التقييم الفيزيائي والكيميائي لتكسير غبار الرمال

التكسير الهيدروليكي:

أثناء التكسير الهيدروليكي، يُضخ السائل تحت ضغط مرتفع إلى حفرة البئر؛ لتكوين شقوق في الصخر لتسهيل إزالة الغاز، يحتوي سائل التكسير على عدد كبير من المكونات، بما في ذلك الماء والعوامل الكيميائية والرمل، ينتج عن معالجة الرمال في موقع البئر غبار قابل للتنفس يتعرض له العمال.

تم نشر سلسلة من تسعة أوراق بحثية مؤخراً كعدد خاص في علم السموم وعلم الأدوية التطبيقي؛ للمساعدة في فهم الخصائص الفيزيائية والكيميائية لـ (FSDs) بشكل أفضل ومقارنة التأثيرات البيولوجية لـ (FSDs) بالسليكا البلورية النقية في النموذج الحيواني، تم جمع عينات الغبار الرملي التكسير من مجموعة متنوعة من مواقع الحفر، في حين أن هذه الأوراق عبارة عن مجموعة شاملة من الأعمال التي تساعد في تحديد سمية (FSD)، إلا أنها دراسات أولية على الحيوانات ولا تزال هناك فجوات في البحث تتطلب مزيداً من الدراسات.

خلفية علمية:

حالياً، لا يوجد سجل للمساعدة في تحديد ما إذا كان مرض الرئة يحدث للعمال في مواقع التنقيب عن الغاز والنفط؛ بسبب استنشاق (FSD)، أيضاً من غير المعروف حالياً ما إذا كان استنشاق (FSD) مرتبطاً بالأعراض السريرية للأمراض التي تسببها السليكا البلورية.

ومع ذلك، وفي العديد من أنواع أماكن العمل فإنه من المعروف أن استنشاق غبار السليكا البلوري، والذي تحتوي أيضاً على (FSD)، يُسبب السحار السيليسي وأمراض الكلى وأمراض المناعة الذاتية وسرطان الرئة وزيادة التعرض لمرض السل، ففي عام 2013 أشارت عينات منطقة التنفس الشخصية من الغبار التي تم جمعها في الآبار في ست مناطق جغرافية، إلى أن التعرض للسليكا البلورية القابلة للتنفس تجاوز حدود التعرض الكامل للنوبات التي حددتها إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA)، والتي أوصى بها المعهد الوطني للسلامة المهنية للصحة (NIOSH)، والمؤتمر الأمريكي لخبراء الصحة الصناعية الحكوميين.

هناك قلق من أن التكسير الهيدروليكي قد يؤدي إلى ظهور مجموعة جديدة من العمال الذين يصابون بالسحار السيليسي، بالإضافة إلى ذلك، هناك أيضاً مخاوف بشأن المخاطر التي يتعرض لها العمال المرتبطة بالتعدين ومعالجة الرمال للتكسير، نظراً لأن التعرض في مكان العمل لـ (FSD)، الذي يحتوي على السليكا البلورية قد تجاوز حدود التعرض للسليكا البلورية القابلة للتنفس المذكورة أعلاه التي حددتها (OSHA)، ودراسات لفهم خصائص (FSD) بشكل أفضل، وتأثيرها المحتمل على وظائف الأعضاء ومقارنة آثارها كانت هناك حاجة إلى (FSDs) للسليكا البلورية النقية.

دراسة شاملة:

نظراً لوجود القليل من المعلومات حول السمية المحتملة لـ (FSD)، فقد صمم باحثو (NIOSH) دراسة شاملة لتحديد المخاطر باستخدام دراسة نموذجية لحيوانات الفئران؛ للتحقيق في الآثار الضارة المبكرة للعديد من أضرار الـ (FSDs) على وظائف الأعضاء، (بالنظر إلى الجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية والجهاز المناعي والكلى والدماغ)، مقارنةً بـ (MIN-U-SIL® 5)، كما يعتبر غبار (α-quartz) قابل للتنفس (سليكا بلورية)، حيث تم استخدامه كمرجع.

كما تم إدخال تسعة عينات لـ (FSDs)، مأخوذة من مواقع حفر مختلفة في القصبات الهوائية للجرذان، وتم إعطاء (FSD 8) للفئران عن طريق الاستنشاق باستخدام نظام التعرض الخاص، بعدها تم فحص (FSD 8) بشكل أكثر شمولاً في أجزاء أخرى من الجسم، بما في ذلك الجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية والجهاز المناعي والدماغ والكلى.

النتائج الرئيسية:

بعد إجراء اختبار قصير المدى على الفئران، كان هناك نتيجتان رئيسيتان:

• تسعة عينات من الـ (FSDs) من مواقع جغرافية مختلفة لها تأثير أكثر اعتدالًا على الرئتين مقارنة بالسليكا البلورية، في نقاط وقت ما بعد التعرض التي تم فحصها بعد إدارة الغبار داخل الرغامي للفئران، بالمقارنة مع السليكا المتبلورة، حيث تحتوي (FSDs) التي تمت دراستها على السليكا البلورية والمعادن بكميات متفاوتة اعتماداً  على المصدر الجغرافي، يُفترض حالياً أن هذه المعادن تخفف الاستجابة البيولوجية لـ (FSDs).

• كانت سمية إحدى العينات، المستنشقة (FSD 8)، أكبر بشكل عام في جهاز القلب والأوعية الدموية والجهاز المناعي والكلى والدماغ مقارنة بالرئتين، كما كان هذا اكتشافاً غير متوقع، حيث يُعتقد أن التأثيرات النموذجية لغبار السليكا البلوري المستنشق تسبب في المقام الأول أمراض الرئة مثل السحار السيليسي والسرطان.

هذه النتائج لا تلغي أو تحل محل المعايير الحالية الموصى بها لحماية صحة وسلامة العمال المعرضين لغبار السليكا البلوري، فقد كانت هذه التجارب عبارة عن تعرضات قصيرة الأجل لتحديد المخاطر، وقد تكشف حالات التعرض الأطول عن أوجه تشابه أكبر مع التأثيرات السمية للسليكا البلورية.

من المهم أن يستمر اتخاذ الاحتياطات في مواقع العمل عندما يتعلق الأمر بحدود التعرض المسموح بها (PELs)، وحدود التعرض الموصى بها (RELs) للسليكا البلورية، كما لا يمكن الاستنتاج من هذه الدراسات أن استنشاق (FSD) يبقى بدون مخاطر، الا أنه قد يؤدي التعرض المتكرر للعمال للغبار في النهاية إلى ظهور الأمراض المعروفة التي يسببها استنشاق السليكا البلورية.

كانت هذه الدراسة الأولى من ثلاثة أجزاء من التحقيق (NIOSH) لفحص الاستجابة السمية لمجموعة من استنشاق (FSD) وعادم الديزل.