Нормування шкідливих речовин

Шкідливі речовини, що потрапили в організм людини спричинюють порушення здоров'я лише в тому випадку, коли їхня кількість у повітрі перевищує граничну для кожної речовини величину. Під гранично допустимою концентрацією (ГДК) шкід­ливих речовин у повітрі робочої зони розуміють таку максимальну концентрацію шкідливої речовини в повітрі робочої зони, яка при щоденній (крім вихідних днів) роботі протягом 8 годин чи іншої тривалості (але не більше 40 годин на тиждень) не призводить до зниження працездатності і захворювання в період трудової діяль­ності та у наступний період життя, а також не справляє несприятливого впливу на здоров'я нащадків.

За величиною ГДК у повітрі робочої зони шкідливі речовини поділяються на чотири класи небезпеки (ГОСТ 12.1.007-76):

— 1-й — речовини надзвичайно небезпечні, ГДК менше 0,1 мг/м3 (свинець,
ртуть, озон та ін.).

— 2-й — речовини високонебезпечні, ГДК 0,1 —1,0 мг/м3 (кислоти сірчана та
соляна, хлор, фенол, їдкі луги та ін.).

— 3-й — речовини помірно небезпечні, ГДК 1,1 —10,0 мг/м3 (вінілацетат, толуол, ксилол, спирт метиловий та ін.).

— 4-й — речовини малонебезпечні, ГДК більше 10,0 мг/м3 (аміак, бензин, аце­тон, гас та ін.).

Гранично допустимі концентрації деяких шкідливих речовин у повітрі робочої зони наведені в таблиці 2.4.

При вмісті в повітрі робочої зони кількох речовин односпрямованої дії необхідно дотримуватись наступної умови:

С₁/ГДК₁+С₂/ГДК₂ + С₃/ГДК₃+...+ С_n/ГДК_n=1, (2.1)

де C₁, С₂, С₃ ... С_n — фактичні концентрації шкідливих речовин у повітрі, мг/м³; ГДК₁, ГДК₂... ГДК_n — гранично допустимі концентрації відповідних шкідливих речовин, мг/м³.

До шкідливих речовин односпрямованої дії належать шкідливі речовини, які є близькими за хімічною будовою та характером впливу на організм людини.

При одночасному вмісті в повітрі кількох шкідливих речовин, що не мають односпрямованої дії, ГДК залишаються такими самими, як і при їх ізольованій дії.

Таблиця 2.4.

ГДК деяких шкідливих речовин у повітрі робочої зони

№ зп.	Назва речовини	ГДК, мг/м3	Клас небезпеки	Агрегатний стан	Особливості дії
	Азоту оксиди Алюміній Аміак Ангідрид сірчаний Ацетон Бензин (паливний) Бензин (розчинник) Гас Дибутилфтолат Кислота сірчана + Кислота оцтова + Луги їдкі + Масла мінеральні нафтові + Нікель Озон Оксид вуглецю Пил: борошняний, паперовий вовняний, пуховий, льняний азбестовий цементу, апатиту Ртуть металічна Свинець Спирт метиловий Спирт етиловий Уайт-спірит Фенол Хлор +	0,5 0,5   0,05 0,1   0,01/0,05 0,01/0,05 0,3		п а п а п п п п п + а а п а   а а п п   а а а а п а п п п п п	О Ф   К     К,А О     А,Ф А, Ф Ф,К Ф   О

Примітки: 1. Умовні позначення: п – пари; а – аерозолі; п+а – суміш парів та аерозолю; О – гостро-направлена дія; А – алергічна дія; К – канцерогенна дія; Ф – фібріогенна дія; «+» – вимагається спеціальний захист шкіри та очей. 2. Два значення у 3-ій графі означають максимальну разову (числівник) та середньо-змінну (знаменник) ГДК.

Для контролю концентрації шкідливих речовин у повітрі виробничих примі­щень та робочих зон використовують наступні методи:

— експрес-метод, який ґрунтується на явищі колориметрії (зміні кольору індика­торного порошку в результаті дії відповідної шкідливої речовини) і дозволяє швидко та з достатньою точністю визначити концентрацію шкідливої речовини безпосередньо у робочій зоні. Для цього методу використовують газоаналізатори (УГ-2,ГХ-4, СТХ-17,ФОН-1 та інші).

— лабораторний метод, що полягає у відборі проб повітря з робочої зони і проведенні фізико-хімічного аналізу (хроматографічного, фото колориметричного та ін.) в лабораторних умовах. Цей метод дозволяє одержати точні результати, однак вимагає значного часу.

— метод неперервної автоматичної реєстрації вмісту в повітрі шкідливих хімі­чних речовин з використанням газоаналізаторів та газосигналізаторів (ФКГ-ЗМ на хлор, «Сирена-2» на аміак, «Фотон» на сірководень, стаціонарні широкого спектра: ЩИТ-2,СПА-1,СТХ-18).

Запиленість повітря можна визначити ваговим, електроіндукційним, фотометрич­ним та іншими методами. Найчастіше використовують ваговий метод. Для цього зва­жують спеціальний фільтр до і після протягування через нього певного об'єму запиле­ного повітря, а потім вираховують вагу пилу в міліграмах на кубічний метр повітря.

Періодичність контролю стану повітряного середовища визначається класом небезпеки шкідливих речовин, їх кількістю, ступенем небезпеки ураження працюю­чих тощо. Контроль (вимірювання) може проводитись неперервно, періодично протя­гом зміни, щоденно, щомісячно і т. д. Неперервний контроль із сигналізацією (перевищення ГДК) повинен бути забезпечений, якщо в повітря виробничих приміщень можуть потрапити шкідливі речовини гостро-направленої дії.

ЗАХИСТ ВІД ШКІДЛИВОЇ ДІЇ РЕЧОВИН НА ВИРОБНИЦТВІ

До загальних заходів та засобів попередження забруднення повітряного середовища на виробництві та захисту працюючих належать:

— вилучення шкідливих речовин у технологічних процесах, заміна шкідливих речовин менш шкідливими і т. п. Наприклад, свинцеві білила замінені на цинкові, метиловий спирт — іншими спиртами, органічні розчинники для знежирювання — миючими розчинами на основі води;

— удосконалення технологічних процесів та устаткування (застосовування замкнутих технологічних циклів, неперервних технологічних процесів, мокрих способів переробки пиломатеріалів тощо);

— автоматизація і дистанційне керування технологічними процесами, при яких можливий безпосередній контакт працюючих з шкідливими речовинами;

— герметизація виробничого устаткування, робота технологічного устаткування під розрідженням, локалізація шкідливих виділень за рахунок місцевої вентиляції, аспіраційних укрить;

— нормальне функціонування систем опалення, загально-обмінної вентиляції, кондиціонування повітря, очистки викидів у атмосферу;

— попередні та періодичні медичні огляди робітників, які працюють у шкідли­вих умовах, профілактичне харчування, дотримання правил особистої гігієни;

— контроль за вмістом шкідливих речовин у повітрі робочої зони;

— використання засобів індивідуального захисту.

ВЕНТИЛЯЦІЯ ВИРОБНИЧИХ ПРИМІЩЕНЬ

ПРИЗНАЧЕННЯ ТА КЛАСИФІКАЦІЯ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦІЇ

Під вентиляцією розуміють сукупність заходів та засобів призначених для забезпечення на постійних робочих місцях та зонах обслуговування виробничих при­міщень метеорологічних умов та чистоти повітряного середовища, що відповідають гігієнічним та технічним вимогам. Основне завдання вентиляції — вилучити із при­міщення забруднене, вологе або нагріте повітря та подати чисте свіже повітря.

Вентиляція класифікується за такими ознаками:

— за способом переміщення повітря — природна, штучна (механічна) та сумі­щена (природна та штучна одночасно);

— за напрямком потоку повітря — припливна, витяжна, припливно-витяжна;

— за місцем дії — загальнообмінна, місцева, комбінована;

— за призначенням — робоча, аварійна.

Припливна вентиляція слугує для подачі чистого повітря ззовні у приміщення. При витяжній вентиляції повітря вилучається з приміщення, а зовнішнє надходить через вікна, двері, нещільності будівельних конструкцій. Припливно-витяжна венти­ляція поєднує першу й другу.

Загальнообмінна вентиляція підтримує нормальне повітряне середовище у всьо­му об'ємі робочої зони виробничого приміщення (цеху). За допомогою місцевої вен­тиляції шкідливі виділення вилучаються або розчиняються шляхом припливу чистого повітря безпосередньо у місцях їх утворення. Комбінована вентиляція поєднує загальнообмінну та місцеву.

Аварійну вентиляцію влаштовують у тих виробничих приміщеннях, в яких можуть статися аварії з виділенням значної кількості шкідливостей, а також коли при виході з ладу робочої вентиляції в повітрі можуть утворюватись небезпечні для життя працівників або вибухонебезпечні концентрації. Аварійна вентиляція, як правило, проектується витяжною.

ПРИРОДНА ВЕНТИЛЯЦІЯ

Природна вентиляція відбувається внаслідок теплового та вітрового напорів. Тепловий напір обумовлений різницею температур, а значить і густини внутрішнього і зовнішнього повітря. Вітровий напір обумовлений тим, що при обдуванні вітром будівлі, з її навітряної сторони утворюється підвищений тиск, а підвітряної — розрідження (рис. 2.3).

Природна вентиляція може бути неорганізованою і організованою. При неор­ганізованій вентиляції невідомі об'єми повітря, що надходять та вилучаються із примі­щення, а сам повітрообмін залежить від випадкових чинників (напрямку та сили вітру, температури зовнішнього та внутрішнього повітря). Неорганізована природна вентиля­ція включає інфільтрацію — просочування повітря через нещільності у вікнах, дверях, перекриттях тощо та провітрювання, що здійснюється при відкриванні вікон та кватирок.

Організована природна вентиляція називається аерацією. Для аерації в стінах будівлі роблять отвори для надходження зовнішнього повітря, а на даху чи у верхній частині будівлі встановлюють спеціальні пристрої (ліхтарі) для видалення відпрацьованого повітря. Для регулювання надходження та видалення повітря перед­бачено перекривання на необхідну величину аераційних отворів та ліхтарів. Це особ­ливо важливо в холодну пору року.

У виробничих приміщеннях внаслідок надходження тепла від устаткування, нагрітих матеріалів та речовин, людей, температура повітря як в теплий, так і в холод­ний періоди року, зазвичай, вище температури зовнішнього повітря. Середній тиск повітря в приміщенні практично дорівнює тиску зовнішнього повітря, однак рівність тисків спостерігається в певній горизонтальній площині, що знаходиться приблизно посередині висоти приміщення і називається площиною рівних тисків (рис. 2.4). Тиск на рівні цієї площини можна прийняти рівним нулю. Тоді тиски, що створюють­ся стовпами висотою від центру нижніх відкритих отворів до площини рівних тисків, становлять всередині приміщення , зовні . Значить, на рівні центру нижніх отворів створюється розрідження , завдяки якому повітря надходить через нижні отвори в приміщення. На рівні центру верхніх отворів створюється тиск , що спричиняє рух повітря з приміщення назовні. Таким чином, завдяки різниці тисків у приміщенні відбувається повітрообмін. Тиск теплового напору Н_m дорівнює:

, (2.2)

де – густина зовнішнього та внутрішнього повітря, кг/м³;

h — відстань між центрами нижніх та верхніх вентиляційних отворів, м.

Швидкість руху повітря у вентиляційному отворі розраховується за формулою:

(2.3)

де g — прискорення вільного падіння, 9,8 м/с2;

у— густина повітря, кг/м3;

— різниця тисків всередині будівлі та

зовні, кг/м².

Об'єм повітря L, що надходить чи виходить через вентиляційний отвір становить:

(2.4) (2.4)

де F — площа вентиляційного отвору, м²;

— коефіцієнт втрат, який залежить від конструкції стулок та кута їх розкриття.

Наведені формули є вірними лиш у випадку безвітряної погоди, або для будівель, що добре захищені від вітру. Якщо ж будівля обдувається вітром (рис. 2.3) то підви­щений тиск (навітряна сторона будівлі) чи розрідження (підвітряна сторона) визна­чається за формулою:

(2.5) (2.5)

де Н_в — вітровий тиск чи розрідження, кгс/м²;

К — аеродинамічний коефіцієнт, що залежить від конфігурації будівлі. Зазви­чай приймають К = 0,7 — 0,85 на навітряній стороні та 0,3—0,5 — на підвітряній.

Для збільшення природної тяги за рахунок енергії вітру над витяжними канала­ми встановлюють спеціальні насадки, які отримали назву дефлекторів. Дія дефлектора базується на тому, що при його обтіканні вітром приблизно на 5/7 поверхні насадки утворюється розрідження, внаслі­док чого у витяжному каналі збільшується тяга.

Діаметр горловини (патрубка) дефлектора набли­жено визначають за формулою:

(2.6)

де L_g — продуктивність дефлектора, м³/ год;

V_g — швидкість вітру, м/с.

Дефлектори необхідно розташовувати на найви­щих ділянках покрівлі, вище гребеня даху в зоні ефек­тивної дії вітру.

Перевагою природної вентиляції є її дешевизна та простота експлуатації. Основ­ний її недолік у тому, що повітря надходить у приміщення без попереднього очищення, а видалене відпрацьоване повітря також не очищується і забруднює довкілля.

ШТУЧНА ВЕНТИЛЯЦІЯ

Штучна (механічна) вентиляція, на відміну від природної, дає можливість очи­щувати повітря перед його викидом в атмосферу, вловлювати шкідливі речовини безпосередньо біля місць їх утворення, обробляти припливне повітря (очищувати, підігрівати, зволожувати тощо), більш цілеспрямовано подавати повітря в робочу зону. Окрім того, механічна вентиляція дає можливість організувати повітрозабір у найбільш чистій зоні території підприємства і навіть за її межами.

При штучній вентиляції повітрообмін здійснюється внаслідок різниці тисків, що створюється вентилятором. Вона застосовується в тих випадках, коли тепловиділен­ня у виробничому приміщенні недостатні для постійного (протягом року) викори­стання аерації, або коли кількість чи токсичність шкідливих речовин, які виділяються у повітря приміщення є такою, що виникає необхідність постійного повітрообміну незалежно від метеорологічних умов навколишнього середовища.

Механічна вентиляція може бути робочою або аварійною. Остання повинна передбачатися у виробничих приміщеннях, де можливе раптове надходження у повіт­ря значної кількості шкідливих чи вибухонебезпечних речовин. Аварійна вентиляція повинна вмикатись автоматично при досягненні граничної концентрації небезпеч­них виділень і забезпечувати швидке їх вилучення із приміщення. Як правило, аварійна вентиляція повинна забезпечувати 8—12-кратний повітрообмін за годину в приміщенні.

Робоча вентиляція може бути загальнообмінною, місцевою чи комбінованою.