Берилијумска болест је системски поремећај који укључује више органа, при чему су плућне манифестације најизраженије и најчешће. Јавља се при излагању берилијуму у облику његове легуре или у једном од његових различитих хемијских једињења. Пут излагања је удисањем, а болест може бити акутна или хронична. Акутна болест је тренутно изузетно ретка, и ниједна није пријављена од прве широке индустријске употребе берилијума 1940-их, након што су спроведене мере индустријске хигијене да би се ограничило излагање високим дозама. Хронична болест берилијума се и даље јавља.

Берилијум, легуре и једињења

Берилијум, индустријска супстанца за коју се сумња да има канцерогени потенцијал, истиче се по својој малој тежини, високој затезној чврстоћи и отпорности на корозију. У табели 1 су приказана својства берилијума и његових једињења.

Табела 1. Особине берилијума и његових једињења

¹ Берилијум флуорид настаје декомпензацијом амонијум берилију флуорида на 900–950 ºЦ. Његова главна употреба је у производњи металног берилијума редукцијом магнезијумом.
² Берилијум хлорид се производи пропуштањем хлора преко мешавине берилијум оксида и угљеника.
³ Берилијум нитрат се производи деловањем азотне киселине на берилијум оксид. Користи се као хемијски реагенс и као учвршћивач гасног омотача.
⁴ Берилијум нитрид се добија загревањем праха метала берилијума у ​​атмосфери азота без кисеоника на 700–1,400 ºЦ. Користи се у реакцијама атомске енергије, укључујући производњу изотопа радиоактивног угљеника угљеник-14.
⁵ Берилијум сулфат хидрат се добија третирањем фритиране руде концентрованом сумпорном киселином. Користи се у производњи металног берилијума поступком сулфата.

Извори

Берил (3БеО·Ал₂O₃·6СиО₂) је главни комерцијални извор берилијума, најзаступљенијег од минерала који садржи високе концентрације берилијум оксида (10 до 13%). Главни извори берила налазе се у Аргентини, Бразилу, Индији, Зимбабвеу и Јужноафричкој Републици. У Сједињеним Државама, берил се налази у Колораду, Јужној Дакоти, Новом Мексику и Јути. Бертрандит, руда ниског квалитета (0.1 до 3%) са садржајем берилијума растворљивог у киселини, сада се копа и прерађује у Јути.

производња

Две најважније методе екстракције берилијума из руде су сулфатни и флуоридни процес.

У процесу сулфата, здробљени берил се топи у лучној пећи на 1,65°Ц и сипа кроз млаз воде велике брзине да би се формирала фрита. После термичке обраде, фрита се меље у кугличном млину и меша са концентрованом сумпорном киселином да би се формирала суспензија, која се у облику млаза распршује у директно загрејан, ротирајући млин за сулфатирање. Берилијум, сада у облику растворљивом у води, се излужи из муља, а у течност за лужење се додаје амонијум хидроксид, који се затим доводи у кристализатор где се кристализује амонијум алум. У течност се додају хелатни агенси да држе гвожђе и никл у раствору, затим се додаје натријум хидроксид, а тако формирани натријум берилат се хидролизује да би се исталожио берилијум хидроксид. Последњи производ се може конвертовати у берилијум флуорид за редукцију магнезијумом у метални берилијум или у берилијум хлорид за електролитичку редукцију.

У флуоридном процесу (слика 1) брикетована мешавина млевене руде, натријум силикофлуорида и соде пепела се синтерује у ротирајућој пећи. Синтеровани материјал се дроби, меље и лужи. Тако добијеном раствору берилијум флуорида додаје се натријум хидроксид и преципитат берилијум хидроксида се филтрира у ротационом филтеру. Метални берилијум се добија као у претходном поступку редукцијом магнезијума берилијум флуорида или електролизом берилијум хлорида.

Слика 1. Производња берилијум оксида флуоридним поступком

vi користите

Берилијум се користи у легурама са бројним металима, укључујући челик, никл, магнезијум, цинк и алуминијум, а најшире коришћена легура је берилијум-бакар - правилно названа "бронза" - која има високу затезну чврстоћу и способност да се очврсне. топлотном обрадом. Берилијум бронзе се користе у алатима без варница, деловима електричних прекидача, опругама за сатове, дијафрагмама, подметачима, брегастима и чаурама.

Једна од највећих употреба метала је као модератор топлотних неутрона у нуклеарним реакторима и као рефлектор за смањење цурења неутрона из језгра реактора. Као извор неутрона често се користи мешани извор уранијум-берилијума. Као фолија, берилијум се користи као материјал за прозоре у рендгенским цевима. Његова лакоћа, висок модул еластичности и топлотна стабилност чине га атрактивним материјалом за ваздухопловну и ваздухопловну индустрију.

Берилијум оксид се добија загревањем берилијум нитрата или хидроксида.

Користи се у производњи керамике, ватросталних материјала и других једињења берилијума. Коришћен је за производњу фосфора за флуоресцентне сијалице све док појава болести берилијума у ​​индустрији није довела до напуштања његове употребе у ове сврхе (1949. године у Сједињеним Државама).

Хазардс

Опасности од пожара и здравља повезане су са процесима који укључују берилијум. Фино подељени прах берилијума ће сагорети, а степен запаљивости зависи од величине честица. До пожара је дошло у јединицама за филтрирање прашине и приликом заваривања вентилационих канала у којима је био присутан фино уситњени берилијум.

Берилијум и његова једињења су веома токсичне супстанце. Берилијум може утицати на све органске системе, иако су примарни укључени орган плућа. Берилијум изазива системску болест удисањем и може се широко дистрибуирати по телу након апсорпције из плућа. Мало берилијума се апсорбује из гастро-интестиналног тракта. Берилијум може изазвати иритацију коже, а његово трауматско уношење у поткожно ткиво може изазвати локалну иритацију и формирање гранулома.

patogeneza

Берилијум у свим његовим облицима, осим руде берила, повезан је са болешћу. Пут уласка је инхалациони и код акутне болести постоји директан токсични ефекат како на слузокожу назофаринкса, тако и на цело трахеобронхијално стабло, изазивајући едем и упалу. У плућима изазива акутни хемијски пнеумонитис. Главни облик токсичности берилијума у ​​овом тренутку је хронична болест берилијума. Одложени тип преосетљивости специфичан за берилијум је главни пут хроничне болести. Улазак берилијума у ​​систем кроз плућа доводи до пролиферације специфичног ЦД-а⁺ лимфоцити, са берилијумом који делује као специфични антиген, било сам или као хаптен кроз пут рецептора интерлеукина-2 (ИЛ2). Индивидуална осетљивост на берилијум се стога може објаснити на основу индивидуалног ЦД-а⁺ одговор. Ослобађање лимфокина из активираних лимфоцита тада може довести до формирања гранулома и регрутовања макрофага. Берилијум се може транспортовати до места изван плућа где може изазвати формирање гранулома. Берилијум се полако ослобађа са различитих места и излучује се путем бубрега. Ово споро ослобађање може се десити у периоду од 20 до 30 година. Хронитет и латенција болести се вероватно могу објаснити на основу феномена спорог метаболизма и ослобађања. Имуни механизми укључени у патогенезу берилијумске болести такође омогућавају специфичне приступе дијагнози, о чему ће бити речи у наставку.

Хистопатхологи

Примарни патолошки налаз код берилијумске болести је формирање неказеозних гранулома у плућима, лимфним чворовима и на другим местима. Хистопатолошка испитивања плућа код пацијената са акутном болешћу берилијума показала су неспецифичан образац акутног и субакутног бронхитиса и пнеумонитиса. Код хроничне берилијумске болести, постоји различит степен лимфоцитне инфилтрације плућног интерстицијума и формирање неказеозног гранулома (слика 2).

Слика 2. Ткиво плућа код болесника са хроничном болешћу берилијума

Видљиви су и грануломи и инфилтрација округлих ћелија

Многи грануломи се налазе у перибронхиоларним подручјима. Поред тога, могу постојати хистиоцити, плазма ћелије и џиновске ћелије са калцифицираним инклузивним телима. Ако се ради само о формирању гранулома, дугорочна прогноза је боља. Хистологија плућа код хроничне берилијумске болести не разликује се од саркоидозе. Грануломи који нису у облику казеа се такође налазе у лимфним чворовима, јетри, слезини, мишићима и кожи.

Клиничке манифестације

Повреде коже

Киселе соли берилијума изазивају алергијски контактни дерматитис. Такве лезије могу бити еритематозне, папуларне или папуловезикуларне, обично су сврабљиве и налазе се на отвореним деловима тела. Обично постоји кашњење од 2 недеље од првог излагања до појаве дерматитиса, осим у случају тешких излагања, када иритирајућа реакција може бити тренутна. Ово кашњење се сматра временом потребним да се развије преосетљиво стање.

Случајна имплантација металног берилијума или кристала растворљивог једињења берилијума у ​​абразију, пукотину на кожи или испод ноктију може изазвати индурацију подручја са централним супурацијом. Грануломи се такође могу формирати на таквим местима.

Коњунктивитис и дерматитис могу се јавити сами или заједно. У случајевима коњунктивитиса, периорбитални едем може бити озбиљан.

Акутна болест

Берилијум назофарингитис карактеришу отечене и хиперемичне слузокоже, места крварења, фисуре и улцерације. Описана је перфорација носног септума. Уклањање из излагања доводи до преокрета овог инфламаторног процеса у року од 3 до 6 недеља.

Захваћеност трахеје и бронхијалног стабла након излагања вишим нивоима берилијума изазива непродуктиван кашаљ, субстернални бол и умерену кратак дах. Рхонхи и/или хрипи могу се чути, а рендгенски снимак грудног коша може показати повећане бронховаскуларне ознаке. Карактер и брзина појаве и тежина ових знакова и симптома зависе од квалитета и квантитета излагања. Опоравак се може очекивати у року од 1 до 4 недеље ако се радник уклони из даљег излагања.

Употреба стероида је прилично корисна у борби против акутне болести. У америчком регистру случајева берилијума није пријављен ниједан нови случај акутне болести у последњих 30 година. Регистар, који је покренула Харијет Харди 1952. године, има скоро 1,000 евиденција случајева, међу којима је наведено 212 акутних случајева. Скоро све ово се догодило у индустрији производње флуоресцентних лампи. Четрдесет четири особе са акутном болешћу су касније развиле хроничну болест.

Хронична болест берилијума

Хронична берилијумска болест је плућна и системска грануломатозна болест узрокована удисањем берилијума. Латенција болести може бити од 1 до 30 година, а најчешће се јавља 10 до 15 година након прве изложености. Хронична берилијумска болест има променљив ток са погоршањима и ремисијама у својим клиничким манифестацијама. Међутим, болест је обично прогресивна. Било је неколико случајева са абнормалностима рендгенског снимка грудног коша са стабилним клиничким током и без значајних симптома.

Диспнеја при напору је најчешћи симптом хроничне берилијумске болести. Остали симптоми су кашаљ, умор, губитак тежине, бол у грудима и артралгије. Физички налази могу бити потпуно нормални или могу укључивати бибазиларне пуцкетање, лимфаденопатију, лезије на кожи, хепатоспленомегалију и клање. Знаци плућне хипертензије могу бити присутни код тешке, дуготрајне болести.

Код неких пацијената се могу јавити бубрежни каменци и хиперурикемија, а ретки су извештаји о повећању паротидне жлезде и захваћености централног нервног система. Клиничке манифестације хроничне берилијумске болести су веома сличне онима код саркоидозе.

Рендгенолошке карактеристике

Рендгенски узорак код хроничне берилијумске болести је неспецифичан и сличан је оном који се може приметити код саркоидозе, идиопатске плућне фиброзе, туберкулозе, микоза и болести прашине (слика 3). У раном току болести филмови могу показати грануларну, нодуларну или линеарну густину. Ове абнормалности се могу повећати, смањити или остати непромењене, са или без фиброзе. Захваћеност горњег режња је уобичајена. Хиларна аденопатија, која се види код отприлике једне трећине пацијената, обично је билатерална и праћена мрљама на плућним пољима. Одсуство промена на плућима у присуству аденопатије је релативно, али не и апсолутно диференцијално разматрање у корист саркоидозе за разлику од хроничне берилијумске болести. Пријављена је једнострана хиларна аденопатија, али је прилично ретка.

Слика 3. Рендген грудног коша пацијента са хроничном болешћу берилијума, који показује дифузне фибронодуларне инфилтрате и истакнуту хилу

Рендген слика не корелира добро са клиничким статусом и не одражава посебне квалитативне или квантитативне аспекте узрочне изложености.

Тестови плућне функције

Подаци из регистра случајева берилијума показују да се код хроничне берилијумске болести могу наћи 3 обрасца оштећења. Од 41 пацијента проучаваног у периоду од просечно 23 године након почетног излагања берилијуму, 20% је имало рестриктивни дефект, 36% је имало интерстицијски дефект (нормалан волумен плућа и проток ваздуха, али смањен капацитет дифузије за угљен моноксид), 39% имало је опструктивни дефект и 5% је било нормално. Опструктивни образац, који се јављао и код пушача и код непушача, био је повезан са грануломима у перибронхијалном региону. Ова студија је показала да образац оштећења утиче на прогнозу. Пацијенти са интерстицијским дефектом су прошли најбоље, са најмање погоршања током петогодишњег интервала. Пацијенти са опструктивним и рестриктивним дефектима су имали погоршање свог оштећења упркос терапији кортикостероидима.

Студије плућне функције код радника за екстракцију берилијума који су били асимптоматски показали су присуство благе артеријске хипоксемије. То се обично дешавало у првих 10 година од излагања. Код радника који су били изложени берилијуму 20 или више година дошло је до смањења форсираног виталног капацитета (ФВЦ) и запремине форсираног издисаја у једној секунди (ФЕВ₁). Ови налази сугеришу да би почетна блага хипоксемија могла бити последица раног алвеолитиса и да се са даљом изложеношћу и временом смањује ФЕВ₁ а ФВЦ може представљати фиброзу и формирање гранулома.

Остали лабораторијски тестови

Неспецифични абнормални лабораторијски тестови су пријављени код хроничне берилијумске болести и укључују повећану брзину седиментације, еритроцитозу, повишене нивое гамаглобулина, хиперурикемију и хиперкалцемију.

Квеим кожни тест је негативан код берилијумске болести, док може бити позитиван код саркоидозе. Ниво ангиотензин конвертујућег ензима (АЦЕ) је обично нормалан код берилијумске болести, али може бити повећан код 60% или више пацијената са активном саркоидозом.

Дијагноза

Дијагноза хроничне берилијумске болести дуги низ година заснивала се на критеријумима развијеним кроз Регистар случајева берилијума, који је укључивао:

1. историја значајног излагања берилијуму
2. доказ болести доњих дисајних путева
3. абнормални рендгенски снимак грудног коша са интерстицијском фибронодуларном болешћу
4. абнормални тестови функције плућа са смањеним капацитетом дифузије угљен моноксида (ДЛЦО)
5. патолошке промене у складу са изложеношћу берилијуму у плућима или торакалним лимфним чворовима
6. присуство берилијума у ​​ткиву.

Четири од шест критеријума су морала бити испуњена и требало је да укључују или (1) или (6). Од 1980-их, напредак у имунологији је омогућио постављање дијагнозе берилијумске болести без потребе за узорцима ткива за хистолошки преглед или анализу берилијума. Трансформацију лимфоцита у крви као одговор на излагање берилијуму (као у тесту трансформације лимфоцита, ЛТТ) или лимфоцита из бронхоалвеоларног испирања (БАЛ) су предложили Невман ет ал. (1989) као корисни дијагностички алати у постављању дијагнозе берилијумске болести код изложених субјеката. Њихови подаци сугеришу да позитиван ЛТТ у крви указује на сензибилизацију. Међутим, недавни подаци показују да ЛТТ у крви није у доброј корелацији са плућном болешћу. Трансформација БАЛ лимфоцита много боље корелира са абнормалном плућном функцијом и не корелира добро са истовременим абнормалностима у ЛТТ крви. Дакле, да би се поставила дијагноза болести берилијума, потребна је комбинација клиничких, радиолошких абнормалности и абнормалности плућне функције и позитиван ЛТТ у БАЛ-у. Позитиван ЛТТ крви сам по себи није дијагностички. Микропробна анализа малих узорака ткива на берилијум је још једна недавна иновација која би могла помоћи у дијагностици болести у малим узорцима плућног ткива добијеним трансбронхијалном биопсијом плућа.

Саркоидоза је поремећај који највише личи на хроничну болест берилијума, а диференцијација може бити тешка. До сада се није појавила ниједна цистична болест костију или захваћеност ока или крајника код хроничне берилијумске болести. Слично, Квеимов тест је негативан код берилијумске болести. Не препоручује се тестирање коже да би се демонстрирала сензибилизација на берилиј, јер сам тест сензибилизира, може изазвати системске реакције код сензибилизираних људи и само по себи не утврђује да је присутна болест нужно повезана с берилијумом.

Софистициранији имунолошки приступи у диференцијалној дијагнози требало би да омогуће бољу диференцијацију од саркоидозе у будућности.

Прогноза

Прогноза хроничне берилијумске болести се током година повољно променила; сугерисано је да дужа кашњења у почетку примећена међу радницима на берилијуму могу одражавати нижу изложеност или мањи терет тела берилијумом, што резултира блажим клиничким током. Клинички докази су да је терапија стероидима, ако се користи када се први пут појави мерљива инвалидност, у адекватним дозама током довољно дугих периода, побољшала клинички статус многих пацијената, омогућавајући некима од њих да се врате корисним пословима. Нема јасних доказа да су стероиди излечили хронично тровање берилијумом.

Берилијум и рак

Код животиња, експериментално примењен берилијум је канцероген, изазивајући остеогени сарком након интравенске ињекције код зечева и рак плућа након инхалације код пацова и мајмуна. Контроверзно је питање да ли берилијум може бити канцероген за људе. Неке епидемиолошке студије сугеришу повезаност, посебно након акутне берилијумске болести. Овај налаз су оспорили други. Може се закључити да је берилијум канцероген код животиња и да може постојати веза између рака плућа и берилијума код људи, посебно код оних са акутном болешћу.

Мере безбедности и здравља

Мере безбедности и здравља морају да покрију опасност од пожара, као и много озбиљнију опасност од токсичности.

Превенција пожара

Морају се предузети мере да се спрече могући извори паљења, као што су варничење или стварање лука електричних апарата, трење и тако даље, у близини фино уситњеног берилијумовог праха. Опрему у којој се налазио овај прах треба испразнити и очистити пре него што се на њој употреби ацетилен или апарат за електрично заваривање. Ултрафини прах берилијума без оксида који је припремљен у инертном гасу може се спонтано запалити при излагању ваздуху.

За гашење пожара од берилијума треба користити одговарајући суви прах — не воду. Потпуну личну заштитну опрему, укључујући респираторну заштитну опрему, треба носити, а ватрогасци треба да се окупају након тога и организују да се њихова одећа пере одвојено.

Здравствена заштита

Процеси са берилијумом морају се спроводити на пажљиво контролисан начин како би се заштитили и радници и општа популација. Главни ризик је у облику контаминације из ваздуха, а процес и постројење треба да буду пројектовани тако да стварају што је могуће мање прашине или дима. Уместо сувих поступака треба користити мокре процесе, а састојке препарата који садрже берилијум ујединити као водене суспензије уместо као суви прах; кад год је то могуће постројење треба пројектовати као групе засебних затворених јединица. Дозвољена концентрација берилијума у ​​атмосфери је толико ниска да се затварање мора применити чак и на мокрим процесима, иначе прскање и изливање може да се осуши и прашина може да уђе у атмосферу.

Операције из којих може да настане прашина треба да се изводе у областима са максималним степеном затворености у складу са потребама манипулације. Неке операције се изводе у преградама за рукавице, али многе друге се изводе у кућиштима опремљеним издувном вентилацијом сличном оној која је инсталирана у ормарићима за хемијске испарења. Операције машинске обраде могу да се проветравају помоћу локалних издувних система велике брзине, мале запремине или кућишта са хаубом са издувном вентилацијом.

Да би се проверила ефикасност ових мера предострожности, праћење атмосфере треба да се врши на такав начин да се може израчунати просечна дневна изложеност радника удишућем берилијуму. Радно подручје треба редовно чистити одговарајућим усисивачем или влажном крпом. Процеси са берилијумом треба да буду одвојени од осталих операција у фабрици.

За раднике који се баве процесима берилијума треба обезбедити личну заштитну опрему. Тамо где су у потпуности запослени у процесима који укључују манипулацију једињењима берилијума или у процесима повезаним са екстракцијом метала из руде, треба предвидети потпуну промену одеће тако да радници не иду кући у одећи у којој су су радили. Требало би обезбедити безбедно прање такве радне одеће, а заштитне комбинезоне треба обезбедити чак и радницима у перионицама како би се осигурало да и они нису изложени ризику. Ови аранжмани не би требало да буду препуштени нормалним процедурама кућног прања. Случајеви тровања берилијумом у породицама радника приписани су радницима који носе контаминирану одећу кући или је носе у кући.

Стандард здравља на раду од 2μг/м³, који је 1949. године предложио комитет који ради под окриљем америчке Комисије за атомску енергију, и даље се широко посматра. Постојећа тумачења генерално дозвољавају флуктуације до „плафона“ од 5 μг/м³ све док се временски пондерисани просек не прекорачи. Поред тога, „прихватљиви максимални максимум изнад плафонске концентрације за осмочасовну смену“ од 25 μг/м³ такође је дозвољено до 30 мин. Ови оперативни нивои су достижни у тренутној индустријској пракси, и нема доказа о штетном здравственом искуству међу особама које раде у окружењу које је тако контролисано. Због могуће везе између берилијума и рака плућа, предложено је да се дозвољена граница смањи на 1 μг/м³, али у Сједињеним Државама није предузета званична акција по овом предлогу.

Популација у ризику од развоја болести берилијума је она која се на неки начин бави берилијумом у његовој екстракцији или накнадној употреби. Међутим, пријављено је неколико „суседских“ случајева са удаљености од 1 до 2 км од постројења за екстракцију берилија.

Пре запошљавања и периодични лекарски прегледи радника изложених берилијуму и његовим једињењима су обавезни у бројним земљама. Препоручена евалуација укључује годишњи респираторни упитник, рендгенски снимак грудног коша и тестове функције плућа. Са напретком у имунологији, ЛТТ такође може постати рутинска евалуација, иако у овом тренутку нема довољно података да би се препоручила његова рутинска употреба. Уз доказе о берилијумској болести, није мудро дозволити да радник буде даље изложен берилијуму, иако радно место испуњава граничне критеријуме за концентрацију берилијума у ​​ваздуху.

Лечење

Главни корак у терапији је избегавање даљег излагања берилијуму. Кортикостероиди су примарни начин терапије код хроничне берилијумске болести. Чини се да кортикостероиди повољно мењају ток болести, али је не „лече“.

Кортикостероиде треба започети на дневној бази са релативно високом дозом преднизона од 0.5 до 1 мг по кг или више, и наставити све док не дође до побољшања или не дође до даљег погоршања клиничких тестова или тестова плућне функције. Обично ово траје 4 до 6 недеља. Препоручује се споро смањење стероида и евентуално може бити могућа терапија наизменичним даном. Терапија стероидима обично постаје доживотна потреба.

Друге мере подршке као што су додатни кисеоник, диуретици, дигиталис и антибиотици (када постоји инфекција) су индиковане у зависности од клиничког стања пацијента. Такође треба размотрити имунизацију против грипа и пнеумокока, као и код сваког пацијента са хроничном респираторном болешћу.

Назад