Оценка воздействия вредных веществ, содержащихся в воздухе

Практическое занятие  1

Оценка воздействия вредных  веществ, содержащихся в воздухе 

Цель

Научиться производить оценку воздействия вредных веществ, содержащихся в воздухе.

Содержание

1. Источники вредных веществ, образующихся в технологических процессах.
2. Методы для защиты воздушной среды рабочей зоны.
3. Системы вентиляции, используемые на производстве.
4. Расчет необходимой производительности общеобменной вентиляции.

Вывод.

Оборудование

1. Методические указания

Отчет

Изучите текст, письменно  ответьте на вопросы после текста

Выполнение различных  видов работ в промышленности сопровождается выделением в воздушную среду вредных веществ. Вредное вещество — это вещество, которое в случае нарушения требований безопасности может вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые как в процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни настоящих и последующих поколений.

Наиболее благоприятен для  дыхания атмосферный воздух, содержащий (% по объему) азота — 78,08, кислорода — 20,95, инертных газов — 0,93, углекислого газа — 0,03, прочих газов — 0,01.

Необходимо обращать внимание и на содержание в воздухе заряженных частиц — ионов. Так, например, известно благотворное влияние на организм человека отрицательно заряженных ионов кислорода воздуха.

Вредные вещества, выделяющиеся в воздух рабочей зоны, изменяют его состав, в результате чего он существенно может отличаться от состава атмосферного воздуха.

При проведении различных  технологических процессов в  воздух выделяются твердые и жидкие частицы, а также пары и газы. Пары и газы образуют с воздухом смеси, а твердые и жидкие частицы — аэродисперсные системы — аэрозоли. Аэрозолями называют воздух или газ, содержащие в себе взвешенные твердые или жидкие частицы. Аэрозоли принято делить на пыль, дым, туман. Пыли или дымы — это системы, состоящие из воздуха или газа и распределенных в них частиц твердого вещества, а туманы — системы, образованные воздухом или газом и частицами жидкости.

Размеры твердых частиц пылей  превышают 1 мкм, а размеры твердых частиц дыма меньше этого значения. Различают крупнодисперсную (размер твердых частиц более 50 мкм), среднедисперсную (от 10 до 50 мкм) и мелкодисперсную (размер частиц менее 10 мкм) пыль. Размер жидких частиц, образующих туманы, обычно лежит в пределах от 0,3 до 5 мкм.

Проникновение вредных веществ  в организм человека происходит через дыхательные пути (основной путь), а также через кожу и с пищей, если человек принимает ее, находясь на рабочем месте. Действие этих веществ следует рассматривать как воздействие опасных или вредных производственных факторов, так как они оказывают негативное (токсическое) действие на организм человека. В результате воздействия этих веществ у человека возникает отравление — болезненное состояние, тяжесть которого зависит от продолжительности воздействия, концентрации и вида вредного вещества.

Существуют различные  классификации вредных веществ, в основу которых положено их действие на человеческий организм. В соответствии с наиболее распространенной (по Е.Я. Юдину и С.В. Белову) классификацией вредные вещества делятся на шесть  групп: общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную (детородную) функцию человеческого организма.

Общетоксические вещества вызывают отравление всего организма. Это оксид углерода, свинец, ртуть, мышьяк и его соединения, бензол и др.

Раздражающие  вещества вызывают раздражение дыхательного тракта и слизистых оболочек человеческого организма. К этим веществам относятся: хлор, аммиак, пары ацетона, оксиды азота, озон и ряд других веществ.

Сенсибилизирующие вещества действуют как аллергены, т.е. приводят к возникновению аллергии у человека. Этим свойством обладают формальдегид, различные нитросоединения, никотинамид, гексахлоран и др.

Воздействие канцерогенных веществ на организм человека приводит к возникновению и развитию злокачественных опухолей (раковых заболеваний). Канцерогенными являются оксиды хрома, 3,4-бензпирен, бериллий и его соединения, асбест и др.

Мутагенные вещества при воздействии на организм вызывают изменение наследственной информации. Это радиоактивные вещества, марганец, свинец и т.д.

Среди веществ, влияющих на репродуктивную функцию человеческого организма, следует в первую очередь назвать ртуть, свинец, стирол, марганец, ряд радиоактивных веществ и др.

Пыль, попадая в организм человека, оказывает фиброгенное  воздействие, заключающееся в раздражении  слизистых оболочек дыхательных  путей. Оседая в легких, пыль задерживается  в них. При длительном вдыхании пыли возникают профессиональные заболевания  легких — пневмокониозы. При вдыхании пыли, содержащей свободный диоксид кремния (SiO₂), развивается наиболее известная форма пневмокониоза — силикоз. Если диоксид кремния находится в связанном с другими соединениями состоянии, возникает профессиональное заболевание — силикатоз. Среди силикатозов наиболее распространены асбестоз, цементоз, талькоз.

Для воздуха рабочей зоны производственных помещений в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 устанавливают предельно  допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ. ПДК выражаются в миллиграммах (мг) вредного вещества, приходящегося на 1 кубический метр воздуха, т. е. мг/м³.

В соответствии с указанным  выше ГОСТом установлены ПДК для  более чем 1300 вредных веществ. Еще  приблизительно для 500 вредных веществ  установлены ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ).

По ГОСТ 12.1.005-88 все вредные  вещества по степени воздействия на организм человека подразделяются на следующие классы: I — чрезвычайно опасные, 2 — высокоопасные, 3 — умеренно опасные, 4 — малоопасные. Опасность устанавливается в зависимости от величины ПДК, средней смертельной дозы и зоны острого или хронического действия.

Если в воздухе содержится вредное вещество, то его концентрация не должна превышать величины ПДК. 

При одновременном присутствии  в воздушной среде нескольких вредных веществ, обладающих однонаправленным действием, должно соблюдаться условие:

Примеры предельно допустимых концентраций различных веществ  представлены в табл. 15.1.

Оздоровление воздушной среды

Оздоровление воздушной  среды достигается снижением  содержания в ней вредных веществ до безопасных значений (не превышающих величины ПДК на данное вещество), а также поддержанием требуемых параметров микроклимата в производственном помещении.

 

Снизить содержание вредных  веществ в воздухе рабочей  зоны можно, используя технологические процессы и оборудование, при которых вредные вещества либо не образуются, либо не попадают в воздух рабочей зоны. Например, перевод различных термических установок и печей с жидкого топлива, при сжигании которого образуется значительное количество вредных веществ, на более чистое — газообразное топливо, а еще лучше — использование электрического нагрева.

Большое значение имеет надежная герметизация оборудования, которая исключает попадание различных вредных веществ в воздух рабочей зоны или значительно снижает в нем концентрацию их. Для поддержания в воздухе безопасной концентрации вредных веществ используют различные системы вентиляции. Если перечисленные мероприятия не дают ожидаемых результатов, рекомендуется автоматизировать производство или перейти к дистанционному управлению технологическими процессами. В ряде случаев для защиты от воздействия вредных веществ, находящихся в воздухе рабочей зоны, рекомендуется использовать индивидуальные средства защиты работающих (респираторы, противогазы), однако следует учитывать, что при этом существенно снижается производительность труда персонала.

Устройство и принцип  работы общеобменной вентиляции, а  также ее использование для поддержания  требуемых параметров микроклимата рассмотрены в § 14.2.

В нем мы рассмотрели устройство общеобменной вентиляции, предназначенной для смены воздуха во всем помещении. Движение воздуха в этой системе достигается за счет использования специальных воздуходувных машин .— вентиляторов. Такая система общеобменной вентиляции носит название механической. В ряде случаев, особенно в горячих цехах и помещениях со значительным избытком явной теплоты, может быть использован и другой тип общеобменной вентиляции — естественная. Перемещение воздуха при естественной вентиляции достигается за счет разности температур в производственном помещении и (наружного воздуха (холодный воздух вытесняет из помещения Iтеплый), а также в результате действия ветра (ветрового давления). Простейшим способом естественной вентиляции является проветривание помещений через окна, форточки или фрамуги. Кроме того, воздух может поступать в помещение и удаляться из него через различные щели и неплотности стен, окон и т.д.

(инфильтрация воздуха). Кроме  того, естественная вентиляция производственных  помещений может осуществляться  с помощью специальных технических приемов: аэрацией и с использованием дефлекторов. Наиболее часто для снижения содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны используется механическая вентиляция, иногда возможно использование вентиляции, состоящей из естественной и механической систем.

Необходимое количество воздуха, подаваемого в помещение для  снижения содержания в нем вредных  веществ до нормы, может быть определено из выражения

Рассмотрим теперь, какие  требования предъявляются к концентрациям q_пр и q_выn.  Для обеспечения безопасной концентрации вредного вещества в воздушных выбросах q_Bvn < ПДК. Для создания эффективной системы вентиляции должно соблюдаться условие q_np < 0,3 ПДК вредного вещества.

Если в воздух рабочей  зоны выделяется несколько веществ, не обладающих однонаправленным действием, то требуемое количество приточного воздуха L должно рассчитываться для каждого из этих веществ, после чего выбирают наибольшее из полученных значений L.

В случае выделения в воздух рабочей зоны нескольких веществ, обладающих однонаправленным действием (например, паров кислот), рассчитывают по уравнению (15.3) количество воздуха, требуемое для разбавления каждого вещества до его предельно допустимой концентрации при совместном действии вредных веществ, а затем суммируют полученные значения L. Сумма значений L и используется для расчетов вентиляции в этом случае.

Если неизвестны состав и  концентрация выделяющихся в воздух рабочей зоны вредных веществ, для  ориентировочных расчетов I. может быть использовано выражение:

В качестве примера приведем рекомендуемые значения k для следующих технологических процессов и производств:

Участок окраски и сушки  машин — 17

Участок сварки — 26

Участок ремонта электрооборудования  — 15

Кузнечное отделение — 20

Помещение очистных сооружений -   8

Для удаления вредных веществ  у источников их образования служит местная вытяжная вентиляция. Использование  устройств местной вытяжной вентиляции практически полностью позволяет удалить пыль и другие вредные вещества из производственного помещения. Устройства местной вентиляции изготавливают в виде отсосов открытого типа и отсосов от полных укрытий.

Отсосы открытого типа находятся за пределами источников выделения вредных веществ. Это  вытяжные зонты, вытяжные панели, бортовые отсосы и другие устройства.

Отсосы от полных укрытий  — это вытяжные шкафы, кожухи и  вытяжные камеры, а также ряд других устройств, внутри которых находятся источники выделения вредных веществ.

Для более эффективного удаления из помещений вредных веществ  система общеобменной вентиляции обычно комбинируется с местной.

В производственном помещении  необходим постоянный контроль за содержанием  вредных веществ в воздухе  рабочей зоны. Отбор проб на определение  этих веществ обычно проводят на рабочем месте на уровне дыхания работающего.

Для контроля запыленности воздуха рабочей зоны могут быть использованы различные методы (фильтрационные, седиментационные, электрические) и  др. Весьма перспективны новые методы измерения концентрации пыли в воздухе рабочей зоны с использованием лазерной техники. В нашей стране наиболее распространен прямой весовой (гравиметрический) метод измерения концентрации пыли в воздухе рабочей зоны. Он заключается в отборе всей находящейся в зоне дыхания пыли на специальные 'аэрозольные фильтры типа АФА ВП. Отбор проб осуществляется с помощью различных аспираторов.

Определение концентрации вредных  веществ, присутствующих в воздухе в виде паров и газов, может также осуществляться различными методами, например с использованием переносных газоанализаторов типа УГ-1 или УГ-2.

Рассмотрим основные индивидуальные средства защиты, предназначенные для  защиты органов дыхания человека от вредных веществ, находящихся  в воздухе рабочей зоны. Указанные средства защиты делятся на фильтрующие и изолирующие.