Так ли вредна современная базальтовая вата для здоровья
Ноябрь 03, 2016
Такой натуральный теплоизоляционный материал, как маты каменной ваты изготавливают путём расплавления специальных горных пород и последующего склеивания полученных волокон. Базальт представляет собой застывшую на поверхности земли магму. Заметим, что подобное вещество состоит из многих горных пород.
Основными положительными характеристиками базальтовой ваты считается высокая устойчивость к горению, невысокий коэффициент теплопроводности, хорошие теплоизоляционные показатели. Эта информация тщательно маскируется производителями, но у описываемых изделий есть одно негативное качество – это вред для человека.
Насколько вредна каменная вата, изготовленная по современным технологиям
Для многих потребителей экологическая безопасность строительных материалов, в том числе и утеплителей, считается решающим параметром выбора. В нашей статье ознакомимся с возможными рисками, которые могут возникнуть при эксплуатации базальтовой ваты.
Как можно понять, с утеплителем будет контактировать много работников и жителей дома (при повреждении отделки), поэтому поражение может принимать массовый характер. По мнению многих экспертов, несмотря на наносимый вред, минеральная вата имеет определённые показатели экологичности. Подобные выводы подтверждаются при сравнении описываемых изделий со стекловатой, которая активно использовалась для утепления зданий каких-то 20-30 лет назад.
Здесь нужно обратить внимание на один важный нюанс – это качество сырья и соблюдение технологии изготовления материала. Показатели вредности резко повышаются в дешёвых изделиях. Такой утеплитель получают с нарушением технологии или с некачественного сырья. Качественная базальтовая вата будет отличаться от аналогов следующими техническими характеристиками:
- небольшая теплопроводность;
- устойчивость к воздействию открытого огня;
- продолжительный период эксплуатации;
- возможность поглощать посторонние звуки.
Кроме использования дешёвого утеплителя определённый вред можно получить при несоблюдении простых мер безопасности. Дело в том, что при укладке матов теплоизоляции строители контактируют с веществом постоянно. Следует заметить, что плиты подобных изделий имеют ограниченный запас прочности. Под воздействием небольших усилий со стороны рабочих происходит разрушение волокон. В данном случае мельчайшие частицы теплоизоляции попадают под складки спецодежды, проникают в дыхательные пути человека. После этого происходит следующее:
- зуд на коже;
- поражение дыхательных путей;
- возможность появления онкологических заболеваний;
- раздражение слизистой оболочки глаза;
- отдельный вред организму приносят фенольные смолы. Много таких веществ содержится в теплоизоляции под названием Изобокс.
По мнению экспертов, высококачественная каменная вата с достаточной плотностью, для скрепления волокон которой использовался натуральный клей, не смогут принести вреда. Особо прочные материалы не будут разрушаться под нагрузкой, поэтому их мельчайшие частицы не попадут на кожу и не проникнут в лёгкие человека.
При изучении описанной информации можно придти к простому выводу, что каменная вата, произведённая без соблюдения стандартов, кустарным способом оказывает вредное влияние на организм человека. В связи с этим необходимо покупать только качественный утеплитель, имеющий соответствующие сертификаты и другие сопровождающие документы.
Вред от попадания волокон утеплителя в дыхательную систему
Многие считают, что попадание частиц базальтовой ваты в лёгкие принесёт непоправимый вред здоровью человека. Далее рассмотрим, так ли это на самом деле. Подобное утверждение может быть справедливым, а особенно если проводятся работы с утеплителем низкого качества. При минимальных показателях прочности при малейшем усилии структура матов начинает разрушаться, освобождаются мельчайшие волокна и воздух насыщается вредоносными частицами.
При защите материала отделочным слоем, а также в случаях, когда базальтовая вата находится за пределами дома, подобные изделия не причинят вреда здоровью человека. Но здесь есть одно но, при вдыхании воздуха рядом с утеплителем в организме будут накапливаться частицы волокна. В результате подобного воздействия в человека образуются кисты, которые являются очагом развития вредоносных бактерий. При появлении так называемых трематод в организме могут появиться злокачественные опухоли (онкология).
В некоторых людей диагностировались опухоли в лёгких, появление которых врачи связывают с вдыханием азбеста или минеральной ваты. Частицы указанных материалов имеют микроскопические размеры, они острые. При вдыхании подобные вещества проходят сквозь крупные трубки и оседают на мелких сосудах, что приводит к хроническим повреждениям и дефиците ферментов. Через игольчатую структуру мелких частиц в лёгких появляются небольшие ранки, которые со временем превращаются в рубцы. В дальнейшем участки с рубцами превращаются в опухли. Современные утеплители, произведённые по требованиям государственных стандартов, имеют достаточную прочность и хорошую связку волокон, что препятствует попаданию мелких частиц в лёгкие человека.
Какой вред человеку приносят испарения соединяющих веществ
При изготовлении базальтовой ваты для связки отдельных волокон используются такие опасные вещества как фенол и формальдегид. Как утверждают эксперты, подобные ингредиенты могут представлять опасность для человека, а особенно при несоблюдении условий производства материала. При соблюдении технологии работ и использовании высококачественного сырья никакого вреда от теплоизоляции не будет. Дело в том, что подобные изделия также связываются при помощи формальдегидных смол, но указанные компоненты находятся в связном состоянии.
В тех случаях, когда каменная вата производилась кустарным способом, без соблюдения каких либо стандартов из низкосортного сырья, то полученная продукция не будет соответствовать установленным стандартам качества. В составе такого материала в любом случае будут присутствовать вредоносные добавки.
Безопасность работ и оказание первой помощи при отравлении базальтовой ватой
При укладке плит утеплителя нужно непрекословно придерживаться правил техники безопасности.
Микрочастицы могут проникать и в лёгкие, там они оседают, что часто приводит к серьёзным заболеваниям органов дыхания. Чтоб предотвратить негативное воздействие материала на организм человека используют следующие защитные средства:
- специальные очки;
- прорезиненные перчатки;
- респиратор;
- спецодежда.
Важно: после проведения утеплительных работ спецодежду выбрасывают, она непригодна для дальнейшего использования.
При случайном попадании волокон на незащищённые участки кожи не нужно чесаться, ведь это приведёт к проникновению материала вглубь пор. Если микрочастицы попали на волосяной покров нужно аккуратно встряхнуть голову над ванной и слить воду, но смывать сам утеплитель не рекомендовано. При встряхивании желательно плотно сомкнуть глаза.
После холодно душа вода в ванне должна стечь, а тело человека полностью высохнуть. Далее моются обычным способом с использованием мыла. Микрочастицы, попавшие в глаза, тоже смывают струёй холодной воды под напором. При попадании волокон утеплителя в лёгкие, в человека возникает хронический кашель. В подобном случае необходимо обратиться к врачу.
Можно купить много разных утеплителей, но при подборе подобного материала спрашивайте у продавца сертификаты качества на выпускаемую продукцию, а также пользуйтесь защитными средствами и соблюдайте меры безопасности при монтаже.
Базальтовая вата вредна для здоровья???
Первое, что можно сказать о том, что базальтовая вата вредна для здоровья, прочитав множество публикаций в интернете,- это полное непонимание самими писателями, в чём отличие базальтовой ваты от обычной минваты и даже стекловаты, не говоря уже о шлаковате. Для них базальтовая вата это весь строительный рынок и ROCKWOOL, и PAROC, и Izovol, и Технониколь, и т.д. На самом деле всё перечисленное – это обычная минеральная вата, полученная методом центрифугирования,но никак не базальтовая. Сами производители пишут что это минеральная вата. Для производства минваты при подготовке шихты перед загрузкой в плавильную печь, основу составляют минералы базальтовой группы, но обязательно добавлен известняк или доломит, иначе волокна не получатся. Минеральные волокна, полученные методом центрифугирования очень мелкие, диаметром 1-3 микрона и короткие. Элементарное минеральное волокно без микроскопа Вы не разглядите. Наверно для «писателей» будет открытием то, что сами минеральные, стеклянные или волокна шлаковаты, которые они называют базальтовыми, были бы безопасными, если бы не были покрыты фенолформальдегидной смолой для образования теплоизоляционных плит. Именно фенол является концерогеном и возбудителем многих опасных болезней, в первую очередь рака.
Поэтому формулируя заголовок: «базальтовая вата вредна для здоровья», авторы статей сайтов преследуют цель: отвлечь внимание потребителя от вредных компонентов минеральных утеплителей, из-за которых утеплители из минваты нельзя называть экологическими, сосредоточившись на мелких волокнах, которые действительно могут попасть в лёгкие человека, как и вся пыль с улиц больших городов. И ещё вопрос что вреднее: мелкодисперсная волокнистая пыль минеральных утеплителей с фенолом, или пыль автомобильных дорог. И то и другое вредно. Да, такая минеральная базальтовая вата вредна для здоровья.
Поэтому во всех технических условиях на установку стекловаты, минваты, шлаковаты и базальтовой ваты будет написано, что работать при установке утеплителя необходимо с использованием респираторов, рукавиц, в плотно застёгнутой спецодежде. Не секрет, что больше всего больных среди строительных рабочих, это установщики минеральных утеплителей.
И вот что получается, когда вы видите заголовок: «Базальтовая вата вредна для здоровья», то имеется в виду минеральная вата на базальтовой основе с использованием фенолформальдегидной смолы.
Но откуда появилось название базальтовая вата, если почти весь утеплитель сделан из минеральной ваты?
Почему продавцы минваты, стекловаты и шлаковаты называют свой товар базальтовым утеплителем?
А потому, что есть настоящий 100 % базальтовый утеплитель, базальтовые волокна которого произведены без ослабляющих добавок известняка и доломита и без фенольных связующих.
Самолёты утеплены авиационными теплозвукоизоляционными матами (АТМ), изготовление на 100 % из супертонких базальтовых волокон. Лёгкие (плотность 25÷30 кг/м³) волокна вибростойки и самое главное, они не разрушаются при температурах ниже -40 ˚С, это температура высот где летают самолёты. А вот минвата при такой температуре разрушается. 100 % базальтовая вата превосходит любую минвату на базальтовой основе по всем показателям.
Компания «Базальт-Мост» производит тонкие базальтовые волокна и теплоизоляционные изделия из них (прошивные маты, плиты различной толщины и плотности) без использования фенолформальдегидной смолы.
Базальтоволокнистые теплоизоляционные материалы, произведённые компанией «Базальт-Мост» абсолютно безопасны для здоровья людей.
Насколько вредна каменная (базальтовая) вата для здоровья
Каменной (базальтовой) ватой часто называют материалы, не имеющие к ней отношение, путая свойства и характеристики. На самом деле, базальтовый утеплитель — это ни что иное, как полученный в условиях повышенной температуры и особого смешивания компонентов экологически чистый материал в основе с горными породами.
Изолятор выпускают в разных формах, начиная от плит и заканчивая матами. Влияние на здоровье человека утеплитель имеет, но о серьезной угрозе можно говорить лишь в определенных случаях.
Что входит в состав теплоизоляции?
Для изготовления базальтовой ваты используют горные породы базальтовой группы. Плавят их при температуре от 1500 градусов Цельсия в специально оборудованных печах, после чего разделяют на отдельные волокна мощным потоком воздуха, смешивают со связующими и водоотталкивающими компонентами.
Готовый утеплитель прессуют в единый ковер для придания ему необходимых показателей плотности. В роли связующих чаще всего выступают синтетические вещества. К ним относят:
- карбамидные смолы;
- фенолоспирты;
- фенолоформальдегидные смолы.
Дополнительно в состав утеплителя на основе базальтовой ваты включают бентонитовые глины и битум.
На финишном этапе производства каменной ваты, о вреде которой слухи часто преувеличивают, ее нарезают на маты, плиты или рулоны с определенными параметрами, пакуют в герметичные упаковки.
Особенности состава как основной недостаток утеплителя
Для теплоизоляции из каменной ваты характерны определенные недостатки. Именно они вызывают бурю недоверия у пользователей, уверенных во вреде материала для здоровья человека.
Стоит отметить, что ни о каком вреде каменной (базальтовой) ваты в чистом виде речь не идет. Изготовленная на основе натуральных горных пород, она является абсолютно безвредной. Тем не менее, о некоторой вредности утеплителя для здоровья все же стоит задуматься и связана она с добавками, включенными в состав для улучшения свойств и характеристик материала.
Для производства утеплителя из минеральной ваты в обязательном порядке используют фенолформальдегидные смолы, способные выделять вредные летучие вещества. Даже в незначительном количестве они могут стать причиной нанесения вреда здоровью человека с такими симптомами отравления, как слабость, головная боль, кашель и даже рвота.
Формальдегидные смолы токсичны, способы вызывать аллергические реакции кожи, представляют определенную вредность для внутренних органов, ставят под угрозу здоровье дыхательных путей, слизистых оболочек.
Входящие в состав смолы фенола, не представляют какой-либо опасности из-за мизерного количества. Более того, считая их вредными, многие ведущие производители перестали включать добавки в состав базальтовой ваты.
Пыль и волокна — еще одна причина задуматься о целесообразности использования утеплителя из базальтовой ваты. Пыль опасна, так же, как и волокна каменной ваты, которые попадут в воздух и на кожу человека во время проведения монтажа. В тендеме они способны стать причиной проблем со здоровьем с проявлением:
- кашля;
- отдышки;
- чихания и более серьезных проблем в случаях аллергической непереносимости.
О серьёзном вреде здоровью человека можно говорить при использовании некачественных утеплителей на основе минеральной (базальтовой) ваты с добавками неясного происхождения.
Пытаясь удешевить конечный продукт, некоторые производители не стесняются добавлять в состав дешевые и непроверенные примеси (в том числе и отходы металлургической промышленности), заменяя ими чистые и экологичные базальтовые породы. Результатом таких сомнительных экспериментов становится не гарантирующий безопасного использования состав утеплителя.
Как влияют составляющие теплоизоляции на здоровье: к чему быть готовыми
Наибольший вред здоровью несут попадающие в воздух отдельные частицы материала. Опускаясь в легкие человека, они имеют свойство накапливаться, рано или поздно вызывая процесс образования кисты, в свою очередь способный привести к развитию вредоносных микроорганизмов. Опасна ли киста? На самом деле более чем, так как может повлечь за собой развитие злокачественных опухолей.
Известны случаи, когда исследования показывали, что в организме людей, продолжительное время вдыхающих примеси базальтового утеплителя, были обнаружены злокачественные новообразования.
Техника безопасности — основные рекомендации по работе и выбору материала
Чтобы не допустить нанесения вреда утеплителем в основе с каменной ватой здоровью в процессе монтажа, следует соблюдать элементарные меры предосторожности. Крайне важно защитить слизистые и кожу от контакта с частицами материала специальной одеждой с длинными рукавами, респиратором, защитными очками и перчатками.
Если контакта избежать не удалось, во избежание еще большего вреда, пораженные участки срочно промывают проточной водой. Проблема в том, что если с кожи частицы волокон смыть можно, хотя и не так просто, то попавшие в легкие элементы осядут на их поверхности. Именно поэтому так важно не пренебрегать правилом использования респиратора.
Не менее важный момент — выбор утеплителя из минеральной (базальтовой) ваты. Чтобы застраховаться от последствий использования некачественной продукции с вредными примесями, нужно выбирать изделия от проверенных поставщиков, готовых предоставить сертификаты качества.
Достойными уважения считаются производители Rockwool, Knauf, Leinrok и Teplit и некоторых других. Продукция, выпускаемая под этими марками, имеет безупречную репутацию и не принесет серьезного вреда здоровью человека при соблюдении правил монтажа и эксплуатации.
Базальтовая вата вредна для здоровья или нет?
Задумывая строительство нового или утепление старого дома, любой домовладелец думает, прежде всего, об удобстве и безопасности своей семьи.
Главный вопрос, встающий перед ним – о безопасности строительных материалов для здоровья проживающих. Первым под обсуждение подпадают теплоизоляторы, в частности, утеплители на минеральной основе – так ли базальтовая вата вредна для здоровья? Чтобы разобраться в этом вопросе, рассмотрим технологию изготовления, состав материала, тонкости процесса укладки и поведение теплоизоляции в процессе эксплуатации.
Технологический процесс производства
Сырьем для минеральных утеплителей служат горные породы базальт и габбро, образованные при вулканической деятельности. Технология производства материала заключается в плавке дробленого камня с одновременным раздувом газовым потоком с высокой температурой. В результате образуются тончайшие и упругие нити, которые с помощью не содержащего фенол клея превращают в базальтовое волокно для производства плит или матов.
Так как в процессе производства тончайшие нити могут ломаться и попасть в дыхательные пути и на слизистые оболочки, персонал работает в защитных костюмах, перчатках, очках и респираторе.
Состав материала
Базальтовый утеплитель экологичен, так как не загрязняет природу вредными выделениями. Процент содержания камня в утеплителе – 97%. Связующее вещество базальтового утеплителя не содержит фенола, чем грешили минеральные теплоизоляторы предыдущего поколения – минвата и стекловата. Отсутствие в составе плит горючих соединений придает материалу огнестойкость – он не горит и не поддерживает горения.
Но если все так хорошо, на основании чего возник миф о том, что каменная вата (второе название утеплителя из базальтовых пород) вредна для здоровья? Все дело в зачастую невидимой глазу пыли из частиц базальтового волокна: как вещество минерального происхождения они инертны, а, значит, не выводятся организмом. Оседая в легких, попадая на слизистые оболочки или кожу, частицы базальтового волокна способны вызвать:
- Поражение органов дыхания.
- Зуд кожи.
- Раздражение слизистых, ̶ которые постепенно могут привести к онкологическим заболеваниям.
Тонкости процесса укладки
Материал чаще всего применяют для наружного утепления зданий в штукатурных и вентилируемых системах. Если при оштукатуривании доступ воздуха к утеплителю закрыт, то в системе «вентилируемый фасад» воздушная прослойка играет большую роль – с ее помощью происходит удаление конденсата с поверхности плит.
Когда утепляют здание значительной высоты, воздушный поток внутри вентзазора приобретает значительную скорость. Так как материал пористый, нити в нем расположены хаотично и ничем не скреплены, постепенно происходит разрушение слоя утепления.
Предотвратить выветривание утеплителя можно, используя плиты с кашированной поверхностью, или защищая его специальным материалом — супердиффузионной мембраной.
При выполнении утепления также должны соблюдаться правила техники безопасности – защита персонала спецодеждой, и индивидуальными средствами (респиратор, очки, рукавицы).
Поведение материала в процессе эксплуатации
Проживание в доме, утепленном базальтовой ватой с соблюдением технологии и рекомендаций производителя, не принесет никаких проблем: защищенный влаго- и паропроницаемыми мембранами, утеплитель не выделяет ни вредных веществ, ни пыли, способных нанести вред для здоровья.
Однако все сказанное выше, относится только к сертифицированным материалам от известных производителей. Недобросовестные изготовители некачественных подделок продают материалы, не соответствующие нормативам:
- содержат фенол в количестве, значительно превышающем ПДК, установленное санитарными нормами;
- с низкой прочностью, приводящей к оседанию и выветриванию утеплителя в вертикальных и наклонных конструкциях;
выделяют большое количество пыли.
Недобросовестные строители вредят репутации базальтовой ваты: несоблюдение технологии выполнения конструкций, отсутствие в системе «вентфасад» защитных мембран, закупка вместо сертифицированного утеплителя дешевой ваты, произведенной в кустарных мастерских, приводит к разрушению утеплителя. В результате жильцы таких домов вынуждены вдыхать опасные для здоровья острые частицы каменной ваты.
Меры предосторожности
Поскольку микроскопические частицы каменной ваты, как инертный материал, невозможно вывести из организма, а спровоцировать они могут серьезные онкозаболевания, единственный способ не навредить здоровью при работе с ним – строгое соблюдение техники безопасности и работа в защитной одежде, включающей:
- спецодежду;
- респиратор;
- защитные очки;
- рукавицы.
По завершении работы по укладке, транспортировке и монтировании материалов из каменной ваты комплект защитной одежды утилизируют, так как она будет покрыта пылевидным базальтовым волокном.
Если при работе каменная вата попала на кожу или слизистые, чтобы волокна не проникли вглубь, нельзя чесаться. С волос пыль стряхивают над поверхностью воды при плотно зажмуренных глазах. Необходимо принять прохладный душ под сильным напором воды, при этом запрещено применять моющие средства, мочалки, а затем вытираться полотенцем.
После того, как тело обсохнет, повторно принять душ, уже с моющим средством. Если пыль попала в глаза – промыть их струей холодной воды под давлением. При кашле, возникшем после работы с утеплителем, и не прекратившемся в течение пары дней, требуется обращение в лечебное учреждение.
Меры предосторожности – главная защита от возможного негативного влияния на здоровье при работе с каменной ватой.
Подведение итогов
Так, в чем вредность для здоровья утеплителя «каменная вата»? Основное негативное влияние может оказать микроскопическая пыль базальтового волокна. Предотвратить ее попадание на кожу, слизистые и дыхательные пути при работе поможет защитная одежда и соблюдение правил безопасности, при эксплуатации – грамотная конструкция системы утепления, в обоих случаях – закупка качественного материала у сертифицированного производителя.
Базальтовая вата вредна для здоровья или нет?
Базальтовая вата – материал, который часто используют в качестве утеплителя. По своим теплосберегающим свойствам он является наилучшим вариантом среди строительных материалов: формирует воздушную прослойку, не отсыревает, отличается долговечностью. Но существует распространенное мнение, что базальтовая вата вредна для здоровья. Требуется узнать, так ли это в действительности.
Базальт — натуральней не придумаешь
Для производства минеральной ваты расплавляют и измельчают горную породу. Этот материал также называют каменной ватой, поскольку в действительности она произведена из камня. Чаще всего используют базальт-магматическую породу, которая является экологически чистой и даже используется в медицине. Таким образом, основа утеплителя безвредна для человека.
Затем для скрепления полученных волокон между собой используют смолу. От состава последней зависит, приносит ли минеральная вата вред организму. Какой тип этого вещества применять, решает производитель.
Некоторые смолы не содержат в своем составе вредных компонентов, и тогда материал является практически безвредным. Но иногда в состав добавляются фенол и формальдегид – вредные для здоровья компоненты.
Вред для здоровья микрочастиц минеральной ваты
Считается, что максимальный вред организму наносится при вдыхании волокон минерального утеплителя. Это правда: попадание микрочастиц базальта и смолы в легкие не принесет ничего хорошего. При разрезании минерального утеплителя во время строительных работ высвобождается мелкая пыль, поэтому работать следует в марлевой повязке.
Но когда утеплитель уже уложен на место, он не производит пыль сам по себе. Кроме того, в большинстве случаев материал закрывают пленкой для повышения теплоизоляционных свойств и гидроизоляции. Таким образом обеспечивается безопасность минваты.
Существует минеральный утеплитель последнего поколения, который не колется и почти не создает пыли. Причина заключается в эластичности акрила, содержащегося в его составе: связанные этим материалом волокна не обламываются и не разлетаются в виде микрочастиц. Это не единственное преимущество материала, он обладает улучшенными звукоизоляционными характеристиками также благодаря акрилу, который более эффективно поглощает звуковые волны. Таким образом, существует возможность полностью избежать появления пыли при использовании минерального утеплителя.
Формальдегидные смолы
Многие хотят знать, вредна ли минеральная вата, в составе которой содержатся формальдегидные смолы. Количество смолы в любом базальтовом утеплителе составляет 2-3%. В данной субстанции содержится совсем небольшое количество формальдегида. Таким образом, в минеральном утеплителе находится минимальное количество веществ, влияющих на здоровье.
Если же необходимо полностью исключить вред минваты, обратите внимание на производителей, которые не используют в производстве вредные вещества.
При укладке утеплителя закройте его пленкой и тщательно заклейте швы, чтобы избежать пыли. Такая минеральная вата на вредна для здоровья.
Огнеопасна ли минеральная вата
Среди самых полезных свойств минваты – ее пожароустойчивость. Поскольку этот материал является измельченным камнем, он не горит даже под воздействием открытого огня. Соответственно, он не выделяет вредных веществ под влиянием высокой температуры, в отличие от пластика и других утеплителей.
Вредна ли во время монтажа
Часто упоминают вред минеральной ваты во время монтажных работ. Если брать этот материал голыми руками, то мельчайшие острые волокна могут впиваться в кожу и вызывать раздражение. Поэтому работать с ним следует только в перчатках.
Тем не менее, если каменная вата попадет на руки без перчаток, ничего страшного не будет. Нужно только тщательно вымыть ладони прохладной водой (чтобы не расширялись поры), а затем собрать все волокна с кожи вручную. Опытные монтажники используют для удаления этих частиц малярный скотч, прикладывая его клейкой стороной к тем участкам кожи, которые соприкасались с минватой.
Во время работы с базальтовым утеплителем рекомендуется использовать марлевую повязку или хотя бы платок, чтобы прикрыть органы дыхания. Особенно это касается моментов, когда приходится резать минвату. При установке пленки для теплоизоляции вредность отсутствует, поэтому марлевую повязку можно снять.
Минеральный утеплитель с акрилом в составе не приносит вреда. Кроме того, он обладает повышенной упругостью. При установке внутри сооружений возникает “эффект пружины” и утеплитель заполняет все отведенное пространство, не оставляя щелей и зазоров. Дополнительная защита от разлетания пыли не требуется.
Правильная утилизация
Утилизация минеральной ваты – сложный процесс. Этот материал не горит, а в природе разлагается многие десятилетия. Поэтому его необходимо отдавать на переработку, особенно если это базальтовая вата, вред здоровью оказывающая и содержащая формальдегид и фенол в своем составе. Если просто выбросить ее на мусорный полигон, вредные вещества попадут в окружающую среду и вернутся к человеку, негативно воздействуя на воздух и воду.
Ursa Pure One
Минеральная вата Ursa Pureone имеет наилучшие теплоизоляционные свойства. При этом она является экологически чистой, не содержит в своем составе никаких вредных веществ. Применение фенола и формальдегида при производстве полностью исключено. Это материал последнего поколения, отличающийся от простой минваты даже внешним видом: он белого цвета, напоминает хлопок или овечью шерсть.
Вместо базальта используется кварцевый песок, чем обусловлен белый цвет материала. В качестве соединяющего компонента вместо смолы берут акрил – безопасное полимерное вещество.
Вредна ли базальтовая вата
Утеплитель из базальтовой ваты появился на отечественном рынке не так давно, но завоевал популярность благодаря высокой степени теплоизоляции и невысокой цене.
Правда, у потребителей часто возникают вопросы относительно вреда данного материала. Попробуем ответить на этот вопрос.
Пока не найдено ни одного доказательства того, что базальтовая вата может нанести вред здоровью человека, как работающего с ней, так и того, который живет в утепленном помещении. Она намного более безопасна, чем утеплители, которые применялись ранее (например, стекловата).
Стекловата была отличным материалом с точки зрения пользователей, поскольку она не горит, обладает низкой теплопроводностью, но она существенно вредит здоровью дыхательной системы тех, кто занимается ее монтажом. Волокна базальтовой ваты отлично скреплены между собой и не отделяются так легко, поэтому работникам не стоит беспокоиться о своем здоровье.
Для скрепления волокон базальтовой ваты между собой используется специальная смола на основе фенолов и формальдегидов – высокотоксичных веществ, способных легко испаряться и становиться причиной множества заболеваний. Правда, в том случае, если технологический процесс не нарушен и производство велось согласно техническим нормам, с использованием высококачественного сырья, эти вредные вещества будут находиться в связанном состоянии и не смогут стать причиной болезней.
Естественно, что в противном случае, если базальтовая вата изготовлена народными умельцами, ни о каких технологических нормах и речи быть не может, поэтому очень важно при покупке потребовать сертификат качества у продавца. Также должна насторожить и заниженная цена изделия.
Следовательно, чтобы полностью исключить риск нанесения вреда здоровью человека при работе с базальтовой ватой, а также в процессе ее использования, нужно пользоваться только качественным продуктом, приобретенным у проверенного поставщика.
Насколько базальтовая вата вредна для здоровья
Базальтовая вата – это один из самых популярных теплоизоляционных материалов, который используется при строительстве жилых домов. И, конечно, многих интересует вопрос, правда ли, что базальтовая вата вредна для здоровья людей, которые работают с ней и, которые будут проживать в доме.
В нашей статье мы постараемся максимально раскрыть вопрос и рассказать об основных ее характеристиках.
Мифы о базальтовой вате
Базальтовая вата применяется при строительстве домов в качестве теплоизоляционной и звукоизоляционной прослойки.
Но существуют некоторые мифы, утверждающие, что базальтовая вата вредна для здоровья.
Итак, рассмотрим некоторые из мифов:
- Ее волокна могут попасть в легкие человека и нанести ему вред. Но не стоит путать базальтовую вату со стекловатой. Стекловата характеризуется низкой прочностью, ее волокна очень легко отделяются и действительно могут попасть на кожу или проникнуть в легкие человека. Базальтовая вата отличается высокой прочностью и попадание ее волокон или частиц в организм человека исключено.
- Существует еще один миф, который говорит о том, что испарения от базальтовой ваты могут пагубно влиять на здоровье людей, работающих с этим материалом. С чем связано такое мнение? Скорее всего, связывают его с процессом изготовления.
В процессе изготовления теплоизоляционной базальтовой ваты используется специальный связующий элемент – смола, содержащая в себе опасные вещества, которые постепенно испаряясь, наносят человеку вред. Именно поэтому не все признают этот материал — базальтовый утеплитель, вредность, которую он наносит, считают опасной для здоровья.
Но если использовать только высококачественное сырье, при производстве которого были соблюдены все правила, нормы и стандарты технологического процесса, то возможное нанесение вреда человеку исключено.
Это связано с тем, что при четком соблюдении правил процесса изготовления, смола остается только как связующее звено и никаких вредных испарений от нее не исходит.
- Аналогичный миф, что базальтовая вата вредна для здоровья, существует и касательно окружающей среды. Точно также как в случае с человеком, так и с экологией, если использовать качественные материалы, то никакого вреда базальтовая вата для окружающей среды не несет и никаких вредных испарений и токсинов в воздух не выбрасывает.
Как обезопасить себя от покупки некачественного материала
Хоть мы и развеяли некоторые мифы, но существует риск того, что базальтовая вата вредна для здоровья человека. Речь идет о некачественных материалах, изготовленных с помощью кустарного производства.
Для того чтобы избежать приобретения такого материала, нужно изучить этот вопрос, получить консультацию специалистов и не гнаться за дешевизной.
На строительных рынках можно встретить дешевое некачественное сырье, которое не соответствует установленным нормам и стандартам. Такой материал содержит в себе вредные примеси и действительно может быть опасен для человека.
Хорошую, качественную базальтовую вату лучше всего покупать на проверенных и зарекомендовавших себя с положительной стороны строительных точках. При выборе, необходимо обращать внимание на производителя и стоимость материала.
Лучше переплатить и получить качество, чем приобрести дешевое, но некачественное сырье.
Важно помнить, что фирмы, которые занимаются реализацией строительных материалов, всегда должны иметь сертификаты на свою продукцию и по первому требованию предоставлять их покупателю.
На что обратить внимание при приобретении базальтовой ваты
Чтобы не ставить свое здоровье под угрозу, перед покупкой теплоизоляционного материала базальтовой ваты, необходимо обратить внимание на следующие моменты:
- производитель материала. Пусть это будет известная и дорогая марка, очень хорошими производителями этого материала можно назвать немцев;
- обратите внимание на плотность материала. Чем плотность ваты выше, тем вата дороже и качественней;
- Цена. Не нужно соблазняться низкой стоимостью материала, это и бывает показателем его низкого качества;
- Попросите продавца предъявить сертификат качества на его продукцию, это также может уберечь вас от покупки некачественного материала.
Перед тем, как выбирать в качестве утеплителя базальтовую вату, желательно изучить все ее особенности, узнать самых известных производителей и добросовестных продавцов строительных материалов.
Это поможет уберечь как здание, так и здоровье людей, которые будут в нем проживать.
Поведение каменной ваты в легких после ингаляции через нос у крыс
Environ Health Prev Med. 2009 июл; 14 (4): 226–234.
иЮичиро Кудо
Департамент профилактической медицины и общественного здравоохранения, Медицинский факультет Университета Китасато, 1-15-1 Китасато, Сагамихара, Канагава 228-8555 Япония
Йошихару Айзава Департамент профилактики
Медицина и общественное здравоохранение, Медицинский факультет Университета Китасато, 1-15-1 Китасато, Сагамихара, Канагава 228-8555 Япония
Департамент профилактической медицины и общественного здравоохранения, Медицинский факультет Университета Китасато, 1-15-1 Китасато, Сагамихара, Канагава 228-8555 Япония
Автор, ответственный за переписку.Поступило 13 октября 2008 г .; Принято 16 февраля 2009 г. количество и размер волокон с точки зрения длины и ширины, согласно исследованию воздействия ингаляции только через нос. Двадцать крыс-самцов Fischer 344 (в возрасте 6–10 недель) подвергались воздействию волокон RW в концентрации 70 (21) волокон / м 3 и 30 (6.6) мг / м 3 , среднее арифметическое (геометрическое стандартное отклонение), непрерывно в течение 3 часов ежедневно в течение пяти дней подряд. Каждую из пяти крыс умерщвляли вскоре и через 1, 2 и 4 недели после воздействия, и их легкие подвергали озолению низкотемпературным плазмотроном. Затем количество и размеры волокон в озоленных образцах определялись с помощью фазово-контрастного микроскопа и анализатора компьютерных изображений. Количество волокон в легких через 4 недели после воздействия значительно снизилось по сравнению с исходным значением, т.е.е., вскоре после воздействия ( P <0,05). Периоды полураспада волокон RW, рассчитанные по однокамерной модели, составили 32 дня для всех волокон и 10 дней для волокон длиннее 20 мкм. Уменьшение количества волокон составило 53,6% через 4 недели после воздействия (исходная группа = 100%). Аналогичным образом, размер волокон значительно уменьшился через 4 недели после воздействия ( P <0,05), вероятно, потому, что волокна растворялись в жидкости организма, попадали в организм альвеолярных макрофагов или выводились за пределы тела при мукоцилиарном движении.В будущих исследованиях необходимо изучить долговременное сохранение волокон RW в легких.
Ключевые слова: Минеральная вата, Вдыхание только через нос, Клиренс, Биостойкость
Введение
Асбест отличается высокой термостойкостью, изоляционными характеристиками и долговечностью и использовался для изготовления строительных материалов, таких как асбестоцементные изделия, цементные плиты и т. Д. армирующий материал для синтетической смолы, такой как виниловые полы, доски и шестерни, материал для напыления для тепло- или звукоизоляции и теплоизоляционный материал для котельных труб, печей и т. д.Однако сообщалось, что он вызывает фиброзное заболевание легких, рак легких и злокачественную мезотелиому плевры и брюшины [1–3], и было доказано, что он обладает токсичностью во многих экспериментах in vitro и in vivo. Поэтому использование асбеста запрещено или ограничено во всем мире [4–6]. В Японии Приказ о применении Закона о промышленной безопасности и гигиене труда, Положения о промышленной безопасности и охране здоровья и Постановление о предотвращении опасностей, связанных с определенными химическими веществами, были пересмотрены в 1995 году, чтобы запретить производство, импорт, использование и продажу амозита и крокидолита. , и продукты, содержащие любой из них на уровне более 1%.Кроме того, производство, импорт, использование и продажа хризотила и продуктов, содержащих хризотил в количестве, превышающем 1%, были запрещены с октября 2004 года. В этих обстоятельствах соответствующие отрасли сталкиваются с острой необходимостью разработки более безопасного волокнистого вещества, поскольку заменитель асбеста.
На современном рынке различные виды искусственных стекловидных волокон (MMVF) используются в качестве заменителей асбеста. Минеральная вата (RW), разновидность MMVF, производится из расплавленного мягкого шлака, такого как железный шлак, медный шлак, никелевый шлак и т. Д., и натуральный камень, такой как андезит, базальт и амфиболит. Поскольку RW отличается теплостойкостью, огнестойкостью и звукопоглощением, он в основном используется в качестве огнестойкого и жаропрочного материала, теплоизоляционного материала и звукопоглощающего материала [7]. В предыдущем исследовании экспериментов in vivo с использованием RW у крыс наблюдался фиброз легких, но не сообщалось о развитии опухолей легких [8], а β-глюкуронидаза и лактатдегидрогеназа (ЛДГ) высвобождались из макрофагов [9] и образование гигантских клеток. культивируемых клеток [10], хотя такие эффекты RW были слабее, чем у хризотила.На основании этих исследований Международное агентство по изучению рака (IARC) классифицирует RW как группу 3: ограниченная или незрелая канцерогенность для животных и неклассифицируемая канцерогенность для людей [11].
Для оценки биологических эффектов MMVF, таких как RW, было проведено множество исследований экспериментов in vivo, включая краткосрочное и долгосрочное ингаляционное воздействие, инъекцию MMVF в плевру и брюшину и инъекцию в трахею. В отчетах МАИР [11] доказано, что исследования ингаляционного воздействия являются наиболее подходящим методом для оценки воздействия на здоровье населения.
В настоящем исследовании, чтобы изучить стойкость RW в легких как показатель воздействия RW на дыхательную систему, мы провели исследование краткосрочного ингаляционного воздействия только через нос на крысах.
Материалы и методы
Материалы
В качестве анализируемого материала мы использовали образец RW, произведенный NC Co. Ltd., Япония, предоставленный Ассоциацией каменной ваты, Япония. Флуоресцентная рентгеновская спектроскопия показала, что образец RW химически состоит из 39% SiO 2 , 33% CaO, 14% Al 2 O 3 , 5% MgO, 1.8% Fe 2 O 3 и 0,6% S.
Изначально RW присутствует в виде комков волокон разного размера (длины и ширины). Как правило, проводятся эксперименты на животных для оценки биологических эффектов MMVF. Поскольку известно, что биологический эффект волокон варьируется в зависимости от размера, размер волокна важен для определения максимального вредного воздействия. Поэтому мы скорректировали размер РАО в соответствии с методикой Кохьямы [12], то есть объемные РАО были залиты в цилиндр (диаметр 6 см, диаметр 28 мкм).3 см 2 ), и давление 160 кг / см 2 (4,5 МПа) применяли дважды, используя ручной пресс для масла (тип BRM 32, Maekawa MFG Co., Ltd., Токио). Необработанные волокна RW были измельчены в более короткие волокна с помощью этого процесса, и измельченные более короткие волокна были использованы для настоящего эксперимента по ингаляции. Размеры измельченных волокон RW, диспергированных в камере экспонирования, измеряли путем отбора проб с использованием метода фильтрации и электронной микроскопии. Их средняя геометрическая длина (геометрическое стандартное отклонение) и средняя геометрическая ширина (геометрическое стандартное отклонение) составляли 15.49 (2,02) мкм и 2,44 (1,59) мкм соответственно (рис.). Затем, чтобы упростить образование RW в системе ингаляционного воздействия только через нос, измельченные волокна RW были смешаны со стеклянными шариками (BZ-02, AS ONE Corp., Осака) в соотношении 1 (RW) к 39 ( стеклянные бусины) на развес.
Электронно-микроскопическое изображение волокна перед генерацией (× 1000)
Система ингаляционного воздействия только через нос
Материалы, приготовленные в соответствии с описанной выше процедурой, обрабатывались следующим образом: воздух подавался от воздушного компрессора к генератору материала, как сообщалось Кудо и др.[13], со скоростью 30 л / мин, и материалы были помещены в резервуар для хранения материала генератора материалов. Материалы, смешанные со стеклянными шариками, были псевдоожижены воздухом из воздушного компрессора и отделены от стеклянных шариков. В результате материалы были выброшены в воздух. Полученные материалы отправляли в субкамеру, разбавляли фильтрованным воздухом до заданной концентрации и переносили в камеру экспонирования. Скорость вытяжного потока в камере экспонирования была установлена на уровне 40 л / мин.Чтобы поддерживать концентрацию волокон RW (10000 имп / мин) в камере экспонирования, концентрацию контролировали с помощью цифрового измерителя пыли, а количество материалов, которые должны были образоваться, регулировали путем подачи обратной связи на питатель. Держатели для крыс помещали в камеру экспонирования.
Исследование воздействия
Десять крыс-самцов Fischer 344 (в возрасте 6–10 недель) использовались для каждого эксперимента, и каждый эксперимент проводился дважды (всего 20 крыс). Чтобы акклиматизировать крыс к окружающей среде лаборатории, их сначала помещали в клетки на 1 неделю со свободным доступом к воде, пище и свежему фильтрованному воздуху.В камере поддерживалась температура 22 ° C и влажность 40%.
Эксперимент проводился путем непрерывного воздействия на крыс волокон RW в течение 3 часов в день в течение пяти дней подряд. Целевая концентрация волокон в воздухе была установлена равной 30 мг / м 3 по массовой концентрации и 50 ± 10 волокон / см 3 по концентрации волокон. Каждый день в течение экспериментального периода крыс, закрепленных в верхних держателях для крыс основной камеры, заменяли крысами в нижних держателях для крыс, меняя положения между верхними и нижними держателями для крыс.В течение периода экспонирования концентрацию волокна в камере контролировали пять раз в день (30, 60, 90, 120 и 150 минут после начала эксперимента по экспонированию) с помощью следующих методов мониторинга волокон в воздухе в дополнение к постоянному мониторингу с помощью цифровой измеритель пыли (Shibata Corp., Токио). Для контроля концентрации волокон в воздухе в камере экспонирования только для носа отбирали пробы воздуха с использованием мембранных фильтров (Nihon Millipore KK, Токио, диаметр пор 0,8 мкм и диаметр 25 мм; именуемые «MF»), фильтры T60A20 (Tokyo Dylec Corp., Токио, диаметр 25 мм; называемые «T60A20»), и фильтры Nuclepore (Nomura Micro Science Co., Ltd., Kanagawa, диаметр пор 0,2 мкм, диаметр 25 мм; именуемые «NF»), установленные в пластиковом держателе. В течение заданного периода времени образцы волокон собирали на MF в течение 1 мин, T60A20 в течение 10 минут и NF в течение 5 минут с помощью электрического всасывающего насоса (GilAir-5: Gilian, США), и концентрацию волокон подтверждали измерением количество волокон (волокно / см 3 ) и массовая концентрация (мг / м 3 ) с использованием соответствующих фильтров.Волокна, собранные на MF с соотношением сторон (отношение длины к ширине) 3 или выше, были измерены с помощью фазово-контрастной микроскопии в соответствии с критериями измерения волокон [14]. Для измерения массовой концентрации (мг / м 3 ) вес собранных по воздуху волокон T60A20 измеряли с помощью электронных весов, сравнивая с весом до отбора пробы.
Вскоре после пятого дня воздействия пять крыс (средний вес 180 г) были умерщвлены (группа вскоре после заражения). По пять крыс также умерщвляли через 1 неделю (группа через 1 неделю), через 2 недели (группа через 2 недели) и через 4 недели (группа через 4 недели) после окончания периода воздействия.Вес тела крыс измеряли один раз в неделю, а их внешний вид и состояние периодически контролировали на предмет любых изменений во время и после периода воздействия.
Измерение волокон в легких крыс
Под анестезией пентобарбиталом (0,15 мг / кг массы тела) крыс умерщвляли кровотечением из брюшной аорты и резецировали их легкие. Резецированные легкие хранили при низкой температуре (-20 ° C). Затем ткани легких размораживали при комнатной температуре, измельчали и лиофилизировали, чтобы снизить их вес до заданного уровня.Вес после лиофилизации рассматривался как вес высушенных легких. Лиофилизированные легкие около 17 мг сжигали в низкотемпературной печи (Plasma Asher LTA-102, Yanaco Corp., Киото) в течение 24 часов.
После сжигания дистиллированная вода, отфильтрованная с помощью Minisart (Sartorius KK, Tokyo), была добавлена в бутыль для взвешивания, чтобы суспендировать волокна, и волокна были собраны на MF (диаметр пор 0,22 мкм) с использованием всасывающего фильтра и оставлены для хранения. сухой. Высушенный фильтр помещали на предметное стекло и обрабатывали парами ацетона с помощью Quick Fix, делая его прозрачным.На каждом образце фильтра подсчитывали не менее 200 волокон RW с помощью фазово-контрастного микроскопа (BX41, Olympus Corp., Токио). Подсчитывались волокна с соотношением сторон 3 или выше. Win Roof (программное обеспечение для анализа изображений, Mitani Corp., Токио) использовался для получения количества волокон, различая длину ( L ) как L ≤ 5 мкм, 5 мкм < L ≤ 20 мкм и L > 20 мкм. Среди подсчитанных волокон также была измерена концентрация волокон ( L, > 5 мкм и ширина <3 мкм) в соответствии с методом Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) (именуемым «волокна ВОЗ») [11].Затем количество волокон переводили в количество волокон на вес высушенной легочной ткани. Период полураспада волокон в легких крысы был рассчитан исходя из предположения, что среднее геометрическое значение общего количества волокон, деленное на общий вес легких (волокна / мг) в легких в группе, получавшей вскоре после этого, было 100% [15].
Измерение размеров волокон
Для измерения размеров волокон (длины и ширины) в воздухе и в легких волокна в пределах измеряемого визуального диапазона и с соотношением сторон 3 или выше были измерены с помощью фазово-контрастного микроскопа. при увеличении 400 ×.На каждую крысу подсчитывали не менее 200 волокон 0,36 мкм или более.
Статистический анализ
Были рассчитаны среднее геометрическое и геометрическое стандартное отклонение общего числа волокон по длине и ширине. Более того, для измерения длины и ширины для каждой крысы использовали минимум 200 волокон, полученных в двух экспериментах, которые попали в легкие крыс. Затем рассчитывали среднее геометрическое для группы из пяти крыс. Был проведен односторонний дисперсионный анализ и множественные сравнения с помощью теста Шеффе.
Результаты
Мониторинг концентрации волокна в камере экспонирования
В таблице показана концентрация волокна в камере экспонирования в каждом эксперименте. Средние (SD) значения подсчета, полученные цифровым измерителем пыли для первого и второго экспериментов (5 дней каждый), составили 9 257 (182,4) и 10 042 (966) отсчетов / мин. Средние концентрации волокон (SD) в камере экспонирования составляли 75,1 (18,0) и 63,7 (23,3) волокна / см 3 , и аналогично средние массовые концентрации (SD) составляли 30.0 (5,7) мг / м 3 и 30,5 (7,4) мг / м 3 соответственно. На рис. 2 показано частотное распределение (гистограмма) длины и ширины волокон внутри камеры экспонирования, в котором среднее геометрическое (GSD) длины составляло 15,49 (2,02) мкм, а ширина — 2,44 (1,59) мкм.
Таблица 1
Концентрация волокна в камере экспонирования
Первый эксперимент | Второй эксперимент | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
Цифровой измеритель пыли (кол / мин) | Концентрация волокна (ф / см 3 ) | Весовая концентрация (мг / м 3 ) | Цифровой измеритель пыли (количество / мин) | Концентрация волокна (ф / см 3 ) | Весовая концентрация (мг / м 3 ) | |
День 1 ( n = 5) | 9861 (274) | 81.0 (19,5) | 30,0 (6,2) | 9550 (134) | 39,8 (14,3) | 24,4 (3,6) |
День 2 ( n = 5) | 9237 (197) | 72,8 (5,0) | 27,0 (7,1) | 9824 (585) | 77,4 (27,4) | 30,8 (4,6) |
День 3 ( n = 5) | 9247 (97) | 81,3 ( 14,9) | 33,2 (7,8) | 10419 (215) | 69,9 (20,1) | 37,2 (5.4) |
День 4 ( n = 5) | 9313 (154) | 65,0 (26,2) | 29,2 (2,3) | 9636 (1697) | 63,1 (21,6) | 24,4 (6,2 ) |
День 5 ( n = 5) | 9137 (81) | 86,8 (12,0) | 30,4 (4,3) | 10851 (458) | 68,5 (20,1) | 37,2 (5,0) |
Среднее ( n = 25) | 9257 (182,4) | 75.1 (18,0) | 30,0 (5,7) | 10042 (966) | 63,7 (23,3) | 30,5 (7,4) |
a Распределение длины образующихся волокон (внутри камеры). b Распределение ширины образовавшихся волокон (внутри камеры)
Скорость внутрилегочного осаждения волокон
Общее количество волокон RW, вдыхаемых крысами в течение экспериментального периода, рассчитывалось по следующему уравнению:
Объем дыхания у крыс был рассчитан по следующему уравнению [16]:
Поскольку средняя масса тела крыс составляла 131 г, дыхательный объем был рассчитан следующим образом:
Концентрация волокон RW в камере экспонирования, рассчитанная в соответствии с правилами в Руководство по измерению условий труда [14], было 70.6 волокон / см 3 . Поскольку крысы подвергались воздействию в течение 3 часов ежедневно в течение пяти дней подряд, общее количество вдыхаемых волокон RW было рассчитано следующим образом:
Поскольку общее количество волокон в легких, соответствующее этому количеству, оказалось равным 7,09 × 10 5 Вскоре после воздействия волокна скорость отложения внутрилегочного волокна была рассчитана следующим образом:
Таким образом, скорость отложения внутрилегочного волокна составила 13,7%.
Изменения количества волокон в обоих легких
Таблица и рис.показывают количество волокон RW, накопленных в легких, и их пропорции, исходя из предположения, что значение вскоре после воздействия составляло 100%.
Таблица 2
Число волокон в легких и их пропорции
Группа умерщвленных крыс | Всего волокон | Волокна короче или равны 5 мкм ( L ≤ 5 мкм) | Волокна длиннее 5 мкм и короче 20 мкм (5 мкм < L ≤ 20 мкм) | Волокна длиннее 20 мкм ( L > 20 мкм) | Волокна ВОЗ | ||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Среднее геометрическое (GSD) | % | Среднее геометрическое (GSD) | % | Среднее геометрическое (GSD) | % | Среднее геометрическое (GSD) | % | Среднее геометрическое (GSD) | % | ||||||||||||
9.43 (1,13) | 100,0 | 2,12 (1,24) | 100,0 | 6,08 (1,13) | 100,0 | 1,21 (1,14) | 100,0 | 7,09 (1,12) | 100,0 | неделя — после группы7,42 (1,35) | 78,7 | 2,04 (1,50) | 96,3 | 4,75 (1,34) | 78,2 | 0,54 (1,83) | 73,9 | ||||
Группа через 2 недели после | 7.68 (1,17) | 81,5 | 2,12 (1,16) | 100,3 | 5,07 (1,21) | 83,4 | 0,42 (1,73) | 34,7 | 5,45 (1,20) | 76,9 | 76,9 | -после группы5,05 (1,23) a, c | 53,6 | 1,59 (1,48) | 74,9 | 3,13 (1,24) a, c | 51,5 | 0,22 (2,27) 9000 | 17,9 | 3,38 (1,25) а, б, в | 47.7 |
Процент волокон в легких: закрашенный квадрат группа вскоре после операции, полосатая полоса группа через 1 неделю, квадрат с точками группа через 2 недели, открытый квадрат 4 недели -после группы. Процент, при условии, что значение группы «вскоре после» равно 100%. n = 5, L Длина волокна (мкм)
Среднее значение общего количества волокон в обоих высушенных легких имело тенденцию к снижению в течение периода от вскоре после воздействия до 4 недель после воздействия.Хотя скорость уменьшения количества волокон длиной 5 мкм или меньше ( L ≤ 5 мкм), волокна длиннее 5 мкм, но короче или равны 20 мкм (5 мкм < L ≤ 20 мкм) , и волокна ВОЗ ( L > 5 мкм и W <3 мкм) были низкими в определенный момент, количество волокон в группе через 4 недели было меньше, чем в группе, получавшей вскоре после этого (100 %). В то же время волокна длиной более 20 мкм ( L > 20) имели тенденцию к относительно быстрому уменьшению в течение периода от вскоре после воздействия до 4 недель после воздействия.Множественное сравнение с помощью теста Шеффе показало, что количество волокон с 5 мкм < L ≤ 20 мкм, с L > 20 мкм и волокон ВОЗ в группе через 4 недели после этого значительно уменьшилось по сравнению с вскоре после группы ( P <0,05).
Период полураспада волокон
Данные, полученные путем построения графика зависимости количества волокон в легких крысы от времени измерения в логарифмической шкале, показали линейное (т.е. экспоненциальное) уменьшение. Таким образом, период полураспада был рассчитан по однокамерной модели, как показано на рис.. Периоды полураспада, основанные на этом расчете, составили 32 дня для общего количества волокон, 86 дней для L ≤ 5 мкм, 31 день для 5 мкм < L ≤ 20 мкм, 10 дней для L > 20 мкм, и 27 дней для волокон ВОЗ. Период полураспада более длинных волокон ( L > 20 мкм), как правило, короче, чем у более коротких волокон ( L ≤ 20 мкм).
Клиренс RW волокон из легких крысы (%), рассчитанный исходя из предположения, что значение группы, полученной вскоре после операции, равно 100%
Распределение и изменение размера волокон
В таблице показаны изменения длины и ширины внутрилегочных волокон в группах вскоре после и через 1, 2 и 4 недели после, выраженное средним геометрическим, с геометрическим стандартным отклонением в скобках.
Таблица 3
Изменения длины и ширины волокон в легких
Группа убитых крыс | Среднее геометрическое (GSD) | ||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Длина (мкм) | Ширина (мкм) | ||||||||||||||||||||
8,58 (1,94) | 1,26 (1,43) | ||||||||||||||||||||
Группа через 1 неделю | 7,53 (1,87) a | 1,18 (1,39) a | группа недель после | 7.35 (1,80) a | 1,17 (1,37) a | ||||||||||||||||
Группа через 4 недели после | 6,87 (1,75) a, b | 1,14 (1,32) a | Средняя длина составила 8,58 мкм в группе, получавшей вскоре после этого, и значительно уменьшилась в трех других группах, составляя 6,87 мкм в группе, получавшей 4 недели после ( P <0,05). По сравнению с группой через 1 неделю после этого, он значительно снизился в группе через 4 недели ( P <0.05). Средняя ширина составила 1,26 мкм в группе, получавшей вскоре после этого, и значительно уменьшилась в трех других группах, составляя 1,14 мкм в группе, получавшей 4 недели после ( P <0,05). ОбсуждениеВо многих предыдущих эпидемиологических, физико-химических исследованиях и исследованиях на животных было показано, что размер волокна и биоперсистентность асбеста или MMVF являются важными факторами с точки зрения их неблагоприятного воздействия на здоровье, особенно канцерогенности. Что касается вдыхаемых волокон, эти предыдущие исследования показали, что чем тоньше и длиннее волокна, тем канцерогенными они становятся.Кроме того, что касается биоперсистенции, волокна, которые остаются в тканях легких в течение длительного периода времени без разрушения или передачи, считаются более канцерогенными [15]. Говорят, что волокна длиной 20 мкм и более с длительным периодом полураспада имеют тенденцию вызывать фиброз или рак из-за их низкой деградации в живом организме [11, 15]. Биоперсистенция связана с количеством волокон, которые остаются в легких (количество удерживаемых внутрилегочных волокон). Количество удерживаемых внутрилегочных волокон — это количество волокон, которые вошли в легкие и остались, за вычетом объема, выведенного за счет самоочищающего действия легких.Он показывает количество, которое присутствует в легких в результате воздействия. Количество удерживаемой внутрилегочной клетчатки основано на балансе удержания-экскреции: если внутрилегочный удерживаемый объем слишком велик для того, чтобы экскреция могла наверстать упущенное, или если экскреция не работает должным образом, это количество увеличивается, вызывая повреждение легких [11]. Система ингаляционной экспозиции только через нос, используемая в этом эксперименте, является улучшенной версией традиционного типа, в которой субкамера была установлена непосредственно перед камерой экспонирования.У этого подхода есть два преимущества. Во-первых, субкамера может контролировать концентрацию образующихся волокон RW, позволяя подавать заданную концентрацию в камеру экспонирования. Во-вторых, субкамера может отбирать волокна одинакового размера и подавать их в основную камеру экспонирования. Поскольку в субкамере осаждаются длинные и толстые волокна, которые не могут быть вдохнуты крысами, в камеру экспонирования можно подавать только вдыхаемые волокна. Этот метод также позволял постоянно генерировать волокна RW с относительно высокой концентрацией в течение определенного периода времени.Следовательно, волокна RW генерировались почти с одинаковой концентрацией, потому что они генерировались почти с целевыми волокнами и изначально предполагаемыми весовыми концентрациями, хотя были некоторые ежедневные колебания. Hammad et al. [17] сообщили, что скорость отложения волокон была почти в диапазоне 1-7% у крыс, вскрытых на 5-й день после воздействия волокон в течение 6 часов ежедневно в течение пяти дней подряд, тогда как скорость отложения волокон в нашем исследовании вскоре после конец воздействия после воздействия в течение 3 часов ежедневно в течение пяти дней подряд составил 13.7%, хотя невозможно провести прямое сравнение между двумя исследованиями. В будущих исследованиях мы планируем измерить скорость осаждения при тех же условиях, что и в предыдущем исследовании [17], чтобы результаты можно было сравнить. Общее количество волокон и количество волокон, подсчитанное по длине, имеет тенденцию к уменьшению со временем от вскоре после воздействия до конца четвертой недели. В предыдущих исследованиях искусственные волокна стекловидного тела всех размеров уменьшались на 30–50% в течение 30 дней после воздействия [18, 19].Волокна, которые вдыхаются и осаждаются в легких, демонстрируют различные механизмы очистки в зависимости от места выпадения осадка. Волокна, отложенные в бронхиолах, переносятся мукоцилиарными движениями в глотку и выводятся из организма [11, 14]. Предполагается, что волокна, отложенные в альвеолах, выводятся либо (а) растворяются в жидкости организма или фагоцитируются и перевариваются альвеолярными макрофагами (химическая экскреция), либо (б) переносятся в дыхательные пути или лимфатическую ткань альвеолярными макрофагами и разряжаются. из организма (физическое выделение).Фагоцитируется волокно или нет, зависит от его длины. Волокна длиной 20 мкм или короче, по-видимому, фагоцитируются и перевариваются альвеолярными макрофагами [11, 15], тогда как волокна длиной более 20 мкм не могут быть полностью фагоцитированы альвеолярными макрофагами. Предполагается, что эти волокна либо (а) растворяются жидкостью организма, либо (б) складываются в поперечном направлении и измельчаются для уменьшения длины, а затем фагоцитируются и перевариваются альвеолярными макрофагами, либо попадают в легочные эпителиальные клетки и переносятся в лимфатическую ткань, таким образом, будучи выделяется из организма [11, 15].Считается, что эти механизмы уменьшают количество волокон. Более того, скорость уменьшения количества волокон с длиной короче 20 мкм замедлилась в группах через 1 и 2 недели. Возможная причина этого явления заключается в том, что волокна длиной более 20 мкм были растворены внеклеточной жидкостью и сложены в поперечном направлении с измельчаемыми волокнами, таким образом увеличивая количество более коротких волокон (короче 20 мкм) и, как следствие, увеличивая скорость образования волокон. накопление по ряду показателей, в том числе по общему количеству волокон [11]. Период полураспада был особенно коротким (10 дней) для длинных волокон длиной 20 мкм и более. В предыдущем исследовании период полураспада составлял 111 дней для волокон ВОЗ из RW ( L > 5 мкм и W <3 мкм) и 53 дня для волокон длиной 20 мкм или более [18 ]. Период полураспада волокон длиннее 20 мкм был короче, чем у волокон других размеров в этом исследовании. Причина, по-видимому, в следующем: количество волокон длиной более 20 мкм быстро уменьшалось, что приводило к короткому периоду полураспада, поскольку они складывались в поперечном направлении и становились короче.Напротив, количество волокон 20 мкм или короче не уменьшалось быстро, и, таким образом, период полураспада был больше, потому что более длинные волокна складывались и становились короче, что приводило к увеличению количества волокон на 20 мкм или короче, даже если количество из более коротких волокон был уменьшен фагоцитозом макрофагами. Распределение волокон по размерам (длине и ширине) образовавшихся волокон значительно отличалось от распределения волокон в легких. Сообщалось, что волокна, вдыхаемые через нос крысы, обычно имеют длину менее 80 мкм и менее 1.Шириной 5 мкм [20]. Следовательно, разница, наблюдаемая в этом исследовании, может указывать на разделение по размеру из-за вдыхания крысами. После вдыхания волокон в легкие размеры волокон (как по длине, так и по ширине) имеют тенденцию уменьшаться со временем по сравнению с размерами вскоре после воздействия. В предыдущем исследовании RW, проведенном в Дании, средняя длина уменьшилась с примерно 9 мкм вскоре после воздействия до примерно 8 мкм на четвертой неделе [21]. Средняя ширина также уменьшилась с примерно 0,7 мкм вскоре после экспонирования до примерно 0.6 мкм на четвертой неделе [21]. В другом исследовании RW, проведенном в Дании, средняя длина уменьшилась с примерно 11 мкм вскоре после воздействия до примерно 10 мкм на четвертой неделе, а средняя ширина уменьшилась с примерно 0,8 мкм вскоре после воздействия до примерно 0,6 мкм на четвертой неделе [ 18]. Причина уменьшения средней длины и ширины, по-видимому, заключается в следующем: волокна длиной 20 мкм или короче были фагоцитированы альвеолярными макрофагами, как указывалось ранее, в то время как волокна длиной более 20 мкм были либо (а) захвачены в трахее и выведены из нее. тело путем мукоцилиарного движения или (б) растворяется жидкостью тела или складывается, укорачивается и фагоцитируется макрофагами [15].Длина, по-видимому, уменьшилась благодаря тому же механизму уменьшения количества волокон, который описан ранее. Между тем считается, что ширина уменьшилась в результате растворения жидкостью организма. В другом сообщении говорилось, что уменьшение размера клетчатки жидкостью организма было вызвано изменением химического состава [21]. В этом исследовании изменения химического состава MMVF наблюдались в течение года, и предполагалось, что размеры волокон равномерно уменьшаются [21]. При исследовании стекловаты было показано, что оксиды щелочных и щелочноземельных металлов уменьшаются, а химические составляющие волокон растворяются неравномерно.После этого волокна складывались в поперечном направлении и фагоцитировались альвеолярными макрофагами, уменьшая длину и ширину [21]. В этом исследовании мы изучили поведение RW в легких, чтобы оценить его стойкость в легких, с помощью краткосрочного ингаляционного воздействия только через нос на крысах. Строго говоря, невозможно провести прямое сравнение результатов длительного и краткосрочного наблюдения, как это было в настоящем исследовании. Основываясь на признании этого ограничения, настоящее исследование, по-видимому, предполагает безопасность волокон RW.В настоящее время мы проводим эксперимент по долговременному ингаляционному воздействию через нос, чтобы изучить патологические эффекты RW, такие как длительное сохранение RW в легких, канцерогенность и легочный фиброз, и планируем дополнительно оценить безопасность RW, принимая во внимание также результаты настоящего исследования. Выражение признательностиМы хотели бы выразить нашу глубочайшую благодарность доктору Хидеки Эндзэ, Департамент профилактической медицины и общественного здравоохранения, Медицинский факультет Университета Китасато, за поддержку, руководство и корректуру рукописи.Мы также хотели бы поблагодарить г-жу Юмико Сугиура, г-жу Йоко Иноуэ, г-жу Юми Комацу, г-жу Мичио Кояма и г-жу Аску Ямамото, факультет профилактической медицины и общественного здравоохранения, Медицинский факультет Университета Китасато, и г-на Сичиро. Миядзаве и г-же Норико Немото, Центр электронной микроскопии, за их дотошные советы и поддержку. Список литературы1. Долл Р. Смертность от рака легких у рабочих, работающих с асбестом. Br J Ind Med. 1993; 50: 485–90. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]2. Отдел планирования, Бюро качества воздуха, Министерство окружающей среды ред.Все об асбесте и цеолите. Кавасаки: Японский центр экологической санитарии, 1987: 1–476. 3. Моринага К., Кохьяма Н. Здравоохранение рабочих, работающих с асбестом. Токио: Фонд содействия гигиене труда; 1993. стр. 141–66. 4. Берри Г. Смертность рабочих, аттестованных по медиальным панелям пневмокониоза, как больных асбестозом. Br J Ind Med. 1981; 38: 130–7. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] 5. Гормли И.П., Болтон Р.Э., Браун Г.М. и др. Некоторые наблюдения по цитотоксичности in vitro хризотила, полученного методом влажного диспергирования.Перспектива здоровья окружающей среды. 1983; 51: 35–9. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]6. Коши К., Сакабе Х. Влияние асбестовой пыли на культивируемые макрофаги. Ind Health. 1972; 10: 16–23. 7. Отдел планирования Бюро качества воздуха Министерства окружающей среды изд. Все о заменителях асбеста. Кавасаки: Японский центр экологической санитарии 1989: 106–9. 8. МакКоннелл Е.Е., Экстен С., Хестерберг Т.В. и др. Исследования ингаляционной токсикологии двух стекловолоконных материалов и амозитного асбеста на сирийском золотом хомяке.Часть II. Результаты хронического воздействия. Вдыхать токсикол. 1999; 11: 785–835. [PubMed] 9. Дэвис Р. Влияние минеральных волокон на макрофаги. IARC Sci Publ. 1980; 30: 419–25. [PubMed] 10. Браун Р.К., Чемберлен М., Скидмор Дж. В.. Эффекты искусственных минеральных волокон in vitro. Ann Occup Hyg. 1979; 22: 175–9. [PubMed] 11. Искусственные жилые волокна. Монографии МАИР по оценке канцерогенных рисков для человека, вып. 81. Лион: МАИР; 2002. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] 12. Кохьяма Н., Танака И., Томита М. и др. Подготовка и характеристика стандартных образцов волокнистых минералов для биологических экспериментов.Ind Health. 1997; 35: 415–32. [PubMed] 13. Кудо Ю., Шибата К., Мики Т. и др. Поведение нового типа минеральной ваты (HT-ваты) в легких после воздействия через нос у крыс. Environ Health Prev Med. 2005; 10: 239–48. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]14. Управление по улучшению окружающей среды, Департамент промышленной безопасности и здравоохранения, Министерство труда, ред. Минеральная пыль. Руководство по измерению рабочей среды I, Токио: Японская ассоциация по измерению рабочей среды, 2000: 167–80. 15.Хестерберг Т.В., Харт Г.А. Синтетические стекловидные волокна: обзор токсикологических исследований и их влияние на классификацию опасности. Crit Rev Toxicol. 2001; 31: 1–53. [PubMed]16. Танака И. Отложение и удаление частиц в органах дыхания у мелких животных. J Aerosol Res. 1988. 3: 16–23. (на японском). 17. Хаммад Ю., Дием Дж., Крейгхед Дж. И др. Отложение вдыхаемых искусственных минеральных волокон в легких крыс. Ann Occup Hyg. 1982; 26: 179–87. [PubMed] 18. Хестерберг Т.В., Чейз Дж., Экстен С. и др.Биоперсистенция синтетических волокон стекловидного тела и амозитного асбеста в легких крыс после вдыхания. Toxicol Appl Pharmacol. 1998. 151: 262–75. [PubMed] 19. Массельман Р.П., Мюллер В.С., Истес В. и др. Биоперсистенция искусственных стекловидных волокон и волокон крокидолита в легких крыс после кратковременного воздействия. Перспектива здоровья окружающей среды. 1994; 102 (добавление 5): 139–43. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]20. МакКоннелл Е.Е., Камструп О., Массельман Р.П. и др. Хроническое ингаляционное исследование разделенных по размеру изоляционных волокон из каменной и шлаковой ваты на крысах Fischer 344 / N.Вдыхать токсикол. 1994; 6: 571–614. 21. Хестерберг Т.В., Мюллер В.С., Массельман Р.П. и др. Биоперсистентность искусственных стекловидных волокон и крокидолитового асбеста в легких крыс после вдыхания. Fundam Appl Toxicol. 1996; 29: 267–79. [PubMed]Поведение каменной ваты в легких после воздействия через нос у крысEnviron Health Prev Med. 2009 июл; 14 (4): 226–234. иЮичиро КудоДепартамент профилактической медицины и общественного здравоохранения, Медицинский факультет Университета Китасато, 1-15-1 Китасато, Сагамихара, Канагава 228-8555 Япония Йошихару Айзава Департамент профилактикиМедицина и общественное здравоохранение, Медицинский факультет Университета Китасато, 1-15-1 Китасато, Сагамихара, Канагава 228-8555 Япония Департамент профилактической медицины и общественного здравоохранения, Медицинский факультет Университета Китасато, 1-15-1 Китасато, Сагамихара, Канагава 228-8555 Япония Автор, ответственный за переписку.Поступило 13 октября 2008 г .; Принято 16 февраля 2009 г. количество и размер волокон с точки зрения длины и ширины, согласно исследованию воздействия ингаляции только через нос. Двадцать крыс-самцов Fischer 344 (в возрасте 6–10 недель) подвергались воздействию волокон RW в концентрации 70 (21) волокон / м 3 и 30 (6.6) мг / м 3 , среднее арифметическое (геометрическое стандартное отклонение), непрерывно в течение 3 часов ежедневно в течение пяти дней подряд. Каждую из пяти крыс умерщвляли вскоре и через 1, 2 и 4 недели после воздействия, и их легкие подвергали озолению низкотемпературным плазмотроном. Затем количество и размеры волокон в озоленных образцах определялись с помощью фазово-контрастного микроскопа и анализатора компьютерных изображений. Количество волокон в легких через 4 недели после воздействия значительно снизилось по сравнению с исходным значением, т.е.е., вскоре после воздействия ( P <0,05). Периоды полураспада волокон RW, рассчитанные по однокамерной модели, составили 32 дня для всех волокон и 10 дней для волокон длиннее 20 мкм. Уменьшение количества волокон составило 53,6% через 4 недели после воздействия (исходная группа = 100%). Аналогичным образом, размер волокон значительно уменьшился через 4 недели после воздействия ( P <0,05), вероятно, потому, что волокна растворялись в жидкости организма, попадали в организм альвеолярных макрофагов или выводились за пределы тела при мукоцилиарном движении.В будущих исследованиях необходимо изучить долговременное сохранение волокон RW в легких. Ключевые слова: Минеральная вата, Вдыхание только через нос, Клиренс, Биостойкость ВведениеАсбест отличается высокой термостойкостью, изоляционными характеристиками и долговечностью и использовался для изготовления строительных материалов, таких как асбестоцементные изделия, цементные плиты и т. Д. армирующий материал для синтетической смолы, такой как виниловые полы, доски и шестерни, материал для напыления для тепло- или звукоизоляции и теплоизоляционный материал для котельных труб, печей и т. д.Однако сообщалось, что он вызывает фиброзное заболевание легких, рак легких и злокачественную мезотелиому плевры и брюшины [1–3], и было доказано, что он обладает токсичностью во многих экспериментах in vitro и in vivo. Поэтому использование асбеста запрещено или ограничено во всем мире [4–6]. В Японии Приказ о применении Закона о промышленной безопасности и гигиене труда, Положения о промышленной безопасности и охране здоровья и Постановление о предотвращении опасностей, связанных с определенными химическими веществами, были пересмотрены в 1995 году, чтобы запретить производство, импорт, использование и продажу амозита и крокидолита. , и продукты, содержащие любой из них на уровне более 1%.Кроме того, производство, импорт, использование и продажа хризотила и продуктов, содержащих хризотил в количестве, превышающем 1%, были запрещены с октября 2004 года. В этих обстоятельствах соответствующие отрасли сталкиваются с острой необходимостью разработки более безопасного волокнистого вещества, поскольку заменитель асбеста. На современном рынке различные виды искусственных стекловидных волокон (MMVF) используются в качестве заменителей асбеста. Минеральная вата (RW), разновидность MMVF, производится из расплавленного мягкого шлака, такого как железный шлак, медный шлак, никелевый шлак и т. Д., и натуральный камень, такой как андезит, базальт и амфиболит. Поскольку RW отличается теплостойкостью, огнестойкостью и звукопоглощением, он в основном используется в качестве огнестойкого и жаропрочного материала, теплоизоляционного материала и звукопоглощающего материала [7]. В предыдущем исследовании экспериментов in vivo с использованием RW у крыс наблюдался фиброз легких, но не сообщалось о развитии опухолей легких [8], а β-глюкуронидаза и лактатдегидрогеназа (ЛДГ) высвобождались из макрофагов [9] и образование гигантских клеток. культивируемых клеток [10], хотя такие эффекты RW были слабее, чем у хризотила.На основании этих исследований Международное агентство по изучению рака (IARC) классифицирует RW как группу 3: ограниченная или незрелая канцерогенность для животных и неклассифицируемая канцерогенность для людей [11]. Для оценки биологических эффектов MMVF, таких как RW, было проведено множество исследований экспериментов in vivo, включая краткосрочное и долгосрочное ингаляционное воздействие, инъекцию MMVF в плевру и брюшину и инъекцию в трахею. В отчетах МАИР [11] доказано, что исследования ингаляционного воздействия являются наиболее подходящим методом для оценки воздействия на здоровье населения. В настоящем исследовании, чтобы изучить стойкость RW в легких как показатель воздействия RW на дыхательную систему, мы провели исследование краткосрочного ингаляционного воздействия только через нос на крысах. Материалы и методыМатериалыВ качестве анализируемого материала мы использовали образец RW, произведенный NC Co. Ltd., Япония, предоставленный Ассоциацией каменной ваты, Япония. Флуоресцентная рентгеновская спектроскопия показала, что образец RW химически состоит из 39% SiO 2 , 33% CaO, 14% Al 2 O 3 , 5% MgO, 1.8% Fe 2 O 3 и 0,6% S. Изначально RW присутствует в виде комков волокон разного размера (длины и ширины). Как правило, проводятся эксперименты на животных для оценки биологических эффектов MMVF. Поскольку известно, что биологический эффект волокон варьируется в зависимости от размера, размер волокна важен для определения максимального вредного воздействия. Поэтому мы скорректировали размер РАО в соответствии с методикой Кохьямы [12], то есть объемные РАО были залиты в цилиндр (диаметр 6 см, диаметр 28 мкм).3 см 2 ), и давление 160 кг / см 2 (4,5 МПа) применяли дважды, используя ручной пресс для масла (тип BRM 32, Maekawa MFG Co., Ltd., Токио). Необработанные волокна RW были измельчены в более короткие волокна с помощью этого процесса, и измельченные более короткие волокна были использованы для настоящего эксперимента по ингаляции. Размеры измельченных волокон RW, диспергированных в камере экспонирования, измеряли путем отбора проб с использованием метода фильтрации и электронной микроскопии. Их средняя геометрическая длина (геометрическое стандартное отклонение) и средняя геометрическая ширина (геометрическое стандартное отклонение) составляли 15.49 (2,02) мкм и 2,44 (1,59) мкм соответственно (рис.). Затем, чтобы упростить образование RW в системе ингаляционного воздействия только через нос, измельченные волокна RW были смешаны со стеклянными шариками (BZ-02, AS ONE Corp., Осака) в соотношении 1 (RW) к 39 ( стеклянные бусины) на развес. Электронно-микроскопическое изображение волокна перед генерацией (× 1000) Система ингаляционного воздействия только через носМатериалы, приготовленные в соответствии с описанной выше процедурой, обрабатывались следующим образом: воздух подавался от воздушного компрессора к генератору материала, как сообщалось Кудо и др.[13], со скоростью 30 л / мин, и материалы были помещены в резервуар для хранения материала генератора материалов. Материалы, смешанные со стеклянными шариками, были псевдоожижены воздухом из воздушного компрессора и отделены от стеклянных шариков. В результате материалы были выброшены в воздух. Полученные материалы отправляли в субкамеру, разбавляли фильтрованным воздухом до заданной концентрации и переносили в камеру экспонирования. Скорость вытяжного потока в камере экспонирования была установлена на уровне 40 л / мин.Чтобы поддерживать концентрацию волокон RW (10000 имп / мин) в камере экспонирования, концентрацию контролировали с помощью цифрового измерителя пыли, а количество материалов, которые должны были образоваться, регулировали путем подачи обратной связи на питатель. Держатели для крыс помещали в камеру экспонирования. Исследование воздействияДесять крыс-самцов Fischer 344 (в возрасте 6–10 недель) использовались для каждого эксперимента, и каждый эксперимент проводился дважды (всего 20 крыс). Чтобы акклиматизировать крыс к окружающей среде лаборатории, их сначала помещали в клетки на 1 неделю со свободным доступом к воде, пище и свежему фильтрованному воздуху.В камере поддерживалась температура 22 ° C и влажность 40%. Эксперимент проводился путем непрерывного воздействия на крыс волокон RW в течение 3 часов в день в течение пяти дней подряд. Целевая концентрация волокон в воздухе была установлена равной 30 мг / м 3 по массовой концентрации и 50 ± 10 волокон / см 3 по концентрации волокон. Каждый день в течение экспериментального периода крыс, закрепленных в верхних держателях для крыс основной камеры, заменяли крысами в нижних держателях для крыс, меняя положения между верхними и нижними держателями для крыс.В течение периода экспонирования концентрацию волокна в камере контролировали пять раз в день (30, 60, 90, 120 и 150 минут после начала эксперимента по экспонированию) с помощью следующих методов мониторинга волокон в воздухе в дополнение к постоянному мониторингу с помощью цифровой измеритель пыли (Shibata Corp., Токио). Для контроля концентрации волокон в воздухе в камере экспонирования только для носа отбирали пробы воздуха с использованием мембранных фильтров (Nihon Millipore KK, Токио, диаметр пор 0,8 мкм и диаметр 25 мм; именуемые «MF»), фильтры T60A20 (Tokyo Dylec Corp., Токио, диаметр 25 мм; называемые «T60A20»), и фильтры Nuclepore (Nomura Micro Science Co., Ltd., Kanagawa, диаметр пор 0,2 мкм, диаметр 25 мм; именуемые «NF»), установленные в пластиковом держателе. В течение заданного периода времени образцы волокон собирали на MF в течение 1 мин, T60A20 в течение 10 минут и NF в течение 5 минут с помощью электрического всасывающего насоса (GilAir-5: Gilian, США), и концентрацию волокон подтверждали измерением количество волокон (волокно / см 3 ) и массовая концентрация (мг / м 3 ) с использованием соответствующих фильтров.Волокна, собранные на MF с соотношением сторон (отношение длины к ширине) 3 или выше, были измерены с помощью фазово-контрастной микроскопии в соответствии с критериями измерения волокон [14]. Для измерения массовой концентрации (мг / м 3 ) вес собранных по воздуху волокон T60A20 измеряли с помощью электронных весов, сравнивая с весом до отбора пробы. Вскоре после пятого дня воздействия пять крыс (средний вес 180 г) были умерщвлены (группа вскоре после заражения). По пять крыс также умерщвляли через 1 неделю (группа через 1 неделю), через 2 недели (группа через 2 недели) и через 4 недели (группа через 4 недели) после окончания периода воздействия.Вес тела крыс измеряли один раз в неделю, а их внешний вид и состояние периодически контролировали на предмет любых изменений во время и после периода воздействия. Измерение волокон в легких крысПод анестезией пентобарбиталом (0,15 мг / кг массы тела) крыс умерщвляли кровотечением из брюшной аорты и резецировали их легкие. Резецированные легкие хранили при низкой температуре (-20 ° C). Затем ткани легких размораживали при комнатной температуре, измельчали и лиофилизировали, чтобы снизить их вес до заданного уровня.Вес после лиофилизации рассматривался как вес высушенных легких. Лиофилизированные легкие около 17 мг сжигали в низкотемпературной печи (Plasma Asher LTA-102, Yanaco Corp., Киото) в течение 24 часов. После сжигания дистиллированная вода, отфильтрованная с помощью Minisart (Sartorius KK, Tokyo), была добавлена в бутыль для взвешивания, чтобы суспендировать волокна, и волокна были собраны на MF (диаметр пор 0,22 мкм) с использованием всасывающего фильтра и оставлены для хранения. сухой. Высушенный фильтр помещали на предметное стекло и обрабатывали парами ацетона с помощью Quick Fix, делая его прозрачным.На каждом образце фильтра подсчитывали не менее 200 волокон RW с помощью фазово-контрастного микроскопа (BX41, Olympus Corp., Токио). Подсчитывались волокна с соотношением сторон 3 или выше. Win Roof (программное обеспечение для анализа изображений, Mitani Corp., Токио) использовался для получения количества волокон, различая длину ( L ) как L ≤ 5 мкм, 5 мкм < L ≤ 20 мкм и L > 20 мкм. Среди подсчитанных волокон также была измерена концентрация волокон ( L, > 5 мкм и ширина <3 мкм) в соответствии с методом Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) (именуемым «волокна ВОЗ») [11].Затем количество волокон переводили в количество волокон на вес высушенной легочной ткани. Период полураспада волокон в легких крысы был рассчитан исходя из предположения, что среднее геометрическое значение общего количества волокон, деленное на общий вес легких (волокна / мг) в легких в группе, получавшей вскоре после этого, было 100% [15]. Измерение размеров волоконДля измерения размеров волокон (длины и ширины) в воздухе и в легких волокна в пределах измеряемого визуального диапазона и с соотношением сторон 3 или выше были измерены с помощью фазово-контрастного микроскопа. при увеличении 400 ×.На каждую крысу подсчитывали не менее 200 волокон 0,36 мкм или более. Статистический анализБыли рассчитаны среднее геометрическое и геометрическое стандартное отклонение общего числа волокон по длине и ширине. Более того, для измерения длины и ширины для каждой крысы использовали минимум 200 волокон, полученных в двух экспериментах, которые попали в легкие крыс. Затем рассчитывали среднее геометрическое для группы из пяти крыс. Был проведен односторонний дисперсионный анализ и множественные сравнения с помощью теста Шеффе. РезультатыМониторинг концентрации волокна в камере экспонированияВ таблице показана концентрация волокна в камере экспонирования в каждом эксперименте. Средние (SD) значения подсчета, полученные цифровым измерителем пыли для первого и второго экспериментов (5 дней каждый), составили 9 257 (182,4) и 10 042 (966) отсчетов / мин. Средние концентрации волокон (SD) в камере экспонирования составляли 75,1 (18,0) и 63,7 (23,3) волокна / см 3 , и аналогично средние массовые концентрации (SD) составляли 30.0 (5,7) мг / м 3 и 30,5 (7,4) мг / м 3 соответственно. На рис. 2 показано частотное распределение (гистограмма) длины и ширины волокон внутри камеры экспонирования, в котором среднее геометрическое (GSD) длины составляло 15,49 (2,02) мкм, а ширина — 2,44 (1,59) мкм. Таблица 1Концентрация волокна в камере экспонирования
a Распределение длины образующихся волокон (внутри камеры). b Распределение ширины образовавшихся волокон (внутри камеры) Скорость внутрилегочного осаждения волоконОбщее количество волокон RW, вдыхаемых крысами в течение экспериментального периода, рассчитывалось по следующему уравнению: Объем дыхания у крыс был рассчитан по следующему уравнению [16]: Поскольку средняя масса тела крыс составляла 131 г, дыхательный объем был рассчитан следующим образом: Концентрация волокон RW в камере экспонирования, рассчитанная в соответствии с правилами в Руководство по измерению условий труда [14], было 70.6 волокон / см 3 . Поскольку крысы подвергались воздействию в течение 3 часов ежедневно в течение пяти дней подряд, общее количество вдыхаемых волокон RW было рассчитано следующим образом: Поскольку общее количество волокон в легких, соответствующее этому количеству, оказалось равным 7,09 × 10 5 Вскоре после воздействия волокна скорость отложения внутрилегочного волокна была рассчитана следующим образом: Таким образом, скорость отложения внутрилегочного волокна составила 13,7%. Изменения количества волокон в обоих легкихТаблица и рис.показывают количество волокон RW, накопленных в легких, и их пропорции, исходя из предположения, что значение вскоре после воздействия составляло 100%. Таблица 2Число волокон в легких и их пропорции
Процент волокон в легких: закрашенный квадрат группа вскоре после операции, полосатая полоса группа через 1 неделю, квадрат с точками группа через 2 недели, открытый квадрат 4 недели -после группы. Процент, при условии, что значение группы «вскоре после» равно 100%. n = 5, L Длина волокна (мкм) Среднее значение общего количества волокон в обоих высушенных легких имело тенденцию к снижению в течение периода от вскоре после воздействия до 4 недель после воздействия.Хотя скорость уменьшения количества волокон длиной 5 мкм или меньше ( L ≤ 5 мкм), волокна длиннее 5 мкм, но короче или равны 20 мкм (5 мкм < L ≤ 20 мкм) , и волокна ВОЗ ( L > 5 мкм и W <3 мкм) были низкими в определенный момент, количество волокон в группе через 4 недели было меньше, чем в группе, получавшей вскоре после этого (100 %). В то же время волокна длиной более 20 мкм ( L > 20) имели тенденцию к относительно быстрому уменьшению в течение периода от вскоре после воздействия до 4 недель после воздействия.Множественное сравнение с помощью теста Шеффе показало, что количество волокон с 5 мкм < L ≤ 20 мкм, с L > 20 мкм и волокон ВОЗ в группе через 4 недели после этого значительно уменьшилось по сравнению с вскоре после группы ( P <0,05). Период полураспада волоконДанные, полученные путем построения графика зависимости количества волокон в легких крысы от времени измерения в логарифмической шкале, показали линейное (т.е. экспоненциальное) уменьшение. Таким образом, период полураспада был рассчитан по однокамерной модели, как показано на рис.. Периоды полураспада, основанные на этом расчете, составили 32 дня для общего количества волокон, 86 дней для L ≤ 5 мкм, 31 день для 5 мкм < L ≤ 20 мкм, 10 дней для L > 20 мкм, и 27 дней для волокон ВОЗ. Период полураспада более длинных волокон ( L > 20 мкм), как правило, короче, чем у более коротких волокон ( L ≤ 20 мкм). Клиренс RW волокон из легких крысы (%), рассчитанный исходя из предположения, что значение группы, полученной вскоре после операции, равно 100% Распределение и изменение размера волоконВ таблице показаны изменения длины и ширины внутрилегочных волокон в группах вскоре после и через 1, 2 и 4 недели после, выраженное средним геометрическим, с геометрическим стандартным отклонением в скобках. Таблица 3Изменения длины и ширины волокон в легких
|