Определение содержания пыли в воздухе гравиметрическим методом
Описание установки
Определение концентрации пыли гравиметрическим методом проводят на специальной установке ОТ-1 (рис.2.2). Через фильтр из фильтрационной ткани протягивается некоторый объём запылённого воздуха с определённой скоростью, при которой выполняется условие изокинетичности, т.е. скорость воздуха перед аллонжем равна начальной скорости в аллонже (аллонж – патрон для установки фильтра).
Рисунок 2.2 – Внешний вид установки ОТ-1:
1 – пылевая камера; 2 – приборный отсек; 3 – передняя стенка камеры; 4 – бункер-дозатор; 5 – ручка дозатора; 6 – смотровое стекло; 7 – отверстие для взятия пробы воздуха; 8 – аспиратор; 9 – патрон с фильтром
Содержащаяся в воздухе пыль полностью оседает на фильтре. По разности массы фильтра до и после отбора пылевой пробы и количеству отфильтрованного воздуха определяется массовая концентрация пыли (мг/м3).
В данном лабораторном исследовании распыление пыли в пылевой камере и одновременно просасывание запылённого воздуха через фильтр осуществляется с помощью аспиратора.
В пылевой камере (1), которая имитирует рабочее помещение, с помощью вентилятора создаётся запылённость воздуха. Для этого в камеру через дозатор помещается навеска пыли, которая в ходе экспериментов раздувается потоком воздуха от вентилятора. Двигатель вентилятора вынесен в приборный отсек (2), примыкающий к пылевой камере. Передняя стенка камеры (3) – откидная, уплотняемая, изнутри на ней находится бункер-дозатор (4) с навеской пыли, который выполнен быстроразъёмным для замены пыли. При повороте ручки дозатора (5) на один щелчок в бункер вводится порция пыли. На правой стенке установлен фонарь, испускающий световой луч вдоль прозрачного стекла (6), через которое можно визуально наблюдать наличие пыли в камере.
На передней стенке камеры имеется отверстие (7) для взятия пробы воздуха. В нерабочем положении оно закрыто пробкой. В приборном отсеке находится аспиратор (8) для взятия пробы воздуха, органы электроуправления, электроаппаратура. Установка заземляется. Для взятия пробы воздуха и определения концентрации запылённости массовым методом служит патрон (9) с бумажным фильтром. При взятии пробы патрон устанавливается в отверстие камеры.
При выполнении работы используются следующие приборы: часы с секундной стрелкой, торсионные весы и фильтры типа АФА-ВП-10.
Порядок выполнения работы
1) Взвесьте фильтр (с калькой!) на торсионных весах (рис.2.3) с точностью до 1 мг.
2) Вставьте фильтр без кальки в патрон, а аллонж – в воздухозаборное отверстие пылевой камеры.
3) Включите одновременно аспиратор и отметьте по часам начало просасывания воздуха. Время аспирации и скорость просасывания воздуха задаёт преподаватель или лаборант.
4) Извлеките фильтр из патрона и взвесьте (с калькой!).
5) Измерьте температуру воздуха и барометрическое давление.
6) Проведите расчёт концентрации пыли (Сп, мг/м3) в воздухе по формулам:
Сп = (М2 – М1) / V0 (2.1)
где М1 – масса фильтра до отбора пробы, мг; М2 – масса фильтра после отбора пробы, мг; V0 – объём воздуха, протянутого через фильтр, приведенный к нормальным условиям, м3:
V0 = (273 B Vt) / 760 T (2.2)
где В – барометрическое давление, мм рт. ст.; Т – температура воздуха, К; Vt – объем воздуха, протянутого через фильтр при температуре Т и давлении В, м3:
Vt = (Q t) / 1000 (2.3)
где Q – объёмная скорость пробоотбора, л/мин; t – продолжительность отбора пробы, мин.
Таким образом:
Сп = 2780 Т (М2 – М1) / Q t B (2.4)
7) Рассчитайте пылевую нагрузку (ПН) на органы дыхания.
ПН на органы дыхания рабочего (или группы рабочих, если они выполняют аналогичную работу в одинаковых условиях) рассчитывается, исходя из фактических среднесменных концентраций АПФД в воздухе рабочей зоны, объема легочной вентиляции (зависящего от тяжести труда) и продолжительности контакта с пылью:
ПН = Сп N S q (2.5)
где Cп – фактическая среднесменная концентрация пыли в зоне дыхания работника, мг/м3; в данной работе принять равной экспериментальной массовой концентрации пыли (протокол 2.2); N – число рабочих смен в календарном году; N = 250; S – количество лет контакта с АПФД; S = 25 лет; q – объем легочной вентиляции за смену, зависящий от категорий работ по уровню энергозатрат, м3; для работ категории Iа-Iб q= 4 м3.
8) Рассчитайте контрольный уровень пылевой нагрузки (КПН) по формуле:
КПН = ПДКрз N S q (2.6)
где ПДКрз – среднесменная предельно допустимая концентрация пыли в зоне дыхания работника, мг/м3; принимается по табл.2.2.
9) Результаты работы оформите протоколом 2.2.
Протокол 2.2
| № | Наименование показателя | Единица измерения | Значение показателя |
| Наименование пыли | --- | ||
| Температура воздуха T | К | ||
| Барометрическое давление B | мм рт. ст. | ||
| Масса чистого фильтра M1 | мг | ||
| Масса запылённого фильтра M2 | мг | ||
| Объёмная скорость пробоотбора Q | л/мин | ||
| Время пробоотбора t | мин | ||
| Массовая концентрация пыли Cп | мг/ м3 | ||
| ПДКр.з. (из табл.1.2.) | мг/ м3 | ||
| Класс опасности (из табл.1.2) | --- | ||
| Кратность превышения ПДК (Cп / ПДКрз) | раз | ||
| Пылевая нагрузка ПН на органы дыхания | --- | ||
| Контрольный уровень пылевой нагрузки КПН | --- | ||
| Кратность превышения КПН (ПН/КПН) | раз |
Таблица 2.2 –Предельно допустимые концентрации некоторых аэрозолей, преимущественно фиброгенного действия, в воздухе рабочей зоны
| № | Вещество | ПДКрз, мг/м3 | Класс опасности |
| Диатомит. Кремнеземсодержащие пыли: диоксид кремния кристаллический, кварц, кристобалит, тридимит, при содержании его в пыли свыше 70% | |||
| Силикаты и силикатсодержащие пыли: асбесты; асбестопородные пыли; пыли природных минеральных веществ при содержании в них асбеста: | |||
| более 20% | 0,5 | ||
| от 10 до 20 % | |||
| менее 10 % | |||
| асбестоцемент | |||
| Сажи черные промышленные с содержанием бенз(а)пирена не более 35 мг/кг |