Силикоз — это форма профессионального заболевания легких , вызванная вдыханием пыли кристаллического кремнезема . Характеризуется воспалением и рубцеванием в виде узловых поражений верхних долей легких . Это разновидность пневмокониоза . [4] Силикоз, особенно острая форма, характеризуется одышкой , кашлем, лихорадкой и цианозом (синюшная кожа). Его часто ошибочно принимают за отек легких (жидкость в легких), пневмонию или туберкулез . Благодаря контролю на рабочем месте силикоз почти всегда можно предотвратить. [5]
В 2013 году силикоз стал причиной по меньшей мере 43 000 смертей во всем мире по сравнению с как минимум 50 000 смертей в 1990 году. [6]
Название «силикоз» (от латинского silex или кремень) первоначально использовалось в 1870 году Ахилле Висконти (1836–1911), прозектором больницы Госпиталя Маджоре в Милане. [7] Признание респираторных проблем из-за вдыхания пыли восходит к древним грекам и римлянам. [8] Агрикола в середине 16 века писал о проблемах с легкими из-за вдыхания пыли у шахтеров. В 1713 году Бернардино Рамаццини заметил астматические симптомы и наличие пескоподобных веществ в легких камнерезов. Менее чем через 10 лет после его внедрения, в 1720 году, в качестве сырья для британской керамической промышленности было отмечено негативное воздействие измельченного обожженного кремня на легкие рабочих. [9]
С индустриализацией вместо ручных инструментов увеличилось производство пыли. Пневматическая ударная дрель была представлена в 1897 году, а пескоструйная обработка — примерно в 1904 году [10] , что внесло значительный вклад в увеличение распространенности силикоза. В 1938 году Министерство труда США , возглавляемое тогдашним министром труда Фрэнсис Перкинс , выпустило фильм под названием «Стоп силикоз», в котором обсуждались результаты годичного исследования, посвященного росту числа случаев силикоза в Соединенных Штатах. Состояния. [11]
Поскольку хронический силикоз развивается медленно, признаки и симптомы могут появиться только через несколько лет после заражения. [12] Признаки и симптомы включают в себя:
В запущенных случаях также могут наблюдаться:
Пациенты с силикозом особенно восприимчивы к туберкулезной инфекции (ТБ), известной как силикотуберкулез. Причина повышенного риска – увеличение заболеваемости в 3 раза – не совсем понятна. Считается, что кремнезем повреждает легочные макрофаги , подавляя их способность убивать микобактерии . Даже работники, длительное время подвергающиеся воздействию кремнезема, но не имеющие силикоза, подвергаются аналогичному повышенному риску заболевания туберкулезом. [13]
Легочные осложнения силикоза также включают хронический бронхит и ограничение скорости воздушного потока (неотличимое от осложнений, вызванных курением), нетуберкулезную микобактериальную инфекцию, грибковую инфекцию легких, компенсаторную эмфизему и пневмоторакс . Имеются данные, свидетельствующие о связи силикоза с некоторыми аутоиммунными заболеваниями , включая нефрит , склеродермию и системную красную волчанку , особенно при остром или ускоренном силикозе. [14]
В 1996 году Международное агентство по исследованию рака (IARC) проанализировало медицинские данные и классифицировало кристаллический кремнезем как « канцерогенный для человека». Риск лучше всего был заметен в случаях с силикозом, относительный риск рака легких составлял 2–4. Были опубликованы многочисленные последующие исследования, подтверждающие этот риск. В 2006 году Пелучки и др. заключил: «Связь силикоза и рака теперь установлена, что согласуется с другими исследованиями и метаанализом». [15]
Когда маленькие частицы кремнеземной пыли вдыхаются, они могут глубоко проникать в крошечные альвеолярные мешочки и протоки легких, где происходит обмен кислородом и углекислым газом. Там легкие не могут очиститься от пыли с помощью слизи или кашля.
Когда мелкие частицы пыли кристаллического кремнезема оседают в легких, макрофаги , поглощающие частицы пыли, вызывают воспалительную реакцию, высвобождая факторы некроза опухоли , интерлейкин-1 , лейкотриен B4 и другие цитокины . В свою очередь, они стимулируют пролиферацию фибробластов и выработку коллагена вокруг частиц кремнезема, что приводит к фиброзу и образованию узловых поражений. Воспалительные эффекты кристаллического кремнезема, по-видимому, опосредованы воспалительной сомой NLRP3 . [16]
Характерная патология легочной ткани при узловом силикозе состоит из фиброзных узелков с концентрическим «луковичным» расположением коллагеновых волокон, центральной гиалинизацией и клеточной периферической зоной со слегка двулучепреломляющими частицами, видимыми в поляризованном свете . Силиконовый узелок представляет собой специфическую реакцию ткани на кристаллический кремнезем. [10] При остром силикозе микроскопическая патология показывает периодический кислотно-шифф- положительный альвеолярный экссудат (альвеолярный липопротеиноз) и клеточный инфильтрат альвеолярных стенок. [17]
Кремний (Si) — второй по распространенности элемент в земной коре после кислорода . Сложный кремнезем , также известный как диоксид кремния (SiO 2 ), образуется из атомов кремния и кислорода. Поскольку кислород и кремний составляют около 75% земной коры, сложный кремнезем встречается довольно часто. Он встречается во многих горных породах, таких как гранит , песчаник , гнейс и сланец , а также в некоторых металлических рудах. Кремнезем может быть основным компонентом песка. Он также может быть в почве, растворе, штукатурке и черепице. Резка, разрушение, дробление, сверление, шлифовка или абразивно-струйная очистка этих материалов могут привести к образованию мелкой и сверхмелкой кремнеземной пыли, переносимой по воздуху.
Кремнезем встречается в трех формах: кристаллической , микрокристаллической (или скрытокристаллической ) и аморфной (некристаллической). «Свободный» кремнезем состоит из чистого кремнезема, не связанного с другими элементами, тогда как силикаты (например, тальк , асбест , слюда ) представляют собой SiO 2 в сочетании со значительной долей катионов .
Кремнеземная мука представляет собой почти чистый тонкоизмельченный SiO 2 . Кремнеземная мука использовалась в качестве полировщика или буфера, а также в качестве наполнителя краски, абразива и наполнителя для косметики. Кремнеземная мука связана со всеми типами силикоза, включая острый силикоз.
Силикоз возникает из -за отложения мелкой вдыхаемой пыли (диаметром менее 10 микрометров ), содержащей кристаллический диоксид кремния в форме альфа-кварца, кристобалита или тридимита.
Есть три ключевых элемента диагностики силикоза. Во-первых, история болезни пациента должна выявить воздействие достаточного количества кремнеземной пыли, способное вызвать это заболевание. Во-вторых, визуализация грудной клетки (обычно рентгенография грудной клетки), которая выявляет результаты, соответствующие силикозу. В-третьих, нет никаких основных заболеваний, которые с большей вероятностью могут быть причиной отклонений. Физикальное обследование обычно не имеет особенностей, если нет осложненного заболевания. Результаты обследования неспецифичны для силикоза. [19]
Исследование функции легких может выявить ограничение воздушного потока, рестриктивные дефекты, снижение диффузионной способности, смешанные дефекты или может быть нормальным, особенно без осложненного заболевания. В большинстве случаев силикоза не требуется биопсия ткани для диагностики, но в некоторых случаях это может быть необходимо, прежде всего, для исключения других состояний. Оценка количества альвеолярных кристаллов в жидкости бронхоальвеолярного лаважа может помочь в диагностике. [20]
При неосложненном силикозе рентгенография грудной клетки подтвердит наличие небольших (< 10 мм) узелков в легких, особенно в верхних зонах легких. Согласно системе классификации МОТ , они имеют количество 1/0 или больше и форму/размер «p», «q» или «r». Вовлечение и обилие зоны легких увеличивается по мере прогрессирования заболевания. В запущенных случаях силикоза большие помутнения (> 1 см) возникают в результате слияния небольших помутнений, особенно в верхних зонах легких.
При ретракции легочной ткани возникает компенсаторная эмфизема . Увеличение ворот часто встречается при хроническом и ускоренном силикозе. Примерно в 5–10% случаев узлы кальцифицируются по окружности, вызывая так называемую кальцификацию «яичной скорлупы» . Эта находка не является патогномоничным (диагностическим) признаком силикоза. В некоторых случаях легочные узелки также могут кальцинироваться.
Компьютерная томография или КТ также могут дать режим детального анализа легких и выявить кавитацию, обусловленную сопутствующей микобактериальной инфекцией.
Классификация силикоза производится в зависимости от тяжести заболевания (включая рентгенологическую картину), начала и скорости прогрессирования. [21] К ним относятся:
Используя Иерархию мер контроля , существуют различные методы предотвращения воздействия вдыхаемого кристаллического кремнезема. Лучший способ предотвратить силикоз — избегать воздействия на работников пыли, содержащей пригодный для вдыхания кристаллический кремнезем. [23] Следующей лучшей профилактической мерой является борьба с пылью. Инструменты, интегрированные с водой, часто используются там, где при выполнении определенных задач образуется пыль. Чтобы пыль не скапливалась на одежде и коже, наденьте одноразовый защитный костюм или положите одежду в герметичный пакет и, если возможно, примите душ по возвращении домой. [24]
Когда вокруг рабочего места начинает скапливаться пыль, а использование инструментов с водяным охлаждением невозможно, следует использовать промышленный пылесос для сбора и транспортировки пыли в безопасное место для утилизации. [25] С пылью также можно бороться с помощью индивидуальной фильтрации сухого воздуха. [26] Использование средств индивидуальной защиты (СИЗ) является крайней мерой при попытке контролировать воздействие вдыхаемого кристаллического кремнезема.
Профилактика силикоза может потребовать особых мер. Одним из примеров является строительство туннелей, где в дополнение к воздухоочистителям для фильтрации воздуха во время строительства используются специально спроектированные кабины. [27] При выборе средства защиты органов дыхания следует учитывать следующие факторы: обеспечивает ли оно правильный уровень защиты, проводилось ли тестирование прилегания к лицу, отсутствуют ли у пользователя волосы на лице и как будут заменяться фильтры. [27]
Воздействие кремнеземистой пыли в керамической промышленности снижается либо за счет обработки и использования исходных материалов в виде водной суспензии или влажных твердых веществ, либо за счет использования мер по борьбе с пылью, таких как местная вытяжная вентиляция . Это предусмотрено законодательством, таким как Специальные правила 1950 года о гончарном деле (здоровье и благосостояние) . [28] [29] Управление по охране труда и технике безопасности Великобритании разработало рекомендации по контролю воздействия вдыхаемого кристаллического кремнезема в гончарных изделиях, а Британская федерация керамики предоставляет для бесплатного скачивания буклет с инструкциями.
Силикоз – это неизлечимая болезнь, которую невозможно вылечить. [17] 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 по сравнению с 55 000 смертей в 1990 году. [6]
Силикоз является наиболее распространенным профессиональным заболеванием легких во всем мире. Встречается повсеместно, но особенно распространено в развивающихся странах. [31] С 1991 по 1995 год в Китае ежегодно регистрировалось более 24 000 случаев смерти от силикоза. [12] Это также затрагивает развитые страны. По оценкам, в Соединенных Штатах от одного до двух миллионов рабочих подвергались профессиональному воздействию пыли кристаллического кремнезема, и у 59 000 из этих рабочих когда-нибудь в течение жизни разовьется силикоз. [12] [32]
По данным CDC [33] силикоз в США встречается относительно редко. Заболеваемость смертностью 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. [34] Кроме того, случаи силикоза в Мичигане, Нью-Джерси и Огайо тесно связаны с отраслью и родом занятий. [35]
Последние данные Управления здравоохранения и безопасности показывают, что в последние годы обычно происходит от 10 до 20 случаев смерти от силикоза в год, в среднем 12 случаев в год за последние 10 лет. В 2019 году в Великобритании произошло 12 смертей за 10 лет. [36]
Хотя силикоз был известным профессиональным заболеванием на протяжении веков, индустриализация горнодобывающей промышленности привела к увеличению случаев силикоза . Пневматическое бурение в шахтах и, реже, добыча полезных ископаемых с использованием взрывчатых веществ приводит к образованию мелко- и сверхтонкой кристаллической кремнеземной пыли (каменной пыли). В Соединенных Штатах эпидемия силикоза в 1930 году , вызванная строительством туннеля «Ястребиное гнездо» возле моста Голи, Западная Вирджиния , привела к гибели по меньшей мере 400 рабочих. По другим данным, смертность составляет более 1000 рабочих, в основном афроамериканских временных рабочих с юга Соединенных Штатов. [37] Заболевшие рабочие были уволены и покинули регион, что затрудняло точный учет смертности. [38] Катастрофа в туннеле « Ястребиное гнездо » известна как «худшая техногенная катастрофа в Америке». [39] Распространенность силикоза привела к тому, что некоторые мужчины отрастили так называемые шахтерские усы, пытаясь перехватить как можно больше пыли. [ нужна цитата ]
Сообщалось, что хронический простой силикоз возникает в результате воздействия кремнезема в окружающей среде в регионах с высоким содержанием кремнезема в почве и частыми пыльными бурями. [40]
Кроме того, горнодобывающее предприятие в городе-призраке Деламар , штат Невада, было разрушено в результате сухого процесса добычи, в результате которого образовалась пыль, вызывающая силикоз. После сотен смертей от силикоза город получил прозвище Вдова . В те времена проблема была отчасти решена добавлением к буру насадки, которая распыляла водяной туман, превращая пыль, поднятую при бурении, в грязь, но это затрудняло горные работы.
Из-за воздействия кремнеземной пыли на рабочем месте силикоз представляет собой профессиональную опасность для работников строительства, железной дороги, [41] сноса зданий, горнодобывающей промышленности , пескоструйной обработки , карьеров, прокладки туннелей, [42] керамических и литейных рабочих, а также шлифовщиков, камнерезчиков, каменных столешниц. , рабочие по производству огнеупорного кирпича, рабочие по надгробиям, рабочие нефтегазовой промышленности , [43] рабочие гончарного дела, производства стекловолокна, производства стекла, мастера по изготовлению кремня и другие. Считается, что кратковременное или случайное воздействие небольших концентраций пыли кристаллического кремнезема не приводит к клинически значимому заболеванию легких. [44]
В менее развитых странах, где условия труда плохие и респираторное оборудование используется редко, продолжительность жизни низкая (например, у шахтеров серебра в Потоси , Боливия, она составляет около 40 лет из-за силикоза).
Недавно силикоз у турецких пескоструйных аппаратов по производству джинсов был обнаружен как новая причина силикоза из-за повторяющихся плохих условий труда. [45]
Силикоз наблюдается у лошадей в результате вдыхания пыли некоторых почв, содержащих кристобалит , в Калифорнии.
Художник -социалист Ноэль Кунихан изобразил людей, которые работали на промышленных шахтах в Австралии в 1940-х годах, умирающих от силикоза, в своей серии из шести гравюр «Шахтёры» (линогравюры 1947 года). [46]
Недавний рост случаев заболевания в Австралии был связан с изготовлением и установкой столешниц из искусственного камня на кухнях и ванных комнатах. [47] [48] [49] Искусственный камень содержит очень высокую долю кремнезема. [50] Департамент здравоохранения правительства Австралии создал Национальную рабочую группу по пылевым заболеваниям в ответ на количество зарегистрированных случаев силикоза в 2018 году. [51] В ответ на это были ужесточены правила охраны труда и техники безопасности на рабочем месте при резке этих столешниц. Профсоюз строительства, лесной, морской, горнодобывающей и энергетической промышленности , крупнейший профсоюз рабочих, представляющий строителей 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 в действие. [52]
Силикоз также был признан одним из многих долгосрочных последствий для здоровья лиц, оказывающих первую помощь в результате террористических атак 11 сентября 2001 года, после воздействия пыли, содержащей высокие концентрации вдыхаемого кристаллического кремнезема, а также других металлов и токсинов. [53]
Описана непрофессиональная форма силикоза, вызванная длительным воздействием песчаной пыли в пустынных районах, причем случаи зарегистрированы в Сахаре, Ливийской пустыне и Негеве. [54] Заболевание вызвано отложением этой пыли в легких. [55] Заболевание легких в пустыне может быть связано с болезнью Аль-Эскана, заболеванием легких, предположительно вызванным воздействием песчаной пыли, содержащей органические антигены, которое было впервые диагностировано после войны в Персидском заливе в 1990 году. [56] Относительная важность самих частиц кремнезема и микроорганизмов, которые они несут, в этих последствиях для здоровья остается неясной. [57]
В марте 2016 года OSHA официально обязало компании обеспечивать определенные меры безопасности для сотрудников, работающих с кремнеземом или рядом с ним , чтобы предотвратить силикоз, рак легких и другие заболевания, связанные с кремнеземом. [58]
Одним из основных обновлений стандарта OSHA по кремнезему стало снижение допустимого предела воздействия (PEL) для вдыхаемого кристаллического кремнезема с 250 до 50 микрограммов на кубический метр воздуха, в среднем за 8-часовую смену. [59] Обновленный стандарт также смещает фокус контроля воздействия кремнезема с использования средств индивидуальной защиты (респираторов) на использование инженерных средств контроля (таких как использование инструментов, интегрированных с водой или вакуумных систем) и административного контроля (ограничение времени воздействия за смену). . Работодатели по-прежнему обязаны предоставлять респираторы, когда инженерный и административный контроль не может адекватно ограничить воздействие. [59]
Дополнительные положения включают ограничение доступа работников в зоны повышенного воздействия, требования к указателям в зонах повышенного воздействия, разработку письменного плана контроля воздействия, медицинские осмотры работников, подвергающихся сильному воздействию (необязательно для сотрудников, подвергшихся воздействию), а также обучение работников рискам, связанным с диоксидом кремния, и тому, как их избегать. ограничить воздействие. Некоторые недавние исследования показали, что рабочие, которые шлифуют гранитные столешницы и используют средства контроля воды для удаления пыли, на следующий день заболевают из-за воздействия пыли после испарения воды. [60] В стандарте также предусмотрены требования по очистке шлама, оставшегося при использовании инструментов, интегрированных с водой, в качестве технического контроля.
Медицинские осмотры включают обсуждение с врачом или лицензированным поставщиком медицинских услуг (PLHCP) информации о состоянии органов дыхания, рентгенологическое исследование органов грудной клетки, исследование функции легких, латентную туберкулезную инфекцию и любые другие тесты, которые PLHCP сочтет необходимыми. Эти медицинские осмотры должны проводиться в течение 30 дней с момента первоначального назначения, включающего воздействие кремнезема, и должны предоставляться для продления не реже одного раза в три года, если PLHCP не примет иного решения.
В рамках обновленного стандарта OSHA создало таблицу конкретных инженерных и административных методов контроля для снижения воздействия кремнезема при использовании конкретных инструментов в 18 различных приложениях, которые, как известно, создают воздействие кремнезема, от стационарных каменных пил до использования ручных шлифовальных машин. [59]
Существует дополнительное положение для малого бизнеса, которому предоставляется гибкость. [61]
Оба стандарта, содержащиеся в окончательном правиле, вступили в силу 23 июня 2016 г., после чего у отраслей промышленности было от одного до пяти лет на соблюдение большинства требований согласно следующему графику:
{{cite journal}}
: |first1=
имеет общее имя ( справка )CS1 maint: numeric names: authors list (link)