Este toxic carbura de tungsten?

Meniu de conținut

● Ce este carbura de tungsten?

● Riscuri pentru sănătate pentru expunerea la carbură de tungsten

>> 1. Toxicitate pulmonară

>> 2. Iritarea pielii și a ochilor

>> 3. Efecte sistemice

● Măsuri de siguranță în muncă

● Impact asupra mediului

>> Evaluarea ciclului de viață și atenuarea

● Toxicitate în scenarii specifice

>> 1. Aplicații militare

>> 2. Implanturi medicale

>> 3. Expunerea nanoparticulelor

● Cercetare și studii

>> 1. Studii de boală pulmonară cu metale dure

>> 2. Efecte cardiovasculare

>> 3. Riscul de cancer

>> 4. Studii la animale

● Standarde de reglementare și siguranță

>> 1.. Limite de expunere ocupațională

>> 2. Recomandări NIOSH

>> 3. Îngrijire responsabilă și dezvoltare durabilă

● Rolul cobaltului

>> Liante alternative

● Reciclare și durabilitate

>> Proces de reciclare

● Concluzie

● Întrebări frecvente

>> 1.. Bijuteriile din carbură din Tungsten este sigură de purtat?

>> 2. Poate că carbura de tungsten poate provoca cancer?

>> 3. Cum mă descurc cu carbura de tungsten în siguranță?

>> 4. Care sunt simptomele intoxicației cu tungsten?

>> 5. Este carbură de tungsten ecologic?

● Citări:

Carbura de tungsten (WC) este un material industrial utilizat pe scară largă, apreciat pentru duritatea extremă, rezistența la uzură și punctul de topire ridicat. Formează coloana vertebrală a uneltelor de tăiere, a bucăților de foraj și chiar a bijuteriilor. Cu toate acestea, profilul său de toxicitate a stârnit dezbateri între oamenii de știință, producători și organizații de sănătate. Acest articol examinează riscurile potențiale pentru sănătate și mediu Carbură de tungsten , susținută de rezultatele cercetării, orientările de siguranță și studiile de caz din lumea reală.

Ce este carbura de tungsten?

Carbura de tungsten este un compus ceramic compus din atomi de tungsten (W) și carbon (C) într -un raport 1: 1. Este de obicei sinterizat cu un liant metalic, cum ar fi cobalt (5-15%) sau nichel, pentru a spori duritatea. Această combinație creează un 'hard metal ' folosit în aplicații cu stres ridicat, cum ar fi minerit, aerospațial și dispozitive medicale.

Riscuri pentru sănătate pentru expunerea la carbură de tungsten

1. Toxicitate pulmonară

Inhalarea prafului de carbură de tungsten prezintă cel mai semnificativ risc, în special atunci când este combinat cu cobalt. Descoperirile cheie includ:

- Boala pulmonară cu metale dure (HMLD): o boală pulmonară interstițială rară caracterizată prin fibroză și inflamație, legată de inhalarea prelungită a prafului WC-CO [4, 7].

- Cancerul pulmonar: studiile epidemiologice arată un risc crescut de cancer pulmonar în rândul lucrătorilor expuși la particule WC-Co [1, 4].

- Efecte respiratorii acute: expunerea pe termen scurt poate provoca tuse, respirație șuierătoare și respirație [3].

Mecanism: cobalt în aliajele WC-CO generează specii de oxigen reactiv (ROS), țesutul pulmonar dăunător și ADN-ul [4]. Carbura pură din tungsten prezintă o toxicitate minimă, dar cobaltul acționează ca un catalizator pentru stresul oxidativ.

2. Iritarea pielii și a ochilor

Contactul direct cu praful sau soluțiile WC poate provoca:

- Dermatită: reacții alergice, inclusiv erupții cutanate și mâncărime, în special la lucrătorii care gestionează instrumentele WC-CO [3, 18].

- Arsuri chimice: soluții concentrate sau contactul prelungit al pielii pot duce la arsuri [18].

- Deteriorarea oculară: particulele de praf pot irita ochii, ceea ce duce la roșeață sau abraziuni ale corneei [3].

3. Efecte sistemice

Cercetările emergente evidențiază impacturi mai largi pentru sănătate:

- Boala cardiovasculară: Tungstenul urinar crescut se corelează cu hipertensiunea și riscul de accident vascular cerebral [1].

- Toxicitate osoasă: tungstenul se acumulează în oase, potențial crescând riscul de fractură [1, 4].

- Leziuni renale: Intoxicația acută cu tungsten (rar) poate provoca necroză tubulară și insuficiență renală [1, 5].

-Insuficiență neurologică: lucrătorii din metal dur au demonstrat dovezi de deficiență neuropsihologică ușoară până la moderată, în special în ceea ce privește funcția de memorie [5].

Măsuri de siguranță în muncă

Institutul Național pentru Securitate și Sănătate în Muncă (NIOSH) recomandă [3, 15]:

Impact asupra mediului

Carbura de tungsten este stabilă din punct de vedere chimic în forma sa solidă, reprezentând un risc minim de mediu [6]. Cu toate acestea:

- Contaminarea solului/apei: eliminarea necorespunzătoare a deșeurilor WC-Co poate scurge cobalt în ecosisteme [2].

- Bioaccumulare: Organismele acvatice pot absorbi tungstenul, deși toxicitatea rămâne scăzută în comparație cu metalele grele [2].

- Întreruperea ecosistemului: Extracția tungstenului poate duce la perturbarea habitatului și la pierderea biodiversității [2].

Organismele de reglementare precum EPA clasifică acum tungstenul ca un contaminant emergent, cerând protocoale de eliminare mai stricte [2].

Evaluarea ciclului de viață și atenuarea

Pentru a înțelege pe deplin implicațiile asupra mediului, este esențială o evaluare a ciclului de viață a sigiliilor de carbură de tungsten. Aceasta include extracția, fabricația, utilizarea și eliminarea materiilor prime [2].

1. Extracția materiilor prime: mineritul din tungsten poate duce la distrugerea habitatului, eroziunea solului și poluarea apei [2].

2. Procesul de fabricație: Producția de carbură de tungsten este intensivă în energie, contribuind la emisiile de gaze cu efect de seră [2, 11, 14].

3. Utilizare: uzura în timpul funcționării poate duce la eliberarea de material de etanșare degradat, provocând contaminarea [2].

4. Eliminarea: eliminarea necorespunzătoare poate elibera tungstenul și alte substanțe dăunătoare în mediu [2].

Strategiile de atenuare includ investițiile în cercetarea și dezvoltarea materialelor alternative, promovarea reciclării și reutilizării și implementarea reglementărilor mai stricte [2, 17].

Toxicitate în scenarii specifice

1. Aplicații militare

Tungstenul a fost folosit ca înlocuitor pentru plumb în gloanțe. Studiile sugerează că în anumite condiții de mediu (pH scăzut, oxigen scăzut), tungstenul se poate dizolva, potențial contaminând solul și apa [5]. Riscul de expunere pe termen lung de șrapnel încorporat care conține tungsten este un motiv de îngrijorare [5].

2. Implanturi medicale

Tungstenul este utilizat în dispozitive medicale, cum ar fi scuturile pe bază de tungsten în timpul radioterapiei și bobinelor pentru embolizare [1]. Aceste dispozitive se pot degrada în timp, ceea ce duce la creșterea expunerii sistemice la tungsten [1]. Studiile au detectat niveluri crescute de tungsten în urina și sângele pacienților cu aceste implanturi [1].

3. Expunerea nanoparticulelor

Efectul nanoparticulelor de carbură de tungsten asupra toxicității pulmonare este un domeniu de îngrijorare din ce în ce mai mare [12]. Contactul acut sau cronică de nanoparticule este un risc primar pentru sănătatea pentru sănătatea, în special în medii profesionale. Studiile indică faptul că expunerea la aliaj de metal de tungsten, carbură de tungsten-cobalt sau nanoparticule de trioxid de tungsten poate duce la inflamație pulmonară, deteriorarea ADN-ului și stres oxidativ [4].

Cercetare și studii

1. Studii de boală pulmonară cu metale dure

Cercetările asupra bolilor pulmonare cu metale dure au arătat că inhalarea cronică a particulelor de carbură de tungsten cobalt duce la boala pulmonară interstițială, caracterizată prin pneumonie interstițială cu celule gigante și fibroză [4, 7]. Un studiu asupra foștilor lucrători dintr -o fabrică de metale dure a descoperit că concentrațiile de praf slab reglementate au provocat anomalii pulmonare și boli severe [7].

2. Efecte cardiovasculare

Studiile au legat concentrațiile de tungsten urinar la un risc crescut de hipertensiune arterială, boală arterială periferică și accident vascular cerebral [1]. S -a constatat că persoanele cu concentrații mai mari de tungsten urinar au dublu șanse de accident vascular cerebral raportat [5].

3. Riscul de cancer

Amestecurile WC-CO sunt clasificate ca cancerigene umane probabile din cauza riscului crescut de cancer pulmonar în medii profesionale [1, 4]. Studiile au sugerat, de asemenea, o legătură potențială între expunerea la tungsten și cancerul tiroidian și leucemia pediatrică [1].

4. Studii la animale

Studiile la animale au arătat că dozele mari de compuși de tungsten pot provoca probleme de respirație și schimbări de comportament [16]. Cercetările sunt în desfășurare pentru a determina relevanța acestor constatări pentru oameni [5].

Standarde de reglementare și siguranță

1.. Limite de expunere ocupațională

Diverse organizații au stabilit limite de expunere profesională pentru carbura de tungsten și tungsten pentru a proteja lucrătorii [3, 15]. Aceste limite sunt concepute pentru a minimiza riscul de efecte adverse asupra sănătății asociate cu inhalarea prafului și a fumurilor [3, 15].

2. Recomandări NIOSH

NIOSH recomandă controale de inginerie, cum ar fi sistemele de ventilație și utilizarea echipamentelor de protecție personală (PPE) pentru a reduce expunerea lucrătorilor la carbura de tungsten [3]. De asemenea, subliniază importanța igienei la locul de muncă și a supravegherii medicale [3].

3. Îngrijire responsabilă și dezvoltare durabilă

Companiile care fabrică carbură de tungsten sunt încurajate să urmeze principiile îngrijirii responsabile și dezvoltării durabile pentru a minimiza impactul asupra mediului al operațiunilor lor [15]. Aceasta include implementarea măsurilor pentru reducerea consumului de energie, minimizarea generarii de deșeuri și prevenirea poluării [2, 15].

Rolul cobaltului

Cobaltul este adesea folosit ca liant în materialele din carbură de tungsten și joacă un rol semnificativ în toxicitatea amestecurilor WC-CO. Cobaltul poate genera specii reactive de oxigen (ROS), ceea ce duce la stres oxidativ, deteriorarea ADN -ului și inflamație în țesutul pulmonar [4]. Unele studii sugerează că majoritatea toxicității asociate cu expunerea la metale dure sunt atribuite efectelor cobaltului asupra țesuturilor respiratorii [5].

Liante alternative

Cercetările sunt în desfășurare pentru a găsi materiale alternative de liant care sunt mai puțin toxice decât cobalt [2]. Aceste alternative ar putea contribui la reducerea riscurilor pentru sănătate asociate cu expunerea la carbură de tungsten în medii profesionale.

Reciclare și durabilitate

Reciclarea carburii de tungsten este o modalitate importantă de a reduce impactul asupra mediului al producției și utilizării sale [11, 17, 20]. Reciclarea necesită mult mai puțină energie decât extragerea și prelucrarea tungstenului brut, care conservă resursele și reduce amprenta de carbon [20]. Asociația Internațională a Industriei Tungstenului estimează că 30 până la 35 la sută din tungsten este reciclat datorită cererii mari și capacității industriei de prelucrare de a trata majoritatea deșeurilor pe bază de tungsten [6].

Proces de reciclare

Procesul de reciclare implică colectarea și prelucrarea resturilor de carbură de tungsten pentru a recupera tungstenul și alte materiale valoroase [17]. Acest lucru ajută la închiderea buclei și la promovarea unei economii circulare [14].

Concluzie

Carbura de tungsten în sine nu este foarte toxică, dar combinația sa cu cobalt sau nichel creează pericole semnificative pentru sănătate, în special pentru lucrătorii ocupaționali [1, 3, 4]. Inhalarea cronică a prafului WC-CO conduce boli pulmonare și sistemice severe, în timp ce manipularea necorespunzătoare riscă leziuni ale pielii și ochilor [3, 4, 18]. Atenuarea necesită controale de inginerie robuste, PPE și monitorizare medicală continuă [3, 15]. Mediu, stabilitatea Tungstenului limitează daunele ecologice, deși scurgerea de cobalt garantează prudență [2, 6]. Cercetările continue, respectarea strictă a reglementărilor și practicile durabile sunt esențiale pentru a reduce la minimum riscurile potențiale asociate cu carbura de tungsten [2, 15].

Întrebări frecvente

1.. Bijuteriile din carbură din Tungsten este sigură de purtat?

Inelele de carbură de tungsten pur sunt inerte și sigure [6]. Cu toate acestea, WC-ul legat de nichel poate declanșa alergii la indivizi sensibili [3].

2. Poate că carbura de tungsten poate provoca cancer?

Amestecurile WC-CO sunt clasificate ca * cancerigene umane probabile * (grupul 2A IARC) din cauza riscurilor de cancer pulmonar în medii profesionale [1, 4].

3. Cum mă descurc cu carbura de tungsten în siguranță?

Folosiți metode de măcinare umedă, purtați PPE și asigurați -vă ventilația spațiului de lucru [3, 15].

4. Care sunt simptomele intoxicației cu tungsten?

Cazurile acute implică greață, convulsii și insuficiență renală [5]. Expunerea cronică poate provoca probleme respiratorii sau cardiovasculare [1, 5].

5. Este carbură de tungsten ecologic?

Da, datorită inerției sale chimice [6]. Cu toate acestea, WC care conține cobalt necesită o eliminare atentă [2].

Citări:

[1] https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11003356/

[2] https://www.lepuseal.com/a-news-the-environmental-impact-of-ingsten-carbide-sels-in-industrial-processs.html

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

[4] https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8633919/

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

[6] https://tungstencarbide42.wordpress.com/environmental-impact-and-sustainability/

[7] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1472440/

[8] https://stacks.cdc.gov/view/cdc/19383/cdc_19383_ds1.pdf

[9] https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/0748233707076767?icid=int.sj-full-text.similar-articles.7

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

[11] https://www.tungstenmetalsgroup.com/blog-blog/tungsten-scrap-metal-recycling

[12] https://www.researchgate.net/publication/375584217_effect

[13] https://academic.oup.com/milmed/article-abstract/172/9/1002/4283401?redirectedfrom=fullText&login=false

[14] https://www.mdpi.com/2071-1050/15/16/12249

[15] https://hpvchemicals.oecd.org/ui/handler.axd?id=ed1c76bf-dad9-4baa-8d1b-70FED7F92862

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

[17] https://www.itia.info/wp-content/uploads/2023/07/itia_newsletter_2019_08.pdf

[18] https://nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/1960.pdf

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

[20] https://www.linkedin.com/pulse/carbide-Recycling-more-sustainable-business-sandvik-coromant-6m58f