Исследование загазованности и запылённости воздушной среды производственных помещений
 Скачать 0.61 Mb.
|
 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный университет путей сообщения» (ФГБОУ ВО УрГУПС) Кафедра «Техносферная безопасность» Исследование загазованности и запылённости воздушной среды производственных помещений Отчёт по лабораторной работе по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» Проверил: Выполнил: доцент,к.т.н., ст.гр.ПСт-427 Куликов В.В. Игнашин С.А. Екатеринбург 2021 Цель работы: ознакомление с требованиями санитарных норм на количественное содержание газообразных токсичных веществ и пыли в воздухе рабочей зоны производственных помещений, экспериментального определения концентраций токсичных веществ и пыли в воздухе с помощью различных приборов, разработка рекомендаций по оздоровлению воздушной среды. Задачи: 1. Ознакомиться с лабораторной установкой, методикой измерения и принципом действия лабораторной установки для искусственного создания запыленности и отбора пылевых проб. 2. Провести измерения и занести полученные данные в протокол. 1. Определение запыленности воздуха рабочей зоны Лабораторная установка, схема которой представлена на рисунке 1, позволяет определить содержание пыли в закрытом объеме. Установка состоит из камеры с вентилятором, пробоотборной трубки, «закрытого» аллонжа с фильтром АФА, ротационной установки. Установка имеет на передней панели четыре ротаметра с регулирующим устройством, которые позволяют контролировать расход воздуха через фильтр.  Рисунок 1 – Схема лабораторной установки для искусственного создания запыленности и отбора пылевых проб. 1 – пылевая камера с дверкой; 2 – пробоотборный патрон с фильтром; 3 – смотровое окно; 4 – ручка дозатор; 5 – запорное устройство дверки; 6- приборный отсек; 7 – регулятор расхода воздуха; 8 – ротаметры-воздухомеры; 9 – тумблер включения вентилятора; 10 – тумблер включения воздуходувки; 11 – тумблер включения освещения. Пробоотборный патрон 2 с фильтром, ротаметр-воздухомер 8 и побудитель движения воздуха, соединены гибким резиновым шлангом. Измерение запыленности воздуха в данной лабораторной работе производится гравиметрическим (весовым) методом. Его суть заключается в том, что запыленный воздух с помощью ротационной установки протягивается через предварительно взвешенный фильтр, а затем этот фильтр взвешивается повторно, что позволяет установить количество осевшей на фильтр пыли при известном количестве воздуха, прошедшем через фильтр. В камере, имитирующей производственное помещение, создается запыленная среда с помощью вентилятора. Взвешивание фильтров осуществляется на электронных весах. Описание порядка работы с которыми приведено на рабочем месте. Содержание пыли в исследуемом объеме можно вычислить по формуле 1:  C=(0,19-0,18)/ 235=0,000042 мг/м3 (1) где С – содержание пыли в исследуемом объеме, мг/м3; m2 – масса фильтра с пылью, мг; m1 – масса чистого фильтра, мг; V – объем протягиваемого через фильтр воздуха (м3), приведенный к стандартным условиям по формуле 2:  (2)V=(4  480 99,5)/(273+18) =235 м3где q – расход просасываемого через фильтр запыленного воздуха, м3/с; τ – время отбора пробы, с; t – температура воздуха в исследуемом объеме, °С; Р – давление в исследуемом объеме, мм рт. ст. Расход протягиваемого через фильтр воздуха определяется из условий механической прочности и площади фильтра, а время отбора – максимальной пылеемкостью фильтра. Давление и температура воздуха в камере принимаются равными давлению и температуре в лаборатории. Число проб запыленного воздуха ограничивается двумя, ввиду кратковременности исследований и малого объема камеры. Приведение результатов измерений к относительной влажности 50 % не производится из-за кратковременности опытов и пространства параметров воздушной среды в камере и в помещении. Параметры: Расход воздуха, протягиваемого через фильтр – 4 м3/с  10-4;Время отбора пробы из опытной камеры – 8 мин; ПДК пыли в опытной камере –аммиак 24 % мг/м3. Порядок выполнения работы по определению запыленности воздуха рабочей зоны: Взвесим фильтр на электронных весах. Вставим фильтр с защитным кольцом в аллонж. Включим установку 1 тумблером В1, создаем запыленную среду в опытной камере путем включения тумблера В3 на 8 минут. Включим установку 4 тумблером В2 с одновременным пуском секундомера и отрегулируем расход воздуха до заданного значения регулятором 6. Через заданное время выключим установку. Разберем аллонж, достанем фильтр АФА и взвесим на электронных весах. Снимем с приборов значения температуры и давления воздуха в помещении лаборатории. По результатам двух опытов вычислим среднее содержание пыли в опытной камере по формулам 1 и 2. Сравним опытное значение содержания пыли в камере с ПДК на рабочем месте для пыли заданного состава (приложение 1). Все результаты замеров занесем в таблицу 1. Таблица 1– Результаты замеров
2. Исследование загазованности воздуха рабочей зоны При выполнении работы для исследования загазованности воздуха рабочей зоны используется экспрессный метод – линейно-колористический, который позволяет быстро в месте отбора пробы определять концентрации загрязняющих воздух веществ. Он основан на протягивании исследуемого воздуха через индикаторные трубки и измерения длины окрашенного слоя порошка по заранее приготовленным шкалам, показывающим зависимость этой длины от концентрации данного вещества.  Рисунок 3 – Индикаторная трубка  Рисунок 4 – Ручной сильфонный насос При сжатии сильфона воздух из него удаляется через клапан, при растягивании – воздух просасывается через индикаторную трубку. Процесс всасывания воздуха заканчивается, когда наружная цепочка туго натянута. При одном сжатии насоса отбирается 100 мл воздуха. Число ходов точно указывается для каждой индикаторной трубки (1 или 10). Индикаторные трубки длиной около 100 мм заполняют соответствующим индикаторным порошком. Концентрацию анализируемого вещества определяют по длине окрашенного слоя индикаторного порошка изображенном на рисунке 5 c учетом объема пропущенного воздуха. (100мл или 1000мл).  Рисунок 5 – Схема лабораторной установки для определения загазованности воздуха рабочей зоны: 1 – ручной сильфонный насос (аспиратор), 2 – индикаторная трубка, 3 – стеклянная колба Порядок выполнения работы: Отломим оба конца индикаторной трубки и вставим ее в аспиратор стрелкой к нему. Присоединим шланг колбы. Произведем прокачку газовой смеси через трубку десятью ходами аспиратора (n = 10 ходов, V = 1000 см3). Переведем полученные показания по шкале (объёмные доли, %) в массовую концентрацию (мг/м3), умножив показания шкалы на 1,92. Сравним полученную концентрацию с ПДК.  Рисунок 6 – Определение концентрации анализируемого вещества по длине окрашенного слоя индикаторного порошка Объемная доля: 20/10000=0,02% Массовая концентрация: 20  =38,4 мг/м3Вывод: в ходе лабораторной работы определили концентрацию пыли и загазованность воздуха. Сравнили полученные значения с нормативными. Согласно ГОСТу 12.1.005-88 концентрация пыли в воздухе отвечает нормам (полученные 0,000042 мг/м3 против 38,4 мг/м3 нормативных). Контрольные вопросы Какие существуют методы измерения загазованности воздуха? Микрообъёмный метод Метод основан на свойствах отдельных компонентов газовой смеси вступать в химические реакции только с определёнными реактивами – поглотителями. При пропускании газовой смеси черев раствор – поглотитель за счёт поглощения отдельных компонентов, сокращается общий объём газовой пробы. По этой разности объёма газовой пробы до поглощения и после устанавливается содержание компонента в смеси (в % объёмных). Этот метод применим для определения в воздухе кислорода (О2), углерода (СО), двуокиси углерода (CO2), углеводородов (СпНт), после сжигания их до угольного альдегида, Фотометрический метод Многие вещества способны растворяться в специальных растворах или в воде, придавая им определённую окраску. Степень окраски зависит от концентрации вредного вещества. В свою очередь окраска раствора влияет на его светопропускание. На этой способности растворов основан фотометрический метод анализа, т.е. измерения интенсивности светопоглощения окрашенными растворами по сравнению со стандартными шкалами. К фотометрическим методам относятся; колориметрические и нефелометрические методы, основанный на визуальных наблюдениях или осуществляемые с помощью специальных приборов – фотоэлектро-колориметров, спектрофотометров и нефелометров. Люминесцентный метод Метод основан на способности некоторых веществ отдавать поглощенную ими энергию в виде светового излучения. Явление, когда по окончании процесса возбуждения люминесценция практически прекращается, называется флуоресценцией, когда не она продолжается в течение некоторого времени – фосфоресценцией. Флуоресценцией обладают некоторые комплексные соли металлов, особенно внутрикомплексные соли, образованные взаимодействием ионов металлов с органическими реагентами, а также растворы солей уранила. В некоторых случаях проводят измерение интенсивности флуоресценции не растворов, твёрдых сплавов на пример, сплавов фторида натрия с солями уранила. Оценку интенсивности флуоресценции проводят визуально и фотоэлектрическим методом с помощью фотоэлементов. Спектроскопический метод Метод основан на способности элементов, помещённых в пламя вольтовой дуги (3500-4000°С), давать определенный спектр излучения, который пропускается через систему линз и фиксируется На фотопластинке. Каждый элемент обладает своим спектром излучения, своей характерной линией спектра, С помощью микрофотометра измеряют интенсивность потемнения спектральных линий, присущих данному веществу, интенсивность потемнения фона пластинки и ряда специально подобранных «эталонов» – стандартов. Определение ведут по градуировочным графикам. Полярографический метод Метод основан на измерении – предельного тока диффузии, возникающего при электролизе испытуемого раствора, с помощью ртутных (или других) электродов, при этом катодом служат – капли ртути, вытекающего из капилляра, а анодом – слой ртути в электролизе, имеющий значительную большую поверхность, чем катод. На эту ртуть в электролизе наливают испытуемый раствор. В момент разряжения на электроде ионов, способных восстанавливаться или окисляться, при определённом потенциале возникает ток, который после достижения некоторой величины остаётся постоянным, так называемый предельный ток диффузии. Хроматографический метод При хроматографии осуществляется разделение многокомпонентной газовой смеси, движущейся вдоль специального вещества-сорбента, на бинарные смеси отдельных компонентов. Механизм разделения газовой смеси представлен на рисунке 1. В поток газа носителя, протекающего по капилляру, покрытому изнутри плёнкой жидкого сорбента, вводится газовая проба (рисунок 1а). Так как скорость – растворения (или выхода) компонентов смеси в растворителе будет различной, то и время перехода компонентов в растворитель будет разное. Оно зависит от индивидуальных свойств компонента. Этим и обусловлено разное начало их разделения в колонке на сорбенте. При следовании газовой смеси через капилляр происходит её разделение на бинарные составляющие. Первым покидает колонку газ, имеющий наименьшие сорбционные способности, последним газ, наиболее хорошо сорбирующийся данной неподвижной фазой (рисунок 1в). Бинарные смеси выходят из детекторной части прибора последовательно через определённые интервалы времени (рисунок 1г), что позволяет осуществлять качественный и количественный анализ газовой смеси. Регистрация в функции времени выхода бинарных составляющих газовой смеси позволяет построить диаграмму изменений их свойств по времени, которая носит название хроматограмма (рисунок 1д). Сравнение полученных хроматограмм с хроматограммами чистых (эталонных) бинарных смесей позволяет установить концентрацию в исходной смеси каждого из компонентов. Быстрые методы К быстрым методам анализа воздуха относятся колориметрические и линейно-колористические методы, которые позволяют быстро в месте отбора пробы определять концентрации загрязняющих воздух веществ. Колориметрические методы основаны на протягивании воздуха, содержащего загрязняющее вещество, через раствор, фильтровальную бумагу или зернистый твёрдый сорбент и измерении интенсивности полученной на них окраски путём сравнения с окраской стандартных шкал. Линейно-колористический метод основан на протягивании исследуемого воздуха через индикаторные трубки и измерения длины окрашенного слоя порошка по заранее приготовленным шкалам, показывающим зависимость этой длины от концентрации данного вещества. Расскажите об экспрессных методах определения загазованности воздуха? Для ускоренного, количественного измерения концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны применяют экспрессный метод. Сущность его заключается в изменении окраски индикаторного порошка в результате реакции с вредным веществом в анализируемом воздухе, прокачиваемом через индикаторную трубку. Измерение концентрации вредного вещества производится по длине изменившего первоначальную окраску порошка в трубке. Экспресс-анализ выполняется универсальным газоанализатором типа УГ-2, который используется для установления концентрации сернистого ангидриада, ацетилена, окси углерода, сероводородов, хлора, аммиака, окислов азота, этилового эфира, бензина, бензола, толуола, ксилола, углеводородов нефти и др. Как подразделяются по степени опасности вредные вещества? По степени опасности вредные вещества в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 подразделяется на четыре класса опасности: чрезвычайно опасные /ДДТ, свинец, канцерогенные вещества и др; высоко опасные /сурьма, фторопласт-4,марганец, хлор и др; умеренно опасные /сажа, фенол, сернистый ангидрид и др; мало опасные /бензин керосин, лигроин и др./ см.Приложение №1,2. Какие виды ПДК существуют, какими нормативными документами регламентируется? Для воздушной среды Для атмосферного воздуха населенных мест и закрытых помещений СанПиН 2.1.6.1032-01 ПДК_сс – среднесуточное, ПДК_мр – максимально-разовое, Для воздуха рабочей зоны ГОСТ 12.1.005-88 ПДКмр.рз – максимальное разовое в рабочей зоне, ПДКсс.рс – среднесменная в рабочей зоне, Для водной среды ПДКв1 – водных объектов 1-й категории водопользования, ПДКв2 – водных объектов 2-й категории водопользования, ПДКрыбхоз – для водоемов рыбохозяйственного назначения Классы загрязненности воды определяются исходя из частоты и кратности превышения ПДК по набору показателей Для почвы ПДКп. Для продуктов питания ПДКпп Гигиенические нормативы «Предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющий веществ в атмосферном воздухе населенных мест», ГОСТ 12.1-005-88, ГОСТ 12.1.016-79 «Воздух рабочей зоны. Требования к методикам измерения концентрации вредных веществ» (с изм. 1), ГОСТ 12.1.005-88 (с изм. 1) «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны», ГОСТ Р 8.563-96 «ГСИ. Методики выполнения измерений» (с изм. 1 и 2) и ГОСТ Р ИСО 5725-2002 (части 1 – 6) «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений». Что понимается под ПДК (ГОСТ 12.1-005-88)? В соответствие с ГОСТ 12.1.005-88 под ПДК понимается концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов или при другой продолжительности, но не более 41 часа в неделю, в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или отдельные сроки жизни настоящего и последующих поколений. 6.Условия безопасного нахождения человека в загазованной атмосфере? Внутри помещений размещение оборудования должно предусматривать изоляцию процессов с выделением пыли токсичных веществ, шумов и т.д. На каждого работающего должно приходиться не менее 4,5  , при высоте не менее 3,2 м, санитарно-бытовых помещений и устройств (гардеробные, умывальник, душевые, пункты питания, здравпункты, устройство для сушки и обеспыливания, обезвреживания спецодежды и обуви), предназначенных для удовлетворения бытовых потребностей, ликвидации отрицательных последствий, проведения профилактических мероприятий по устранению изменений, вызванных влиянием вредных производственных факторов.7.Какие факторы влияют, на скорость осаживания пыли? В общем виде размеры частиц лежат в области от 0,001 до 50 мкм, при этом основной вклад в массу аэрозольного вещества дают частицы в диапазоне от 0,1 мкм. В этом диапазоне размеров частицы во взвесях имеют время жизни от нескольких секунд до нескольких месяцев. На поведение частиц размером менее 0,1 мкм оказывает существенное влияние броуновское движение за счёт столкновения с отдельными молекулами. Частицы размерами между 0,1 и 1 мкм в спокойной атмосфере имеют скорость оседания несравненно меньше, чем скорость ветра; при размере более 1 мкм оседание заметно, но все ещё мало; для частиц размером примерно 2,0 мкм скорость оседания велика. Такие частицы удаляются из атмосферы гравитационным оседанием или другими инерционными процессами. 8.Как подразделяется пыль по дисперсному составу? Производственная пыль может быть самой различной дисперсности, под которой понимается вся совокупность размеров составляющих ее частиц. По дисперсности различают пыли следующих классификационных групп: I – очень крупнодисперсная (свыше 100 мкм); II – крупнодисперсная (более 50 мкм); III – среднедисперсная '(10 – 50 мкм); IV – мелкодисперсная (менее 10 мкм); V – очень мелкодисперсная (менее 5 мкм). Наибольшую опасность представляет частицы пыли, до 5 мкм, так как они сравнительно легко проникают в легочную ткань человека. Пылевые частицы размером более 10 мкм задерживаются в верхних дыхательных путях и с мокротой выводятся наружу. | ||||||||||||||||||||||||