CARACTERIZAÇÃO DE AEROSSÓIS EM UMA FÁBRICA DE CAMISAS PARA LAMPIÕES
Dias da Cunha, K.*; Moura, J.J.*; Simões*, F; d’Oliveira†, D.; Barros Leite, V.C. ‡; Nazaré Alves, R.# e
Mendonça da Silva, I. C.
*Instituto de Radioproteção e Dosimetria
Av. Salvador Allende s/n, Recreio, CEP 22 780-160 Rio de Janeiro, Brasil
Instituto de Engenharia Nuclear
Ilha do Fundão s/n, CEP 22650-160 Rio de Janeiro, Brasil
Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro PUC-RIO
Rua Marquês de São Vicente 226, Gávea, Rio de Janeiro, Brasil
Instituto Militar de Engenharia
Praça Gen. Tibúcio 80, Praia Vermelha, Rio de Janeiro, Brasil
RESUMO
Os trabalhadores envolvidos na confecção de camisas para lampiões a gás estão expostos a aerossóis
contedo tório e seus produtos de decaimento. De modo a estimar danos à saúde devido à inalação
deste aerossol é necessário determinar o tamanho das partículas inaladas (MMAD), e sua
concentração na fração respirável do aerossol. As amostras de aerossóis foram coletas usando o
impactador em cascata (ICN), os amostradores do tipo AGF e individuais de lapela com ciclone. As
amostras coletadas com o ICN foram analisadas utilizando-se o método PIXE e as amostras coletas
com o AGF e amostrador individual de lapela, a técnica de espectrometria alfa. As concentrações de
torônio foram determinadas pelas técnicas de Tsivoglou, Kusnetz, Rolle e métodos de dois filtros. Os
valores de MMADs foram menores que 1 µm e a concentração de 232Th na fração respirável do
aerossol foi menor que 2,1 mBq/m3. A concentração de torônio no ar foi menor que 3,7 mBq /m3.
I. INTRODUÇÃO
O nitrato de tório é usado como matéria prima na
confecção de camisas para lampiões à gás. O processo de
confecção das camisas envolve diversas etapas, nas quais os
trabalhadores estão expostos a aerossóis contendo tório e seus
produtos de decaimento.
A inalação desses aerossóis pode causar sérios danos
à saúde dos trabalhadores. Os riscos devido à inalação
dependem das propriedades fisiológicas, morfológicas dos
indivíduos e das propriedades físicas e químicas das
partículas inaladas.
Dentre as propriedades físicas das partículas uma das
mais importantes é o tamanho da partícula. Pois ele determina
o local de deposição da partícula no trato respiratório. O risco
devido à partícula inalada também depende da concentração
do radionuclídeo na fração respirável do aerossol (partículas
com diâmetro aerodinâmico <2,5 µ m).
O objetivo deste trabalho é determinar o tamanho e a
concentração das partículas contendo tório e a concentração
de torônio e radônio no ar.
II. MÉTODO
As amostras de aerossóis foram coletadas em uma
fábrica de camisas para lampiões. Na Figura 1 é apresentado
o esquema simplificado de confecção das camisas para
lampiões a gás. Nesta fábrica, o processo de confecção das
camisas para lampiões a gás está concentração dividido em
dois setores. O setor de impregnação incluí desde a
impregnação da manta com a solução contendo nitrato de
tório até a secagem natural do verniz. O segundo setor incluí
desde o corte da manta até a embalagem.
NITRATO DE TÓRIO
IMPREGNAÇÃO
SECAGEM EM ESTUFA
OXIDAÇÃO (SOLUÇÃO DE AMÔNIA)
SECAGEM EM ESTUFA
BANHO DE VERNIZ
SECAGEM NO AR
CORTE DAS MANTAS
COSTURA
PINTURA
EMBALAGEM
Figura 1 Esquema simplificado do processo para confecção
das camisas para lampiões a gás
O tamanho das partículas contendo tório, MMAD
Diâmetro Aerodinâmico Mediano de Massa), foi determinado
usando-se um impactador em cascata de fabricação nacional
(ICN), com vazão de operação de 12,5 l/min. As partículas
foram
selecionadas
segundo
seu
comportamento
aerodinâmico em seis faixas de tamanho, obedecendo os
diâmetros de corte de cada estágio do impactador [1]. A
massa dos elementos impactada em cada estágio do
impactador foi determinada pelo método PIXE (Particle
Induced X ray Emission). As amostras foram irradiadas com
um feixe de prótons de 2 MeV, no acelerador Van de Graaff
da PUC-RIO [2]. Os raios X característicos foram detectados
com um detector Si-Li e o espectro de raios-X analisados com
auxílio de um computador.
No arranjo experimental usado para análise das
amostras por PIXE o limite de detecção do tório, foi de 12,5
ng. A concentração mínima detectada corresponde a 5,1
ng/m3. Considerando-se que, a contribuição, em massa, de
tório no espectro de raios X característico é devido a
contribuição do 232Th, foram estimadas as concentrações
deste radionuclídeo, nas amostras coletadas com o ICN.
Assim, considerando-se a massa determinada pelo método
PIXE e a atividade específica do 232Th foi estimada a
concentração de 232Th nas amostras de aerossóis coletadas
com ICN. Deste modo, o limite de detecção do 232Th
correspondeu a 50,4 mBq e a concentração mínima
detectável, a 20,4 mBq/m3.
As amostras de aerossóis, para determinação da
concentração de 232Th e 228Th, foram coletadas utilizando dois
amostradores. As amostras de partículas na fração respirável,
foram coletadas utilizando amostradores individuais de
lapela, com ciclone para a seleção da fração respirável do
aerossol, com vazão de 2,5 l/min. As amostras nas frações
respirável e inalável, foram coletadas utilizando
amostradores do tipo AGF (Amostrador Grosso e Fino), com
vazão operacional de 17 l/min. A concentração de cada
radionuclídeo foi determinada pela técnica de espectrometria
α, após o tório ter sido extraído e concentrado em cada uma
das amostras. O limite de detecção da técnica usada é de 1,0 e
1,2 mBq, para o 232Th e 228Th, respectivamente. Nas amostras
coletadas com amostradores individuais de lapela, a
concentração mínima detectável destes radionuclídeos no ar
foi de 0,9 e 1,1 mBq/m3 respectivamente. A concentração
mínima detectável nas amostras coletas com AGF foi de 0,7
mBq/m3 para o 232Th e 0,8 mBq/m3. para o 228Th.
As amostras de partículas contendo tório, foram
coletadas com o AGF e ICN nos mesmos locais e
simultaneamente. Foram coletadas duas amostras com o ICN,
sendo uma no setor de impregnação e outra no setor de
costura e uma com AGF. Os amostradores individuais de
lapela foram usados por trabalhadores de diversas etapas do
processo de fabricação das camisas para lampiões. Moura [3]
descreve, em detalhes, os procedimentos para coleta de
amostra.
As concentrações de torônio e radônio foram
determinadas por quatro técnicas do método ativo: Tsivoglou,
Kusnetz, Rolle e Dois filtros. A concentração mínima
detectável foi considerada como 111 mBq/m3. Mendonça da
Silva [4] descreve, em detelhe, os procedimentos para
determinação de concentração de torônio e radônio no ar.
As amostras de aerossóis para determinação da
concentração de torônio e radônio foram coletadas nos setores
de impregnação e costura, nos mesmos locais onde foram
coletadas amostras com ICN e AGF.
III. RESULTADOS E DISCUSSÃO
No setor de impregnação o MMAD das partículas
contendo Th foi 0,9 µm e 1,0 µm no setor de costura .
A concentração de tório, determinada nas amostras
coletadas com ICN, foi 0,46 µg/m3 na etapa de impregnação e
0,24 µg/m3 na etapa de costura.
A massa de urânio nas amostras de aerossóis
coletada em cada estágio do ICN, estava abaixo do limite de
detecção do método PIXE (12,5 ng).
A atividade estimada de 232Th nas amostras coletadas
com ICN foi 1,8 mBq/m3 na etapa de impregnação e 0,97
mBq/m3 na etapa de costura.
As concentrações de 232Th na fração respirável foi
2,1 mBq/m3 e na fração inalável, 1,6. As concentrações de
228
Th estavam abaixo do limite de detecção nas duas frações
do aerossol.
Na Tabela 1 são apresentadas as concentrações de
232
Th e de 228Th das amostras coletadas com amostradores
individuais de lapela.
Os resultados da caracterização das partículas,
indicam que a concentração na faixa de 0,5 a 2,5 µm não foi
significativa nesta instalação, durante as coletas das amostras.
As concentrações de 232Th, na fração respirável
determinadas nas amostras coletadas com o ICN e AGF, estão
de acordo.
Os quatro métodos para derterminação de torônio e
radônio foram comparados. O métodos de Tsivoglou e
Kusnetz não foram adequados para determinação do torônio,
as concentrações de radônio determinadas por estes dois
métodos estava abaixo do limite de detecção. As
concentrações de torônio, determinadas pelos métodos de
Rolle e de dois filtros estavam de acordo.
No setor de impregnação a concentração média de
torônio foi de 370 mBq/m3 e no setor de costura, estava
abaixo do limite de detecção (111 mBq/m3).
Em ambos os setores a concentração de radônio
estava abaixo do limite de detecção (89 mBq/m3).
Comparando-se os resultados das amostras de
partículas transportadas pelo ar com os resultados do método
para determinação de torônio e radônio, conclui-se que estes
resultados estão de acordo. A concentração de urânio , em
cada estágio do ICN estava abaixo do limite de detecção do
método PIXE, comprovando, portanto, a não contribuição do
urânio para a geração de radônio.
As concentrações de 232Th no ar indicam que a
incorporação via inalação de partículas na faixa de 0,5 a 2,5
µm não é significativa nesta instalação.
As concentrações de 232Th nas amostras de fezes de
trabalhadores determinados por Dias da Cunha [1] e por
Dantas [5] indicam que existe incorporação via ingestão. A
ingestão é devido a hábito de comer e beber no local de
trabalho, além de hábitos de higiene, como levar a mão a boca
durante o trabalho.
As concentrações de torônio determinadas neste
estudo, estão de acordo com as concentrações de torônio nos
pulmões de trabalhadores desta instalação determinadas por
Dantas [5].
TABELA 1 Concentração de 232Th e 228Th, na fração respirável das
amostras coletadas com amostradores individuais de lapela
Concentração (mBq/m3)
Etapa
Código
232
Impregnação
Costura
Cl 01
Cl 07
Cl 05
Cl 06
Cl 02
Cl 03
Cl 04
Cl 08
Th
<LD
<LD
1,2
1,3
2,1
<LD
1,4
<LD
228
Th
<LD
<LD
<LD
<LD
1,4
<LD
1,1
<LD
IV. CONCLUSÕES
Nas diferentes etapas de confecção de camisas para
lampiões a gás, as concentrações de tório não são
significativas. A maior concentração de 232Th foi 2,1 mBq/m3
e está abaixo de 1/10 do limite derivado para concentração no
ar de 232Th para compostos classe W e partículas com
AMAD igual a 1 µm. Noentanto, os estudos realizados por
Dantas [5] e Dias da Cunha [1] mostram que existe
incorporação de tório. Esta incorporação podem ser devido à
ingestão de tório, pois os trabalhadores comem e bebem no
setor de trabalho e pelo hábito de levar a mão a boca ou pela
inalação de partículas menores que 0,64 µm.
As concentrações de torônio são significativas,
estando de acordo com os dados de concentração de torônio
nos pulmões de trabalhadores encontrados na literatura [5].
REFERÊNCIAS
[1] Dias da Cunha, Contribuições ao estudo da exposição
ocupacional ao tório no Brasil. Tese de doutorado, UFRJ,
1997.
[2] Dias da Cunha, Joyce L. Liepsztein, Carlos Barros Leite,
Caracterização de aerossóis usando o método PIXE, Anais
do III ENAN, vol. 2, 1087-1092.
[3] Moura J. J., Caracterização de partículas contendo Th.
Estudo de caso: fabricação de camisas de lampião, Tese de
Mestrado, Instituto Militar de Engenharia, 1997.
[4] Mendonça da Silva, I. C, Determinação da concentração
no ar de radônio, torônio e filhos em uma indústria que
utiliza o nitrato de tório Tese de Mestrado, Instituto Militar
de Engenharia, 1997.
[5] Dantas B.M, Proposta e aplicação de uma metodologia
para monitoração de trabalhadores ocupacionalmente
expostos a 232Th e a seus produtos de decaimento. Tese de
Mestrado, UFRJ,1993.
ABSTRACT
The workers involved in the gas mantel manufacturing are
exposure to aerosol containing Th and its decay products.
Inhalation of this aerosol can causes serious damage to the
worker’s health. In order to evaluate this damage is needed
to determine the MMAD, the Th air concentration in the
respiration fraction of aerosol and the thoron air
concentration. A cascade impactor, a stack filter unit and
individual air sampler were used to characterize the airborne
particles containing Th. The thoron and radon air
concentration were determined using Tsivoglou, Kusnetz,
Rolle and Two filters methods. The MMADs were bellow 1
µm and 232 Th air concentration was bellow 2,1 mBq/m3. The
thoron air concentration was bellow 3,7 mBq /m3 .