Iii. основные операции и вычисления по анализу запыленности рабочего помещения. Пыль в воздухе. Измерение запыленности Нормативные показатели при определении запыленности воздуха
Исходными данными для расчета являются:
Минералогический состав пыли;
Основные свойства пыли - плотность (насыпная и истинная), коагуляция, смачиваемость, слипаемость, абразивность, удельное электрическое сопротивление;
Свойства газового потока - температура, плотность, кинематическая или динамическая вязкость;
Начальная концентрация пыли в месте ее образования;
Дисперсный состав пыли, т. е. содержание фракций по "частным остаткам" или по "полным проходам".
Последовательность расчета:
1. По ГОСТ 12.2.043-80 выделяется пять основных классификационных групп аэрозолей:
I - очень крупнодисперсная пыль;
II - крупнодисперсная пыль (например, песок для строительных растворов по ГОСТ 8736-77); ,
III - среднедисперсная пыль (например, цемент);
IV - мелкодисперсная пыль (например, кварц молотый по ГОСТ 9077-82);
V - очень мелкодисперсная пыль.
Классификационная группа пыли определяется по номограмме (рис. 4.1). Для пользования номограммой следует иметь результаты ситового анализа пыли. Определяется дисперсный состав по "полным проходам". На номограмму наносятся точки, соответствующие содержанию первых пяти фракций, и, соединяя их, получим линию, указывающую на классификационную группу.
Таблица 4.1
| Классификационная группа пыли по слипаемости | Характеристика классификационной группы | Характерные пыли |
| I | Не слипающаяся ≤ 60 Па | Шлаковая пыль; песок кварцевый |
| II | Слабослипающаяся 60-300 Па | Коксовая пыль; апатитовая сухая пыль; летучая зола при слоевом сжигании углей всех видов и при сжигании сланцев; магнезитовая пыль; доменная пыль (после первичных осадителей); шлаковая пыль |
| III | Среднеслипающаяся 300-600 Па | Летучая зола при пылевидном сжигании каменных углей без недожога; торфяная зола; влажная магнезитовая пыль; металлическая пыль; колчеданы; оксиды свинца, цинка и олова; сухой цемент; сажа; сухое молоко; мучная пыль; опилки |
| IV | Сильнослипающаяся > 600 Па | Гипсовая и алебастровая пыль; нитрофоска; двойной суперфосфат; цементная пыль, выделенная из влажного воздуха; волокнистая пыль (асбест, хлопок, шерсть и др.); все пыли с размером частиц < 10 мкм |
Таблица 4.2
Пример. Определить классификационную группу пыли, если по опытным данным она имеет следующий дисперсный состав:
Размер частиц, мкм..... < 5 5-10 10-20 20-40 40-60 60
Решение: Рассчитываем дисперсный состав пыли по "полным проходам":
Размер частиц, мкм............. <5 <10 <20 <40 <60
Наносим точки, соответствующие содержанию первых пяти фракций по "полным проходам" на номограмму (рис. 4.1) и, соединив их, получим линию, расположенную в зоне III. Следовательно, данная пыль относится к III классификационной группе. Распределение дисперсности частиц за пределом интервала 5
В тех случаях, когда график фракционного состава аэрозоля, нанесенный на классификационную номограмму, пересекает границы зон, пыль относят к классификационной группе высшей из зон.
2. Все пыли IV и V групп дисперсности практически относятся к сильнослипающимся пылям, а пыли III группы - к среднеслипающимся. В табл. 4.1 дана характеристика пыли по слипаемости.
3. Частицы мельче 10 мкм, в особенности мельче 5 мкм, как правило становятся несмачиваемыми (гидрофобными) независимо от их состава.
4. В вентиляционной практике взрывоопасной пылью считаются аэрозоли, нижний концентрационный предел распространения пламени которых менее 65 г/м 3 . Пыли, у которых нижний предел более 65 г/м 3 , считаются горючими.
5. Используя технологическую карту производства, цеха, участка, составляется схема системы аспирации (рис. 4.2), стр. 243 . Порядок расчета воздуховодов систем аспирации приведен в работе .
6. Подбирается тип пылевого вентилятора. Характеристики вентиляторов приведены на рис. 4.3 и в Справочнике и . Для этого определяется требуемый расход воздуха Q и потери давления в сети Р.
6.1. Объем воздуха следует определять по формулам в табл. 11, 10 и таблицам, приведенным в работе , как сумму, которая складывается из объема воздуха, вносимого в укрытие поступающим материалом (Q э), и объема (Q н), просасываемого через неплотности укрытия для предотвращения поступления пыли в помещение:
Q = Q э + Q н, м 3 /ч
Концентрация аэрозолей в выбросах уходящего воздуха при расходе воздуха более 15000 м 3 /ч:
С ух = 100·R,мг/м 3 , (4.1)
R - коэффициент, принимаемый в зависимости от предельно допустимой концентрации (ПДК) аэрозолей в воздухе рабочей зоны производственных помещений, согласно ГОСТ 12.1.005 - 88, мг/м 3:
ПДК........................ До 2 2-4 4-6 6-10
R ............................. 0,3 0,6 0,8 1,0
Концентрацию аэрозолей в выбросах объемом менее 15 тыс. м 3 с учетом меньшего влияния на загрязнение атмосферы допускается принимать несколько большей по формуле
С ух =(160 - 4·Q)·R, мг/м 3 , (4.2)
Q - объем выброса, тыс. м 3 .
Концентрация, рассчитанная по данным формулам, проверяется на условие, что в результате рассеивания выброса в атмосфере концентрация аэрозолей с учетом фоновой загрязненности атмосферы не превышает:
а) в приземном слое атмосферы населенных пунктов - концентраций, указанных в СН 245-71 , но не более ПДК для населенных мест ;
б) в воздухе, поступающем в производственные и вспомогательные здания и сооружения через приемные отверстия систем приточной вентиляции и через открывающиеся проемы - 30 % ПДК тех же аэрозолей, в рабочей зоне помещений - по ГОСТ 12.1.005-88. Валовой выброс каждого источника не должен превышать установленного для него ПДВ.
Если известно количество образующей пыли (М, мг/ч), то требуемую производительность вентилятора можно определить, как:
Q = М /(С пр - С ух) ,
С пр - концентрация пыли в приточном воздухе, мг/м 3 ;
С ух - концентрация пыли в уходящем воздухе.
6.2. Потери давления в сети определяются по формуле:
Р = Р тр ·L + Р м, Па,
Р тр - удельная потеря давления на трение на 1 п. м. воздуховода, Па;
L - длина участка воздуховода, м;
Р м - потеря давления на местные сопротивления, Па.
Расчетная таблица сети воздуховодов систем аспирации приведена в работе .
Удельную потерю давления на трение для круглых воздуховодов определяют по формуле:
Р тр = (λ/d)·(V 2 ·ρ/2)
λ - коэффициент сопротивления трения;
d - диаметр воздуховода, м;
V - скорость воздуха в воздуховоде, м/сек;
ρ - плотность воздуха, кг/м 3 ;
V 2 ·ρ/2 - скоростное (динамическое) давление воздуха, Па.
Значения λ/d следует принимать по табл. 22.56 .
Для воздуховодов прямоугольного сечения за величину d принимают эквивалентный диаметр d., таких круглых воздуховодов, которые при одинаковой скорости имеют те же потери давления на трение, что и прямоугольные воздуховоды:
d э = 2ab/(a + b), м,
а и b - размеры стенок прямоугольного воздуховода, м.
Потери давления на местные сопротивления определяются по формуле:
P м = eζ·(V 2 ·ρ/2), Па,
ζ - сумма коэффициентов местного сопротивления.
Коэффициенты местных сопротивлений приведены в таблицах гл. 22 .
Пример расчета потерь давления в сети воздуховодов приведен в табл. 22.58 .
6.3.Для определения площади сечения воздуховодов следует воспользоваться рекомендуемыми скоростями движения воздуха, которые приведены в табл. 22.57 .
Сечение воздуховодов должно обеспечивать скорость движения воздуха не ниже допустимой для пыли данного вида:
V = 1,3·(ρ м) 1/3 ,
ρ м - объемная масса материала, кг/м 3
При подъеме механических примесей на высоту следует учитывать формулы (22.16), (22.17) .
7. По расходу воздуха и величине потерь давления подбираем тип и номер требуемого вентилятора (рис. 4.3), пользуясь характеристикой пылевых вентиляторов, которые также приведены в приложениях Справочника .
8. Выбор и расчет пылеуловителей.
Пылеуловители, применяемые для очистки воздуха от аэрозольных частиц, делятся на 5 классов (табл. 4.2).
Пылеуловители 1 класса отличаются большим расходом энергии (высоконапорные пылеуловители Вентури), сложностью и дороговизной эксплуатации (многопольные электрофильтры, рукавные фильтры и пр.)
В табл. 4.2 указаны границы эффективности пылеуловителей каждого из классов на основе классификации аэрозолей по рис. 4.1. Первое из значений эффективности относится к нижней границе соответствующей зоны, вторые - к верхней. Эффективность рассчитана из условий отделения от воздуха только практически полностью (эффективно) улавливаемых частиц, размер которых указан в табл. 4.2. Действительная эффективность пылеуловителей больше за счет частичного улавливания частиц по размеру меньших, чем указано в табл. 4.2.
9. Рассчитываются потери давления в пылеуловителе. Они находятся, как составная часть скоростного давления, т. е.:
Р н = ζ н ·(ρ г ·V 2 /2),
ζ н - коэффициент местного сопротивления пылеуловителя;
Для грубой оценки величины сопротивления (потерь давления) различных пылеуловителей можно воспользоваться данными, приведенными в табл. 4.3.
Детальный выбор типа пылеуловителя приводится в гл. 4 .
При определении потерь давления в циклоне ζ н = ζ ц, величина ζ ц определяется по формуле:
ζ ц = k 1 k 2 ζ o + Δζ o
k 1 - коэффициент, зависящий от диаметра циклона (табл. 4.4);
k 2 - коэффициент на запыленность воздуха (табл. 4.5);
ζ o - коэффициент местного сопротивления циклона D=500 мм (табл. 4.6);
Δζ o - коэффициент, зависящий от принятой компоновки группы циклонов (табл. 4.7); для одиночных циклонов Δζ o = 0.
10. Рассчитываются основные размеры выбранного пылеуловителя. Они определяются в зависимости от производительности выбранного вентилятора - (Q, м 3 /ч) и оптимальных скоростей для данного вида пылеуловителя:
Так, для циклонов оптимальный диаметр определяется по формуле:
D = 0,94·(Q 2 - ρ г ·ζ ц /P ц) 1/2 ,
ζ - коэффициент местного сопротивления циклона;
Р ц - потери давления в циклоне;
ρ г - плотность газового потока.
Можно диаметр циклона также найти из площади сечения циклона (F), которая определяется как:
F = Q/V o , м 3
V o - скорость движения воздуха (табл. 4.6), м/с.
Зная диаметр циклона D, определяются основные размеры пылеуловителя:
D вых = D·0,59,
D вых - диаметр выхлопной трубы.
Размеры входного патрубка:
а х в = D·0,26 x D·1,11
Общая высота Н = D·4,26
11. Определяется коэффициент очистки воздуха от пыли:
h = ΔМ/М 1 = М 1 - М 2 /М 1 = 1 - М 2 /М 1 ,
М 1 и М 2 - соответственно, количество пыли, поступающей и выходящей из пылеотделителя;
ΔМ - количество улавливаемой пыли.
Таблица 4.3
| Тип | Вид | Класс пылеуловителя | Область целесообразного применения | ||||||||
| Классификационная группа аэрозолей по дисперсности | Сопротивление, Па | ||||||||||
| I | II | III | IV | V | |||||||
| Гравитационные | Пылеосадочные камеры (произвольной конструкции) | + | + | - | - | - | 100-200 | ||||
| Инерционные, циклоны | Циклоны большой пропускной способности: | ||||||||||
| одиночные циклоны ЦН-15, ЦН-24 | + | + | - | - | - | 600-750 | |||||
| групповые -циклоны ЦН-15 | + | + | - | - | - | 600-750 | |||||
| Циклоны высокой эффективности: | |||||||||||
| одиночные циклоны СКЦН-34 | - | + | + | - | - | 1000-1200 | |||||
| мокропленочные циклоны ЦВП | - | + | + | - | - | 600-800 | |||||
| Скрубберы | ВТИ-ПСП скоростные промыватели СИОТ | - | + | + | - | - | 900-1100 | ||||
| Струйные, мокрые: ПВМ | - | - | + | + | - | 1200-1950 | |||||
| ПВМК, ПВМС, ПВМБ | - | - | + | + | - | 2000-3000 | |||||
| капельные, типа Вентури КМП | - | - | + | + | - | 3000-4000 | |||||
| Тканевые | Рукавные пылеуловители СМЦ-101, СМЦ-166Б, ФВК (ГЧ-1БФМ), ФРКИ | - | - | + | + | - | 1200-1250 | ||||
| Сетчатые капроновые, металлические сетки для улавливания волокнистой пыли, Вентури, электрофильтры | + | - | - | - | - | 150-300 | |||||
| Волокнистые | Уловители туманов кислот и щелочей ФВГ-Т | - | - | - | + | - | 800-1000 | ||||
| Уловители аэрозолей масел (ротационные) | - | - | - | + | - | 800-1000 | |||||
| Электрические | Уловители туманов масел и маслянистых жидкостей УУП | - | - | - | + | + | 50-100 | ||||
Таблица 4.4
Поправочный коэффициент k 1
Таблица 4.5
Поправочный коэффициент k 2
Таблица 4.6
Коэффициенты местных сопротивлений ζциклонов диаметром 500 мм и оптимальные скорости движения воздуха
| Марка циклона | воздуха, м/сек | Значения t, циклонов | |||||
| с выбросом в атмосферу | с улиткой на выхлопной трубе | при групповой установке ζ o | |||||
| v o | v вх | ζ o | ζ вх | ζ o | ζ вх | ||
| ЦН-11 | 3,5 | - | 6,1 | 5,2 | |||
| ЦН-15 | 3,5 | - | 7,8 | 6,7 | |||
| ЦН-Г5у | 3,5 | - | 8,2 | 7,5 | |||
| ЦН-24 | 4,5 | - | 10,9 | 12,5 | - | ||
| СДК-ЦН-33 | - | 20,3 | 31,3 | - | |||
| СК-ЦН-34м | - | - | - | 30,3 | - | ||
| СК-ЦН-34 | 1,7 | - | 24,9 | - | 30,3 | - | |
| СИОТ | - | 12-15 | - | - | 4,2 | - | |
| ЛИОТ | - | 12-15 | - | 4,2 | - | 3,7 | - |
| ВЦНИИОТ | - | 12-15 | - | 10,5 | 10,4 | - |
Таблица 4.7
Коэффициент Δζ o
ЛИТЕРАТУРА
1. Справочник проектировщика. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 1. М.: Стройиздат, 1992.
2. Справочник проектировщика. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 2. М.: Стройиздат, 1992.
3. Справочник проектировщика. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Под общей редакцией И. Г. Староверова. М.: Стройиздат, 1969.
4. ГОСТ 12.2.43-80.
5. ГОСТ 12.01.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
6. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий. (СН 245-71), М.: Стройиздат, 1971.
7. Титов В.П. и др. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и промышленных зданий. М.: Стройиздат, 1985.
Исследование запыленности воздуха
Производственных помещений
Методические указания к выполнению лабораторной работы
по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
для студентов всех специальностей
Новокузнецк
УДК 658.382.3(07)
Рецензент:
Доктор технических наук, профессор
кафедры технологии и автоматизации кузнечно-штамповочного производства СибГИУ
Перетятько В.Н.
Р24 Исследование запыленности воздуха производственных помещений: Метод. указ./Сост.: И.Г. Шилинговский: СибГИУ, Новокузнецк 2007. – 19 с.
Рассматриваются методы определения запыленности воздуха, приведены схемы устройства аспираторов, пробоотборника, радиационных приборов и правила пользования ими.
Предназначены для студентов всех специальностей.
Лабораторная работа
Исследование запыленности воздуха производственных помещений
Цель работы: ознакомить студентов с основными методами и приборами для измерения концентрации пыли в производственном помещении, а также научить их измерять и оценивать величину концентрации пыли.
Впроцессе выполнения лабораторной работы студенты должны:
– ознакомиться с основными сведениями о производственной пыли, ее источниках иметодах измерения концентрации;
– изучить прибор измерения концентрации пыли;
– провести эксперимент.
Основные сведения о производственной пыли
Производственной пылью называются находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе рабочей зоны твердые частицы размером от нескольких десятков до долей микрона. Пыль принято также называть аэрозолем, имея в виду, что воздух является дисперсной средой, а твердые частицы – дисперсной фазой. Производственную пыль классифицируют по способу образования, происхождения и размерам частиц.
В соответствии со способом образования различают пыли (аэрозоли) дезинтеграции и конденсации. Первые являются следствием производственных операций, связанных с разрушением или измельчением твердых материалов и транспортировкой сыпучих веществ. Второй путь образования пыли – возникновение твердых частиц в воздухе вследствие охлаждения или конденсации паров металлов или неметаллов, выделяющихся при высокотемпературных процессах.
По происхождению различают пыль органическую, неорганическую и смешанную. Характер и выраженность вредного действия зависят, прежде всего, от химического состава пыли, который главным образом определяется ее происхождением. Вдыхание пыли может вызвать поражение органов дыхания – бронхит, пневмокониоз или развитие общих реакций (интоксикация, аллергия). Некоторые пыли обладают канцерогенными свойствами. Действие пыли проявляется в заболеваниях верхних дыхательных путей, слизистой оболочки глаз, кожных покровов. Вдыхание пыли может способствовать возникновению пневмоний, туберкулеза, рака легких. Пневмокониозы относятся к числу наиболее распространенных профессиональных заболеваний. Исключительно высокое значение имеет классификация пыли по размеру пылевых частиц (дисперсности): видимая пыль (размер свыше 10 мкм) быстро оседает из воздуха, при вдыхании она задерживается в верхних дыхательных путях и удаляется при кашле, чихании, с мокротой; микроскопическая пыль (0,25 – 10 мкм) более устойчива в воздухе, при вдыхании попадает в альвеолы легких и действует на легочную ткань; ультрамикроскопическая пыль (менее 0,25 мкм), в легких ее задерживается до 60 – 70 %, но роль ее в развитии пылевых поражений не является решающей, так как невелика ее общая масса.
Вредное действие пыли определяется также и другими ее свойствами: растворимостью, формой частиц, их твердостью, структурой, адсорбционными свойствами, электрозаряженнстыо. Например, электрозаряженность пыли влияет на устойчивость аэрозоля; частицы, несущие электрический заряд, в 2 – 3 раза больше задерживаются в дыхательном тракте.
Основным способом борьбы с пылью является предупреждение ее образования и выделения в воздух, где наиболее эффективными являются мероприятия технологического и организационного характера: внедрение непрерывной технологии, механизации работ; герметизация оборудования, пневнотранспортирование, дистанционное управление; замена пылящих материалов влажными, пастообразными, гранулирование; аспирация и др.
Большое значение имеет применение систем искусственной вентиляции, дополняющее основные технологические мероприятия по борьбе с пылью. Для борьбы с вторичным пылеобразованием, т.е. поступлением в воздух уже осевшей пыли, используют влажные методы уборки, ионизации воздуха и др.
В случаях, когда не удается снизить запыленность воздуха в рабочей зоне более радикальными мероприятиями технологического и другого характера, применяются индивидуальные защитные средства различного типа: респираторы, специальные шлемы и скафандры с подачей в них чистого воздуха.
К автоматическим приборам определения концентрации пыли относятся серийно выпускаемые промышленностью ИЗВ-1, ИЗВ-3 (измеритель запыленности воздуха), ПРИЗ-1 (переносной радио-изотопный измеритель запыленности), ИКП-1 (измеритель концентрации пыли) и др.
Необходимость строгого соблюдения ПДК требует систематического контроля за фактическим содержанием пыли в воздухе рабочей зоны производственного помещения.
Предельно-допустимые концентрации пыли
Таблица 1 – Предельно допустимые концентрации пыли
Предельно - допустимая концентрация (ПДК) вредного вещества – концентрация, которая при ежедневной работе в течение 8 ч или другой продолжительности, но не более 40 ч в неделю, за время всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья. Определить запылённость воздуха – это значит измерить содержание пыли в единице объема воздуха, то есть измерить концентрацию пыли. Для определения содержания пыли в воздухе отбор проб должен производиться в зоне дыхания и рабочей зоне при характерных производственных условиях с учётом всех влияющих факторов.
Прибор для измерения концентрации пыли
Используемый прибор – радиоизотопный переносной концен-тратомер пыли «Приз-01», предназначенный для экспресс-анализа концентрации пыли непосредственно на рабочих местах и промышленных площадках.
Концентратомер работает в полуавтоматическом режиме: после взвода механизма датчика операции отбора пробы пыли и замера навески, возврат в первоначальное положение производится автоматически.
Измеренное значение концентрации пыли выводится в цифровом поле на табло прибора.
Методика измерения концентрации пыли
Методы измерения концентрации пыли делятся на две группы: методы, основанные на предварительном осаждении (весовой, радиоизотопный, оптический, пьезоэлектрический и др.) и методы без предварительного осаждения пыли (оптический, электрический, акустический).
Основным преимуществом методов первой группы является возможность измерения массовой концентрации ныли.
В лабораторной работе применяются весовой и радиоизотопный методы измерения концентрации пыли.
Весовой метод основан на протягивании запыленного воздуха через фильтр, задерживающий пылевые частицы. Зная массу фильтра до и после отбора пробы, а также количество протянутого воздуха, можно определить содержание пыли в единице объема воздуха. Концентрацию пыли рассчитывают по формуле:
где Δm –масса пыли на фильтре, мг;
V – объемная скорость просасывания воздуха через фильтр, л/мин.;
t – время отбора пробы, мин.
Место отбора проб запыленного воздуха – макет производственного помещения с размещенными в нем источниками пыли (аэрозоля) различного состава.
Используемые фильтры – фильтры АФА из ткани ФПП (на основе перхлорвиниловой ткани). Они стойки к химически агрессивным средам, обладают высоким процентом задерживания частиц.
Побудитель движения воздуха – электрический аспиратор модели 882, имеющий устройство для измерения объемной скорости движения воздуха (реометры). Оптимальной является скорость отбора пробы, равная скорости человеческого дыхания (легочная вентиляция) – 10 – 15 л/мин.
Радиоизотопный метод основан на использовании свойства радиоактивного излучения поглощаться частицами пыли. Запыленный воздух предварительно фильтруют, затем определяют массу осевшей пыли по ослаблению радиоактивного излучения при прохождении его через пылевой осадок.
Экспериментальная часть
Задание . Измерить концентрацию пыли в макете производственного помещения и подобрать средства защиты органов дыхания.
1. Ознакомиться с устройством установки.
2. Включить установку и необходимые приборы.
3. Произвести три отбора пробы пыли (состав задается преподавателем).
4. Выключить установку и приборы.
Исследование производственной пыли имеет важное гигиеническое значение. Оно позволяет определить источники и причины, постоянство или периодичность образования пыли, ее количественную и качественную характеристику, выявить значение пыли в развитии профессиональных заболеваний и обосновать профилактические мероприятия.
При санитарном исследовании пробы воздуха берут на рабочем месте в зоне дыхания рабочего, а также на расстоянии не более 1-1,5 м, на высоте 1,5 м от пола (почвы) с учетом моментов наибольшего пылеобразования. При оценке эффективности обеспыливающих устройств пробы воздуха отбирают в момент работы или выключения вентиляции или в воздуховоде перед фильтром и после него.
Периодический гигиенический контроль предполагает кратковременное разовое измерение концентрации пыли. Постоянный контроль осуществляется с помощью автоматических приборов и систем или индивидуальными пылеотборниками. Разрабатываются автоматические системы с дистанционной передачей информации и автоматическим управлением средствами борьбы с пылью. Экспресс-пылемеры - портативные приборы, измеряющие концентрацию пыли за период до 5 минут.
Приборы, аппаратура и устройства, используемые при проведении пылевого контроля на производстве: аспиратор, автоматический пробоотборник, концентратомер радиоизотопный, дозиметр пыли индивидуальный, пробоотборник индивидуальный, пробоотборные устройства.
Среднесменные концентрации - это концентрации аэрозоля, определяемого по результатам отбора проб в зоне дыхания рабочих или в рабочей зоне за период не < 75% продолжительности смены (при основных и вспомогательных технологических операциях, перерывах в работе). Эти концентрации определяются в соответствии с периодичностью медицинских осмотров, а также при изменении технологического процесса, санитарно-технических устройств. Полученные данные обрабатываются графоаналитическим и расчетным методами.
Определение содержания пыли в воздухе весовым методом (гравиметрия).
Метод является точным и объективным. Через аналитический фильтр просасывается определенный объем воздуха, массу всей пыли рассчитывают по привесу фильтра. Для поглощения аэрозолей из воздуха используют фильтры из тонких волокон - аналитические фильтры аэрозольные (АФА) из ткани. Фильтры АФА обладают высокой задерживающей способностью, практически полностью задерживают аэрозоли. Изготавливают круглые аналитические фильтры АФА различных марок и специальные стандартные патроны (аллонжи), куда вставляются фильтры. Для отбора проб воздуха применяют аспираторы. Электрический аспиратор состоит из воздуходувки, электромотора и реометров для определения скорости просасывания воздуха. С помощью электроаспираторов можно отобрать одновременно несколько проб со скоростью до 20 л/мин, но несколько проб со скоростью до 20 л/мин. При отсутствии источника электричества или во взрывоопасных условиях (шахтах), ряде химических предприятий используют эжекторный аспиратор. Исходя из целей, которые стоят во время исследования, устанавливается длительность отбора проб воздуха. Привес фильтра должен составлять не менее 1-5 мг и не более 25-50 мг.
Счетный метод (кониометрический) используется реже, чем весовой. Счетные показатели при оценке запыленности выражаются числом пылевых частиц в 1 см 3 воздуха. При этом проводится определение степени дисперсности пыли с использованием микроскопа. Для характеристики дисперсности пыли определяют процентное содержание частиц, имеющих размеры до 2 мкм, 2-5 мкм, 6-10 мкм и больше 10 мкм. Чаще используют метод микроскопии просветленных фильтров АФА или препаратов, приготовленных по методу экранирования или осаждения. При экранировании предметное стекло помещают в вертикальной плоскости, при осаждении - в горизонтальной плоскости. Через определенный промежуток времени на него накладывают покровное стекло и производят исследование под микроскопом. Метод просветления проводится следующим образом: фильтр укладывают фильтрующей поверхностью на предметное стекло и держат в течение нескольких минут над парами ацетона, подогреваемого на водяной бане. Ткань фильтра расплавляется, на стекле фиксируются пылевые частицы. Затем производят микроскопирование пыли, при этом используют объектив - микрометр и окулярный микрометр. Подсчитывают не менее 100 пылевых частиц, определяют их размеры. Одновременно описывают морфологию пылевых частиц, их конфигурацию, характер краев.
Самостоятельная работа студентов
Определение запыленности учебной аудитории весовым способом.
- Подготовить электроаспиратор для отбора проб пыли.
- Подготовить фильтры к работе. Взвесить фильтр на торсионных весах, вложить его в бумажную обойму, на которой записать вес фильтра.
- Вставить фильтры в аллонжи и при помощи резиновой трубки соединить их с аспиратором (две параллельные пробы).
- Наметить точки отбора проб воздуха с учетом определения запыленности воздуха.
- Измерить и записать температуру воздуха в помещении и атмосферное давление.
- Подключить электроаспиратор к электросети.
- Установить штатив с фильтрами в горизонтальной
плоскости в месте забора пробы пыли. - Включить электроаспиратор, отрегулировать скорость протягивания воздуха (по верхнему краю поплавка реометра), установить ее на уровне 15 л/мин.
- Длительность отбора проб воздуха - не менее 30 минут.
10. После забора проб воздуха отключить электроаспиратор, взвесить фильтры, записать время отбора проб пыли.
11. Определить привес фильтра (ДQ). Из массы фильтра после взятия пробы (Q) вычитают первоначальную массу (Q 0): ДQ=Q –Q 0 .
12. Определить объем протянутого при отборе пробы воздуха (при данной температуре): V t = vt,
где v - скорость протягивания воздуха, л/мин; t - время протягивания воздуха,
13. Объем протянутого при отборе пробы воздуха приводится к нормальным условиям:
V 0 = Vt · 273 · B
(273 + t) · 760
где t - температура воздуха в помещении, °С;
В - барометрическое давление в момент отбора, мм. рт. ст.
14. Определить весовую концентрацию пыли:
X = ∆Q · 1000 мг/м 3 .
v Составить заключение о соответствии запыленности санитарным требованиям.
Ситуационная задача
В литейном цехе на рабочем месте обрубщика запыленность воздуха составляет 30 мг/м 3 , при содержании свободной двуокиси кремния 70%. Местная вытяжная вентиляция представлена в виде решетки от стола.
Проведен медосмотр рабочего С, по профессии - обрубщик, возраст 45 лет, стаж работы в цехе 10 лет. Предъявлял жалобы на кашель без мокроты, одышку при физическом напряжении. Перкуторно обнаружен легочный звук с коробочным оттенком, преимущественно в нижних отделах легких. Дыхание жесткое с наличием сухих хрипов. Рентгенологически обнаружено: легочные поля умеренно эмфизематозны, легочный рисунок деформирован преимущественно в нижних отделах легких, на фоне которого определяются единичные узелковые образования.
Вопросы:
Укажите оздоровительные мероприятия.
Эталон ответа:
Условия труда - неблагоприятные. На это указывают: превышение ПДК свободной двуокиси кремния в 15 раз, неэффективная вентиляция.
У рабочего - силикоз I стадии.
Необходимо проведение технологических санитарно-технических, медико-профилактических мероприятий, направленных на снижение уровней запыленности в данном производстве.
ПРОТОКОЛ исследования и оценки запыленности воздуха
В __
наименование помещения, участка
Дата и время исследований _______________________________________
Исходный вес фильтра _____________________________________________
3. Вес фильтра после аспирации ______________________________________
4. Объем аспирированного воздуха ___________________________________
Объем воздуха, приведенный к нормальным условиям
__________________________________________________________________
Концентрация пыли в воздухе ___________________________________ мг/м 3
ЗАКЛЮЧЕНИЕ: указать - превышает ли обнаруженное содержание пыли ее ПДК для воздуха рабочей зоны (применительно для нетоксической пыли или с учетом химического состава) ____________________________________
Определить дисперсность пыли путем отсчета размеров пылинок
_____________________________________________________________
10. Заключение по дисперсности пыли _______________________________
_____________________________________________________________
Контрольные вопросы:
Классификация производственной пыли.
Физико-химические свойства производственных аэрозолей.
Этиологическое значение пыли в развитии различных заболеваний.
Как классифицируются пневмокониозы?
Какие проводятся оздоровительные мероприятия для профилактики пылевых заболеваний?
Охарактеризовать весовой метод оценки промышленной пыли.
Охарактеризовать счетный метод оценки промышленной пыли.
Контрольно-обучающие тесты:
- Скорость оседания аэрозоля зависит от:
а) электрозаряженности;
б) консистенции;
г) удельного веса.
2. Аэрозоли дезинтеграции чаще имеют форму:
а) кристаллов;
б) шарообразную;
в) глыбок.
3. Наиболее патогенными для легочной ткани являются аэрозоли с размером частиц:
а) 0,3-0,4 мкм;
б) 1-2 до 5 мкм;
в) более 5 мкм.
4. Какой из названых пневмокониозов возникает при действии органической пыли?
а) сидероз;
б) биссиноз;
в) силикоз;
г) асбестоз.
5. Основные изменения рентгенологической картины при силикозе:
а) усиление и деформация легочного рисунка;
б) мелкоузловые образования;
в) уплотнение корней легких;
г) «обрубленность» корней легких;
д) фиброз.
6. Агрессивность пыли увеличивается от большого содержания:
а) асбеста;
б) угольной пыли;
в) талька;
г) свободной двуокиси кремния.
7. Больной предъявляет жалобы на кашель, одышку, боль в груди, слабость. В легких: эмфизема, бронхит, сухой плеврит. Рентгенологически – явления межуточного склероза. Какое профессиональное заболевание вызывает эти явления?
а) асбестоз;
б) антракоз;
в) силикоз.
8. При морфологической картине в легких узелковая форма пневмосклероза характерна при:
а) талькозе;
б) сидерозе;
в) силикозе;
г) асбестозе.
9. Какие мероприятия являются наиболее радикальными при борьбе с пылью?
а) технические;
б) санитарно-технические;
в) медико-профилактические.
10. Индивидуальные приспособления для защиты органов дыхания от пыли:
а) фильтрующие противогазы;
б) шланговые противогазы;
в) марлевые повязки;
г) респираторы.
Практическая работа
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.