CS210329B1

CS210329B1 - An aqueous salt solution to reduce the activity of inorganic silicon-containing fibrogenic powders

Info

Publication number: CS210329B1
Application number: CS692278A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Skoda; Jaroslava Havrankova
Original assignee: Vaclav Skoda; Jaroslava Havrankova
Priority date: 1978-10-25
Filing date: 1978-10-25
Publication date: 1982-01-29

Abstract

Vodný roztok soli ke snižování aktivity anorganických fibrogenních prachů obsahujících sloučeniny křemíku, zejména křemen. Prachy tohoto druhu se vyskytují zejména v dolech a jiných prašných provozech a prostředích, kde narušují životní prostředí, protože ohrožují osoby v něm se pohybující, vyvolávají u nich postupem času patologické změny v plicní tkáni a vedou k vážnému onemocnění. Toto nebezpečí se podle vynálezu snižuje zmenšováním aktivity těchto prachů působením vodných roztoků podle vynálezu. Roztoky obsahují minerální vody původní, zředěné nebo zahuštěné, vodné roztoky solí vyrobených z minerálních vod, které obsahují navíc rozpustné železité soli minerálních nebo organických kyselin, o celkové koncentraci solí od 2,5 do 5 % hmotnostních (nebo vodné roztoky železítých solí minerálních nebo organických kyselin) tvořené zejména chloridem železitým, síranem železítým, síranem železitoamonným, síranem železitodraselným, citronanem nebo vínanem železitým o koncentraci 0,1 až 5 % hmotnostních, připravených ze zdravotně nezávadných vod. Roztoků se používá jednak k inhalaci pro pracovníky v prašných prostředích, například v dolech, nejlépe bezprostředně po výkonu práce, jednak je možné preventivně zneškodnit prach skrápěním, například za použití vodních rozprašovačů, které rozprašují vodné roztoky podle vynálezu.Aqueous salt solution for reducing the activity of inorganic fibrogenic dusts containing silicon compounds, especially quartz. Dusts of this type occur mainly in mines and other dusty operations and environments, where they disrupt the environment because they endanger the persons moving there, cause pathological changes in their lung tissue over time and lead to serious illness. This danger is reduced according to the invention by reducing the activity of these dusts by the action of aqueous solutions according to the invention. The solutions contain original, diluted or concentrated mineral waters, aqueous solutions of salts made from mineral waters, which additionally contain soluble ferric salts of mineral or organic acids, with a total salt concentration of 2.5 to 5% by weight (or aqueous solutions of ferric salts of mineral or organic acids) consisting mainly of ferric chloride, ferric sulfate, ferric ammonium sulfate, ferric potassium sulfate, ferric citrate or tartrate with a concentration of 0.1 to 5% by weight, prepared from health-safe waters. The solutions are used both for inhalation by workers in dusty environments, for example in mines, preferably immediately after work, and it is possible to prevent the dust from being neutralized by sprinkling, for example using water sprayers that spray the aqueous solutions according to the invention.

Description

Prachy tohoto druhu se vyskytují zejména v dolech a jiných prašných provozech a prostředích, kde narušují životní prostředí, protože ohrožují osoby v něm se pohybující, vyvolávají u nich postupem času patologické změny v plicní tkáni a vedou k vážnému onemocnění.Dusts of this type occur mainly in mines and other dusty operations and environments, where they disrupt the environment because they endanger people moving there, cause pathological changes in their lung tissue over time and lead to serious illness.

Toto nebezpečí se podle vynálezu snižuje zmenšováním aktivity těchto prachů působením vodných roztoků podle vynálezu. Roztoky obsahují minerální vody původní, zředěné nebo zahuštěné, vodné roztoky solí vyrobených z minerálních vod, které obsahují navíc rozpustné železité soli minerálních nebo organických kyselin, o celkové koncentraci solí od 2,5 do 5 % hmotnostních (nebo vodné roztoky železítých solí minerálních nebo organických kyselin) tvořené zejména chloridem železitým, síranem železí tým, síranem železitoamonným, síranem železitodraselným, citronanem nebo vínanem železitým o koncentraci 0,1 až 5 % hmotnostních, připravených ze zdravotně nezávadných vod. Roztoků se používá jednak k inhalaci pro pracovníky v prašných prostředích, například v dolech, nejlépe bezprostředně po výkonu práce, jednak je možné preventivně zneškodnit prach skrápěním, například za použití vodních rozprašovačů, které rozprašují vodné roztoky podle vynálezu.This danger is reduced according to the invention by reducing the activity of these dusts by the action of aqueous solutions according to the invention. The solutions include mineral waters, original, diluted or concentrated, aqueous solutions of salts made from mineral waters, which additionally contain soluble ferric salts of mineral or organic acids, with a total salt concentration of 2.5 to 5% by weight (or aqueous solutions of ferric salts of mineral or organic acids) consisting mainly of ferric chloride, ferric sulfate, ferric ammonium sulfate, ferric potassium sulfate, ferric citrate or tartrate with a concentration of 0.1 to 5% by weight, prepared from healthy waters. The solutions are used both for inhalation by workers in dusty environments, for example in mines, preferably immediately after work, and it is possible to prevent the dust from being neutralized by sprinkling, for example using water sprayers that spray the aqueous solutions according to the invention.

2X0329.2X0329.

Vynález se týká vodných roztoků solí ke snižování aktivity anorganických fibrogennich prachů obsahujících sloučeniny křemíku, zejména křemen, zvláště v prašných provozech.The invention relates to aqueous salt solutions for reducing the activity of inorganic fibrogenic dusts containing silicon compounds, in particular quartz, especially in dusty operations.

Při dobývání a zpracování nerostných surovin zejména v dolech nebo jiných prašných provozech vzniká u pracovníků po delší době nebezpečí vývinu pneumokoniozy, to je zaprášení plic, a to i v případě, že jsou používány všechny dostupné metody protiprašné prevence a individuální ochrany dýchadel. 0 závažnosti rizika práce v prašném prostředí svědčí to, že asi třetina všech onemocnění z povolání je v celosvětovém měřítku vyvolána vdechováním netoxických fibrogennich prachů. Z celkového množství vdechnutého prachu se v plících zadrží 2 až 4 % hmotnostní, která vyvolávají v plicní tkáni patologické změny zhoršující funk ci plic.When extracting and processing minerals, especially in mines or other dusty operations, workers are at risk of developing pneumoconiosis, i.e. dusting of the lungs, after a long period of time, even if all available methods of dust prevention and individual respiratory protection are used. The seriousness of the risk of working in a dusty environment is evidenced by the fact that about a third of all occupational diseases worldwide are caused by the inhalation of non-toxic fibrogenic dusts. Of the total amount of dust inhaled, 2 to 4% by weight is retained in the lungs, which cause pathological changes in the lung tissue, worsening lung function.

Předčasný odchod pracovníka z výrobního procesu představuje velké ztráty, protože náklady na léčení následků pneumokoniozy a škody způsobené společnosti při vzniku jednoho případu odškodnitelné formy pneumokoniozy představují značnou částku. Pneumokoniózu není možno léčit současnými léky. Polyvinylpyridin-N-oxyd nelze u člověka pro potlačování fibrogenních vlastností prachů použít, protože tato velmi účinná látka se deponuje ve všech lidských tkáních a není biologicky odbouratelná.The premature departure of a worker from the production process represents a great loss, because the costs of treating the consequences of pneumoconiosis and the damage caused to society in the event of a single case of compensable pneumoconiosis represent a considerable amount. Pneumoconiosis cannot be treated with current drugs. Polyvinylpyridine-N-oxide cannot be used in humans to suppress the fibrogenic properties of dusts, because this very effective substance is deposited in all human tissues and is not biodegradable.

Uvedené nevýhody odstraňuje vodný roztok solí ke snižování aktivity anorganických fibrogennich prachů, obsahujících sloučeniny křemíku podle vynálezu, jehož podstatou je, že obsahuje minerální vody původní, zředěné nebo zahuštěné, vodné roztoky solí vyrobených z minerálních vod o celkové koncentraci solí 2,5 až 5 Ϊ hmotnostních obsahující navíc rozpustné železité soli minerálních nebo organických kyselin nebo vodné roztoky železitých solí minerálních nebo organických kyselin tvořené například chloridem železitým, síranem železitým, síranem železitodraselným, síranem železitoamonným, citronanem nebo vínanem železitým o koncentraci 0,1 až 5 í hmotnostních, přičemž se roztoky kombinuji alespoň ze dvou složek v libovolném poměru,pokud spolu vzájemně nereagují.The above disadvantages are eliminated by an aqueous solution of salts for reducing the activity of inorganic fibrogenic dusts containing silicon compounds according to the invention, the essence of which is that it contains original, diluted or concentrated mineral waters, aqueous solutions of salts made from mineral waters with a total salt concentration of 2.5 to 5% by weight, additionally containing soluble ferric salts of mineral or organic acids or aqueous solutions of ferric salts of mineral or organic acids formed, for example, by ferric chloride, ferric sulfate, ferric potassium sulfate, ferric ammonium sulfate, ferric citrate or ferric tartrate with a concentration of 0.1 to 5% by weight, whereby the solutions are combined from at least two components in any ratio, provided that they do not react with each other.

Pokud minerální vody splňuji předepsanou salinitu uvedenou dříve a některé další podmínky, které budou uvedeny v dalším textu, mohou být pro navrhovaný účel použity, i když jejich dosavadní aplikace je z oblasti léčeni nebo prevence chorob horních a dolních cest dýchacích, pohybového aparátu, zažívacího ústrojí, nebo pokud jsou používány jako vody stol ní. Dalším nezbytným předpokladem je jejich hygienická nezávadnost stanovená přísnými bakte riologickými zkouškami a chemickými rozbory.If mineral waters meet the prescribed salinity specified earlier and some other conditions that will be listed in the following text, they can be used for the proposed purpose, even if their current application is in the field of treatment or prevention of diseases of the upper and lower respiratory tract, musculoskeletal system, digestive system, or if they are used as table water. Another necessary prerequisite is their hygienic safety determined by strict bacteriological tests and chemical analyses.

Při minimálním obsahu solí 2,5 % hmotnostních musí minerální voda obsahovat alespoň 200 mg vápníku, 20 mg hořčíku a nejvýše 10 mg síranových iontů v jednom litru, nesmí obsahovat sirovodík ani kysličník siřičitý, přičemž obsah dusitanových a dusičnanových aniontů a dalších škodlivých látek odpovídá předpisům pro pitné vody. Pokud by měly být ke snižování aktivity anorganických prachů použity dosud neschválené minerální vody, musí být provedeno jejich hodnocení podle platných hygienických předpisů.With a minimum salt content of 2.5% by weight, the mineral water must contain at least 200 mg of calcium, 20 mg of magnesium and a maximum of 10 mg of sulphate ions per litre, it must not contain hydrogen sulphide or sulphur dioxide, and the content of nitrite and nitrate anions and other harmful substances must comply with the regulations for drinking water. If mineral waters not yet approved are to be used to reduce the activity of inorganic dusts, they must be evaluated in accordance with the applicable hygiene regulations.

Mechanismus působení vodných roztoků podle vynálezu spočívá podle nových poznatků pravděpodobně v tom, že při rozpojování krystalické mříže vznikají volné valence v povrchu prachových částic a tyto reagují s cizími kationty za tvorby stálejších sloučenin. Zvláště stálé sloučeniny vznikají v povrchu prachových částic při působení dvoj- a trojmocných iontů obsažených v navržených roztocích, přičemž vzniklé sloučeniny jsou nejen stabilní, ale, což je důležité, nejsou fibrogenní. Pevná vazba silanových a siloxanových skupin v povrchových vrstvách minerálních a zejména křemenných prachů s Selezitými, ale také vápenatými, manganatými a dalšími ionty, byla při studiu těchto vrstev potvrzena.The mechanism of action of the aqueous solutions according to the invention, according to new findings, probably lies in the fact that when the crystal lattice is broken, free valences are formed on the surface of the dust particles and these react with foreign cations to form more stable compounds. Particularly stable compounds are formed on the surface of the dust particles under the action of divalent and trivalent ions contained in the proposed solutions, while the resulting compounds are not only stable, but, importantly, are not fibrogenic. The strong bond of silane and siloxane groups in the surface layers of mineral and especially quartz dusts with Selenium, but also calcium, manganese and other ions, was confirmed during the study of these layers.

Vodné roztoky podle vynálezu lze použít například v dolech při vrtání s výplachem, pro postřik odstřelené horniny před nakládáním a při něm, případně jako rozmlženého roztoku při zneškodňování polétavého prachu a prachu usazeného. Provádí se to například ve formě kapalného aerosolu, rozprašovaného v blízkosti prašných zdrojů.The aqueous solutions according to the invention can be used, for example, in mines during drilling with flushing, for spraying blasted rock before and during loading, or as a mist solution for neutralizing airborne dust and settled dust. This is done, for example, in the form of a liquid aerosol, sprayed near dust sources.

Působení navrhovaných vodných roztoků na prachové částice může však proběhnout také během jejich postupu dýchacím traktem nebo dokonce i u prachu již usazeného v plících, jak bylo prokázáno pokusem na zvířatech. Jako ukazatele změn aktivity prachu v plicích krys byly použity biologické hodnoty - vlhká váha plic, hydroxyprolin a celkové lipidy.However, the action of the proposed aqueous solutions on dust particles can also occur during their passage through the respiratory tract or even on dust already deposited in the lungs, as demonstrated in an animal experiment. Biological values - wet lung weight, hydroxyproline and total lipids - were used as indicators of changes in dust activity in the lungs of rats.

Po jednoměsíčním a tříměsíčním snižování aktivity křemene v plících zvířat zaprášených inhalačně křemenným·prachem, byly nalezeny tyto hodnoty sledovaných parametrů uvedených ja-After one and three months of reducing the activity of quartz in the lungs of animals dusted with inhaled quartz dust, the following values of the monitored parameters were found:

ko procentuální co percentage zvýšení increase vzhledem k due to nezaprášeným dust-free kontrolním control zvířatům. to animals. po after jednom měsíci one month po třech měsících after three months hmot. mass lipidy lipids hydroxy- hydroxy- hmot. mass lipidy lipids hydroxy- hydroxy- plic lungs prolin proline plic lungs prolin proline kontroly checks 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 zaprášená skupina dusty group 310 310 1 133 1,133 164 164 663 663 2 599 2,599 280 280 minerální mineral voda+FeCl-j water+FeCl-j 180 180 311 311 128 128 191 191 335 335 142 142 roztok PeCl^ PeCl^ solution 145 145 152 152 112 112 171 171 180 180 130 130

Obdobné výsledky byly získány i v případě, že pokusným zvířatům byla do plic vpravena suspenze křemenného prachu smočeného 2% roztokem chloridu železitého.Similar results were obtained when a suspension of quartz dust moistened with a 2% ferric chloride solution was introduced into the lungs of experimental animals.

I když výsledky pokusu na zvířatech nelze jednoznačně převést na člověka, jsou výsledky snížení aktivity křemene natolik významné, že je možno s určitou obdobou počítat všeobecně. Příznivé účinky na fibroprodukci vykazují i čisté minerální vody (za předpokladu splnění uvedených podmínek) vyšší účinek se projevuje v kombinaci se sloučeninami trojmocného železa.Although the results of the animal experiment cannot be clearly transferred to humans, the results of the reduction in quartz activity are so significant that it is possible to expect a certain similarity in general. Pure mineral waters also show beneficial effects on fibroproduction (provided the above conditions are met), a higher effect is manifested in combination with trivalent iron compounds.

V dále uvedených příkladech bude blíže objasněno složení vodných roztoků podle vynálezu a případně způsob jejich aplikace.The following examples will explain in more detail the composition of the aqueous solutions according to the invention and, where applicable, the method of their application.

PřikladlExample

K inhalaci je možno použít minerální vody v kombinaci s roztokem solí trojmocného železa, a to: například lze smíchat důlní vodu typ Doubrava s 2 % hmotnostními vínanu železitého, nebo dva díly 2% roztoku darkovské soli s 1 dílem 1% roztoku chloridu železitého.For inhalation, mineral waters can be used in combination with a solution of ferric salts, namely: for example, Doubrava type mine water can be mixed with 2% by weight of ferric tartrate, or two parts of a 2% solution of Darkovský salt with 1 part of a 1% solution of ferric chloride.

Příklad 2Example 2

Vodný roztok solí vhodný pro snížení aktivity prachu obsahujícího křemen přímo v dolech vznikne rozpuštěním 2 % limo tnos tni ch chloridu železitého a 1 % hmotnostního síranu železí todraselného v užitkové vodě. Připraveným roztokem se desaktivuje například prach vzni kající při práci v dolech pomocí vodního rozprašovače.An aqueous salt solution suitable for reducing the activity of dust containing quartz directly in mines is prepared by dissolving 2% by weight of ferric chloride and 1% by weight of ferric potassium sulfate in service water. The prepared solution is used to deactivate, for example, dust generated during work in mines using a water sprayer.

Příklad 1 uvádí roztoky použitelné při inhalaci, to je roztoky, které mají léčivý charakter. Protože jejich složkou jsou minerální vody běžně používané v léčebné praxi při léčení chorob cévních, zažívacích, nebo při léčení ústrojí dýchacího a pohybového, jsou tyto roztoky z hlediska hygienického nezávadné. Pro všechny minerální vody používané ve zdravotnictví nebo domácnostech existují hygienickými stanicemi vydávané atesty, jimiž se zaručuje jejich nezávadnost na základě provedených předepsaných rozborů. Tato skutečnost není u příkladu uvedena.Example 1 shows solutions that can be used for inhalation, that is, solutions that have a medicinal character. Since their components are mineral waters commonly used in medical practice in the treatment of vascular, digestive, or respiratory and musculoskeletal diseases, these solutions are harmless from a hygienic point of view. For all mineral waters used in healthcare or households, there are certificates issued by hygiene stations, which guarantee their harmlessness on the basis of the prescribed analyses performed. This fact is not mentioned in the example.

2)03292)0329

Pro důkaz účinku vodných roztoků podle vynálezu slouží tabelární přehled analogický s přehledem v předcházející tabulce pro směsi uvedené v příkladu 1 a 2 a pro minerální vody bez přísady sloučenin železa.To demonstrate the effect of the aqueous solutions according to the invention, a tabular overview analogous to the overview in the previous table is used for the mixtures given in Examples 1 and 2 and for mineral waters without the addition of iron compounds.

Výsledky potvrzuji vyšší účinek na snižování aktivity křemenných prachů za přítomnosti sloučenin trojmocného železa a vznik nerozpustných sloučenin na povrchu prachových částic při jejich ponoření do roztoku železítých solí. Výsledky testů na zvířatech byly získány po tříměsní čním působení křemenného prachu podaného inhalačné. Hodnoty jednotlivých sledovaných parametrů jsou vyjádřeny jako zvýšení proti nezaprášené kontrolní skupině.The results confirm a higher activity-reducing effect of quartz dusts in the presence of ferric iron compounds and the formation of insoluble compounds on the surface of dust particles when immersed in a solution of ferric salts. The results of animal tests were obtained after three months of inhalation exposure to quartz dust. The values of the individual monitored parameters are expressed as an increase compared to the non-dusted control group.

Výsledky testů na pokusných zvířatech po třech měsícíchResults of animal tests after three months

příklad č. example no. pokusná skupina experimental group hmot. plic mass of lungs lipidy lipids hydroxy- prolin hydroxy- proline - - kontrolní nezaprášená control dust-free 100 100 100 100 100 100 - - zaprášená neléčená dusty untreated 663 663 2 599 2,599 280 280 po aplikaci darkovských pramenů Jan I, Helena a Vilemína v poměru 1:1:1 after application of Darkovských springs Jan I, Helena and Vilemína in a ratio of 1:1:1 201 201 286 286 148 148 - - po aplikaci 3% roztoku darkovských solí after application of 3% solution of Darkov salts 280 280 400 400 155 155 1 1 po aplikaci 2% roztoku darkovské soli a 1% roztoku PeCl^ v poměru 2:1 after application of 2% solution of Darkov salt and 1% solution of PeCl^ in a ratio of 2:1 205 205 195 195 138 138 1 1 po apliaci důlní vody Doubrava a 2% roztoku vínanu železitého v poměru 1 :1 after application of Doubrava mine water and 2% ferric tartrate solution in a ratio of 1:1 194 194 220 220 157 157 2 2 po aplikaci suspenze křemenného prachu skropeného 2% roztokem FeCl- a síranu železitého ^J after application of a suspension of quartz dust sprinkled with a 2% solution of FeCl- and ferric sulfate ^J 210 210 260 260 150 150 Inhalace minerálních vod je na některých dolech používána jako Inhalation of mineral waters is used in some mines as metoda pro method for odstraněni vlivu removal of influence mechanického mechanical působeni prachových částic na effect of dust particles on výstelku dolních cest dýchacích the lining of the lower respiratory tract i. Podle provede- i. According to the implementation- ných měření measurements přispívá pravidelná inhalace ke regular inhalation contributes to zlepšení dechových parametrů. improvement of respiratory parameters. Za použití vod- Using water-

ných roztoků ke snižování aktivity minerálních prachů podle vynálezu by kromě uvedených příznivých účinků mohlo dojít i ke snížení počtu onemocnění horníků ze zaprášení plic.The use of solutions for reducing the activity of mineral dusts according to the invention, in addition to the above beneficial effects, could also reduce the number of miners' diseases caused by dust inhalation.

Pro použití vodných roztoků podle vynálezu mohou být prakticky ve všech prašných provozech vytvořeny vhodné podmínky. Místo vody nebo roztoků smáčedel lze snadno zavést používání vodných roztoků podle vynálezu u všech mokrých protiprašných metod používajících kapalné aerosoly v zařízeních,jako jsou vodní rozprašovače, generátory kapalných aerosolů a podobně.Suitable conditions can be created for the use of aqueous solutions according to the invention in practically all dusty operations. Instead of water or wetting agent solutions, the use of aqueous solutions according to the invention can be easily introduced in all wet dust control methods using liquid aerosols in devices such as water sprayers, liquid aerosol generators and the like.

Složky vodných roztoků ke snižování aktivity anorganických prachů podle vynálezu jsou doposud používány ke zcela odlišným účelům. Minerální vody jsou běžně v lékařské praxi používány, jak již bylo řečeno, při léčení bronchitid, zažívacích potíží, poruch metabolismus a pohybového ústrojí, kdežto železí té soli rozpustné ve vodě jsou látkami používanými v chemii, z nichž chlorid železitý je používán jako mořidlo a kondenzační činidlo.The components of aqueous solutions for reducing the activity of inorganic dusts according to the invention have so far been used for completely different purposes. Mineral waters are commonly used in medical practice, as already mentioned, in the treatment of bronchitis, digestive problems, metabolic disorders and musculoskeletal disorders, while water-soluble iron salts are substances used in chemistry, of which ferric chloride is used as a mordant and condensing agent.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Aqueous salt solutions for reducing the activity of inorganic fibrogenic powders containing silicon compounds, in particular quartz, characterized in that they contain mineral waters of the original, dilute or concentrated, aqueous solutions of salts made from mineral waters which additionally contain soluble ferric salts of mineral or organic acids , with a total salt concentration of from 2.5 to 5% by weight or aqueous solutions of ferric salts of mineral or organic acids consisting mainly of ferric chloride, ferric sulphate, ferric ammonium sulphate, ferric potassium sulphate, citrate or ferric tartrate at a concentration of 0,1 to 5% by weight.

2. Aqueous solution according to claim 1, characterized in that it contains mineral or other types of water with a salt content of at least 2.5% by weight, containing at least 200 mg of calcium, 20 mg of magnesium and not more than 10 mg of sulphate ions for inhalation purposes. in a liter of solution containing neither hydrogen sulphide nor sulfur dioxide, the content of nitrite and nitrate anions and other harmful substances complying with the regulations for drinking water and with a content of salts of organic and inorganic acids and trivalent iron of 0.1 to 5% by weight.

Severography. n. p., plant 7, Most