Перше в світі дослідження манікюрного пилу

Копіювання без посилання на джерело заборонено за статтею 423 ЦК України

Перше в світі офіційне дослідження характеристик пилу після проведення процедури манікюру провела компанія SHEMAX - український завод-виробник професійного обладнання для салонів краси.

Компанія SHEMAX звернулася в один з провідних вищих навчальних закладів в Україні - Дніпропетровський національний університет імені Олеся Гончара, щоб провести науково дослідні експерименти з вивчення характеристик пилу, що утворюється при манікюрі.

22 квітня 2021 року начальник науково-дослідної частини ДНУ, кандидат технічних наук Олексій Полішко і доцент кафедри хімічних наук Володимир Полонський на кафедрі фізичної, органічної і неорганічної хімії Дніпровського національного університету імені Олеся Гончара провели комплексний аналіз пилу після манікюра, визначили розміри, форми частинок і рух в приміщенні протягом робочого дня.

Пил – розповсюджений небезпечний та шкідливий виробничий фактор. Будь-який виробничий пил, що утворюється в процесі процедури манікюра є дуже небезпечним фактором і викликає професійні хронічні захворювання.

Спеціаліст з манікюру, щоб створити форму нігтя, прибрати залишки робочого матеріалу чи зняти старе лакове покриття використовує професійну пилочку або спеціалізований електричний аппарат - фрезер з різноманітними насадками. В ході роботи утворюється велика кількість пилу, що негативно впливає на здоров’я майстра манікюру.

При вдиханні повітря, манікюрний пил потрапляє у легені, частинки затримуються у верхніх дихальних шляхах і спричиняють їх роздратування і навіть запалення. Найбільш шкідливими є частинки розмірами меньше 5 мкм, які при потраплянні у легені сприяють ущільненню легеневої тканини і виникненню пневмоконіозу. Пил, який утворюється внаслідок зняття штучного матеріалу здатний накопичуватись у повітрі салону. За рахунок невеликого розміру такий пил довго знаходиться в повітрі і легко потрапляє у дихальні шляхи. Частий контакт з пилом провокує появу захворювань, які зростають в залежності від професійного стажу майстра краси.

В структурі пилу багато мікроскопічних частинок, які мають небезпечні гострі грані і рвані кути. Накопичуючись на слизових оболонках дихальних шляхів, очах та шкірі, вони закріплюються там і призводять до хронічних захворювань. Комплексний вплив пилу і шкідливих хімічних речовин в складі матеріалів, може призвести до розвитку професійних захворювань у майстрів манікюру.

Алергічний бронхіт спричиняє дихальну патологію. Причиною захворювання є періодичний контакт з аллергеном. Лікування проводять із застосуванням антигістамінних засобів, антибіотиків, кортикостероїдів. Коли майстер повторно контактує з пилом, який є алергеном, то він змушений багаторазово застосовувати ліки на постійній основі.
Бронхіальна астма, що має характер хронічного захворювання органів дихання.
Хронічна обструктивна хвороба легенів, обмежує рух повітря в дихальних шляхах через накопичення різноманітних токсичних речовин.
Появу хвороби на очах - кон'юнктивіт, провокує аерозольний антисептик, манікюрний пил і мілко дисперсні частинки шкіри, які осідають на слизовій оболонці очей. Це призводить до розвитку запального процесу на очах.
Дерматичні захворювання шкіри від контакту з пилом. При постійному впливі з алергеном і нехтуванні лікуванням, дерматит стає хронічним і переходить в більш серйозне захворювання - екзему.
Грибкові захворювання нігтів. Інфекція передається через залишки дрібного манікюрного пилу, який знаходиться на робочому місці майстра та залишається в повітрі салона краси [1].

Варто відзначити, що наявність у манікюрному пилу небезпечних токсичних компонентів, сприяє "отруєнню" організму. У складі лаку та акрилу знаходиться синтетичний компонент - метакрилат. Саме він найчастіше призводить до появи алергії і входить до складу лаків з низьким ціновим сегментом. На додаток до метакрилату виробники використовують ряд агресивних компонентів: формальдегід, толуол, дибутилфталат, ацетофенон, бутилацетат, формальдегідні смоли, нитроцеллюлоза, камфора, каніфоль, діацетоновий спирт [2].

1. Дослідження форми манікюрного пилу

У дослідженні для визначення форми манікюрного пилу використовувалися зразки отримані майстром манікюру за один робочий день. Для дослідження майстер не використовував електричну техніку для збору пилу, всі зразки були зібрані з робочої поверхні манікюрного столу, щоб зберегти первинний вигляд та передати реальну вагу пилу, що залишається після кожного клієнта.

Зразки пилу отримано при обпилюванні нігтів аппаратом - фрезер Marathon 3 Champion з використанням насадки з твердосплава червоного кольору та для надання форми нігтям використовували пилочку 180 грит.

Кімната де були зібрані зразки пилу має розмір 4 х 4 метрів з висотою стелі 2,4 метра де встановлено одне вікно. В кабінеті працює один майстер який має робочий стіл, два стільці, крісло для педикюра, шкаф з обладнанням для стерилізації, умивальник та кондиціонер.

Зразки пилу (рис. 1) були отримані з 8 клієнтів за один робочий день у одного майстра, без використання витяжки для забору пилу. При дотриманні всіх етапів повноцінного манікюра від зняття попереднього гель-лаку і покриття нового шару, були отримано такі образці пилу масою: №1 – 0,90 г; №2 – 0,34 г; №3 – 0,41 г; №4 – 0,49 г; №5 – 0,67 г; №6 – 0,42 г; №7 – 0,41 г; №8 – 0,53 г.

В результаті можемо зробити висновок, що в середньому за один робочий день залишається 4,17 г пилу на робочому місці з 8 клієнтів, який можна побачити очима та виміряти вагами. Але враховуючи дисперсність - велика кількість пилу довгий час залишається у повітрі і рухається з місця на місце.

Рисунок 1. Загальний вигляд зразків манікюрного пилу

У досліджуваних зразках присутні органічний нігтьовий і гелевий пил, які утворюються при знятті захисного та кольорового покриття нігтя. Різна вага в зразках пилу залежить від довжини, дизайну та наявності додаткового покриття нігтя базою, акрилом, пудрою.

Отримані зразки були відправлені на мікроскопічні дослідження, ситовий та седиментаційний аналізи.

На рис.2 наведено мікрофотографії часток пилу, отримані на просвічуваному мікроскопі Optica Microscoper Italy B-190 при збільшеннях у 25 та 40 разів.

Рисунок 2. Форма і розміри часток манікюрного пилу.

Мікроскоп Optica Microscoper Italy B-190

Розміри і форма частинок пилу є самими різноманітними, але найчастіше це лусочки або пластинки довгастої форми з рваними нерівними краями розмірами від десятків до кількох сотень мікрометрів. Часток з однаковими розмірами в трьох вимірюваннях та з великою протяжністю в одному вимірюванні (волокна, голки, стрижні) практично не спостерігається.

При збільшеннях у 170 та 500 разів, отриманих за допомогою мікроскопу МІМ-7 (рис. 3) можна ідентифікувати форму та розміри дрібних часток пилу. Як видно, це пластинки дуже неправильної форми з гострими нерівними краями, які здатні довгий час знаходитись у невагомому стані і переміщатися у повітрі приміщення, утворюючи аерозолі.

Рисунок 3. Форма і розміри часток манікюрного пилу. Мікроскоп МІМ-7

2. Дослідження дисперсності часток манікюрного пилу

Дисперсність - фізична величина, що характеризує розмір зважених часток в дисперсних системах. Величина якою міряють дисперсність називають мікрон або мікрометр (скорочено мкм).

Пил умовно розрізняють:

1. За розміром:

- крупнодисперсний (розмір твердих часток більш 50 мкм)

- середньодисперсний (від 10 до 50 мкм)

- дрібнодисперсний (розмір часток менш 10 мкм) пил.

2. За походженням:

- неорганічний (мінеральний, металевий);

- органічний (рослинний, тваринний);

- змішаний.

3. За дисперсністю:

- видимий (понад 10 мкм);

- мікроскопічний (від 0,25 до 10 мкм);

- ультрамікроскопічний (менше 0,25 мкм).

Оскільки зразки манікюрного пилу складаються з часток, які дуже відрізняються за розмірами, для визначення їх дисперсності застосовано комплексний підхід. Він полягав у тому, що спочатку проводився ситовий аналіз, в результаті якого була відокремлена найбільш дрібна фракція пилу. Потім для цієї фракції визначення гранулометричного складу проведене шляхом седиментаційного аналізу.

На рис. 4 показано загальний вигляд різних фракцій проби після проведення ситового аналізу.

(А)

(В)

(С)

Рисунок 4. Загальний вигляд проб після ситового аналізу: А – на ситі 500 мкм; В – на ситі 250 мкм; С – частинки, розміром менші, ніж 250 мкм

Розподіл частинок пилу за фракціями у відсотках наведено на рис.5.

Рисунок 5. Розподіл часток пилу за фракціями після ситового аналізу

В пробі присутня невелика кількість (1,1%) дуже великих частинок у вигляді залишків нігтів, 37,1% від маси проби – це частинки розмірами від 250 до 500 мкм та 61,8% маси проби складають частинки розмірами менше, ніж 250 мкм.

Фракція пилу з розмірами часток менше, ніж 250 мкм була використана для визначення її гранулометричного складу методом седиментації у гравітаційному полі, яка полягає у вимірюванні зростанні маси підвішеної у водну суспензію пилу платформи по мірі осідання часток порошку. Седиментацію 0,5% суспензії проведено у дистильованій воді і отримано залежність швидкості осадження часток дисперсійної фази від їх розмірів під дією сили тяжіння. За умов проведення вимірювань (температура 20° С) густина розчинника становила 0,9982 г/см3, а динамічна в’язкість – 1,002∙103 Па∙с.

Седиментаційну залежність лінеарізовано у координатах τ/m від τ (m – маса осаджених частинок, τ – час осідання). З отриманої залежності визначено кутовий коефіцієнт нахилу, як величину, обернену до Qm (маси порошку, що осідає за нескінченний час) та коефіцієнт зсуву – τ0/Qm, де τ0 – половинний час седиментації.

Окремо було проведено визначення щільності частинок пилу пікнометричним методом. Суть пікнометричним методу полягає в тому, що щільність досліджуваного зразка (ρпил) визначається шляхом його занурення в рідину з відомою щільністю. В якості допоміжної рідини використовувалася дистильована вода з відомою щільністю ρводи = 1,00 г/см3.

Спочатку вимірювалася маса сухого пікнометра m1. Потім використовувалась наважка (частина проби речовини чи матеріалу встановленої маси) досліджуваного пилу mнав масою 1,00 г. Наважка додавалась до пікнометру – це маса m2 і заповнювалася водою до мірної мітки. Пікнометр з водою і наважкою нагрівався до стану кипіння. Таким чином, повітря, що міститься в порах досліджуваного пилу повністю випаровувалось з нього. Потім пікнометр з наважкою і водою знову зважувався і визначалася маса m3. Після цього пікнометр вимивався і в нього заповнювалася дистильована вода до мірної риски, і пікнометр знову зважувався – визначалася маса пікнометра з водою m4. Після цього визначалася дійсна щільність пилу за формулою:

Отримана величина ρпил = використовувалась у подальших розрахунках гранулометричного складу пилу.

Використовуючи отримані параметри, розраховано диференційну криву розподілу часток у пробі пилу (рис.6), мінімальний та найбільш імовірний радіуси частинок у пробі пилу. Критерій F показує різницю між середніми статистичними значеннями розподілу часток пилу за їх розмірами.

Рисунок 6. Диференційна крива розподілу часток манікюрного пилу

За результатами розрахунку методом седиментації, мінімальний радіус частинок дослідженого зразку пилу – 15,7 мкм; найбільш ймовірний розмір частинок – 91,05 мкм.

Таким чином, у фракції пилу розмірами менш, ніж 250 мкм, більшість частинок має розмір приблизно 90 мкм.

3. Дослідження концентрації пилу в приміщенні манікюрного салону

Для проведення вимірювань в приміщенні салону краси було застосовано багатофункціональний детектор якості повітря BENETECH GM8804, який дозволяє проводити динамічне визначення концентрацій PM2,5 (2,5 мкм) та PM10 (10 мкм) у реальному часі і виявити наявність дрібнодисперсних твердих частинок, пилу та інших включень у складі повітря.

Робота аналізатора GM8804 заснована на технології лазерної фотометрії розсіяного світла. Мінімальний дозвіл розміру частинок 0,3 мкм.

Найбільш небезпечними є розміри зважених частинок пилу розміром меньше 10 мкм (РМ10). 80 ‒ 90% пилових частинок величиною до 10 мкм затримується в верхніх дихальних шляхах [3].

Згідно з конструкцією прибору GM 8804, після досягнення концентрації пилу 75 мкг/м3 рівень забруднення вважається шкідливим для здоров’я, а після 150 мкг/м3 ‒ дуже шкідливим. Відповідно відбувається зміна кольору підсвітки екрана з зеленого до жовтого (небезпечно) або червоного (дуже небезпечно) та вмикається звуковий сигнал.

Визначення концентрації пилу в повітрі манікюрного салону було проведено 20.04.2021 р. в кабінеті манікюра для одного працюючого майстра з одним клієнтом, розмір кімнати 4 х 4 метра. В кабінеті є одне вікно. В роботі використовувався аппарат для зняття гель лаку - фрезер Marathon 3 Champion з використанням насадки з твердосплава червоного кольору та для надання форми нігтів використовували пилочку 180 грит. Результати були отримані починаючи с 9 години ранку на першому клієнті в кабінеті манікюра. Під час проведення вимірювань витяжна вентиляція на стелі та кондиціонер у зоні проведення процедури манікюру не застосовувалась.

Для актуальності дослідження було встановлено три показники для визначення руху пилу всередині кімнати:

- показник концентрації пилу біля рук майстра в момент зняття верхнього покриття на нігті

- показник концентрації пилу над головою майстра

- показник концентрації пилу на відстані 1 м від майстра

Щоб визначити як саме переміщується пил в кімнаті ми встановили чотири інтервали часу для фіксації показників детектором якості повітря BENETECH GM8804.

- до початку роботи

- під час роботи

- 15 хвилин після зняття верхнього покриття

- 30 хвилин після зняття верхнього покриття

Отримані результати вимірювань занесені до двух таблиць. Перша таблиця має дані без використання пилозбірника, друга таблиця з використанням настільного пилозбірника Style PRO торгової марки SheMax. Дані були фіксувалися в одному кабінеті в 9:00 в різні дні.

Таблиця 1 Результати визначення концентрації часток пилу (мкг/м3) в повітрі манікюрного салону без використанням пилозбірника

Таблиця 2 Результати визначення концентрації часток пилу (мкг/м3) в повітрі манікюрного салону з використанням пилозбірника SheMax Style Pro

Отримані результати вимірювань показали, що під час виконання процедури манікюру в зоні рук клієнта і голови майстра накопичується небезпечна кількість часток, які утворюють хмару з пилу.

Розглянемо рух пилу на прикладі однієї процедури манікюру. Під час видалення гелевого покриття з нігтьової пластини, майстри використовують фрезер зі швидкістю 20000 - 50000 обертів за хвилину. В результаті такої маніпуляції утворюється три видимі очам фракції пилу:

- частинки розмірами більше 500 мкм (дуже великі частки опилу)

- частинки розмірами від 250 до 500 мкм

- частинки розмірами менше ніж 250 мкм

Перша та друга фракції пилу під дією сили тяжіння швидко опускаються донизу. Третя фракція (менше ніж 250 мкм) дуже повільно піднімається вверх під дією закону імпульсу. Тільки через 15 хвилин дрібний пил накопичується на рівні голови майстра і клієнта, а значить швидко потрапляє до легенів при диханні. Через 30 хвилин зниження концентрації пилу в повітрі не спостерігається. Мілкодисперсний пил дуже повільно спускається до низу, якщо поряд немає сильного повітряного потоку, що може змінити його координацію руху.

При використанні професійного пилозбірника Shemax Style PRO під час процедури манікюра спостерігається зниження концентрації пилу під час роботи. Значна частина опилу відразу попадає до фільтра і не розлітається по кімнаті, не утворює пилову хмару з великим вмістом пилу.

4. Рекомендації з питань охорони праці для робітників манікюрних салонів

Характер впливу пилу на організм людини залежить від наступних факторів: форми частинок пилу, дисперсності, хімічного складу. Пил, потрапляючи в організм людини, сприяє фіброгенному впливу, тобто дратує слизові оболонки дихальних шляхів. Осідаючи в легенях, пил затримується в них. При тривалому вдиханні пилу виникають професійні захворювання легень – пневмоконіози.

Для роботи манікюрних салонів існують Закон України «Про забезпечення санітарного та епідеміологічного благополуччя населення» [4], інструкції, затверджені Українським союзом об’єднань, підприємств і організацій побутового обслуговування населення (від 27 серпня 2000 р. , №20) та ГСТУ 201-14-99 «Послуги манікюрні та педікюрні. Загальні технічні умови» [5]. Також відомі інструкції з охорони праці для майстра манікюрного кабінету [6]. Діючі на теперішній час ДСПіН №2.2.2.022-99 не враховують гігієнічні вимоги до цілого ряду нових об’єктів побутових послуг , в тому числі манікюру, і косметологічних технологічних процесів по догляду за тілом, потребують поновлення і доопрацювання з визначенням пріоритетних факторів ризику для персоналу і населення [7].

До загальних порад щодо запобігання захворюванням легенів, майстрам манікюру необхідно дотримуватися наступних правил:

- використовувати спеціальні настільні або вбудовані витяжки, пилососи SheMax;

- змінювати одноразові маски після кожного клієнта або кожні 2 години;

- вимагати, щоб майстри, що працюють поруч, вчасно включали витяжку SheMax;

- використовувати якісний фрезер, за допомогою якого можна швидко виконати всі основні маніпуляції з нігтями; використовувати в своїй роботі систему з кератолітикамі;

- часто провітрювати приміщення;

- виходити на свіже повітря кожні 2 - 3 години;

- для знезараження приміщення використовувати бактерицидну лампу SheMax; в роботі використовувати якісні гіпоалергенні матеріали;

- зміцнювати імунну систему і вести здоровий спосіб життя;

- відмовитися від куріння; при появі таких симптомів як кашель, сльозотеча або нежить звертатися за консультацією до лікаря і виконувати всі його розпорядження.

Перелік літературних джерел:

1.Алергія на манікюр// Режим доступу: https://nails-mag.ru/zdorove/allergiya-na-manikyur/

2.Пять небезпечних речовин, яких не повинно бути в лаку для нігтів// Режим доступу: https://news.rambler.ru/other/39846319-5-opasnyh-veschestv-kotoryh-ne-dolzhno-byt-v-lake-dlya-nogtey/

3.Аверкова О.А. Исследование физико-механических свойств пыли, образуемой в маникюрных кабинетах/ О. А. Аверкова, И. В. Крюков, В. А. Уваров, В. А. Минко, О. С. Крюкова // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. – 2019. – №2. – С. 6980.

4.Закон України «Про забезпечення санітарного та епідеміологічного благополуччя населення»// Режим доступу: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/4004-12#Text.

5.Інструкція щодо надання перукарських, манікюрних та педикюрних послуг // Режим доступу: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0813-00#Text.

6.Інструкція з охорони праці для майстра манікюрного кабінету // Режим доступу: https://dnaop.com/html/32059/doc-instrukcijaz-ohoroni-pracidlya-majstra-manikyurnogo-kabinetu.

7.Інструкція з охорони праці для майстра манікюрного кабінету // Режим доступу: https://dnaop.com/html/32059/doc-instrukcijaz-ohoroni-pracidlya-majstra-manikyurnogo-kabinetu.

8.Ходаківська В. О. Проблемні питання санітарно-епідеміологічного супроводження функціонування деяких об’єктів соціально-побутового обслуговування населення // Тези допов. н.-пр. конф. «Актуальні питання гігієни та екологічної безпеки України» 8-9 жовтня 2015 р. – Івано-Франківськ, 2015. – С. 332334.