کاربید تنگستن چقدر سمی است؟

منوی محتوا

● آشنایی با کاربید تنگستن

>> ترکیب و کاربردهای صنعتی

● اثرات سلامتی قرار گرفتن در معرض کاربید تنگستن

>> اثرات بهداشتی حاد

>> اثرات سلامتی مزمن

● کاهش خطرات قرار گرفتن در معرض

>> 1. پروتکل های ایمنی در محل کار

>> 5. انطباق نظارتی

>> 3 آگاهی عمومی

● تأثیر محیطی کاربید تنگستن

>> معدن و تولید

>> مدیریت زباله

● پایان

● پرسش

>> 1. آیا جواهرات کاربید تنگستن برای پوشیدن ایمن است؟

>> 2. آیا ذرات کاربید تنگستن می توانند وارد جریان خون شوند؟

>> 3. آیا گزینه های غیر سمی برای کاربید تنگستن وابسته به کبالت وجود دارد؟

>> 4. ذرات کاربید تنگستن در محیط چه مدت ادامه دارد؟

>> 5. چه صنایعی بیشترین خطر در معرض کاربید تنگستن را دارند؟

● استنادها:

کاربید تنگستن یک آلیاژ فلزی است که به دلیل سختی استثنایی ، مقاومت در برابر سایش و دوام مشهور است. از ماشین آلات صنعتی گرفته تا محصولات مصرفی مانند جواهرات و تجهیزات ورزشی ، کاربردهای آن بسیار گسترده است. با این حال ، نگرانی در مورد سمیت آن در هنگام ترکیب با فلزات مانند نیکل و کبالت بوجود می آید. این مقاله به بررسی سمیت کاربید تنگستن ، تأثیرات بهداشتی و زیست محیطی آن و استراتژی هایی برای کاهش خطرات.

آشنایی با کاربید تنگستن

کاربید تنگستن (WC) ترکیبی است که از تنگستن (W) و کربن (C) تشکیل شده است ، که به طور معمول با کبالت (CO) یا نیکل (نیکل) محدود شده است تا یک ماده سخت و سخت تشکیل شود. خواص آن-از جمله نقطه ذوب 2،870 درجه سانتیگراد و مقاومت در برابر تغییر شکل-آن را در محیط های استرس بالا ضروری می کند.

ترکیب و کاربردهای صنعتی

آلیاژ از ذرات کاربید تنگستن 70-90 ٪ تعبیه شده در یک اتصال فلزی ، معمولاً کبالت (5-20 ٪) یا نیکل تشکیل شده است. این ساختار به سختی بی نظیر (9-9.5 در مقیاس Mohs) ، دوم به الماس می دهد. 

برنامه های کلیدی شامل:

1. ابزارهای برش و حفاری: بیت های مته ، تیغه اره و ابزار تراش استفاده شده در معدن و ساخت.

2. اجزای هوافضا: تیغه های توربین و قطعات موتور که نیاز به مقاومت در برابر حرارت دارند.

3. دستگاه های پزشکی: ابزارهای جراحی و تعویض مفصل به دلیل سازگاری زیست سازگار.

4. کالاهای مصرفی: جواهرات (به عنوان مثال ، گروههای عروسی) و تجهیزات ورزشی (به عنوان مثال ، سران باشگاه گلف).

برنامه های گسترش یافته:

نوآوری های اخیر استفاده از آن را در چاپ سه بعدی برای ایجاد قطعات پیچیده صنعتی و سیستم های انرژی تجدید پذیر مانند یاتاقان های توربین بادی گسترش داده است. علاوه بر این ، از پوشش های کاربید تنگستن برای افزایش طول عمر ماشین آلات در شرایط شدید استفاده می شود.

اثرات سلامتی قرار گرفتن در معرض کاربید تنگستن

در حالی که خود کاربید تنگستن از نظر شیمیایی پایدار است ، سمیت آن هنگام ترکیب با کبالت یا نیکل تقویت می شود. قرار گرفتن در معرض در درجه اول از طریق استنشاق گرد و غبار یا تماس با پوست در طی فرآیندهای تولید یا سنگ زنی اتفاق می افتد.

اثرات بهداشتی حاد

1. آسیب پوست و چشم:

تماس مستقیم با گرد و غبار کاربید-کبالت تنگستن می تواند باعث ایجاد درماتیت ، بثورات و سوختگی شیمیایی شود. ذرات ممکن است در پوست جاسازی شده و منجر به گرانولوم شود. قرار گرفتن در معرض چشم منجر به ساییدگی قرنیه یا ملتحمه می شود.

2. تحریک تنفسی:

استنشاق کوتاه مدت باعث سرفه ، تحریک گلو و احتقان بینی می شود. یک مطالعه 2020 در پزشکی حرفه ای نشان داد که 30 ٪ از کارگران در معرض گرد و غبار WC-Co علائم حاد تنفسی را طی چند هفته گزارش دادند.

اثرات سلامتی مزمن

1. بیماری های ریه:

استنشاق طولانی مدت ذرات ریز (<10 میکرومولار) منجر به بیماری سخت ریه فلز (HMLD) می شود ، یک بیماری نادر اما شدید که با فیبروز ریوی مشخص می شود. کبالت در آلیاژ مقصر اصلی است ، زیرا در مایع ریه حل می شود و گونه های اکسیژن فعال را ایجاد می کند که به بافت ها آسیب می رساند.

2. خطرات سرطان:

آژانس بین المللی تحقیقات سرطان (IARC) مخلوط های کاربید کبالت-تونگستن را به عنوان گروه 2A (احتمالاً سرطان زا) طبقه بندی می کند. متاآنالیز از 12 مطالعه در معرض قرار گرفتن در معرض WC-Co شغلی در معرض خطر بالاتر از سرطان ریه.

3. اثرات عصبی و سیستمیک:

قرار گرفتن در معرض مزمن ممکن است منجر به مسمومیت با کبالت سیستمیک ، تجلی به عنوان کاردیومیوپاتی ، اختلال عملکرد تیروئید و علائم عصبی مانند از دست دادن حافظه شود. یک مطالعه موردی 2023 در گزارش های سم شناسی ، یک کارگر کارخانه با افزایش سطح کبالت خون (25 میکروگرم بر لیتر ؛ طبیعی: <0.19 میکروگرم بر لیتر) را نشان می دهد که لرزش و کاهش شناختی را نشان می دهد.

کاهش خطرات قرار گرفتن در معرض

مدیریت ریسک مؤثر نیاز به یک رویکرد چند لایه دارد:

1. پروتکل های ایمنی در محل کار

- کنترل مهندسی: سیستم های تهویه اگزوز محلی (LEV) را برای گرفتن ذرات موجود در هوا در منبع نصب کنید. روشهای سنگ زنی مرطوب 80 ٪ تولید گرد و غبار را کاهش می دهد.

- تجهیزات محافظ شخصی (PPE): از دستگاه تنفس N95 ، دستکش نیتریل و لباس ضد استاتیک استفاده کنید. گزینه های بدون کبالت (به عنوان مثال ، اتصال دهنده های آهن-نیکل) سمیت را به حداقل می رساند.

5. انطباق نظارتی

- محدودیت های قرار گرفتن در معرض: محدودیت قرار گرفتن در معرض مجاز OSHA (PEL) برای کاربید تنگستن 5 میلی گرم در M⊃3 است. (به عنوان یک گرد و غبار استنشاق) و 0.1 میلی گرم در M⊃3 ؛ برای کبالت. نظارت منظم هوا از طریق طیف سنجی جرمی ، انطباق را تضمین می کند.

- نظارت پزشکی: آزمایش عملکرد سالانه ریه و غربالگری کبالت خون برای کارگران پرخطر.

3 آگاهی عمومی

- برچسب زدن محصول مصرفی: جواهرات حاوی کاربید تنگستن محدود به نیکل باید با دستورالعمل نیکل اتحادیه اروپا مطابقت داشته باشند (حداکثر 0.5 میکروگرم بر سانتی متر 2 ؛/مهاجرت هفته).

- برنامه های بازیافت: بیش از 50 ٪ تنگستن در سطح جهان بازیافت می شود و تقاضای معدن و آسیب های زیست محیطی را کاهش می دهد.

تأثیر محیطی کاربید تنگستن

معدن و تولید

استخراج تنگستن اغلب شامل معدنکاری باز است ، که باعث ایجاد دکوراسیون حاوی فلزات سنگین مانند آرسنیک و کادمیوم می شود. یک گزارش UNEP 2022 تخمین زده است که 1 تن سنگ معدن تنگستن 3-5 تن سنگ زباله تولید می کند و آبهای زیرزمینی را در مناطق معدن مانند چین و رواندا آلوده می کند.

مدیریت زباله

دفع نادرست ابزارهای WC-Co می تواند کبالت را به خاک و آب برساند. با این حال ، ابتکارات بازیافت 95 ٪ از تنگستن را از قراضه بازیابی می کنند ، و به طور قابل توجهی ردپای زیست محیطی آن را کاهش می دهد. تکنیک های نوظهور در حال ظهور از باکتری ها برای استخراج تنگستن از زباله به طور پایدار استفاده می کنند.

پایان

سمیت کاربید تنگستن در درجه اول با مواد افزودنی کبالت و نیکل گره خورده است و خطرات بیماری ریه ، سرطان و آلودگی محیطی را به همراه دارد. در حالی که کنترل های مهندسی و اقدامات نظارتی می توانند این خطرات را کاهش دهند ، تحقیقات مداوم در مورد آلیاژهای ایمن تر و روشهای بازیافت بسیار مهم است. صنایع باید ابزار بی نظیر تنگستن کاربید را با شیوه های مسئول برای محافظت از سلامت و اکوسیستم های انسان متعادل کنند.

پرسش

1. آیا جواهرات کاربید تنگستن برای پوشیدن ایمن است؟

بله ، اگر از اتصال دهنده های بدون نیکل استفاده می کند. آلیاژهای محدود به نیکل ممکن است در افراد حساس واکنش آلرژیک ایجاد کنند.

2. آیا ذرات کاربید تنگستن می توانند وارد جریان خون شوند؟

استنشاق ذرات اولترافین (<2.5 میکرومتر) به آنها اجازه می دهد تا به آلوئولی های ریه نفوذ کنند ، به طور بالقوه وارد جریان خون و تجمع در اندام ها می شوند.

3. آیا گزینه های غیر سمی برای کاربید تنگستن وابسته به کبالت وجود دارد؟

بله آهن ، کبالت بدون نیکل یا اتصال دهنده های سرامیکی ایمن تر هستند اما ممکن است خواص مکانیکی را به خطر بیاندازند.

4. ذرات کاربید تنگستن در محیط چه مدت ادامه دارد؟

کاربید تنگستن بسیار پایدار است و نیمه عمر بیش از 100 سال در خاک است. با این حال ، کبالت می تواند سیستم های آب را بسیج و آلوده کند.

5. چه صنایعی بیشترین خطر در معرض کاربید تنگستن را دارند؟

صنایع فلزی ، معدن و هوافضا ، به ویژه در فرآیندهای سنگ زنی ، پرداخت یا بازیافت.

استنادها:

[1] https://int-enviroguard.com/blog/tungsten-carbide-exposure-are-your-workers-at-risk/

[2] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/nbk598735/

[3] https://www.ufz.de/index.php؟en=35548

[4] https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/pmc11003356/

[5] https://redwoodrings.com/blogs/redwood-rings-blog/are-tungsten-rings-toxic

[6] https://www.safetyandhealthmagazine.com/articles/work-safely-with-tungsten-carbide-2

[7] https://nj.gov/health/eoh/rtkweb/document/fs/1960.pdf

[8] https://www.reddit.com/r/metallurgy/comments/ub4dg9/question_about_tungsten_carbide_toxicity/

[9] https://patient.info/doctor/tungsten-poisoning

[10] https://wwwn.cdc.gov/tsp/phs/phs.aspx؟phsid=804&toxid=157

[11] https://academic.oup.com/milmed/article/172/9/1002/4283401

[12] https://www.ipsceramics.com/wp-content/uploads/2022/01/hsds-14-tungsten-carbide-issue-1.pdf

[13] https://www.alamy.com/stock-photo/tungsten-carbide.html

[14] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide

[15] https://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp186.pdf

[16] https://www.retopz.com/57-frequely-asked-questions-faqs-about-tungsten-carbide/

[17] https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/pmc2679595/

[18] https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/pmc8633919/

[19] https://stacks.cdc.gov/view/cdc/19383

[20] https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/pmc10302912/

[21] http://www.casmetcarbide.com/images/casmet_msds-wc.pdf

[22] https://www.mdpi.com/2305-6304/6/4/66

[23] https://19january2017snapshot.epa.gov/sites/production/files/2014-03/document/ffrrofactsheet_contaminant_tungsten_january2014_final.pdf