เมนูเนื้อหา
ทังสเตนคาร์ไบด์คืออะไร?
ความเสี่ยงต่อสุขภาพของการสัมผัสทังสเตนคาร์ไบด์
- 1. ความเป็นพิษของปอด
- 2. ผิวและการระคายเคืองตา
- 3. เอฟเฟกต์ระบบ
มาตรการความปลอดภัยอาชีวอนามัย
ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
- การประเมินและบรรเทาวงจรชีวิต
ความเป็นพิษในสถานการณ์เฉพาะ
- 1. แอปพลิเคชันทางทหาร
- 2. การปลูกถ่ายทางการแพทย์
- 3. การเปิดรับอนุภาคนาโน
การวิจัยและการศึกษา
- 1. การศึกษาโรคปอดโลหะแข็ง
- 2. ผลกระทบของหัวใจและหลอดเลือด
- 3. ความเสี่ยงมะเร็ง
- 4. การศึกษาสัตว์
มาตรฐานด้านกฎระเบียบและความปลอดภัย
- 1. ขีด จำกัด การเปิดรับอาชีพ
- 2. คำแนะนำของ NIOSH
- 3. การดูแลที่รับผิดชอบและการพัฒนาที่ยั่งยืน
บทบาทของโคบอลต์
- สารยึดเกาะทางเลือก
การรีไซเคิลและความยั่งยืน
- กระบวนการรีไซเคิล
บทสรุป
คำถามที่พบบ่อย
- 1. เครื่องประดับทังสเตนคาร์ไบด์ปลอดภัยที่จะสวมใส่หรือไม่?
- 2. ทังสเตนคาร์ไบด์สามารถเป็นมะเร็งได้หรือไม่?
- 3. ฉันจะจัดการทังสเตนคาร์ไบด์ได้อย่างไร?
- 4. อาการทังสเตนเป็นพิษคืออะไร?
- 5. ทังสเตนคาร์ไบด์เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมหรือไม่?
การอ้างอิง:
Tungsten Carbide (WC) เป็นวัสดุอุตสาหกรรมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับความแข็งที่รุนแรงความต้านทานการสึกหรอและจุดหลอมเหลวสูง มันเป็นกระดูกสันหลังของเครื่องมือตัดบิตสว่านและแม้แต่เครื่องประดับ อย่างไรก็ตามโปรไฟล์ความเป็นพิษได้จุดประกายการอภิปรายในหมู่นักวิทยาศาสตร์ผู้ผลิตและองค์กรด้านสุขภาพ บทความนี้ตรวจสอบความเสี่ยงด้านสุขภาพและสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้น Tungsten Carbide ได้รับการสนับสนุนจากผลการวิจัยแนวทางความปลอดภัยและกรณีศึกษาในโลกแห่งความเป็นจริง
ทังสเตนคาร์ไบด์คืออะไร?
ทังสเตนคาร์ไบด์เป็นสารประกอบเซรามิกที่ประกอบด้วยทังสเตน (W) และคาร์บอน (c) อะตอมในอัตราส่วน 1: 1 โดยทั่วไปแล้วจะถูกเผาด้วยสารยึดเกาะโลหะเช่นโคบอลต์ (5–15%) หรือนิกเกิลเพื่อเพิ่มความทนทาน การรวมกันนี้สร้าง 'Hard Metal ' ที่ใช้ในแอพพลิเคชั่นที่มีความเครียดสูงเช่นการขุดการบินและอวกาศและอุปกรณ์การแพทย์
ความเสี่ยงต่อสุขภาพของการสัมผัสทังสเตนคาร์ไบด์
1. ความเป็นพิษของปอด
การสูดดมฝุ่นทังสเตนคาร์ไบด์มีความเสี่ยงที่สำคัญที่สุดโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อรวมกับโคบอลต์ การค้นพบที่สำคัญ ได้แก่ :
- โรคปอดโลหะแข็ง (HMLD): โรคปอดที่หายากซึ่งมีลักษณะเป็นพังผืดและการอักเสบเชื่อมโยงกับการสูดดมฝุ่น WC-CO เป็นเวลานาน [4, 7]
- มะเร็งปอด: การศึกษาทางระบาดวิทยาแสดงให้เห็นถึงความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของมะเร็งปอดในหมู่คนงานที่สัมผัสกับอนุภาค WC-CO [1, 4]
- ผลกระทบทางเดินหายใจเฉียบพลัน: การสัมผัสระยะสั้นอาจทำให้เกิดอาการไอเสียงฮืด ๆ และหายใจถี่ [3]
กลไก: โคบอลต์ในโลหะผสม WC-CO สร้างสายพันธุ์ออกซิเจนปฏิกิริยา (ROS), เนื้อเยื่อปอดที่สร้างความเสียหายและ DNA [4] Tungsten Carbide บริสุทธิ์แสดงถึงความเป็นพิษน้อยที่สุด แต่โคบอลต์ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับความเครียดออกซิเดชั่น
2. ผิวและการระคายเคืองตา
การติดต่อโดยตรงกับฝุ่นละอองหรือการแก้ปัญหาอาจทำให้เกิด:
- ผิวหนังอักเสบ: อาการแพ้รวมถึงผื่นและอาการคันโดยเฉพาะอย่างยิ่งในคนงานที่จัดการเครื่องมือ WC-CO [3, 18]
- การเผาไหม้ทางเคมี: สารละลายเข้มข้นหรือการสัมผัสกับผิวหนังเป็นเวลานานสามารถนำไปสู่การเผาไหม้ [18]
- ความเสียหายของตา: อนุภาคฝุ่นอาจทำให้ดวงตาระคายเคืองนำไปสู่รอยแดงหรือรอยเปื้อนกระจกตา [3]
3. เอฟเฟกต์ระบบ
การวิจัยที่เกิดขึ้นใหม่เน้นผลกระทบต่อสุขภาพที่กว้างขึ้น:
- โรคหัวใจและหลอดเลือด: ทังสเตนปัสสาวะสูงมีความสัมพันธ์กับความดันโลหิตสูงและความเสี่ยงโรคหลอดเลือดสมอง [1]
- ความเป็นพิษของกระดูก: ทังสเตนสะสมในกระดูกอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการแตกหัก [1, 4]
- ความเสียหายของไต: พิษทังสเตนเฉียบพลัน (หายาก) สามารถทำให้เกิดเนื้อร้ายท่อและไตวาย [1, 5]
-การด้อยค่าทางระบบประสาท: คนงานโลหะแข็งได้แสดงหลักฐานของความบกพร่องทางประสาทวิทยาเล็กน้อยถึงปานกลางโดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับการทำงานของหน่วยความจำ [5]
มาตรการความปลอดภัยอาชีวอนามัย
สถาบันแห่งชาติเพื่อความปลอดภัยและอาชีวอนามัย (NIOSH) แนะนำ [3, 15]:
| มาตรการควบคุม |
การควบคุม |
| ระบบระบายอากาศ |
ใช้ฮูดไอเสียในท้องถิ่นระหว่างการบด/ขัดเงา [3, 15] |
| การป้องกันระบบทางเดินหายใจ |
หน้ากาก N95 หรือเครื่องช่วยหายใจที่ทำให้อากาศบริสุทธิ์3. |
| เกียร์ป้องกัน |
ถุงมือแว่นตาและเสื้อผ้าป้องกันสถิติ3. |
| สุขอนามัยในที่ทำงาน |
ห้ามมิให้กิน/ดื่มในพื้นที่ที่ปนเปื้อน3. |
| การเฝ้าระวังทางการแพทย์ |
การทดสอบฟังก์ชั่นปอดปกติและรังสีเอกซ์หน้าอก3. |
ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
ทังสเตนคาร์ไบด์มีความเสถียรทางเคมีในรูปแบบที่เป็นของแข็งทำให้เกิดความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด [6] อย่างไรก็ตาม:
- การปนเปื้อนของดิน/น้ำ: การกำจัดของเสีย WC-CO ที่ไม่เหมาะสมอาจชะล้างโคบอลต์เข้าสู่ระบบนิเวศ [2]
- การสะสมทางชีวภาพ: สิ่งมีชีวิตในน้ำสามารถดูดซับทังสเตนได้แม้ว่าความเป็นพิษยังคงต่ำเมื่อเทียบกับโลหะหนัก [2]
- การหยุดชะงักของระบบนิเวศ: การสกัดทังสเตนสามารถนำไปสู่การหยุดชะงักของที่อยู่อาศัยและการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ [2]
หน่วยงานกำกับดูแลเช่น EPA ตอนนี้จำแนกทังสเตนเป็นสารปนเปื้อนที่เกิดขึ้นใหม่กระตุ้นโปรโตคอลการกำจัดที่เข้มงวดขึ้น [2]
การประเมินและบรรเทาวงจรชีวิต
เพื่อให้เข้าใจถึงผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมอย่างเต็มที่การประเมินวงจรชีวิตของแมวน้ำทังสเตนคาร์ไบด์เป็นสิ่งจำเป็น ซึ่งรวมถึงการสกัดวัตถุดิบการผลิตการใช้งานและการกำจัด [2]
1. การสกัดวัตถุดิบ: การขุดทังสเตนสามารถนำไปสู่การทำลายที่อยู่อาศัยการพังทลายของดินและมลพิษทางน้ำ [2]
2. กระบวนการผลิต: การผลิตทังสเตนคาร์ไบด์นั้นใช้พลังงานอย่างมากทำให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก [2, 11, 14]
3. การใช้งาน: การสึกหรอในระหว่างการทำงานสามารถนำไปสู่การปลดปล่อยวัสดุซีลที่เสื่อมโทรมทำให้เกิดการปนเปื้อน [2]
4. การกำจัด: การกำจัดที่ไม่เหมาะสมสามารถปล่อยทังสเตนและสารอันตรายอื่น ๆ เข้าสู่สิ่งแวดล้อม [2]
กลยุทธ์การบรรเทาผลกระทบรวมถึงการลงทุนในการวิจัยและพัฒนาวัสดุทางเลือกการส่งเสริมการรีไซเคิลและการนำกลับมาใช้ใหม่และการใช้กฎระเบียบที่เข้มงวดยิ่งขึ้น [2, 17]
ความเป็นพิษในสถานการณ์เฉพาะ
1. แอปพลิเคชันทางทหาร
ทังสเตนถูกนำมาใช้แทนการเป็นตะกั่วในกระสุน การศึกษาชี้ให้เห็นว่าภายใต้สภาพแวดล้อมบางอย่าง (ค่า pH ต่ำ, ออกซิเจนต่ำ), ทังสเตนสามารถละลายดินและน้ำที่อาจปนเปื้อน [5] ความเสี่ยงในการสัมผัสระยะยาวของกระสุนที่ฝังอยู่ที่มีทังสเตนเป็นสาเหตุของความกังวล [5]
2. การปลูกถ่ายทางการแพทย์
ทังสเตนใช้ในอุปกรณ์การแพทย์เช่นโล่ที่ใช้ทังสเตนในระหว่างการรักษาด้วยรังสีและขดลวดสำหรับ embolization [1] อุปกรณ์เหล่านี้สามารถลดลงเมื่อเวลาผ่านไปนำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างเป็นระบบต่อทังสเตน [1] การศึกษาตรวจพบระดับทังสเตนที่เพิ่มขึ้นในปัสสาวะและเลือดของผู้ป่วยที่มีรากฟันเทียมเหล่านี้ [1]
3. การเปิดรับอนุภาคนาโน
ผลของอนุภาคนาโนทังสเตนคาร์ไบด์ต่อความเป็นพิษของปอดเป็นพื้นที่ของความกังวลที่เพิ่มขึ้น [12] การติดต่ออนุภาคนาโนเฉียบพลันหรือเรื้อรังเป็นความเสี่ยงด้านสุขภาพเบื้องต้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการตั้งค่าอาชีพ การศึกษาบ่งชี้ว่าการสัมผัสกับโลหะผสมโลหะทังสเตน, ทังสเตนคาร์ไบด์-บัลท์หรืออนุภาคนาโนทังสเตนทิบิไซด์สามารถนำไปสู่การอักเสบของปอดความเสียหายของดีเอ็นเอและความเครียดออกซิเดชัน [4]
การวิจัยและการศึกษา
1. การศึกษาโรคปอดโลหะแข็ง
การวิจัยเกี่ยวกับโรคปอดโลหะแข็งแสดงให้เห็นว่าการสูดดมอนุภาคทังสเตนคาร์ไบด์-ค็อตต์เรื้อรังนำไปสู่โรคปอดคั่นระหว่างหน้าซึ่งโดดเด่นด้วยโรคปอดอักเสบระหว่างเซลล์ยักษ์และพังผืด [4, 7] การศึกษาของอดีตคนงานในโรงงานโลหะแข็งพบว่าความเข้มข้นของฝุ่นที่ควบคุมได้ไม่ดีทำให้เกิดความผิดปกติของปอดและการเจ็บป่วยที่รุนแรง [7]
2. ผลกระทบของหัวใจและหลอดเลือด
การศึกษาได้เชื่อมโยงความเข้มข้นของทังสเตนในปัสสาวะกับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของความดันโลหิตสูงโรคหลอดเลือดแดงส่วนปลายและโรคหลอดเลือดสมอง [1] บุคคลที่มีความเข้มข้นของทังสเตนในปัสสาวะสูงกว่าพบว่ามีอัตราต่อรองของโรคหลอดเลือดสมองเป็นสองเท่า [5]
3. ความเสี่ยงมะเร็ง
ผสม WC-CO จัดเป็นสารก่อมะเร็งของมนุษย์ที่น่าจะเป็นเนื่องจากความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของมะเร็งปอดในการตั้งค่าการประกอบอาชีพ [1, 4] การศึกษายังแนะนำการเชื่อมโยงที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการสัมผัสทังสเตนและมะเร็งต่อมไทรอยด์และโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวในเด็ก [1]
4. การศึกษาสัตว์
การศึกษาสัตว์แสดงให้เห็นว่าปริมาณทังสเตนในปริมาณสูงอาจทำให้เกิดปัญหาการหายใจและการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรม [16] การวิจัยยังคงดำเนินต่อไปเพื่อตรวจสอบความเกี่ยวข้องของการค้นพบเหล่านี้กับมนุษย์ [5]
มาตรฐานด้านกฎระเบียบและความปลอดภัย
1. ขีด จำกัด การเปิดรับอาชีพ
องค์กรต่าง ๆ ได้กำหนดขีด จำกัด การเปิดรับอาชีพสำหรับทังสเตนและทังสเตนคาร์ไบด์เพื่อปกป้องคนงาน [3, 15] ขีด จำกัด เหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดความเสี่ยงของผลกระทบต่อสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์ที่เกี่ยวข้องกับการสูดดมฝุ่นและควัน [3, 15]
2. คำแนะนำของ NIOSH
NIOSH แนะนำการควบคุมทางวิศวกรรมเช่นระบบระบายอากาศและการใช้อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE) เพื่อลดการสัมผัสกับคนงานของทังสเตนคาร์ไบด์ [3] พวกเขายังเน้นความสำคัญของสุขอนามัยในที่ทำงานและการเฝ้าระวังทางการแพทย์ [3]
3. การดูแลที่รับผิดชอบและการพัฒนาที่ยั่งยืน
บริษัท ที่ผลิตทังสเตนคาร์ไบด์ได้รับการสนับสนุนให้ปฏิบัติตามหลักการของการดูแลที่รับผิดชอบและการพัฒนาที่ยั่งยืนเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการดำเนินงานของพวกเขา [15] ซึ่งรวมถึงการใช้มาตรการเพื่อลดการใช้พลังงานลดการสร้างของเสียและป้องกันมลพิษ [2, 15]
บทบาทของโคบอลต์
โคบอลต์มักใช้เป็นสารยึดเกาะในวัสดุทังสเตนคาร์ไบด์และมีบทบาทสำคัญในความเป็นพิษของส่วนผสมของ WC-CO โคบอลต์สามารถสร้างสายพันธุ์ออกซิเจนปฏิกิริยา (ROS) นำไปสู่ความเครียดออกซิเดชั่นความเสียหายของดีเอ็นเอและการอักเสบในเนื้อเยื่อปอด [4] การศึกษาบางอย่างชี้ให้เห็นว่าความเป็นพิษส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับการสัมผัสกับโลหะแข็งนั้นเกิดจากผลกระทบของโคบอลต์ต่อเนื้อเยื่อทางเดินหายใจ [5]
สารยึดเกาะทางเลือก
การวิจัยกำลังดำเนินการอย่างต่อเนื่องเพื่อค้นหาวัสดุสารยึดเกาะทางเลือกที่มีพิษน้อยกว่าโคบอลต์ [2] ทางเลือกเหล่านี้สามารถช่วยลดความเสี่ยงต่อสุขภาพที่เกี่ยวข้องกับการสัมผัสทังสเตนคาร์ไบด์ในการตั้งค่าอาชีพ
การรีไซเคิลและความยั่งยืน
การรีไซเคิลทังสเตนคาร์ไบด์เป็นวิธีสำคัญในการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการผลิตและการใช้งาน [11, 17, 20] การรีไซเคิลต้องใช้พลังงานน้อยกว่าการสกัดและประมวลผลทังสเตนดิบซึ่งอนุรักษ์ทรัพยากรและลดปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ [20] สมาคมอุตสาหกรรมทังสเตนระหว่างประเทศประมาณการว่า 30 ถึง 35 เปอร์เซ็นต์ของทังสเตนได้รับการรีไซเคิลเนื่องจากความต้องการสูงและความสามารถของอุตสาหกรรมการประมวลผลในการรักษาเศษโลหะที่ใช้ทังสเตนส่วนใหญ่ [6]
กระบวนการรีไซเคิล
กระบวนการรีไซเคิลเกี่ยวข้องกับการรวบรวมและประมวลผลเศษโลหะทังสเตนคาร์ไบด์เพื่อกู้คืนทังสเตนและวัสดุที่มีค่าอื่น ๆ [17] สิ่งนี้จะช่วยปิดวงและส่งเสริมเศรษฐกิจแบบวงกลม [14]
บทสรุป
ทังสเตนคาร์ไบด์นั้นไม่ได้เป็นพิษสูง แต่การรวมกับโคบอลต์หรือนิกเกิลสร้างอันตรายต่อสุขภาพที่สำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับคนงานอาชีพ [1, 3, 4] การสูดดมฝุ่น WC-CO เรื้อรังทำให้เกิดโรคปอดและเป็นระบบอย่างรุนแรง การบรรเทาผลกระทบต้องมีการควบคุมทางวิศวกรรมที่แข็งแกร่ง PPE และการตรวจสอบทางการแพทย์อย่างต่อเนื่อง [3, 15] สิ่งแวดล้อมความมั่นคงของทังสเตน จำกัด อันตรายทางนิเวศวิทยาแม้ว่าการชะล้างโคบอลต์รับประกันว่าข้อควรระวัง [2, 6] การวิจัยอย่างต่อเนื่องการปฏิบัติตามกฎระเบียบที่เข้มงวดและการปฏิบัติที่ยั่งยืนมีความสำคัญต่อการลดความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นกับทังสเตนคาร์ไบด์ [2, 15]
คำถามที่พบบ่อย
1. เครื่องประดับทังสเตนคาร์ไบด์ปลอดภัยที่จะสวมใส่หรือไม่?
แหวน Tungsten Carbide บริสุทธิ์นั้นเฉื่อยและปลอดภัย [6] อย่างไรก็ตาม WC ที่ถูกผูกไว้นิกเกิลอาจทำให้เกิดการแพ้ในบุคคลที่มีความอ่อนไหว [3]
2. ทังสเตนคาร์ไบด์สามารถเป็นมะเร็งได้หรือไม่?
ส่วนผสมของ WC-CO ถูกจัดเป็น * สารก่อมะเร็งมนุษย์ที่น่าจะเป็น * (กลุ่ม IARC 2A) เนื่องจากความเสี่ยงมะเร็งปอดในการตั้งค่าการประกอบอาชีพ [1, 4]
3. ฉันจะจัดการทังสเตนคาร์ไบด์ได้อย่างไร?
ใช้วิธีการบดแบบเปียกสวมใส่ PPE และตรวจสอบการระบายอากาศในพื้นที่ทำงาน [3, 15]
4. อาการทังสเตนเป็นพิษคืออะไร?
กรณีเฉียบพลันเกี่ยวข้องกับอาการคลื่นไส้ชักและไตวาย [5] การสัมผัสเรื้อรังอาจทำให้เกิดปัญหาระบบทางเดินหายใจหรือหัวใจและหลอดเลือด [1, 5]
5. ทังสเตนคาร์ไบด์เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมหรือไม่?
ใช่เนื่องจากความเฉื่อยทางเคมี [6] อย่างไรก็ตาม WC ที่มีโคบอลต์ต้องใช้การกำจัดอย่างรอบคอบ [2]
การอ้างอิง:
[1] https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/pmc11003356/
[2] https://www.lepuseal.com/a-nef
[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/10.1177/074823370707076767?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_of_tungsten_carbide_nanoparticles_on_pulmonary_toxicity_a_systemic_reviewiew
[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://wwn.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
