производится аспирационным весовым (гравиметрическим) методом с помощью электроаспиратора (рис. 2).
Рис. 2. Электроаспиратор для отбора разовых проб пыли
Пыль − это дисперсная система, где раздробленное ве-щество (дисперсная фаза) находится в непрерывной дис-персной среде, т.е. это взвешенные в воздухе, медленно осе-дающие твердые частицы размером от 0,001 до 100 мкм или аэрозоль.
Принцип действия электроаспиратора заключается в протягивании определенного объема воздуха через аспира-
тор с осаждением пылевых частиц на бумажном фильтре. Метод основан на улавливании пыли из просасываемого че-рез фильтр воздуха при стандартной скорости аспирации 10-20 л/мин. с последующим пересчетом на 1 м 3 воздуха (1 м 3 = 1000 л). Анализ воздуха может производиться как в пробах, отобранных однократно (продолжительность отбора проб 15-20 мин.), так и многократно не менее 10 раз в сутки через равные интервалы времени с усреднением полученных дан-ных (кратность отбора проб в течение суток определяет вы-бор для оценки вида ПДК – среднесуточной или максималь-ной разовой). Отбор проб воздуха производят в зоне дыха-ния. Для отбора пробы фильтр укрепляют в аллонже (патро-не) электроаспиратора, пропускают через него воздух со ско-ростью 20 л/мин. (V ) в течение 10 мин. (Т ). Объем отобран-ной пробы воздуха рассчитывают по формуле:
υ=Т V,
где T – время отбора пробы, мин., V – скорость отбора про-бы, л/мин. Негигроскопичный аэрозольной фильтр, пред-ставляющий собой ультратонкие волокна полимера, зафик-сированный в бумажном кольце, взвешивают на аналитиче-ских весах с точностью до 0,1 мг до (А 1 ) и после (А 2 ) отбора пробы воздуха. Содержание пыли Х в 1 м 3 воздуха рассчиты-вают по формуле:
Х = [(А 2 − А 1) 1000]/ υ,
где Х – содержание пыли в воздухе, мг /м 3 ; А 1 и А 2 − вес фильтра до и после отбора пробы, мг; υ − объем воздуха, л.
Для гигиенической оценки загрязнения воздуха пылью установленное содержание пыли сравнивают с максимальной или среднесуточной ПДК нетоксичной пыли в атмосферном воздухе; характеризуют дисперсный и химический состав, морфологическое строение, электрическое состояние, приро-ду (органическая, неорганическая, смешанная) и механизм образования (аэрозоль дезинтеграции или конденсации).
Гигиенические нормативы пыли для атмосферного воз-
− максимальная разовая ПДК мр 2 = 0,5 мг/м 3 ,
− среднесуточная ПДК с/с 3 = 0,15 мг/м 3 .
В помещениях ЛПУ требования к содержанию пыли в воздухе определяются классификацией помещений по чисто-те и ограничиваются размером частиц 0,5 мкм и 5,0 мкм.
В производственных помещениях: ПДК нетоксичной пыли = 10 мг/м 3 , ПДК пыли, содержащей свободный диоксид кремния, = 1-2 мг/м 3 .
3. Определение микробного загрязнения воздуха осу-
ществляется аспирационным методом в модификации Кро-това. Аппарат Кротова представляет собой аспиратор со съемной крышкой. Исследуемый воздух всасывается со ско-ростью 20-25 л/мин. через клиновидную щель в крышке при-бора. При переносе аппарата Кротова из одного помещения в другое его поверхность обрабатывают дезинфицирующим раствором. Пробу воздуха отбирают 10 мин. (Т ) со скоро-стью 20 л/мин (V ). Объем отобранной пробы воздуха рассчи-тывают по формуле.
Бытовая пыль в воздухе - крупные частицы пыли, парящие в воздухе, которые можно увидеть в ярких лучах солнечного света, падающего из окна, не представляет опасности для здоровья – они быстро оседают и не проникают глубоко в легкие.
Но пыль в воздухе далеко не всегда заметна невооруженным глазом.
Влияние запыленности воздуха на здоровье и самочувствие может быть различным в зависимости от химического состава, происхождения, размеров и плотности частиц. По характеру это может быть как небольшое раздражающее воздействие, так и острое токсическое отравление.
Наибольшую опасность представляют частицы пыли с размерами менее 10 мкм (PM10), которые легко проникают в дыхательные пути, и менее 2.5 мкм (PM2.5), проникающие глубоко в легкие.
Причин запыленности воздуха в квартирах, офисах, на производствах, как и источников пыли в атмосферном воздухе – бесконечное множество. И если пыль природного происхождения чаще всего неопасна, то антропогенные источники – выбросы транспорта и промышленных предприятий – являются причиной появления в воздухе пыли, содержащей множество вредных веществ – тяжелых металлов, углеводородов, бенз(а)пирена... Еще большее разнообразие источников пыли - в воздухе рабочей зоны.
Предельно-допустимые концентрации взвешенных частиц PM10 и PM2.5 в атмосферном воздухе и воздухе жилых и общественных зданий были установлены в России только в 2010 году:
Нормы содержания различных аэрозольных частиц, пыли, сажи в воздухе рабочей зоны, установленные ГН 2.2.5.1313-03, в среднем значительно выше, чем для атмосферного воздуха и жилых помещений. В зависимости от происхождения и состава максимальные разовые ПДК различных аэрозолей в воздухе рабочей зоны установлены в очень широких пределах. Для сажи и аэрозоля, содержащего от 10 до 60% диоксида кремния максимальная разовая ПДК составляет 6 мг/м 3 , а среднесменная – 2 мг/м 3 .
Всемирная организация здравоохранения считает частицы пыли в воздухе одной из серьезнейших опасностей и причин множества заболеваний дыхательных путей и сердечно-сосудистой системы. Предельные концентрации частиц PM10 и PM2.5 в воздухе установлены в документе под названием «Руководство по качеству воздуха» («Air quality guidelines») в виде среднесуточных и среднегодовых величин:
По мнению экспертов ВОЗ, только достижение таких уровней концентраций пыли в воздухе может позволить снизить смертность от легочных и сердечных заболеваний, ассоциированных с качеством воздуха. Руководство ВОЗ по качеству воздуха появилось в 2005 году, и, как видим, российские нормативы, принятые в 2010, менее требовательны к качеству атмосферного воздуха и воздуха в помещениях. Однако надо понимать, что приведенные рекомендации ВОЗ – это всего лишь «идеал, к которому следует стремиться».
Существует несколько основных методов измерения массовой концентрации аэрозолей в воздухе.
Наиболее распространенный метод – гравиметрия, при которой пробы воздуха прокачиваются через фильтр, и по разности массы фильтра до и после отбора пробы, измеряется концентрация пыли в воздухе. Метод имеет как преимущества, так и недостатки. Он требует очень длительного отбора проб для анализа атмосферного воздуха, в котором частицы пыли, как правило, содержатся в низких концентрация, но при этом обладает высокой точностью при определении больших концентраций пыли в воздухе рабочей зоны. Для определения содержания в воздухе пыли различных фракций используются специальные вспомогательные устройства – импакторы, позволяющие разделять частицы разных аэродинамических размеров.
Другой метод анализа воздуха на аэрозоли – оптический. Для анализа используется анализатор пыли ("пылемер"), позволяющий в режиме реального времени измерять концентрации общей пыли, PM10, PM4, PM2.5, PM1. Технически, прибор измеряет счетную концентрацию частиц аэрозоля в воздухе, а расчет массовой концентрации проводится на основе заложенных в программу моделей распределения массы частиц в зависимости от их размера и калибровочных зависимостей. Для калибровки прибора может использоваться импактор и гравиметрический метод, что позволяет достигать высокой точности измерений.
Главным достоинством данного метода является возможность быстро и с приемлемой точностью измерять низкие концентрации частиц в воздухе, поэтому при анализе атмосферного воздуха и воздуха в квартирах и офисных помещениях используется именно оптический метод.
Еще одна распространённая гравиметрическая методика применяется для определения сажи в атмосферном воздухе и воздухе рабочей зоны. Принципиально анализ массовой концентрации ничем не отличается от измерения концентраций пыли в воздухе гравиметрическим методом. Разница заключается в том, что доля сажи в измеренной массе частиц, осевших на фильтр, определяется фотометрически.
| Вид исследования | Цена, руб. |
|---|---|
| Анализ воздуха анализатором пыли (пыль в воздухе: PM10, PM1, PM2.5, PM1, общая пыль) | 2 000 |
| Анализ воздуха анализатором пыли (пыль в воздухе: PM10, PM1, PM2.5, PM1, общая пыль), дополнительная точка измерений | 1 000 |
| Анализ воздуха рабочей зоны гравиметрическим методом | 2 500 |
| Анализ воздуха рабочей зоны гравиметрическим методом, дополнительная точка измерений | 1 250 |
| Анализ воздуха (сажа) | 3 000 |
| Анализ воздуха (сажа), дополнительная точка измерений | 2 000 |
где К 1 , К 2 ...К п - концентрации вещества;
t 1 , t 2 ,...t n - время отбора пробы.
Медиана (Me) - безразмерное среднее геометрическое значение концентрации вредного вещества, которая делит всю совокупность концентраций на две равные части: 50 % проб выше значения медианы, а 50% - ниже. Медиана рассчитывается по формуле:
Стандартное геометрическое отклонение, не превышающее 3, свидетельствует о стабильности концентраций в воздухе рабочей зоны и не требует повышенной частоты контроля; σ g более 6 указывает на значительные колебания концентраций в течение смены и необходимость увеличения частоты контроля среднесменных концентраций для данной профессиональной группы работающих (на данном рабочем месте).
2.3. Расчет контрольного уровня пылевой нагрузки. Контрольный уровень пылевой нагрузки(КПП) - это пылевая нагрузка, сформировавшаяся при условии соблюдения среднесменной ПДК пыли в течение всего периода профессионального контакта с фактором:
|
где ПДК- среднесменная предельно допустимая концентрация пыли в зоне
дыхания работника, мг/м 3 .
При соответствии фактической пылевой нагрузки контрольному уровню условия труда относят к допустимому классу, и подтверждается безопасность продолжения работы в тех же условиях.
2.4. Защита временем. При превышении контрольных пылевых нагрузок рекомендуется использовать способ «защита временем» , т.е. необходимо рассчитать стаж работы (Т 1), при котором ПН не будет превышать КПН. При этом КПН рекомендуется определять за средний рабочий стаж, равный 25 годам. В тех случаях, когда продолжительность работы более 25 лет, расчет следует производить, исходя из реального стажа работы.
|
где Т 1 – допустимый стаж работы в данных условиях;
КПН 25 – контрольная пылевая нагрузка за 25 лет работы в условиях соблюдения ПДК. Рассчитывается по формуле 6 при Т=25 лет.
В случае изменения уровней запыленности воздуха рабочей зоны или категории работ (объема легочной вентиляции за смену) фактическая пылевая нагрузка рассчитывается как сумма фактических пылевых нагрузок за каждый период, когда указанные показатели были постоянными. При расчете контрольной пылевой нагрузки также учитывается изменение категории работ в различные периоды времени.
2.5. Расчет уровня остаточной запыленности. Уровень остаточной запыленности (мг/м 3) рассчитывается по формуле:
единицы.где Э 1 принимается по табл.2;
Э 2 – эффективность пылеподавления вентиляцией, принимается по табл.2.
|
где Э 3 принимаем по табл.3.
Расчет варианта задания
Исходные данные:
Операция – выемка угля комбайном; АПФД – угольная пыль с содержанием 7% SiO 2 ; ПДК=4 мг/м 3 ; число рабочих смен в году N=260; количество лет контакта с АПФД (Т) равно 5; энергозатраты 300 Вт.
Фактические концентрации: K 1 =710 мг/м 3 , K 2 =560 мг/м 3 , K 3 =480 мг/м 3 , K 4 =1070 мг/м 3 . Длительность отбора проб: t 1 =30 мин, t 2 =50 мин, t 3 =60 мин, t 4 =20 мин.
Мероприятия по борьбе с пылью – орошение струей воды высокого давления; вентиляция.
Решение
1. Определяем среднесменную концентрацию пыли при выемке угля (К сс) по формуле 2:
2. Рассчитываем пылевую нагрузку по формуле 1. Так как энергозатраты трудящегося составляют 300 Вт, данная работа относится к III категории с Q=10 м 3:
3. Расчет контрольного уровня пылевой нагрузки:
4. Контрольная пылевая нагрузка за 25 лет работы в условиях соблюдения ПДК («защита временем»):
5. Расчет допустимого стажа работы в данных условиях:
6. Медиана определяется по формуле 3:
7. При этом геометрическое отклонение, исходя из формулы 4, составит:
8. Расчет ПН с учетом орошения, вентиляции и СИЗ, производим по формулам 7, 8, 9. Суммарная эффективность способов борьбы с пылью:
Остаточный уровень запыленности равный 24,9 мг/м 3 превышает ПДК более чем в 6 раз. Необходимо использовать СИЗ органов дыхания - респиратор типа У-2К (табл. 2). Следовательно,
Выводы: Для данных условий была рассчитана величина пылевой нагрузки, равная 8,1 кг за 5 лет, без применения средств и способов борьбы с пылью. В данных условиях общий стаж работы составил около 5 часов. После применения различных способов пылеподавления остаточная запыленность воздуха снизилась до 24,9 мг/м 3 , что все равно недостаточно и превышает ПДК в 6 раз. В таких случаях обязательно применение противопылевых респираторов. Применение респиратора позволило снизить остаточную запыленность до 0,5 мг/м 3 , что соответствует гигиеническим требованиям (не более 4 мг/м 3).
Контрольные вопросы:
1. Дайте определение понятия «пыль».
2. В чем проявляются «вредность» пыли, «опасность» пыли?
3. Какие свойства пыли обуславливают ее «вредность», «опасность»?
4. Дайте определение предельно допустимой концентрации.
5. Что такое остаточная запыленность воздуха?
6. Какие способы борьбы с пылью применяются на производстве?
Список литературы:
1. ГН 2.2.5.686-98 «Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны»;
2. Прусенко Б.Е., Сажин Е.Б., Сажина Н.Н. Аттестация рабочих мест: Учебное пособие. – М.: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004. – 238-251 с.;
3. Правила безопасности в угольных шахтах. Кн.3. Инструкция по борьбе с пылью и пылевзрывозащите. – Липецк: Липецкое издательство Роскомпечати, 1997. – 14-27 с.
Таблица 4
Варианты заданий
| № п/п | Выполняемые работы | АПФД | ПДК мг/м 3 | Стаж работы с АПФД Т, лет | Энергоза-траты, Вт | Фактические концентрации пыли K, мг/м 3 | Мероприятия по пылеподавлению | |||
| Длительность отбора проб t, мин | ||||||||||
| К 1 | К 2 | К 3 | К 4 | |||||||
| t 1 | t 2 | t 3 | t 4 | |||||||
| Выемка полезного ископаемого | ||||||||||
| Медносульфидные руды | ||||||||||
| Гранит | ||||||||||
| Известняк | Пылеотсос с укрытием | |||||||||
| Водовоздушные эжекторы | ||||||||||
| Проведение горных выработок | Антрацит с содержанием SiO 2 до 5 % | |||||||||
| Глина | Типовая оросительная система | |||||||||
| Угли с содержанием SiO 2 10-70 % | Внутреннее орошение на комбайнах | |||||||||
| Доломит | Пылеотсос без укрытия | |||||||||
| Кварцит | Типовая оросительная система | |||||||||
| Сварочные работы | Алюминий | Пылеотсос с укрытием | ||||||||
| Вольфрамокобальтовые сплавы с примесью алмаза до 5% | Типовая оросительная система | |||||||||
| Кремнемедистый сплав | Пылеотсос без укрытия | |||||||||
| Вольфрам | Водовоздушные эжекторы | |||||||||
| Сплавы алюминия | Типовая оросительная система | |||||||||
| Бурение скважин для зарядки ВВ | Корунд белый | Подача воды в зону пылеобразования | ||||||||
| Кристобалит | Промывка шпура | |||||||||
| Медносульфидные руды | Типовая оросительная система | |||||||||
| Шамот | Промывка шпура | |||||||||
| Кварцит | Подача воды в зону пылеобразования | |||||||||
| Перегрузка культур растительного происхождения | Зерновая пыль | Пылеотсос без укрытия | ||||||||
| Мучная пыль | Водовоздушные эжекторы | |||||||||
| Хлопковая пыль с примесью SiO 2 более 10 % | Пылеотсос с укрытием | |||||||||
| Льняная пыль | Типовая оросительная система | |||||||||
| Хлопчатобумажная пыль | Пылеотсос без укрытия | |||||||||
| Древесная пыль | Типовая оросительная система | |||||||||
| Погрузка породы | Антрацит с содержанием SiO 2 до 5 % | Предварительное увлажнение массива водой | ||||||||
| Медносульфидные руды | Типовая оросительная система | |||||||||
| Известняк | Пылеотсос без укрытия | |||||||||
| Угли с содержанием SiO 2 5-10 % | Предварительное увлажнение массива специальными добавками | |||||||||
Число рабочих смен в году N=260.
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
«АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КАФЕДРА «БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ»
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ И РАБОЧИХ ЗОН
Методические указания к выполнению лабораторной работы
Барнаул 2004 г
УДК 613.646: 613.14/15
Определение запыленности воздуха производственных помещений и рабочих зон: Методическое пособие/ Сост.: A. M. Маркова, ; под редакцией.- Барна4. - 12с.
Методические указания содержат сведения о действии пыли на организм человека, методику определения и оценки концентрации пыли в воздухе производственных помещений.
Предназначены для лабораторных занятий со студентами всех специальностей.
© Алтайский государственный аграрный университет
Определение запыленности воздуха в производственных помещениях
ЦЕЛЬ РАБОТЫ : Изучить методику определения и оценки концентрации пыли в воздухе рабочей зоны
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:
1. Ознакомиться с классификацией пыли и действием ее на организм человека
2. Изучить методику определения запыленности в производственных помещениях
3. Определить запыленность воздуха в рабочей зоне согласно заданию
Оборудование : 1. Аспиратор для отбора проб воздуха - модель 822
2. Весы аналитические
3. Фильтры АФА-В-18, АФА-В-10
4. Патрон для фильтра (аллонж)
5. Резиновые трубки
6. Экспериментальная установка
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПЫЛИ
Во многих производствах в силу особенностей технологического процесса, применяемых способов производства, характера сырьевых материалов, промежуточных и готовых продуктов и многих других причин образуется пыль, загрязняющая воздух помещений и рабочих зон. Следовательно, находящаяся в воздухе пыль становится одним из факторов производственной среды, определяющих условия труда работающих.
Пылью называют измельченные или полученные иным путем мелкие частицы твердых веществ, витающие (находящиеся в движении) в воздухе рабочей зоны. Пыль может находиться в двух состояниях: взвешенной в воздухе (аэрозоль) и осевшей на поверхности стен, оборудования, осветительных приборов (аэрогель).
Характер и выраженность вредного действия, прежде всего, зависят от химического состава пыли, который, главным образом, определяется ее происхождением. Важное значение имеет классификация пыли по размеру частиц (дисперсности). Она определяет устойчивость частиц в воздухе и глубину проникания в органы дыхания.
Таблица 1
Классификация производственной пыли
По способу образования | По происхождению | По дисперсности |
|
Возникает при разрушении твердых пород (бурение, дробление, размол), транспортировке и упаковке сыпучих материалов , механической обработке изделий (шлифовка, полировка и др.) | I . Органическая: а) растительная (злаки, волокна и др.) б) животная (шерстяная, кожаная и др.) в) микроорганизмы и продукты их распада г) искусственная (пластмассовая, пыль красителей и др.) | I . Видимая Имеет размер свыше 10 мкм и быстро выпадает из воздуха II . Микроскопиче ская Имеет размер от 10 до 0,25 мкм и медленно выпадает из воздуха |
II . Аэрозоль конденсации Возникает при испарении и последующей конденсации в воздухе паров металлов и неметаллов (электросварка, испарение металлов при электроплавке и других технологических процессах) | II . Неорганическая: а) минеральная (кремниевая, силикатная и др.) б) металлическая (пыль железа, цинка, свинца и др.) III . Смешанная: а) минерально-металлическая (например, смесь пыли железа и кремния) б) органическая и неорганическая (например, пыль злаков и почвы) | III . Ультрамикро скопическая Имеет размер менее 0,25 мкм, длительно витает в воздухе, подчиняясь законам броуновского движения |
По способу образования различают пыли (аэрозоли) дезинтеграции и конденсации. В практических целях производственную пыль классифицируют по способу образования, происхождению, размерам частиц - дисперсности (табл. 1).
2. ДЕЙСТВИЕ ПЫЛИ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
Вредное влияние производственной пыли на здоровье рабочих зависит от многих факторов.
Различные виды пыли вследствие разных физико-химических свойств представляют различную опасность для работающих и во всех случаях оказывают неблагоприятное действие на организм.
Воздействие нетоксической пыли на органы дыхания вызывает специфическое заболевание, называемые пневмокониозом.
Пневмокониозы - собирательное название, включающее в себя пылевые заболевания легких от воздействия всех видов пыли (силикоз, силикатоз, антракоз).
Наиболее распространенной и тяжелой формой пневмокониоза считается силикоз от выделения пыли, содержащей двуокись кремния. Силикатозы возникают у лиц, работающих в условиях воздействия пыли силикатов, в которых двуокись кремния находится в связанном состоянии с другими соединениями, антракоды - при выдыхании угольной пыли.
Промышленная пыль может приводить к развитию профессиональных бронхитов , пневмоний, астматических ринитов и бронхиальной астмы. Под влиянием пыли развиваются конъюнктивиты, поражения кожи - шероховатость, шелушение, утолщение, огрубение, угри, асбестовые бородавки, экземы, дерматиты и др. Систематическая работа в условиях воздействия пыли предопределяет повышенную заболеваемость рабочих с временной нетрудоспособностью , что связано со снижением защитных иммунобиологических функций организма. Действие пыли могут усугублять тяжелый физический труд, охлаждение, некоторые газы (SO3), приводящие при комбинированном влиянии к более быстрому возникновению и усилению тяжести пневмокониоза. Аэрозоли металлов (ванадий, молибден, марганец, кадмий и др.), пыль ядохимикатов при несоблюдении гигиенических условий труда у рабочих могут вызывать профессиональные заболевания.
Электрозаряженность пылевых частиц влияет на устойчивость аэрозоля и биологическую его активность. Частицы, несущие электрический заряд, в 2-8 раз дольше задерживаются в дыхательном тракте. Электрозаряженность пылинок влияет на активность фагоцитоза (Прим. Фагоцитоз - одна из защитных реакций организма, заключающаяся в активном захвате и поглощении живых клеток и неживых частиц одноклеточными организмами или особыми клетками многоклеточных организмов - фагоцитами.).
Контроль за наличием и содержанием пыли в воздухе рабочей зоны является важнейшей задачей. При анализе производственного процесса должны быть установлены источники и причины образования пыли, дана гигиеническая оценка с учетом качественного состава и количества ее в определенном объеме воздуха. На основании этого оценивается значение пылевого фактора, при необходимости привлекаются сведения о состоянии здоровья рабочих и эти данные позволяют обосновать оздоровительные мероприятия .
Кроме гигиенического значения пылевыделение имеет и другие отрицательные стороны: оно наносит экономический урон, ускоряя износ оборудования и ведя к потере ценных материалов, ухудшает общесанитарное состояние производственной среды, в частности, уменьшает освещенность вследствие загрязнения окон и осветительной арматуры. Некоторые виды пылей - угольная, сахарная и др. могут способствовать возникновению пожаров и взрывов.
3. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
3.1. Общие положения
Для проведения мероприятий по созданию здоровых и безопасных условий труда и выбора их оптимального варианта на каждом рабочем месте, где образуется пыль, следует периодически контролировать ее концентрацию. В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» периодичность контроля (за исключением веществ с остронаправленным механизмом действия) устанавливается в зависимости от класса опасности вредного вещества: для I класса - не реже 1 раза в 10 дней, II класса - не реже 1 раза в месяц, III и IV классов - не реже 1 раза в квартал. При возможном поступлении в воздух рабочей зоны вредных веществ с остронаправленным механизмом действия должен быть обеспечен непрерывный контроль с сигнализацией о превышении ПДК. При установленном соответствии содержания вредных веществ III, IV классов опасности уровню ПДК допускается проводить контроль не реже 1 раза в год.
При определении содержания пыли в рабочей зоне пробы воздуха отбирают на высоте примерно 1,5 м. (что соответствует зоне дыхания) в непосредственной близости к месту работы. Для оценки распространения пыли по помещению пробы воздуха отбирают также в так называемых нейтральных точках, т. е. на некотором расстоянии (1-3-5 м и более) от мест образования пыли, а также в проходах.
Иногда запыленность воздуха необходимо определить для оценки эффективности существующих или реконструированных обеспыливающих устройств. В этих случаях пробы воздуха отбирают до и после их установки во включенном и выключенном состоянии. В период отбора проб воздуха обязательно регистрируются условия отбора: температура и барометрическое давление воздуха на рабочем месте, вид выполняемой операции, факторы, которые могут повлиять на запыленность воздуха (открытые или закрытые фрамуги, включенная или выключенная вентиляция и др.), время и длительность отбора, скорость протягивания воздуха.
Для определения концентрации пыли в воздухе и ее состава используют различные методы, которые можно разделить на две группы:
прямые, основанные на предварительном осаждении пылевых частиц (фильтрационные, седиментационные и др.) с их последующим взвешиванием;
косвенные (механический, вибрационно-частотный, электрический, радиационный и др.). Они обеспечивают определение массовой концентрации пыли на основе измерения, либо перепада давления на фильтрующем материале при прокачивании через него запыленного воздуха, либо частоты (амплитуды) вибрации, либо тока смещения, возникающего в результате трения частиц пыли о стенки корпуса первичного преобразователя, либо интенсивности проникающей радиации через фильтр с пылью и т. д.
Полученное разовое или среднее значение концентрации пыли сравнивают с ПДК (табл. 2).
Таблица 2
Предельно допустимые концентрации (ПДК)
пыли в воздухе рабочей зоны
(ГОСТ 12.1.005-88)
Величина ПДК, Мг/м3 | Преимущественное агрегатное состояние | Класс опасности | Особенности действия на организм |
|
1. Пыль, образуемая при ра боте с: | ||||
известняком, глиной, карбидом кремния (карборунда), цементом, чугуном | ||||
2. Пыль растительного и животного происхождения: | ||||
а) зерновая | ||||
б) мучная, древесная и др. (с примесью диоксида кремния менее 2%) |
Продолжение таблицы 2
в) лубяная, хлопчатобумажная, льняная, шерстяная, пуховая и др. (с примесью диоксида кремния менее 2% | ||||
г) с примесью диоксида кремния от 2-10% | ||||
3. Углерода пыли: | ||||
а) коксы: каменноугольный, пековый, нефтяной, сланцевый | ||||
б) антрацит с содержанием в пыли до 5% диоксида кремния | ||||
в) другие ископаемые угли с содержанием свободного диоксида кремния до 5% | ||||
4. Пыль стеклянного и минерального волокон | ||||
5. Пыль табака, чая | ||||
6. Нитроаммофоска | ||||
7. Калия нитрат | ||||
8. Калия сульфат |
Примечание: а - аэрозоль;
А - вещества, способные вызывать аллергические заболевания в производственных условиях;
Ф - аэрозоли преимущественно фиброгенного действия.
3.2. Определение запыленности массовым методом
Наиболее распространенный массовый метод определения концентрации пыли основан на прокачивании заданного объема загрязненного воздуха через фильтр, определении привеса пыли на фильтре и последующем вычислении концентрации пыли в воздухе. Полнота поглощения вредных веществ, загрязняющих воздух рабочей зоны, должна соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.005-88 и устанавливаться экспериментально.
В качестве фильтрующего материала чаще всего используют аэрозольные фильтры АФА с дисками из ткани ФП (фильтр Петрянова) и ФПП (фильтр перхлорвиниловый Петрянова) с высокой степенью фильтрации (близкой к 100%) за счет своих электростатических свойств. Чаще всего применяют фильтры, выполненные в виде дисков площадью 10 и 18 см, которые закрыты защитными подложками и вложены в пакет из полиэтилена (АФА-В-10, АФА-В-18).
Для протягивания запыленного воздуха через фильтр применяют аспиратор М-822 (рис. 1), работающий от переменного тока напряжением 220 В.
Рис. 1. Аспиратор М-822М для отбора проб воздуха:
1 - корпус аспиратора; 2 - ротаметры; 3 - ручка регулятора расхода просасываемого воздуха; 4 - всасывающие штуцеры ротаметра; 5 - соединительный шланг; 6 - аллонж (патрон); 7 - разгрузочный клапан; 8 - тумблер; 9 - лампочка
В корпусе аспиратора 1 размещены: электродвигатель с воздуходувкой и четыре ротаметра 2, используемых для отбора проб воздуха на содержание пыли. Объем протягиваемого воздуха за единицу времени регулируют ручкой вентилей 3. Всасывающий штуцер 4 ротаметра с помощью резинового шланга 5 соединяют с аллонжем (патроном) 6, представляющий собой полый конус с гнездом и гайкой для крепления в нем фильтра. Разгрузочный клапан 7 служит для предотвращения перегрузки электродвигателя при отборе проб воздуха с малыми скоростями и облегчения пуска аппарата. Прибор включают в работу тумблером 8. При этом загорается лампочка 9 шкал ротаметров и поплавки в них поднимаются потоком воздуха, показывая его расход.
3.3. Практическое задание
На основе изучения методики определения запыленности массовым методом определить концентрацию пыли с помощью лабораторной установки (рис. 2).
Рис. 2. Схема установки для определения запыленности воздуха:
1 - пылевсасывающее устройство (насос); 2 - ротаметр; 3 - пылевая камера; 4 - фильтр; 5 - аллонж (патрон); 6 - соединительный шланг; 7 - ручка регулятора расхода просасываемого воздуха
Последовательность взятия проб воздуха на запыленность:
Взвесить чистый фильтр;
Установить на ротаметре выбранный расход воздуха;
Установить фильтр в патрон;
Подсоединить патрон к пылевой камере;
Включить пылевсасывающий прибор и засечь время;
По истечению установленного времени прибор выключить;
Результаты занести в протокол отчета и сделать выводы;
Привести рабочее место в порядок.
Отбор пыли на фильтр
Фильтр 4 в защитном кольце (рис. 2) вставить в патрон и закрепить в нем прижимной гайкой. Аналогичные операции проводят и для фильтра в кассете. Соединить патрон резиновой трубкой с пылевой камерой 3. На месте взятия пробы аллонж 5 (патрон) укрепить в штатив (или другим способом в зависимости от местных условий) и соединить резиновыми трубками 6 последовательно с ротаметром 2 и пылевсасывающим устройством 1.
Включить аспирационный прибор и установить выбранный расход воздуха по ротаметру с помощью ручки вентиля 7.
Начало и конец отбора отмечают по часам или секундомеру.
В течение всего времени проб отбора необходимо по ротаметру следить за скоростью движения воздуха через аппаратуру.
Продолжительность взятия пробы зависит от степени запыленности воздуха, скорости отбора пробы и необходимой навески пыли на фильтре. Время отбора проб воздуха для токсической пыли составляет 15 мин, для веществ преимущественно фиброгенного действия - 30 мин. За это время отбирают одну или несколько проб через равные промежутки времени, вычисляют среднее значение. Продолжительность отбора пыли можно определить и расчетным путем по формуле:
Влажность" href="/text/category/vlazhnostmz/" rel="bookmark">влажности от 30 до 80% составляет 1 мг.
После окончания взятия пробы патрон с фильтром отключают зажимом от аспирационного прибора и вынимают из патрона фильтр с отобранной пробой. Фильтр складывают пополам пылью внутрь, помещают в среду, в котором он находился до взятия пробы.
При отборе проб на каждый фильтр ведется протокол, записывается дата, место и условия взятия проб воздуха, номер фильтра, скорость и продолжительность взятия пробы.
Расчет концентрации пыли
Фактическую концентрацию пыли рассчитывают по формуле:
https://pandia.ru/text/80/369/images/image006_49.gif" width="147" height="47 src=">
где V - скорость просасывания воздуха по ротаметру, л/мин;
Р - атмосферное давление воздуха в момент отбора пробы, кПа;
t - температура воздуха в момент отбора, оС.
Полученные результаты и значение ПДК Сдоп занести в протокол отчета и сделать выводы о запыленности воздушной среды в месте отбора пробы.
Протокол отчета
Таблица 1
Условия отбора пыли
Таблица 2
Результаты измерения
Вопросы для самоконтроля:
1. Классификация пыли
2. В чем заключается действие пыли на различные организмы человека?
3. Методы определения запыленности воздуха
4. В чем заключается принцип работы аспиратора?
5. В чем заключается методика определения запыленности воздуха массовым методом?
6. Как подготовить аспиратор к работе?
7. Как подготовить фильтры к отбору проб?
8. Виды применения фильтров и их отличие?
10. Требования к условиям отбора пробы
11. Как определить время взятия пробы?
12. Какова цель оценки запыленности воздуха рабочей зоны?
ЛИТЕРАТУРА К РАБОТЕ
1. Каспаров труда и промышленная санитария. - М.; «Медицина». 1977.-С-106-128.
2. ГОСТ 12.1.016-79 Воздух рабочей зоны. Требования к методикам измерения концентраций вредных веществ.
3. ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
4. Р 21.2.755-99 2.2 Гигиена труда. Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса. Руководство. Минздрав России. Москва 1999 г.
Цель работы
Определить запыленность воздуха производственных предприятий в условиях лаборатории.
Задачи работы
Определить условия, при которых происходит запыленность воздуха производственных помещений. Определить наиболее подходящий для данных условий метод исследований. Определить фактическое значение концентрации вредных веществ в воздухе производственных помещений (в условиях лаборатории). Определить соответствие фактической концентрации пыли, определенной экспериментальным путем нормативной, в соответствии с утвержденными государственными стандартами.
Обеспечивающие средства
Приборы и материалы для исследования - электрические аспира-
торы, воздуходувки, пылемеры, различные пробоотборники, кониметры,
фильтры марки АФА различной модификации. Весовое определение количества пыли, находящейся в воздухе, осуществляют с помощью установки, состоящей из шести основных частей:
1. Аспиратора (модель 822) - побудителя движения воздуха.
2. Пылевой камеры для создания искусственных условий запыленности воздуха.
3. Приспособлений для распыления навески пыли в пылевой камере.
4. Аллонжа (фильтродержатель) и соединительного шланга.
5. Фильтров.
6. Аналитических весов.
Примечание: На кафедре имеется стационарная установка, в которой совмещены все эти агрегаты.
Задание
1. Структура исследований: подразделяют исследования в промышленности и для научных целей. В промышленности исследуют запыленность воздуха в зоне дыхания работников на рабочих местах для специальной оценки условий труда или при составлении карты условий труда, а также при выбросах запыленного воздуха в атмосферу, по единой методике. В научных целях исследования запылённости воздуха осуществляют в зависимости от поставленной цели по соответствующим методикам, разрабатываемым отдельно к каждому виду исследования. Методы исследований: весовой, счётный, косвенный.
2. Методы исследования запыленности воздуха
При оценке условий труда, качества воздуха, степени его запыленности в зоне дыхания на рабочих местах используют три метода: весовой, счетный и косвенный.
Весовой метод. Он позволяет определить количество миллиграммов пыли в одном кубическом метре воздуха, для чего необходимо осадить пыль из определенного объема воздуха на фильтре и определять ее вес. В России и ряде других государств весовой метод является стандартным. При использовании весового метода требуется, по меньшей мере, одни сутки.
Расчет весовой концентрации пыли в мг/м 3 ведут по формуле
где т 1 и т 2 - вес фильтра до отбора и после отбора пробы, мг;
v - скорость отбора пробы по прибору, л/мин;
t - продолжительность отбора пробы, мин;
1000 - коэффициент пересчета объема воздуха, с л. на м 3 .
Весовой метод имеет несколько разновидностей в зависимости от материала поглотителя. Наиболее простой, удобный и более совершенный из них - метод с применением аналитических аэрозольных фильтров (АФА), в которых в качестве фильтрующего элемента использует фильтр Петрянова - ФП. Он состоит из равномерного слоя ультратонких волокон полимеров на марлевой подложке или без нее. Для исследования запыленности воздуха обычно применяет фильтры АФА-ВП-18 (иногда букву П опускают, например, АФА-В-18. «В» обозначает «весовой», цифры «18» или «ГО» указывают фильтрующую поверхность фильтров, см 2). В практике используют и другие марки фильтров АФА, например, АФА-БА-20, АФА-ХМ-20 и т.п., которые применяет для бактериальных, дисперсионных и химических анализов воздушной среды.
Кониметрия запыленного воздуха.
Во время отбора проб воздуха на фильтр иногда попадают крупные
частицы, не опасные для организма. Они при взвешивании искажают истинный результат. В то же время более мелкие частицы, представляющие
большую опасность для организма, часто не улавливаются фильтром. По
этому, наряду с применением весового метода, используют счетный (кониметрический) метод, который дает данные о величине и количестве
пылинок, содержащихся в воздухе. Известно, что через дыхательные пути
в организм человека заносятся пылинки размером до 10 мкм. В основе
метода лежит подсчет числа пылинок, содержащихся в 1 см 3 исследуемого воздуха. Метод служит дополнительной характеристикой к стандартному весовому методу.
Косвенные методы. Кроме весового и счётного методов, существуют косвенные, когда о запыленности судят по ряду показателей физических свойств запыленного воздуха или пыли (оптические свойства, электрозаряженность, отражение света, радиоактивность и т.п.). Контроль осуществляют такими приборами, как, например, фотопылемер Ф-1, радиометрический прибор ИЗВ-1, пылемер ДПВ-1 и др. Достоинство метода - быстрота анализа, т.е. немедленная оценка запыленности воздуха в мг/м 3 , простота обслуживания, доступность замера в любых точках помещения. Недостаток - довольно значительная погрешность (у некоторых приборов до 30%), зависящая от свойства пыли или газа, и узкая сфера применения на определенный вид или род пыля.
3. Методика проведения исследований
1. Изучить методику и приборы для определения запыленности воздуха.
2. Экспериментально определить количества пыли, находящейся в
одном кубическом метре воздуха; данные записать в протокол, таблица 1.1.
3. Сопоставить полученные результаты с требованиями ГН 2.2.5.1313-03 и дать гигиеническую оценку состояния воздушной среды в
зоне дыхания.
4. Используя полученные данные, определись область их применения.
