Исследование запыленности воздушной среды в производственных помещениях

PAGE 16

"Исследование запыленности воздушной среды

в производственных помещениях"

ЦЕЛИ РАБОТЫ

Целями лабораторной работы являются:

- определение концентрации пыли в воздухе весовым методом и оценка полученного результата;

- оценка класса условий труда по найденному показателю вредности в соответствии с требованиями санитарно-гигиенических норм.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Промышленная пыль это образующиеся в процессе производства мельчайшие частицы твердого вещества, которые, поступая в воздух, находятся в нем более или менее длительное время во взвешенном состоянии. Пыли также называют аэрозолями*.

Пыль выделяется в результате измельчения твердых веществ (при дроблении, размоле, очистке, литья, шлифовке и полировке изделий и т. д.). Превращение различных материалов в порошкообразное состояние перед их переработкой составляет основную операцию при производстве строительных материалов, керамики, стекла, при обогащении руд, в порошковой металлургии. Почти все твердые топлива сжигаются также в пылеобразном состоянии. Значительное количество порошкообразных материалов в процессе их изготовления, транспортирования, хранения и переработки под действием воздушных потоков переходит в аэрозольное состояние.

Пыль, продолжительное время находясь в воздухе, представляет один из вредных и опасных факторов производственной среды.

Пыли твёрдых веществ и материалов, способных гореть, также может воспламеняться и при определенных концентрациях в смеси с воздухом взрываться.

Наиболее выраженное негативное влияние пыль оказывает на органы дыхания, зрения, слуха и кожные покровы человека. Характер и последствия воздействия пыли на человека главным образом зависят от её химического и дисперсного состава и концентрации в воздухе. В производственных условиях при воздействии пыли на органы дыхания у человека могут развиваться профессиональные заболевания пневмокониозы**.

*Аэрозоли (от греч. aer – воздух и нем. sol – раствор) – коллоидные системы, состоящие из дисперсной фазы (твердых или жидких частиц диаметром 0,1-0,001 мкм), взвешенной в газовой (обычно - воздушной) дисперсионной среде.

**Пневмокониозы (от греч . pneumon - легкие и konia - пыль) группа хронических профессиональных заболеваний легких, обусловленных длительным вдыханием производственной пыли.

К числу наиболее опасных разновидностей пневмокониозов относят:

- силикозы, возникающие при воздействии пылей, содержащих в своем составе кварц (ангидрид кремниевой кислоты в свободном состоянии);

- силикатозы, возникающие от проникновения в дыхательные пути SiO2 в связном состоянии в виде кремниевой кислоты;

- антракозы – заболевания от каменноугольной пыли, антрацита;

- асбестозы – от асбестовой пыли;

- сидерозы – от железистой пыли и др.

К ядовитым относят пыли содержащие в своем составе свинец, ртуть, мышьяк и др.

Пыль также влияет на санитарное состояние производственных помещений, территории предприятий и жилых массивов, городов и рабочих поселков.

Гигиенические требования к состоянию воздушной среды в производственных помещениях установлены в целом ряде нормативных документов [1-4]. Так ГОСТ 12.1.005 и ГН 2.2.5.686 устанавливают класс опасности и предельно допустимую концентрацию в воздухе рабочей зоны (ПДК), мг/м3 для более 2250 вредных веществ (см. табл. 3.1).

Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны это такая концентрация, которая при ежедневной работе (кроме выходных дней) в течение 8 часов в смену и не более 40 часов в неделю не вызывает у работающего каких-либо заболеваний или отклонений от нормы в состоянии здоровья, которые могли бы быть обнаружены современными медицинскими методами исследования непосредственно во время работы или в отдаленные сроки.

Рабочая зона - пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на котором находятся места постоянного или временного (непостоянного) пребывания работающих.

Постоянное рабочее место - место, на котором работающий находится большую часть своего рабочего времени (более 50% или более 2 часов непрерывно). Если при этом работа осуществляется в различных пунктах рабочей зоны, постоянным рабочим местом считается вся рабочая зона.

ПДК для большинства веществ, приведённых в ГН 2.2.5.686, установлены максимально разовые (ПДКМ.Р.). Для высококумулятивных веществ, наряду с максимальной, установлена среднесменная ПДК (ПДКС.С.) - средняя концентрация, полученная при непрерывном или прерывистом отборе проб воздуха при суммарном времени не менее 75% продолжительности рабочей смены или концентрация средневзвешенная во времени длительности всей смены в зоне дыхания работающих (пространство радиусом 0,5 м от лица человека) на местах постоянного или временного их пребывания. В течение смены продолжительность действия на работающего концентрации, равной максимальной разовой ПДК, не должна превышать 15 минут и 30 минут - для аэрозолей преимущественно фиброгенного действия и она может повторяться не чаще 4 раз в смену.

Таблица 3.1.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) некоторых аэрозолей в воздухе рабочей зоны (извлечение из ГН 2.2.5.686)

№	Наименование веществ	Величина ПДК, мг/м3	Класс опасности	Особенности действия на организм
1	2	3	4	5
1	Алмазы природные и искусственные	8	4	ф
2	Алюминий и его сплавы (в пересчете на Al)	2	3	ф
3	Алюминия оксид в виде аэрозоля конденсации	2	4	ф
4	Абразивный порошок из медеплавильного шлака	10	4	ф
5	Асбестоцемент	6	4	Ф,К
7	Вольфрам	6	4	ф
8	Винилхлорид	5/1	1	К
9	Глинозем	6	4	ф
10	Железо триоксид	6	4	ф
11	Зола	4	3	ф
12	Кремний диоксид аморфный и стеклообразный в виде аэрозоля дезинтеграции (диатомит, кварцевое стекло, плавленый кварц, трепел)	1	3	ф
13	Кремния диоксид кристаллический (кварц, кристобалит, тридимит) при содержании в пыли более 70% (кварцит, динас и др.).	1	3	Ф
14	Кремния двуокись кристаллическая при содержании ее в пыли до 70% (гранит, слюда-сырец, углепородная пыль и др.)	2	4	ф
15	Марганец в сварочных аэрозолях при его содержании: до 20% от 20 до 30%	0,2 0,1	2 2
16	Медь	1/0,5	2
17	Молибден	3/0,5	3
18	Моющие синтетические средства Био-С, Лотос, Лотос - автомат, Ока, Эра, Эра-А, Юка	5	3	А

Окончание табл. 3.1.

1	2	3	4	5
19	Никель, никель оксиды, сульфиды и смеси соединений никеля (файнштейн, никелевый концентрат и агломерат, оборотная пыль очистных устройств) (по никелю)	0,5	1	К,А
20	Поливинилхлорид	6	3
21	Полиэтилен	10	4
22	Пыль растительного и животного происхождения: а) с примесью диоксида кремния от 2 до 10% б) зерновая в) лубяная, хлопчатобумажная хлопковая, льняная, шерстяная, пуховая и др. (с примесью диоксида кремния более10%) г) мучная, древесная и др. (с примесью диоксида кремния менее 2%)	4 4 2 6	4 3 4 4	А,Ф А,Ф А,Ф А,Ф
23	Сажи черные промышленные с содержанием бенз(а)пирена не более 35 мг/кг	4	3
24	Сера	6	4	ф
25	Силикатсодержащие пыли, силикаты, алюмосиликаты: а) асбесты природные (хризотил, антофиллит, актинолит, тремолит, магнезиарфведсонит) и синтетические асбесты, а так же смешанные асбестопородные пыли при содержании в них асбеста более 20% б) асбестопородные пыли при содержании в них асбеста от 10 до 20% в) пыль стекла и стеклянных строительных материалов	2/0,5 2/1 2	3 3 2	Ф,К Ф,К Ф,К
26	Цемент	6	4
27	Чай	3	3
28	Чугун	6	4	ф

Примечания: 1.По степени воздействия на организм человека вредные вещества подразделены на четыре класса опасности: 1 - вещества чрезвычайно опасные, 2 - вещества высоко опасные, 3 - вещества умеренно опасные, 4 - вещества мало опасные, в соответствии с классификацией ГОСТ 12.1.007-76. "ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности".

2.Если в столбце 4 приведены две величины, то это означает, что в числителе максимальная разовая, а в знаменателе - среднесменная ПДК.

3. В столбце 5 использованы следующие обозначения: А - вещества, способные вызывать аллергические заболевания в производственных условиях, К - канцерогены, Ф - аэрозоли преимущественно фиброгенного действия.

Для отдельных 494 веществ в гигиенических нормативах ГН 2.2.5.685 установлены ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ, мг/м3) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Через каждые 3 года ОБУВ подлежат пересмотру.

Для веществ, проникающих в организм человека через кожный покров, гигиенические нормативы (ГН 2.2.5.563) устанавливают предельно допустимый уровень (ПДУ) загрязнения вредными веществами кожного покрова, выражаемый в мг/см2.

При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия (действуют на одни и те же системы организма) сумма отношений фактических концентраций каждого из них (К1, К2,…,Кn) в воздухе и их ПДК (ПДК1, ПДК2,…,ПДКn) не должна превышать единицы:

(3.1)

Перечень веществ однонаправленного действия приведен в [7, табл. П.9].

Действие пылей на организм человека кроме концентрации зависит также от продолжительности их воздействия на человека.

Так, для оценки степени воздействия на органы дыхания работающих аэрозолей преимущественно фиброгенного действия (АПФД) определяют пылевую нагрузку за весь период реального или предполагаемого контакта с фактором, т. е. величину дозы пыли, которую рабочий вдыхает за весь период профессионального контакта с пылью:

ПH = K N T Q, (3.2)

где: К - фактическая среднесменная концентрация пыли в зоне дыхания работника, мг/м3; N - число рабочих смен в календарном году; Т - количество лет контакта с пылевым фактором; Q - объем легочной вентиляции за смену, м3 (рекомендуется использование следующих усредненных величин объемов легочной вентиляции, которые зависят от уровня энергозатрат и соответственно категорий работ согласно СанПиН 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений": для работ категорий Iа-Iб объем легочной вентиляции за смену - 4 м3; для работ категорий IIa-II6 -7м3; для работ категории III - 10 м3).

Полученные значения фактической ПН сравнивают с величиной контрольной пылевой нагрузки (КПН), сформировавшейся при условии соблюдения среднесменной предельно допустимой концентрации пыли в течение всего периода профессионального контакта с пылевым фактором. Значение КПН рассчитывают в зависимости от фактического или предполагаемого стажа работы, ПДК пыли и категории работ:

КПН = ПДКС.С. N T Q, , (3.3)

где ПДКC.С. - среднесменная предельно допустимая концентрация пыли в зоне дыхания* работника, мг/м3.

При соответствии фактической пылевой нагрузки контрольному уровню условия труда относят к допустимому классу вредности условий труда и подтверждают безопасность продолжения работы в тех же условиях.

Классификация условий труда по показателям вредности приведена в Руководстве [6].

Кратность превышения контрольных пылевых нагрузок указывает на класс вредности условий труда по данному фактору (табл. 3.2).

Таблица 3.2

Классы условий труда в зависимости от содержания в воздухе рабочей зоны аэрозолей преимущественно фиброгенного действия (АПФД) и пылевых нагрузок на органы дыхания (кратность превышения ПДК и КПН)

Показатель	Класс условий труда
	Допус-тимый	Вредный	Опасный (экстремальный)**
	2	3.1	3.2	3.3	3.4	4
Превышение ПДК, раз
Концентрация пыли	ПДК	1,1-2,0	2,1-5,0	5,1-10,0	> 10,0
Превышение КПН, раз
Пылевая нагрузка (ПН)*	КПН	1,1-2.0	2,1-5,0	5,1-10,0	> 10,0
Пылевая нагрузка для пылей с выраженным фиброгенным действием (ПДК1 мг/м3), а также для асбестсодержащих пылей	КПН	1,1-1,5	1,6-3,0	3,1-5,0	> 5,0

* За исключением пылей, обладающих выраженным фиброгенным действием и имеющих ПДК 1 мг/м3 и менее, а также для асбестсодержащих пылей.

** Органическая пыль в концентрациях, превышающих 200-400 мг/м3, представляет опасность для возникновения пожаров и взрывов.

МЕТОДЫ, ПРИНЦИПЫ И СРЕДСТВА БОРЬБЫ И ЗАЩИТЫ ОТ ПЫЛЕЙ

С основными понятиями о методах и принципах обеспечения безопасности можно ознакомиться по пособию [7 c.11-20].

Наиболее распространенными из известных принципов, методов и средств профилактики профессиональных заболеваний, связанных с воздействием пылей являются следующие:

- замену вредных веществ в производстве наименее вредными, выпуск конечных продуктов в не пылящих формах (принцип ликвидации или снижения опасности);

- применение технологических процессов и оборудования, снижающих или исключающих пылеобразование, в том числе: перевод с твердого топлива на жидкое и газообразное; замена пламённых нагревательных печей на электрические и индуктивные; внедрение микрокапсулирования, гранулирования и гидротранспорта пылящих материалов; замена пескоструйных аппаратов на электрогидравлические и др. (принцип ликвидации или снижения опасности);

- предупреждение пылеобразования при разрушении, дроблении, измельчении и обработке пылящих материалов, продуктов и предметов путем их увлажнения и орошения водой, смачивающими растворами или пеной (принцип ликвидации или снижения опасности);

- коагуляция и осаждение из воздуха рабочей зоны паром или водой (пылесмачивающими водными растворами), диспергированной с помощью оросителей и туманообразователей (принцип ликвидации или снижения опасности);

- предупреждение проникновения пыли в воздух рабочей зоны и окружающую атмосферу, в том числе надежная герметизация мест пылеобразования, аспирация выделяющейся пыли и её укрупнение или подавление в специальных аппаратах: циклонах (гидроциклонах), пылеосадительных камерах, электрофильтрах, инерционных камерах и фильтрах различной конструкции (рукавных, каркасных, рулонных, металлических, масляных и др.) (принцип герметизации);

- снижение концентрации пыли в воздухе рабочей зоны до уровня ПДК, удалением загрязнённого и подачей чистого (очищенного) воздуха в помещение за счет общеобменной вентиляции (принцип нормирования). Необходимое в этом случае количество подаваемого в помещения воздуха можно определить по формуле:

, (3.4)

где: L объем приточного или удаляемого воздуха, м3/ч; q интенсивность образования пыли и ее поступления в воздух рабочей зоны, г/ч (определяется экспериментально или принимается по расчетам и справочным данным); ПДК предельно допустимая концентрация данной пыли в воздухе рабочей зоны, мг/м3; КПР концентрация пыли в приточном воздухе, мг/м3 (согласно санитарным нормам допускается принимать не более 30% от ПДКР,З, т.е. КПР 0,3 ПДК);

- устранение контакта людей с запыленным воздухом за счет механизации и автоматизации производственных процессов, дистанционного управления, применения автоматических манипуляторов, промышленных роботов (принцип замены оператора);

- контроль содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны в сроки, установленные госсанэпиднадзором (принцип контроля);

- применение спецодежды (халаты, комбинезоны и т.п.) и средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) с помощью противопылевых респираторов типа "Лепесток-40", "Лепесток-5", "Астра-2", ШБ-2, Ф-62Ш, У-2К и др. (метод адаптации человека к среде, где присутствует опасность). При этом использование СИЗ уменьшает уровень профессионального риска повреждения здоровья, но не изменяет класс условий труда работающих;

- включение в стандарты или технические условия на сырье, продукты и материалы токсикологических характеристик вредных веществ (принцип нормирования); включение данных токсикологических характеристик вредных веществ в технологические регламенты; специальную подготовку и инструктаж обслуживающего персонала (принцип информации);

- проведение предварительных и периодических медицинских осмотров лиц, имеющих контакт с вредными веществами (метод адаптации человека к среде, где присутствует опасность);

- уменьшение вредного действия пылей на работающих за счет снижения времени их действия: введение внутрисменных перерывов, сокращение рабочего дня, увеличение продолжительности отпуска, ограничение стажа работы в данных условиях (принцип защиты временем).

Для оценки возможности продолжения работы в конкретных условиях труда, расчета допустимого стажа работы в этих условиях (для вновь принимаемых на работу) проводят сопоставление фактических и контрольных уровней пылевой нагрузки.

В том случае, когда фактические ПН не превышают КПН, подтверждается возможность продолжения работы в тех же условиях.

При превышении КПН необходимо рассчитать стаж работы (Т1), 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 производят, исходя из реального стажа работы.

, (3.5)

где Т1 - допустимый стаж работы в данных условиях;

КПН25 - контрольная пылевая нагрузка за 25 лет работы в условиях соблюдения ПДК, мг.

При этом значение К принимается как средневзвешенная величина за все периоды работы:

, (3.6)

где: К1, К2 - фактические среднесменные концентрации за отдельные периоды работы, мг/м3; t1 – tn - периоды работы, за время которых фактические концентрации пыли были постоянны, год.

Аналогично за все периоды работы рассчитывается величина Q.

В случае изменения уровней запыленности воздуха рабочей зоны или категории работ (объема легочной вентиляции за смену) фактическая пылевую нагрузку рассчитывают как сумму фактических пылевых нагрузок за каждый период, когда указанные показатели были постоянными. При расчете контрольной пылевой нагрузки также учитывают изменение категории работ в различные периоды времени.

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ПЫЛЕВОЙ НАГРУЗКИ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ КЛАССА УСЛОВИЙ ТРУДА И ДОПУСТИМОГО СТАЖА РАБОТЫ В КОНТАКТЕ С АПФД

Пример 1.

Дробильщик проработал 7 лет в условиях воздействия пыли гранита, содержащей 60 % SiО2. CCK за этот период составляла 3 мг/м3. Категория работ по степени тяжести - IIб (объем легочной вентиляции равен 7 м3). Среднесменная ПДК данной пыли - 2 мг/м3 (по табл.3.1). Среднее количество рабочих смен в год - 248.

Определить:

а) пылевую нагрузку,

б) контрольную пылевую нагрузку за этот же период,

в) класс условий труда,

г) контрольную пылевую нагрузку за период 25-летнего контакта с фактором,

д) допустимый стаж работы в таких условиях.

Решение:

а) По формуле (3.2) определяем фактическую пылевую нагрузку за рассматриваемый период:

ПH = K N T Q = 3 248 7 7 = 36456 мг.

б) По формуле (3.3) определяем контрольную пылевую нагрузку за тот же период работы:

КПН = ПДКС.С. N T Q = 224877 = 24304 мг.

в) Рассчитываем величину превышения КПН:

ПН/КПН = 36456/24340 = 1,5 ,

т. е. фактическая ПН превышает КПН за тот же период работы в 1,5 раза.

Соответственно, согласно таблице 3.2, класс условий труда дробильщика - вредный, 3.1.

г) Определяем КПН за средний рабочий стаж, который принимаем равным 25 годам:

КПН25 = ПДКС.С. N T Q = 2248725 = 86800 мг.

д) По формуле (3.5) определяем допустимый стаж работы в данных условиях:

Таким образом, в данных условиях труда дробильщик может проработать не более 17 лет.

Пример 2.

Работник поступает на работу, связанную с контактом с асбестсодержащей пылью (содержание асбеста более 20%) со следующими условиями: ССК составляет 0,9 мг/м3, категория работ - IIа (объем легочной вентиляции - 7 м3). Среднее количество рабочих смен в году 248.

Определить:

а) допустимый стаж работы в таких условиях,

б) класс условий труда при существующих условиях для вновь принимаемых рабочих.

Решение:

а) По формуле (3.5) допустимый стаж работы (Т1) составит:

,

где КПН25 = ПДКС.С. N T Q = 0,5 248 25 7 = 21700 мг.

Таким образом, вновь принимаемый рабочий может проработать на данном рабочем месте при существующих условиях 14 лет.

б) Рассчитаем класс условий труда:

ПН25/КПН25 = (0,9 248 25 7)/21700 = 1,8 ,

По таблице 3.2 условия труда - вредные, класс 3.2.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЫЛИ В ВОЗДУХЕ

Методы измерения концентрации пыли делят на две группы: методы, с предварительным осаждением, и методы без предварительного осаждения пыли.

Основным преимуществом методов первой группы является возможность непосредственного измерения массовой концентрации пыли. К недостаткам относится длительность отбора пробы, низкая чувствительность, трудоемкость анализа.

Преимущества методов второй группы - возможность непосредственных измерений в самой пылевоздушной среде, непрерывность измерений, высокая чувствительность. Существенный недостаток - влияние изменений свойств пыли (особенно дисперсного состава) на получаемые результаты.

Счетный метод позволяет измерять количество частиц пыли в 1 см3 воздуха. Подсчитываются осажденные на предметном стекле из определенного объема воздуха (10-100 см3) частицы пыли с помощью специальных приборов-счетчиков (ТВК-3, СН-2 и др.) с последующим подсчетом числа осажденных частиц и определением их размеров под микроскопом. По тарировочным графикам определяют концентрацию данной пыли в воздухе.

Гравиметрический (весовой) метод измерения концентрации пыли заключается в выделении из пылегазового потока частиц пыли и определении их массы путем взвешивания. При этом оптимальная скорость отбора должна составлять 15 л/мин (приборы типа ППА, АЭР-4).

Фотометрический метод основан на предварительном осаждении частиц пыли на фильтре и определении оптической плотности пылевого осадка (приборы типа ФЭКП-3, ДПВ-1).

Люминесцентный метод основан на предварительном осаждении пыли на фильтре, обработанном флюоресцирующими растворами, и последующем измерении интенсивности флюоресценции. При этом измеряют интенсивность флюоресценции до и после осаждения пылевого осадка.

На предварительном осаждении пыли основаны и такие методы, как радиоизотопный (приборы типа ПРИЗ, ИЗВ-1, ИЗВ-3 и др.) и пьезоэлектрический.

Оптические, электрические и акустические методы - это методы измерения концентраций пыли без предварительного осаждения ее на фильтре. Они основаны на использовании различных физических явлений, протекание которых изменяется с изменением концентрации частиц в анализируемой воздушной среде. В оптических приборах используется эффект рассеяния частицами пыли света, либо ослабления светового пучка. При измерениях электрическими приборами концентрация пыли оценивается величиной снимаемого с частиц электростатического заряда. При аэродинамических методах запыленность определяется по изменению гидравлического сопротивления фильтра.

Особый интерес для измерения концентрации пыли в больших пространствах представляют оптические дистанционные методы анализа в видимой и ближней инфракрасной областях спектра с применением лазерных радаров-лидаров. Метод лазерного зондирования основан на свойстве частиц поглощать или рассеивать лазерное излучение.

В Российской Федерации в качестве стандартного метода определения концентрации пыли в воздухе принят весовой метод. Для определения концентрации пыли в воздухе весовым методом необходимо пропустить определенный объем воздуха через фильтр и произвести взвешивание этого фильтра до и после взятия пробы.

Для улавливания пыли из воздуха используют фильтры Петрянова: АФА-В10 или АФА-В-18 (аналитический аэрозольный влагостойкий, площадью 10 и 18 см2), изготовленные из перхлорвинилового фильтрующего материала (рис. 3.1). Широкое использование этих фильтров обусловлено тем, что они стойки к химически агрессивным средам, гидрофобны, имеют высокую пропускную способность и незначительную собственную массу.

Рис. 3.1. Фильтр АФА-В18

Продолжительность обработки взятой пробы при использовании этих фильтров составляет 1530 минут. Их можно применять при температуре до 60о. Максимальная пропускная способность может составлять 100 литров в минуту. Расход воздуха, проходящего через фильтр, определяют по ротаметру.

Привес фильтра, поделенный на объем протянутого через него воздуха, дает концентрацию пыли в (мг/м3) по формуле

, (3.7)

где К фактическая концентрация пыли в воздухе, мг/м3; m1, m2 масса фильтра до и после отбора пробы соответственно, мг; Vо объем отфильтрованного воздуха, приведенных к нормальным условиям, м3:

, (3.8)

где В барометрическое давление воздуха во время отбора пробы, мм. рт. ст. (измеряется по барометру или задаётся преподавателем); t температура воздуха во время отбора пробы, оС; V1 объем воздуха, протянутого через фильтр при заданных значениях В и t, м3;

, (3.9)

где: q показания ротаметра во время отбора пробы (интенсивность протягивания воздуха через фильтр), л/мин; время отбора пробы, (принимается равным 15 мин).

С учетом выражений (3.8) и (3.9) формула (3.7) принимает вид:

. (3.10)

ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИБОРЫ

Лабораторная установка для искусственного создания запыленности и отбора пылевых проб; весы аналитические АДБ-200 или торсионные ВТ-500; барометр-анероид и термометр (находятся на стенде лабораторной работы "Исследование микроклимата производственных помещений"); секундомер; фильтры Петрянова АФА-B-10 (АФА-В-18).

Схема лабораторной установки показана на рисунке 3.2.

Рис. 3.2. – Схема лабораторной установки для искусственного создания запыленности и отбора пылевых проб.

1 – пылевая камера с дверкой; 2 – пробоотборный патрон с фильтром; 3 – смотровое окно; 4 – ручка дозатор; 5 – запорное устройство дверки; 6- приборный отсек; 7 – регулятор расхода воздуха; 8 – ротаметры-воздухомеры; 9 – тумблер включения вентилятора; 10 – тумблер включения воздуходувки; 11 – тумблер включения освещения.

Пробоотборный патрон 2 с фильтром, ротаметр-воздухомер 8 и побудитель движения воздуха, соединены гибким резиновым шлангом.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомьтесь с настоящими методическими указаниями и изучите соответствующие разделы рекомендуемой литературы.
2. Определите вариант исходных данных.

Вариант исходных данных для студентов очных форм обучения задаётся преподавателем. Студенты заочной формы обучения выбирают вариант путем суммирования последних двух цифр номера зачетной книжки. Из табл. 3.3 Приложения выпишите необходимые исходные данные в таблицы отчёта (табл. 3.4 и 3.5)

1. Получите у преподавателя или лаборанта фильтр.
2. Взвесьте фильтр на аналитических весах с точностью до 0,1 мг. Перед взвешиванием фильтр вынимают из обоймы и складывают вчетверо по диаметру. После взвешивания осторожно разверните его. Запишите полученный результат в таблицу 3.4 отчёта.

Порядок работы на аналитических весах

3.1) При закрытой дверце отблокируйте весы. Отблокирование заключается в повороте головки 9 (рис.3.3) на 180° и установке красной точки на "О" (отблокировано). Буква "Z" обозначает положение "заблокированo".

3.2) Вращайте левой головкой 2 шкалу до тех пор, пока подвижная стрелка нe займет положение на красной черте, определяющей равновесие рычага. Правой головкой 3 наведите неподвижную стрелку на нулевое деление шкалы.

3.3) Положите на чашку весов фильтр и закройте дверцу. Вращайте левую головку 2 до тех пор, пока подвижная стрелка не достигнет красной черты равновесия. Вращение головки вызывает вращение подвижной шкалы. Массу фильтра отсчитайте на подвижной шкале в том месте, на которое указывает неподвижная стрелка.

Рис.3.3. Торсионные весы

1 - металлическая плита; 2 - корпус; 3 - два регулировочных винта; 4 - уровень; 5 - чашка; 6 - стеклянное ограждение; 7 - головка регулировочная; 8 - головка для взвешивания; 9 - головка блокировочная

3.4) После отсчета результата шкалу установите в исходное положение с помощью головки 2. Снимите фильтр, закройте дверцу и заблокируйте весы, установив красную точку головки 9 на букву "Z".

1. Вставьте фильтр в патрон и закрепите зажимным кольцом. Патрон с фильтром вставьте в отверстие камеры 1 (рис. 3.2) с исследуемым воздухом.

При проведении лабораторной работы пробу воздуха отбирают из камеры 1. В эту камеру предварительно помещено определенное количество распылённого материала. Во взвешенном состоянии пыль поддерживают с помощью вентилятора. Объем воздуха, который необходимо пропустить через фильтр, зависит от степени запыленности исследуемого воздуха. При проведении лабораторной работы объем исследуемого воздуха задается скоростью и временем его просасывания, принимаемым равными q = 15-20 л/мин и = 10 мин соответственно.

1. Включите побудитель движения воздуха в электрическую сеть и зафиксируйте время начала отбора пробы. Регулятором расхода воздуха 7 ротаметра 8 установите заданную скорость просасывания воздуха через фильтр и зафиксируйте её в таблице 3.4 отчета.
2. По истечении заданного времени просасывания выключите побудитель движения воздуха 10.

Для восстановления первоначальной влажности фильтр выдерживают в камере 1015 минут.

1. Извлеките фильтр из обоймы и взвесьте, как в п.3.
2. Измерьте температуру воздуха и барометрическое давление, зафиксируйте их в таблице 3.4 отчета.
3. Проведите расчет концентрации пыли (К) по формуле (3.10).
4. Используя формулу (3.1) и значение ПДК (табл. 3.1) произведите оценку полученной концентрации пыли на её соответствие требованиям санитарных норм для производственных помещений.
5. Используя заданное время контакта с пылевым фактором, категорию работ по степени тяжести и полученное в п.9 значение концентрации пыли (К) по формуле (3.2) рассчитайте значение ПН. При этом число рабочих смен в календарном году принять равным 250.
   1. По формуле (3.3) рассчитайте значение КПН и, сопоставив его со значением ПН, по табл. 3.2 определите класс условий труда.
   2. Из формулы (3.5) определите КПН за средний рабочий стаж, который примите равным 25 годам.
   3. При превышении КПН рассчитайте по формуле (3.5) допустимый стаж работы в данных условиях (Т1), при котором ПН не будет превышать КПН.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. В чем опасность промышленной пыли для организма человека?
2. От каких параметров зависит степень вредного действия пылей на организм человека?
3. Какие нормативные документы регламентируют гигиенические требования к состоянию воздушной среды в рабочей зоне?
4. Что называют рабочей зоной?
5. Какие рабочие места относят к постоянным?
6. На какие классы и на основе каких параметров классифицируют вредные вещества по степени их опасности для организма человека?
7. Дайте определение предельно допустимой концентрации вредного вещества в воздухе рабочей зоны.
8. Какие значения ПДК могут быть установлены для одного и того же вещества?
9. Перечислите методы измерения запыленности воздуха.
10. В чем сущность весового метода измерения запыленности воздуха?
11. От чего зависит пылевая нагрузка?
12. Перечислите основные приборы и оборудование используемые при весовом методе измерения запыленности воздуха.
13. От чего зависит объём лёгочной вентиляции работающего человека?
14. Дайте понятие контрольной пылевой нагрузки.
15. От чего зависит класс вредности условий труда по пылевому фактору?
16. Перечислите основные принципы и методы профилактики пылевых заболеваний и борьбы с запыленностью на производстве.
17. В каких формах реализуют принцип защиты временем при защите от вредного воздействия пылей?
18. Приведите примеры реализации принципа ликвидации или снижения опасности при защите от вредного воздействия пылей.
19. Перечислите основные средства профилактики пылевых заболеваний и борьбы с запыленностью на производстве.
20. Какие СИЗ применяют для защиты от вредного воздействия промышленных пылей?

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ 12.1.00588. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования. Переиздание (апрель 2001 г.).
2. ГН 2.2.5.68698. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. С дополнениями и изменениями от 10 марта 1998 г., 20 декабря 1999 г. и 20 июля 2000 г.
3. ГН 2.2.5.687-98. Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны.
4. ГН 2.2.5.56396. Предельно допустимые уровни (ПДУ) загрязнения кожных покровов вредными веществами.
5. ГОСТ 12.1.007-76. ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. Переиздание (сентябрь 1999 г.).
6. Р 2.2.755_99. Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса.
7. Безопасность жизнедеятельности в техносфере: Учеб. пособие /Под ред. О.Н.Русака, В.Я.Кондрасенко. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2001. 431с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Исходные данные по вариантам

Таблица 3.3

№ варианта	Материал пыли	Категория работ по степени тяжести	Количество лет контакта с пылевым фактором, Т
0	винилхлорид	Ia	10
1	кварцевое стекло	Ia	15
2	молибден	Ia	12
3	медь	Ia	7
4	поливинилхлорид	Iб	7
5	гранит	Iб	15
6	полиэтилен	Iб	14
7	асбестопородные пыли при содержании в них асбеста более 20%	Iб	8
8	чугун	IIa	20
9	цемент	IIa	20
10	сера	IIa	15
11	сажа черная промышленная с содержанием бенз(а)пирена не более 35 мг/кг	IIa	10
12	древесина	IIб	23
13	пыль стекла и стеклянных строительных материалов	IIб	14
14	сварочный аэрозоль при содержании марганца 10%	IIб	5
15	никель	IIб	9
16	кремния карбид	III	9
17	асбестоцемент	III	6
18	алюминий	III	16

Скорость и время просасывания воздуха через фильтр принять равными: q=15-20л/мин, =10 мин, число рабочих смен в календарном году, N=248.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Таблица 3.4

Результаты экспериментального определения концентрации пыли в воздухе рабочей зоны

Масса фильтра, m, мг	Расход воздуха, q, л/мин	Время отбора пробы, , мин	Объем воздуха, пропущенного через фильтр, V1, м3	Температура воздуха, t, оС	Барометрическое давление, В, мм рт. ст.	Объем воздуха, приведенный к нормальным условиям, V0, м3	Концентрация пыли, К, мг/м3
до отбора пробы	после отбора пробы

Таблица 3.5

Оценка санитарного состояния воздуха рабочей зоны

Вещественный состав пыли	ПДК, мг/м3	Класс опасности	Концентрация пыли, мг/м3	Оценка санитарного состояния воздуха (по формуле 3.1)	Класс условий труда

СОДЕРЖАНИЕ

Цели работы 1

Теоретические сведения 1

Методы, принципы и средства борьбы и защиты от пылей 7

Примеры расчета пылевой нагрузки, определения класса условий труда

и допустимого стажа работы в контакте с АПФД 10

Экспериментальное определение концентрации пыли в воздухе 11

Оборудование и приборы 14

Порядок выполнения работы 14

Контрольные вопросы 16

Литература 17

Приложения 1 18

Приложение 2 19

Исследование запыленности воздушной среды в производственных помещениях