Titel des Artikels Bezpieczne oddychanie także w warunkach skrajnie wysokiego stężenia H2S Sprawdzony współczynnik ochrony przekraczający minimalne wymagania określone normami dotyczącymi dopuszczenia urządzeń oddechowych sprawia, że niezależne aparaty oddechowe mogą być bezpiecznie używane przy skrajnie wysokich stężeniach H2S. Drägerwerk AG & Co. KGaA 1
BEZPIECZNE ODDYCHANIE TAKŻE W WARUNKACH SKRAJNIE WYSOKIEGO STĘŻENIA H2S Praca na polach naftowych obfitujących w kwaśne gazy, np. w Meksyku, Ameryce Północnej i Południowej 1 oraz na Bliskim Wschodzie (Arabia Saudyjska, Dubaj itp.) stwarza wyjątkowo duże zagrożenia dla pracowników i może skutkować poważnym uszczerbkiem na zdrowiu lub nawet śmiercią w wyniku uduszenia. Ropa występująca w tamtejszych bogatych w siarkę szybach naftowych, które z tego względu nazywane są kwaśnymi, zawiera bardzo wysokie stężenia siarkowodoru (H 2 S), który może spowodować skażenie powietrza otoczenia wynoszące 450.000 ppm, a w przypadku określonych zdarzeń lub wypadków są to jeszcze wyższe wartości. H 2 S może doprowadzić do nagłej śmierci już przy stężeniu na poziomie 1.000 ppm we wdychanym powietrzu. GRANICE MINIMALIZACJI RYZYKA W trakcie oceny ryzyka należy wyczerpać wszelkie możliwości w zakresie zastąpienia oraz wszystkie środki techniczne i organizacyjne służące ograniczeniu ryzyka. Jeśli jednak, pomimo wszelkich starań, nie uda się ograniczyć zagrożeń do rozsądnego minimum, wówczas należy zapewnić pracownikom odpowiednie środki ochrony indywidualnej (do ochrony dróg oddechowych). Aby zapewnić pracownikom pól naftowych właściwą ochronę na wypadek wystąpienia skrajnie wysokiego stężenia H2S, konieczne jest udostępnienie im niezależnych aparatów oddechowych o odpowiednio wysokim współczynniku ochrony. Organizacje zajmujące się BHP, takie jak NIOSH, OSHA i CEN2, publikują normy dotyczące urządzeń ochrony oddechowej, określające minimalne wymagania w formie współczynników ochrony. Nie istnieją jednakże normy bezpieczeństwa, które ściśle dotyczyłyby ekstremalnych sytuacji, takich jak praca na polach naftowych obfitujących w kwaśne gazy. W takich przypadkach firmy muszą przeprowadzać analizy na własną rękę, uwzględniając oczekiwane poziomy maksymalne, aby dobrać właściwe urządzenia oddechowe. Wymaganiem minimalnym są tutaj obowiązujące regionalne wartości graniczne narażenia zawodowego (zob. tabela: Regionalne graniczne wartości narażenia zawodowego dla H2S). Współczynnik ochrony jako istotne kryterium doboru właściwego urządzenia oddechowego W procesie dokonywania wyboru urządzeń oddechowych, przydatnym narzędziem jest wyznaczony współczynnik ochrony (APF) dla konkretnego typu urządzeń. Współczynnik ochrony określa stosunek stężenia zanieczyszczenia / substancji niebezpiecznej w otaczającej atmosferze do poziomu skażenia 1 http://www.petroleum.co.uk/sweet-vs-sour; data dostępu: 02.04.2015 r. 2 NIOSH Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy Stanów Zjednoczonych Ameryki, OSHA Agencja Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy, CEN Europejski Komitet Normalizacyjny Drägerwerk AG & Co. KGaA 2
REGIONALNE GRANICZNE WARTOŚCI NARAŻENIA ZAWODOWEGO DLA H 2 S Organ/państwo Opis Średnia ważona w czasie (TWA) Najwyższe dopuszczalne stężenie chwilowe (STEL) NIOSH REL 10 ppm TWA 15 ppm STEL OSHA PEL 20 ppm najwyższe stężenie 50 ppm przez 10 min ACGIH TLV 10 ppm TWA 15 ppm STEL Wielka Brytania WEL 5 ppm TWA 10 ppm STEL Kanada OEL 10 ppm TWA 15 ppm Australia OEL 10 ppm TWA 15 ppm STEL Niemcy BGR 5 ppm Republika Południowej Afryki 10 ppm TWA 15 ppm STEL Brazylia OEL 8 ppm (maks. 48 godz./tydz.) REL: zalecana wartość graniczna narażenia to poziom, który w opinii NIOSH jest bezpieczny i zdrowy dla pracownika w całym okresie jego aktywności zawodowej STEL: najwyższe dopuszczalne stężenie chwilowe to dopuszczalne średnie narażenie w krótkim okresie wynoszącym zazwyczaj 15 minut TWA: średnia ważona w czasie to średnie narażenie w konkretnym okresie, standardowo trwającym od ośmiu do dziesięciu godzin, w zależności od krajowych przepisów TLV: za najwyższe dopuszczalne stężenie uznaje się poziom, na który pracownik może być narażony codziennie przez cały okres życia zawodowego bez negatywnych skutków zdrowotnych WEL: wartość graniczna narażenia w miejscu pracy to obowiązująca w Wielkiej Brytanii górna granica dopuszczalnego stężenia niebezpiecznej substancji w miejscu pracy, określana dla konkretnej substancji lub klasy substancji OEL: wartość graniczna narażenia zawodowego to obowiązująca w Australii górna granica dopuszczalnego stężenia niebezpiecznej substancji w miejscu pracy, określana dla konkretnej substancji lub klasy substancji AGW: wartość graniczna narażenia w miejscu pracy to obowiązująca w Niemczech górna granica dopuszczalnego stężenia niebezpiecznej substancji w miejscu pracy, określana dla konkretnej substancji lub klasy substancji PEL: dopuszczalna wartość graniczna narażenia to obowiązująca w Stanach Zjednoczonych granica prawna narażenia pracownika na działanie substancji chemicznej lub czynnika fizycznego występującego w części twarzowej urządzenia oddechowego w trakcie jego użytkowania. Im wyższy współczynnik ochrony, tym mniej niebezpiecznych substancji dociera do dróg oddechowych użytkownika urządzenia. Wymagany współczynnik ochrony dla danego urządzenia oddechowego określono w stosownej normie dotyczącej dopuszczenia. Na przykład, w przypadku niezależnych aparatów oddechowych i masek pełnotwarzowych wymagany jest APF wynoszący 2.000; jeśli chodzi o urządzenia nadciśnieniowe, do uzyskania certyfikacji na podstawie np. normy DIN EN 137 niezbędny jest APF na poziomie 10.000. Na całym świecie do zastosowań praktycznych wykorzystywane są dwa systemy współczynników ochrony: wyznaczony współczynnik ochrony (APF) zgodny z normami europejskimi (EN) oraz APF spełniający wymagania wytycznych amerykańskich (OSHA). Wersja europejska opisuje realistyczny poziom ochrony osiągany lub przekraczany przez 95% użytkowników. Amerykański APF dotyczy z kolei poziomu ochrony osiąganego przez urządzenie oddechowe danej kategorii bez uwzględniania antropometrii (różnych kształtów głowy i twarzy). W obu systemach APF określa się na podstawie badania tzw. całkowitego przecieku wewnętrznego. 3 ATEX europejska dyrektywa w sprawie urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem, http:// ec.europa.eu/enterprise/sectors/mechanical/documentslegislation/atex/;http:// eur-lex.europa.eu/legal-content/en/txt/ PDF/?uri=OJ:JOL_2014_096_R_0 309_01&from=EN; data dostępu: 02.04.2015 r. 4 Większość urządzeń oddechowych Dräger posiada dopuszczenie ATEX dla strefy 0. 5 Ang. SCBA self-contained breathing apparatus UWAGA: W skrajnych warunkach, począwszy od stężenia H 2 S wynoszącego 40.000 ppm, może dojść do wybuchu. Z tego względu urządzenia oddechowe muszą być dopuszczone do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Spełnienie przez urządzenie tego wymogu potwierdzane jest klasyfikacją ATEX 3,4. Badanie całkowitego przecieku wewnętrznego W przypadku badania całkowitego przecieku wewnętrznego zgodnie z normami EN 136 (maski pełnotwarzowe) i EN 137 (niezależne aparaty oddechowe SCBA 5 ), kilka osób zakłada urządzenia oddechowe poddawane badaniu w celu uzyskania certyfikacji. Osoby biorące udział w badaniu znajdują się w komorze wypełnionej sześciofluorkiem siarki (SF 6) o określonym stężeniu. Także w tym przypadku wyniki pomiarów Drägerwerk AG & Co. KGaA 3
określają stosunek zanieczyszczenia zewnętrznej i wewnętrznej strony maski oddechowej przez substancję niebezpieczną. Minimalny wymóg określony normą, jeśli chodzi o całkowitą wartość przecieku dla urządzenia tej klasy, wynosi <0,05%. Maska oddechowa wykazująca wartość całkowitego przecieku 0,05% zgodnie z normą EN 136 gwarantuje uzyskanie APF wynoszącego 2.000: 100% / 0,05% (całkowity przeciek wewnętrzny) = 2.000 (APF). Wartość tę można znacząco podnieść przez wykorzystanie nadciśnieniowego automatu płucnego. Wynika to z faktu, iż wytworzenie nadciśnienia w masce powoduje zdecydowane obniżenie wartości przecieku. W ten sposób urządzenie oddechowe może osiągnąć APF wynoszący nawet 10.000. Procedury badawcze realizowane w realistycznych warunkach Oba współczynniki ochrony (europejski i amerykański APF) oparte są na ogólnych założeniach wyprowadzonych odpowiednio z normy i wytycznych. Posłużyły one do opracowania podstawowych scenariuszy symulacji do celów zbadania szczelności. Jednakże podczas przygotowania procedur badawczych dla współczynników APF nie uwzględniono skrajnie trudnych warunków panujących w miejscu pracy, takich jak te występujące w przemyśle naftowym i gazowniczym. W tym przypadku należy przeprowadzić indywidualne badania, aby zapewnić osobom narażonym na niebezpieczeństwo odpowiednią ochronę. Do tego służą procedury badawcze odnoszące się do warunków otoczenia charakterystycznych dla danego miejsca pracy. Procedury noszą nazwę badań wskaźnika ochrony w miejscu pracy (WPF) i wskaźnika ochrony w symulowanym miejscu pracy (SWPF). W tym przypadku pomiary są prowadzone w trakcie faktycznego wykonywania czynności i narażenia na działanie prawdziwych substancji niebezpiecznych znajdujących się w otoczeniu bądź też przeprowadzana jest symulacja danej czynności i substancji niebezpiecznych z użyciem odpowiednich środków. Procedura badania SWPF z użyciem cząstek Badania SWPF z cząstkami jako czynnikiem symulowanym służą wyłącznie sprawdzeniu ochrony przed cząstkami, zapewnianej przez urządzenia oddechowe. Przykładem może być tu badanie przeprowadzone przez holenderski instytut ProQares 6. W tym przypadku właściwe przyleganie maski pełnotwarzowej jest weryfikowane z użyciem rozpylonych aerozoli pełniących funkcję symulowanej substancji niebezpiecznej. W przeszłości wyniki tych badań były także wykorzystywane w procesie doboru urządzeń oddechowych odpowiednich do użycia w warunkach wysokiego stężenia H 2S. Ponieważ jednak gazy zachowują się inaczej niż cząstki, procedura ta nie uprawnia do wyciągania bez zastrzeżeń wniosków dotyczących ochrony przed niebezpiecznymi substancjami gazowymi. BADANIA SWPF I BADANIA WPF Badania SWPF i WPF dostarczają informacji na temat właściwego dopasowania urządzeń oddechowych w trakcie użytkowania. W badaniach WPF pomiary są wykonywane w rzeczywistych warunkach z użyciem prawdziwych substancji niebezpiecznych. Z jednej strony wybór najbardziej realistycznej, miarodajnej metody jest oczywiście ważny. Jednak rodzi to wątpliwości natury etycznej: czy dopuszczalne jest narażanie osób biorących udział w badaniu na kontakt z potencjalnie śmiertelnym, a przynajmniej potencjalnie szkodliwym środowiskiem? Z drugiej strony badania SWPF są wiarygodne wyłącznie wtedy, gdy symulacja typowych warunków występujących w miejscu pracy zostanie przeprowadzona z dbałością o szczegóły (np. poprzez użycie substancji niebezpiecznych w formie gazów lub cząstek). 6 http://www.proqares.com/; data dostępu: 02.04.2015 r. Drägerwerk AG & Co. KGaA 4
Badania SWPF z użyciem gazowych czynników symulacyjnych Firma Dräger nie uważa badań przeprowadzanych wyłącznie z użyciem cząstek w formie aerozoli za wystarczające do opisania działania ochronnego względem gazowych substancji niebezpiecznych. Badanie całkowitego przecieku wewnętrznego zgodne z badaniami określonymi normą DIN EN 136/137 i przyjmujące rozkład centylowy kształtów głowy wynoszący 5%/95% (zgodnie z przyszłą normą ISO RPD dotyczącą urządzeń oddechowych) pozwala najlepiej i najbezpieczniej wykazać faktycznie zapewnianą ochronę przed gazowymi substancjami niebezpiecznymi. Poprzez zastosowanie gazu SF 6, który zachowuje się podobnie do H 2S, badanie SWPF zapewnia symulację w szczególności zagrożeń gazowych związanych z kwaśnymi polami naftowymi, w możliwie najbardziej realistyczny sposób. Wniosek ten poparty jest także uzyskaniem znacząco różnych wyników w przypadku badania SWPF z użyciem aerozoli oraz badania SWPF z użyciem SF 6. Badania SWPF z zastosowaniem SF 6 potwierdzają, że niezależny aparat oddechowy Dräger zapewnia znacznie wyższe współczynniki ochrony od tych wymaganych przez odpowiednie normy. Ta weryfikacja przeprowadzana jest przez Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA, niemiecki instytut ds. bezpieczeństwa i higieny pracy przeprowadzający badania dla niemieckiego zakładu ubezpieczeń wypadkowych DGUV) 7. Badaniu poddano dwie maski pełnotwarzowe Dräger (Dräger Panorama Nova i FPS 7000) w warunkach nadciśnienia. W przypadku obu masek uzyskano wartości wycieku, które na rozkładzie centylowym 95% użytkowników urządzeń gwarantują SWPF na poziomie 90.000, a 5% SWPF wynoszący 20.000. Dzięki uzyskaniu wspomnianych ponadprzeciętnych wyników są one szczególnie dostosowane do użytku z niezależnymi aparatami oddechowymi i niezależnymi ucieczkowymi aparatami oddechowymi w przemyśle naftowym i gazowniczym, w którym już są z powodzeniem używane. NOWA NORMA ISO RPD STAWIA W CENTRUM UŻYTKOWNIKA Nowa norma ISO RPD zastąpi w przyszłości lub uzupełni wszystkie istniejące normy dotyczące urządzeń ochrony oddechowej w Unii Europejskiej oraz w innych krajach (Stany Zjednoczone, Australia, Indie, Brazylia, Japonia itp.). Norma ta dotyczy kompletnych urządzeń oddechowych (z wyłączeniem technicznego połączenia masek do automatu płucnego lub filtra) i w szczególności uwzględnia wymagania stawiane użytkownikom w zakresie obsługi, dopasowania oraz klasy ochrony. Pierwsze wydanie nowej normy ISO RPD zaplanowano na 2018 rok (informacja z kwietnia 2015 r.). Skany 3D 3.000 głów posłużyły do rekonstrukcji pięciu typowych kształtów głowy występujących u 5 do 95% całej populacji ludzkiej: mały S krótki i szeroki SW średni M długi i wąski LN duży L 7 http://www.dguv.de/ifa/pr%c3%bcfung-zertifizierung/index.jsp; data dostępu: 02.04.2015 r. Drägerwerk AG & Co. KGaA 5
Porównanie czynników symulacyjnych SWPF: SF 6 i aerozole WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE SUBSTANCJA NIEBEZPIECZNA SUBSTANCJA TESTOWA 1 SUBSTANCJA TESTOWA 2 Oznaczenie H 2 S SF 6 Aerozole Wielkość ziarna / masa molowa 34,08 g mol 1 146,05 g mol 1 0,5 nm 10 μm Stan skupienia gazowy gazowy cząstki stałe lub ciekłe zawieszone w gazie Waga cięższe od powietrza cięższe od powietrza cięższe od powietrza D-109956-2013 Hans Cray, Globalny Kierownik ds. Biznesu, Segment Przemysłu naftowego i gazowniczego, odpowiada za strategiczne zarządzanie grupą produktów Środki ochrony indywidualnej w ramach Dräger Safety. Jest ekspertem w zakresie rozwoju zorientowanych na zastosowanie koncepcji bezpieczeństwa dla przemysłu naftowego i gazowniczego. Cray zajmuje się weryfikacją różnych produktów, wskazując urządzenia oddechowe zapewniające ochronę przed H 2S, przeznaczone m.in. do ucieczki, czyszczenia oraz przeprowadzania kontroli. Podsumowanie Podczas doboru najodpowiedniejszych urządzeń oddechowych należy określić maksymalne dopuszczalne rzeczywiście oczekiwane skażenie w konkretnym miejscu pracy. W tym celu przeprowadza się oceny ryzyka na miejscu, a uzyskane wyniki porównuje się ze współczynnikiem ochrony zapewnianym przez dane urządzenie oddechowe. Tylko w oparciu o te dwa parametry można potwierdzić przydatność danych urządzeń dla konkretnego miejsca pracy. Stosując badania przeprowadzane z użyciem gazu zamiast cząstek, i których wyniki przekraczają wymagania normatywne, firma Dräger odnosi się do konkretnych i rzeczywistych scenariuszy akcji występujących w przemyśle naftowym i gazowniczym. Co więcej, zakończone sukcesem badania z użyciem SF 6 wykazują, że urządzenia oddechowe Dräger zapewniają niezawodną ochronę w trakcie akcji wysokiego ryzyka, realizowanych na kwaśnych polach naftowych. Kontakt: Hans.Cray@draeger.com DRUK REGION BLISKIEGO WSCHODU I AFRYKI Dräger Safety AG & Co. KGaA Branch Office P.O. Box 505108 Dubaj, Zjednoczone Emiraty Arabskie Tel. +971 4 4294 600 Faks +971 4 4294 699 contactuae@draeger.com www.draeger.com Drägerwerk AG & Co. KGaA 6