Условий труда
 Скачать 1.75 Mb.
|
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 ОЦЕНКА ЗАПЫЛЕННОСТИ И ЗАГАЗОВАННОСТИ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ Ц е л ь р а б о т ы – специальная оценка условий труда рабочих мест по параметрам запыленности и загазованности воздуха рабочей зоны. Ц е л ь д о с т и г а е т с я – путем изучения методов измерения и нормирования параметров воздушной среды, их исследования на ра- бочем месте с использованием лабораторного оборудования, сопос- тавлением и установлением совпадения их значений с нормативными факторами производственной среды. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Характеристики производственной пыли Пыль — это дисперсная фаза твердых веществ, образующаяся при их дроблении, измельчении, а также при конденсации в воздухе паров металлов и неметаллов. Пыли, взвешенные в воздухе, образуют аэрозоли, скопление осевшей пыли – аэрозоли [4, 5, 22]. Вредное воздействие пыли на организм человека зависит от ко- личества вдыхаемой пыли, степени её дисперсности, от формы час- тиц пыли,от её химического состава и растворимости. По дисперсности пыль делят на видимую (частицы более 10 мкм), микроскопическую (0,25 – 10 мкм) и удьтрамикроскопическую (ме- нее 0,25 мкм). По характеру воздействия на организм производственные пыли подразделяются на общетоксические и раздражающие. Общетокси- ческие пыли (свинца, мышьяка, бериллия триоксида хрома и др.), растворяясь в биологических жидких средах организма, действуют как введенный в организм яд и вызывают острое либо хроническое отравление. Раздражающие пыли не обладают способностью хоро- 18 шо растворяться в жидких средах организма, но могут воздействовать на организм, раздражая кожу, глаза, уши, десны, вызывая аллергиче- ские реакции. Для оценки пылевого фактора и последствий его воздействия ка работников необходимо не только определить концентрацию пыли в воздухе рабочей зоны, но и содержание в пыли свободного или свя- занного диоксида кремния (если можно предположить наличие его в исследуемой пыли), так как присутствие этого вещества определяет степень фиброгенности пылей. Для различных видов пыли в воздухе предприятий установлена разная ПДК. Пылевая нагрузка (ПН) на органы дыхания работника – это ре- альная или прогностическая величина суммарной экспозиционной дозы пыли, которую рабочий вдыхает за весь период фактического или предполагаемого профессионального контакта с фактором. По конечному повреждающее действию производственные аэро- золи можно разделить на аэрозоли преимущественно фиброгенного действия (АПФД) и аэрозоли, оказывающие преимущественно обще- токсическое, раздражающее, канцерогенное, мутагенное воздействие, а также влияющие на репродуктивную функцию (например, аэрозоли некоторых металлов). Степень выраженности клинических проявле- ний пылевых заболеваний зависит не только от указанных свойств пыли, но и от индивидуальной чувствительности организма. При оценке неблагоприятного воздействия пыли самыми вред- ными из них следует считать три фактора – массу пыли (концен- трацию в мг/м 3 воздуха), пылевую нагрузку на органы дыхания и хи- мический состав пыли. Затем следуют такие факторы как раствори- мость, дисперсность. Показатели токсичности вредных веществ К вредным веществам относят вещества, которые при контакте с организмом человека может вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья. 19 Токсическое действие вредных веществ характеризуется показа- телями токсикометрии, в соответствии с которыми вещества класси- фицируют по четырем классам опасности [3, 4]: 1-й - вещества чрезвычайноопасные; 2-й – вещества высокоопасные; 3-й - вещества умеренноопасные; 4-й - вещества малоопасные. Эффект токсического действия различных веществ зависит от количества попавшего в организм вещества, его физических свойств, длительности поступления, химизма взаимодействия с биологиче- скими средами (кровью, ферментами и т.д.). Показатели токсиметрии и критерии токсичности вредных ве- ществ – это количественные показатели токсичности и опасности вредных веществ, к которым относятся показатели – предельно до- пустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зо- ны (ПДК р.з. ) и среднесмертельная концентрация вещества в воз- духе (CL 50 ). Среднесмертельная концентрация вещества в воздухе CL 50 – это концентрация вещества, вызывающая гибель 50 % подопытных животных при 2 – 4-часовом ингаляционном воздействии (мг/м 3 ). Степень токсичности вещества определяется отношением 1/CL 50 ; чем меньше значения токсичности CL 50 , тем выше степень токсичности. Предельно допустимые концентрации в воздухе рабочей зоны ПДК р.з – концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или при другой продолжительности, но не более 41 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в от- даленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. В табл. 1 приведена классификация производственных вредных веществ по степени опасности по рекомендациям [4, 5]. 20 Таблица 1 Классификация производственных вредных веществ по степени опасности Норма для класса опасности Наименование показателей 1-го 2-го 3-го 4-го Предельно допустимая концен- трация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м 3 Менее 0,1 0,1-1,0 1,1-10,0 Более 10,0 Средняя смертельная концен- трация в воздухе, мг/м 3 Менее 500 500-5000 5001- 50000 Более 50000 Последствия действия вредных веществ на организм человека Отравления промышленными ядами может протекать в острой, подострой и хронической формах. Острые отравлениячаще бывают групповыми и происходят в результате аварий, поломок оборудования и грубых нарушений тре- бований безопасности труда. Эти отравления характеризуются крат- ковременностью воздействия токсичных веществ, не более чем в те- чение одной смены; поступлением в организм вредного вещества в относительно больших количествах – при высоких концентрациях в воздухе; сильном загрязнении кожных покровов. Например, чрезвы- чайно быстрое отравление может наступить при воздействии паров бензина, сероводорода высоких концентраций и закончиться гибелью от паралича дыхательного центра, если пострадавшего сразу же не вынести на свежий воздух. Хронические отравлениявозникают постепенно, при длитель- ном поступлении яда в организм в относительно небольших количе- ствах. Отравления развиваются вследствие накопления массы вред- ного вещества в организме или вызываемых ими нарушений в орга- низме. При повторном воздействии одного и того же яда может изме- ниться течение отравления и кроме явления кумуляции развиться сенсибилизация и привыкание. Сенсибилизация – состояние организма, при котором повторное 21 воздействие вещества вызывает больший эффект, чем предыдущее. Эффект сенсибилизации связан с образованием в крови и других внутренних средах измененных и ставших чужеродными для орга- низма белковых молекул, индуцирующих формирование антител. Классификация веществ по характеру воздействия на организм и общие требования безопасности регламентируются [6]: токсические , вызывающие отравление всего организма или по- ражающие отдельные системы (ЦНС, кроветворения), вызывающие патологические изменения печени, почек; раздражающие , вызывающие раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, легких, кожных покровов; сенсибилизирующие , действующие как аллергены (формальде- гид, растворители, лаки на основе нитро- и нитрозосоединений и др.); мутагенные , приводящие к нарушению генетического кода, из- менению наследственной информации (свинец, марганец, радиоак- тивные изотопы и др.); канцерогенные , вызывающие, как правило, злокачественные но- вообразования (циклические амины, ароматические углеводороды, хром, никель, асбест и др.); влияющие на репродуктивную (детородную) функцию (ртуть, свинец, стирол, радиоактивные изотопы и др.). Три последних вида воздействия вредных веществ — мутагенное, канцерогенное, влияние на репродуктивную функцию, а также уско- рение процесса старения сердечно-сосудистой системы относят к от- даленнымпоследствиям влияния химических соединений на орга- низм. Это специфическое действие, которое проявляется в отдален- ные периоды, спустя годы и даже десятилетия. Отмечается появление различных эффектов и в последующих поколениях. Эта классификация не учитывает агрегатного состояния веществ, тогда как для большой группы аэрозолей, не обладающих выражен- ной токсичностью, следует выделить фиброгенный эффект действия ее на организм. К ним относятся аэрозоли, угольнопородные аэрозо- ли, аэрозоли кокса (каменноугольного, пескового, нефтяного, сланце- 22 вого), алмазов, углеродных волокнистых материалов, аэрозоли (пы- ли) животного и растительного происхождения, силикатсодержащие пыли, силикаты, алюмосиликаты, кремнийсодержащие пыли. Попадая в органы дыхания, вещества этой группы вызывают ат- рофию или гипертрофию слизистой верхних дыхательных путей, а за- держиваясь в легких, приводят к развитию соединительной ткани в воздухообменной зоне и рубцеванию (фиброзу) легких. Такое воздей- ствие приводит к развитию профессиональных заболеваний - пневмо- кониозам и пневмосклерозам, хроническим пылевым бронхитам. Очень важно отметить комбинированное действие вредных ве- ществ на здоровье человека. На производстве и в окружающей среде редко встречается изолированное действие вредных веществ; обычно работающий на производстве подвергается комбинированному воз- действию химических веществ. Комбинированное действие – это од- новременное или последовательное действие на организм нескольких ядов при одном и том же пути поступления. Различают несколько ти- пов комбинированного действия ядов в зависимости от эффектов токсичности: аддитивного, потенцированного (синергетического), ан- тагонистического и независимого действия. Аддитивное действие – это суммарный эффект смеси, равный сумме эффектов действующих компонентов. Аддитивность характер- на для веществ однонаправленного действия, когда компоненты смеси оказывают влияние на одни и те же системы организма, причем при количественно одинаковой замене компонентов друг другом токсич- ность смеси не меняется. Для гигиенической оценки воздушной среды при условии аддитивного действия ядов используют уравнение в виде: , 1 ПДК 2 ПДК 2 1 ПДК 1 ≤ + + + n n C C C где С 1 , С 2 , ..., С n — концентрации каждого вещества в воздухе, мг/м 3 ; ПДК 1 , ПДК 2 , ..., ПДК n – предельно допустимые концентрации этих веществ, мг/м 3 Примером аддитивности является наркотическое действие смеси углеводородов (бензола и изопропилбензола). 23 Потенцированное действие (синергизм) – компоненты смеси действуют так, что одно вещество усиливает действие другого. Эф- фект комбинированного действия при синергизме выше, больше ад- дитивного, и это учитывается при анализе гигиенической ситуации в конкретных производственных условиях. Потенцирование отмечает- ся при совместном действии диоксида серы и хлора; алкоголь повы- шает опасность отравления анилином, ртутью и некоторыми другими промышленными ядами. Антагонистическое действие – эффект комбинированного дей- ствия менее ожидаемого. Компоненты смеси действуют так, что одно вещество ослабляет действие другого, эффект – менее аддитивного. Примером может служить антидотное (обезвреживающее) взаимо- действие между эзерином и атропином. Независимое действие – вариант комбинированного действия, в котором общий результат не зависит от влияния каждого вещества, а токсический эффект оценивается по наибольшему воздействию одно- го из них. Комбинации веществ с независимым действием встречаются достаточно часто, например бензол и раздражающие газы, смесь про- дуктов сгорания и пыли. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Экспериментальная часть Лабораторная работа выполняется на стенде, представленном на рис. 1. Комплект общего лабораторно-измерительного оборудования смонтирован на столе 10 и включает в себя: газоанализатор 1 (тип УГ-2); пульт управления стендом 2; аспиратор 3; пылевую камеру 4; психрометр 7; барометр 8; нормативно-справочный материал (графи- ческое изображение шкал для определения концентрации измеряемо- го вещества в исследуемом воздухе по длине окрашенного столбика индикаторного порошка в стеклянной трубке, мл; мг.) 11; емкость с контролирующим газом 12; соединительные резиновые шланги 13 и 24 15 со стеклянной трубкой с индикаторным порошком 14 (соединение газоанализатора 1 к емкости с контролируемым газом 12); аналитиче- ские весы 17 (тип ВЛА-200-М), установленные на отдельном основа- нии 18, укомплектованные блоком электропитания 16; бумажный фильтр в оправке 6; патрон 5 для установки фильтра в корпус пыле- вой камеры; соединительный шланг 9 (соединение патрона в сборе 5 пылевой камеры 4 с измерительными элементами аспиратора 3); шток 19 газоанализатора 1. Контроль воздуха производственных помещений Все методы анализа воздуха рабочей зоны делятся на три группы: лабораторные, экспрессные и автоматические. В их основе лежат физи- ческие, химические и физико-химические принципы. Общим требованием ко всем методам анализа является высокая чувствительность, надежность, возможность определения анализируе- мого вещества в широком диапазоне концентраций. Лабораторные методы (хроматографические, спектроскопиче- ские, фотометрические т.п.) отличаются высокой чувствительностью и позволяют определять минимальные количества веществ. Концентрацию газов можно определять широко распростра- ненным экспресс-методом с помощью газоанализаторов типа УГ-2 или газоопределителей, например ГХ-4 [23]. Метод основан на цвет- ной реакции между индикаторным порошком, засыпанным в стек- лянную трубку, через которую протягивают анализируемый воздух, и исследуемым веществом. Универсальные газоанализаторы примени- мы для определения многих веществ: аммиака, бензола, ксилола, ок- сидов азота и углерода, сероводорода, хлора и др. Для разных ве- ществ подбирают различные реагенты, но принцип работы остается неизменным: в зависимости от концентрации вещества при протяги- вании анализируемого воздуха столбик твердого сорбента в стеклян- ной трубке окрашивается на большую или меньшую высоту. Длина окрашенного столбика индикаторного порошка в трубке пропорцио- 25 нальна содержанию измеряемого вещества в исследуемом воздухе. Ее определяют по специально проградуированным шкалам для каждого из двух объемов протянутого воздуха. На каждой шкале указано, ка- кой длине окрашенного столбика индикаторного порошка соответст- вует данная концентрация. Время проведения опыта зависит от объе- ма просасываемого воздуха (хода штока). Его замеряют секундоме- ром. Контрольное время просасывания также указано на шкалах. Для более точного определения фактической концентрации вред- ного газа или пара в воздухе рабочей зоны проводят не менее трех опытов, начиная с замеров меньшего объема из указанных на шкалах. Если индикаторный порошок не окрасился или длина его окрашенной части очень мала, то переходят к исследованию большего объема воздуха. Преимущество экспресс-метода – получение результатов контро- ля в течение нескольких минут без участия специально обученного персонала. Такой метод быстрого определения вредных веществ в воздухе по- лучил название линейно-колористического. Автоматические методы анализа позволяют непрерывно контро- лировать содержание вредных веществ в воздухе производственных помещений. Контроль осуществляется переносными и стационарными газоанализаторами, которые по принципу действия подразделяются на акустические, термохимические, оптические, магнитные. Принцип дей- ствия термохимических газоанализаторов основан на определении ко- личества тепла, выделяющегося при его каталитическом окислении; оптических – по изменению оптических свойств смеси в зависимости от концентрации определяемого вещества. Для оценки запыленности воздуха используются две группы мето- дов: методы связанные с предварительным осаждением пыли (весовой) и методы без предварительного осаждения пыли (оптический). 1 2 3 4 вкл отк 20 20 20 20 20 0 0 0 0 7 8 1 19 15 14 13 12 11 2 10 9 3 4 5 6 Весы ВЛА-200-М 17 6 16 18 Р и с. 1.Основное и вспомогательное оборудование для проведения измерений: газоанализатор 1; пульт управления стендом 2; аспиратор 3; пылевая камера 4; патрон для установки фильтра в корпус пылевой камеры 5; бумажный фильтр (фильтр) в оправке 6; психро- метр 7; барометр 8; соединительный шланг 9; лабораторный стол 10; нормативно-справочный материал 11; емкость с контролирующим га- зом 12; соединительные резиновые трубки 13 и 15; стеклянная трубка с индикаторным порошком 14; блок электропитания 16; аналитиче- ские весы 17; основание для установки аналитических весов 18; шток газоанализатора 19 2 6 Измерение запыленности воздуха весовым методом Оборудование для проведения измерений представлено на рис. 1. Последовательность проведения измерений: - взвесить чистый фильтр (фильтр можно взвешивать как в сборе с оправкой, так и без нее, задается преподавателем); - прокачать через фильтр загрязненный воздух; - взвесить загрязненный фильтр; - определить концентрацию пыли (мг/м 3 ). Порядок проведения измерений на аналитических весах (ВЛА-200-М) Взвешивание фильтра без оправки проводится на аналитических весах высокой точности ВЛА-200-М, общий вид которых представлен на рис. 2. Порядок проведения измерений следующий: Р и с. 2. Аналитические весы ВЛА-200-М: 1 – грубая шкала измерений (от 0,0 до 1 г, шаг измерений 100 мг); 2 – промежуточная шкала измерений (от 0,0 до 0,1 мг, шаг изме- рений 10 мг); 3 – световое поле точной шкалы измерений; 4 – точная шкала измерений (точ- ность измерений ± 0,001 г); 5 – ручка включения точной шкалы; 6 – ручка включения весов; 7 – шторки корпуса весов; 8 – фильтр (поз.6, рис. 1) 27 |