Iii. основные операции и вычисления по анализу запыленности рабочего помещения. Определение концентрации пыли в воздухе Методы нормализации состава воздуха рабочей зоны

Федеральное агенство морского и речного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АДМИРАЛА Ф.Ф. УШАКОВА»

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности»

Практическая работа № 3

на тему:

«Определение класса условий труда по фактору

«ОЦЕНКА ВРЕДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПЫЛЕЙ»»

Курсанта группы 1922

Сомхишвили Ирмы

Проверил: ст.преподаватель

Писаренко Г.П.

Вариант 22

I. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить общие свойства промышленной пыли и требования санитарных норм; ознакомление с устройством и работой аспиратора; определить содержание пыли в воздухе весовым методом и дать санитарную оценку запыленности.

II. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОМЫШЛЕННОЙ ПЫЛИ

Промышленной пылью называют твердые частицы, взвешенные в воздухе, т.е. это дисперсные системы, а именно, аэрозоли, где дисперсной фазой являются частицы размером от 10 -2 до 100 мкм,а дисперсной средой – воздух.

Образование промышленная пыль происходит при перезагрузке и транспортировке сыпучих грузов, механическом измельчении твердых веществ.

К промышленной пыли можно отнести также сажу, образующуюся в результате неполного сгорания топлива в судовых дизелях и парогенераторах.

Промышленную пыль можно количественно охарактеризовать средним размером частиц, кривой распределения по размерам, удельной поверхностью, т.е отношением суммарной поверхности частиц пыли к их массе или объему. Важнейшей характеристикой является концентрация пыли в воздухе.

Пыль проникает в организм человека через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, глаза и кожу. Для человека наибольшую опасность представляют частицы пыли размером менее 10 мкм, что видно из данных, приведенных в Табл.1

Таблица 1

Особую опасность для организма человека представляет пыль, состоящая из частиц токсичного вещества, или пыль, имеющая на поверхности сорбированные токсичные вещества. Например, к токсичным относится пыль каменно - угольного песка, карбида кальция, извести, свинца и др. Особенностью является наличие на поверхности частиц адсорбированных канцерогенных веществ, а именно 3,4-бензпирена – это конденсированный ароматический углеводород, обладающий канцерогенными свойствами, т.е способен вызывать рак при нанесении на кожу или при нанесении под кожу животных.

Вредное действие на организм человека пыли определяется ее содержанием в воздухе рабочих помещений, т.е концентрацией пыли, которая обычно может изменяться от 10 -8 до 10 5 мг/м 3 . Повышенные концентрации пыли вызывают интенсивное вредное действие на организм человека.

По степени воздействия на организм человека вредные вещества (в том числе и аэрозоли) подразделяют на 4 класса опасности:

1-й – вещества чрезвычайно опасные;

2-й – вещества высокоопасные;

3-й – вещества умеренно опасные;

4-й – вещества малоопасные.

Класс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей.

Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности. Необходимо также иметь в виду, что некоторые промышленные пыли являются взрывоопасными.

Одной из опасных пылей для организма человека на морском транспорте является зерновая пыль, которая состоит из органических компонентов

(бактерии, споры и т.п) и неорганических (частицы песка, глины, почвы). Содержание двуокиси кремния в зерновой пыли достигает 10%.

Длительный контакт с зерновой пылью может привести к развитию пневмокониоза. При кратковременном воздействии на слизистую оболочку глаз, верхних дыхательных путей вызывается раздражение и развитие воспалительных процессов. При механическом воздействии на кожу возникают пузырьковые высыпания («зерновая чесотка»), возможно, также бактериологическое поражение с сильной головной болью, ознобом, сердцебиением, головокружением и тошнотой («зерновая лихорадка»).

Для предотвращения вредного воздействия промышленных пылей

на организм человека применяют комплекс мероприятий:

Разрабатываются и устанавливаются предельно допустимые концентрации (ПДК) различных пылей в воздухе рабочей зоны;

Проектируются и устанавливаются вентиляционные установки и системы аспирации;

Разрабатываются и применяются индивидуальные средства защиты;

III. ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ И ВЫЧИСЛЕНИЯ ПО АНАЛИЗУ ЗАПЫЛЕННОСТИ РАБОЧЕГО ПОМЕЩЕНИЯ

а) Протокол исследования запыленности

б) Оценка запыленности рабочего места/помещения

1. Для количественной оценки запыленного рабочего помещения необходимо знать массу пыли в единице объема. Определить концентрацию пыли можно различными методами, наиболее простой и надежный – весовой. Сущность метода заключается во взвешивании специального фильтра до и после протягивания через него известного объема запыленного воздуха.

где: С – концентрация пыли в воздухе, мг/м 3 ;

Р 1 – масса фильтра до отбора пыли, мг;

Р 2 – масса фильтра после отбора пыли, мг;

V 0 – объем воздуха в месте пробы, о С.

V o =

где: V – объем воздуха, протянутого через фильтр в условия опыта (при t (o C) и давлении В (гПа);

Существует множество отраслевых документов описывающее пылевую обстановку в помещении. Это СНИПы, ГОСТЫ и рассматривают они ее со своих, профессиональных точек зрения. Но нигде в них нет цифр ограничивающих содержание пыли в бытовых и офисных помещениях. Это вызвано в первую очередь тем, что в отделке помещениях этих категорий используются самые разные материалы. А именно от применяемых отделочных материалов, материалов применяемых в оборудовании помещений и конструкции помещений (вентиляции и кондиционирования). А установив нормативы по пыли для бытовых и офисных помещений проектировщики рискуют не уложиться в них.

В 2004 году введен в действие наиболее широкий документ определяющий нормативы по содержанию в воздухе пыли. Это "Межгосударственный стандарт ГОСТ ИСО 14644 -1-2002, Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды, Часть 1, Классификация чистоты воздуха".

Вот такое длинное и незамысловатое название. Для нас, в данном случае интересна табл. 1. из раздела 3.

Ранее существовал ГОСТ Р 50776-95, который отличается нормированием содержание микроорганизмов (см. табл.1 выделенный розовым цветом столбец), а значения количества пыли не округлены.

Учитывая, что нам нужны ориентиры по концентрации пыли, данные этих двух ГОСТ" ов сведены в одну таблицу.

Таблица 1, классы чистоты по взвешенным в воздухе частицам для чистых помещений и чистых зон

нк - счетная концентрация частиц данного размера для данного класса не контролируется,

нд - частиц данного и большего размера в воздухе не должно быть,

МК - предельно допустимое число микроорганизмов, шт/м 3

Я пока не нашел данных относящихся к категории по чистоте воздуха в бытовых и офисных помещении. Хотя мне попадались нормативы для чистых помещений лечебных учреждений.

И зная о жестком нормировании содержания пыли в воздухе чистых производственных помещений имеющих категорию, можно сделать вывод, что классы (категории) 7, 8, 9 наиболее близки к офисным (7, 8) и бытовым (9) помещениям.

Заключение

Хотя ГОСТ определяет категорию "для чистых помещений и чистых зон" нас интересует класс ИСО 9, как (на мой взгляд) наиболее близкий к бытовым помещениям и Класс ИСО 7 и 8 для офисных помещений оборудованных кондиционированием и фильтрацией воздуха соответственно.

Приведенные цифры могут использоваться только как ориентиры при проведении оценочных расчетов по воздушным фильтрам электронной и вычислительной техники и ее эксплуатационных регламентов.

Для точных расчетов следует применять значения уровней запыленности указанные в паспортах помещений, где расположена аппаратура.

Подготовил А.Сорокин,

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.

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.

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.