سم شناسی ،نمونه برداری وتجزیه آب صابون و مایعات فلز کاری
آب صابون دارای مقادیر زیادی روغن و آب است که مواد سمی داخل آن در صورت ورود به محیط خطر آفرین است .
آب صابون یکی از مایعات فلزکاری می باشد لذا به توضیحات لازم در این رابطه پرداخته می شود:
مایعات فلزکاری از زمان معرفی ماشین های اتوماتیک فلزکاری برای خنک سازی فلزات داغ در نوک ابزارهای برش و شستشوی براده های فلزی مورد اسنفاده قرار می گرفتند البته درطول زمان برشکاری عمدتاً مایعات پاشیده شده و میست ها تشکیل می شوند .بخارات حاصل از مایعات برش یکی از عوامل زیان آور شیمیایی محیط کار محسوب می شوند که تقریباً از تمام فرآیندها نظیر ماشین کاری ،برشکاری و پرداخت بر روی قطعات فلزی به صورت بخارات روغن وارد هوای محیط کار می شوند .این مایعات به دلیل خصوصیات خنک کنندگی ، نرم کنندگی و مقاومت در برابر خورندگی به کار می روند منابع و ماخذ علمی فراوانی وجود دارد که نشان می دهد تماس با مایعات ماشین کاری منجر به انواع سرطان ها (دستگاه تنفسی و گوارشی ) و بیماریهای غیر توموری (آسم شغلی ) می شود .
نیاز به ویژگی های خاص مایعات برای کاربرد موجب گردیده است که این مایعات با یک سری از لفزودنی ها مخلوط گردند به طور مثال از بیوسایدها که آبدار هستند جهت جلوگیری از رشد باکتری ها و ایجاد بو و آلودگی درمایعاتی که به طور مکرر بازیافت می شوند استفاده می گردد.
انواع مایعات فلزکاری و مصارف آن :
MWFs (Metalworking Fluids) به چهار دسته اساسی تقسیم می شوند :
1- روغن های نامحلول در آب :
این ترکیبات بدون آب هستند و از روغن های خالص تشکیل می شوند . اغلب به عنوان روغن های برش نامیده می شوندروغن های نامحلول برای روغنکاری ، بهبود برش فلزات ،جلوگیری اززنگ زدگی استفاده می شوند . روغن های استفاده شده درترکیب مایعات فلز کاری نامحلول اغلب روغن های معدنی تصفیه شده هستند با وجود این ممکن است روغن های حیوانی و گیاهی برای افزایش عمل خنک سازی و روان سازی به کار روند . این نوع روغن ها برای کار با ماشین های متوسط و سنگین کاربرد دارند و در حال حاضر نسبت به زمان گذشته کمتر مورد استفاده قرار می گیرند .
2- مایعات فلز کاری محلول :
این امولوسیون ها و روغن های محلول در آب برای خنک سازی و روان سازی طراحی شده اند . این مایعات از اتصال و جوش بین ابزار برش و سطح کار جلوگیری می کنند و خورندگی پوشش ابزاررا در دماهای بالا کاهش می دهند و از تغییر شکل ناشی از گرمای باقی مانده جلوگیری می کنند .روغن های معدنی فوق العاده تصفیه شده موجود در این نوع مایعات مخلوطی از روغن های با ویسکوزیته بالاترنسبت به روغن های نامحلول هستند .غلظت مایعات فلزکاری محلول قبل از استفاده حدود 60 % تا 80% با آب رقیق می شوند.
3- مایعات فلزکاری مصنوعی:
این نوع مایعات حاوی روغن نیستند ،ساده ترین نوع مایعات مصنوعی ترکیبی از نمک های آلی و غیرآلی حل شده در آب هستند .همچنین به عنوان خنک کننده وروان ساز عمل می کنند .این نوع مایعات دود را حذف کرده و میست ها را کاهش می دهند .عمل دترجنتی دارند و اکسیداسیون را کاهش می دهند . این مایعات پایدار هستند و می توانند با افزوده شدن بیوساید به آنها از رشد میکروارگانیسم ها جلوگیری کنند و در ماشین های با سرعت بالا ظرفیت خنک کنندگی بالایی را ایجاد کنند .
4- مایعات نیمه مصنوعی:
این طبقه بندی حاوی مقدار کمی روغن (5%تا30%)هستند که می توانند با اسید های چرب سولفور ،کلر و فسفر برای ایجاد روانساز در سرعت های بالاتر ترکیب شوند .
طبق بررسی های به عمل آمده در ارتباط با آب صابون که در زیرآمده است(*) و مطالب بیان شده میتوان تیجه گرفت که آب صابون مورد استفاده در دستگاهها جهت خنک کاری ،جزو آیتم 4 (مایعات نیمه مصنوعی) می باشد.
* آب صابون ترکیبی از 10 سی سی روغن حل شونده و 90 سی سی آب می باشد .وجود امولسیفایر موجود در روغن است که باعث حل شدن آب و روغن می شود .امولسیفایر های متعددی وجود دارد .گلیسرول مونواستئارات پروپیلن گلیکول مونواستئارات –سدیم استئارول -2 لاکتیلات و…آنتی فوم سیلیکونی نیز استفاده می شود ،البته به آب صابون باکتری ساید هم می زنند .آب صابون هم از پایه سنتزی هم از پایه معدنی یا روغنی استفاده می شود .
سم شناسی و ویژگی های ترکیبات :
1-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 .
2- 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 .
3- 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 :
1- 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 .
2- 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.
3-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.
4-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 دارای مقادیر زیادی روغن و آب است که مواد سمی داخل آن در صورت ورود به محیط خطر آفرین است .
آب صابون یکی از مایعات فلزکاری می باشد لذا به توضیحات لازم در این رابطه پرداخته می شود:
مایعات فلزکاری از زمان معرفی ماشین های اتوماتیک فلزکاری برای خنک سازی فلزات داغ در نوک ابزارهای برش و شستشوی براده های فلزی مورد اسنفاده قرار می گرفتند البته درطول زمان برشکاری عمدتاً مایعات پاشیده شده و میست ها تشکیل می شوند .بخارات حاصل از مایعات برش یکی از عوامل زیان آور شیمیایی محیط کار محسوب می شوند که تقریباً از تمام فرآیندها نظیر ماشین کاری ،برشکاری و پرداخت بر روی قطعات فلزی به صورت بخارات روغن وارد هوای محیط کار می شوند .این مایعات به دلیل خصوصیات خنک کنندگی ، نرم کنندگی و مقاومت در برابر خورندگی به کار می روند منابع و ماخذ علمی فراوانی وجود دارد که نشان می دهد تماس با مایعات ماشین کاری منجر به انواع سرطان ها (دستگاه تنفسی و گوارشی ) و بیماریهای غیر توموری (آسم شغلی ) می شود .
نیاز به ویژگی های خاص مایعات برای کاربرد موجب گردیده است که این مایعات با یک سری از لفزودنی ها مخلوط گردند به طور مثال از بیوسایدها که آبدار هستند جهت جلوگیری از رشد باکتری ها و ایجاد بو و آلودگی درمایعاتی که به طور مکرر بازیافت می شوند استفاده می گردد.
انواع مایعات فلزکاری و مصارف آن :
MWFs (Metalworking Fluids) به چهار دسته اساسی تقسیم می شوند :
1- روغن های نامحلول در آب :
این ترکیبات بدون آب هستند و از روغن های خالص تشکیل می شوند . اغلب به عنوان روغن های برش نامیده می شوندروغن های نامحلول برای روغنکاری ، بهبود برش فلزات ،جلوگیری اززنگ زدگی استفاده می شوند . روغن های استفاده شده درترکیب مایعات فلز کاری نامحلول اغلب روغن های معدنی تصفیه شده هستند با وجود این ممکن است روغن های حیوانی و گیاهی برای افزایش عمل خنک سازی و روان سازی به کار روند . این نوع روغن ها برای کار با ماشین های متوسط و سنگین کاربرد دارند و در حال حاضر نسبت به زمان گذشته کمتر مورد استفاده قرار می گیرند .
2- مایعات فلز کاری محلول :
این امولوسیون ها و روغن های محلول در آب برای خنک سازی و روان سازی طراحی شده اند . این مایعات از اتصال و جوش بین ابزار برش و سطح کار جلوگیری می کنند و خورندگی پوشش ابزاررا در دماهای بالا کاهش می دهند و از تغییر شکل ناشی از گرمای باقی مانده جلوگیری می کنند .روغن های معدنی فوق العاده تصفیه شده موجود در این نوع مایعات مخلوطی از روغن های با ویسکوزیته بالاترنسبت به روغن های نامحلول هستند .غلظت مایعات فلزکاری محلول قبل از استفاده حدود 60 % تا 80% با آب رقیق می شوند.
3- مایعات فلزکاری مصنوعی:
این نوع مایعات حاوی روغن نیستند ،ساده ترین نوع مایعات مصنوعی ترکیبی از نمک های آلی و غیرآلی حل شده در آب هستند .همچنین به عنوان خنک کننده وروان ساز عمل می کنند .این نوع مایعات دود را حذف کرده و میست ها را کاهش می دهند .عمل دترجنتی دارند و اکسیداسیون را کاهش می دهند . این مایعات پایدار هستند و می توانند با افزوده شدن بیوساید به آنها از رشد میکروارگانیسم ها جلوگیری کنند و در ماشین های با سرعت بالا ظرفیت خنک کنندگی بالایی را ایجاد کنند .
4- مایعات نیمه مصنوعی:
این طبقه بندی حاوی مقدار کمی روغن (5%تا30%)هستند که می توانند با اسید های چرب سولفور ،کلر و فسفر برای ایجاد روانساز در سرعت های بالاتر ترکیب شوند .
طبق بررسی های به عمل آمده در ارتباط با آب صابون که در زیرآمده است(*) و مطالب بیان شده میتوان تیجه گرفت که آب صابون مورد استفاده در دستگاهها جهت خنک کاری ،جزو آیتم 4 (مایعات نیمه مصنوعی) می باشد.
* آب صابون ترکیبی از 10 سی سی روغن حل شونده و 90 سی سی آب می باشد .وجود امولسیفایر موجود در روغن است که باعث حل شدن آب و روغن می شود .امولسیفایر های متعددی وجود دارد .گلیسرول مونواستئارات پروپیلن گلیکول مونواستئارات –سدیم استئارول -2 لاکتیلات و…آنتی فوم سیلیکونی نیز استفاده می شود ،البته به آب صابون باکتری ساید هم می زنند .آب صابون هم از پایه سنتزی هم از پایه معدنی یا روغنی استفاده می شود .
سم شناسی و ویژگی های ترکیبات :
1-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 5 میلی گرم بر متر مکعب برای 8 ساعت کاری می باشد .همچنین حدتماس کوتاه مدت 10 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 5026 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 خنک کاری جزو مایعات نیمه مصنوعی می باشد نمی توان از متد 5026 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 .
