Debu di Lingkungan Industri
Bahaya Debu… • Dapat memasuki tubuh lewat inhalasi, ingesti, dan kulit • Luasnya permukaan yang dapat menyerap debu (luas paru-paru orang dewasa = 55-75 m2, dan kulit 2 m2). • Luas permukaan debu semakin besar dengan semakin halusnya ukuran debu. Misal 1 cm3 quartz murni bila ditumbuk halus menjadi ukuran 1 mikron, maka terbentuk debu sebanyak 1012 dengan luas permukaan 6 m2 dibanding dengan asalnya 6 cm2. • Volume benda padat yang dihaluskan akan bertambah, karena adanya celah di antara partikel di dalam massa. Misalnya, konsentrasi debu di udara sebesar 50 mppcf berasal dari 1 cm3 zat yang dihaluskan menjadi ukuran 1 mikron, di udara akan memenuhi volume 20.000 ft3.
Bahaya Debu… •
Debu dalam industri ukurannya sangat bervariasi dengan ukuran halus mendominasi yang lain.
• Jika apabila ada debu di sekitar proses industri, dan orang dapat melihatnya, maka kemungkinan besar debu yang lebih halus pun terdapat banyak di sekitar itu.
Efek debu terhadap kesehatan Bervariasi… tergantung jenis, sifat kimia-fisika debu. Silicosis, asbestosis pada beberapa kasus jantung ikut terpengaruh (corpulmonale), terutama jika fibrosis parah. Keracunan sistemik: Hg, Pb, Mn, Cd, Be, dll. Zat organik.
Efek debu terhadap kesehatan (2) Metal fume fever: Zn, Mg. Alergi: tepung, kayu, dll. Bakteri, jamur: Anthrax dari wool dan tulang, jamur dari kayu, bagasse. Iritasi pada hidung, tenggorokan: asam, alkali, Cr, dll. Kerusakan jaringan organ dalam: zat radioaktif, Ra, dll.
Efek debu terhadap kesehatan (2)
Keracunan Pb: Biasanya kronis Keracunan Beryllium: Biasanya parah, disebabkan oleh Be fumes dan Be terikat pada debu. Be-fluorida juga berbahaya.
Demam logam:
merupakan penyakit akut, jangka pendek, terutama disebabkan Zn dan Mg dengan oksida logamnya. Gejala timbul 12 jam setelah eksposur dengan demam dan menggigil. Sembuh dalam satu hari, bila pekerja kembali kerja, maka kemungkinan besar ia takkan memperlihatkan keracunan lagi, tetapi apabila sudah lama tidak kena kontak dengan uap logam, maka penyakin akan berulang.
Efek debu terhadap kesehatan (2)
Alergi: terjadi pada orang yang peka terhadap zat kimia,
Bakteri dan fungi: anthrax yang masuk ke paru-paru
makanan, obat, dll. Reaksi dapat berupa asthma, hay fever, hives. Eksposur dalam konsentrasi kecil mungkin tidak menimbulkan reaksi alergi, tetapi segera ia tidak kontak untuk jangka waktu cukup lama, maka ia akan bereaksi alergi bila terekspos. dapat mengakibatkan pulmonary anthrax.
Debu radioaktif: menimbulkan kerusakan organ internal Debu pengganggu: yang tidak langsung menimbulkan masalah.
Pneumoconiosis
Pneumoconiosis: paru-paru (pneumon) berdebu (conio) Pneumoconiosis secara khusus: mengerasnya jaringan paru-paru akibat terjadinya fibrosis secara berlebih, disebabkan oleh iritasi debu Penyebab: semua debu, asap, uap logam, dan gas dapat menyebabkan iritasi dan fibrosis Semakin lama pemaparan makin banyak fibrosis terjadi sesak napas (inefisiensi paru-paru)
Mekanisme kerja Debu silika masuk paru-paru sel makrofag mencoba menghancurkannya karena silika tidak dapat dihancurkan/lisis kerusakan sel Sel rusak diganti jaringan ikat terjadi fibrosis Jaringan ikat berlebih jaringan paru tidak elastis, tidak dapat berfungsi dalam respirasi, pembuluh darah akan terpotong/tertutup jaringan ikat vaskularisasi berkurang Efek sesak napas, lemah, kekurangan oksigen, ekspansi dada berkurang
MK TL3220 Keslingker
Pneumoconiosis…
is a disease of the lungs caused by longterm breathing of dust, especially certain mineral dusts. Forms of pneumoconiosis include black lung disease (coal worker's pneumoconiosis), silicosis, and asbestosis. The disease typically results from working in a mine for many years, but factory work and other occupations can expose people to the ill effects of breathing dusts.
What Causes Pneumoconiosis?
Only microscopic-size dust particles, about 1/5,000 of an inch across or smaller, are able to reach the tiniest air sacs (the alveoli) in the lungs. There they cannot be removed, and accumulate to cause a scarring and thickening of the lungs called fibrosis. Eventually, the lungs begin to lose their ability to supply oxygen to the body.
Jenis-jenis Silicosis = pneumoconiosis akibat silika (SiO2) Asbestosis = pneumoconiosis karena asbestos Anthrocosilicosis = disebabkan karena kombinasi antrasit/karbon/C dan silika Lain-lain: mica-pn-is (mica), kaolinosis (kaolin), bauxite-pn-is (bauxite), Shaver’s disease, bagassosis (bagasse = sisa tebu), karena talcum, Barium, Besi (siderosis) Semua proses crushing, grinding, polishing, berbagai mineral, pulverized material MK TL3220 Keslingker
THE WAR AGAINST BLACK LUNG The prevalence of black lung disease did not begin to decrease until it became clear that the cause was excessively high levels of coal dust in mines.
Asbestosis…
comes from breathing tiny asbestos fibers in mining, building construction, and other industries
What Happens When People Have Pneumoconiosis?
Because pneumoconiosis usually takes 20 or 30 years to develop, workers often do not notice symptoms until they are over 50. The main symptoms are coughing and difficulty in breathing, which gradually increases. Complications include emphysema and increased risk of tuberculosis. Asbestosis patients are more likely to develop lung cancer, especially if they smoke cigarettes. Damaged lungs make the heart work harder, and heart problems can accompany severe cases of pneumoconiosis.
Gejala Sesak nafas, yang disebabkan oleh berkurangnya efisiensi paru-paru dalam mengambil oksigen. Contoh: Pneumoconiosis Asbestosis dan Silicosis yang diakibatkan oleh debu asbes dan silika.
Pneumoconiosis:
Mengerasnya jaringan paru-paru akibat fibrosis berlebih karena iritasi debu.
• Asbestosis Silicosis Fibrosis
Debu Asap Uap Uap logam Gas
Fibrosis….
is the formation or development of excess fibrous connective tissue in an organ or tissue as a reparative or reactive process.
Ukuran
5-10 μm 3-5 μm 1-3 μm 0,1-1 μm
?
Ukuran partikel
5-10 μm tertangkap pernafasan bagian atas 3-5 μm tertangkap pernafasan bagian tengah 1-3 μm tertangkap pada alveoli (paru-paru bagian dalam) 0,1-1 μm mengikuti gerak brown dan akan terbawa keluar kembali.
Deposisi partikulat
Debu yang masuk paru-paru (2-5 mikron) Ukuran kecil mudah masuk tetapi mudah keluar lagi dari paru-paru Tergantung ukuran aerodinamik partikel dapat memasuki: nasopharyngeal tracheo bronchial pulmonary Sample dari impinger dianalisis ukuran dan prosentasi silika bebasnya
MK TL3220 Keslingker
Pengukuran
Mengukur debu melalui metode ‘impingement. Alatnya Impinger Impinger dapat digunakan untuk mengukur debu ruangan + dapat juga sebagai personal sampler pada breathing zone (mengukur debu masuk ke paruparu pekerja).
Pengukuran
Impinger dapat untuk debu ruangan umum, atau personal sampler pada breathing zone pekerja Debu yang dikumpulkan: udara setelah settlingdebu besar tidak masuk Jangan mengukur/mengambil sample udara pada proses produksi debu Semua debu udara (air borne dust) perlu diperiksa: komposisinya, ukuran debunya, dan % silika bebas Metode: petographic, XRD= X ray diffraction
MK TL3220 Keslingker
Ada Pertanyaan?
Manufacturers commonly use asbestos in the following products:
?
Manufacturers commonly use asbestos in the following products: Metal Pouring into the Assembled Mold
Grinding
Manufacturers commonly use asbestos in the following products: • Products containing asbestos cement - Pipes, shingles, clapboards, sheets • Vinyl-asbestos floor tiles • Asbestos paper in filtering and insulating products • Material in brake linings and clutch facings • Textile products - Yarn, felt, tape, cord, rope • Spray products used for acoustical, thermal, and fireproofing purposes
Examples of occupations associated with asbestosis • Insulation workers • Boilermakers • Pipefitters • Plumbers • Steamfitters • Welders
Silicosis Semakin banyak silika bebas dalam debu semakin parah Karakteristik khas silicosis: fibrosis yang merata di seluruh paru-paru, sesak napas, ekspansi paru-paru berkurang, kapasitas kerja menurun, tidak demam, menjadi peka tehadap TBC
MK TL3220 Keslingker
Faktor penentu silicosis Konsentrasi dan jenis debu % silika bebas dalam debu Senyawa silika Ukuran debu terinhalasi Lamanya terpapar Daya tahan tubuh seseorang Ada/tidaknya penyakit komplikasi
MK TL3220 Keslingker
Kandungan silika
Silika yang berbahaya: silika bebasnya, bukan silika yang terikat pada senyawa lain atau SiO2
MATERIAL
% NORMAL SiO2
Cetakan cor-logam
50-90
pottery
15-25
komposisi genting dan tegel
10-35
batuan untuk jalan
0-80
kapur
0-3
feldspar
12-25
tanah liat
0-40
mica
0-10
talk
0-5
MK TL3220 Keslingker
NAB MATERIAL
KEGUNAAN
NAB (mppcf)
Crystaline free silica
Heatresistant processes, filter, keramik, metal polish, dll
Rumus
Amorphous free silica
insulation, filler, absorbent
Rumus
Silika gel
absorbent, drying dll
20 mppcf
Silikat: Asbotis, clays, feldspar
keramik, glass, abrasive, cement, insulation, fetilizer
Asbestos: 5, clays: 50, feldspar: 50
Fuller's earth, kaolin, mica, Portland cement, silicon carbide, talc, vermiculite
filter medium, stoneware, tile, keramik, electrical insulation, construction material, abrasive, plaster, filler, fertilizer, catalyst carrier, dll.
50
Ket: mppcf=million particles per cubic feet, atas dasar 40 jam/minggu
MK TL3220 Keslingker
Asbestosis
Asbestos bersifat karsinogenik Bila debu yang masuk banyak asbestosis cepat Asbestos masuk sedikit, paparan lama pekerja tidak menderita asbestosis, tetapi di masa datang kemungkinan menderita kanker karena asbes Kanker akibat asbestos yang terkenal: mesothelioma, kanker pada selaput paru-paru Bentuk asbestos: kristal seperti jarum -> mudah ikut udara inspirasi (sangat aerodinamik), menembus paru-paru sampai pada selaputnya Mesothelioma pertama kali ditemukan pada pekerja perkapalan di Schiphol, Belanda MK TL3220 Keslingker
Penentuan konsentrasi debu Penentuan konsentrasi debu (C) dalam udara untuk yang bekerja 8 jam/hari, 40 jam/minggu adalah: C (mppcf) =
250 5 + %kristal SiO2 dlm udara
Contoh TLV debu di lingkungan kerja Bahan
TLV (mppcf)
Quartz Asbestos Mica Portland Cement Talc
2,5 2,5 20 50 20
Treatment….
The only treatment is to avoid smoking and further exposure to dust, and to treat complications.
Imaging Studies:
Radiography
• Chest radiographs are basic and required diagnostic imaging studies. • The International Labor Office standardized classification of radiographic abnormalities is useful in grading the extent of disease in asbestosis and in other pneumoconioses.
Computed tomography scan
• CT scan is useful in delineation of pleural or pleura-based abnormalities (eg, effusion, thickening, plaque, malignant mesothelioma, rounded atelectasis).
Other Tests:
Pulmonary function tests
• Diffusing capacity reduction may precede lung volume changes, but findings from a diffusing capacity measurement are not specific. Besides diffusing capacity reduction, the earliest physiologic abnormality is exertional hypoxemia. • Total lung capacity is reduced in asbestosis and in other restrictive disorders. • Using spirometry, vital capacity typically appears reduced, without a reduction in the ratio of forced expiratory volume in 1 second to forced vital capacity (FEV1-to-FVC).
Hubungan antara volume dan kapasitas paru-paru
B
C F
A D G
E
Keterangan: A = kapasitas paru-paru total (TLC) B = volume cadangan inspirasi (IRV) C = tidal volume (TV) D = volume cadangan expirasi E = volume residual (RV) F = kapasitas vital (VC) G = kapasitas residual fungsional (FRC) C+B = kapasitas inspirasi (IC)
Prevention Pneumoconiosis can be prevented by enforcing maximum allowable dust levels in mines and at other work sites, and by using protective masks. Regular medical examinations, including chest x-rays for people at risk, can detect pneumoconiosis during its earlier stages, before it becomes disabling.
Ada Pertanyaan?
Metoda Pengontrolan
?
Selection Methods of Control
Metoda Pengontrolan • • • •
Isolasi Ventilasi setempat/ LEV Ventilasi umum Metoda basah/ pengendalian kelembaban • Alat Pelindung Diri (APD)
Metoda Pengontrolan
Ventilasi lokal (Local Exhaust Ventilation), langsung dekat pada sumber kontaminan Ventilasi umum (General ventilation), untuk sumber kontaminan yang tersebar dan tidak terlalu berbahaya Perlindungan perorangan (personal protection), berupa perlindungan pernafasan dengan masker, desain sebaik mungkin jika perlu diberi supply oksigen.
Isolasi Paling efektif: Isolasi dengan LEV, dan ruang bertekanan negatif (debu tidak keluar apabila dibuka) Tidak mungkin apabila pekerja harus dekat dengan alat Alat besar tanpa perlu pekerja mudah diisolasi. Pekerja pakai APD bila masuk
MK TL3220 Keslingker
LEV
LEV = Local Exhaust Ventilation/ventilasi setempat Di tempat debu diproduksi dalam jumlah besar LEV kombinasi dengan ruang tertutup sangat efektif Contoh: LEV menghisap debu dari proses casting shakeout di suatu pengecoran, menghisap fume dari proses welding dan grinding MK TL3220 Keslingker
Substitution
Replacement of a toxic material with a harmless one Substitution of solvent • Experiment on a small scale before making the new solvent part of the operation or process
Carbon tetrachloride
methyl chloroform, dichloromethane, aliphatic petroleum hydrocarbons. Benzene toluene (paint remover) Foundries using parting compounds that contain free silica (minimize silicosis)
Changing the process
Often offers an ideal chance to improve working condition • Changes are made to improve quality or reduce cost of production only occasionally to improve the in-plant environment
Examples Automobile industry The amount of lead dust created by grinding solder • Small, rotary, high speed sanding disk low speed, oscillating-type sanders
Brush painting or dipping instead of spray painting will minimize the concentration of air borne contaminants from toxic pigments Arc welding in place of riveting, vapor degreasing with adequate controls to replace hand-washing of parts in open container
Examples
Airless spraying techniques and electrostatic devices to minimize overspray as replacements for hand-spraying Machine application of lead oxide to battery grids which reduced lead exposure to operators in making storage batteries Before purchase the new machine, should be considered : • Ventilation • Vibration • Heat control
Isolation or Enclosure
Some potentially dangerous operations can be isolated from the people nearby, which solves the exposure problem • Physical barrier • By time (semi automatic equipment) • By distance (remote control)
Enclosure will prevent or minimize the escape of solvent vapor into the workroom atmosphere Where highly toxic solvents are used, enclosure should be one of the first measures attempted after considering substitution.
Examples
Shipbuilding : using dry sand
• isolation the process • Off shift : few employees, should wear an air supplied respirator
Radium dial painting, gloves booths Airless blast or shoot blast machines for cleaning castings, and abrasive blasting cabinets In chemical industry : using closed system Mechanical industries : complete enclosure from sand blasting or metal spraying operations
Isolation & enclosure
Wet methods Dust hazards can frequently be minimized or greatly reduced by application of water or other suitable liquid at the source of dust Simplest methods for dust control. Its effectiveness, however, depends upon proper wetting of the dust Kelembaban udara dengan NAB sekitar 75% dapat mengurangi jumlah debu di udara examples : rock drilling operation, foundries sandblasting
Local Exhaust Ventilation A local exhaust system traps the air contaminant near its source so that a worker standing at the process is not exposed to harmful concentrations Should be used when the contaminant cannot be controlled by substitution, changing the process, or isolation or enclosure
Its performance should be checked Correct rates of air flow Duct velocities Negative pressures The others
A Local exhaust system consists of four part Hood : the air borne contaminant is drawn Ducts : carrying the contaminated air to a central point An air-cleaning devices : a dust arrestor for purifying the air before it is discharged A fan : create the required air flow through the system
Local exhaust system
Duct • Single duct, hanya melayani satu sumber pengotor • Multiple duct, bercabang
Velocity contour
Principles of hood design..1
Enclose the operation as much as possible to reduce the rate of air flow needed to control the contaminant (Picture A) Always locate a hood so the contaminant is moved away from the breathing zone of the operator (Picture B) Locate and shape the hood so the initial velocity of the contaminant will throw it into the hood opening operator (Picture C)
Principles of hood design…2 Solvent vapors in health-hazard concentration are not appreciably heavier than air. Capture them at their source rather than collect them at the floor level (Picture D) Locate the hood as close as possible to source of contaminant (Picture E) Design the hood so it will not interfere with the worker
Picture A
The more completely the hood enclosed the source, the less air is required for control in this straight-line automatic buffing operation
Picture B : Direction of air flow BAD
GOOD
The hood should be located so the contaminant is removed away from the breathing zone of the worker
No protection from toxic fume
Picture C BAD
GOOD
THE HOOD SHOULD BE SO LOCATED AND SHAPED THAT THE ORIGINAL VELOCITY OF THE CONTAMINANT WILL THROW IT INTO THE HOOD OPENING
Picture D
BAD
GOOD
Exhaust from the floor usually gives fire protection only
Picture E
GOOD
BAD
The required volume varies with the square of the distance from the source
Perhitungan: Kecepatan aliran udara dapat dihitung dengan rumus: 2
v = Q/A = Q/4 ∏ X
dimana X = jarak terhadap suatu titik dari mulut hood Q = X = A = B = opening
air flow into duct (cfm) distance outward along hood axis (ft) area of hood opening (sq ft) a constant which depends on the shape of the
Rumus pendekatan untuk X<1,5 diameter Hood
v = bQ/(X2+bA) dimana b = 0,1 untuk mulut hoods berbentuk lingkaran atau bujursangkar
Contoh:
V suatu aliran udara pada duct yang berdiameter 6” adalah 4000 fpm beberapa pada jarak 2” dan 4”? Untuk jarak 2”, v adalah 47,5%x4000 fpm=1900 fpm Untuk jarak 4”, v adalah 19,3%x4000 fpm=771 fpm Jika X>diameter duct, rumus pendekatannya adalah: v = Q/10 X2
Canopy Hood Perkiraan jumlah udara yang diperlukan adalah dapat dihitung dengan rumus pendekatan:
Q = 1,4 x 2 (L+W) H x V Q = rate of air flow (cfm) L= tank length (ft) W = tank width (ft) H = height of canopy above tank (ft) V = desired control velocity (fpm)
Canopy Hood
Air cleaner (Pembersih Udara) Kolektor sentrifugal: tunggal dan paralel Kolektor sentrifugal basah Electrostatic precipitator
Fan
Penghisap berbentuk kipas yang digerakkan oleh motor listrik, ada 2 macam: Sentrifugal, aliran udara bergerak mengelilingi sumbu kipas, baik untuk LEV, terdiri dari 2 macam: • Backward curved blades, efisiensi tinggi, bising • Forward curved blades, untuk beban yang rendah, silent.
Axial, aliran udara bergerak searah sumbu putaran kipas, baik untuk mengurangi kelembapan pada ventilasi umum (yang tidak mengandung partikel)
More local exhaust
BAD
GOOD
Hoods and ducts
General ventilation Ventilasi umum (General ventilation), untuk sumber kontaminan yang tersebar dan tidak terlalu berbahaya Ventilasi umum = ventilasi dilusi
ada suplai dan ada udara dikeluarkan
Penting diperhatikan lokasi udara masuk dan keluar terhadap posisi pekerja dan arah dispersi debu
General ventilation
Perlindungan perorangan (personal protection
Perlindungan perorangan (personal protection), berupa perlindungan pernafasan dengan masker, desain sebaik mungkin jika perlu diberi supply oksigen. Untuk debu: yang relevan adalah respirator, proteksi sistem pernapasan Kenyamanan penting agar pekerja mau pakai Jumlah debu tinggi, respirator harus digunakan, dan dipakai sesaat saja Kesulitan respirator adalah dalam memenuhi standar yang berlaku
Respirator Alat pengaman pernafasan Bila lingkungan kerja tidak dapat sama sekali aman dengan cara pengendalian Bukan substitut bagi engineering control Peralatan harus sesuai dan memenuhi standar
MK TL3220 Keslingker
Macam respirator Air purifying Air-line Self contained
MK TL3220 Keslingker
AIR PURIFYING
Digunakan bila O2 cukup (16%) pada 1 atm Masih baik/useful-life Ada 3 macam: - saringan mekanis: dari serat, untuk debu, asap, fumes, bentuk: half mask, full mask (bukan untuk gas) - kimia (reaksi): berisi zat kimia yang dapat menetralisir zat kimia tertentu; konsentrasi kontaminan rendah (0,05-0,1 vol%) (BUKAN untuk: emergency, toxic gas kombinasi mekanis dan kimia) - gas: special gas, ada warna standar: CO=biru, HCN=putih hijau; organik=hitam; tidak ≥2 vol% toxic gas MK TL3220 Keslingker
AIR PURIFYING
Digunakan bila O2 cukup (16%) pada 1 atm Masih baik/useful-life Ada 3 macam: - saringan mekanis: dari serat, untuk debu, asap, fumes, bentuk: half mask, full mask (bukan untuk gas) - kimia (reaksi): berisi zat kimia yang dapat menetralisir zat kimia tertentu; konsentrasi kontaminan rendah (0,05-0,1 vol%) (BUKAN untuk: emergency, toxic gas kombinasi mekanis dan kimia) - gas: special gas, ada warna standar: CO=biru, HCN=putih hijau; organik=hitam; tidak ≥2 vol% toxic gas MK TL3220 Keslingker
Housekeeping
Is always important Dust on the floor can readily be dispersed to the inplant atmosphere by traffic, vibration, and random air currents.
Housekeeping
Ada Pertanyaan?
