Bụi silic tinh thể hô hấp (RCS) thường gặp nhất ở dạng thạch anh, là mối nguy hại cho sức khỏe trong nhiều ngành công nghiệp. Tiếp xúc với RCS có thể dẫn đến các bệnh gây suy nhược và không thể chữa khỏi. Để giảm thiểu nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe liên quan đến việc tiếp xúc, Cục Quản lý An toàn và Sức khỏe Hầm mỏ Hoa Kỳ (MSHA) đã ban hành quy định cuối cùng để giảm mức độ tiếp xúc của thợ mỏ với RCS vào tháng 4 năm 2024. Quy định cuối cùng này giảm giới hạn tiếp xúc cho phép (PEL) đối với RCS xuống mức giới hạn tiếp xúc khuyến nghị (REL) của NIOSH Hoa Kỳ là 50 µg/m3 cho một ca làm việc hoàn chỉnh, được tính trung bình theo thời gian làm việc 8 giờ (TWA) đối với tất cả thợ mỏ và thiết lập một giới hạn hành động là 25 µg/m3. Điều này có nghĩa là lượng RCS mà một thợ mỏ có thể tiếp xúc trung bình đã được giảm khoảng 50%.

Quy định này bao gồm các yêu cầu về kiểm soát và giám sát mức độ phơi nhiễm RCS tại cả mỏ than và mỏ kim loại/phi kim loại (MNM). Các nhà khai thác mỏ thường xuyên tiến hành giám sát nguy cơ và mức độ phơi nhiễm, nhưng quy định mới nhấn mạnh nhiều hơn vào việc giám sát để đảm bảo kiểm soát hiệu quả RCS. Việc giám sát RCS truyền thống được tiến hành bằng cách thu thập mẫu không khí đại diện bằng máy lấy mẫu bụi hô hấp trong ca làm việc của công nhân. Sau đó, mẫu được phân tích bởi một phòng thí nghiệm được công nhận bên ngoài để đo lượng silic tinh thể trong mẫu và xác định nồng độ liên quan. Mặc dù cách tiếp cận này đã được xác lập rõ ràng, nhưng một hạn chế lớn là thời gian, có thể lên đến vài tuần, để thông tin về mức độ phơi nhiễm được cung cấp cho các mỏ, làm hạn chế tốc độ thực hiện các hành động khắc phục. Hạn chế thứ hai là thiếu thông tin chi tiết về thời gian và không gian về mối nguy hiểm và mức độ phơi nhiễm liên quan đến các mẫu được thu thập.

Chương trình khai thác mỏ của NIOSH đã thực hiện nghiên cứu về các phương pháp giám sát RCS và bụi hô hấp trong môi trường khai thác mỏ trong nhiều thập kỷ. Điều này bao gồm nghiên cứu để khắc phục những hạn chế của phương pháp giám sát truyền thống và cung cấp cho các nhà khai thác mỏ các lựa chọn bổ sung. Nghiên cứu này đã tạo ra một bộ công cụ các giải pháp do NIOSH phát triển để giám sát RCS, sẵn sàng để triển khai tại các mỏ.

Một trong số các giải pháp như vậy là phương pháp giám sát có tên gọi Phân tích thạch anh nhanh (RQA). Với RQA, các nhà khai thác mỏ có thể tự thực hiện phân tích mức độ phơi nhiễm thạch anh hô hấp vào cuối ca làm việc. Phương pháp giám sát này sử dụng một thiết bị cầm tay có sẵn trên thị trường (máy quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier hoặc thiết bị FTIR) và kết hợp với một ứng dụng phần mềm chuyên dụng do NIOSH phát triển, có thể phân tích các mẫu bụi cho silic tinh thể ngay tại mỏ vào cùng ngày thu thập các mẫu. Kỹ thuật này cho phép các nhà khai thác mỏ thực hiện các thay đổi đối với các hoạt động để giảm thiểu phơi nhiễm mà không cần phải chờ kết quả khi các mẫu được gửi đến phòng thí nghiệm bên ngoài. RQA cũng không phá hủy mẫu, nghĩa là các mẫu được phân tích bằng phương pháp này tại hiện trường cũng có thể được gửi đến một phòng thí nghiệm được công nhận để phân tích xác nhận.

Phần mềm do NIOSH phát triển cần thiết cho phương pháp RQA được gọi là Công cụ phân tích silic tại hiện trường (FAST), có thể tải xuống miễn phí và sử dụng với nhiều loại thiết bị FTIR khác nhau. Để hỗ trợ và khuyến khích triển khai phương pháp giám sát RQA tại các mỏ, NIOSH đã phát hành một hướng dẫn toàn diện và danh sách đầy đủ các yêu cầu về phần cứng và phần mềm. Phần mềm FAST chuyển đổi thông tin thô từ máy phân tích di động FTIR thành dữ liệu phơi nhiễm thạch anh có ý nghĩa và kết quả có thể có trong vòng vài phút. Ngoài ra, FAST có thể theo dõi xu hướng RCS theo thời gian, cho phép phản hồi nhanh hơn về hiệu suất của các công nghệ kiểm soát RCS. Kết quả RCS thu được bằng phiên bản FAST hiện tại là chính xác đối với các mẫu từ mỏ than. Đối với các mẫu được thu thập trong các mỏ không phải là than, kết quả RCS nên được coi là ước lượng. Để cải thiện độ chính xác của kết quả đối với các mẫu không phải từ mỏ than, phần mềm FAST có thể sử dụng kết quả từ các phân tích trong phòng thí nghiệm của cùng một mẫu được phân tích bằng RQA để xác định sự khác biệt giữa các kết quả từ cả hai phương pháp. Sau đó, FAST cung cấp một công thức để hiệu chỉnh các kết quả đo RQA sao cho chúng gần hơn với kết quả từ phòng thí nghiệm cho các mẫu trong tương lai.

Một công cụ khác trong hộp công cụ là phương pháp giám sát phơi nhiễm hỗ trợ video có tên là Helmet-CAM, mặc dù camera không nhất thiết phải được gắn trên mũ bảo hiểm. Helmet-CAM sử dụng các camera video nhỏ và có thể đeo được cùng với máy theo dõi bụi hô hấp để đánh giá sự tiến triển theo thời gian của quá trình tiếp xúc của thợ mỏ với nồng độ bụi hô hấp trong ca làm việc, đồng thời cung cấp thông tin ngữ cảnh hữu ích. File lưu trữ của camera cung cấp thông tin về vị trí của công nhân và loại hoạt động khi xảy ra mức độ tiếp xúc cao. Thông qua nghiên cứu, NIOSH đã phát hiện ra rằng các camera có thể được gắn vào mũ bảo hiểm của công nhân hoặc trên vai hoặc ngực, biến mũ bảo hiểm, áo khoác và dây đeo cơ bản thành thiết bị thông minh. Phương pháp giám sát này đặc biệt hiệu quả đối với những công nhân di động có nhiều nhiệm vụ trong ca làm việc, để đánh giá các công nghệ kiểm soát và thực hành công việc hành chính. Nó cũng hữu ích cho việc đào tạo, nhận thức về mối nguy hiểm và truyền đạt rủi ro trong lực lượng lao động.

Helmet-CAM sử dụng một phần mềm khác do NIOSH phát triển tên là Phân tích video nâng cao về phơi nhiễm bụi (EVADE) để trích xuất thông tin có giá trị và kiến ​​thức mới về mức độ phơi nhiễm. Phần mềm này hỗ trợ việc đồng bộ hóa cảnh quay video và tệp từ các thiết bị giám sát bụi hô hấp. Phần mềm cũng cho phép thêm đồng thời nhiều kênh từ video và các thiết bị giám sát bụi. Hạn chế cố hữu của phương pháp Helmet-CAM là loại thiết bị giám sát cá nhân có thể đeo được không cho phép đo RCS cụ thể. Tuy nhiên, RCS là một thành phần của bụi hô hấp, vì vậy, phương pháp Helmet-CAM có thể được sử dụng để ước tính mức độ phơi nhiễm với RCS. Điều quan trọng cần lưu ý là ở một số mỏ, hàm lượng RCS có thể thay đổi theo không gian và thời gian. Các nhà khai thác mỏ phải nhận thức được khía cạnh này và nên xem xét bản chất bổ sung của các phương pháp trong hộp công cụ.

Một phương pháp khác, sử dụng mạng lưới cảm biến bụi (DSN), cho phép theo dõi nồng độ bụi hô hấp trong mỏ theo thời gian để xác định và phân tích các điểm nóng. Tuy việc giám sát phơi nhiễm cá nhân rất quan trọng đối với sức khỏe và an toàn nghề nghiệp, nhưng việc giám sát mối nguy hiểm trong khu vực bằng DSN cũng cung cấp thông tin có giá trị để phát triển, thử nghiệm, tối ưu hóa và xác nhận các biện pháp kiểm soát kỹ thuật hoặc hành chính. Trong những năm gần đây, NIOSH đã nghiên cứu việc điều chỉnh các cảm biến ban đầu được sử dụng để theo dõi ô nhiễm môi trường xung quanh để định lượng nồng độ bụi hô hấp trong các mỏ. Việc thử nghiệm thực địa tập trung vào các địa điểm trong nhà như nhà sàng, nhà đóng gói và các hoạt động sấy khô. Các công nghệ giám sát DSN dễ triển khai và tận dụng công nghệ điện toán đám mây hiện đại (lưu trữ, xử lý và trực quan hóa dữ liệu). Các hệ thống được thử nghiệm thường có mức giá cho phép sử dụng nhiều thiết bị giám sát trong một khu vực quan tâm. Việc sử dụng DSN nâng cao kết hợp luồng dữ liệu với các biến khác (kích thước/loại vật liệu được sản xuất, tần suất dọn dẹp, bảo trì thiết bị, v.v.) để trích xuất thêm thông tin và kiến ​​thức về nguyên nhân gây ra mức độ nguy hiểm cao. Thông qua nghiên cứu của mình, NIOSH vẫn cam kết tiếp tục phát triển toàn diện của các hệ thống này để đảm bảo rằng chúng tạo ra dữ liệu có thể giúp giảm thiểu rủi ro phơi nhiễm cho người lao động.

Điều quan trọng cần nhấn mạnh là ba công cụ được mô tả ở đây có thể được áp dụng bằng một số máy phân tích và giám sát có sẵn trên thị trường và không giới hạn ở một sản phẩm cụ thể. Người dùng phải hiểu được điểm mạnh và hạn chế của từng sản phẩm và công cụ giám sát thông qua đào tạo, giáo dục và phân tích tài liệu phù hợp. Nghiên cứu của NIOSH tập trung vào việc phát triển các công nghệ và phương pháp giám sát bụi hô hấp và RCS trong khai thác mỏ có thể được triển khai với các sản phẩm khác nhau. NIOSH cũng đang tìm hiểu việc phát triển các công cụ bổ sung, chẳng hạn như cảm biến dành riêng cho RCS và cũng có thể cung cấp dữ liệu liên tục. Cuối cùng, mục tiêu là cung cấp các công cụ cho các chuyên gia về sức khỏe và an toàn nghề nghiệp để giám sát và kiểm soát mức độ tiếp xúc của thợ mỏ với RCS.

Việc nâng cao kiến ​​thức của các công ty khai thác mỏ về mức bụi hô hấp và silic tinh thể trong môi trường của họ và mức độ tiếp xúc liên quan với các công cụ đã đề cập ở trên (RQA, Helmet-CAM, DSN) có thể giúp họ giảm thiểu rủi ro tiếp xúc cho người lao động. Các công cụ được mô tả ở trên không thay thế các kỹ thuật giám sát truyền thống dựa trên phân tích trong phòng thí nghiệm đối với các mẫu bụi hô hấp được thu thập, mà thay vào đó là bổ sung cho chúng. Phương pháp giám sát truyền thống phải được sử dụng để xác nhận và tuân thủ quy định đã đề xuất. Các công cụ được trình bày trong bài viết này có thể giúp các nhà khai thác mỏ trong nỗ lực bảo vệ người lao động và chúng có thể tăng cường hiểu biết về mối nguy hiểm và các điều kiện tiếp xúc.

Biên dịch: Bình Nguyên
Nguồn: blogs.cdc.gov