества гемоглобина связано с токсико-гемолити-ческим действием СА. Повышение СОЭ, увеличение числа лейкоцитов связано с развитием патологических процессов в бронхах, приводящих к воспалительному процессу [2, 6, 13, 18]. По результатам измерений систолического и диастолического артериального давления было рассчитано среднее АД, которое составило (90,67 ± 2,28) мм рт. ст. в контроле и (101,26 ± 0,75) мм рт. ст. у рабочих со стажем работы 1-5 лет; (100,86 ± 1,08) - у рабочих со стажем 6-10 лет; (104,60 ± 1,55) - у рабочих со стажем 11-20 лет. Во всех стажевых группах данный параметр превышал показатель контрольной группы, что свидетельство -вало о состоянии функционального напряжения сердечно-сосудистой системы, характеризующемся повышением артериального давления и снижением сократительной способности миокарда. Установлено, что с увеличением стажа работы в условиях воз действия СА в воздухе рабочей зоны увеличивалось число больных с миокардиодистрофией. Так, при обследовании электросварщиков в группе рабочих со стажем 1-5 лет миокардиодистрофия выявлена в 11,54 % случаев; со стажем 6-10 лет - в 31,25 % случаев; со стажем более 10 лет - в 38,46 % случаев. На электрокардиограмме (ЭКГ) сварщиков с миокардиодистрофией выявлены изменения зубца Т, сегмента ST, интервалов P-Q и Q-T, что свидетельствовало о возможных нарушениях в миокарде. Таблица 2 Показатели крови электросварщиков в зависимости от стажа работы Группа, n 2013 год 2014 год 2015 год Эритроциты, 1012 (норма 4,0-5,1) [2] Первая, n=40 4,46 ± 0,05 4,39 ± 0,04 4,31 ± 0,05* Вторая, n=78 4,42 ± 0,17 4,25 ± 0,25 4,15 ± 0,15* Третья, n=12 4,40 ± 0,26 4,15 ± 0,15* 4,05 ± 0,06*** Контрольная, n=22 4,49 ± 0,11 4,49 ± 0,12 4,63 ± 0,20 Гемоглобин, г/л (норма 132-164) 2] Первая, n=40 146,59 ± 1,26 145,08 ± 1,43 147,60 ± 2,15 Вторая, n=78 146, 70 ±1,83 146,77 ± 1,34 144,72 ± 1,90* Третья, n=12 146,15 ± 1,73 144,44 ± 1,30 140,48 ± 2,01*Л# Контрольная, n=22 147,30 ± 1,87 146,93 ± 1,47 151,71 ± 3,28 СОЭ, мм/ч (норма 1-10) [2] Первая, n=40 4,90 ± 0,58 5,40 ± 0,31* 6,30 ± 0,36* Вторая, n=78 6,50 ± 0,32*# 7,20 ± 0,45*# 8,50 ± 0,52*# Третья, n=12 10,20 ± 0,68***###^\ 10,50 ± 0,51***# ЛМ 12,20 ± 1,00***###Л Контрольная, n=22 4,20 ± 0,22 4,40 ± 0,27 5,60 ± 0,35 Лейкоциты, 109 (норма 4,1 -8,8) [2] Первая, n=40 7,26 ± 0,52 7,35 ± 0,31 7,24 ± 0,24 Вторая, n=78 8,29 ± 0,70* 9,42 ± 0,62*# 9,70 ± 0,94*# Третья, n=12 9,80 ± 0,80*#Л 9,59 ± 0,73*# 9,85 ± 0,88*# Контрольная, n=22 7,14 ± 0,26 7,20 ± 0,36 7,33 ± 0,52 Лимфоциты, % (норма 19-37) [2] Первая, n=40 28,5 ± 0,9 29,0 ± 1,0 29,7 ± 0,7 Вторая, n=78 29,8 ± 1,0 30,1 ± 0,5* 30,6 ± 0,4* Третья, n=12 31,7 ± 0,8*# 32 1 ± 0,7*#Л 34,8 ± 0,9*#/\ Контрольная, n=22 27,4 ± 1,2 27,9 ± 0,6 28,7 ± 1,0 Нейтрофилы, % (норма 47-72) 2] Первая, n=40 59,10 ± 0,23* 59,20 ± 0,16 59,70 ± 0,20 Вторая, n=78 58,80 ± 0,19* 58,60 ± 0,21*# 57,50 ± 0,24*# Третья, n=12 58,40 ± 0,13* 57,20 ± 0,17*# 56,30 ± 0,18*#Л Контрольная, n=22 60,70 ± 0,26 59,90 ± 0,30 60,10 ± 0,32 Примечание. Значимость различий с показателями: контрольной группы * - р < 0,05, *** - р < 0,099; рабочих стажевой группы 1-5 лет # - р < 0,05, ### - р < 0,099; рабочих стажевой группы 6-10 лет Л - р < 0,05, ЛЛ - р < 0,09, МЛ - р < 0,099. 30 Экология человека 2018.03 Экология труда Клинически миокардиодистрофия характеризовалась жалобами на боли в области сердца: колющие боли отмечались у 68,8 % обследованных, ноющие и тянущие боли - у 13,3 и 17,7 % соответственно. Среди факторов, провоцирующих боли в сердце, преобладала физическая нагрузка - 53,3 % случаев, в 24,4 % случаев боли возникали в состоянии покоя, в 22,2 % - после психоэмоциональной нагрузки. Среди других жалоб у больных с дистрофией миокарда встречались: слабость (22,2 %), ощущение «нехватки» воздуха (8,8 %), плохой сон (13,3 %), утомление к концу рабочего дня (24,4 %). Обсуждение результатов Анализ условий труда электросварщиков выявил, что основным вредным производственным фактором является сварочный аэрозоль, в составе которого определялось высокое содержание марганца и железа, превышающее ПДК в 1,5-2 раза и формирующее профессиональную патологию: пневмокониоз и пылевой бронхит [1, 13]. Пневмокониоз развивался у электросварщиков при стаже работы от 11 до 15 лет и характеризовался нарушениями функции внешнего дыхания по рестриктивному типу. Хронический бронхит формировался после 10 лет работы, при этом нарушения внешнего дыхания проявлялись более отчетливо и развивались по обструктивному типу легочной недостаточности. Полученные нами результаты флюорографического обследования легких показали усиление легочного рисунка, обусловленное скоплением рентгеноконтрастных частиц металлической пыли электросварочного аэрозоля, что свидетельствовало о развитии у электросварщиков фиброза легких. У рабочих наблюдалось повышение СОЭ, снижение количества эритроцитов и гемоглобина, нейтрофиль-ный лейкоцитоз, что может говорить о снижении сопротивляемости организма и развитии воспалительного процесса. Была выявлена миокардиодистрофия, которая характеризовалась изменениями на ЭКГ зубца Т, сегмента ST, интервалов P-Q и Q-T, повышением артериального давления, жалобами на боли в области сердца колющего, ноющего характера, слабостью, утомляемостью. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости проведения периодических медицинских осмотров электросварщиков не менее одного раза в год, а также лечебно-профилактических мероприятий, направленных на улучшение состояния здоровья.

About the authors

A V Elifanov

Tyumen State University

Email: andelwas@mail.ru
Tyumen, Russia

O L Kovyazina

Tyumen State University

Tyumen, Russia

O N Lepunova

Tyumen State University

Tyumen, Russia

A D Shalabodov

Tyumen State University

Tyumen, Russia

References

Supplementary files