Transcript III. Debu di Lingkungan Industri

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
settlingdebu 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?