Доказать токсичность и опасность для человека элементов сварочного дыма удалось международному научному коллективу из России, Белоруссии, Канады и Швеции. Ученые исследовали наночастицы дыма от различных сварочных электродов и их влияние на живые клетки. Оказалось, что наличие фторидов натрия в электродах влияет на образование большого количества хрома и марганца, что губительно для клеток бронхов.

Результаты работы опубликованы в научном журнале Journal of Hazardous Materials.

Газовая дуговая сварка и дуговая сварка порошковой проволокой благодаря высокой производительности — наиболее распространенные методы в строительстве. При этом у технологий есть серьезный минус – они сопровождаются выбросом большого количества переносимых по воздуху субмикронных частиц. По этому параметру методы проигрывают сварке вольфрамовым электродом в инертном газе.

Сварщики без достаточного защитного оборудования подвергаются воздействию потенциально опасного сварочного дыма. Он, независимо от материала или метода сварки, был отнесен Международным агентством по изучению рака (IARC) к первой группе канцерогенности для человека. Однако, пока мало изучено, какие именно вещества в составе дыма наиболее опасны для человеческого организма и то, как они образуются. Ученые из НИТУ «МИСиС», Института общей и неорганической химии НАН Беларуси, совместно со шведскими, немецкими и канадскими коллегами подробно изучили наночастицы дыма на их цитотоксичность in vitro и in vivo.

Изображения (режим SE) образцов сварочного дыма при большом увеличении / ©www.sciencedirect.com

«Мы предположили, что токсичность частиц сварочного дыма, вероятно, зависит от их химического состава и реакционной способности этих элементов, – рассказал сотрудник НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Валентин Романовский. – Наше исследование было направлено на изучение роли натрия или его фторидов (NaF), которые намеренно добавляются в сварочные электроды с порошковой проволокой для сварки нержавеющей стали, на растворимость, генотоксичность и цитотоксичность образующихся частиц сварочного дыма».

Ученые выяснили, что частицы сварочного дыма от проволочных электродов, содержащих фторид натрия, выделяют значительно большее количество шестивалентного хрома Cr (VI) как в щелочную среду, так и физраствор. Именно это было связано с повышенной цитотоксичностью и генотоксичностью наночастиц для эпителиальных клеток бронхов человека при исследовании in vitro.

При этом обнаружилось, что растворимые разновидности марганца, такие как перманганаты, способствуют растворимости хрома в частицах сварочного дыма в физиологических условиях бронхиальных клеток.

«Мы экспериментально показали значительные различия в токсичности in vitro (цитотоксичность, образование активных форм кислорода и генотоксичность), которые коррелируют с высвобожденным количеством шестивалентного хрома и марганца из частиц дыма от сварки.

Эти результаты согласуются с эпидемиологическими данными, показывающими повышенный риск рака легких при воздействии большого (≥ 1,8 мг на кубометр) количества сварочного дыма и высокого (≥ 1,4 мкг на кубометр) количества хрома в рабочей среде», – подчеркнул Валентин Романовский.

По нормам СанПиН сварщики обязаны работать в фильтрующей маске и защитном щитке, а также в хорошо проветриваемом месте, чтобы избежать риска онкозаболеваний.