.jpg/1280px-Saw_dust_(Zaagsel).jpg)
.jpg/1280px-Ogatan(JapaneseBriquetteCharcoal).jpg)
Опилки (или древесная пыль ) являются побочным продуктом или отходами деревообрабатывающих операций, таких как распиловка , шлифовка , фрезерование и фрезерование . Они состоят из очень мелких древесных стружек . Эти операции могут выполняться с помощью деревообрабатывающего оборудования , переносных электроинструментов или с использованием ручных инструментов . В некоторых производственных отраслях они могут быть источником значительной пожарной опасности и профессионального воздействия пыли .
Опилки, как частицы , являются основным компонентом ДСП . Исследования опасностей для здоровья происходят из области охраны труда и техники безопасности , а изучение вентиляции происходит в области проектирования качества воздуха в помещениях . Опилки являются канцерогенами группы 1 по классификации IARC .
Два вида отходов, пыль и стружка, образуются на рабочей поверхности во время операций по деревообработке, таких как распиловка, фрезеровка и шлифовка. Эти операции как разрушают одревесневшие клетки древесины, так и разрушают целые клетки и группы клеток. Разрушение клеток древесины создает пыль, в то время как разрушение целых групп клеток древесины создает стружку. Чем больше происходит разрушения клеток, тем мельче образующиеся частицы пыли. Например, распиловка и фрезеровка являются смешанными процессами разрушения клеток и образования стружки, тогда как шлифовка представляет собой почти исключительно разрушение клеток. [1]
Основное применение опилок — для ДСП; грубые опилки могут использоваться для древесной массы . Опилки имеют множество других практических применений, в том числе служат в качестве мульчи , альтернативы глиняному наполнителю для кошачьих туалетов или топлива . До появления холодильников их часто использовали в ледниках , чтобы сохранять лед замороженным летом. Их использовали в художественных экспозициях , а также в качестве разбросанных материалов в миниатюрных железных дорогах и других моделях. Иногда их также используют для впитывания пролитой жидкости, что позволяет легко собирать или сметать пролитую жидкость. Таким образом, раньше их можно было встретить на полу баров. [2] Их используют для изготовления смолы Катлера . Смешанные с водой и замороженные, они образуют пайкерит — медленно тающую, гораздо более прочную форму льда . [ необходима ссылка ]
Опилки используются при производстве древесноугольных брикетов . Изобретение первых коммерческих древесноугольных брикетов принадлежит Генри Форду , который создал их из древесных отходов и опилок, производимых его автомобильным заводом. [3]
Целлюлоза , волокнистый крахмал, который не переваривается человеком, и наполнитель в некоторых низкокалорийных продуктах, может быть и производится из опилок, а также из других растительных источников. [4] Хотя нет никаких документов [5] для устойчивого слуха, основанного на романе Эптона Синклера «Джунгли» , что опилки использовались в качестве наполнителя в колбасе, целлюлоза, полученная из опилок, использовалась и используется для колбасных оболочек. [6] Целлюлоза, полученная из опилок, также использовалась в качестве наполнителя в хлебе. [7]
Когда зерновых не хватало, опилки иногда были ингредиентом коммисброта . Выживший узник концлагеря Освенцим , доктор Миклош Нисли , сообщает в книге «Освенцим: свидетельство очевидца доктора» , что младший медицинский персонал, служивший доктору Йозефу Менгеле , питался «хлебом из диких каштанов, посыпанных опилками». [8]
Опилки и их накопления в воздухе представляют ряд опасностей для здоровья и безопасности. [9] Древесная пыль становится потенциальной проблемой для здоровья, когда, например, частицы древесины, образующиеся в процессе шлифования, попадают в воздух и вдыхаются. Древесная пыль является известным канцерогеном для человека . [10] [11] Некоторые виды древесины и их пыль содержат токсины , которые могут вызывать серьезные аллергические реакции. [12] Состав опилок зависит от материала, из которого они получены; опилки, полученные из натуральной древесины, отличаются от опилок, полученных из обработанной древесины или деревянного шпона . [ необходима ссылка ]
Вдыхание древесной пыли в воздухе может вызвать аллергические респираторные симптомы, слизистые и неаллергические респираторные симптомы, а также рак. [13] В США списки канцерогенных факторов публикуются Американской конференцией государственных промышленных гигиенистов (ACGIH), Управлением по охране труда и промышленной гигиене (OSHA) и Национальным институтом охраны труда и промышленной гигиене (NIOSH). Все эти организации признают древесную пыль канцерогенной по отношению к носовым полостям и околоносовым пазухам. [14]
_with_wood_shavings.jpg/1280px-Japanese_handplane_(kanna)_with_wood_shavings.jpg)
Люди могут подвергаться воздействию древесной пыли на рабочем месте при вдыхании, контакте с кожей или контакте с глазами. OSHA установила допустимый предел ( допустимый предел воздействия ) для воздействия древесной пыли на рабочем месте в размере 15 мг/м 3 общего воздействия и 5 мг/м 3 респираторного воздействия в течение 8-часового рабочего дня. NIOSH установила рекомендуемый предел воздействия (REL) в размере 1 мг/м 3 в течение 8-часового рабочего дня. [15]
Бактерии, переносимые водой, переваривают органический материал в фильтрате, но используют большую часть имеющегося кислорода. Эта высокая биохимическая потребность в кислороде может задушить рыбу и другие организмы. Существует столь же пагубное воздействие на полезные бактерии, поэтому совсем не рекомендуется использовать опилки в домашних аквариумах, как это когда-то делали любители, стремящиеся сэкономить на активированном угле . [ требуется цитата ]
Опилки легко воспламеняются, а их накопления являются готовым источником топлива. Опилки в воздухе могут воспламениться от искр или даже от накопления тепла, что приведет к возгоранию пыли или взрывам. [ необходима цитата ]
На лесопилках , если только они не перерабатываются в ДСП, не сжигаются в опилочной горелке или не используются для получения тепла для других операций по фрезерованию, опилки могут собираться в кучи и добавлять вредные фильтраты в местные водные системы, создавая экологическую опасность . Это поставило мелких лесорубов и экологические агентства в тупик. [ необходима цитата ]
Вопросы о научных основах определения того, что опилки представляют опасность для окружающей среды, остаются для операторов лесопильных заводов (хотя это в основном касается более мелких частиц), которые сравнивают остатки древесины с мертвыми деревьями в лесу. Технические консультанты рассмотрели некоторые экологические исследования, но говорят, что большинство из них не имеют стандартизированной методологии или доказательств прямого воздействия на дикую природу . Они не учитывают большие площади водосбора , поэтому количество материала, попадающего в воду с участка по отношению к общей площади водосбора, ничтожно мало. [ необходима цитата ]
Другие ученые придерживаются иного мнения, утверждая, что аргумент «разбавление — это решение проблемы загрязнения» больше не принимается в науке об окружающей среде. Разложение дерева в лесу похоже на воздействие опилок, но разница в масштабе. Лесопилки могут хранить тысячи кубометров древесных отходов в одном месте, поэтому проблема становится в концентрации. [ необходима цитата ]
Большую озабоченность вызывают такие вещества, как лигнины и жирные кислоты , которые защищают деревья от хищников, пока они живы, но могут попадать в воду и отравлять диких животных. Эти типы веществ остаются в дереве и, по мере того как дерево гниет, они медленно распадаются. Но когда лесорубы обрабатывают большой объем древесины и большие концентрации этих материалов проникают в сток, токсичность, которую они вызывают, вредна для широкого спектра организмов. [16]
Древесная мука — это тонко измельченная древесина , которая по консистенции примерно равна песку или опилкам, но может значительно различаться, с частицами, размер которых варьируется от тонкого порошка до примерно размера рисового зерна. Большинство производителей древесной муки способны создавать партии древесной муки, которые имеют одинаковую консистенцию. Вся высококачественная древесная мука производится из твердых пород древесины из-за ее долговечности и прочности. Древесная мука очень низкого качества иногда производится из бессолевых хвойных пород древесины, таких как сосна или пихта . [ требуется ссылка ]
Древесная мука обычно используется в качестве наполнителя в термореактивных смолах, таких как бакелит , и в линолеумных напольных покрытиях. Древесная мука также является основным ингредиентом в древесно-пластиковых композитных строительных изделиях, таких как палубы и крыши. До 1920 года древесная мука использовалась в качестве наполнителя в алмазных дисках Эдисона толщиной ¼ дюйма . [17]
Древесная мука нашла применение в затыкании небольших сквозных отверстий в протекающих трубах главного конденсатора ( теплообменника ) на электростанциях путем впрыскивания небольших количеств древесной муки в линии подачи охлаждающей воды. Часть впрыскиваемой древесной муки забивает небольшие отверстия, а остальная часть выходит со станции относительно экологически безопасным способом. [ необходима цитата ]
Благодаря своим адсорбирующим свойствам он использовался в качестве чистящего средства для удаления жира или масла в различных профессиях. Он также был отмечен за свою способность удалять свинцовые загрязнения из воды. [18]
Древесную муку можно использовать в качестве связующего вещества в зерновых наполнителях . [ необходима цитата ]
Большие количества древесной муки часто можно найти в отходах деревообрабатывающих и мебельных компаний. Адаптивное повторное использование , на которое может быть направлен этот материал, — компостирование . [ необходима цитата ]
Древесная мука может стать причиной взрыва пыли, если за ней не ухаживать и не утилизировать ее должным образом. [ необходима цитата ]
Как и все частицы , находящиеся в воздухе , размеры частиц древесной пыли классифицируются в зависимости от воздействия на дыхательную систему человека. Для этой классификации единицей измерения размеров частиц является микрометр или микрон (мкм), где 1 микрометр = 1 микрон. Частицы размером менее 50 мкм обычно не видны невооруженным глазом человека. [19] Частицы, представляющие опасность для здоровья дыхательных путей человека, — это те, которые <100 мкм (где символ < означает «меньше»). [ необходима цитата ]
Чжан (2004) [20] определил размер частиц в помещении в соответствии с респираторной фракцией:
Частицы, которые оседают в области рта и глаз и попадают в организм, определяются как вдыхаемая фракция, то есть общая пыль. Более мелкие фракции, проникающие в нехрящевые дыхательные пути, определяются как вдыхаемая пыль. [21] Пыль, выбрасываемая в деревообрабатывающей промышленности, характеризуется размерным распадом частиц размером до 5 мкм, поэтому они оседают в основном в носовой полости, увеличивая риск рака верхних дыхательных путей. [22]
Параметр, наиболее часто используемый для характеристики воздействия древесной пыли в воздухе, — это общая концентрация древесной пыли, выраженная в массе на единицу объема. В странах, использующих метрическую систему, она обычно измеряется в мг/м 3 (миллиграмм на кубический метр) [23]
Исследование по оценке профессионального воздействия вдыхаемой древесной пыли по странам, отраслям, уровню воздействия и типу древесной пыли в 25 государствах-членах Европейского Союза (ЕС-25) показало, что в 2000–2003 годах около 3,6 миллионов рабочих (2,0% занятого населения ЕС-25) подвергались профессиональному воздействию вдыхаемой древесной пыли. Самые высокие уровни воздействия были оценены в строительном секторе и мебельной промышленности. [24]
Известно, что древесная пыль является канцерогеном для человека, что подтверждается достаточными доказательствами канцерогенности, полученными в ходе исследований на людях. В ходе эпидемиологических исследований на людях было показано, что воздействие древесной пыли увеличивает частоту возникновения рака носа (носовых полостей и околоносовых пазух). Связь между воздействием древесной пыли и раком носа наблюдалась в многочисленных отчетах о случаях, когортных исследованиях и исследованиях случай-контроль, специально посвященных раку носа. [25]
Для снижения концентрации пыли в воздухе при деревообработке используются системы пылеудаления. Их можно разделить на два типа. Первые — это местные вытяжные системы вентиляции, вторые — системы вентиляции помещений. Использование индивидуальных респираторов , формы средств индивидуальной защиты , также может изолировать рабочих от пыли. [ необходима цитата ]
Системы местной вытяжной вентиляции (LEV) основаны на том, что воздух втягивается с силой всасывания через системы трубопроводов от точки образования пыли до устройства для утилизации отходов. Они состоят из четырех элементов: пылевых колпаков в точке образования пыли, вентиляционных каналов, устройства для очистки воздуха (сепаратора отходов или пылеуловителя) и устройства для перемещения воздуха (вентилятора, также известного как крыльчатка). [26] Воздух, содержащий пыль и стружку от деревообрабатывающей операции, всасывается крыльчаткой. Крыльчатка обычно встроена в устройство для утилизации отходов или пылеуловитель или расположена рядом с ним . [ требуется ссылка ]
Существуют руководящие принципы производительности для систем LEV для деревообработки, и они связаны с правилами качества воздуха на рабочем месте, которые существуют во многих странах. Руководящие принципы LEV, на которые часто ссылаются, установлены ACIAH. [ необходима цитата ]
Системы захвата с малым объемом/высокой скоростью (LVHV) представляют собой специализированные типы LEV, которые используют вытяжной колпак, разработанный как неотъемлемая часть инструмента или расположенный очень близко к рабочей точке режущего инструмента. Колпак предназначен для обеспечения высоких скоростей захвата, часто превышающих 50 м/с (10 000 футов в минуту) в точке выброса загрязняющих веществ. Эта высокая скорость сопровождается потоками воздуха, часто менее 0,02 м3/с (50 куб. футов в минуту), возникающими из-за небольшой площади лицевой поверхности используемого колпака. [27] Эти системы стали популярными для переносных электроинструментов, хотя внедрение этой технологии не получило широкого распространения. Festool является одним из производителей переносных электроинструментов, использующих вентиляцию LVHV, интегрированную в конструкцию инструмента. [ требуется ссылка ]
При соответствующей конструкции общая вентиляция может также использоваться для контроля за пылью в воздухе. Общая вентиляция часто может помочь уменьшить загрязнение кожи и одежды, а также осаждение пыли на поверхностях. [28]
«Было время, когда операторы лесопилок едва могли раздать свои опилки. Они сбрасывали их в лесу или сжигали, чтобы избавиться от них. В наши дни у них есть готовые рынки для опилок…», — говорится в отчете за 2008 год. [29] Например, опилки используются на электростанциях, работающих на биомассе, в качестве топлива или продаются молочным фермерам в качестве подстилки для животных. [29]
