Azbest: co to je, složení, použití a poškození zdraví

Azbest (řecky ἄσβεστος – neuhasitelný, ze starořec. σβέννυμι – uhasit) nebo horský len [1] [2] [3] – souhrnný název pro řadu jemnovláknitých minerálů z třídy silikátů, tvořících agregáty skládající se z pružných pevných vláken . Existují dvě hlavní skupiny azbestu: serpentin (chryzotilový azbest) a amfibol (krocidolit, amosit, antofylit, tremolit, aktinolit). Azbest je příčinou nemocí, jako je azbestóza, zánět pohrudnice (včetně mezoteliomu), ale i rakovina průdušek, vaječníků, ledvin a hrtanu.

Příběh

Věřilo se, že tento mýtický tvor byl schopen být v plamenech a zůstat nezraněn i v horkém ohni. V tradiční tibetské medicíně se věřilo, že azbest má léčivé vlastnosti pro šlachy a zvyšuje odolnost člověka [1].

Jedna z prvních písemných zmínek o azbestu se nachází v dílech starověkého řeckého historika a geografa Straba, který popsal „kameny, které lze česat a spřádat za účelem výroby tkaniny“. Podrobnější informace o tomto materiálu zanechal římský vědec Plinius starší. Napsal, že azbest se těží ve vyprahlých pouštích Indie, kde se to hemží hady, kde srážky nikdy nepadají, takže minerál je zvyklý na vysoké teploty. Vyráběly se z něj rubáše, do kterých se balila těla vůdců před pohřebním upálením, a také ubrousky na hostiny, které odolávaly žáru ohně [2].

Existuje dlouholetá legenda o tom, jak průmyslník Akinfiy Demidov daroval ruskému císaři Petru I. luxusní sněhobílý ubrus vyrobený v jedné z jeho uralských továren. Během jídla na ni Demidov schválně vylil talíř horké polévky a sklenku červeného vína, pak zmačkal špinavý ubrus a hodil ho do plápolajícího krbu. Po nějaké době ji vyndal z ohně a ukázal králi – na látce nezůstala jediná skvrna. Tento ubrus byl utkán z chrysotilového azbestu z Uralu. Demidovští poddaní řemeslníci dosáhli neuvěřitelné zručnosti ve výrobě azbestových látek, ze kterých šili prolamované dámské čepice, rukavice, peněženky, kabelky a krajky. Tyto výrobky nebylo nutné umývat – jednoduše se na pár minut vložily do ohně, po vychladnutí byly opět připraveny k použití. Azbestová tkanina byla obzvláště elastická a pevnost v tahu, dokonce lepší než ocelový drát.

Chrysotilový azbest (viditelná azbestová vlákna)

V 4. století ještě nebyla prokázána karcinogenita azbestu, takže vynálezce George Phelps předložil myšlenku použití tohoto materiálu při konstrukci telefonních sluchátek [5] [XNUMX]. Pokud by byl azbest skutečně používán tímto způsobem, mohlo by to mít katastrofální následky pro zdraví účastníků.

Systematizace azbestu

Minerální azbest se dělí do dvou hlavních kategorií: chrysotil a amfibol.

Chrysotilový azbest

Azbestová žíla v minerálu (klinochrysotil)

Chryzotilový azbest, nazývaný také bílý azbest, patří do skupiny hadců. Jeho chemický vzorec je 3MgO∙2SiO2∙2H2O, což odpovídá hydrosilikátu hořečnatému [4]. Strukturálně se řadí mezi vrstvené silikáty. Strukturní znaky způsobují, že se vrstvy zkroutí do mikroskopických trubiček o průměru asi 20 nm. Chrysotil je odolný vůči zásadám, ale ničí se kyselinami. Elementární krystaly jsou fibrily o průměru setin mikronu. V praxi chrysotil tvoří vlákna o průměru 10-100 mikronů s pevností v tahu 600-800 MPa. Tento typ azbestu je v Rusku rozšířen.

amfibol azbest

Amfibol azbest je komplexní hydrosilikát. Fyzikální a mechanické vlastnosti jsou podobné chrysotilu, ale krystalová struktura je výrazně odlišná. Struktura tremolitových vláken je určena páskovou strukturou dvojitých řetězců křemíko-kyslíkových tetraedrů spojených kationty hořčíku a vápníku. Amfibolová vlákna jsou vysoce odolná v neutrálním a kyselém prostředí [4]. Výkonnostní charakteristiky amfibolového azbestu jsou horší než chrysotilové, což omezuje jejich použití. Rovná, jehličkovitá vlákna amfibolů jsou při vdechování karcinogenní, což vedlo k zákazu jejich používání v Evropské unii.

Druhy amfibolového azbestu:

• krocidolit (modrý azbest) – (Na2Fe32+Fe23+)Si8O22(OH)2;
• amosit – (Fe2+, Mg)7Si8(OH)22;
• тремолит — Ca2Mg5Si8O22(OH)2;
• anthofylit – (Mg, Fe2+)7Si8(OH)22;
• aktinolit – Ca2(Mg, Fe2+)5Si8O22(OH)2.

Klasifikace azbestu také bere v úvahu orientaci vláken v minerálech: paralelně vláknitá a spletená vláknitá. Barva azbestu se liší v závislosti na příměsích sloučenin železa, vápníku a manganu. Hornblende a augit azbest jsou bílé, šedé, hnědé, červenohnědé, téměř černé barvy; chrysotil – zlatožlutý, stříbřitě bílý, nazelenalý, namodralý a modročerný. Uralský azbest se vyznačuje čistým nazelenalým odstínem, altajský azbest je zlatý a zelenožlutý [6]. Délka vláken stočeného azbestu z Altaje a Uralu dosahuje 0,2 m az azbestu Richmond (USA) – až 1 m.

Výroba

V roce 2017 bylo celosvětově vytěženo 1,3 milionu tun azbestu. Největším producentem bylo Rusko s 53 % světového objemu, následované Kazachstánem (16 %), Čínou (15 %) a Brazílií (11,5 %). Asie spotřebuje asi 70 % světového azbestu, přičemž největšími spotřebiteli jsou Čína, Indie a Indonésie [7] .

V roce 2009 bylo asi 9 % celosvětové produkce azbestu vytěženo v Kanadě. Na konci roku 2011 ukončily svou činnost dva zbývající kanadské azbestové doly, oba umístěné v Quebecu. V září 2012 quebecká vláda zastavila těžbu azbestu [8].

Chemické složení

Z hlediska chemického složení je chrysotil hydratovaný křemičitan hořečnatý, jehož teoretický vzorec je 3MgO∙2SiO2∙2H2O. V procentuálním vyjádření to odpovídá obsahu MgO – 42,4 %, SiO2 – 44,50 % a H2O – 13,04 % [4].

Obvykle minerál obsahuje nečistoty FeO a Fe2O3, jejichž množství zřídka přesahuje 2 %. V tomto případě část FeO izomorfně nahrazuje MgO ve struktuře chrysotilu a zbytek železa je spojen s mechanickými inkluzemi magnetitu nebo méně často chromitu. Obsah ostatních nečistot, jako je Al2O3, Cr2O3, CaO, NiO, MnO, CuO a alkálie, se měří ve zlomcích procent. Přítomnost nečistot obvykle snižuje množství MgO a SiO2 v chrysotilu na 40 % nebo méně. Obsah strukturně vázané vody se také mění, někdy stoupá na 14,5-15,0 % a někdy klesá na 11,5-12,0 %.

Následující tabulka poskytuje představu o chemickém složení chrysotilu:

Vlastnosti

Chrysotil v surovém stavu se vyznačuje nízkou elektrickou vodivostí, což umožňuje jeho použití jako vysoce kvalitního elektroizolačního materiálu. Mezi nejdůležitější vlastnosti chrysotilu je třeba poznamenat jeho tepelné vlastnosti, které poskytují vysokou tepelnou odolnost. Chrysotil se nerozpouští ve vodě, je chemicky inertní, je odolný vůči ultrafialovému záření, ozónu, kyslíku a neuvolňuje škodlivé plyny, páry ani záření. Chrysotilová vlákna se snadno chmýří ve vzduchu i ve vodě. Načechraný chrysotil vykazuje vysokou adsorpční kapacitu a aktivní adhezi k většině pojiv a dispergovaným složkám díky velkému vnitřnímu povrchu pórů mezi vlákny a vytváření silných topochemických vazeb [1].

Základní fyzikální a chemické vlastnosti chrysotilového vlákna [2]:

přihláška

V SSSR se azbest začal aktivně používat ve 1930. letech 50. století. Jeho objem výroby rychle rostl: z 1930 tisíc tun v roce 2,5 na 1985 milionu tun v roce XNUMX. V poválečném období se SSSR stal jedním z největších výrobců a spotřebitelů azbestu na světě.

Dynamika roční produkce azbestu v SSSR:

• 1930 – 50 tisíc tun;
• 1985 – 2,5 mil. tun;
• konec 1980. let – pokles na 1 milion tun;
• 1990. léta – nový růst výroby.

Od roku 1980 začaly první protesty dělníků na světě proti používání azbestu kvůli jeho škodlivým účinkům na zdraví. To vedlo v mnoha zemích ke snížení jeho výroby a spotřeby. Navzdory protestům se v řadě zemí, včetně Ruska, Číny, Indie, Brazílie a Kazachstánu, azbest i dnes široce používá.

Dnes se azbest a materiály obsahující azbest používají:

1. Ve stavebnictví – pro výrobu střešních a stěnových výrobků, trubek, fasádních desek, tepelných izolací, tmelů, cihel.
2. Ve strojírenství – pro výrobu třecích výrobků, brzdových pásů, pryžových materiálů.
3. V chemickém průmyslu – pro přípravu tmelů, tmelů, obkladových hmot, organosilikátových nátěrů.
4. V ropném a plynárenském průmyslu – pro výrobu vrtných a injektážních řešení.
5. V silničním stavitelství – pro výrobu asfaltobetonových směsí.
6. V zábavním průmyslu se azbestové tkaniny a šňůry používají při ohňových show.
7. Ve vojenské výstroji se azbestové vlákno používá v kulometu Maxim [9].

Nebezpečnost pro zdraví

Chronická expozice azbestu nejčastěji způsobuje dvě hlavní onemocnění: azbestózu (fibrózu plicní tkáně v důsledku vdechování azbestových částic) a mezoteliom (malignitu spojená s azbestem). Mezoteliom je charakterizován agresivním průběhem a po diagnostikování pacienti obvykle žijí méně než rok [10].

Všechny typy azbestových vláken jsou považovány za extrémně škodlivé pro zdraví lidí a zvířat. Za nejnebezpečnější je považován amfibolový azbest – amosit a krocidolit. Chrysotilový azbest však také způsobuje nádory u zvířat a je prokázanou příčinou azbestózy a maligního mezoteliomu u lidí. Mezi pracovníky azbestového průmyslu, jejich rodinnými příslušníky a obyvateli oblastí sousedících s azbestovými továrnami a doly byly hlášeny případy mezoteliomu.

V 80. až 90. letech XNUMX. století představitelé azbestového průmyslu předkládali hypotézy, že výroba azbestového cementu může „neutralizovat“ azbest chemickými reakcemi nebo změnami fyzikálních parametrů vláken při vazbě na cement. Následné studie však tyto domněnky vyvrátily a ukázaly, že když se zničí azbestový cement, byť i ten, který ležel desítky let, uvolňují se azbestová vlákna, identická s přírodními, bez výraznějších změn.

Kontakt s azbestovými vlákny v jakékoli formě je považován za potenciálně nebezpečný. Za zvláště rizikové jsou považovány práce s volnými materiály obsahujícími azbest nebo činnosti, které by mohly uvolňovat azbestová vlákna. Onemocnění způsobená vdechováním azbestu se zpravidla rozvíjejí u osob, které s ním při své profesní činnosti pravidelně přicházejí do styku.

MOP přijala Úmluvu č. 162 a Doporučení č. 172 o bezpečnosti a ochraně zdraví při práci při používání azbestu. Je nutná kontrola prachu a dodržování hygienických norem. IARC klasifikovala azbest jako karcinogen kategorie 2005. Od roku 11 je azbest v EU zakázán [3000]. Vyvíjí se technologie recyklace využívající plazmové tavení. V rozvojových zemích se stále používá chrysotilový azbest. V Rusku je povoleno XNUMX druhů výrobků obsahujících chrysotil, ale použití v obytných prostorách je omezené.

MPC azbestového prachu v Rusku [12]:

• V pracovních prostorech: max. 2 mg/m3, průměrný posun 0,5 mg/m3.
• Ve vzduchu obydlených oblastí: 0,06 vlákna/ml.

Od roku 2024 je ve Spojených státech zakázána výroba a používání azbestu [13].

Poznámky

1. ↑ 1,01,11,2 Horský len // Velká sovětská encyklopedie: [ve 30 svazcích] / kap. vyd. A. M. Prochorov. — 3. vyd. – M.: Sovětská encyklopedie, 1969-1978., Velká sovětská encyklopedie. – M.: Sovětská encyklopedie 1969-1978..
2. ↑ 2,02,12,2 Horský len // Encyklopedický slovník Brockhause a Efrona: v 86 svazcích (82 svazcích a 4 doplňkové). – Petrohrad, 1890-1907..
3. ↑Horský len, ASIS Slovník synonym, Trishin V.N., 2010.(nespecifikováno) .
4. ↑ 4,04,14,24,3Ivanov Alexandr. George M. Phelps // telhistory.ru. — Muzeum historie telefonu, 2021.(nespecifikováno) .
5. ↑ Patent USA č. 220,729. GM Phelps. Pouzdro na telefon. Patentováno říj. 2, 1879.(nespecifikováno) .
6. ↑ Uralit (poznámka 1 k článku s dodatkem k článku „Azbest“) Archivní kopie ze 7. března 2021, Brockhaus a Efron Encyclopedic Dictionary. Petrohrad, 1890—1907 Svazek XXXIVa (1902): Uhlík – úsilí, str. 860-862..
7. ↑Flanagan, Daniel M. (31. ledna 2018). „Shrnutí minerálních komodit 2018“ (PDF). Reston, VA: US Geological Survey. strana 27.(nespecifikováno) .
8. ↑Dougherty, Kevin (20. listopadu 2012) Rozpočet Quebecu: Ministr financí Nicolas Marceau omezuje výdaje, zavádí nové daně. občan Ottawy(nespecifikováno) .
9. ↑7,62 mm těžký kulomet systému Maxim mod. 1910 servisní příručka. – M.: Voenizdat, 1949. – 184 s.(nespecifikováno) .
10. ↑SanPiN 1.2.2353-08 “Karcinogenní faktory a základní požadavky na prevenci karcinogenních rizik.”(nespecifikováno) .
11. ↑ Francie požaduje celosvětový zákaz azbestu (anglicky).
12. ↑(nespecifikováno) .
13. ↑Spojené státy zavádějí zákaz používání a výroby azbestu. www.gismeteo.ru (20. března 2024).(nespecifikováno) .

Azbest je bílý vláknitý minerál patřící do třídy silikátů. Název je řeckého původu: „azbest“ – „ohnivzdorná tkanina“. Existují důkazy, že ve 12. století př. Kr. Indičtí a čínští kněží vzbuzovali uctívání lidí tím, že procházeli ohněm v azbestovém oblečení. V 1. století našeho letopočtu Na Kypru se spřádalo minerální vlákno, ze kterého se vyráběly pláště na kremaci a knoty lamp. Středověký cestovatel Marco Polo popsal proces zpracování kamenných vláken, který viděl. Jsou rozdrceny, vyprány, poté smíchány s bavlnou a spřádány do látky. Při spálení bavlna shoří a zanechá za sebou lehký azbestový materiál.

Ve starověkém Římě si jen vysoce postavení lidé mohli dovolit mít oblečení, ubrusy a ubrousky tkané z azbestových nití. Mytí takových věcí se stalo úžasným způsobem: byly jednoduše hozeny do ohně, což ohromovalo obyčejné lidi. Později v Itálii se řemeslnice jménem Elena Perpenti naučila točit výhradně z azbestových nití, bez použití bavlny nebo jiných materiálů.

Prvním místem pro těžbu azbestu v Rusku v roce 1720 byl Střední Ural. O dva roky později zdobil stůl císaře Petra I. ohnivzdorný ubrus.

Kolébkou moderního průmyslu byla v 1970. a 80. letech XNUMX. století největší naleziště azbestu v Itálii a Kanadě. V současnosti pochází většina produkce z Ruska, Jižní Afriky a Kanady.

Minerál se vyskytuje v horninách ve formě našedlých, bílých se žlutými nebo zelenými čočkami a žilkami. Vyvíjí se v mělkých dolech a lomech. Ruda vypadá jako stromová kůra, někdy jako šedé vlasy. Nejdražší druhy azbestu jsou průsvitné, pružné a mají hedvábný lesk. Říká se jim „horský len“. Strukturou hmoty je hornina s jasně viditelnými vlákny, což jsou vlastně duté trubičky.

Druhy azbestu

Přírodní ruda se dělí na 2 skupiny: chrysotilový azbest a amfibolový azbest. Existují drobné rozdíly v chemickém složení a oblastech použití.

Lví podíl na průmyslové výrobě zaujímá chrysotilový azbest nebo serpentin díky svým lepším výkonnostním vlastnostem. Chrysotilové vlákno má nízkou elektrickou vodivost a vysokou tepelnou odolnost. Nerozpouští se ve vodném prostředí a není chemicky aktivní. Materiál je odolný vůči alkalickému prostředí a může se rozkládat v kyselině sírové a chlorovodíkové.

Dlouhovláknité odrůdy horniny se používají při výrobě ohnivzdorných materiálů pro hasiče a pracovníky v horkých dílnách a lan. Vlákna krátké a střední délky se používají především k výrobě střešních a stěnových azbestocementových materiálů (například známá břidlice), tepelně izolačních a elektroizolačních prvků (kanalizační potrubí), desek na fasády a stavební chemie. Materiál je nepostradatelný ve strojírenství.

Amphibole je odolnější vůči kyselinám a vysokým teplotám. Vlákna tohoto minerálu jsou velmi pevná, ale vazby, které je drží, jsou slabé, aby podpořily silnou strukturu materiálu. Proto jsou jeho výkonnostní vlastnosti nižší než u chrysotilu. Ruda se používá častěji v kyselých podmínkách. Tento typ azbestu je pro člověka nejnebezpečnější, protože je extrémně karcinogenní.

Pozor: azbest!

Rozvoj ložisek a zpracování rud je spojen s negativním dopadem na zdraví pracovníků. Dokonce i ve starověku bylo zaznamenáno, že lidé, kteří pracovali při těžbě nerostu, zemřeli brzy. Mezi průmyslovou revolucí a druhou světovou válkou se používání azbestu dramaticky zvýšilo. Ruda se aktivně používala při výstavbě obytných a průmyslových prostor a ve strojírenství. Zároveň se také zvýšila úmrtnost lidí pracujících v průmyslových odvětvích obsahujících azbest. Jakou hrozbu představuje tak populární látka?

Po četných studiích se ukázalo, že mikroskopická azbestová vlákna mohou být suspendována ve vzduchu. Při vdechování se usazují v průduškách a větvích plic, hromadí se a způsobují plicní fibrózu (z latinského fibra – „vlákno“) a následně způsobují chronickou bronchitidu, rozedmu plic a rakovinu. To platí pro pracovníky v podnicích těžby azbestu, kdy je patrná souvislost mezi příčinou a následkem.

Při analýze ovzduší v obytných a veřejných budovách našli vědci také částice rudy v rozmezí 2000-5000 vláken na 1 m3 vzdušného prostoru. Tato koncentrace nebezpečné látky ovlivnila zdraví o desítky let později. Údaje z epidemiologických studií naznačují souvislost mezi koncentrací azbestových vláken ve vzduchu a počtem lidí s plicním onemocněním.

Teprve v 70. letech 80. století začaly rozsáhlé snahy o minimalizaci lidského kontaktu s minerálem. V USA byl teprve v 200. letech stanoven koncentrační práh: 1 vláken na 3 mXNUMX. Ve školách proběhla kampaň s cílem identifikovat a nahradit stavební konstrukce a nábytek obsahující látku.

Evropské země nejčastěji používaly azbest ze skupiny amfibolů. Jeho vlákna jsou odolná vůči kyselému prostředí plic a jakmile se dostanou do těla, zůstanou tam navždy. Vlákna chrysotilové skupiny se postupně rozpouštějí. Stejný přístup k hodnocení nebezpečnosti nerostů pro člověka vyvolal antiazbestovou paniku. Evropské země jedna po druhé opustily rozšířené používání rudy a od roku 2005 je tento materiál v Evropské unii zakázán. V Rusku se od roku 1999 zachovala pouze ložiska azbestu ze skupiny amfibolů.

V roce 1986 vypracovala Mezinárodní organizace práce směrnice na ochranu zdraví pracovníků v pracovních prostředích obsahujících azbest. Ve vnitřních prostorách je třeba sledovat nasycení vzduchu karcinogenními látkami. Bezpečnost závisí na větrání, používání osobních ochranných prostředků, úrovni vlhkosti vzduchu a četnosti čištění.

Za posledních 15–20 let se výrazně zlepšily pracovní podmínky v nebezpečných průmyslových odvětvích. Míra onemocnění v závodech na zpracování azbestu se rychle blíží nule. V ruských továrnách na Uralu se počet nemocí souvisejících s azbestem snížil z 30 % v roce 1950 na dnešních 0,047 %. Mnoho podniků v Rusku, Kanadě a dalších zemích zavedlo moderní technologie, které minimalizují množství expozice v pracovní oblasti.

Ruda se ukázala jako nenahraditelná a bezpečná při výrobě kompozitních materiálů, kde jsou vlákna ve vázaném stavu. Například v kombinaci s plastem je to azbestové vlákno, s tkaninou – azbest textolit, s papírem – asbogetinax. Azbestová složka – polovina složení nebo více. Na bázi těchto materiálů je vyráběna většina zařízení pro chemické laboratoře, brzdové systémy v automobilovém průmyslu a tepelně ochranné obložení pro vesmírné stanice a lodě.

Použití alternativních formulací v těchto oblastech je plné vážných následků. Například v roce 1986 vedla výměna azbestové vrstvy za bezazbestovou k havárii raketoplánu Challenger v USA. Počet nehod těžkých nákladních vozidel General Motors rapidně vzrostl díky zavedení bezazbestových brzdových systémů.

Dnes existují odvětví, kde jsou azbestové materiály nenahraditelné. Zdokonalující se technologie ochrany práce umožňují jejich plné využití.