سم شناسی ،نمونه برداری وتجزیه آب صابون و مایعات فلز کاری
آب صابون داراي مقادير زيادي روغن و آب است كه مواد سمي داخل آن در صورت ورود به محيط خطر آفرين است .
آب صابون يكي از مايعات فلزكاري مي باشد لذا به توضيحات لازم در اين رابطه پرداخته مي شود:
مايعات فلزكاري از زمان معرفي ماشين هاي اتوماتيك فلزكاري براي خنك سازي فلزات داغ در نوك ابزارهاي برش و شستشوي براده هاي فلزي مورد اسنفاده قرار مي گرفتند البته درطول زمان برشكاري عمدتاً مايعات پاشيده شده و ميست ها تشكيل مي شوند .بخارات حاصل از مايعات برش يكي از عوامل زيان آور شيميايي محيط كار محسوب مي شوند كه تقريباً از تمام فرآيندها نظير ماشين كاري ،برشكاري و پرداخت بر روي قطعات فلزي به صورت بخارات روغن وارد هواي محيط كار مي شوند .اين مايعات به دليل خصوصيات خنك كنندگي ، نرم كنندگي و مقاومت در برابر خورندگي به كار مي روند منابع و ماخذ علمي فراواني وجود دارد كه نشان مي دهد تماس با مايعات ماشين كاري منجر به انواع سرطان ها (دستگاه تنفسي و گوارشي ) و بيماريهاي غير توموري (آسم شغلي ) مي شود .
نياز به ويژگي هاي خاص مايعات براي كاربرد موجب گرديده است كه اين مايعات با يك سري از لفزودني ها مخلوط گردند به طور مثال از بيوسايدها كه آبدار هستند جهت جلوگيري از رشد باكتري ها و ايجاد بو و آلودگي درمايعاتي كه به طور مكرر بازيافت مي شوند استفاده مي گردد.
انواع مايعات فلزكاري و مصارف آن :
MWFs (Metalworking Fluids) به چهار دسته اساسي تقسيم مي شوند :
۱- روغن هاي نامحلول در آب :
اين تركيبات بدون آب هستند و از روغن هاي خالص تشكيل مي شوند . اغلب به عنوان روغن هاي برش ناميده مي شوندروغن هاي نامحلول براي روغنكاري ، بهبود برش فلزات ،جلوگيري اززنگ زدگي استفاده مي شوند . روغن هاي استفاده شده درتركيب مايعات فلز كاري نامحلول اغلب روغن هاي معدني تصفيه شده هستند با وجود اين ممكن است روغن هاي حيواني و گياهي براي افزايش عمل خنك سازي و روان سازي به كار روند . اين نوع روغن ها براي كار با ماشين هاي متوسط و سنگين كاربرد دارند و در حال حاضر نسبت به زمان گذشته كمتر مورد استفاده قرار مي گيرند .
۲- مايعات فلز كاري محلول :
اين امولوسيون ها و روغن هاي محلول در آب براي خنك سازي و روان سازي طراحي شده اند . اين مايعات از اتصال و جوش بين ابزار برش و سطح كار جلوگيري مي كنند و خورندگي پوشش ابزاررا در دماهاي بالا كاهش مي دهند و از تغيير شكل ناشي از گرماي باقي مانده جلوگيري مي كنند .روغن هاي معدني فوق العاده تصفيه شده موجود در اين نوع مايعات مخلوطي از روغن هاي با ويسكوزيته بالاترنسبت به روغن هاي نامحلول هستند .غلظت مايعات فلزكاري محلول قبل از استفاده حدود ۶۰ % تا ۸۰% با آب رقيق مي شوند.
۳- مايعات فلزكاري مصنوعي:
اين نوع مايعات حاوي روغن نيستند ،ساده ترين نوع مايعات مصنوعي تركيبي از نمك هاي آلي و غيرآلي حل شده در آب هستند .همچنين به عنوان خنك كننده وروان ساز عمل مي كنند .اين نوع مايعات دود را حذف كرده و ميست ها را كاهش مي دهند .عمل دترجنتي دارند و اكسيداسيون را كاهش مي دهند . اين مايعات پايدار هستند و مي توانند با افزوده شدن بيوسايد به آنها از رشد ميكروارگانيسم ها جلوگيري كنند و در ماشين هاي با سرعت بالا ظرفيت خنك كنندگي بالايي را ايجاد كنند .
۴- مايعات نيمه مصنوعي:
اين طبقه بندي حاوي مقدار كمي روغن (۵%تا۳۰%)هستند كه مي توانند با اسيد هاي چرب سولفور ،كلر و فسفر براي ايجاد روانساز در سرعت هاي بالاتر تركيب شوند .
طبق بررسي هاي به عمل آمده در ارتباط با آب صابون كه در زيرآمده است(*) و مطالب بيان شده ميتوان تيجه گرفت كه آب صابون مورد استفاده در دستگاهها جهت خنك كاري ،جزو آيتم ۴ (مايعات نيمه مصنوعي) مي باشد.
* آب صابون تركيبي از ۱۰ سي سي روغن حل شونده و ۹۰ سي سي آب مي باشد .وجود امولسيفاير موجود در روغن است که باعث حل شدن آب و روغن مي شود .امولسيفاير هاي متعددي وجود دارد .گليسرول مونواستئارات پروپيلن گليكول مونواستئارات –سديم استئارول -۲ لاكتيلات و…آنتي فوم سيليكوني نيز استفاده مي شود ،البته به آب صابون باكتري سايد هم مي زنند .آب صابون هم از پايه سنتزي هم از پايه معدني يا روغني استفاده مي شود .
سم شناسی و ویژگی های ترکیبات :
۱-روغن های معدنی:
مهمترین جزء قابل ملاحظه مایعات فلزکاری هستند و اغلب به صورت ناچیز ازنفت خام تقطیر می شوند و اساساً هیدروکربن های پارافینیک هستند و ممکن است حاوی ترکیبات آروماتیک ساده باشند .این نوع روغن ها اغلب به صورت خالص به دور از ترکیبات سرطان زا تصفیه می شوند که برای روغن های معدنی دارویی بسیار مهم تلقی می شود . روغن های معدنی که حاوی مقداری ترکیبات پلی نوکلئور هستند پتانسیل سرطان زایی آنها مشخص شده است .این روغن ها مایعات شفافی هستند و در آب نامحلول می باشند اگر چه نقطه جوش بالایی دارند ولی در اثر حرارت میست ها را تشکیل می دهند .
روغن های معدنی زمانی که از راه معدی روده ای وارد بدن می شوند بدون تغیر عبور می کنند وتاثیرمشخصی ندارند .بدین جهت از این نوع روغن ها به عنوان مسهل نیز استفاده می شود .خیلی از نمونه های روغن های معدنی مشابه آنهایی که در مایعات فلزکاری به کار می روند برای پوست موش ایجاد سرطان نموده اند .
۲- هیدروکسی آلکیلامین :
خصوصیات سمیت زایی آنها برای حیوانات آزمایشگاهی پایین است .شواهدی مبنی بر اینکه آلکیل آمین مورد استفاده در مایعات فلزکاری خطر سرطان زایی برای کارگر داشته باشد وجود ندارد .
۳- پارافین های کلرینه :
پارافین های کلرینه کوچک با محتوی کلری زیادتر نسبت به مولکول های بزرگ تر استفاده شده در مایعات فوق العاده سرطان زا به نظر می رسد .
افزودنی ها :
۱- بیوساید ها :به دو گروه عمده تقسیم می شوند عوامل منتشر کننده فرمالدهید و سایر بیوساید ها.
فرم آلدهید به عنوان عامل سرطان در حیوانات آزمایشگاهی و اطلاعات انسانی نشان داده شده است و به عنوان یک محرک وایجاد کننده درماتیت شناخته می شود .
بیوساید ها به طور کلی به مایعات فلز کاری بر پایه آب برای جلوگیری یا کاهش آلودگی باکتریایی و قارچی منجر به بوهای نامطلوب و تغییرات ناخواسته در خصوصیات مایعات به ویژه بعد از استفاده های تکراری و مداوم اضافه می گردد .آلکانول آمین ها اغلب به عنوان بیوساید ها ذکر شده است هر جند استفاده اصلی آنها در مایعات فلز کاری به عنوان عوامل امولوسیون کننده است .این ترکیبات خاصیت سمیتی برای حیوانات نداشته و شواهدی برای ایجاد سرطان وجود ندارد .
۲- ترکیبات سولفور :عناصر سولفور در بعضی ترکیبات مایعات فلزکاری استفاده می شوند و ازلحاظ سم شناسی اهمیت کمی دارند .اطلاعات کمی در ارتباط با سرطان زایی مهمترین ترکیبات سولفوره(پارافین های سولفونات)وجود دارد.
۳-نیتریت سدیم :این ترکیب برای انسان خطر کمی دارد .با این وجود مهمترین تاثیر سم شناسی نیتریت ها تمایل آنها برای ترکیب با ترکیبات آمینوی ثانوی و تشکیل ترکیبات N – نیتروزو می باشد که مهمترین گروه گسترده از سرطان زا هااست . این ترکیبات اغلب به طور عامیانه نیتروزامین نامیده می شود و از طریق پوست جذب شده و به صورت سیستمیک در بدن عمل می کنند . از جمله تومورها در ارگان های هدف خاص و در یک گونه خاص .به طورمثال نیترودی اتانول آمین تومورهایی در کبد ،کلیه ،مری موشها ایجاد نموده .
ترکیبات N – نیتروزو سرطان زای فوق العاده هستند و در بیشتر از چهل گونه آزمایش شده و ایجاد تومور نموده است.
۴-هیدرو کربن های پلی نوکلئور :این ترکیبات در نفت خام موجود هستند و از این رو در فرآورده های نفت خام از جمله روغن های معدنی نیز موجود می باشند . این ترکیبات پتانسیل سرطان زایی برای پوست موش را دارند ومسئول اصلی سرطان پوست در بین کارگران در مواجهه با مایعات فلزکاری هستند پتانسیل سرطان زایی این ترکیبات از طریق زمان صرف شده برای ایجاد تومور در پوست موش های رنگ شده با یک محلول از قبیل استون یا روغن های فوق العاده خالص اندازه گیری می شود تعداد تومور ها و غده های بدخیم نیز معیار دیگری می باشد.
تشکیل آلودگی در زمان کاربرد:
-حرارت دادن :بزرگ ترین مشکل کار با روغن های برش بدون آب گرمای ایجاد شده در نوک ابزار برش می باشد که می تواند امکان ایجاد هیدروکربن های پلی نوکلئور را افزایش دهد .همچنین در اثر حرارت بخارات و میست ها ایجاد شده و در هوا منتشر می شوند .
– فرموله شدن مجدد (Reformulation)
اغلب روغن های برش به دلایل اقتصادی بازیافت می شود و بیوساید ها مکررا”برای جلوگیری از رشد باکتری ها به مایعات بر پایه آب افزوده می شوند . همچنین مواد نامشخصی از قبیل روغن های برش قدیمی به مایعات فلزکاری افزوده می شوند . از این روذرات با سمیت ناشناخته از قبیل PCBS در این مایعات افزایش می یابد . کارگران باید از مایعات آزاد در هر زمان استفاده کنند .البته احتمال داده می شود که در بیشتر کارگاههای ماشین کاری کارگران از ترکیب مایعات مورد استفاده بی اطلاع هستند و نگرانی کمی در قبال استفاده های مجدد از مایعات وجود دارد.
– ارزیابی ریسک :
سم شناسی ،نمونه برداری وتجزیه آب صابون و مایعات فلز کاری
آب صابون داراي مقادير زيادي روغن و آب است كه مواد سمي داخل آن در صورت ورود به محيط خطر آفرين است .
آب صابون يكي از مايعات فلزكاري مي باشد لذا به توضيحات لازم در اين رابطه پرداخته مي شود:
مايعات فلزكاري از زمان معرفي ماشين هاي اتوماتيك فلزكاري براي خنك سازي فلزات داغ در نوك ابزارهاي برش و شستشوي براده هاي فلزي مورد اسنفاده قرار مي گرفتند البته درطول زمان برشكاري عمدتاً مايعات پاشيده شده و ميست ها تشكيل مي شوند .بخارات حاصل از مايعات برش يكي از عوامل زيان آور شيميايي محيط كار محسوب مي شوند كه تقريباً از تمام فرآيندها نظير ماشين كاري ،برشكاري و پرداخت بر روي قطعات فلزي به صورت بخارات روغن وارد هواي محيط كار مي شوند .اين مايعات به دليل خصوصيات خنك كنندگي ، نرم كنندگي و مقاومت در برابر خورندگي به كار مي روند منابع و ماخذ علمي فراواني وجود دارد كه نشان مي دهد تماس با مايعات ماشين كاري منجر به انواع سرطان ها (دستگاه تنفسي و گوارشي ) و بيماريهاي غير توموري (آسم شغلي ) مي شود .
نياز به ويژگي هاي خاص مايعات براي كاربرد موجب گرديده است كه اين مايعات با يك سري از لفزودني ها مخلوط گردند به طور مثال از بيوسايدها كه آبدار هستند جهت جلوگيري از رشد باكتري ها و ايجاد بو و آلودگي درمايعاتي كه به طور مكرر بازيافت مي شوند استفاده مي گردد.
انواع مايعات فلزكاري و مصارف آن :
MWFs (Metalworking Fluids) به چهار دسته اساسي تقسيم مي شوند :
۱- روغن هاي نامحلول در آب :
اين تركيبات بدون آب هستند و از روغن هاي خالص تشكيل مي شوند . اغلب به عنوان روغن هاي برش ناميده مي شوندروغن هاي نامحلول براي روغنكاري ، بهبود برش فلزات ،جلوگيري اززنگ زدگي استفاده مي شوند . روغن هاي استفاده شده درتركيب مايعات فلز كاري نامحلول اغلب روغن هاي معدني تصفيه شده هستند با وجود اين ممكن است روغن هاي حيواني و گياهي براي افزايش عمل خنك سازي و روان سازي به كار روند . اين نوع روغن ها براي كار با ماشين هاي متوسط و سنگين كاربرد دارند و در حال حاضر نسبت به زمان گذشته كمتر مورد استفاده قرار مي گيرند .
۲- مايعات فلز كاري محلول :
اين امولوسيون ها و روغن هاي محلول در آب براي خنك سازي و روان سازي طراحي شده اند . اين مايعات از اتصال و جوش بين ابزار برش و سطح كار جلوگيري مي كنند و خورندگي پوشش ابزاررا در دماهاي بالا كاهش مي دهند و از تغيير شكل ناشي از گرماي باقي مانده جلوگيري مي كنند .روغن هاي معدني فوق العاده تصفيه شده موجود در اين نوع مايعات مخلوطي از روغن هاي با ويسكوزيته بالاترنسبت به روغن هاي نامحلول هستند .غلظت مايعات فلزكاري محلول قبل از استفاده حدود ۶۰ % تا ۸۰% با آب رقيق مي شوند.
۳- مايعات فلزكاري مصنوعي:
اين نوع مايعات حاوي روغن نيستند ،ساده ترين نوع مايعات مصنوعي تركيبي از نمك هاي آلي و غيرآلي حل شده در آب هستند .همچنين به عنوان خنك كننده وروان ساز عمل مي كنند .اين نوع مايعات دود را حذف كرده و ميست ها را كاهش مي دهند .عمل دترجنتي دارند و اكسيداسيون را كاهش مي دهند . اين مايعات پايدار هستند و مي توانند با افزوده شدن بيوسايد به آنها از رشد ميكروارگانيسم ها جلوگيري كنند و در ماشين هاي با سرعت بالا ظرفيت خنك كنندگي بالايي را ايجاد كنند .
۴- مايعات نيمه مصنوعي:
اين طبقه بندي حاوي مقدار كمي روغن (۵%تا۳۰%)هستند كه مي توانند با اسيد هاي چرب سولفور ،كلر و فسفر براي ايجاد روانساز در سرعت هاي بالاتر تركيب شوند .
طبق بررسي هاي به عمل آمده در ارتباط با آب صابون كه در زيرآمده است(*) و مطالب بيان شده ميتوان تيجه گرفت كه آب صابون مورد استفاده در دستگاهها جهت خنك كاري ،جزو آيتم ۴ (مايعات نيمه مصنوعي) مي باشد.
* آب صابون تركيبي از ۱۰ سي سي روغن حل شونده و ۹۰ سي سي آب مي باشد .وجود امولسيفاير موجود در روغن است که باعث حل شدن آب و روغن مي شود .امولسيفاير هاي متعددي وجود دارد .گليسرول مونواستئارات پروپيلن گليكول مونواستئارات –سديم استئارول -۲ لاكتيلات و…آنتي فوم سيليكوني نيز استفاده مي شود ،البته به آب صابون باكتري سايد هم مي زنند .آب صابون هم از پايه سنتزي هم از پايه معدني يا روغني استفاده مي شود .
سم شناسی و ویژگی های ترکیبات :
۱-روغن های معدنی:
مقایسه ریسک ها ی متنوع سلامتی در تماس با مایعات فلزکاری به دلیل کمبود استاندارد های کافی برای مواد مصرفی مشکل می باشد .سازنده ها فرمولاسیون هایشان را و کارخانجات مواد تقویت کننده خود را تغییر می دهند .همچنین تغییرات در حین بازیافت و فرمولاسیون مجدد ترسیم نتیجه گیری قابل اطمینان در ارتباط با تاثیرات سلامتی مایعات را با مشکل مواجه می سازد .با بررسی گروه بزرگی از کارگران کارگاههای ماشین کاری به نظر می رسد بیشترین اثرات قابل ملاحظه روی پوست و تومورهایی در ارتباط با هیدروکربن های پلی نوکلئور می باشد .ارتباط استنشاق میست های روغن با سرطان ریه دقیقاً مشخص نیست .
استانداردها:
حدود تماس مجاز (PEL,OSHA)برای میست های روغن های معدنی ۵ میلی گرم بر متر مکعب برای ۸ ساعت کاری می باشد .همچنین حدتماس کوتاه مدت ۱۰ میلی گرم بر متر مکعب توصیه شده است .میلیون ها پوند از مایعات فلزکاری هر ساله استفاده می شوند .
به طور کلی نتیجه گیری می شود که کارگران بیشتر از طریق تماس پوستی با مایعات فلزکاری و افزودنی های آن مواجهه دارند .این مایعات می توانند بر روی پوست اثر کنند ،از طریق نفوذ در پوست وارد جریان خون شوند و اثراتی را در قسمت های مختلف بدن بر جای بگذارند .همچنین بر روی خود پوست می توانند عوارضی را ایجاد نمایند .
تحققیقات نشان می دهد که جهت پایش دقیقتر مواجهه با مایعات فلزکاری و بررسی خطر ایجاد آسم شغلی نیاز است که نه تنها بر روی اجزاء روغن ها تمرکز صورت گیرد بلکه می بایست به کلیه ذرات معلق و آلرژن هایی با پتانسیل خاص نیز توجه گردد.
نمونه برداری و تجزیه آب صابون :
همان گونه که در فوق اشاره گردید آب صابون حاوی روغن برش می باشد که روغن برش جزو روغنهای تولیدی از نفت است لذا جهت نمونه برداری و تجزیه آب صابون باید ازمتد نمونه برداری وتجزیه میست های روغنی استفاده نمود . ) طبق استاندارد Niosh متد ۵۰۲۶ مربوط به نمونه برداری و تجزیه روغن های تولیدی از نفت )
اما در این متد ذکر شده است که OSHA این متد را برای تمام میست های روغنی محلول در تری کلروتری فلئوراتان جهت نمونه برداری و تجزیه قبول دارد به جزء روغن برش نیمه مصنوعی یا مصنوعی .لذا با توجه به تحقیقات فوق که آب صابون مورد استفاده در دستگاهها جهت خنك كاري جزو مايعات نيمه مصنوعي مي باشد نمی توان از متد ۵۰۲۶ Niosh جهت نومنه برداری و تجزیه آب صابون استفاده نمود و باید طبق استاندارد OSHA متد (ID-128) (نمونه برداری با فیلتر PVC و تجزیه اسپکتروفتومتر فلئورسانس ) انجام شود .
