Proces produkcji wyrobów gumowych a zdrowie pracowników

Proces produkcji wyrobów gumowych jest złożony, choć dla laika nie wydaje się zbyt skomplikowany. Główne operacje związane z produkcją obejmują: odważanie surowców, wykonywanie mieszanek kauczukowych, przygotowywanie półfabrykatów i konfekcji, wulkanizację, kontrolę stanowiskową i obróbkę wykończeniową, kontrolę końcową, magazynowanie i wysyłkę.

Do wytworzenia mieszanek kauczukowych i wyprodukowania wyrobów gumowych o określonych właściwościach niezbędny jest jednak szereg surowców – zarówno substancji nieorganicznych, jak i organicznych (kauczuków, olejów procesowych, napełniaczy, środków pomocniczych, przyspieszaczy i aktywatorów wulkanizacji, substancji sieciujących itp.) w ustalonych proporcjach. Podczas przygotowania różnych receptur zwyczajowo można mieć styczność ze 100–200 składnikami. Dodatkowo, w trakcie poszczególnych etapów przetwórczych (zwłaszcza w trakcie wulkanizacji) powstaje cały szereg nowych związków chemicznych. To powoduje, że przemysł gumowy stwarza zagrożenia środowiskowe i zdrowotne dla zatrudnionych w nim osób, a właściwa ocena narażenia pracowników i wynikających z niego skutków zdrowotnych jest trudna do przeprowadzenia.

Pracownicy mający bezpośredni kontakt z gumą i setkami chemikaliów stosowanych w przemyśle gumowym często zgłaszają niekorzystne reakcje skórne, które obejmują kontaktowe zapalenie skóry z podrażnienia, alergiczne kontaktowe zapalenie skóry, pokrzywkę, zaostrzenie wcześniej istniejących chorób skóry i inne mniej powszechne choroby skóry, takie jak zapalenie mieszków włosowych, suchość skóry, potówki i depigmentację. Uważa się, że narażenie poprzez powtarzający się kontakt skóry z ciepłymi, niewykończonymi produktami gumowymi w zależności od warunków pracy może być nawet dziesięciokrotnie wyższe niż wziewne.

Kontaktowe zapalenie skóry z podrażnienia jest najczęstszą reakcją i jest spowodowane albo ostrym narażeniem na silne chemikalia, albo skumulowanym narażeniem na słabsze czynniki drażniące. Alergiczne kontaktowe zapalenie skóry to opóźniona reakcja alergiczna wywołana przyspieszaczami, składnikami zespołu sieciującego, przeciwutleniaczami i antyozonantami. Substancje te są obecne w produkcie końcowym i mogą powodować kontaktowe zapalenie skóry także u użytkowników.

Badania wykazały, że pracownicy przemysłu gumowego byli lub są potencjalnie narażeni na działanie różnych substancji rakotwórczych i/lub genotoksycznych przenoszonych w powietrzu. Możemy podzielić je na kilka grup. Będą to:

• związki siarki, powstające w wyniku reakcji siarkowego zespołu wulkanizacyjnego z pozostałymi składnikami mieszanek
• nadtlenki organiczne i ich pochodne powstające w wyniku reakcji z koagentami wulkanizacji (w przypadku wulkanizacji kauczuków EPM i EPDM)
• produkty reakcji związków zawierających azot (przyspieszaczy, przeciwutleniaczy, poroforów)
• produkty reakcji utleniania i rozkładu kauczuków oraz pozostałych składników mieszanek.

Przeprowadzone analizy chemiczne wykazały obecność liniowych i cyklicznych węglowodorów alifatycznych, węglowodorów aromatycznych (np. benzenu, toluenu, ksylenów, etylobenzenu, dimetylobenzenów, diizopropylobenzenów), WWA, izotiocyjanianów, ketonów, amin i N-nitrozoamin (np. N-nitrozodimetyloaminy (NDMA), N-nitrozodietyloaminy (NDEA), N-nitrozodibutylodiaminy (NDBA) i N-nitrozomorfoliny (NMor)), tiazoli, aldehydów, estrów i eterów. Obawy związane z występowaniem WWA i N-nitrozoamin w środowisku pracy spowodowały zmiany surowcowe zmniejszające ich emisję.

Udział poszczególnych związków w powstających gazach różni się w zależności od parametrów procesu produkcyjnego, np. temperatury. Poniżej 100°C rejestrowano więcej łatwolotnych składników mieszanki kauczukowej, podczas gdy produkty reakcji utleniania i rozkładu pojawiają się w wyższej temperaturze.

Wiadomo, że w latach 20. i 30. XX w. wśród pracowników zatrudnionych w przemyśle gumowym odnotowywano wyższy wskaźnik śmiertelności niż w populacji ogólnej, a nadmierna liczba zgonów była spowodowana chorobami nowotworowymi. Do 1945 r. brytyjscy pracownicy przemysłu gumowego częściej chorowali na raka pęcherza moczowego niż ogół mężczyzn, w związku z większym narażeniem na działanie amin aromatycznych – 1-naftyloaminy i 2-naftyloaminy. Zmiany wprowadzone w recepturowaniu mieszanek kauczukowych i rezygnacja ze szkodliwych chemikaliów pozwoliły wyeliminować zwiększoną liczbę zachorowań. Jednocześnie stwierdzono, że u osób zatrudnionych w przemyśle gumowym w latach 1945–1976 występowało nieco więcej nowotworów żołądka i płuc, niż można by się spodziewać. Nowotwory żołądka wydawały się być związane z narażeniem na pyły, a nowotwory płuc z narażeniem na opary wulkanizacyjne.

Na początku lat 80. XX w. skupiano się na analizie zagrożeń powodowanych przez wdychanie cząstek pyłów, oparów i rozpuszczalników. Później przeprowadzono bardziej szczegółowe badania dotyczące narażenia na określone klasy chemikaliów – nitrozoaminy, WWA. W wielu badaniach dotyczących oceny narażenia aktywność mutagenną pyłu oraz oparów oceniano w systemach in vitro. Stosowano także biomarkery genotoksyczności.

Na podstawie licznych efektów genetycznych i cytogenetycznych obserwowanych wśród pracowników zatrudnionych w przemyśle gumowym, Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem (IARC, ang. International Agency for Research on Cancer) stwierdziła w 2012 r., iż dostarczają one mocnych dowodów na poparcie genotoksyczności jako jednego z mechanizmów obserwowanego wzrostu ryzyka powstawania nowotworów (Grupa 1 IARC). Z tego względu kontrolowanie zapylenia i stężeń oparów wulkanizacyjnych powinno być priorytetem dla branży gumowej, a ich występowanie winno być ograniczone do możliwie najniższego poziomu, poniżej limitów narażenia.
Na podstawie 95 publikacji została opracowana norma ISO/TR 21275:2017 dotycząca składu chemicznego oparów emitowanych w przemyśle gumowym w trakcie procesu produkcyjnego. Zebrane w niej wyniki potwierdzają, że powstające wyziewy są złożoną mieszaniną chemikaliów o zmiennym składzie. Dokument ten wskazuje potrzebę ustanowienia międzynarodowych norm w celu określenia, także ilościowego, niebezpiecznych chemikaliów, na które mogą być narażeni operatorzy urządzeń w fabrykach produkujących artykuły gumowe, co pozwoli na identyfikację i łagodzenie potencjalnych zagrożeń dla zdrowia.

Czy ryzyko rakotwórcze/genotoksyczne nadal można przypisać nowoczesnemu przemysłowi produkcji gumy? Odpowiedź na to pytanie nie jest jednoznaczna, a to chociażby ze względu na model produkcji oraz różnorakie warunki pracy i podejście do zasad BHP w poszczególnych zakładach wytwórczych. Inaczej do tematu bezpieczeństwa i higieny będzie zapewne podchodził globalny koncern z branży motoryzacyjnej, gdzie wymagane są zintegrowane systemy zarządzania (jakością, środowiskiem i bezpieczeństwem pracy), a inaczej niewielki wytwórca artykułów gumowych ogólnego przeznaczenia. Nie ma co ukrywać, że liczy się także zasobność portfela inwestycyjnego, nierzadko maksymalizacja zysku, oraz stan używanego parku maszynowego.

W ostatnich dziesięcioleciach w europejskim przemyśle gumowym zaszły poważne zmiany. Zostały one wymuszone wzrostem społecznego zainteresowania zagrożeniami związanymi z niektórymi chemikaliami i oceną ryzyka oraz bardziej rygorystycznymi przepisami, chociażby rozporządzeniem UE w sprawie rejestracji, oceny, udzielania zezwoleń oraz stosowanych ograniczeń w zakresie chemikaliów (REACH) z 2006 r. Rozporządzenie to nakłada na przemysł ścisłą odpowiedzialność za zarządzanie ryzykiem związanym z chemikaliami i dostarczanie informacji dotyczących bezpieczeństwa substancji.

Wiele chemikaliów, o których wiadomo lub podejrzewa się, że są rakotwórcze lub wywołują inne choroby, zostało zastąpionych innymi związkami. Niemniej jednak dostępne dane dotyczące narażenia nadal wskazują na genotoksyczność pyłów i wyziewów emitowanych do środowiska pracy na poszczególnych etapach produkcji wyrobów gumowych, z dużymi różnicami między przedsiębiorstwami i analizowanymi procesami przemysłowymi. Zmiany recepturowe są niekiedy czaso- i pracochłonne, wiążą się ze znacznymi nakładami na prace badawczo-rozwojowe, ponieważ niektóre związki stosuje się do szerokiej gamy mieszanek kauczukowych. Wprowadzane zmiany wymagają także akceptacji przez odbiorców, co wiąże się z negocjacjami zmian w specyfikacjach technicznych. Dobry przykład stanowią tutaj zmiany wymuszone na branży gumowej zakazem stosowania wysokoaromatycznych olejów procesowych znajdujących zastosowanie do modyfikowania kauczuków SBR w trakcie ich syntezy oraz jako plastyfikatory ułatwiające przetwórstwo mieszanek kauczukowych. Znacząco wpływały one na parametry techniczne opon, w szczególności na ich przyczepność do nawierzchni i opory toczenia. Przejście z olejów bogatych w WWA na oleje alternatywne było wielkim wyzwaniem wymagającym m.in. znacznych wysiłków ze strony instytucji badawczych, zmian w procesach produkcyjnych oraz pełnych badań opon i ich homologacji – tyko członków stowarzyszenia ETRMA podjęte działania kosztowały ponad 100 mln euro (całą branżę zapewne dużo, dużo więcej).

Choć wydaje się, że nie ma prawdziwego ryzyka zachorowania na nowotwory płuc czy żołądka, to nadal obserwuje się niewielki nadmiar zachorowań na szpiczaka mnogiego w sektorze wyrobów gumowych. Czynniki wywołujące nowotwory nie zostały całkowicie wyeliminowane, dlatego konieczne są dalsze prace nad udoskonalaniem kontroli narażenia i opracowaniem właściwych środków zapobiegawczych. Wyniki tej stosunkowo niedawnej analizy są jednak zachęcające i stanowią wskazówkę, że lepsze warunki pracy skutecznie zmniejszają zły stan zdrowia.

Karol Niciński

Literatura:

IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans Volume 100F, Chemical Agents and Related Occupations, 05.07.2012, https://publications.iarc.fr/Book-And-Report-Series/Iarc-Monographs-On-The-Identification-Of-Carcinogenic-Hazards-To-Humans/Chemical-Agents-And-Related-Occupations-2012 [dostęp: 16.10.2021]

Bolognesi C., Moretto A., Genotoxic risk in rubber manufacturing industry: a systematic review, Toxicol. Lett. 2014 Oct 15;230(2):345-55. doi: 10.1016/j.toxlet.2013.11.013. Epub 2013 Nov 22. PMID: 24275385

Health and safety Executive, Introduction to rubber processing and safety issues, 25.02.2014, https://www.hse.gov.uk/rubber/introduction-to-rubber-processing.pdf [dostęp: 16.10.2021]

Rubber Industry Advisory Committee (RUBIAC), RUBIAC statement on occupational cancers
European Tyre & Rubber Manufacturers’ Association, High PAH Oil restriction in tyres, 6.10.2011,

Forrest M., The Composition and Nature of Vulcanisation Fumes in the Rubber Industry – a Technical Review, Progress in Rubber, Plastics and Recycling Technology. 2015;31(4):219–264 doi:10.1177/147776061503100401

Santonen T., Moretto A., Papameletiou D., Klein C.L. (European Commision), SCOEL/OPIN/2016-402 Rubber fumes and dusts, Opinion from the Scientific Committee on Occupational Exposure Limits, 12.09.2016

ISO/TR 21275:2017, Rubber — Comprehensive review of the composition and nature of process fumes in the rubber industry, https://www.iso.org/standard/70362.html [dostęp: 16.10.2021]

Li Q., Su G., Li C., Wang M., Tan L., Gao L., Mingge W., Wang Q., Emission profiles, ozone formation potential and health-risk assessment of volatile organic compounds in rubber footwear industries in China, J. Hazard Mater. 2019 Aug 5;375:52-60. doi: 10.1016/j.jhazmat.2019.04.064. Epub 2019 May 3. PMID: 31048135

Hidajat M., McElvenny D.M., Ritchie P., Darnton A., Mueller W., van Tongeren M., Agius R.M., Cherrie J.W., de Vocht F., Lifetime exposure to rubber dusts, fumes and N-nitrosamines and cancer mortality in a cohort of British rubber workers with 49 years follow-up, Occup Environ Med. 2019 Apr;76(4):250-258. doi: 10.1136/oemed-2018-105181. Epub 2019 Feb 16. PMID: 30772818; PMCID: PMC6581114

Rozporządzenie (WE) NR 1907/2006 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 18 grudnia 2006 r. w sprawie rejestracji, oceny, udzielania zezwoleń i stosowanych ograniczeń w zakresie chemikaliów (RE-ACH) i utworzenia Europejskiej Agencji Chemikaliów, zmieniające dyrektywę 1999/45/WE oraz uchylające rozporządzenie Rady (EWG) nr 793/93 i rozporządzenie Komisji (WE) nr 1488/94, jak również dyrektywę Rady 76/769/EWG i dyrektywy Komisji 91/155/EWG, 93/67/EWG, 93/105/WE i 2000/21/WE, Dz.U. L 396, 30.12.2006, p.1

https://echa.europa.eu/documents/10162/13577/enforcement_ws2_ap_6_a_en.pdf/d64d1794-f70a-4cb8-b376-666966a30a0b [dostęp: 16.10.2021]