Pracownia Sprzętu Ochrony Układu Oddechowego - Projekty
Streszczenie

Bioaktywne włókniny filtracyjne do zastosowania w sprzęcie ochrony układu oddechowego wielokrotnego użycia

Kierownik projektu: dr hab. inż. Katarzyna Majchrzycka, prof. nadzw. CIOP-PIB

Streszczenie projektu:

 

Szkodliwe czynniki biologiczne stanowią bardzo ważny problem medycyny pracy i zdrowia publicznego. Wdychane wraz z pyłem mikroorganizmy stanowią poważne zagrożenie dla pracowników zatrudnionych w ochronie zdrowia, rolnictwie, leśnictwie, przemyśle rolno-spożywczym  i drzewnym, biotechnologii oraz przetwórstwie odpadów komunalnych i przemysłowych. Znaczna część tych mikroorganizmów jest przenoszona drogą pyłową lub kropelkową. Dlatego też duże znaczenie w działaniach profilaktycznych ma prawidłowy dobór i bezpieczne stosowanie sprzętu ochrony układu oddechowego.

W ramach 1. etapu projektu przeprowadzono systematyczne badania zjawisk zachodzących  w standardowym sprzęcie ochrony układu oddechowego podczas jego stosowania w ciągu 1, 3 i 5 dni przez pracowników zatrudnionych przy sortowaniu odpadów mieszanych i przerobie biomasy.

Porównanie wartości stężeń mikroorganizmów bakteryjnych i grzybowych w badanych próbkach włókniny półmasek użytkowanych na stanowiskach w sortowni odpadów mieszanych i przy przerobie biomasy wykazało wystąpienie statystycznie istotnych różnic. W dniu 3. i 5. odnotowano znacznie większe stężenie bakterii i grzybów niż w 1. dniu użytkowania półmasek. Po 1. dniu użytkowania w mikroflorze włókniny dominowały grzyby oraz gramdodatnie laseczki. Po 3. i 5. dniu użytkowania półmasek dominowały ziarenkowce gramdodatnie oraz laseczki. Analiza jakościowa badanych próbek włókniny wykazała wzrost stężenia grzybów drożdżopodobnych w 3. i 5. dniu, ale zdecydowany spadek stężenia grzybów pleśniowych. Zidentyfikowane mikroorganizmy zaklasyfikowano do szczepów saprofitycznych należących do grupy 1 zagrożenia, jak i gatunków zaliczanych do grupy 2 zagrożenia zgodnie z rozporządzeniem Ministra Zdrowia w sprawie szkodliwych czynników biologicznych dla zdrowia w środowisku pracy oraz ochrony zdrowia pracowników zawodowo narażonych na te czynniki. Wykazano, że pracownicy zatrudnieni przy sortowaniu odpadów komunalnych oraz przy przetwórstwie biomasy nie byli właściwie chronieni przed pyłem organicznym, który był nośnikiem potencjalnie chorobotwórczych bakterii i grzybów.

W 2. etapie projektu opracowano i wytworzono porowate struktury o działaniu biobójczym oraz funkcjonalne włókniny przeznaczone do produkcji sprzętu ochrony układu oddechowego  z wykorzystaniem technologii melt-blown. Prace te poprzedziły badania modelowe, które symulowały dwa zjawiska związane z użytkowaniem filtrującego sprzętu ochrony układu oddechowego: depozycję wilgoci i pyłu organicznego w materiale filtracyjnym. Stwierdzono, że kluczowe znaczenie dla przeżywania mikroorganizmów w tych materiałach miała zawartość wilgoci. Pył odkładany we włókninie podczas wielokrotnego użycia półmasek wpływał stymulująco lub hamująco na wzrost liczby mikroorganizmów.

Opracowano i wytworzono funkcjonalne struktury biobójcze zawierające dibromek heksametyleno-1,6-bis-(N,N-dimetylo-N-dodecylamoniowy (12-6-12) osadzony w rurkowych nanokryształach glinokrzemianowych oraz ich modyfikację  zawierającą dodatkowo alkohole wielowodorotlenowe. Opracowano i zgłoszony do ochrony patentowej pod nr P-416228 wynalazek  pt. ”Zestaw struktur porowatych o działaniu biobójczym do modyfikacji włóknin filtracyjnych długotrwałego użycia”.

W 3. etapie projektu przygotowano zestaw porowatych struktur biobójczych do modyfikacji włóknin melt-blown. Wymieszano w równych ilościach (po 100 g) n = 5 rodzajów struktur o różnym czasie aktywacji od pierwszego kontaktu z wilgocią, w taki sposób, aby struktury pierwszego rodzaju aktywowały się natychmiast po kontakcie z wilgocią, a kolejne struktury n-tego rodzaju ulegały aktywacji po upływie następnych 24 godz. od pierwszego kontaktu z wilgocią. Docelowo włókniny filtracyjne zostały wykorzystane do konstrukcji modelu bioaktywnego sprzętu ochrony układu oddechowego.

Model bioaktywnej półmaski filtrującej został zweryfikowany pod względem spełnienia zasadniczych wymagań dyrektywy 89/686/EWG oraz w warunkach symulujących użytkowanie sprzętu w środowisku zagrożenia pyłem biomasy.

Technologia funkcjonalizacji włókninmelt-blown i model bioaktywnego sprzętu ochrony układu oddechowego została przedstawiona w formie dokumentacji technicznej przeznaczonej dla producentów sprzętu ochrony układu oddechowego.

Opracowano broszurę, której projekt został poddany opiniowaniu przez przedstawicieli przedsiębiorców, nauki i Państwowej Inspekcji Pracy.

 

Projekt III.P.05. Widok modelu bioaktywnej półmaski filtrującej: 1) włóknina  spun-bonded, mp = 90 g/m2; 2) elektretowa włóknina melt-blown modyfikowana zestawem porowatych struktur z GS, mp = 120 g/m2; 3) włóknina spun-bonded, mp = 40 g/m2

 

Wyniki projektu zostały opublikowane w 7 artykułach o zasięgu krajowym i międzynarodowym i w 3 artykułach skierowanych do recenzji wydawniczych. W ramach działań upowszechniających wyniki projektu zaprezentowano na 3 konferencjach międzynarodowych, 9 konferencjach krajowych oraz 3 seminariach szkoleniowych.



Jednostka: Pracownia Sprzętu Ochrony Układu Oddechowego

Okres realizacji: 01.01.2014 – 31.12.2016