ارزیابی مقایسه ای مواجهه جوش‌ کاران با فیوم‌ های جوش ‌کاری براساس تراکم جرمی و عددی

مقدمه: امروزه جوش کاری با الکترود دستی پوشش دار یا smaw (shielded metal arc welding) پرمصرف ترین نوع جوش کاری در میان جوش کاری های قوس الکتریکی می باشد. در طول عملیات جوش کاری معمولاً عوامل زیان آور مختلفی از قبیل فیوم ها، گازها، گرما، صدا و پرتو فرابنفش تولید می شوندکه از دیدگاه بهداشت شغلی، مهم ترین این عوامل فیوم های جوش کاری می باشند. مطالعه حاضر سعی دارد تا با مقایسه تراکم عددی و جرمی فیوم های منتشره در فرآیندهای جوش کاری smaw مشخص کند که کدام یک از تراکم های عددی یا جرمی شاخص بهتری از مواجهه با فیوم ها را در فرآیندهای جوش کاری نشان می دهد.روش کار: این در مطالعه حاضر، دستگاه پایش گر گردوغبار grimm مدل 1.106 برای ارزیابی تراکم عددی و جرمی فیوم های جوش کاری samw بر روی استیل زنگ نزن 304 با ضخامت 4/0 میلی متر مورد استفاده قرار گرفت. نمونه برداری از هوا به منظور پایش ذرات در فاصله 41 سانتی متری که نماینده ناحیه تنفسی اپراتور جوش کار می باشد، انجام شد. سنجش تراکم عددی و جرمی فیوم ها در شرایطی صورت گرفت که ولتاژ 25 ولت و قطبیت الکترود به صورت جریان مستقیم الکترود مثبت یا dcepی(direct current electrode negative) بود.یافته ها: میزان تراکم عددی و جرمی کلی فیوم های جوش کاری در ناحیه تنفسی اپراتور جوش کار به ترتیب 1140451 ذره بر لیتر و μg/m^3 11/1631 است. بیش ترین تراکم عددی مربوط به ذرات در ردیف اندازه 35/0 تا 5/0 میکرومتر (nc1) با 938976 ذره بر لیتر و کم ترین آن مربوط به ذرات در ردیف اندازه 5 تا 5/6 میکرومتر (nc7) و ذرات بزرگ تر از 5/6 میکرومتر (nc8) به ترتیب با 288 و 463 ذره بر لیتر بود. هم چنین، بالاترین میزان تراکم جرمی مربوط به ذرات در ردیف اندازه 35/0 تا 5/0 میکرومتر (mc1) و ذرات بزرگ تر از 5/6 میکرومتر (mc8) به ترتیب با میزان 450 و μg/m^3 355 می باشد.نتیجه گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که بین تراکم عددی و جرمی به عنوان دو شاخص ارزیابی ذرات در محدوده سایزی تطابق وجود ندارد و با کوچک تر شدن سایز ذرات این عدم تطابق مشهودتر است. از آن جایی که ذرات کوچک تر به قسمت های تحتانی دستگاه تنفسی نفوذ می کنند و پتانسیل بالاتری برای اعمال اثرات نامطلوب بهداشتی را دارند، لزوم سنجش و ارزیابی ذرات در ردیف اندازه های مختلف و بخصوص کسر ریزتر ذرات احساس می شود. لذا تصور می شود صرفا در نظر گرفتن تراکم جرمی و عدم توجه به تراکم عددی در ارزیابی مواجهه با ذرات در محیط های کار صنعتی و به خصوص در فرآیند جوش کاری، ارزیابی صحیح و درستی از اثرات بهداشتی فیوم های جوش کاری به عنوان سم سیستمیک ارگان های بدن منعکس نخواهد کرد.

The comparative assessment of welders’ exposure to welding fumes based on mass and number concentration

Introduction: Nowadays, Shielded Metal Arc Welding (SMAW) is the most widely used arc welding. During the welding operation, typically, various harmful agents such as fumes, gases, heat, sound and ultraviolet radiation are produced of which fume is the most important component from the viewpoint of occupational health. The present study aims to compare the number and the mass concentration emitted in SMAW to determine the most appropriate index of exposure to fumes in the welding processes.Material and Method: In this study, the portable laser aerosol spectrometer and dust monitor of GRIMM, model 1.106, was used to measure the number and mass concentration of fumes emitted from SMAW on 304 stainless steel with a thickness of 0.4 mm. Air sampling was performed at a distance of 41 cm representing the welder’s breathing zone. The measurements of number concentration (NC) and mass concentration (MC) were taken under the condition of 25 volt voltage and direct current of the electrode polarity.Result: The total NC and MC of welding fumes in welder’s breathing zone was 1140451 particles per liter and 1631.11 micrograms per cubic meter, respectively. The highest number concentration was found to correspond to the particles with 0.35 to 0.5 micrometersized distribution (NC1; 938976 particles per liter) and the lowest was related to the particles with 5 to 6.5 micrometersized distribution (NC7; 288 particles per liter) and the particles larger than 6.5 micrometer (NC8; 463 particles per liter). Moreover, the highest mass concentration was related to the particles with 0.35 to 0.5 micrometersized distribution (MC1; 450 micrograms per cubic meter) and the particles larger than 6.5 micrometer (MC8; 355 micrograms per cubic meter).Conclusion: The findings indicated that there is no agreement between number and mass concentration as two particles assessment index, and as the particles’ size become smaller, the mismatch of them is becoming more apparent. Since the smaller particles penetrate into the lower respiratory tract and have higher potential for adverse health effects, it is necessary to measure and assess particles in various size distributions and especially the smaller fraction of particles. Therefore, it is thought that considering the mass concentration alone and not paying attention to number concentration in the assessment of exposure to particles in the industrial workplaces and specifically in welding stations will not be reflected valid assessment of adverse health effects of welding fumes as a systemic poison on body organs.