lab_6 (Лабники по БЖД с кафедры)

10

Лабораторная работа №6

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА В

ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ

Цель работы

Ознакомление с вредным действием пыли на организм человека, требованиями санитарных и технологических норм для воздуха, рабочей зоны; изучение методов и приборов для измерения запыленности и дисперсного состава пыли в производственных помещениях, оценки, запыленности воздуха из условий пожаробезопасности.

1.Методические указания

В воздухе рабочей зоны- пространстве высотой 2 метра над .уровнем пола или площади, на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих, может содержаться пыль различного происхождения: пыль. проникающая снаружи через неплотности оконных и дверных проемов и вносимая персоналом на одежде и обуви, на материалах и инструментах; пыль и ворс технологической одежды; частицы, образующиеся в результате разрушения или изнашивания материалов: частицы, выделяемые при выполнении технологических процессов и т.п. Запыленность принято характеризовать аэрозолями. Под аэрозолями, или аэродисперсионными системами, понимают мелкие частицы, находящиеся в твердой или жидкой фазе. В зависимости от химического состава вещества аэрозоли подразделяются на органические, неорганические, смешанные и биологические. Аэрозоли могут обладать различной дисперсностью (d = 10^-9м до d = 10^-3м). Этот параметр аэрозолей оказывает огромное влияние почти на все их свойства. В зависимости от размера частиц аэрозоли делятся на высокодисперсные (d < 10^-7м), среднедисперсные (10^-7м < d < 10^-6м) и грубодисперсные (d < 10^-6м).

Размер аэрозольных частиц определяет их способность проникать в дыхательные пути и задерживаться там. Наибольшую опас­ность для легких человека представляют частицы размером 0,2-5,0 мкм. Частицы размером более 10 мкм осаждаются в дыха­тельных путях и, практически, не достигают альвеол легких. Бо­лее крупные пылинки задерживаются слизистой оболочкой верхних дыхательных путей, а более мелкие- выдыхаются. По форме наи­более опасные пылинки с острыми зазубренными краями и иголь­чатые (асбест, стекло, металлы и пр.) В гигиенической практи­ке принято аэрозольные частицы в диапазоне до 10 мкм называть преимущественно фиброгенного действия, т.к. именно они вызы­вают фиброзные заболевания легких (пневмокониозы). Пыль спо­собна адсорбировать (поглощать) содержащиеся в воздухе пары и газы, в том числе ядовитые, вследствие чего неядовитая пыль может стать ядовитой. Например, угольная пыль и сажа могут адсорбировать оксид углерода.

Пыль может обладать электрическим зарядом, который облег­чает осаждение ее в легких, т.е. увеличивает количество за­держивающейся в организме пыли.

Основным показателем для гигиенической оценки состояния воздуха рабочей зоны производственных помещений являются пре­дельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ, которые утверждаются Минздравом России. ПДК вредных веществ в воз­духе рабочей зоны представляют собой значения концентрации, которые при ежеднев­ной восьмичасовой работе в течение всего рабочего стажа не могут вызывать у работающих заболеваний или отклонений в сос­тоянии здоровья, обнаруживаемых современными мето-дами исследования непосредственно в процессе работы или в отдаленные сроки.

ПДК вредных веществ нормируются в воздухе рабочей зоны. Погрешность в измерении объема отработанной пробы воздуха не должна превышать 10%. При определении массы пыли в отработан­ной пробе допускается отклонение 10%. Максимальная общая ошибка при определении содержания пыли в воздухе не должна превышать 25%. ПДК некоторых аэрозолей приведены в табл. 1.

Предельно допустимые концентрации аэрозолей преимущественно фиброгенного действия (ГОСТ 12.1.005-88)

Таблица 1

Различают следующие концентрации аэрозольных частиц:

• массовая ( ) - масса аэрозольных частиц в единице объема воздуха, измеряется в мг/м³;

• объемная ( ) - масса аэрозольных частиц в единице объема воздуха, измеряется в см³/м³.; массовая концентрация равна объемной, умноженной на удельную массу аэрозольных частиц;

   ,

• поверхностная ( ) - суммарная поверхность аэрозольных частиц в единице объема воздуха, измеряется в м²/ м³;

• счетная ( ) - число аэрозольных частиц в единице объема воздуха (число частиц, содержащихся в 1 литре воздуха).

Большинство природных и искусственно получаемых аэрозолей обладают довольно значительной полидисперсностью (размеры частиц лежат в широком диапазоне). Для характеристики зависимости свойств аэрозолей от их дисперсности используются дифференциальные (рис.1) и интегральные (рис.2) функции распределения.

Дифференциальная кривая распределения выражает счетную долю частиц, радиусы (диаметры) которых заключены между d₁ и d₂, а интегральная показывает, какая доля частиц имеет радиус или диаметр меньше заданной величины. Дифференциальные функции распределения частиц по размерам в большинстве случаев имеет один, ярко выраженный асимметричный максимум, с крутым спадом в сторону мелких и пологим - в сторону крупных частиц. В большинстве случаев это распределение сводится к логарифмически нормальному закону, для которого дифференциальная f(d), интегральная F(d) функции распределения имеют вид:

=  ,

 ,

где - среднеквадратичное отклонение логарифмов диаметров частиц;

- среднегеометрический диаметр частиц:

М - коэффициент перехода от натуральных логарифмов к десятичным, равный 0,4343.

Зная счетную концентрацию аэрозольных частиц, можно определить массовую концентрацию по формуле:

=  , мг/м³ (1)

где =300 кг/м³ - плотность аэрозольных частиц,

V - объем пробы, м³ (1 л =1 дм³),

d - средний диаметр частицы, мкм ,

n - число частиц определенного размера.

Для оценки безопасности технологических процессов с использованием пылеобразных веществ необходимо располагать количественными показателями их пожаровзрывоопасности. Пыли различной химической природы неодинаково ведут себя при горении, однако условия их зажигания, распространения пламени и условия подавления горения подчиняются одним и тем же закономерностям, поэтому оценку пожарной опасности проводят по одинаковым методикам. При оценке пожаровзрывоопасности взвешенной пыли определяют массу пыли, нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР), минимальную энергию зажигания, максимальное давление взрыва и скорость его нарастания, минимальное взрывоопасное содержание кислорода. НКПР распространения пламени - минимальное содержание горючего в смеси «горючее вещество - кислородная среда», при котором возможно распространение на любое расстояние пламени на любое расстояние от источника зажигания. На величину НКПР аэрозолей оказывает влияние форма и состояние поверхности частиц, их дисперсный состав и влажность. Влияние размера частиц на НКПР носит сложный характер: при увеличении среднего диаметра от 3 - 5 до 60 - 100 мкм НКПР снижается; дальнейшее увеличение диаметра приводит к повышению НКПР. При диаметре частиц 450 - 500 мкм аэрозоли становятся не взрывоопасными.

Для мелкодисперсного аэрозоля (диаметр частиц менее 10 мкм) НКПР можно выразить следующим образом: НКПР = 0,41М_Н; для крупнодисперсного аэрозоля (размер 40 - 50 мкм): НКПР = 0,164М_Н , где М - молекулярная масса, _Н - нижний концентрационный предел распространения пламени (%). Увлажнение частиц аэрозолей приводит к повышению НКПР. Увеличение влагосодержания с 0 до 5% повышает НКПР незначительно, с 5 до 10% - существенно (в 2 и более раз), с 10 до 15% - аэрозоли многих органических веществ перестают быть взрывоопасными. На концентрационные пределы распространения пламени влияет температура смеси. С повышением начальной температуры смеси концентрационные пределы расширяются в результате снижения нижнего и повышения верхнего пределов. Это расширение описывается соотношением:

,