Questo articolo è dedicato alla discussione delle pneumoconiosi correlate a una varietà di specifiche sostanze non fibrose; le esposizioni a queste polveri non sono trattate altrove in questo volume. Per ogni materiale in grado di generare una pneumoconiosi per esposizione, una breve trattazione della mineralogia e dell'importanza commerciale è seguita da informazioni relative alla salute polmonare dei lavoratori esposti.
Alluminio
L'alluminio è un metallo leggero con molti usi commerciali sia nel suo stato metallico che in quello combinato. (Abramson et al. 1989; Kilburn e Warshaw 1992; Kongerud et al. 1994.) I minerali contenenti alluminio, principalmente bauxite e criolite, sono costituiti da combinazioni del metallo con ossigeno, fluoro e ferro. La contaminazione da silice dei minerali è comune. Allumina (Al2O3) viene estratta dalla bauxite e può essere lavorata per essere utilizzata come abrasivo o come catalizzatore. L'alluminio metallico è ottenuto dall'allumina mediante riduzione elettrolitica in presenza di fluoruro. L'elettrolisi della miscela viene effettuata utilizzando elettrodi di carbone ad una temperatura di circa 1,000°C in celle dette pentole. L'alluminio metallico viene quindi estratto per la fusione. L'esposizione a polvere, fumi e gas nelle pentole, inclusi carbonio, allumina, fluoruri, anidride solforosa, monossido di carbonio e idrocarburi aromatici, è accentuata durante la rottura della crosta e altre operazioni di manutenzione. Numerosi prodotti sono fabbricati da lastre, scaglie, granuli e fusioni di alluminio, con un ampio potenziale di esposizione professionale. L'alluminio metallico e le sue leghe trovano impiego nell'industria aeronautica, nautica e automobilistica, nella fabbricazione di contenitori e di dispositivi elettrici e meccanici, nonché in svariate applicazioni edili e strutturali. Piccole particelle di alluminio sono utilizzate in vernici, esplosivi e dispositivi incendiari. Per mantenere la separazione delle particelle, vengono aggiunti oli minerali o stearina; l'aumento della tossicità polmonare dei fiocchi di alluminio è stato associato all'uso di olio minerale.
Salute polmonare
L'inalazione di polveri e fumi contenenti alluminio può verificarsi nei lavoratori coinvolti nell'estrazione, estrazione, lavorazione, fabbricazione e utilizzo finale di materiali contenenti alluminio. La fibrosi polmonare, che si manifesta con sintomi e riscontri radiografici, è stata descritta in lavoratori con esposizioni diverse a sostanze contenenti alluminio. La malattia di Shaver è una grave pneumoconiosi descritta tra i lavoratori coinvolti nella produzione di abrasivi di allumina. Sono stati segnalati numerosi decessi per questa condizione. I lobi superiori del polmone sono più spesso colpiti e l'insorgenza di pneumotorace è una complicanza frequente. Alti livelli di biossido di silicio sono stati trovati nell'ambiente della pentola così come nei polmoni dei lavoratori durante l'autopsia, suggerendo che la silice può contribuire al quadro clinico della malattia di Shaver. Sono state osservate anche alte concentrazioni di particolato di ossido di alluminio. La patologia polmonare può mostrare vesciche e bolle e occasionalmente si osserva ispessimento pleurico. La fibrosi è diffusa, con aree di infiammazione nei polmoni e nei linfonodi associati.
Le polveri di alluminio sono utilizzate nella produzione di esplosivi e sono stati segnalati numerosi casi di fibrosi grave e progressiva nei lavoratori coinvolti in questo processo. Il coinvolgimento polmonare è stato occasionalmente descritto anche in lavoratori impiegati nella saldatura o nella lucidatura dell'alluminio e nell'insacco di lettiere per gatti contenenti silicato di alluminio (alunite). Tuttavia, vi è stata una notevole variazione nella segnalazione di malattie polmonari in relazione all'esposizione all'alluminio. Gli studi epidemiologici sui lavoratori esposti alla riduzione dell'alluminio hanno generalmente mostrato una bassa prevalenza di alterazioni pneumoconiotiche e lievi riduzioni medie della funzione ventilatoria polmonare. In vari ambienti di lavoro, i composti di allumina possono presentarsi in diverse forme e negli studi sugli animali queste forme sembrano avere diverse tossicità polmonari. Anche la silice e altre polveri miste possono contribuire a questa tossicità variabile, così come i materiali utilizzati per rivestire le particelle di alluminio. Un lavoratore, che ha sviluppato una malattia polmonare granulomatosa dopo l'esposizione a ossidi e alluminio metallico, ha mostrato la trasformazione dei suoi linfociti del sangue in seguito all'esposizione a sali di alluminio, suggerendo che i fattori immunologici potrebbero svolgere un ruolo.
Una sindrome asmatica è stata frequentemente osservata tra i lavoratori esposti ai fumi nelle stanze dei vasi di riduzione dell'alluminio. I fluoruri trovati nell'ambiente della pentola sono stati implicati, sebbene l'agente o gli agenti specifici associati alla sindrome asmatica non siano stati determinati. Come con altri tipi di asma professionale, i sintomi sono spesso ritardati da 4 a 12 ore dopo l'esposizione e comprendono tosse, dispnea, costrizione toracica e respiro sibilante. Si può anche notare una reazione immediata. L'atopia e una storia familiare di asma non sembrano essere fattori di rischio per lo sviluppo dell'asma da vaso. Dopo la cessazione dell'esposizione, nella maggior parte dei casi ci si può aspettare che i sintomi scompaiano, sebbene due terzi dei lavoratori interessati mostrino una persistente risposta bronchiale aspecifica e, in alcuni lavoratori, i sintomi e l'iperreattività delle vie aeree continuino per anni anche dopo la fine dell'esposizione. La prognosi per l'asma da vaso sembra essere migliore in coloro che vengono immediatamente rimossi dall'esposizione quando i sintomi asmatici si manifestano. Anche l'ostruzione fissa del flusso d'aria è stata associata al lavoro nella stanza dei vasi.
Gli elettrodi di carbonio vengono utilizzati nel processo di riduzione dell'alluminio e nell'ambiente della pentola sono stati identificati noti cancerogeni per l'uomo. Diversi studi sulla mortalità hanno rivelato eccessi di cancro ai polmoni tra i lavoratori esposti in questo settore.
Terra di diatomea
I depositi di farina fossile derivano dall'accrescimento di scheletri di organismi microscopici. (Cooper e Jacobson 1977; Checkoway et al. 1993.) La farina fossile può essere utilizzata nelle fonderie e nella manutenzione di filtri, abrasivi, lubrificanti ed esplosivi. Alcuni depositi contengono fino al 90% di silice libera. I lavoratori esposti possono sviluppare alterazioni polmonari che comportano pneumoconiosi semplice o complicata. Il rischio di morte sia per malattie respiratorie non maligne che per cancro ai polmoni è stato correlato alla permanenza dei lavoratori in lavori polverosi, nonché alle esposizioni cumulative di silice cristallina durante l'estrazione e la lavorazione della farina fossile.
Carbonio elementare
A parte il carbone, le due forme comuni di carbonio elementare sono la grafite (carbonio cristallino) e il nerofumo. (Hanoa 1983; Petsonk et al. 1988.) La grafite viene utilizzata nella produzione di matite di piombo, rivestimenti per fonderia, vernici, elettrodi, batterie a secco e crogioli per scopi metallurgici. La grafite finemente macinata ha proprietà lubrificanti. Il nerofumo è una forma parzialmente decomposta utilizzata in pneumatici per autoveicoli, pigmenti, plastica, inchiostri e altri prodotti. Il nerofumo è prodotto da combustibili fossili attraverso una varietà di processi che coinvolgono la combustione parziale e la decomposizione termica.
Durante l'estrazione e la macinazione di grafite naturale e durante la produzione di grafite artificiale, può verificarsi l'inalazione di carbonio e polveri associate. La grafite artificiale è prodotta dal riscaldamento di carbone o coke di petrolio e generalmente non contiene silice libera.
Salute polmonare
La pneumoconiosi deriva dall'esposizione dei lavoratori alla grafite sia naturale che artificiale. Clinicamente, i lavoratori con pneumoconiosi da carbonio o grafite mostrano risultati radiografici simili a quelli dei lavoratori del carbone. In passato sono stati segnalati gravi casi sintomatici con fibrosi polmonare massiccia, in particolare legati alla produzione di elettrodi di carbonio per la metallurgia, anche se rapporti recenti sottolineano che i materiali implicati nelle esposizioni che portano a questo tipo di condizione sono probabilmente polveri miste.
Gilsonite
La gilsonite, nota anche come uintaite, è un idrocarburo solidificato. (Keimig et al. 1987.) Si verifica nelle vene negli Stati Uniti occidentali. Gli usi attuali includono la produzione di sigillanti, inchiostri, vernici e smalti per carrozzerie automobilistiche. È un ingrediente di fluidi e cementi per la perforazione di pozzi petroliferi; è un additivo negli stampi in sabbia nell'industria della fonderia; si trova come componente di asfalto, pannelli da costruzione ed esplosivi; ed è impiegato nella produzione di grafite di grado nucleare. I lavoratori esposti alla polvere di gilsonite hanno riportato sintomi di tosse e produzione di catarro. Cinque dei novantanove lavoratori intervistati hanno mostrato prove radiografiche di pneumoconiosi. Non sono state definite anomalie nella funzione polmonare in relazione all'esposizione alla polvere di gilsonite.
Gesso
Il gesso è solfato di calcio idrato (CaSO4· 2H2O) (Oakes et al. 1982). Viene utilizzato come componente di cartongesso, gesso di Parigi e cemento Portland. I depositi si trovano in diverse forme e sono spesso associati ad altri minerali come il quarzo. La pneumoconiosi è stata osservata nei minatori di gesso ed è stata attribuita alla contaminazione da silice. Le anomalie ventilatorie non sono state associate all'esposizione alla polvere di gesso.
Oli e lubrificanti
I liquidi contenenti oli idrocarburici sono usati come refrigeranti, oli da taglio e lubrificanti (Cullen et al. 1981). Gli oli vegetali si trovano in alcuni prodotti commerciali e in una varietà di alimenti. Questi oli possono essere aerosolizzati e inalati quando i metalli rivestiti con oli vengono fresati o lavorati a macchina o se vengono utilizzati spray contenenti olio per scopi di pulizia o lubrificazione. Le misurazioni ambientali nelle officine meccaniche e negli stabilimenti hanno documentato livelli di olio nell'aria fino a 9 mg/m3. Un rapporto ha implicato l'esposizione a olio disperso nell'aria dalla combustione di grassi animali e vegetali in un edificio chiuso.
Salute polmonare
È stato occasionalmente segnalato che i lavoratori esposti a questi aerosol sviluppano prove di a polmonite lipoide, simile a quello osservato nei pazienti che hanno aspirato gocce nasali di olio minerale o altri materiali oleosi. La condizione è associata a sintomi di tosse e dispnea, crepitii polmonari inspiratori e compromissione della funzione polmonare, generalmente di gravità lieve. Sono stati segnalati alcuni casi con alterazioni radiografiche più estese e gravi compromissioni polmonari. L'esposizione agli oli minerali è stata anche associata in diversi studi ad un aumentato rischio di tumori del tratto respiratorio.
Cemento Portland
Il cemento Portland è costituito da silicati di calcio idrati, ossido di alluminio, ossido di magnesio, ossido di ferro, solfato di calcio, argilla, scisto e sabbia (Abrons et al. 1988; Yan et al. 1993). L'impasto viene frantumato e calcinato ad alte temperature con l'aggiunta di gesso. Il cemento trova numerosi usi nella costruzione di strade e di edifici.
Salute polmonare
La silicosi sembra essere il rischio maggiore nei lavoratori del cemento, seguita da una pneumoconiosi mista a polvere. (In passato, l'amianto veniva aggiunto al cemento per migliorarne le caratteristiche.) Sono stati osservati reperti radiografici del torace anomali, tra cui piccole opacità arrotondate e irregolari e alterazioni pleuriche. È stato occasionalmente segnalato che i lavoratori hanno sviluppato proteinosi alveolare polmonare dopo l'inalazione di polvere di cemento. I cambiamenti ostruttivi del flusso d'aria sono stati notati in alcuni, ma non in tutti, i sondaggi sui lavoratori del cemento.
Metalli delle terre rare
I metalli delle terre rare o "lantanidi" hanno numeri atomici compresi tra 57 e 71. Il lantanio (numero atomico 57), il cerio (58) e il neodimio (60) sono i più comuni del gruppo. Gli altri elementi di questo gruppo includono praseodimio (59), promezio (61), samario (62), europio (63), gadolinio (64), terbio (65), disprosio (66), olmio (67), erbio (68 ), tulio (69), itterbio (70) e lutezio (71). (Hussain, Dick e Kaplan 1980; Sabbioni, Pietra e Gaglione 1982; Vocaturo, Colombo e Zanoni 1983; Sulotto, Romano e Berra 1986; Waring e Watling 1990; Deng et al. 1991.) Gli elementi delle terre rare si trovano naturalmente nella monazite sabbia, da cui vengono estratti. Sono utilizzati in una varietà di leghe metalliche, come abrasivi per la lucidatura di specchi e lenti, per ceramiche ad alta temperatura, nei fuochi d'artificio e nelle pietre focaie per accendisigari. Nell'industria elettronica sono utilizzati nell'elettrosaldatura e si trovano in vari componenti elettronici, inclusi fosfori televisivi, schermi radiografici, laser, dispositivi a microonde, isolanti, condensatori e semiconduttori.
Le lampade ad arco di carbonio sono ampiamente utilizzate nei settori della stampa, della fotoincisione e della litografia e sono state utilizzate per l'illuminazione di riflettori, riflettori e proiezioni cinematografiche prima dell'adozione su larga scala delle lampade ad argon e allo xeno. Gli ossidi metallici delle terre rare sono stati incorporati nel nucleo centrale delle aste ad arco in carbonio, dove stabilizzano il flusso dell'arco. I fumi emessi dalle lampade sono una miscela di materiale gassoso e particolato composto da circa il 65% di ossidi di terre rare, il 10% di fluoruri e carbonio incombusto e impurità.
Salute polmonare
La pneumoconiosi nei lavoratori esposti a terre rare è stata evidenziata principalmente come infiltrati radiografici del torace nodulari bilaterali. La patologia polmonare nei casi di pneumoconiosi delle terre rare è stata descritta come una fibrosi interstiziale accompagnata da un accumulo di particelle di polvere granulare fine o alterazioni granulomatose.
Sono state descritte alterazioni funzionali polmonari variabili, da restrittive a miste restrittive-ostruttive. Tuttavia, lo spettro delle malattie polmonari correlate all'inalazione di elementi delle terre rare deve ancora essere definito e i dati relativi al modello e alla progressione della malattia e ai cambiamenti istologici sono disponibili principalmente solo da pochi casi clinici.
Un potenziale neoplastico degli isotopi delle terre rare è stato suggerito da un caso clinico di cancro ai polmoni, probabilmente correlato alle radiazioni ionizzanti dei radioisotopi delle terre rare presenti in natura.
Composti Sedimentari
I depositi rocciosi sedimentari si formano attraverso i processi di alterazione fisica e chimica, erosione, trasporto, deposizione e diagenesi. Questi possono essere caratterizzati in due grandi classi: Clastici, che includono detriti di erosione depositati meccanicamente, e precipitati chimici, che comprendono carbonati, gusci di scheletri organici e depositi salini. I carbonati, i solfati e gli alogenuri sedimentari forniscono minerali relativamente puri che si sono cristallizzati da soluzioni concentrate. A causa dell'elevata solubilità di molti dei composti sedimentari, vengono rapidamente eliminati dai polmoni e sono generalmente associati a piccole patologie polmonari. Al contrario, i lavoratori esposti a determinati composti sedimentari, principalmente clastici, hanno mostrato alterazioni pneumoconiotiche.
fosfati
Minerale di fosfato, Ca5(F,Cl)(PO4)3, è utilizzato nella produzione di fertilizzanti, integratori alimentari, dentifrici, conservanti, detergenti, pesticidi, veleni per roditori e munizioni (Dutton et al. 1993). L'estrazione e la lavorazione del minerale possono comportare una varietà di esposizioni irritanti. Le indagini sui lavoratori nell'estrazione e nell'estrazione di fosfati hanno documentato un aumento dei sintomi di tosse e produzione di catarro, nonché prove radiografiche di pneumoconiosi, ma poche prove di funzionalità polmonare anormale.
roccia scistosa
Lo scisto è una miscela di materiale organico composta principalmente da carbonio, idrogeno, ossigeno, zolfo e azoto (Rom, Lee e Craft 1981; Seaton et al. 1981). La componente minerale (cherogeno) si trova nella roccia sedimentaria chiamata marna, che è di colore grigio-marrone e di consistenza stratificata. Lo scisto bituminoso è stato utilizzato come fonte di energia sin dal 1850 in Scozia. I principali giacimenti esistono negli Stati Uniti, in Scozia e in Estonia. La polvere nell'atmosfera delle miniere sotterranee di scisto bituminoso ha una dispersione relativamente fine, con fino all'80% delle particelle di polvere di dimensioni inferiori a 2 mm.
Salute polmonare
Viene definita pneumoconiosi correlata alla deposizione di polvere di scisto nei polmoni shalosis. La polvere crea una reazione granulomatosa e fibrotica nei polmoni. Questa pneumoconiosi è clinicamente simile alla pneumoconiosi e alla silicosi dei lavoratori del carbone e può progredire in una fibrosi massiccia anche dopo che il lavoratore ha lasciato l'industria.
Le alterazioni patologiche identificate nei polmoni con shalosi sono caratterizzate da deformazione vascolare e bronchiale, con ispessimento irregolare dei setti interalveolari e interlobulari. Oltre alla fibrosi interstiziale, i campioni polmonari con pneumoconiosi da scisto hanno mostrato ombre ilari ingrandite, correlate al trasporto di polvere di scisto e successivo sviluppo di cambiamenti sclerotici ben definiti nei linfonodi ilari.
È stato riscontrato che i lavoratori dello scisto hanno una prevalenza di bronchite cronica due volte e mezzo quella dei controlli di pari età. L'effetto dell'esposizione alla polvere di scisto sulla funzione polmonare non è stato studiato sistematicamente.
Ardesia
L'ardesia è una roccia metamorfica, costituita da vari minerali, argille e materia carboniosa (McDermott et al. 1978). I principali costituenti dell'ardesia includono muscovite, clorite, calcite e quarzo, insieme a grafite, magnetite e rutilo. Questi hanno subito metamorfosi per formare una densa roccia cristallina che possiede forza ma si spacca facilmente, caratteristiche che spiegano la sua importanza economica. L'ardesia viene utilizzata in coperture, pietre dimensionali, piastrelle per pavimenti, lastricature, forme strutturali come pannelli e davanzali, lavagne, matite, tavoli da biliardo e banchi da laboratorio. L'ardesia frantumata viene utilizzata nella costruzione di autostrade, superfici di campi da tennis e granuli leggeri per coperture.
Salute polmonare
La pneumoconiosi è stata riscontrata in un terzo dei lavoratori studiati nell'industria dell'ardesia nel nord del Galles e nel 54% dei produttori di matite in ardesia in India. Vari cambiamenti radiografici polmonari sono stati identificati nei lavoratori di lavagna. A causa dell'alto contenuto di quarzo di alcune ardesie e degli strati rocciosi adiacenti, la pneumoconiosi dei lavoratori dell'ardesia può avere caratteristiche di silicosi. La prevalenza dei sintomi respiratori nei lavoratori di turno è elevata e la percentuale di lavoratori con sintomi aumenta con la categoria di pneumoconiosi, indipendentemente dallo stato di fumatore. Valori ridotti del volume espiratorio forzato in un secondo (FEV1) e la capacità vitale forzata (FVC) sono associate all'aumento della categoria di pneumoconiosi.
I polmoni dei minatori esposti alla polvere di ardesia rivelano aree localizzate di fibrosi perivascolare e peribronchiale, che si estendono alla formazione di macule e ad un'estesa fibrosi interstiziale. Le lesioni tipiche sono macule fibrotiche di configurazione variabile intimamente associate a piccoli vasi sanguigni polmonari.
Talco
Il talco è composto da silicati di magnesio e si trova in una varietà di forme. (Vallyathan e Craighead 1981; Wegman et al. 1982; Stille e Tabershaw 1982; Wergeland, Andersen e Baerheim 1990; Gibbs, Pooley e Griffith 1992.)
I depositi di talco sono spesso contaminati da altri minerali, tra cui tremolite fibrosa e non fibrosa e quarzo. Gli effetti sulla salute polmonare dei lavoratori esposti al talco possono essere correlati sia al talco stesso che agli altri minerali associati.
La produzione di talco avviene principalmente in Australia, Austria, Cina, Francia e Stati Uniti. Il talco è utilizzato come componente in centinaia di prodotti e viene utilizzato nella produzione di vernici, prodotti farmaceutici, cosmetici, ceramiche, pneumatici per automobili e carta.
Salute polmonare
Sulle radiografie del torace dei lavoratori del talco si osservano opacità polmonari parenchimali diffuse arrotondate e irregolari e anomalie pleuriche in associazione con l'esposizione al talco. A seconda delle esposizioni specifiche sperimentate, le ombre radiografiche possono essere attribuite al talco stesso oa contaminanti nel talco. L'esposizione al talco è stata associata a sintomi di tosse, dispnea e produzione di catarro e con evidenza di ostruzione delle vie aeree negli studi sulla funzionalità polmonare. La patologia polmonare ha rivelato varie forme di fibrosi polmonare: sono stati segnalati cambiamenti granulomatosi e corpi ferruginosi e macrofagi carichi di polvere raccolti attorno ai bronchioli respiratori mescolati a fasci di collagene. Anche l'esame mineralogico del tessuto polmonare dei lavoratori del talco è variabile e può mostrare silice, mica o silicati misti.
Poiché i depositi di talco possono essere associati all'amianto e ad altre fibre, non sorprende che sia stato riportato un aumento del rischio di carcinoma broncogeno nei minatori di talco e nei mugnai. Recenti indagini su lavoratori esposti a talco senza fibre di amianto associate hanno rivelato tendenze per una maggiore mortalità per malattie respiratorie non maligne (silicosi, silico-tubercolosi, enfisema e polmonite), ma il rischio di cancro broncogeno non è risultato elevato.
Hairspray
L'esposizione alle lacche per capelli si verifica sia nell'ambiente domestico che negli stabilimenti commerciali per parrucchieri (Rom 1992b). Le misurazioni ambientali nei saloni di bellezza hanno indicato il potenziale di esposizione all'aerosol respirabile. Diversi case report hanno implicato l'esposizione alla lacca per capelli nel verificarsi di una polmonite, thesaurosi, in soggetti fortemente esposti. I sintomi clinici nei casi erano generalmente lievi e si sono risolti con la cessazione dell'esposizione. L'istologia di solito mostrava un processo granulomatoso nel polmone e ingrossamento dei linfonodi ilari, con ispessimento delle pareti alveolari e numerosi macrofagi granulari negli spazi aerei. Le macromolecole nelle lacche per capelli, tra cui gommalacca e polivinilpirrolidone, sono state suggerite come potenziali agenti. Contrariamente alle segnalazioni di casi clinici, l'aumento delle ombre radiografiche del parenchima polmonare osservato nelle indagini radiologiche dei parrucchieri commerciali non è stato correlato in modo definitivo all'esposizione alla lacca per capelli. Sebbene i risultati di questi studi non consentano di trarre conclusioni definitive, le malattie polmonari clinicamente importanti dovute alle tipiche esposizioni alla lacca per capelli sembrano essere un evento insolito.