آیا پوشش‌های یک‌بار مصرف غیربافت می‌توانند در برابر سموم کشاورزی برای حفاظت مقاوم باشند؟

نحوه عملکرد پوشش‌های یک‌بار مصرف غیربافت به عنوان سد مانع در برابر سموم کشاورزی

ساختار الیاف، اندازه منافذ و اتصل الکترواستاتیک در مقاومت به سموم کشاورزی

لباس‌های یک‌بارمصرف غیربافت در برابر آفت‌کش‌ها با استفاده از موانع فیزیکی و خواص الکترواستاتیکی محافظت می‌کنند. ساختار ماده SMS (اسپان‌بوند-ملت‌بلون-اسپان‌بوند) معمولاً دارای منافذی در محدوده ۱۰ تا ۵۰ میکرون است که از عبور مواد بزرگ‌تر مانند پودرهای خشک آفت‌کش جلوگیری می‌کند. در مورد قطرات کوچک‌تر، لایه میانی ملت‌بلون بیشترین نقش را ایفا می‌کند. این بخش دارای بار الکترواستاتیکی است که ذرات آفت‌کش با بار مخالف را جذب می‌کند. این روش در مقابل پاشش‌های کم‌فشار و ذرات گرد و غبار به‌خوبی عمل می‌کند. اما یک مشکل وجود دارد. نحوه قرارگیری این الیاف کامل نیست و گاهی اوقات کانال‌های ریزی ایجاد می‌شود که مواد می‌توانند از آن عبور کنند، به‌ویژه هنگامی که فرد حرکت می‌کند یا خم می‌شود. مشکل دیگری در آب‌وهوای مرطوب پیش می‌آید. بار الکترواستاتیکی روی مواد پلی‌پروپیلنی زمانی که رطوبت به حدود ۶۰٪ برسد شروع به کاهش می‌کند و موثر بودن آن به‌طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. یک مطالعه اخیر نشان داده است که این کاهش عملکرد در مناطق با شرایط آب‌وهوایی گرمسیری می‌تواند تا ۳۷٪ باشد.

چرا روپوش‌های یکبارمصرف استاندارد نسوز ممکن است در برابر فرمولاسیون‌های مایع ناتوان باشند

پوشاق‌های معمولی SMS بدون هیچ پوششی در کار کردن با آفت‌کش‌های مایع کافی نیستند، چون خیلی متراکم هستند و فیلم‌های سدیم پیوسته‌ای که واقعاً مواد را بیرون نگه می‌دارند ندارند. این غلظت‌های امولسیولیبل (ECs) و غلظت‌های معلق (SCs) حاوی سورفکتانت‌هایی هستند که عملاً کشش سطحی را کاهش می‌دهند تا مایعات بتوانند از طریق عمل مویینگی از شکاف‌های ریز بین الیاف عبور کنند. و وضعیت زمانی بدتر می‌شود که کارگران در حال حرکت هستند، فشار وارد می‌کنند یا به زمین آلوده دست می‌زنند، مثلاً هنگامی که در زمین‌هایی که قبلاً سمپاش شده‌اند زانو می‌زنند. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که در این شرایط واقعی، جذب به میزان هشت برابر بیشتر از زمانی که مواد در حالت ساکن قرار دارند، افزایش می‌یابد. حتی زمانی که گلایفوسات با غلظت‌های توصیه‌شده سورفکتانت مخلوط می‌شود، مطالعات نشان داده‌اند که تقریباً تمام نفوذ از پارچه استاندارد SMS در عرض تنها پانزده دقیقه اتفاق می‌افتد. این نتیجه نشان می‌دهد که این مواد در عملیات کشاورزی معمولی چقدر آسیب‌پذیر هستند.

استانداردها و عملکرد واقعی در دنیای واقعی از روپوش‌های یک‌بارمصرف غیربافت

ASTM F739-23 و ISO 6529: آنچه در مورد نفوذ سموم دفع آفات فاش می‌کنند

ASTM F739-23 و ISO 6529 از جمله استانداردهای کلیدی هستند که برای ارزیابی نحوهٔ عبور مواد شیمیایی از پارچه‌های محافظ استفاده می‌شوند. این استانداردها عمدتاً بر زمان نفوذ (breakthrough time) تمرکز دارند که لحظه‌ای را نشان می‌دهد که آلاینده شروع به ظاهر شدن در داخل ماده می‌کند. با این حال، این آزمون‌های آزمایشگاهی نمی‌توانند تمام عواملی را که کارگران روزانه با آنها مواجه هستند، در نظر بگیرند. شرایط واقعی دنیا شامل مواردی مانند عرق بدن، اصطکاک ناشی از حرکت و نقاط تحت تنش فیزیکی است که در محیط‌های کنترل‌شده وجود ندارند. این مشکل هنگام بررسی داده‌های واقعی از محل کار آشکار می‌شود. حتی روسری‌های محافظی که گواهی‌نامه را پشت سر گذاشته‌اند، ممکن است پس از تنها چهار ساعت قرار گرفتن در معرض ترکیبات خاصی از آفت‌کش‌ها، نرخ انتقال مواد شیمیایی بالاتر از 0.1 میکروگرم بر سانتی‌متر مربع در دقیقه را مجاز دانست. این شکاف بین نتایج آزمایشگاهی و شرایط واقعی، ضرورت این موضوع را نشان می‌دهد که پرسنل محل کار برای تصمیم‌گیری‌های ایمنی در محیط کار خود به بیش از گواهی‌های کاغذی نیاز دارند.

فراتر از زمان نفوذ: چرا نفوذ تجمعی برای استفاده در محل کار مهم است

تمرکز فقط بر زمان نفوذ، داستان کاملی از خطرات واقعی که کارگران با آن مواجه‌اند، ارائه نمی‌دهد. آنچه اهمیت بیشتری دارد، نفوذ تجمعی است که در اصل به این معناست که چه مقدار از حشره‌کش در طول زمان از لباس‌های محافظ عبور می‌کند. به عنوان مثال، یک روسرپوش (کاورال) ممکن است در شرایط آزمایشگاهی حدود یک ساعت در برابر گلایفوسیت مقاومت کند، اما پس از کار تمام روز در مزرعه، حدود ۱۲ درصد از این ماده همچنان می‌تواند به دلیل عواملی مانند گرمای بدن، حرکت مداوم و فرسودگی پارچه از آن عبور کند. تحقیقاتی که بر روی افرادی انجام شده که سال‌ها با این مواد شیمیایی در تماس بوده‌اند، نشان می‌دهد مشکلات جدی در آینده از جمله اختلالات عضلانی و عملکرد مغزی بروز می‌کند. هنگامی که شرکت‌ها شروع به اندازه‌گیری نفوذ تجمعی می‌کنند، نه فقط بررسی اینکه آیا ماده‌ای به سرعت نفوذ می‌کند یا نه، در واقع آن‌ها در مورد حفاظت به صورت بلندمدت فکر می‌کنند، نه اینکه فقط به حداقل استانداردها برای چند دقیقه اکتفا کنند.

تأثیر فرمولاسیون حشره‌کش بر یکپارچگی روسرهای یکبارمصرف غیربافتی

فرمول‌های EC در مقابل SC: مواد فعال سطحی و حلال‌هایی که عملکرد سد را تضعیف می‌کنند

نحوه تأثیر غلظت‌های امولسیفیه (EC) و غلظت‌های معلق (SC) بر روی لباس‌های محافظ، بین این دو نوع فرمولاسیون بسیار متفاوت است. محصولات EC دارای حلال‌های نفتی درون خود هستند که به مرور زمان شروع به تخریب الیاف پلی‌پروپیلن می‌کنند. این امر چه اتفاقی می‌افتد؟ منافذ در اثر قرار گرفتن در معرض این مواد حدود ۴۰٪ بزرگ‌تر می‌شوند و در نتیجه لایه محافظ بسیار سریع‌تر از حالت عادی دچار خرابی می‌شود. از سوی دیگر، فرمولاسیون‌های SC به صورت متفاوتی عمل می‌کنند. آن‌ها از موادی مانند آلکیل‌فنول اتوکسیلات به عنوان مواد فعال سطحی استفاده می‌کنند تا ذرات جامد را به درستی در حالت معلق نگه دارند. این امر باعث کاهش چشمگیر کشش سطحی می‌شود و گاهی اوقات این مقدار به زیر ۳۰ mN/m می‌رسد؛ بنابراین به جای تشکیل قطرات روی سطوح، مایعات تمایل به پخش شدن بیشتر دارند. حالا جایی که موضوع جالب می‌شود این است: هرچند ECها ممکن است سریع‌تر از لحاظ زمانی نفوذ کنند (حدود ۱۵ دقیقه در مقایسه با حدود ۴۵ دقیقه برای SCها طبق آزمون ASTM F739-23)، اما SCها همچنان مشکلات خاص خود را دارند زیرا از طریق عمل موئینگی به داخل مواد نفوذ می‌کنند. این بدین معناست که آلاینده‌ها به آرامی وارد پارچه‌ها شده و بدون اینکه کسی متوجه شود، تا زمانی که دیر شده است، درون بافت نفوذ می‌کنند.

اسطوره رقیق‌سازی رد شد: مخلوط‌های گلایفوسیت-سورفکتانت و سناریوهای قابل‌قبول در مواجهه

بسیاری از کارگران مزرعه هنوز باور دارند که هنگامی که گلایفوسیت را با مواد فعال سطحی رقیق می‌کنند، به نوعی همه چیز ایمن‌تر می‌شود. اما نکته درباره مواد فعال سطحی POEA که اغلب استفاده می‌کنند این است: آنها حتی در غلظت‌های بسیار پایین، گاهی تنها ۲ درصد، به کار خود در شکستن کشش سطحی ادامه می‌دهند. وقتی افراد این محلول‌ها را ترکیب می‌کنند، در مزارع پاشش می‌کنند یا در تعمیر و نگهداری تجهیزات مشغول هستند، پاشش‌های کوچک همواره اتفاق می‌افتد. این قرارگیری‌های مکرر و کم‌مقیاس به تدریج لایه محافظ روسری‌ها را که از جذب مواد شیمیایی جلوگیری می‌کند، تضعیف می‌کنند. آزمایش‌های انجام‌شده در شرایط واقعی مزرعه نیز چیزی نگران‌کننده نشان داده‌اند. در حدود ۸ از هر ۱۰ مورد، مواد شیمیایی پس از تنها یک ساعت تماس با محلول‌های رقیق‌شده، شروع به نفوذ از وسایل حفاظتی می‌کنند، زیرا مواد فعال سطحی به گلایفوسیت کمک می‌کنند تا از سوراخ‌های ریز در لایه‌های پارچه عبور کند. و نباید از کارهای روزمره مانند تمیز کردن مخازن یا تعمیر دستگاه‌های پاشش خراب که در آنها کارگران در معرض تماس طولانی‌تر و تحت فشار بالاتری قرار دارند، غافل شد. تمام این موارد نشان می‌دهد که رقیق‌کردن ساده، در شرایط واقعی کشاورزی، حفاظت کافی در برابر قرارگیری در معرض مواد شیمیایی فراهم نمی‌کند.