Силикоз — это форма профессионального заболевания легких, вызванного вдыханием кристаллической кремниевой пыли. Он характеризуется воспалением и рубцеванием в виде узелковых поражений в верхних долях легких . Это тип пневмокониоза . [4] Силикоз, особенно острая форма, характеризуется одышкой , кашлем, лихорадкой и цианозом (синюшная кожа). Его часто можно ошибочно диагностировать как отек легких (жидкость в легких), пневмонию или туберкулез . При использовании контроля на рабочем месте силикоз почти всегда является предотвратимым заболеванием. [5]
Силикоз стал причиной не менее 43 000 смертей во всем мире в 2013 году, что меньше, чем 50 000 смертей в 1990 году. [6]
Название силикоз (от латинского silex , или кремень) было первоначально использовано в 1870 году Ахиллом Висконти (1836–1911), прозектором в Ospedale Maggiore в Милане. [7] Признание респираторных проблем от вдыхания пыли восходит к древним грекам и римлянам. [8] Агрикола в середине 16 века писал о проблемах с легкими от вдыхания пыли у шахтеров. В 1713 году Бернардино Рамаццини отметил астматические симптомы и песчано-подобные вещества в легких каменотесов. Отрицательное воздействие измельченного кальцинированного кремня на легкие рабочих было отмечено менее чем через 10 лет после его введения в качестве сырья в британскую керамическую промышленность в 1720 году. [9]
С индустриализацией, в отличие от ручных инструментов, увеличилось производство пыли. Пневматическая дрель была представлена в 1897 году, а пескоструйная обработка была представлена около 1904 года, [10] оба значительно способствовали росту распространенности силикоза. В 1938 году Министерство труда США , во главе с тогдашним министром труда Фрэнсис Перкинс , выпустило фильм под названием « Остановим силикоз» , чтобы обсудить результаты годичного исследования, проведенного в отношении роста числа случаев силикоза в Соединенных Штатах. [11]
В начале 21 века эпидемия силикоза была вызвана небезопасным производством столешниц из искусственного камня, содержащего кварц (и обсидиан), которые стали популярными. [12]
Поскольку хронический силикоз развивается медленно, признаки и симптомы могут проявиться лишь через несколько лет после воздействия. [13] Признаки и симптомы включают:
В запущенных случаях также могут наблюдаться следующие явления:
Пациенты с силикозом особенно восприимчивы к туберкулезной (ТБ) инфекции, известной как силикотуберкулез. Причина повышенного риска — 3-кратное увеличение заболеваемости — не совсем понятна. Считается, что кремний повреждает легочные макрофаги , подавляя их способность убивать микобактерии . Даже рабочие, которые длительное время подвергались воздействию кремния, но не болели силикоза, подвергаются аналогичному повышенному риску туберкулеза. [14]
Легочные осложнения силикоза также включают хронический бронхит и ограничение воздушного потока (неотличимое от вызванного курением), нетуберкулезную инфекцию Mycobacterium , грибковую инфекцию легких, компенсаторную эмфизему и пневмоторакс . Есть некоторые данные, раскрывающие связь между силикозом и некоторыми аутоиммунными заболеваниями , включая нефрит , склеродермию и системную красную волчанку , особенно при остром или ускоренном силикозе. [15]
В 1996 году Международное агентство по изучению рака (МАИР) рассмотрело медицинские данные и классифицировало кристаллический кремний как « канцерогенный для человека». Риск был наиболее заметен в случаях с фоновым силикозом, с относительным риском рака легких 2–4. Было опубликовано множество последующих исследований, подтверждающих этот риск. В 2006 году Пелукки и др. пришли к выводу: «Связь силикоза и рака теперь установлена, в соответствии с другими исследованиями и метаанализом». [16]
При вдыхании мелких частиц кремниевой пыли они могут глубоко проникать в крошечные альвеолярные мешочки и протоки в легких, где происходит обмен кислородом и углекислым газом. Там легкие не могут очиститься от пыли с помощью слизи или кашля.
Когда мелкие частицы кристаллической кремниевой пыли оседают в легких, макрофаги , которые поглощают частицы пыли, запускают воспалительную реакцию, высвобождая факторы некроза опухоли , интерлейкин-1 , лейкотриен B4 и другие цитокины . В свою очередь, они стимулируют фибробласты к пролиферации и выработке коллагена вокруг частицы кремния, что приводит к фиброзу и образованию узелковых поражений. Воспалительные эффекты кристаллического кремния, по-видимому, опосредованы инфламмасомой NLRP3 . [ 17]
Характерная патология легочной ткани при узловом силикозе состоит из фиброзных узелков с концентрическим расположением коллагеновых волокон в виде «луковицы» , центральной гиалинизацией и клеточной периферической зоной со слегка двупреломляющими частицами, видимыми в поляризованном свете . Силикозный узелок представляет собой специфическую реакцию ткани на кристаллический кремний. [10] При остром силикозе микроскопическая патология показывает альвеолярный экссудат с положительной реакцией на периодическую кислоту Шиффа (альвеолярный липопротеиноз) и клеточный инфильтрат альвеолярных стенок. [18]
Кремний (Si) является вторым наиболее распространенным элементом в земной коре после кислорода . Сложный кремний , также известный как диоксид кремния (SiO 2 ), образуется из атомов кремния и кислорода. Поскольку кислород и кремний составляют около 75% земной коры, сложный кремний довольно распространен. Он встречается во многих породах, таких как гранит , песчаник , гнейс и сланец , а также в некоторых металлических рудах. Кремний может быть основным компонентом песка. Он также может быть в почве, растворе, штукатурке и черепице. Резка, разрушение, дробление, сверление, шлифование или абразивная струйная обработка этих материалов может привести к образованию мелкой или сверхтонкой пыли кремнезема в воздухе.
Кремнезем встречается в трех формах: кристаллической , микрокристаллической (или скрытокристаллической ) и аморфной (некристаллической). «Свободный» кремнезем состоит из чистого диоксида кремния, не связанного с другими элементами, тогда как силикаты (например, тальк , асбест и слюда ) представляют собой SiO 2, связанный с заметной частью катионов .
Силикатная мука — это почти чистый SiO2 тонкого помола. Силикатная мука использовалась в качестве полировщика или буфера, а также в качестве разбавителя краски, абразива и наполнителя для косметики. Силикатная мука ассоциируется со всеми типами силикоза, включая острый силикоз.
Силикоз возникает из-за осаждения мелкой вдыхаемой пыли (менее 10 микрометров в диаметре ), содержащей кристаллический диоксид кремния в форме альфа-кварца, кристобалита или тридимита.
Существует три ключевых элемента диагностики силикоза. Во-первых, история болезни пациента должна показать воздействие достаточного количества кремниевой пыли, чтобы вызвать это заболевание. Во-вторых, визуализация грудной клетки (обычно рентген грудной клетки), которая показывает результаты, соответствующие силикозу. В-третьих, нет никаких основных заболеваний, которые с большей вероятностью могут быть причиной аномалий. Физическое обследование обычно ничем не примечательно, если только нет осложненного заболевания. Результаты обследования не являются специфическими для силикоза. [20]
Исследование функции легких может выявить ограничение воздушного потока, рестриктивные дефекты, сниженную диффузионную способность, смешанные дефекты или может быть нормальным, особенно без осложненного заболевания. В большинстве случаев силикоза биопсия ткани не требуется для диагностики, но в некоторых случаях она может быть необходима, в первую очередь для исключения других состояний. Оценка альвеолярной кристаллической нагрузки в бронхоальвеолярной лаважной жидкости может помочь в диагностике. [21]
При неосложненном силикозе рентгенография грудной клетки подтвердит наличие небольших (< 10 мм) узелков в легких, особенно в верхних отделах легких. Согласно классификации МОТ , они имеют обилие 1/0 или больше и форму/размер «p», «q» или «r». Вовлечение и обилие легочной зоны увеличиваются по мере прогрессирования заболевания. В запущенных случаях силикоза большое затемнение (> 1 см) возникает из-за слияния небольших затемнений, особенно в верхних отделах легких.
При ретракции легочной ткани возникает компенсаторная эмфизема . Увеличение ворот легкого является обычным явлением при хроническом и ускоренном силикозе. Примерно в 5–10% случаев узлы кальцифицируются по окружности, образуя так называемую «скорлуповую» кальцификацию . Эта находка не является патогномоничной (диагностической) для силикоза. В некоторых случаях легочные узелки также могут кальцифицироваться.
Компьютерная томография или КТ также может обеспечить детальный анализ легких и выявить кавитацию, вызванную сопутствующей микобактериальной инфекцией.
Классификация силикоза проводится в зависимости от тяжести заболевания (включая рентгенологическую картину), начала и скорости прогрессирования. [22] К ним относятся:
Используя Иерархию контроля , существуют различные методы предотвращения воздействия вдыхаемого кристаллического кремнезема. Лучший способ предотвращения силикоза — избегать воздействия на рабочих пыли, содержащей вдыхаемый кристаллический кремнезем. [24] Следующая лучшая профилактическая мера — контроль пыли. Инструменты с интегрированной водой часто используются там, где во время определенных задач образуется пыль. Чтобы избежать скопления пыли на одежде и коже, надевайте одноразовый защитный костюм или запечатывайте одежду в герметичный пакет и, если возможно, принимайте душ по возвращении домой. [25]
Когда вокруг рабочего места начинает скапливаться пыль, а использование инструментов с водной интеграцией невозможно, следует использовать промышленный пылесос для сбора и транспортировки пыли в безопасное место для утилизации. [26] Пыль также можно контролировать с помощью индивидуальной фильтрации сухого воздуха. [27] Использование средств индивидуальной защиты (СИЗ) является крайней мерой при попытке контролировать воздействие вдыхаемого кристаллического кремнезема.
Профилактика силикоза может потребовать принятия особых мер. Одним из примеров является строительство туннеля, где в дополнение к воздухоочистителям для фильтрации воздуха во время строительства используются специально спроектированные кабины. [28] При выборе респираторной защиты следует учитывать, обеспечивает ли она правильный уровень защиты, проводилось ли тестирование на прилегание к лицу, отсутствуют ли у пользователя волосы на лице и как будут заменяться фильтры. [28]
Воздействие кремниевой пыли в керамической промышленности снижается либо путем обработки и использования исходных материалов в виде водной суспензии или в виде влажных твердых веществ, либо путем использования мер контроля пыли, таких как местная вытяжная вентиляция . Они были предписаны законодательством, например, The Pottery (Health and Welfare) Special Regulations 1950. [ 29] [30] Исполнительный орган по охране труда и технике безопасности Великобритании разработал руководящие принципы по контролю воздействия вдыхаемого кристаллического кремнезема в керамических изделиях, а Британская федерация керамики предоставляет для бесплатной загрузки брошюру с рекомендациями. Архивировано 19 апреля 2023 г. на Wayback Machine
Силикоз — это постоянная болезнь, не поддающаяся лечению. [18] Доступные в настоящее время варианты лечения направлены на облегчение симптомов и предотвращение дальнейшего прогрессирования заболевания. К ним относятся:
Во всем мире силикоз стал причиной 46 000 смертей в 2013 году, что меньше, чем 55 000 смертей в 1990 году. [6]
Силикоз является наиболее распространенным профессиональным заболеванием легких в мире. Он встречается везде, но особенно распространен в развивающихся странах. [32] С 1991 по 1995 год в Китае ежегодно регистрировалось более 24 000 случаев смерти из-за силикоза. [13] Он также поражает развитые страны. В Соединенных Штатах, по оценкам, от одного до двух миллионов рабочих подвергались профессиональному воздействию кристаллической кремниевой пыли, и у 59 000 из этих рабочих силикоз разовьется в течение жизни. [13] [33]
Согласно данным CDC, [34] силикоз в Соединенных Штатах встречается относительно редко. Частота случаев смерти от силикоза снизилась на 84% в период с 1968 по 1999 год, и только 187 случаев смерти в 1999 году имели силикоз в качестве основной или сопутствующей причины. [35] Кроме того, случаи силикоза в Мичигане, Нью-Джерси и Огайо тесно связаны с отраслью и родом занятий. [36]
Последние данные от The Health and Safety Executive показывают, что в последние годы обычно происходит от 10 до 20 ежегодных смертей от силикоза, в среднем 12 в год за последние 10 лет. В 2019 году в Великобритании было 12 смертей за 10 лет. [37]
Хотя силикоз был известным профессиональным заболеванием на протяжении столетий, индустриализация горнодобывающей промышленности привела к увеличению случаев силикоза. [ требуется ссылка ] Пневматическое бурение в шахтах и реже, добыча с использованием взрывчатых веществ , поднимали мелко-ультрамелкую кристаллическую кремниевую пыль (каменную пыль). В Соединенных Штатах эпидемия силикоза 1930 года из-за строительства туннеля Hawk's Nest около Gauley Bridge, Западная Вирджиния , привела к гибели по меньшей мере 400 рабочих. Другие отчеты указывают на цифру смертности более 1000 рабочих, в основном афроамериканских временных рабочих с юга Соединенных Штатов. [38] Рабочие, которые заболели, были уволены и покинули регион, что затрудняет точный подсчет смертности. [39] Катастрофа в туннеле Hawk's Nest известна как «худшая промышленная катастрофа Америки». [40] Распространенность силикоза привела к тому, что некоторые мужчины отрастили то, что называется шахтерскими усами, в попытке перехватить как можно больше пыли. [ необходима ссылка ]
Сообщалось, что хронический простой силикоз возникает из-за воздействия окружающей среды на кремний в регионах с высоким содержанием кремниевой почвы и частыми пыльными бурями. [41]
Кроме того, горнодобывающее предприятие Delamar Ghost Town , штат Невада, было разрушено процессом сухой добычи, который производил пыль, вызывающую силикоз. После сотен смертей от силикоза город прозвали The Widowmaker . Проблема в те дни была несколько решена добавлением насадки к буру, которая распыляла водяной туман, превращая пыль, поднятую бурением, в грязь, но это мешало горным работам.
Из-за воздействия пыли кремнезема на рабочем месте силикоз является профессиональной опасностью для строителей, железнодорожников, [42] сносчиков, горнодобывающих , пескоструйных , карьерных, туннельных рабочих, [43] рабочих керамических и литейных цехов , а также шлифовщиков, каменотесов, рабочих каменных столешниц, рабочих огнеупорного кирпича, рабочих надгробий, рабочих нефтяной и газовой промышленности , [44] рабочих гончарных изделий, производителей стекловолокна, стекольных заводов, резчиков кремня и других. Кратковременное или случайное воздействие низких уровней кристаллической пыли кремнезема, как говорят, не вызывает клинически значимого заболевания легких. [45]
В менее развитых странах, где условия труда плохие и респираторное оборудование используется редко, продолжительность жизни низкая (например, для шахтеров, добывающих серебро, в Потоси , Боливия, она составляет около 40 лет из-за силикоза).
Недавно силикоз у турецких пескоструйщиков джинсовой промышленности был обнаружен как новая причина силикоза из-за повторяющихся плохих условий труда. [46]
Силикоз наблюдается у лошадей, связанных с вдыханием пыли из некоторых почв Калифорнии, содержащих кристобалит .
Художник -соцреалист Ноэль Кунихан изобразил мужчин, работавших в промышленных шахтах Австралии в 1940-х годах, умирающих от силикоза, в своей серии из шести гравюр «Шахтеры» (линогравюры 1947 года). [47]
Недавний рост случаев заболевания в Австралии был связан с производством и установкой столешниц из искусственного камня на кухнях и в ванных комнатах. [48] [49] [50] Искусственный камень содержит очень большую долю кремния. [51] Министерство здравоохранения правительства Австралии создало Национальную целевую группу по пылевым заболеваниям в ответ на количество зарегистрированных случаев силикоза в 2018 году. [52] В ответ были ужесточены правила охраны труда и техники безопасности при резке этих столешниц. Профсоюз работников строительства, лесного хозяйства, морского хозяйства, горнодобывающей промышленности и энергетики , крупнейший профсоюз на рабочих местах, представляющий строительных рабочих в Австралии, призвал к общенациональному запрету на искусственный камень с высоким содержанием кремния к 2024 году и заявил, что запретит своим членам использовать этот материал, если правительственный запрет не будет введен. [53]
Силикоз также был определен как одно из многих долгосрочных последствий для здоровья лиц, оказавших первую помощь после террористических атак 11 сентября 2001 года, после того, как они подверглись воздействию пыли, содержащей высокие концентрации вдыхаемого кристаллического кремния, а также других металлов и токсинов. [54]
Была описана непрофессиональная форма силикоза, вызванная длительным воздействием песчаной пыли в пустынных районах, случаи заболевания были зарегистрированы в Сахаре, Ливийской пустыне и Негеве. [55] Заболевание вызвано отложением этой пыли в легких. [56] Заболевание легких в пустыне может быть связано с болезнью Аль-Эскана, заболеванием легких, которое, как полагают, вызывается воздействием песчаной пыли, содержащей органические антигены, которое было впервые диагностировано после войны в Персидском заливе в 1990 году. [57] Относительная важность самих частиц кремния и микроорганизмов, которые они переносят, в этих последствиях для здоровья остается неясной. [58]
В марте 2016 года OSHA официально потребовала, чтобы компании обеспечивали определенные меры безопасности для сотрудников, работающих с кремнеземом или вблизи него , чтобы предотвратить силикоз, рак легких и другие заболевания, связанные с кремнеземом. [59]
Одним из основных обновлений стандарта OSHA по диоксиду кремния стало снижение допустимого предела воздействия (PEL) для вдыхаемого кристаллического диоксида кремния с 250 до 50 микрограммов на кубический метр воздуха, в среднем за 8-часовую смену. [60] Обновленный стандарт также смещает фокус контроля воздействия диоксида кремния с использования СИЗ ( респираторов ) на использование инженерных средств контроля (таких как использование инструментов с интегрированной водой или вакуумных систем) и административных средств контроля (ограничение времени воздействия за смену). Работодатели по-прежнему обязаны предоставлять респираторы, когда инженерные и административные средства контроля не могут адекватно ограничить воздействие. [60]
Дополнительные положения включают ограничение доступа работников к зонам с высоким уровнем воздействия, требования к вывескам в зонах с высоким уровнем воздействия, разработку письменного плана контроля воздействия, медицинские осмотры работников, подвергающихся высокому уровню воздействия (необязательно для работников, подвергающихся высокому уровню воздействия), а также обучение работников рискам, связанным с кремнеземом, и способам ограничения воздействия. Может потребоваться специальное оборудование для предотвращения испарения машинной воды и оставления пыли. [61] Стандарт также содержит требования по очистке шлама, остающегося после использования инструментов с интегрированной водой в качестве инженерного контроля.
Медицинские осмотры включают обсуждение с врачом или лицензированным поставщиком медицинских услуг (PLHCP) предыдущего респираторного здоровья, рентген грудной клетки, тест на функцию легких, латентную туберкулезную инфекцию и любые другие тесты, которые PLHCP считает необходимыми. Эти медицинские осмотры должны проводиться в течение 30 дней с момента первоначального назначения, которое включает воздействие кремния, и должны быть доступны для обновления по крайней мере каждые три года, если PLHCP не сочтет иного.
В рамках обновленного стандарта OSHA создала таблицу конкретных методов инженерного и административного контроля для снижения воздействия кремнезема при использовании определенных инструментов в 18 различных областях применения, которые, как известно, создают воздействие кремнезема, от стационарных камнерезных пил до использования ручных шлифовальных машин. [60]
Дополнительное положение существует для малого бизнеса, которому предоставляется гибкость. [62]
Оба стандарта, содержащиеся в окончательном правиле, вступили в силу 23 июня 2016 года, после чего у отраслей было от одного до пяти лет на выполнение большинства требований, исходя из следующего графика:
{{cite journal}}
: |author1=
имеет общее название ( помощь )CS1 maint: numeric names: authors list (link)