Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Изучение методов экспериментального определения и расчета за пыленности воздуха рабочей зоны при анализе санитарно-гигиенических условий на рабочих местах в соответствии с требованиями системы стандартов безопасности труда /ССSТ/.
Загрязнение воздуха рабочей зоны
В условиях машиностроения и металлообработки наибольшее значение, с точки зрения загрязнения воздуха рабочей зоны, имеет разнообразные пыли – взвешенные в воздухе частицы твердых веществ. Газ или воздух, в котором неопределенно долгое время находятся во взвешенном состоянии пыли или капельки жидкости, называют аэродисперсной средой (аэрозолем). В аэрозольной среде пыль или частицы жидкости представляют собой дисперсную фазу, а воздух – дисперсную среду.
Природа пыли, то есть материал, из которого она образована, и механизм ее образования определяет физико-химические свойства аэрозоли. Промышленные пыли образуются в процессе дробления, потерания (аэрозоли дезинтеграции); испарения с последующей конденсацией в твердые частицы (аэрозоли конденсации); горения с образованием в воздухе твердых частиц, как результат неполного сгорания топлива (дыма).
Механизм образования пыли влияет, как правило, только на ее дисперсный состав. Дисперсионность пыли определяет размер составляющих ее частиц дисперсной фазы; крупнодисперсионные пыли – размер частиц более 10 мкм, и мелкодисперсионные – размер частиц менее 10 мкм. Дисперсионный состав пыли определяет скорость осаждения (седиментации) частиц. Следует отметить, что мелкодисперсионные пыли, как правило, отличаются большой химической активностью, обуславливаемой большой активностью поверхностью по сравнению с крупнодисперсионными, т.к. содержат частицы разных размеров.
Формы частиц пыли к механизму образования определяются материалом вещества. В зависимости от формы частиц пыль подразделяется на:
- аморфную – пылинки округлой формы;
- кристаллическую – пылинки волокнистой формы;
- пластичную – пылинки в виде слоистых пластинок
- и т.п.
Жидкие выбросы в воздух рабочей зоны (туманы) представляют собой аэрозоли, образованные мельчайшими капельками распыленных жидкостей.
Газообразные и парообразные выбросы, т.е. вещества, загрязняющие атмосферу в виде примесей газов или паров, обладают дисперсионностью, достигшей молекулярного уровня. Чаще всего газообразные загрязнения образуются в процессе горения, а парообразные – результат процессов испарения. Основными физико-химическими характеристиками газо- и парообразных загрязнений воздуха являются химический состав и плотность.
Массовая концентрация всех видов выбросов измеряется в граммах или миллиграммах на кубический метр воздуха и обычно приводится к нормальным условиям, т.е. температуре окружающей среды 293 К (20 С) и барометрическому давлению 101325 Па.
Систематическое пребывание работающих в воздушной среде с большой концентрацией вредных веществ, в том числе и нетоксичной пыли может привести к тяжелым профессиональным заболеваниям и отравлениям.
Кроме этого, запыленность воздушной среды в производственных условиях снижает прозрачность воздуха и создает предпосылки для увеличения взрыво- и пожароопасности в помещениях.
Методы исследования и анализа запыленности воздуха рабочей зоны
За составом воздуха в производственных помещениях ведется постоянное наблюдение с целью недопущения превышения предельно-допустимых концентраций вредных веществ, регламентируемых стандартами безопасности труда.
Методы анализа делятся на две группы:
Колометрический метод основан на окрашивании индикатора (раствора, порошка) при прохождении через него воздуха, содержащие вредные примеси, при этом интенсивность окраски соответствует концентрации примесей. Концентрацию вещества в воздухе определяют, сравнивая окраску индикатора с эталонами, приведенными в специальных колометрических таблицах.
Химический состав пыли устанавливают известными методами химического или физико-химического анализа в Центральной заводской лаборатории (ЦЗЛ), т.к. обычно можно предположить, какие вещества могут находиться в воздухе рабочей зоны, анализируя химический состав материалов, используемых технологическом процессе.
Для определения концентраций пыли в производственных помещениях машиностроительных предприятий, широко используются весовые (гравиметрические) методы: воздух прокачивается через специальные фильтры (например, аллонж), которые взвешиваются до и после опыта. Одновременно замеряют количество просасываемого воздуха. При этом общую концентрацию пыли различных веществ СΣ в воздухе рабочей зоны определяют по формуле:
(мг/м3)
где m1 и m2 - вес аллонжа до и после прокачивания пробы воздуха в м2; Vн – объем пробы прокачиваемого воздуха в м3, приведенных к нормальным условиям.
Используя уравнение Клайперона – Менделеева для смеси газов, объем пробы прокачиваемого воздуха, приведенный к нормальным условии, можно определить по формуле:
(м3)
где VФ – объем воздуха, прокачиваемого через фильтр при абсолютной температуре окружающей среды Т=273 + t в градусах Кельвина (t – температура окружающей среды в градусах Цельсия) и барометрическом давлении В в Паскалях.
Как правило, количество воздуха определяется с помощью расходомеров, которые замеряют объемную скорость проходящего воздуха Q в кубических дециметрах (литрах) в минуту. Зная время отбора пробы τ в секундах, фактический объем прокачиваемого воздуха вычисляют по формуле:
(м3)
После определения суммарной концентрации пыли фильтр с пылью передается в ЦЗЛ для проведения химического анализа с целью определения химического состава пыли и процентного содержания в ней отдельных составляющих Ai. В настоящей лабораторной работе химический анализ различных вариантов проб пыли был проведен на кафедре «Химия». В таблице 1 приведены состав и процентное содержание вредных компонентов в исследуемом варианте.
|
Наименование вещества |
Направленность воздействия |
ПДК мг/м |
% содержания ингредиента пыли по вариантам |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|||
|
1. Алюминий и его сплавы |
Фиброгенная |
2 |
20 |
- |
30 |
18 |
42 |
- |
- |
10 |
20 |
7 |
|
2. Бора карбид |
Та же |
6 |
- |
35 |
- |
8 |
15 |
10 |
10 |
17 |
15 |
10 |
|
3. Карборунд |
Та же |
6 |
15 |
15 |
- |
7 |
- |
24 |
14 |
10 |
10 |
15 |
|
4. Магний |
Та же |
0,5 |
15 |
4 |
15 |
8 |
6 |
- |
- |
10 |
1 |
28 |
|
5. Марганец |
Та же |
0,3 |
3 |
3 |
15 |
2 |
3 |
1 |
1 |
8 |
1 |
3 |
|
6. Медь |
Та же |
1 |
20 |
3 |
30 |
10 |
1 |
1 |
- |
9 |
- |
2 |
|
7. Никель и его соединения |
Кровотворные организмы |
0,5 |
15 |
1 |
1 |
2 |
8 |
8 |
2 |
3 |
1 |
15 |
|
8. Окись железа |
Фиброгенная |
4 |
10 |
2 |
- |
8 |
5 |
11 |
3 |
6 |
2 |
- |
|
9. Сода кальцинированная |
Кровотворные организмы |
2 |
2 |
10 |
9 |
2 |
7 |
3 |
- |
2 |
12 |
18 |
|
10. Чугун |
Фиброгенная |
6 |
- |
27 |
- |
35 |
10 |
42 |
50 |
22 |
38 |
- |
Концентрацию i-го вида вредного вещества Ci при известной суммарной концентрации вредностей в пробе Cz и процентном содержании вредности Ai определяют по зависимости:
Регламентация содержания вредных примесей в воздухе рабочей зоны
Основным параметром, ограничивающим содержание вредных примесей в воздухе рабочей зоны являются их предельно допустимые концентрации (ПДК) – концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов или при другой продолжительности, но не более 41 часа в неделю, в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований. В процессе работы или в отдельные сроки жизни настоящего и последующего поколений.
При установлении ПДК ориентируются на токсикологический показатель вредности или рефлекторную реакцию организма, определяемых клинико-статистическим методом.
При одновременном содержании в воздухе веществ, обладающих однонаправленным действием, ПДК остаются такими же, как и при изолированном воздействии. Если же вредные вещества имеют однонаправленное действие, то сумма отношений фактических концентраций каждого ингредиента Ci в воздухе помещения к их предельно допустимой концентрации ПДКi не должна превышать единицы, то есть для n ингредиентов должно выполняться соотношение:
Действие стандарта «воздух рабочей зоны …» распространяется на все рабочие места независимо от их расположения: цех, открытая площадка, транспортное средство и т.д.
На территории предприятия в воздухе может содержаться вредных веществ не более 30% от ПДК для рабочей зоны. В выбрасываемой из цехов вытяжной вентиляцией в атмосферу воздухе концентрация вредных веществ не должна создавать в приземном слое концентраций, превышающих предельно допустимые нормы вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест.
Различают 2-а вида ПДК для воздуха населенных пунктов: максимальная из разовых концентраций вредной примеси, определяющая степень кратковременного воздействия примеси на организм человека, и среднесуточная концентрация – допустимая степень загрязнения воздуха в течение длительного периода без строгого фиксирования его продолжительности.
Для классификации вредных веществ и общих требований безопасности введен ГОСТ 12.1.007-76,который подразделяет вредные вещества по степени воздействия на организм на четыре класса опасности:
1-й класс - чрезвычайно опасные, ПДК меньше 0,1 мг/ м;
2-й класс – высокоопасный, ПДК от 0,1 до 1 мг/ м;
3-й класс – опасные, ПДК от 1 до 10 мг/ м;
4-й класс – малоопасные, ПДК больше 10 мг/ м.
В случае, когда по результатам замера концентрация ингредиентов в воздухе превышает ПДК, необходимо рассчитать потребный воздухообмен для общеобменной вентиляции, исходя из того, что максимально возможная концентрация вредных примесей в воздухе не превышает 0,3 ПДК для каждого вида (по направлению воздействия) вредных веществ. Суммарная эквивалентно допустимая концентрация ингредиентов однонаправленного действия ЭПДК определяется из соотношения:
|
где: |
j – |
j-вид направленности воздействия; |
|
i – |
i-вид примеси однонаправленного воздействия; |
|
|
nj – |
кол-во примесей j-ого вида; |
|
|
Bi – |
процентное содержание i-го ингредиента в j-ом виде направленности. |
Результаты измерений
|
Масса аллонжа m1,мг |
После прокачки m2,мг |
Концентрация Q, л/мин |
Время закачки t, мин |
Давление В, Па |
Температ. Т, К |
мг/м3 |
|
870 |
1010 |
2,5 |
30 |
100031,4 |
291 |
1,874 |
Результаты расчетов
Табл.2
|
Наименование Вещества |
ПДК, мг/ м |
% содержание инградиента Аi, % |
Концентрация в пробе Ci, мг/ м |
_Ci_ ПДК |
Направленность воздействия |
|
Алюминий и его сплавы |
2 |
20 |
0,375 |
0,187 |
Фиброгенная |
|
Карборунд |
6 |
15 |
0,281 |
0,047 |
та же |
|
Магний |
0,5 |
15 |
0,281 |
0,562 |
та же |
|
Марганец |
0,3 |
3 |
0,056 |
0,187 |
та же |
|
Медь |
1 |
20 |
0,375 |
0,375 |
та же |
|
Никель и его соединения |
0,5 |
15 |
0,281 |
0,562 |
Кровотворные органы |
|
Окись железа |
4 |
10 |
0,187 |
0,047 |
Фиброгенная |
|
Сода кальцинир. |
2 |
2 |
0,037 |
0,019 |
Кровотворные органы |
|
Сумма: |
1,987 |
м2
|
где: |
Q – |
кол-во воздуха, пропускаемое в минуту через кубический дециметр (литр) |
|
– |
время закачки в секундах |
м3
|
где: |
B – |
барометрическое давления |
|
T – |
температура окружающей среды |
мг/м3
|
где: |
m1, m2 – |
вес аллонжа до и после прокачивания пробы воздуха |
|
VН – |
объем пробы прокачиваемого воздуха |
%
По результатам эксперимента видно, что для фиброгенных воздействий условие не выполняется, т. к. суммарное значение в полтора раза превышают норму, следовательно, данные воздействия не удовлетворяет стандарт о воздухе рабочей зоны, установленный ГОСТ. А для кровотворных воздействий условие выполняется, следовательно, они нормам ГОСТ удовлетворяют.
- Фиброгенные (условие не выполняется)
- Кровотворные (условие верно)