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.
Методы определения запыленности воздуха разделяют на две группы:
С выделением дисперсной фазы из аэрозоля - весовой или массовый (гравиметрический), счетный (кониметрический), радиоизотопный, фотометрический;
Без выделения дисперсной фазы из аэрозоля - фотоэлектрические, оптические, акустические, электрические.
В основу гигиенического нормирования содержания пыли в воздухе рабочей зоны положен весовой метод. Метод основан на протягивании запыленного воздуха через специальный фильтр, задерживающий пылевые частицы. Зная массу фильтра до и после отбора пробы, а также количество отфильтрованного воздуха, рассчитывают содержание пыли в единице объема воздуха.
Суть счетного способа состоит в следующем: проводится отбор определенного объема запыленного воздуха, из которого частички пыли осаждаются на специальный мембранный фильтр. Послечего проводится подсчет числа пылинок, исследуется их форма и дисперсность под микроскопом. Концентрация пыли при счетном методе выражается числом пылинок в 1 см 3 воздуха.
Радиоизотопный метод измерения концентрации пыли основан на свойстве радиоактивного излучения (обычно α-излучения) поглощаться частицами пыли. Концентрацию пыли определяют по степени ослабления радиоактивного излучения при прохождении через слой накопленной пыли.
Министерством здравоохранения и социального развития утверждены нормативные документы по определению содержания пыли:
МУ № 4436-87 «Измерение концентраций аэрозолей преимущественно фиброгенного действия»;
МУ № 4945-88 «Методические указания по определению вредных веществ в сварочном аэрозоле (твердая фаза и газы)».
Измерение запыленности весовым (гравиметрическим) методом
При измерениях концентрации пыли предварительно взвешенный «чистый» фильтр АФА-ВП-20 (АФА-ВП-10) закрепляют в патроне (аллонже), который соединяют шлангом с аспиратором ПУ-3Э и протягивают через фильтр такое количество воздуха, чтобы навеска уловленной пыли составляла от 1,0 до 50,0 мг (для АФА-ВП-10 от 0,5 до 25,0 мг).
Аспирационный фильтр аналитический (АФА) изготавливают из фильтровальной ткани ФПП-15, имеющей заряд статического электричества. Применение аналитических фильтров типа АФА позволяет анализировать воздушную среду с высокой степенью точности. Они обладают высокой задерживающей способностью, малым аэродинамическим сопротивлением потоку воздуха, большой пропускной способностью (до 100 л/мин), небольшой массой, малой гигроскопичностью, возможностью определять концентрацию пыли независимо от ее физических и химических свойств. Для удобства обращения края фильтров опрессовывают и помещают в защитные обоймы (рис. 2).
Рис. 2. Фильтр типа АФА
1 – фильтрационный материал; 2 – защитная обойма
Для отбора проб используются аспираторы. Методы и аппаратура, используемые для определения концентрации пыли, должны обеспечивать определение величины концентрации пыли на уровне 0,3 ПДК с относительной стандартной погрешностью, не превышающей ±40% при 95% вероятности. При этом для всех видов пробоотборников относительная стандартная ошибка определения пыли науровне ПДК не должна превышать ±25%. Для отбора проб рекомендуется использовать фильтры АФА-ВП-10, 20, АФА-ДП-3.
После просасывания запыленного воздуха фильтр извлекают из аллонжа, повторно взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,1 мг и определяют массу навески пыли ΔР на фильтре по разности масс «чистого» и «грязного» фильтров.
Концентрация пыли при рабочих условиях:
,
мг/м 3 (1)
где ΔР = Р к – Р н – масса уловленной фильтром пыли, мг; Р н и Р к – масса фильтра АФА соответственно до и после аспирации, мг;V зам – объем воздуха, из которого выделили пыль на фильтре, м 3 .
Одновременно с отбором проб воздуха на запыленность измеряют температуру (T, 0 С) и давление воздуха (В, мм рт. ст.) для приведения объема воздуха при рабочих условияхV зам, из которого выделили пыль на фильтре, к стандартным условиям (760 мм рт. ст. и 20 0 С):
,
м 3 (2)
Тогда концентрация пыли в воздухе при стандартных условиях:
,
мг/м 3 (3)
Результаты измерений и расчетов используют для санитарно-гигиенической оценки воздуха рабочей зоны по пылевому фактору, соотнося с предельно допустимыми концентрациями (ПДК), а также для определения эффективности способов и средств борьбы с пылью.
Методы определения запыленности воздуха
Запыленность воздуха можно определить гравиметрическим (весовым), счетным (микроскопическим), фотометрическим и некоторыми другими методами.
Удаление пыли из воздуха может быть осуществлено различными способами: аспирационным, основанной на просасывании воздуха через фильтр; седиментационными, основанный на процессе естественного оседания пыли на стеклянные пластинки или банки с последующим подсчетом массы пыли, осевший на 1 м поверхности; с помощью электроосаждения, принцип которого заключается в том, что создается электрическое поле большого напряжения, в котором пылевые частицы электризуются и притягиваются к электродам.
В санитарно-гигиенической практике основным методом определения запыленности принят гравиметрический метод, потому что при постоянстве химического состава первичное значение имеет масса пыли, задержалась в организме человека. Определение только массы пыли не дает полной картины его вредности для человека и технологического процесса, так как при одинаковой массе может быть разный химический, гранулометрический состав пыли, что сказывается на его воздействии на человека, оборудования и технологии. Полная характеристика пыли состоит из его массы, содержащейся в единице объема воздуха, химического и дисперсного состава.
Счетный (микроскопический) метод дает возможность определить общее количество пылевых частиц в единице объема воздуха и соотношение их размеров. Для этого пыль, содержащаяся в определенном объеме воздуха, осаждают на стекло, покрытое прозрачной клейкой пленкой. Под микроскопом определяют форму, количество и размеры пылевых частиц.
Качественную характеристику пыли определяют фотометрическим методом с Помощью текущего ультрафотометра, которым регистрируются отдельные пылевые частицы с помощью сильного бокового света.
Для отделения пыли от воздуха применяются различные фильтры, которые задерживают пылевые частицы размером до 0,1 мкм и более, в зависимости от размера пор фильтра. Такие фильтры выпускаются во многих странах. Материал фильтров может быть различным в зависимости от его назначения: целлюлоза, синтетические материалы, асбест (для определения горючих частиц пыли). Также применяются комбинированные фильтры. Выпускаются специальные фильтры, пропитанные иммерсионных маслом, что делает их прозрачными - это и позволяет дополнительно делать микроскопические исследования пыли.
В Украине чаще всего применяются фильтры АФА (аналитический фильтр аэрозольный) круглой формы с плоскостями фильтрации 3; 10, 20 см2, которые имеют опорное кольцо, фильтрующий элемент и защитное бумажное кольцо с выступлением. Фильтрующий элемент состоит из равномерного слоя ультратонких волокон из полимера на марлевой основе или без нее (фильтр Петрянова). Фильтры позволяют работать с ними без предварительного подсушивания через гидрофобные свойства полимера.
Методы нормализации состава воздуха рабочей зоны
Существует много различных способов и мер, предназначенных для поддержания чистоты воздуха производственных помещений в соответствии с требованиями санитарных норм. Все они сводятся к конкретным мерам:
1. Предотвращение проникновения вредных веществ в воздухе рабочей зоны за счет герметизации оборудования, уплотнения соединений, люков и отверстий, совершенствование технологического процесса.
2. Удаление вредных веществ, попадающих в воздух рабочей зоны, за счет вентиляции, аспирации или очистки и нормализации воздуха с помощью кондиционеров.
3. Применение средств защиты человека.
Герметизация и уплотнение являются основными мерами по совершенствованию технологических процессов, в которых используются или образуются вредные вещества. Применение автоматизации позволяет вывести человека из загрязненного помещения в помещение с чистым воздухом. Совершенствование технологических процессов позволяет заменять вредные вещества безвредными, отказываться от применения пылящих процессий, заменять твердое топливо на жидкое или газообразное, устанавливать газ, пылеуловители в технологический цикл и др.
При несовершенства технологии, когда избежать проникновения вредных веществ в воздух не удается, применяют их интенсивное удаление с помощью вентиляционных систем (газ, пар, аэрозоли) или аспирационных систем (твердые аэрозоли). Установка кондиционеров воздуха в помещениях, где есть особые требования к его качеству, создает нормальные микроклиматические условия для работающих.
Особые требования предъявляются к помещениям, где проводятся работы с вредными веществами, пылящих. Так, пол, стены, потолок должны быть гладкими, легко мыться. В цехах, где выделяется пыль, регулярно делают влажную или вакуумное уборки.
В помещениях, где нельзя создать нормальные условия, соответствующие нормам микроклимата, применяют средства индивидуальной защиты (313).
Согласно ГОСТ 12.4.011-87 "ССБТ Средства защиты работающих. Классификация", все 313, в зависимости от назначения, делятся на следующие классы: изолирующие костюмы, средства защиты органов дыхания, одежда специальная защитная, средства защиты ног, средства защиты рук, средства защиты головы, средства защиты лица, средства защиты глаз, средства защиты органов слуха, средства защиты от падения с высоты и другие меры предосторожности, защитные дерматологические средства, средства защиты комплексные.
Эффективное применение 313. зависит от их правильного выбора и условий эксплуатации. При выборе необходимо учитывать конкретные условия производства, вид и длительность воздействия вредного фактора, а также индивидуальные особенности человека. Только правильное применение 313 может максимально защитить работающего. Для этого работники должны быть ознакомлены с ассортиментом и назначением 313.
Для работы с ядовитыми и загрязняющих веществ пользуются спецодеждой - комбинезонами, халатами, фартуками и др.; для защиты от кислот и щелочей - резиновой обувью и перчатками. Для защиты кожи, рук, лица, шеи применяют защитные кремы и пасты: антитоксические, водостойкие, Жиростойкие. Глаза от возможных ожогов и аэрозолей защищают очками с герметичной оправой, масками, шлемами.
К средствам индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) относятся респираторы, промышленные противогазы и изолирующие дыхательные аппараты, применяемые для защиты от вредных веществ (аэрозолей, газов, паров), находящихся в окружающей воздухе.
По принципу действия СИЗОД подразделяются на фильтрующие (применяются при наличии в воздухе свободного кислорода не менее 18% и ограниченного содержания вредных веществ) и изолирующие (при недостаточном для дыхания содержания в воздухе кислорода и неограниченного количества вредных веществ).
По назначению фильтрующие СИЗОД делятся на:
противопылевые - для защиты от аэрозолей (респираторы ШБ-1, "Лепесток", "Кама", "Снежок", У-2К, РП-К, "Астра-2", Ф-62Ш, РПА и др.);
противогазовые - для защиты от газопароподибних вредных веществ (респираторы РПГ-67А, РПГ-67В, РПГ-67КД, противогазы марок А, В, КД, Г, Е, СО, М, БКФ и др.);
газопылезащитные - для защиты от парогазоподибних и аэрозольных вредных веществ одновременно (Респираторы Ру 60М, "Снежок ПГ", "Лепесток-Г");
изолирующие аппараты - бывают шланговые и автономные.
Изолирующие шланговые аппараты предназначены для работы в атмосфере, содержащий менее 18% кислорода. Они имеют длинный шланг, по которому подается воздух для дыхания с чистой зоны. Недостатки их в том, что дыхательный шланг мешает работать, не позволяет свободно двигаться (противогаз шланговый ПШ-И без принудительной подачи воздуха, длина шланга 10 м; ПШ-2 с воздуходувкой - обеспечивает работу двух человек одновременно, длина шлангов 20 м; респиратор для художников РМП-62; пневмошлемы ЛИЗ-4, ЛИЗ-5, миотом-49 - работают от компрессорной воздушной линии).
Изолирующие автономные дыхательные аппараты работают от автономного химического источника кислорода или от баллонов с воздухом или дыхательной смесью. Они предназначены для выполнения спасательных работ или эвакуации людей из загазованной зоны.
Саморятивиик шахтный малогабаритный ШСМ-1. Имеет химический источник кислорода. Срок пользования 20-100 минут в зависимости от интенсивности расходования кислорода (энергозатрат), вес 1,45 кг.
Респиратор изолирующий вспомогательный РВЛ-1. Имеет баллон со сжатым кислородом и регенеративный химический патрон для регенерации кислорода. Работает 2:00, вес 9 кг.
Респиратор "Урал-7". Принцип действия такой же, как в респиратора РВЛ-И, но он более габаритный. Действует 5:00, весит 14 кг. Носится за плечами, масс амортизационные устройства для удобства ношения.
Респиратор Р-30 имеет такую же систему жизнеобеспечения, и приведенный выше. Рассчитан на 4:00 действия, весит 11,8 кг.
Дыхательный аппарат АСВ-2 состоит из 2-х воздушных баллонов, маски или загубника, шланга, редуктора, имеет манометр для контроля за давлением воздуха, предохранительный клапан и др. Предназначен для защиты органов дыхания в условиях загрязненной атмосферы.
Хорошо изученным и давно используемым на практике методом оценки запыленности воздуха промышленных предприятий является весовой метод, суть которого состоит в определении привеса при пропускании через фильтр определенного объема исследуемого воздуха. В качестве фильтров обычно используют хлопковую (гигроскопическую) или стеклянную вату. В стеклянную трубку, называемую пылевой, или аллонжем, с притертыми пробками помещают 0,5 г гигроскопической или 2 г стеклянной ваты так, чтобы толщина слоя фильтра составляла 3-4 см. Плотность фильтра должна быть такой, чтобы при пропускании через трубку 15-20 мл воздуха в минуту сопротивление фильтра составляло примерно 100 мм вод. ст.
Снаряженную и проверенную пылевую трубку доводят до постоянного веса просушиванием. Пробу берут на уровне дыхания работающего, фиксируя объем пропускаемого воздуха. Для получения более точного результата в каждой точке замера отбирают не менее двух проб.
После окончания замеров пылевую трубку повторно доводят до постоянного веса просушиванием. Разница в весе трубки до и после пропускания запыленного воздуха характеризует содержание пыли в объеме воздуха, прошедшего через трубку. Представление о запыленности исследуемого воздуха дает последующий перерасчет на единицу объема (кубометр воздуха) и сравнение с установленной санитарной нормой.
В ряде случаев необходимо наряду с концентрацией пыли знать также размер частиц (дисперсность) пыли, а иногда и количество пылинок, содержащихся в единице объема воздуха. С этой целью может быть использован метод непосредственного наблюдения и подсчета с применением микроскопа.
В производственных условиях при использовании весового метода обычно применяют серийно выпускаемые аэрозольные аналитические фильтры типа АФА из перхлорвинилового волокна. В последнее время при исследовании запыленных потоков получили распространение радиоизотопный, оптический, электронно-зондовый и другие методы.
Сейчас промышленностью освоен выпуск различных приборов и установок для анализа аэрозолей: радиоизотопный пылемер «Приз–2» (определение концентраций пыли в воздухе рабочей зоны в диапазоне 1–500 мг/м3); контрольно-измерительный комплекс «Пост–1» (автоматическое измерение и запись содержания в атмосферном воздухе пыли и сажи), лаборатория комплексная «Пост–2», автоматический одноканальный пробоотборник АПП–6–1 (отбор аэрозоля из воздуха для
определения концентраций прямым методом), дозиметр пыли индивидуальный ДП–1 (отбор проб аэрозоля для определения концентраций прямым методом при запыленности воздуха более 15 мг/м3), пробоотборное устройство ПУ-ЭР-220, пробоотборное устройство ПУ-ЭР-12 (отбор проб воздуха с последующим определением концентрации, дисперсного, минерального, химического, микробиологического состава и исследования свойств аэрозоля при параллельном использовании весового, оптического, гранулометрического, электронно-зондового и микробиологического анализа осажденных частиц аэрозоля)