Исследование запыленности воздуха

Цель работы. Научиться оценивать запыленность воздуха весовым методом. Полученные знания и навыки пригодятся при разработке дипломного проекта и оценке запыленности в процессе работы на производстве.

Задание. Определить концентрацию пыли в воздухе и оценить запыленность по санитарным нормам.

Базовый теоретический материал. В условиях производства воздух зоны чаще всего загрязняется пылью.

Пыль оказывает вредное действие на дыхательные пути, легкие, глаза и кожу: действуя на легкие, вызывает силикозы, раздражает дыхательные пути и вызывает кашель; в итоге может привести к катару дыхательных путей и другим болезням. Частое повреждение частичками пыли роговицы глаза может привести к ее помутнению и образованию бельма.

Пыль минерального происхождения (известь, цемент, сода, мышьяк, суперфосфат), попадая на кожу, вызывает закупорку потовых желез и воспалительные заболевания кожи, экзему.

Наиболее вредна пыль, состоящая из частиц диаметром менее 10 мкм, так как она легко проникает в легкие и оседает в них. Пыль свинца, марганца, сурьмы оказывает общетоксическое действие; пыль пеньки, джута, конопли – аллергенное; пыль песчаная, диоксиды кремния – фиброгенное (разрастание соединительной ткани в органах). Кроме того, сахарная, мучная, зерновая, табачная, кожевенная, ка­менноугольная, древесная пыль взрывоопасна (например, нижний предел взрыва древесной пыли составляет 25,2 г/м³). Пыль минеральных удобрений и пестицидов ядовита. Обыкновенная дорожная пыль (смешанного происхождения) может быть носителем радиоактивных загрязнений. Поэтому очень важно определить концентрацию пыли в воздухе и сравнить ее с ПДК. По ГОСТ 12.1.005-98 ПДК зерновой пыли – 4,0 мг/м³, мучной и древесной – 6,0 мг/м³, хлопковой и льняной – 2,0 мг/м³, песчаной (более 70 % SiО₂) – 1,0 мг/м³; суперфосфата двойного – 5,0 мг/м³.

Определив концентрацию пыли в воздухе, устанавливают, во сколько раз её уровень превышает ПДК. На основании анализа особенностей технологического процесса по степени загрязнения воздуха пылью планируют защитные противопылевые мероприятия.

Наиболее эффективными являются герметизация источников пыли, установка соответствующей вентиляции, изолированных кабин для операторов, автоматизированных систем. Если подобными мероприятиями не удается снизить запыленность воздуха, то для охраны здоровья работников применяют средства индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД). Таковыми являются респираторы ШВ-1, «Лепесток», «Астра 2», У-2К, РП-КМ, Ф-62ШМ, «Кама», «Снежок» и др.

Все методы определения запыленности воздуха делятся на две группы:

– точные, применяемые в лаборатории и требующие длительного времени, например счётный, электрический, фотоэлектрический и др.;

– весовой, позволяющий определить запыленность воздуха быстро и непосредственно в производственном помещении.

Счетный метод заключается в том, что пыль, содержащуюся в оп­ределенном объеме воздуха, осаждают на предметное стекло, например с помощью электростатического поля при подаче на контакты высокого напряжения. Затем производят подсчет пылинок с помощью микроскопа.

Весовой метод служит для определения массы пыли, содержащейся в единице объёма воздуха (мг/м³). Метод основан на использовании фильтра типа АФА (аналитический фильтр аэрозольный), изготовленного из гидрофобного высокоэффективного фильтрующего материала ФГ1П-15. Фильтр взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,1 мг до и после протягивания через него определенного объема запыленного воздуха. Схема установки изображена на рисунке 3.1.

В учебных целях используют пылевые камеры. Пробы берут в рабочей зоне, т.е. на высоте 1,3 м, в течение времени, достаточного для определения массы пыли (2–4 ч). По истечении времени отбора пробы выключают аспиратор, вынимают и взвешивают фильтр.

 

 

 

Рис. 3.1.Схема аспиратора: 1 – аспиратор; 2 – шкала реометров;
3 – кран для регулировки скорости притягивания; 4 – патрон с фильтром;
5 – пылевая каме­ра; 6 – резиновый шланг; 7 – штуцеры для присоединения шлангов

Весовую концентрацию пыли определяют по формуле

, (3.1)

где Р – концентрация пыли, мг/м;

m ₁, т ₂ – масса фильтра до и после отбора пробы, мг;

– скорость просасывания воздуха через фильтр, м³/мин;

– время просасывания, мин;

К ₀ – коэффициент приведения воздуха к нормальным условиям.

, (3.2)

где 101325 – нормальное атмосферное давление, Па;

В – барометрическое давление, Па;

t – температура воздуха, °С.

Оборудование. Барометр; термометр; ротационная установка (РПУ) или аспиратор (модель 822); патрон со шлангом (аллонж); набор фильтров АФА-Б-18; пылевая камера; секундомер; весы аналитические.

Порядок выполнения работы

1. Изучить методику, оборудование и правила техники безопасности.

2. Под наблюдением преподавателя взять фильтр из кассеты и взвесить его на аналитических весах.

3. Осторожно вставить фильтр в аллонж и плотно закрыть его с помощью крышки.

4. Снять показания барометра, термометра и психрометра.

5. Проверить производительность аспиратора, установить с помощью вентилей рекомендуемый расход воздуха (15–25 л/мин).

6. Собрать установку для отбора проб, т.е. подсоединить к аспиратору пылевую камеру и вставить в нее аллонж.

7. Произвести опыт в течение 1 мин, контролируя и корректируя скорость просасывания воздуха.

8. Разобрав аллонж около аналитических весов, осторожно взвесить фильтр.

9. Определить концентрацию пыли.

10. Убрать рабочее место, составить отчет. Отчет должен содержать описание методики исследований, результаты всех замеров и расчетов, таблицу показателей (табл. 3.1), санитарные нормы, выводы и рекомендации.

Таблица 3.1

Таблица показателей по определению концентрации пыли

Показатель	Результаты измерений
Атмосферное давление, Па
Температура воздуха в зоне замера, °С
Масса фильтра без пыли, мг
Масса фильтра с пылью, мг
Скорость просасывания воздуха, л/мин
Время опыта, мин
Масса пыли, мг
Концентрация пыли, мг/м^3
Предельно допустимая концентрация пыли, мг/м^3
Превышение ПДК, кол-во раз

 

Контрольные вопросы

1. В чем заключается вредность производственной пыли? От чего она зависит?

2. Какие методы используют для определения запыленности воздушной среды?

3. В чем заключается сущность весового и счетного методов определения запыленности?

4. Как определяется запыленность воздушной среды с использованием ротационной установки?

5. Как влияет температура и атмосферное давление воздуха на результат при определении концентрации пыли?

6. Оценить запыленность, если мельница выделяет 4 г пыли в час при удалении 1000 м³/ч воздуха.

 

Лабораторная работа 4

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАГАЗОВАННОСТИ
ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ

Цель работы. Научиться использовать газоанализатор типа УГ-2 для определения загазованности; расширить знания по оценке загазованности воздуха. Эти знания требуются для улучшения условий труда на производстве, предохранения от действия вредных газов и обучения профилактике заражения опасными и вредными газами.

Задание. 1. С помощью газоанализаторов определить концентрацию вред­ных газов в камере и оценить загазованность среды по сравнению с нормами. 2. Изучить способы и средства защиты от ядовитых газов.

Базовый теоретический материал. Ядовитые газы имеют природный характер (метан, углекислый газ, сероводород, пары ртути) и техногенный (выхлопные газы автомобилей и тракторов, ТЭЦ, нефтекомбинатов, металлургических и механических заводов, животноводческих ферм и т.п.). Наиболее вредные и широко распространенные газы – оксид (СО) и диоксид (СО₂) углерода (угарный и углекислый газы); оксиды серы (SО₂ и SО₃ – сернистый и серный газы), оксид (NO) и диоксид (NО₂) азота; углеводороды (СnНm – нефтепродукты, метан, пропан и т.п.); сероводород (H₂S) и аммиак (NH₃).

Промышленность выбрасывает пары серной, плавиковой, хромовой, азот­ной кислот, пары ртути, соединения свинца (всего более 500 вредных веществ).

Кроме отмеченных, следует знать и такие вредные вещества, как бенз(а)пирен, формальдегид, сероуглерод, фтористый водород, стирол, бензол, дихлорэтан, пестициды и удобрения, анилин, животные яды (змей, пчел) и др. (табл. 4.1).

 

Таблица 4.1