|
|
Занятие 6. Атмосферный воздух, как фактор окружающей среды и его гигиеническое значение
Принцип метода основан на измерении оптической плотности окрашенного поглотительного раствора (смесь бромтимолового синего и NaHCO3) после взаимодействия испытуемого воздуха с углекислотой. Чувствительность метода 0,025 об %.
Отбор пробы воздуха. Пробу воздуха для определения диоксида углерода отбирают в газовые пипетки емкостью 150-200 мл, предварительно заполненные 26 % раствором поваренной соли. При отборе пробы воздуха газовая пипетка находится в вертикальном положении. Вначале открывают верхний кран, а затем нижний. Вытекающий из пипетки раствор поваренной соли засасывает в нее исследуемый воздух. По окончании отбора пробы воздуха последнюю доставляют в лабораторию.
Ход работ. Из газовой пипетки исследуемый воздух в количестве 50 мл переводится солевым раствором в шприц емкостью 100 мл. Затем в шприц засасывают из бюретки 5 мл поглотительного раствора. После 2-х минутного взбалтывания исследуемого воздуха с поглотительным раствором жидкость помещают в кювету с толщиной слоя 10 мм и фотометрируют на приборе ЛМФ-69 при длине волны 600 нм (светофильтр N4). На градуировочном графике по оптической плотности раствора находят концентрацию диоксида углерода.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРАТНОСТИ ВОЗДУХООБМЕНА ПРИ ЕСТЕСТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
Естественный обмен воздуха в помещениях происходит через щели в окнах, дверях и поры строительных материалов (инфильтрация) вследствие разности температур, удельных весов наружного и комнатного воздуха и действия ветра на конструкции здания. Для усиления естественного воздухообмена в помещениях устраивают форточки, фрамуги, а в многоэтажных домах, кроме того, естественную вентиляцию в помещениях усиливают за счет внутристенных (вытяжных) каналов, выполненных при строительстве здания.
Для определения кратности воздухообмена в помещении при естественной вентиляции, необходимо учитывать кубатуру помещения, число людей и характер проводимой в нем работы. С использованием перечисленных выше данных кратность естественного воздухообмена можно рассчитать по следующим трем методам:
1. В жилых и общественных зданиях, где изменения качества воздуха происходят и зависимости от количества присутствующих людей и бытовых процессов, связанных с ними, расчет необходимого воздухообмена производят обычно по диоксиду углерода, выделяемой одним человеком. Для этого пользуются формулой:
г
де: Z - искомый объем воздуха в м /час на 1 человека;
К - количество литров углекислоты, выдыхаемой человеком в час.
Р - допустимое содержание углекислоты в воздухе жилых помещений в
промилле (1,0 %);
g - содержание углекислоты в наружном воздухе (0,4%).
Взрослый человек в обычных условиях при легкой физической работе выдыхает 22,6 л углекислоты в час. Подставляя указанные величины в формулу, получим:
Т
акое количество вентиляционного воздуха требуется вводить в' помещение на каждого человека в час, чтобы содержание С02, принятое за косвенный показатель чистоты комнатного воздуха, не превышал допустимой нормы 1 % (0,1 %). Исходя из нормы вентиляционного воздуха, устанавливают размеры воздушного куба, который в обычных жилых помещениях должен быть не менее 25 м3 при расчете на взрослого человека.
Основываясь на этом, определяют необходимую скорость воздуха в час, которую выражают кратным числом по отношению к кубатуре помещения. Например, в наших полученных цифрах 37,7: 25 = 1,5 т.е. необходимая вентиляция достигается при 1,5 кратном обмене воздуха в час.
В помещениях, где наблюдается значительное выделение тепла и влаги, расчет необходимого воздухообмена может быть произведен по теплу и влаге. Однако подобные определения обычно применяются только при расчетах воздухообмена для производственных помещений с различными источниками тепла и влагообразования, чтобы обеспечить удаление избыточного тепла и влаги. На производстве, где основными вредными выделениями являются газы и пыль, вентиляция рассчитывается на удаление этих веществ.
2. Косвенный метод основан на предварительном химическом определении содержания углекислоты в воздухе помещения и учета числа находящихся в нем людей.
Р
асчет кратности воздухообмена производят по формуле:
где: W - искомая кратность воздухообмена
К - количество литров С02, выдыхаемое человеком или другими источниками в час,
N - число людей или других источников С02, находящихся в помещении;
n - обнаруженная концентрация в промилле;
 - среднее содержание С02 в атмосфере в промилле;
V - кубатура помещения в м 3.
Например: N - 10 чел., п - 1,5 , V - 250 м3
Обычно за час происходит не более однократного обмена воздуха за счет инфильтрации, а поэтому при наличии большого воздухообмена можно сделать заключение о необходимости более тщательной пригонки оконных рам и т.д., чтобы устранить неблагоприятное действие токов проникающего воздуха в холодное время года.
3. Кратность воздухообмена при наличии вентиляции на естественной тяге (форточки, фрамуги) может быть определена путем учета объема воздуха, поступающего или удаляемого из помещения через форточки (фрамуги) в единицу времени. Для этого замеряют площадь просвета форточки (фрамуги) и скорость движения воздуха в проеме форточки. Скорость движения воздуха в проеме форточки замеряют крыльчатым анемометром и расчитывают по формуле:
г
де: а - площадь форточки (фрамуги), м2 ;
в - скорость движения воздуха в проеме форточки (фрамуги) ,м/сек;
с - время проветривания, с;
V - объем помещения, м3 .
При делении полученного объема поступающего или удаляемого через форточку (фрамугу) воздуха расчет кратности воздухообмена в помещении определяют в час.
Пример. В палате кубатурой 60 м3, где находится 3 человека, проветривание происходит за счет форточки, которую открывают на 10 минут через каждый час. Скорость движения воздуха в проеме форточки - 1 м/с, площадь форточки - 0,15 м2
Дать оценку воздухообмена в палате.
Решение. За 1 с в палату поступает 1 х 0,15 = 0,15 м3; 10 мин - 90 м3 .
Кратность воздухообмена равна: 90м3 : 60м3 =1,5. Необходимый объем поступающего воздуха для 3-х человек в данной палате за час должен быть:
а
кратность воздухообмена при этом будет составлять 113:60 = 1,8 раза в час.
Источники загрязнения атмосферного воздуха пылью.
Пыль представляет собой совокупность частиц твердого вещества (пылинок), способных вследствие своих малых размеров находиться более или менее длительное время во взвешенном состоянии в воздухе. В атмосферном воздухе и воздухе помещений всегда содержится то или иное количество пыли,
В атмосферном воздухе предельно допустимое содержание (ПДК) нетоксичной пыли не должно превышать: в максимально разовых пробах 0,5 мг/м3 , а в среднесуточных 0,15 мг/м3. Для жилых помещений допустимая норма не установлена, но надо полагать, что она не должна быть больше 0,15 мг/м3 . В производственных условиях количество нетоксичной пыли в воздухе допускается до 10 мг/м3. Для токсической пыли (содержащей различные химические компоненты) специально разработаны и в условиях производства используются другие ее гигиенические стандарты.
Так, например, для пыли, содержащей 70% двуокиси кремния или смеси двуокиси кремния с окислами марганца, ее ПДК составляет 1 мг/м3 ; при содержании двуокиси кремния от 2 до 10 % ПДК пыли составляет 4 мг/ м3 ; пыль асбеста - 2 мг/м3 ; пыль стеклянного волокна - 3 мг/м3 ; пыль алюминиевых сплавов - 2 мг/м3 ; пыль глины огнеупорной - 6 мг/м3; фосфоритовая, цементная пыли - б мг/м3 и т.д.
Пыль по своему происхождению может быть почвенной, бытовой и промышленной.
По химическому составу различают пыль: минеральную (песчанная, известковая), органическую (древесная, мучная), металлическую (хром, свинец и др.). Присутствие больших количеств пыли в воздухе уменьшает солнечную радиацию, освещенность населенных мест, задерживает ультрафиолетовую часть спектра, что отрицательно влияет на самочувствие человека.
Виды производственной пыли.
Производственной пылью называют взвешенные в воздухе, медленно оседающие твердые частицы размерами от нескольких десятков до долей микрона. Многие виды производственной пыли представляют собой аэрозоль.
По размеру частиц (дисперсности) различают видимую пыль размером более 10 мкм, микроскопическую — от 0,25 до 10 мкм, ультрамикроскопическую — менее 0,25 мкм.
Согласно общепринятой классификации все виды производственной пыли подразделяются на органические, неорганические и смешанные. Первые, в свою очередь, делятся на пыль естественного (древесная, хлопковая, льняная, шерстяная и др.) и искусственного (пыль пластмасс, резины, смол и др.) происхождения, а вторые — на металлическую (железная, цинковая, алюминиевая и др.) и минеральную (кварцевая, цементная, асбестовая и др.) пыль. К смешанным видам пыли относят каменноугольную пыль, содержащую частицы угля, кварца и силикатов, а также пыли, образующиеся в химических и других производствах.
Специфика качественного состава пыли предопределяет возможность и характер ее действия на организм человека. Определенное значение имеют форма и консистенция пылевых частиц, которые в значительной мере зависят от природы исходного материала.
Так, длинные и мягкие пылевые частицы легко осаждаются на слизистой оболочке верхних дыхательных путей и могут стать причиной хронических трахеитов и бронхитов. Степень вредного действия пыли зависит также от ее растворимости в тканевых жидкостях организма. Большая растворимость токсической пыли усиливает и ускоряет ее вредное влияние.
Влияние пыли на организм. Неблагоприятное воздействие пыли на организм может быть причиной возникновения заболеваний. Обычно различают специфические (пневмоко-ниозы, аллергические болезни) и неспецифические (хронические заболевания органов дыхания, заболевания глаз и кожи) пылевые поражения.
Среди специфических профессиональных пылевых заболеваний большое место занимают пневмокониозы — болезни легких, в основе которых лежит развитие склеротических и связанных с ними других изменений, обусловленных отложением различного рода пыли и последующим ее взаимодействием с легочной тканью.
Среди различных пневмокониозов наибольшую опасность представляет силикоз, связанный с длительным вдыханием пыли, содержащей свободную двуокись кремния (Si02). Силикоз — это медленно протекающий хронический процесс, который, как правило, развивается только у лиц, проработавших несколько лет в условиях значительного загрязнения воздуха кремниевой пылью. Однако в отдельных случаях возможно более быстрое возникновение и течение этого заболевания, когда за сравнительно короткий срок (2
4 года) процесс достигает конечной, терминальной, стадии.
Производственная пыль может оказывать вредное влияние и на верхние дыхательные пути. Установлено, что в результате многолетней работы в условиях значительного за-пыления воздуха происходит постепенное истончение слизистой оболочки носа и задней стенки глотки. При очень высоких концентрациях пыли отмечается выраженная атрофия носовых раковин, особенно нижних, а также сухость и атрофия слизистой оболочки верхних дыхательных путей. Развитию этих явлений способствуют гигроскопичность пыли и высокая температура воздуха в помещениях. Атрофия слизистой оболочки значительно нарушает защитные (барьерные) функции верхних дыхательных путей, что, в свою очередь, способствует глубокому проникновению пыли, т. е. поражению бронхов и легких.
Производственная пыль может проникать в кожу и в отверстия сальных и потовых желез. В некоторых случаях может развиться воспалительный процесс. Не исключена возможность возникновения язвенных дерматитов и экзем при воздействии на кожу пыли хромощелочных солей, мышьяка, меди, извести, соды и других химических веществ. Действие пыли на глаза вызывает возникновение конъюнктивитов. Отмечается анестезирующее действие металлической и табачной пыли на роговую оболочку глаза. Установлено, что профессиональная анестезия у токарей возрастает со стажем.
Понижение чувствительности роговицы обусловливает позднюю обращаемость рабочих по поводу попадания в глаз мелких осколков металла и других инородных тел. У токарей с большим стажем иногда обнаруживают множественные мелкие помутнения роговицы из-за травматизма пылевыми частицами.
Все загрязнения воздушной среды можно разделить на три вида:
1. Твердые (пыль).
2. Жидкие (пары).
3. Газообразные.
Твердые загрязнения (пыль) по происхождению можно разделить на несколько категорий:
а) Почвенная пыль. Поднимается в воздухе поверхности почвы в результате перемещения воздушных масс. Этому особенно способствует движение транспортных средств.
б) Космическая пыль. На землю из космоса оседает некоторое количество твердых частиц, не имеющих практического значения.
в) Морская пыль. Образуется в результате высыхания брызг соленой воды при волнении моря. Также не имеет практического значения.
г) Твердые выбросы в атмосферу из энергетических установок (промышленных предприятий и отопительных систем).
д) Иногда в отдельную категорию выделяют радиоактивную пыль, попадающую в воздух в результате аварийных ситуаций на предприятиях, использующих радионуклиды.
Наибольшее практическое значение имеют пылевые загрязнения, выбрасываемые в воздух энергетическими системами, поскольку количество последних постоянно возрастает. При этом роль промышленных предприятий и домовых отопительных систем может меняться в зависимости от местных условий. В некоторых местах ведущую роль играют промышленные предприятия, в других — домовые отопительные системы. Но в целом промышленные предприятия являются в этом отношении ведущими. По данным, полученным из многих стран, отмечено, что с развитием промышленности количество загрязнений, поступающих в воздух, пропорционально увеличивается. Особенно много твердых загрязнений поступает в воздух при сжигании твердого топлива (угля). При этом в воздух выбрасываются: 1) зола, 2) недожог, 3) сажа.
Зола представляет собой негорючие примеси к углю, содержание которых в нем может варьировать от 6-12 % (высокосортные угли) до 30-35 % (низкосортные).
Недожог представляет собой несгоревшие частицы угля, количество которых зависит от степени аэрации энергетической установки.
Сажа — это продукт неполного сгорания угля. Она является наиболее патогенным компонентом из твердых выбросов, так как содержит смолистые вещества, среди которых имеют место и канцерогенные смолы (3,4-бензпирен, 1,2,5,6-дибензантрацен, метил-холантрен и др.).
Зола является самым существенным компонентом выбросов энергетических установок.
Существует два способа сжигания угля: послойный и пылевидный. При первом способе уголь набрасывают в топку слоями, при втором — предварительно измельчают и вводят в топку в виде пыли.
При этом коэффициент полезного действия значительно возрастает. При пылевидном сжигании топлива, являющимся наиболее эффективным, в воздух (через трубу) выбрасывается около 80% образующейся золы. Поэтому при сжигании угля, содержащего 30% золы (к примеру, подмосковный уголь), в воздух поступает около 240 кг золы на каждую тонну сжигаемого топлива (в одной тонне содержится 300 кг золы, 80% от которых составит 240 кг). Таким образом, крупная ТЭЦ, потребляющая около 1000 тонн угля в сутки, выбрасывает около 240 тонн золы. Для наглядности можно представить себе, что это 80 трехтонных грузовиков. К этому следует добавить еще недожог и сажу. Кроме того, некоторые промышленные предприятия выбрасывают в воздух специфические продукты, загрязняющие атмосферу (к примеру, цементные заводы). В результате в городах с развитой промышленностью в воздухе витает огромное количество пыли. В частности, установлено, что в крупных городах с развитой промышленностью на каждый квадратный километр поверхности из воздуха оседает пыль, измеряемая тысячами тонн в год. Например, в Луганске — около 1300 т/км2 , в Днепропетровске — около т/км2 и т.д., причем в этих данных отчетливо проявляется влияние развития промышленности, оказываемое на степень загрязнения воздуха. Например, в Остраве в 1954 г. на каждый километр поверхности оседало 557 тонн пыли, а 1958 г, с развитием промышленности — 1018 тонн. Такие же примеры можно привести и по другим городам.
Атмосферную пыль в соответствии с классификацией Джиббса разделяют на следующие категории:
а) собственно пыль (оседает с ускорением, величина частиц 100-10 микрон);
б) облака или туманы (оседает с постоянной скоростью, величина частиц 10-0,1 микрон);
в) дым (не оседает, а находится постоянно в состоянии броуновского движения, величина частиц менее 0,1 микрона).
Степень дисперсности пылевых частиц имеет также значение с точки зрения проникновения их в дыхательные пути. Самая крупная пыль (величина частиц более 10 микрон) в основном задерживается в верхних дыхательных путях и выводится с секретом слизистых оболочек. Более глубоко проникает пыль с величиной частиц от 5 до 10 микрон. Наиболее опасной считается пыль с величиной частиц менее 5 микрон, которая проникает в альвеолы.
Источниками газообразных загрязнений воздуха являются в основном промышленные предприятия и отопительные системы, в которых сгорает уголь, однако в качестве источников газообразных загрязнений следует назвать также транспорт, использующий двигатели внутреннего сгорания. Уголь содержит в себе в качестве постоянной примеси серу, которая при сгорании угля окисляется до сернистого газа. Этот газ является основным компонентом газообразных загрязнений, выбрасываемых в воздух энергетическими установками.
Каждая крупная ТЭЦ дополнительно к пыли выбрасывает в сутки около 300 тонн сернистого газа, а также окись углерода, двуокись углерода, окислы азота и др. Кроме того, многие промышленные предприятия выбрасывают в воздух значительное количество специфических газообразных примесей. В частности, химические предприятия выбрасывают в воздух огромное количество разнообразных токсических компонентов.
Автомобильный транспорт, широко распространенный в современных городах, является основным источником загрязнения воздуха окисью углерода. Кроме этого, транспорт выбрасывает в воздух разнообразные окислы азота, двуокись углерода, недосгоревшие углеводороды, озон и др. газы. Дизельные двигатели выбрасывают в воздух также сажу, а двигатели, использующие в качестве топлива этилированный бензин, — значительное количество свинца. Каждый работающий двигатель легкового автомобиля обычно выбрасывает в воздух около 3 м 3 чистой окиси углерода в час, а грузовые — вдвое больше. Число автомобильного транспорта постоянно растет, и в настоящее время количество автомобилей в мире сопоставимо с количеством населения.
В результате этого в воздухе крупных городов с интенсивным автомобильным движением концентрация окиси углерода значительно превышает предельно допустимые нормы.
Жидкие загрязнения образуются в воздухе главным образом за счет взаимодействия газообразных загрязнений с атмосферной влагой.
В результате, например, из сернистого газа, выбрасываемого в воздух энергетическими системами, образуются кислоты, содержащие серу, и т.д., которые затем выпадают из атмосферы в виде так называемых кислотных дождей.
В настоящее время все вместе взятые загрязнения воздушной среды достигают во многих случаях таких высоких концентраций, которые представляют опасность для здоровья и жизни людей. Высокие степени загрязнения атмосферы принято называть сейчас токсическими туманами или смогами. Такие смоги в прежние времена случались довольно редко и лишь в некоторых городах, отличающихся характерными погодными условиями. Дело в том, что погодные условия играют существенную роль в возникновении таких токсических туманов. Последние образуются обычно при некотором сочетании метеорологических факторов: при низкой облачности, наличии температурной инверсии (см. предыдущую лекцию), полном штиле. Именно при таком стечении метеорологических условий загрязнения, выбрасываемые в воздух, не разносятся ветром, т. е. не разбавляются и концентрируются у поверхности земли. Раньше классическим городом, где возникали эти туманы, был Лондон, однако в последние годы география их возникновения резко расширилась. Они стали появляться практически во всех городах мира, даже в Японии, где смог называют "когай". В связи с этим во многих городах вынуждены предпринимать чрезвычайные меры по защите людей от вредного влияния этих смогов. Так, в Лос-Анджелесе при достижении определенных концентраций токсических веществ в воздухе объявляются тревоги номер 1, 2, 3. В соответствии с объявлением этих тревог предпринимаются меры по снижению концентрации этих загрязнений: приостанавливается деятельность некоторых предприятий, выбрасывающих в воздух особенно большое количество токсических веществ, перекрываются для движения некоторые транспортные магистрали. Известно, например, что турецкие власти при достижении высоких концентраций загрязнения воздуха прекращают деятельность некоторых школ, не рекомендуют людям выходить на улицу и т.д. Особенно это касается детей и лиц пожилого возраста. В Германии и Японии при таких обстоятельствах людям рекомендуют пользоваться приспособлениями для защиты органов дыхания (респираторами, противогазами).
Степень загрязненности воздуха в значительной степени зависит от разнообразных условий:
а) от времени года (зимой больше, чем летом, потому что включаются отопительные системы);
б) от времени суток (максимальное — утром, минимальное — ночью);
в) от силы и направления ветра (разбавление);
г) от вертикального градиента температуры (температурной инверсии);
д) от степени влажности воздуха (туманы способствуют концентрации загрязнений);
е) от частоты и количества атмосферных осадков; ж) от расстояния по отношению к источникам выбросов.
Наибольшее количество пыли оседает вблизи места выброса. Так, вокруг ТЭЦ с количеством выбросов 200 тонн/сутки концентрация пыли достигает:
на расстоянии 0,5 км - 5,94 мг/м2
на расстоянии 1 км - 3,11 мг/м2
на расстоянии 2 км - 1,21 мг/м2
на расстоянии 3 км - 0,47 мг/м2
Меры профилактики пылевых заболеваний.
Эффективная профилактика профессиональных пылевых болезней предполагает гигиеническое нормирование, технологические мероприятия, санитарно-гигиенические мероприятия, индивидуальные средства защиты и лечебно-профилактические мероприятия.
Гигиеническое нормирование. Основой проведения мероприятий по борьбе с производственной пылью является гигиеническое нормирование. Соблюдение установленных ГОСТом предельно допустимых концентраций (ПДК) — основное требование при проведении предупредительного и текущего санитарного надзора.
Систематический контроль за состоянием уровня запыленности осуществляют лаборатории центров санэпиднадзо-ра, заводские санитарно-химические лаборатории. На администрацию предприятий возложена ответственность за поддержание условий, препятствующих превышению ПДК пыли в воздушной среде.
При разработке оздоровительных мероприятий основные гигиенические требования должны предъявляться к технологическим процессам и оборудованию, вентиляции, строительно-планировочным решениям, рациональному медицинскому обслуживанию работающих, использованию средств индивидуальной защиты.
Методы и средства защиты от пыли:
• внедрение непрерывных технологий с закрытым циклом (использование закрытых конвейеров, трубопроводов, кожухов);
• автоматизация и дистанционное управление технологическими процессами (особенно при погрузоразгрузочных и фасовочных операциях);
• замена порошкообразных продуктов брикетами, пастами, суспензиями, растворами;
• смачивание порошкообразных продуктов при транспортировке (душевание);
• переход с твердого топлива на газообразное или электроподогрев;
• применение общей и местной вытяжной вентиляции помещений и рабочих мест;
• применение индивидуальных средств защиты (очков, противогазов, респираторов, спецодежды, обуви, мазей). Лечебно-профилактические мероприятия.
В системе оздоровительных мероприятий важен медицинский контроль за состоянием здоровья работающих. В соответствии с действующими правилами обязательным является проведение предварительных (при поступлении на работу) и периодических медицинских осмотров.
Основная задача периодических осмотров — своевременное выявление ранних стадий заболевания и предупреждение развития пневмокониоза, определение профпригодности и проведение эффективных лечебно-профилактических мероприятий.
Среди профилактических мероприятий, направленных на повышение реактивности организма и сопротивляемости пылевым поражениям легких, наибольшую эффективность обеспечивают УФ-облучение, тормозящее склеротические процессы; щелочные ингаляции, способствующие санации верхних дыхательных путей; дыхательная гимнастика, улучшающая функцию внешнего дыхания; диета с добавлением метионина и витаминов.
Физические и химические свойства пыли и их санитарно-гигиеническое значение: а) дисперсность и задержка пылевых частиц в органах дыхания; б) форма пылевых частиц; в) растворимость пыли; химический состав пыли.
Дисперсность и поведение пылевых частиц в воздухе. Микроскопические частицы размером от 200 до 0,1 мк, как и все прочие тела, подчиняются закону тяготения. Но вследствие относительно большой поверхности на единицу массы они испытывают большое сопротивление воздуха и поэтому не оседают с постоянной скоростью по закону Стокса. В начале падения сила тяжести уравновешивает сопротивление воздуха, дальнейшее увеличение скорости падения вследствие этого прекращается и микроскопическая частица оседает с постоянной незначительной скоростью, измеряемой сантиметрами или миллиметрами в час. Сопротивление воздуха при движении в нем частицы изменяется в зависимости от ее размеров и формы, скорости ее оседания и подвижности воздуха.
В неподвижном воздухе кварцевые частицы диаметром 10 мк оседают медленно, а частицы менее 0,1 мк практически не оседают и находятся в постоянном броуновском движении. Таким образом, чем меньше размер пылевых частиц, тем дольше они задерживаются взвешенными в воздухе, следовательно, тем больше возможность попадания их в дыхательные пути.
Форма и консистенция пылевых частиц. Как уже указывалось выше, аэрозоли дезинтеграции имеют неправильную форму и представляют по существу обломки в виде пластинок, глыбок, многогранников, вытянутых волокон с острыми зазубренными, иногда сглаженными краями.
Аэрозоли конденсации представляют собой чаще всего рыхлые агрегаты, состоящие из кристаллов или частиц шарообразной формы. От формы пылевой частицы зависит скорость ее оседания. Частица неправильной формы оседает медленно, так как она падает всегда в положении наибольшей своей поверхности, встречающей наибольшее сопротивление воздуха.
Электрические свойства пыли. Пылевые частицы, взвешенные в воздухе, несут как положительный, так и отрицательный заряд независимо от химических свойств первичного вещества.
Химический состав пыли. Для гигиенической оценки пыли важно знать ее химический состав, от которого зависит биологическая активность, в частности фиброгенное, аллергенное, токсическое и раздражающее действие. Фиброгенность пыли зависит главным образом от содержания в ней свободной двуокиси кремния (SiO2). Чем больше содержание в пыли свободной двуокиси кремния, тем она более агрессивна.
Растворимость пыли. Растворимость пыли в воде и тканевых жидкостях может иметь положительное и отрицательное значение. Если пыль не токсична и действие ее на ткань сводится к механическому раздражению, хорошая растворимость такой пыли является фактором благоприятным, способствующим быстрому удалению ее из легких. В случае токсичной пыли хорошая растворимость является отрицательным фактором.
Пыль и микрофлора. Известны случаи заболевания легочной формой сибирской язвы, среди рабочих по сортировке тряпок и шерсти. Зерновая пыль может содержать споры различных грибов, в том числе и лучистого гриба, являющегося возбудителем актиномикоза. Воздух рабочих помещений нередко загрязняется различного вида микробам. Некоторые виды пыли могут служить питательной средой для бактерий. Обнаружено, например, огромное количество микробов в мучной пыли, взятой на мельнице. Пыль может быть носителем не только бактерий, но и клещей и яиц глистов.
Судьба пыли в организме.
Не вся пыль, попадающая в дыхательные пути, достигает легких: часть ее задерживается в верхних дыхательных путях, в первую очередь в полости носа. Волоски слизистой оболочки носа, извилистые ходы, липкая слизь, покрывающая оболочку, мерцательный эпителий слизистой носа являются отличными механизмами, задерживающими пылевые частицы. Значительная часть задержанной пыли - выделяется обратно при чихании и кашле. 50% пыли достигает легких и там задерживается.
В легких происходит процесс фагоцитоза пылевых частиц, в первую очередь клетками легочного эпителия. Фагоцитоз, является защитной функцией организма и способствует очищению легких от пыли. Клетки, поглотившие пылевые частицы, так называемые пылевые клетки, стремятся удалить пыль из легких различными путями. Один из путей — удаление пыли вместе с мокротой, другой — удаление пыли по лимфатическим путям легкого в бронхиальные железы и по направлению к плевре, где, скапливаясь, пыль вызывает пролиферативную реакцию. Активность фагоцитоза различных видов пыли неодинакова.
Хорошо фагоцитирующаяся пыль, как, например, угольная, сравнительно легко удаляется из легких, в то время как кварцевая пыль, несмотря на высокую активность фагоцитоза, вследствие быстрой гибели фагоцитов удаляется медленно и накапливается в легких. Пыль, транспортируемая пылевыми клетками по лимфатическим путям, может задерживаться в местах бифуркации и изгибов лимфатических сосудов, закупоривать их, вызывать лимфостаз, способствующий в дальнейшем развитию соединительной ткани. Часть пылевых клеток под влиянием токсического действия пыли (кварца) разрушается, пылевые частицы в этом случае задерживаются в альвеолах, внедряются в ткань межальвеолярных перегородок и вызывают пролиферативную клеточную реакцию.
В дальнейшем в зависимости от агрессивности пыли процессы могут протекать в двух направлениях: развитие специфических процессов— образование патологической соединительной ткани, т. е. фиброза легких и развитие неспецифических патологических процессов, например воспаление легких, туберкулез легких, рак легких и др.
Производственная пыль.В производственных условиях источники и причины пылевыделения весьма многочисленны и разнообразны. Запыленность атмосферы и воздуха закрытых помещений может действовать вредно чисто механически, раздражая слизистые оболочки верхних дыхательных путей и создавая благоприятную почву для инфекции. На производстве дело усложняется тем, что часть пыли, попадая в легкие, задерживается и может вызывать в зависимости от специфики качественного состава различные формы легочного фиброза.
Крупнодисперсные пылевые частицы вызывают травматические повреждения эмали зубов, обусловливая развитие некариозных поражений их твердых тканей. При действии индифферентной пыли возможно развитие катаральных форм гингивита вследствие механического воздействия. В результате растворения в слюне полости рта химические соединения цинка, меди через кровеносную систему депонируются в твердых тканях зубов, приводя к их окрашиванию, хрупкости эмали, ведущей к повышению частоты хронической травмы зубов. Токсическое действие на пульпу зуба ведет к быстрому развитию пульпита и периодонтита вплоть до развития этих патологических изменений в интактных зубах.
Мероприятия, проводимые по охране атмосферного воздуха в Российской Федерации.
Законодательные мероприятия (законы Российской федерации и региональные законы, нормативные акты системы Государственного санитарно-эпидемиологического нормирования):
1) Конституция Российской Федерации.
2) О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения: Федеральный закон от 30 марта 1999 г. № 52-ФЗ.
3) Об охране окружающей среды: Федеральный закон от 10.01.2002 г. № 7-ФЗ.
4) Об охране атмосферного воздуха: Федеральный закон № 96-ФЗ от 4 мая 1999 г.
5) Об экологической экспертизе: Федеральный Закон от 15.11.1995 г. В редакции Федерального закона от 31.12.2005 № 199-ФЗ.
6) Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест: СанПиН 2.1.6.1032-01.
7) Выбор базовых показателей для социально-гигиенического мониторинга (атмосферный воздух населенных мест): МУ 2.1.6.792-99.
8) Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест: ГН 2.1.6.1338—03.
9) Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест: ГН 2.1.6.1339—03.
Принципы государственного управления в области охраны атмосферного воздуха (№ 96-ФЗ):
- приоритет охраны жизни и здоровья человека, настоящего и будущего поколений;
- обеспечение благоприятных экологических условий для жизни, труда и отдыха человека;
- недопущение необратимых последствий загрязнения атмосферного воздуха для окружающей природной среды;
- обязательность государственного регулирования выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух и вредных физических воздействий на него;
- гласность, полнота и достоверность информации о состоянии атмосферного воздуха, его загрязнении;
- научная обоснованность, системность и комплексность подхода к охране атмосферного воздуха и охране окружающей природной среды в целом;
- обязательность соблюдения требований законодательства РФ в области охраны атмосферного воздуха, ответственность за нарушение данного законодательства.
Закон № 96-ФЗ устанавливает другие важнейшие требования к охране атмосферного воздуха, права и обязанности граждан, юридических лиц и др.
Планировочные мероприятия:
1) Зонирование территории населенных мест.
2) Организация санитарно-защитных зон.
3) Рациональная планировка микрорайонов.
4) Рационализация транспортных путей.
5) Озеленение населенных мест.
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЙ АТМОСФЕРЫ
Экономический ущерб. При выбросах загрязнений в атмосферу происходит значительная потеря топлива, продукции и других ценных компонентов (недожога, продуктов неполного сгорания, цемента, сернистого газа, окиси углерода и т.д.). Известны случаи, когда доходы от утилизации выбрасываемых в воздух загрязнений превышали общий доход предприятия от выпуска своей основной продукции. По имеющимся данным, количество цемента, выбрасываемого цементными заводами в атмосферу, измеряется сотнями тонн в год. Весьма ценным продуктом является и сернистый газ, который при утилизации может быть переработан в сернистую, серную и другие кислоты, на производство которых затрачиваются немалые средства. С большим экономическим эффектом может быть использован и угарный газ, который является недоокисленным продуктом горения, а следовательно, может быть подвергнут доокислению, то есть является горючим газом. При сжигании его может быть получено значительное количество дополнительной энергии.
Выбрасываемые продукты часто являются агрессивными и способствуют более быстрому разрушению строительных конструкций. При этом происходит повреждение растительности. Особенно чувствительными породами деревьев являются хвойные и фруктовые, а также некоторые мхи. Польские ученые предлагали использовать чувствительность некоторых лишайников для определения степени загрязнения воздушной среды. Страдает не только растительный, но и животный мир. В сфере интенсивного задымления выбросами от предприятий химической промышленности, а также металлургии (особенно цветной) исчезают звери, птицы, пчелы.
2. Влияние на микроклимат населенных мест. Так как пылевые частицы в воздухе являются ядрами конденсации влаги, при увеличении количества выбрасываемых загрязнений увеличивается число туманов, снижается интенсивность солнечной радиации и особенно ультрафиолетовой (наиболее ценной) части ее. В результате снижается биологическое влияние солнечной радиации, общая резистентность организма, а также степень освещенности, что влияет на функцию зрения, а косвенным образом также увеличивает экономический ущерб (приходится больше пользоваться искусственными источниками света).
3. Влияние на санитарно-гигиеническое состояние населения. Загрязнения атмосферы увеличивают загрязнение окон, квартир, одежды, белья и т.д., что в конечном счете также сказывается на состоянии здоровья людей.
4. Самое важное — это непосредственное влияние на состояние здоровья человека. Согласно данным многих исследований, установлено, что загрязнения атмосферы оказывают и непосредственное влияние на здоровье людей. Увеличивается число кожных заболеваний, заболеваний слизистых оболочек дыхательных путей и глаз, злокачественных новообразований в легких, резко обостряются различные хронические заболевания и т.д. Рост атмосферных загрязнений снижает также общую резистентность организма. Влияние атмосферных загрязнений на состояние здоровья населения подтверждается многочисленными статистическими данными, полученными при возникновении токсических туманов (смогов) и при других ситуациях. В частности, исследования, проведенные в Германии, показали, что смертность от заболеваний дыхательных путей находится в прямой зависимости от степени развития промышленности. Согласно этим данным смертность составляет (на 100 тысяч жителей):
в крупных городах - 29,4
в средних городах - 22,7
в мелких городах - 17,5
в сельской местности - 14,6
Для общей ориентировки и проведения гигиенических мероприятий по снижению загрязненности атмосферного воздуха разработаны и законодательно установлены предельно допустимые концентрации загрязняющих компонентов в воздушной среде (ПДК). ПДК — это концентрации, которые не оказывают на человека ни прямого, ни косвенного вредного и неприятного действия, не снижают его трудоспособности, не влияют отрицательно на его самочувствие и настроение. Существуют две категории ПДК: максимально разовые и среднесуточные.
В настоящее время установлены следующие величины ПДК:
а) для нетоксической пыли:
максимальная разовая - 0,5 мг/м2
среднесуточная - 0,15 мг/м2
б) для сажи:
максимальная разовая - 0,15 мг/м2
среднесуточная - 0,05 мг/м2
в) для сернистого газа:
максимальная разовая - 0,5 мг/м2
среднесуточная - 0,05 мг/м2
г) для окиси углерода:
максимальная разовая - 5,0 мг/м2
среднесуточная - 3,0 мг/м2
В большинстве населенных мест с развитой промышленностью и автотранспортом концентрации загрязняющих воздух компонентов значительно превышают допустимые пределы. К примеру, в крупных городах с развитым автотранспортом (как за рубежом, так и в нашей стране) концентрация окиси углерода достигает иногда 100 мг/м2 .
САМООЧИЩЕНИЕ ВОЗДУХА
В природе происходит самоочищение воздушной среды за счет следующих факторов:
1 ) разбавление (прямо пропорционально квадрату расстояния);
2) седиментация (крупные частицы оседают ближе, мелкие — дальше от источника выбросов);
3) извлечение атмосферными осадками;
4) извлечение зелеными насаждениями;
5) химические процессы нейтрализации. Седиментации подвергаются главным образом твердые загрязнения.
Для разбавления и седиментации большое значение имеют скорость и направление ветра, а также величина взвешенных частиц. Так, при скорости ветра 2 м/с и при выбросах из трубы высотой 45 м частицы величиной 10 микрон оседают в радиусе 10 км, а величиной 2 микрона — в радиусе 300 км.
Атмосферные осадки играют большую роль в извлечении загрязнений из воздуха. Они вымывают из воздуха не только твердые частицы, но и значительную часть газообразных. Известно, что после сильного дождя первоначальные концентрации загрязнений в воздухе восстанавливаются лишь через 12 часов.
Большую роль в самоочищении воздушной среды играют зеленые насаждения. Они не только механически задерживают пыль, но и поглощают некоторые газообразные примеси.
Однако процессы самоочищения протекают сравнительно медленно и при современном интенсивном загрязнении не могут обеспечить достаточную эффективность. Поэтому требуются дополнительные меры по охране чистоты атмосферного воздуха. Эти меры можно разделить на следующие группы:
1. Планировочные.
2. Технологические.
3. Санитарно-технические.
Для того, чтобы обосновать необходимость специальных мероприятий по борьбе с пылью на производстве, в атмосферном воздухе врач должен прежде всего провести исследование воздушной среды в обследуемых объектах на запыленность. При этом необходимо определить: количество пыли в воздухе и степень ее дисперсности. В отдельных случаях необходимо определить также химический состав пыли, морфологические особенности пылинок, удельный вес вещества в пыли. Количественная характеристика запыленности воздуха проводится путем определения количества (веса) пыли в единице объема воздуха (в мг/м3 ) или числа пылинок, находящихся в единице объема воздуха (1 см3 ). Соответственно с этим методы исследования запыленности воздуха принято делить на весовые и счетные.
В санитарно-гигиенической практике применяются аспирационные методы с определением объемно-весовых и счетных показателей, а также седиментационные методы в виде экранирования и применения счетчиков оседающей пыли. В настоящее время дополнительно применяется метод ультрамикроскопии пыли.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА СЕДИМЕНТАЦИОННЫМ МЕТОДОМ
Этот метод используется для оценки степени запыленности атмосферного воздуха при изучении распространения аэрозольных загрязнений от промышленных предприятий и др. источников.
Оседающая из атмосферного воздуха пыль собирается в специальные цилиндрические емкости (банки) из стекла, пластмассы или фаянса высотой 25-30 см и диаметром 15-25 см.
Банки устанавливают с учетом "Розы ветров" и планировочных особенностей населенного пункта на различных расстояниях от источника загрязнения (0,5;1,5; 2,0 и более км) на высоте 3 м сроками на 15-30, а в некоторых случаях на 45-90 суток. Для получения более точных результатов, пункты наблюдения выбирают вдали от пыльных дорог, случайных источников загрязнения.
Для защиты сосудов от выдувания, банки помещают в фанерный ящик, открытый сверху, высотой 0,6-0,7 м.
Перед установкой банки промывают как химическую посуду, ополаскивают дистиллированной водой.
Для увлажнения в банку наливают 200 мл дистиллированной воды. В сухую погоду периодически добавляют воду.
Через определенный срок банки доставляют в лабораторию и подвергают осмотру, дается описание содержимого банки: цвет, запах и характер осадка, наличие посторонних загрязнений и предметов. Посторонние предметы извлекают, промывают над банкой дистиллированной водой и выбрасывают. Затем содержимое банок переносят в химические стаканы. Банки несколько раз ополаскивают дистиллированной водой до тех пор пока весь остаток не смоется. Воду сливают в те же стаканы. Стаканы оставяют в покое до следующего дня, чтобы все нерастворимые частицы осели. Затем определяют площадь пылеулавливающего отверстия банки по формуле:
S=ПR2
Отстоявшуюся жидкость фильтруют через высушенные до постоянного веса фильтры, осадок также переводят на эти фильтры путем ополаскивания стаканов профильтрованной жидкостью.
После этого фильтры просушивают на воронках в сушильном шкафу при температуре 105о. Подсушенный на воронке фильтр переносят в бюкс, в котором он высушивался до фильтрации и высушивают в сушильном шкафу до постоянного веса при температуре 105о С.
К
оличество нерастворимых веществ в г/м2 вычисляют по формуле:
где А - количество осевших веществ (нерастворимых) в г/м 2;
б - вес бюкса с фильтром (в г)
а - вес юбкса с высушенным на фильтре осадком (в г)
S - площадь банки в (м2 )
Затем рассчитываются количество осевших аэрозолей в граммах на м2 за сутки или в тоннах на 1 км2 за месяц, квартал или год. А фильтрат используют для определения растворимых в воде веществ (смол, минеральных, органических веществ и т.д.).
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИСПЕРСНОСТИ ПЫЛИ
Наиболее простым и доступным методом определения дисперсности пыли является микроскопическое исследование пылевого препарата. Для приготовления пылевого препарата берут предметные стекла, покрытые глицерином и помещают горизонтально и вертикально в зоне дыхания на несколько минут (2-5 мин). Экспозиция зависит от степени запыленности воздуха. Горизонтальное стекло предназначено для определения размеров оседающей пыли, а вертикальное- витающей.
Оба стекла затем покрывают покровными стеклами и препараты исследуются под микроскопом с иммерсией.
Измерение пылинок производят с помощью окулярного микрометра. Предварительно определяют цену деления - окуляра-микрометра с помощью объектива - микрометра. Для этого на предметный столик кладут объектив-микрометр, а на диафрагму окуляра помещают окуляр-микрометр. Перемещая объектив-микрометр на предметном стекле, добиваются совпадения делений окуляра-микрометpa с делениями объектива-микрометра. Одно деление объектива-микрометра равно 10 мкм (миллимикрон). Предположим, что 15 делений объектива-микрометра совпадают с делениями окуляра-микрометра. То есть 150 мкм равно 10 делениям окуляра-микрометра, значит одно деление окуляра-микрометра соответствует 15 мкм (миллимикронам).
Определив цену деления окуляра-микрометра, определяют размер 100 пылинок и рассчитывают пылевые формулы, т.е. определяют дисперсность пыли в процентах пылевых частиц.
АСПИРАЦИОННО-ВЕСОВОЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЫЛИ В ВОЗДУХЕ
Аспирационно-весовой метод перед седиментационным имеет ряд преимуществ т.к. он дает возможность получить данные о количестве пыли, находящейся в воздухе, и позволяет сравнить их с ПДК, установленными законодательствами. Аспирационно-весовой метод определения пыли в воздухе осуществляется путем просасывания воздуха через различные фильтры. С этой целью используются специальные фильтры АФА-В-10 и АФА-В-18, изготовленные из ткани ФПП-15, которые вставляются в алюминиевый или пластмассовый патрон. Принцип метода заключается в протягивании определенного объема воздуха через фильтры с последующим определением привеса фильтра и расчета концентрации пыли в весовых единицах на единицу объема воздуха (мг/м3).
Перед взятием проб в лаборатории проверяют исправность аппаратуры (реометра, аспиратора, резиновых трубок), взвешивают фильтры на аналитических весах с точностью до 0,1-0,05 мг. Вес каждого фильтра и его порядковый номер записывают в лабораторный журнал.
После взвешивания фильтры помещают в кассеты. Собранные кассеты заворачивают в кальку и укладывают в ящик для переноски. На месте отбора патрон присоединяют к аспиратору. Затем кассету с фильтром вставляют в патрон. Включают аспиратор и устанавливают по реометру необходимую скорость протягивания воздуха. Пропускается обычно не менее 100 литров воздуха со скоростью до 10-20 литров в минуту. Обязательно записывается дата, предприятие, место, условия отбора проб воздуха, номер фильтра, скорость аспирации воздуха, продолжительность отбора. В лаборатории фильтры некоторое время выдерживают в исходных условиях и снова взвешивают на тех же весах. Вес фильтра записывают в лабораторный журнал.
Запыленность воздуха рассчитывают по формуле:
Х - весовая концентрация пыли в мг/м3 воздуха
K1 - вес чистого фильтра в мг
К2 - вес фильтра с отобранной пробой в мг
Vo - объем воздуха (в л), пропущенный через фильтр и приведенный к нормальным условиям, определяемый по формуле:
V
- объем воздуха (в л), взятого для анализа;
t - температура воздуха (°С) в месте отбора пробы;
Р - барометрическое давление атмосферного воздуха (в мм.рт.ст)
Результаты выполненных исследований оформить протоколом с гигиеническим
заключением по приведенной ниже формуле.
|
|
|
Скачать 245.5 Kb.