|
|
Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра Техносферная безопасность
Цель лабораторной работы – ознакомление с требованиями санитарных норм по содержанию газообразных вредных веществ и пыли в воздухе рабочей зоны производственных помещений, с методами определения загазованности и запыленности воздушной среды; приобретение навыков экспериментального определения содержания вредных веществ и пыли в воздухе рабочей зоны.
4.1 Общие сведения
Пыль – дисперсная система с газообразной средой и твердой дисперсной фазой, обладающая свойством находиться во взвешенном состоянии продол- жительное время.
Многие технологические процессы в ряде производств сопровождаются выделением значительных количеств вредных (токсичных) веществ и пыли. Вредные вещества и пыль оказывают неблагоприятное воздействие на орга- низм человека, повышают пожаро- и взрывоопасность производства и агрес- сивно действует на окружающую среду.
Эти вредные производственные факторы оказывают на организм челове- ка различное физиологическое действие – фиброгенное, аллергическое и токси- ческое. Их специфическое действие выражается в избирательном поражении тканей легких человека.
Степень вредного физиологического действия пыли зависит как от ее фи- зико-химической природы, так и в значительной мере от дисперсного состава пыли. Под дисперсностью понимается вся совокупность размеров составляю- щих ее частиц. Практически пыль никогда не бывает однородной. По дисперс- ности пыль подразделяется на следующие классификационные группы: 1– очень крупнодисперсная (свыше 100 мкм); 2 – крупнодисперсная – (более 60 мкм); 3 – среднедисперсная (10 – 50 мкм); 4 – мелкодисперсная (менее 10 мкм); 5 – очень мелкодисперсная (менее 5 мкм). Наибольщую опасность представля- ют частички менее 5 мкм, так как они сравнительно легко проникают в легоч- ную ткань человека. Пылевые частички размером более 10 мкм задерживаются в верхних дыхательных путях и с мокротой выводятся из организма, следова- тельно, представляют меньшую опасность.
Существуют различные классификации вредных веществ, в основу кото- рых положено их действие на человеческий организм. В соответствии с распро- страненной классификацией вредные вещества по характеру воздействия на че- ловека делятся на шесть групп: общетоксические, раздражающие, сенсибили- зирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную (дето- родную) функцию человеческого организма.
Общетоксические вещества вызывают отравление всего организма. Это оксид углерода, свинец, ртуть, мышьяк и его соединения, бензол.
Раздражающие вещества вызывают раздражение дыхательного тракта и слизистых оболочек человеческого организма. К этим веществам относятся: хлор, аммиак, пары ацетона, оксиды азота, озон.
Сенсибилизирующие вещества действуют как аллергены, т. е. приводят к возникновению аллергии у человека. Этим свойством обладают формальдегид, различные нитросоединения, никотинамид, гексахлоран.
Воздействие канцерогенных веществ на организм человека приводит к возникновению и развитию злокачественных опухолей (раковых заболеваний). Канцерогенными являются оксиды хрома, 3,4-бенз(а)пирен, бериллий и его со- единения, асбест.
Мутагенные вещества при воздействии на организм вызывают измене- ние наследственной информации. Это радиоактивные вещества, марганец, сви- нец и т. д.
Среди веществ, влияющих на репродуктивную функцию человеческого организма, следует в первую очередь назвать ртуть, свинец, стирол, марганец, ряд радиоактивных веществ.
Пыль, попадая в организм человека, оказывает фиброгенное воздействие, заключающееся в раздражении слизистых оболочек дыхательных путей. Оседая в легких, пыль задерживается в них. При длительном вдыхании пыли возника- ют профессиональные заболевания легких — пневмокониозы. При вдыхании пыли, содержащей свободный диоксид кремния (SiO2), развивается наиболее известная форма пневмокониоза — силикоз. Если диоксид кремния находится в связанном с другими соединениями состоянии, возникает профессиональное заболевание — силикатоз. Среди силикатозов наиболее распространены асбе- стоз, цементоз, талькоз.
Наибольшей фиброгенной активностью обладают аэрозоли дезинтегра- ции с размерами частиц до 5 мкм и аэрозоли конденсации с частицами (0,3 ...
0,4) мкм. Решающее значение на развитие фиброзного процесса в легких имеет масса поступившей в организм человека пыли.
Длительное воздействие вредных производственных факторов может привести к профессиональным заболеваниям.
С целью исключения и уменьшения неблагоприятного воздействия пыли на человека и окружающую среду допустимое содержание газов и пыли в воз- духе производственных помещений и в вентиляционных выбросах ограничива- ется санитарными нормами. Содержание пыли в воздухе рабочей зоны ограни- чивается установленным уровнем предельно допустимых концентраций (ПДК). В стране приняты следующие виды ПДК– ПДКрз воздуха рабочей зоны, макси- мально разовое ПДКмр, среднесуточное ПДКсс В нашей стране за ПДКрз вред- ных веществ в воздухе рабочей зоны приняты концентрации, которые не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья.
ПДКрз – концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или при другой продолжительности, но не более 40 ч в не- делю, в течение всего рабочего стажа не могут вызывать заболеваний или от- клонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами ис- следований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и по- следующих поколений.
ПДКмр – максимально разовое, т. е. предельно усредненное содержание вещества в зоне дыхания работающих за кратковременный отбор проб воздуха: 15 мин для токсических веществ и 30 мин для веществ преимущественно фиб- рогенного действия. Для высококумулятивных веществ наряду с максимально разовой установлена среднесменная ПДК, средняя концентрация, полученная при непрерывном или прерывистом отборе проб воздуха при суммарном вре- мени не менее 75 % продолжительности рабочей смены или концентрация средневзвешенная во времени длительности всей смены в зоне дыхания рабо- тающих на местах постоянного или временного их пребывания.
ПДКсс– для населенных мест, определяется как среднее за 48 часов.
Другой важнейшей величиной, характеризующей уровень загрязнения атмосферного воздуха, является предельно допустимый выброс (ПДВ). В отли- чие от ПДК, ПДВ является научно-техническим нормативом. Его измеряют во времени и устанавливают для каждого источника организованного выброса при условии, что выброс вредных веществ от данного источника и от совокупности источников района (с учетом перспективы развития промышленных предпри-
ятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере) не создает приземной кон- центрации, превышающей ПДК для атмосферного воздуха.
На предприятиях, где возможно появление вредных веществ, разрабаты- вают и внедряют мероприятия по улучшению санитарно-технического состоя- ния, т. е. внедряют прогрессивные малоотходные технологии. Предусматрива- ется применение новых прогрессивных технологий, исключающих контакт че- ловека с вредными веществами.
Вредные вещества по степени воздействия (по опасности) на организм подразделяются на четыре класса опасности:
ГОСТ 12.1.007-01:
первый класс – чрезвычайно опасные с ПДК < 0,1 мг/мЗ (ртуть – 0,001мг/мз);
второй класс – высокоопасные с ПДК = 0,1 ... 1 мг/мЗ (хлор – 0,1 мг/м3; серная кислота – 1 мг/мЗ);
третий класс – умеренно опасные с ПДК = 1,1 ... 10 мг/мз (спирт мети- ловый – 5 мг/мз; дихлорэтан - 10 мг/мЗ));
четвертый класс–- малоопасные с ПДК > 10 мг/мз (например, аммиак – 20 мг/мЗ; ацетон – 200 мг/мз; бензин, керосин – 300 мг/мЗ; спирт этиловый – 1000 мг/мЗ).
Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превы- шать установленных ПДК (пробы газа для анализа берутся в зоне дыхания в ра- диусе до 0,5 м от лица работающего, берется не менее пяти проб в течение сме- ны).
К вредным веществам однонаправленного действия (взаимное усиление вредного воздействия) относят вредные вещества, близкие по химическому строению и характеру биологического воздействия на организм человека.
Примерами сочетаний веществ однонаправленного действия являются: а) фтористый водород и соли фтористоводородной кислоты;
б) сернистый и серный ангидрид;
в) формальдегид и соляная кислота;
г) хлорированные углеводороды (предельные и непредельные); д) бромированные углеводороды (предельные и непредельные); е) спирты;
ж) кислоты; з) щелочи;
и) ароматические углеводороды (толуол и ксилол, бензол и толуол).
При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия сумма отношений фактических концентраций каждого из, них (С1, C2, С3,……СП) к их предельно допустимым концентрациям (ПДК1, ПДК2, ПДК3……ПДКi) не должно превышать единицы т. е.
С1
ПДК1
С2 ПДК2
...
Сi ПДКi
1. (1)
При одновременном выделении в воздух рабочей зоны помещений не- скольких вредных веществ, не обладающих однонаправленным характером действия, количество воздуха при расчете общеобменной вентиляции следует принимать по тому вредному веществу, для которого требуется подача наи- большего объема чистого воздуха. Воздух рабочей зоны может одновременно загрязняться как газообраз- ными вредными веществами, так и твердыми частичками (пылью). ПДК устанавливаются санитарными органами Минздрава России. Перио- дически, в соответствии с уровнем развития медицинских знаний, ПДК пере- сматривают, как правило, в сторону ужесточения. Так, например, до 1968 г. действовали нормы, предусматривающие ПДК бензола 20 мг/м 3. Клинико- гигиенические исследования выявили случаи неблагоприятного воздействия таких его концентраций на организм человека. Это послужило основанием к снижению (ужесточению) ПДК бензола до 5 мг/м 3. Все предельно допустимые концентрации стремятся к некоторым пределам, называемым обычно предель- но допустимыми экологическими концентрациями (ПДЭК). Имеются в виду концентрации вредных веществ, не оказывающие вредного влияния (ближай- шего или отдаленного) на экологические системы, т. е. на совокупность живых организмов, среду обитания и их взаимосвязь. В настоящее время ПДК установлены для воздуха рабочей зоны более чем для 850 веществ (ГОСТ 12.1.005-88). В зависимости от класса опасности вредных веществ предъявляются тре- бования к периодичности контроля воздушной среды на рабочих местах, а именно, для веществ I и II классов опасности необходим непрерывный кон- троль, для веществ III и IV классов опасности – периодически. При непрерыв-
ном контроле за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны преду- сматривается применение систем самопишущих автоматических приборов, вы- дающих сигнал превышения уровня ПДК. Частота отбора проб при периодиче- ском контроле устанавливается органами санитарного надзора в зависимости от класса опасности веществ, находящихся в воздушной среде, и от характера тех- нологического процесса. При содержании пыли, превышающей допустимые концентрации, вентиляционные выбросы необходимо подвергать пылеочистке.
К методам контроля предъявляются следующие требования:
максимальная общая погрешность определения не должна превышать
±25%;
степень задержания пыли фильтром должна быть не менее 95%;
отбор проб должен проводиться в зоне дыхания человека при харак- терных производственных условиях с учетом основных технологических про- цессов, источников выделения пыли и функционирования технологического оборудования;
результаты определения концентрации пыли приводятся к нормальным условиям (температура +20.° С, атмосферное давление 760 мм рт. ст., относи- тельная влажность 50 %).
В настоящее время существует несколько методов по определению со- держания пыли в воздухе, которые могут быть подразделены на две группы – с выделением дисперсной фазы и без ее выделения. К первой группе относятся гравиметрический (весовой) и счетный методы, а ко второй – оптический, ра- диационный, фотоэлектрический и др.
Для гигиенического нормирования содержания пыли в воздухе рабочей зоны применяется гравиметрический (весовой) метод. Применение аппаратов и методика определения зависят от условий отбора пробы запыленного воздуха. Наиболее типичными являются следующие случаи отбора, представленные на рис. 1:
а) из открытой (свободной) атмосферы в производственных помещениях
(рис. 1, а);
б) из закрытых объемов, находящихся при нормальных условиях (камеры,
боксы и т. п.) (рис. 1, б);
в) из закрытых объемов, находящихся под разряжением или под давлени- ем с направленным потоком воздуха (вентиляционные каналы, воздухопроводы и т. п.) (рис. 1, в).
     а
б
в
Рис.1. Методы отбора запыленного воздуха
Для любых условий отбора пробы установка состоит из следующих ос- новных узлов: пробоотборной трубки 1, фильтра 2; фильтродержателя 3; регу- лятора скорости отбора воздуха 4; вентилятора 5; расходомера 6.
Наибольшее распространение среди применяемых фильтров нашли ана- литические аэрозольные фильтры (АФА), которые имеют высокую степень осаждения ( 99,9 %) твердых частиц из фильтруемого объема. Конструктивно фильтры АФА (рис. 2, а) состоят из фильтрующего элемента (рис. 2, б) и за- щитных бумажных колец (рис. 2, в).
Фильтры закрепляются в специальных устройствах – аллонжах, которые могут иметь закрытое (рис. 3, а) и открытое (рис. 3, б) исполнение.
а б
 
Рис. 2. Конструкция фильтра АФА
 
Рис. 3. Аллонж
|
|
|
Скачать 4.84 Mb.