Определение загазованности воздушной среды
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6
Составил: ассистент Тропников Г. М.
Рецензенты: к.т.н., доцент Гуревич А.А.
К.т.н., ст. преподаватель Цхадая Н.Д.
Ухта 2001
Лабораторная работа №6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАГАЗОВАННОСТИ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ
Цель работы: Научить студентов определять концентрации вредных газов и
паров в рабочих зонах и давать оценку вредности воздушной среды.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В некоторых цехах промышленных предприятий выделяются вредные
газы, пары (бензина, сероводорода, окиси углерода, керосина, паров
амилина. толуола, ксиола, фенола и т.д.), которые проникают в организм
человека через дыхательные пути, пищеварительный тракт, а также
всасываются через кожу.
Наиболее опасно проникновение вредных веществ через дыхательные
пути, т.к. в этом случае вредные вещества попадают непосредственно в
кровь.
Действие каждого яда весьма специфично. Большинство химических
ядовитых веществ оказывает раздражающее действие на слизистые
оболочки верхних дыхательных путей и глаз.
Яды могут вызывать понижение общей сопротивляемости организма
к вредным другим воздействиям и способствовать возникновению общих
заболеваний.
Опасность отравления зависит не только от токсичности, но и от
времени концентрации яда. Разумеется, чем выше в окружающей среде яда,
тем больше поступит его в организм при дыхании и тем скорее и тяжелее
окажется его воздействие.
Кроме того, некоторые газы и пары в воздухе рабочих помещений
могут образовывать (соединяясь с кислородом) взрывоопасные смеси
(бензин, бензол, ацетилен, эфир и т.п.), что приводит к тяжелым
последствиям.
Вот почему своевременное принятие мер по обеспечению
нормального состояния воздушной среды является одной из важнейших
задач охраны труда.
Для исследования примесей вредных газов и паров в воздухе рабочих
помещений производят анализ воздушной среды. Пробы воздуха берут на
основных рабочих местах, а также и в местах, где рабочие могут быть
кратковременно. Пробу воздуха отбирают на высоте 1,5 метра от пола. Во
всех случаях замера (анализов) необходимо производить повторные
определения, которые укажут на изменение концентрации вредных паров
или газов в выбранной для замера точке. Если эти изменения не
значительны, можно ограничиться несколькими определениями (2 - 3). В
Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны
| № п/п | Вещества | Величина предельно допустимой концентрации, мг/м3 (ПДК) | Класс точности |
| Аммиак | |||
| Ацетон | |||
| Бензин растворитель (в пересчете на С) | |||
| Тетраэтилсвинец | 0,005 | ||
| Бензин топливный сланцевый крекинг и др. (в пересчете на С) | |||
| Дихлорэтан | |||
| Изопрен | |||
| Йод | |||
| Керосин (в пересчете на С) | |||
| Ксилол, толуол, хлорбензол | |||
| Лигроин (в пересчете на С) | |||
| Ртуть металлическая, свинец | 0,01 | ||
| Спирт этиловый | |||
| Спирт метиловый (метанол) | |||
| Уайт-спирт (в пересчете на С) | |||
| Окись углерода, бензол | |||
| Уксусная кислота, фенол | |||
| Хлор | |||
| Углеводороды | |||
| Этиловый эфир |
Четыре класса точности:
1 − вещества чрезвычайно опасные;
2 − вещества высоко опасные;
3 − вещества умеренно опасные;
4 − вещества мало опасные.
Приложение 2
| № п/п | Исследуемые газы (пары) | Примеси, улавливаемые фильтрующим патроном | Примеси, мешающие определению при анализе | Поглотительные материалы |
| Сернистый ангидрит | Сероводород, двуокись азота, туман серной кислоты, пары воды | Молот, обработанный серной кислотой, медью и дефониламином | ||
| Этиловый спирт | Пары воды, этиловый спирт, органические кислоты, фенол | Хлористый кальций, смесь фосфорного ангидрида и кварцевого песка, едкий натрий | ||
| Ацетилен | Сероводород, фосфористый водород, кремнистый водород, ацетон, аммиак, пары воды | Хлористый кальций | ||
| Окись углерода | Ацетилен, этилен, бензин, бензол, спирты, ацетон, окислы азота | Карбонилы металлов | Силикагель, обработанный раствором хромного ангидрида и серной кислоты, активированный уголь, обработанный раствором сернокислой закиси ртути | |
| Сероводород | Меркаптаны | |||
| Хлор | Бром, йод, окислители, хлорамины | |||
| Аммиак | Пары кислот, щелочей и аминов | |||
| Окислы азота | Хлор, бром, йод | |||
| Бензин | Углеводороды ароматического и непредельного рядов | Хлористый кальций, огнеупорный шамот, обработанный раствором серной кислоты; огнеупорный шамот, обработанный раствором сернокислой закиси ртути | ||
| Бензол | Пары воды | Углеводороды жирного и ароматического рядов | Гранулированный хлористый кальций безводный | |
| Толуол | − ” − | − ” − | ||
| Крилол | − ” − | Пары бензола и толуола | − ” − | |
| Ацетон | Пары уксусной кислоты, соляной кислоты | Кетон, уксусный ангидрид | Углекислый натрий и метилоранж |
остальных случаях следует продолжить замеры для выявления динамики
изменения концентрации на протяжении более или менее длительного
отрезка времени.
Фактические концентрации паров и газов в рабочих зонах
сравнивают с предельно-допустимыми концентрациями (ПДК) по ГОСТ
12.1.005-88 «Воздух рабочей зоны».
По результатам анализа можно судить о вредности воздушной среды
данного цеха, эффективности вентиляционных устройств и герметизации
производственного оборудования.
Для сравнения замеренных концентраций горючих газов и паров
жидкостей с взрывоопасными концентрациями необходимо
найденные концентрации пересчитать из весовых единиц в объемные по
следующим формулам:
а) при концентрации газа до 1000 мг/м3
б) при концентрации газа выше 1000 мг/м3
где V - концентрация веществ, выраженная в объемных процентах
t - температура газа, °С
Pt - атмосферное давление, мм. рт. ст.
О - концентрация газа при данной температуре и давлении, мг/м3
М - молекулярный вес газа (см. приложение 1).
2. ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИБОРЫ
Для анализа воздушной среды применяют специальные приборы,
называемые газоанализаторами.
Универсальный газоанализатор УГ-2 предназначен для количественного определения вредных примесей, содержащихся в воздухе рабочих помещений.
Принцип работы газоанализатора типа УГ-2 основан на изменении
длины окрашенного столбика, полученного в процессе просасывания через
индикаторную трубку воздуха, содержащего вредные примеси.
Длина окрашенного столбика индикаторного порошка в трубке
пропорциональна концентрации анализируемого газа, измеряется по шкале,
градуированной в мг/м3 (шкалы находятся на столе вытяжного шкафа).
Цвета индикаторных порошков после просасывания исследуемого
воздуха в зависимости от определяемых газов даны в приложении 1.
Примеси, улавливаемые патроном, которые фильтрует определенный
газ и примеси, мешающие определению, указаны в приложении 2.
Газоанализатор типа УГ-2 состоит из воздухообразного устройства со
съемной подставкой для шкал, установленной на плате прибора, штоков,
измерительных шкал, индикаторных трубок, фильтрующих патронов.
Основной частью воздухозаборного устройства является резиновый
сильфон с расположенной внутри стакана сжатой пружиной, которая
удерживает сильфон в растянутом положении.
На схематическом рисунке (рис.1) изображен продольный разрез
воздухозаборного устройства.
В закрытой части корпуса (14) помещается резиновый сильфон (1) с
двумя фланцами и стаканом, в котором находится пружина (5).
Во внутренних гольфах сильфона установлены распорные кольца. На
верхней плате (12) имеется неподвижная втулка (8) для направления штока
(3) при сжатии сильфона и отверстие (4) для хранения штока в нерабочем
положении.
На штуцере (10) с внутренней стороны одета резиновая трубка (11),
которая вторым концом через нижний фланец соединяется с внутренней
полостью сильфона. На наружный конец штуцера одета отводная
резиновая трубка. К последней, в свою очередь, присоединяется патрон.
Просасывание исследуемого воздуха через индикаторную трубку
производится после предварительного сжатия сильфона штоком.
На гранях (под головкой штока) обозначены объемы просасываемого
при анализе воздуха.
На цилиндрической поверхности штока имеются две продольные
канавки, каждая с двумя углублениями (9), служащие для фиксации объема
просасываемого воздуха. Расстояние между углублениями на канавках
подобрано таким образом, чтобы при ходе штока от одного углубления до
другого сильфон забирал необходимое для анализа данного газа
количество исследуемого воздуха.
На верхней плате прибора расположены обоймы для установки шкал
(2) и индикаторной трубки (рис.2). Шкалы представляют собой пластинки,
градуированные в мг/м3. На каждой шкале указан определенный газ и
объем просасываемого воздуха при анализе воздуха в мл. При проведении
анализа объемы просасываемого воздуха, указанные на головке штока и
шкале, по которой производится отсчет, должны совпадать.
Индикаторная трубка для количественного определения
анализируемого газа в воздухе представляет собой стеклянную трубку
длиной 90 - 91 мм и внутренним диаметром 2,5 - 2,6 мм, заполненную
индикаторным порошком.
Приложение 1
| № п/п | Наименование пара (газа) | Молекулярный вес | Пределы взрывае-мости | Просасываемые объемы | Время защелки-вания | Время просасывания в мин. | Цвет индикаторного порошка после анализа | Количество возможных просасываний через индикаторную трубку | ||
| Нижний | Верхний | от | до | |||||||
| Сернистый ангидрид | 1‘50“ | 2‘40“ | Белый | |||||||
| Мгновенно | ||||||||||
| Этиловый Спирт | 2,74 | 44,3 | 6‘45“ | 7‘15“ | Зеленый | |||||
| Ацетилен | 2,5 | 80,0 | 3‘10“ | 3‘50“ | Светло-коричне-вый | |||||
| Мгновенно | ||||||||||
| Окись углерода | 2,5 | 75,0 | 3‘20“ | 4‘40“ | Коричне-вый | |||||
| Мгновенно | ||||||||||
| Серово-дород | 4,0 | 45,5 | 2‘20“ | 3‘20“ | Коричне-вый | |||||
| Мгновенно | ||||||||||
| Хлор | 4‘45“ | 5‘30“ | Красный | |||||||
| 20“ | 25“ | |||||||||
| Окись азота | 4‘20“ | 5‘30“ | Красный | |||||||
| 1‘20“ | 2‘10“ | |||||||||
| Бензин | 0,79 | 6,16 | 3‘20“ | 3‘50“ | Светло-коричне-вый | |||||
| Мгновенно | ||||||||||
| Бензол | 1,1 | 6,8 | 4‘15“ | 4‘50“ | Светло-коричне-вый | |||||
| 20“ | 23“ | |||||||||
| Толуол | 0,92 | 5,0 | 3‘20“ | 3‘50“ | Светло-коричне-вый | |||||
| 20“ | 25“ | |||||||||
| Ксилол | 1‘40“ | 2‘12“ | Красно-фиолето-вый | |||||||
| 18“ | 25“ | |||||||||
| Ацетон | 2,6 | 12,2 | 3‘00“ | 4‘00“ | Желтый | |||||
| Углеводо-роды нефти | 3‘20“ | 3‘50“ | Светло-коричне-вый | |||||||
| Аммиак | 15,5 | 27,0 | 3‘00“ | 3‘40“ | Синий | |||||
| Мгновенно | ||||||||||
| Керосин | 1,4 | 7,5 | 3‘20“ | 3‘50“ |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что понимается под токсичностью веществ и как они классифицируются
по характеру воздействия на организм человека?
2. Вспомните, какие вредные и ядовитые вещества применяются на
предприятиях, относящихся к вашей промышленности, и каково их общее
и местное действие на рабочих?
3. Какие химические вещества вызывают профессиональные заболевания у
работников данной промышленности?
4. Что такое предельно допустимая концентрация вредных веществ?
5. Перечислить приборы и аппараты для контроля загазованности воздуха
производственных помещений и объяснить принципы их действия.
6. Для чего применяются пасты и мази? Перечислите основные из них
(рецептура).
7. Индивидуальные средства защиты (СИЗ)?
8. Противопоказания к работе с вредными и ядовитыми веществами?
9. Мероприятия по снижению опасных концентраций на рабочих местах?
10. Какие изменения в организме вызывают ядовитые вещества?
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 12.1.005-88 «Воздух рабочей зоны».
2. ГОСТ 12.1.010-76 Взрывобезопасность. Общие требования.
3. ГОСТ 12.1.004-85 Пожарная безопасность. Общие требования.
4. Безопасность труда в промышленности. Киев, «Техника», 1982.
ОБЩИЙ ВИД УГ-2
1 - резиновый сильфон; 2 - подставка со шкалами; 3 - шток; 4 - отверстие для
хранения штока; 5 - пружина сильфона; 6 - резиновая трубка от штуцера;
7 - стопор; 8 - направляющая втулка; 9 - канавка с двумя углублениями; 10 -
штуцер; 11 - резиновая трубка к сильфону; 12 - плата; 13 - кольцо жесткости;
14 - корпус.
Фильтрирующие патроны представляют собой стеклянные трубки
диаметром 10 мм с перетяжками, суженные с обоих концов и заполненные
соответствующими поглотительными порошками, служащими для
улавливания примесей, мешающих определению интересующих нас газов.
ВИД СВЕРХУ УГ-2
1 - индикаторная трубка; 2 - шкалы; 3 - шток; 4 - отверстие для штока; 5 -
фильтрующий патрон; 6 - резиновая трубка; 7 - стопор; 8 - верхняя граница
окрашенного столбика.
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
А. Содержание работы
1. Определить весовую концентрацию вредных газов и паров (табл. 2) по
варианту, указанному преподавателем, в камере, имитирующей рабочую
зону промышленного помещения.
2. Рассчитать процентную (по объему) концентрацию анализируемого газа
(%) по формуле 1 (А и Б).
3. Сравнить полученные результаты с санитарными и противопожарными
нормами. ГОСТ 12.1.005-88, ГОСТ 12.1.010-76, ГОСТ 12.1.004-85.
4. Результаты измерений, вычислений и данных норм записать в таблицу
(табл. 3).
Б. Порядок выполнения работы
1. Подготовить индикаторные трубки для анализа определенных паров и
газов.
Для приготовления индикаторной трубки необходимо взять ЗИП
(набор принадлежностей) с запасом индикаторных порошков, а также
принадлежности, а именно: стеклянные трубочки, гигроскопическую вату,
Таблица 1
| № п/п | Наименование газа (пара) | Объем просасываемого воздуха | Количество просасываний воздуха через индикаторную трубку | Цвет индикаторного порошка | Фактическая концентрация исследуемого газа в воздухе, мг/м3 | Предельно допустимая концентрация газа по ГОСТ 12.1.005-76, мг/м3 | Фактическая концентрация исследуемого газа, выраженная в объеме, % | Концентрацион-ные пределы воспламенения в объемных процентах, % | ||
| До анализа | После анализа | Нижний предел, % | Верхний предел, % | |||||||
Таблица 2
| Наименование исследуемых материалов | № вариантов | |||||||
| Бензин | Бензол | Ацетон | Хлор | Керосин | Аммиак | Этиловый спирт | Толуол |
Рис. 4
Замер концентрации
вредных газов
(паров) в воздухе
по шкале с фильтрующим
патроном.
стержень стальной длиной 81-82 мм, штырьки, воронки стеклянные с
оттянутым концом, шаблон.
В один из концов стеклянной трубки (1) (рис.3) вставляют стальной
стержень (4), в противоположный конец трубки вкладывают прослойку
гигроскопической ваты (3) толщиной 2-2,5 мм. Прослойка ваты большей
толщины не допускается, так как вызывает увеличение сопротивления
трубки и укорачивания окрашенного столбика при анализе.
2. Затем вынимают стержень и через воронку с оттянутым концом (6)
индикаторный порошок из ампулы (2) насыпают до края в открытый конец
трубки.
3. Постукивая стержнем о стенку трубки, достигают уплотнения порошка,
после чего сверху столбика накладывают такую же прослойку ваты
(гигроскопической).
4. Плохое уплотнение содержимого трубки ведет к увеличению длины
окрашенного столбика и размытости его границ. Длина уплотненного
столбика порошка в трубке должна составлять 60-70 мм. Расстояние от
тампонов до свободного конца трубки не должно превышать 5 мм.
5. Правильность наполнения трубки и уплотнения столбиками порошка
контролируется временем защелкивания штока при проведении анализа
(времени хода штока от нижнего отверстия в канаве штока до верхнего -
щелчок). Если время защелкивания меньше указанного (приложение 1), то
столбик порошка в трубке уплотнен слабо, и наоборот.
Приготовление индикаторных трубок должно производиться в сухом
хорошо вентилируемом помещении.
6. Подготовить фильтрующий патрон.
Фильтрующий патрон приготовляют следующим образом: в узкий конец
стеклянной трубки (рис.4), служащей для приготовления патронов,
вкладывают неплотный тампон из гигроскопической ваты (5) толщиной 5 мм
и надевают заглушку (7). Фильтрующий патрон готовит лаборант.
7. Подготовить газовую камеру для проведения анализа, для чего взять
предназначенный для анализов материал, набрать в пипетку и накапать в
бюретку 5 - 6 капель, поставить бюретку в газовую камеру и плотно задвинуть
крышку последней. Для образования паров необходимо время 6 - 7 минут.
Наименование исследуемого материала − газа (пара) записать в графу 2
(табл. 1).
1 - стеклянная трубка; 2 - ампула с индикаторным порошком; 3 - прослойка из
гигроскопической ваты; 4 - стержень диаметром 2,2-2,3; 5 - штырек; 6 - воронка с оттянутым концом; 7 - пластинка из фольги; 8 - шаблон для приготовления пыжей; 9 - снаряженная индикаторная трубка; 10 - снаряженная малая трубка; 11 - заглушкадиаметром 5; 12 - заглушка диаметром 8; 13 - сургучная головка; 14 - пыж.
Рис.3
8. По условиям анализа выбрать соответствующий шток, вставить во втулку
газоанализатора, отвести стопор и нажимать шток до тех пор, пока стопор
автоматически зафиксирует шток в верхнем углублении канавки. Объем
просасываемого воздуха в соответствии с отметкой на штоке записать в
графу 3 (табл.1).
9. Приготовленную для анализа индикаторную трубку соединить одним
концом с резиновой трубкой сильфона, а другой конец индикаторной
трубки присоединить на стык (с помощью отрезка резиновой трубки) к
узкому концу фильтрующего патрона, который вместе с индикаторной
трубкой закрепляют на подставке прибора и подвижной планке таким образом, чтобы граница порошка в трубке, находящейся в канавке рядом со шкалой, совпадала с уровнем нулевого деления шкалы. Второй конец фильтрующего патрона (более широкий) соединяют с резиновым шлангом, направленным в газовую камеру.
10. Отвести стопор, удерживая головку штока ладонью, и как только шток начнет двигаться, стопор отпустить. С этого момента загазованный воздух будет просасываться через индикаторную трубку.
11. После прекращения движения штока выдержать некоторую паузу. Общее время просасывания исследуемого воздуха взять из паспортных данных прибора (приложение 1).
12. По верхней границе окрашенного в трубке порошка на соответствующей шкале зафиксировать концентрацию исследуемых паров или газов в камере, написав результаты в графу 7 (табл. 1), мг/м3.
13. Сравнить цвет порошка в индикаторной трубке с соответствующим цветом в характеристике (приложение 1), записав его в графы 5, 6 табл. 1.
14. Значение предельно допустимой концентрации газов (пара) взять из
ГОСТ 12.1.005-76 из приложения 3, записав его в протокол 1.
Дать заключение.
15. Рассчитать объемную концентрацию данного газа (пара) по формулам 1 и 2.
16. Найти значения нижнего и верхнего концентрационного предела
воспламенения (приложение 1) для данного газа, сравнить с замеренной
объемной концентрацией и сделать заключение.
Составить отчет по работе и дать вывод.
Поглотительный патрон
1 - наполнители патрона; 2 - штырек; 3 - воронка; 4 - патрон стеклянный; 5 -
тампон из гигроскопической ваты; 6 - заглушка диаметром 8 мм; 7 -
заглушка диаметром 5 мм; 8 - резиновая трубка 3x1,25; 9 - резиновая трубка
6x1,25.