Оздоровление воздушной среды.
Лекция № 7.
Классификация вредных веществ
Вредные вещества проникают в организм человека главным образом через дыхательные пути, а также через кожу и с пищей. Эти вещества, хорошо растворяясь в биологических средах, способны вступать с ними во взаимодействие, вызывая нарушения нормальной жизнедеятельности. В результате у человека возникает болезненное состояние – отравление, опасность которого зависит от продолжительности воздействия, концентрации и вида вещества.
Оговоримся сразу, что любая классификация вредных веществ в известной мере условна, т.к. физиологическое действие многих веществ меняется в зависимости от концентрации, температуры и влажности воздуха, бывает комбинированным. Тем не менее, по характеру воздействия на организм человека вредные вещества подразделяются на:
общетоксические – вызывающие отравления всего организма (окись углерода, цианистые соединения, свинец, ртуть, бензол, мышьяк и его соединения и др.);
раздражающие– вызывающие раздражение дыхательного тракта и слизистых оболочек (хлор, аммиак, сернистый газ, фтористый водород, окислы азота, озон, ацетон и др.);
сенсибилизирующие – действуют как аллергены (формальдегид, различные растворители и лаки на основе нитросоединений);
канцерогенные– вызывающие раковые заболевания (никель и его соединения, амины, окислы хрома, асбест и др.);
мутагенные – приводящие к изменению наследственной информации (свинец, марганец, радиоактивные вещества и др.);
влияющие на репродуктивную (детородную) функцию (ртуть, свинец, марганец, стирол, радиоактивные вещества).
Другая классификация просто подразделяет все вредные вещества по характеру воздействия на токсичные и нетоксичные.
Токсичные– вступают во взаимодействие с организмом человека, вызывая различные отклонения в состоянии работающих.
Нетоксичные– в большинстве своем оказывают раздращающее воздействие на слизистые оболочки дыхательных путей, глаза и кожу работающих. Нетоксичные в свою очередь подразделяются на раздражающие, удушающие, соматические, наркотические.
Действие на организм человека
Ряд вредных веществ оказывает на организм человека преимущественно фиброгенное действие, вызывая раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и оседая в легких, практически не попадая в круг кровообращения вследствие плохой растворимости в биологических средах (крови, лимфе). В основном это пыли металлов (чугунная, железная, медная, алюминиевая и др.), пластмассовая, наждачная, корундовая, древесная, пыль стеклянного и минерального волокна, кремнеземсодержащие пыли и др. Они образуются при металлообработке, прокатке, штамповке, в литейном производстве.
Наибольшую опасность представляет мелкодисперсная пыль, поскольку она легко проникает в легкие.
В результате воздействия вредных веществ могут возникать профессиональные заболевания, среди которых высокий удельный вес имеют пневмокиниозы – болезни легких. Среди пневмокониозов наибольшую опасность представляет силикоз, связанный с длительным вдыханием двуокиси кремния (у рабочих горнорудной, угольной, машиностроительной промышленности).
Производственная пыль может оказывать вредное воздействие на верхние дыхательные пути, стать причиной хронических трахеитов, бронхитов, пневмонии, бронхиальной астмы, истончения слизистой оболочки носа и задней стенки глотки. Действие пыли на глаза вызывает возникновение конъюнктивитов.
Многие вещества, которые считаются нетоксичными, в определенных условиях способны оказывать токсическое действие на человека. Например, инертные газы при атмосферном давлении вредны лишь в той мере, в какой они своим присутствием снижают содержание кислорода в воздухе, а в условиях повышенного давления эти газы становятся сильными наркотиками.
Нормирование содержания вредных
Веществ в воздухе.
Содержание вредных веществ в воздухе регламентируется ГОСТ 12.1.005-88 «Воздух рабочей зоны. Общие требования безопасности».
К числу других последних документов в этой области можно отнести:
- ГН 2.2.5.1313-03 «ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны»;
- ГН 2.2.5. 2308-07 «Ориентировочно-безопасные уровни воздействий (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»;
В соответствии с ГОСТ 12.0.007-76* по степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на 4 класса опасности:
1-й – чрезвычайно опасные (ПДК <0,1 мг/м3);
2-й – высокоопасные (ПДК 0,1 . . . 1,0 мг/м3);
3-й – умеренно опасные (ПДК 1 . . . 10 мг/м3);
4-й – малоопасные (ПДК> 10,0 мг/3).
Содержание вредных веществ не должно превышать ПДК, которую принято оценивать в мг/м3.
При содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия для обеспечения безопасности работы должно соблюдаться следующее условие:
С1 + С2 + … + Сn £ 1,
ПДК1 ПДК2 ПДКn
где С1, С2, … Сn – концентрация вредных веществ в воздухе, мг/ м3;
ПДК1, ПДК2, … ПДК n - предельно-допустимые концентрации соответствующих вредных веществ, мг/ м3;
Содержание вредных веществ в воздухе, поступающем в производственное помещение, не должно превышать 0,3 ПДК, установленных для рабочей зоны производственных помещений.
Выбросы в атмосферу воздуха, содержащего вредные вещества, следует предусматривать и обуславливать расчетом так, чтобы их концентрация не превышала предельно-допустимых выбросов (ПДВ). В противном случае требуется очистка выбросов.
Допустимое содержание пыли в воздухе, выбрасываемом в атмосферу, определяют расчетным путем.
При расходе выбрасываемого воздуха более 15000 м3/ г (год):
С1 = 100 × К.
При объеме выбрасываемого в атмосферу воздуха 15000 м3/ г (год) и менее:
С2 = (160 – 4 × L) К,
Где С1 и С2 – допустимое содержание пыли в воздухе, мг/м3 ;
L – расход воздуха в тыс.м3/ ч;
К – коэффициент, принимаемый в зависимости от предельно-допустимой концентрации пыли в воздухе рабочей зоны. Он колеблется в пределах 0,3 – 1.
ПОМЕЩЕНИЙ.
Микроклиматом или метеорологическими условиями производственных помещений называется климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей.
Температурой воздуха ( 0С ) мы называем степень его нагретости, выражаемую в градусах.
Влажность воздуха (Па, г/м3) – содержание в нем паров воды.
Движения воздуха (м/ с) создается в результате разности температур на смежных участках, проникновения в помещение холодных потоков воздуха извне, при работе вентиляционных систем и проч.
Кроме этих параметров, являющихся основными, не следует забывать об атмосферном давлении (мм.рт.ст., гПа). Жизнедеятельность человека может проходить в довольно широком диапазоне давлений (550 – 950 мм. рт.ст.). Однако здесь необходимо учитывать, что для здоровья человека опасно быстрое изменение давления, а не сама величина давления. Например, быстрое снижение давления всего на несколько гектопаскалей по отношению к нормальной величине 760 мм.рт.ст. (1013 гПА) вызывает болезненные ощущения.
Параметры микроклимата
| Название документа | Область распространения | Документ не распространяется |
| ГОСТ 12.1.005-88* ССБТ. «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» | Стандарт распространяется на воздух рабочей зоны предприятий народного хозяйства. Стандарт устанавливает общие санитарно-гигиенические требования к показателям микроклимата и допустимому содержанию вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Требования к допустимому содержанию вредных веществ в воздухе рабочей зоны распространяются на рабочие места независимо от их расположения (в производственных помещениях, в горных выработках, на открытых площадках, транспортных средствах и т. п.). | Требования к микроклимату не распространяются на рабочие места в подземных и горных выработках, в транспортных средствах, животноводческих и птицеводческих помещениях, помещениях для хранения сельскохозяйственных продуктов, холодильниках и складах. Стандарт не распространяется на требования к воздуху рабочей зоны при радиоактивном загрязнении. |
| СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений | Санитарные правила распространяются на показатели микроклимата на рабочих местах всех видов производственных помещений и являются обязательными для всех предприятий и организаций. | Правила не распространяется на жилые и общественные помещения |
| ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях | Стандарт устанавливает параметры микроклимата обслуживаемой зоны помещений жилых, общественных, административных и бытовых зданий. Стандарт устанавливает общие требования к оптимальным и допустимым показателям микроклимата и методы контроля. | Стандарт не распространяется на показатели микроклимата рабочей зоны производственных помещений. |
| САНПиН 2.1.2.1002-00 Санитарно-эпидемиоло-гические требования к жилым зданиям и помещениям. | Правила устанавливают санитарные требования, которые следует соблюдать при проектировании, реконструкции, строительстве, а также содержании эксплуатируемых жилых зданий и помещений, предназначенных для постоянного проживания, | За исключением гостиниц, общежитий, специализированных домов для инвалидов, детских приютов, вахтовых поселков. |
| СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» | Строительные нормы распространяются на системы теплоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях зданий и сооружений. | Нормы не распространяются на системы: а) отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха убежищ; сооружений, предназначенных для работ с радиоактивными веществами, источниками ионизирующих излучений; объектов подземных горных работ и помещений, в которых производятся, хранятся или применяются взрывчатые вещества; б) специальных нагревающих, охлаждающих и обеспыливающих установок и устройств для технологического и электротехнического оборудования; аспирации, пневмотранспорта и пылегазоудаления от технологического оборудования и пылесосных установок. |
Нормы СанПиН 2.2.4.548-96 регламентируют температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха, а также интенсивность теплового облучения в виде оптимальных и допустимых величин для рабочей зоны помещений с учетом сезона года и тяжести трудовой деятельности. Они содержат также методы измерения показателей микроклимата и их оценку.
При нормировании параметров микроклимата учитывают:
1) время года:
· Холодный и переходный период со среднесуточной температурой наружного воздуха ниже + 100С;
· Теплый период - со среднесуточной температурой наружного воздуха- + 100С и выше.
2) категорию работ по тяжести :
· Легкие физические работы с энергозатратами до 150 ккал/ч;
· Физические работы средней тяжести с энергозатратами 150-250 ккал/ч;
· Тяжелые физические работы с энергозатратами выше 250 ккал/ч.
3) характеристику помещения по избыткам явной теплоты:
· С незначительными избытками явной теплоты, приходящимися на 1 м3 объема помещения, 23,2 Дж/ (м3 × с) и менее;
· Со значительными избытками явной теплоты, приходящимися на 1 м3 объема помещения, более 23,2 Дж/ (м3 × с) .
Явная теплота – теплота, поступающая в рабочее помещение от оборудования, отопительных приборов, нагретых материалов, людей и др. источников и воздействующая на температуру воздуха в этом помещении.
Контроль параметров микроклимата включает контроль всех вышеперечисленных параметров.
Измерение температуры проводят в нескольких точках помещения на рабочих местах в разное время на высоте 1,3…1,5 м от пола и не ближе 1 м от нагревательных приборов и других источников тепла, а также от наружных стен. При измерении температуры выше 00С обычно применяют ртутные термометры, а при температуре ниже 00С – спиртовые.
Относительную влажность воздуха измеряют при помощи психрометров: простейшего (психрометр Августа) или аспирационного психрометра Ассмана.
Представление о вентиляции
| Источник загрязнения | Назначение вентиляции |
| 1800г. Человек | Разбавление яда, выдыхаемого людьми |
| 1900г. Человек | Вентилирование во избежание распространения инфекций |
| 1935г. Человек | Комфорт + здоровье |
| »1980г. Человек + здание |
Рис. 1. Изменения в системе представлений о вентиляции, начиная с 1800 г.
Вентиляция это организованный воздухообмен, заключающийся в удалении из рабочего помещения загрязненного воздуха и подаче вместо него свежего наружного или очищенного воздуха.
Вентиляцию можно классифицировать следующим образом:
По характеру движущих сил – естественная, когда воздух перемещается за счет естественных сил; искусственная (механическая), когда воздух приводится в действие с помощью вентиляторов.
По принципу действия – приточная – подача воздуха; вытяжная – удаление воздуха; комбинированная – приточно-вытяжная.
По способу организации воздухообмена – общеобменная, когда смена воздуха осуществляется во всем объеме помещений: местная, при которой воздух подается или удаляется к тому или иному месту в цехе.
Оптимальные комфортные параметры воздуха, удовлетворяющие санитарно-гигиеническим требованиям, регламентированы СНиПом III-А 10-85 «Приемка в эксплуатацию законченных строительством предприятий, зданий, сооружений. Основные положения.» и СНиПом II-М 3-83 «Вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий. Отопление и вентиляция.». Общие требования к вентиляции изложены в СНиПе 2.04.05 – 91.
При естественной вентиляциивоздухообмен происходит вследствие разности температур (а следовательно и разности плотностей) воздуха в помещении и снаружи, а также в результате действия ветра.
Естественная вентиляция может быть неорганизованной и организованной.
При неорганизованной вентиляции поступление и удаление происходит через неплотности и поры наружных ограждений (инфильтрация), через окна, форточки, специальные проемы (проветривание).
Организованная, т.е. поддающаяся регулировке, осуществляется аэрацией и дефлекторами.
Аэрация осуществляется следующим образом. Здание цеха оборудуется тремя рядами проемов, расположенными на разной высоте. В летнее время свежий воздух поступает в помещение через нижние проемы, расположенные на небольшой высоте от пола (1 –1,5 м) и поступает в зоны с наименьшим выделением вредных веществ, влаги или тепла, а удаляется из наиболее загрязненных зон через проемы в фонаре здания. В зимнее время наружный воздух поступает через проемы, расположенные на высоте 4-7 м от пола. Высота принимается с таким расчетом, чтобы холодный наружный воздух, опускаясь до рабочей зоны, успел достаточно нагреться за счет перемешивания с теплым воздухом помещения. Меняя положение створок можно регулировать воздухообмен.
Вентиляция с помощью дефлекторов применяется для удаления загрязненного или перегретого воздуха из помещения сравнительно небольшого объема, а также для местной вентиляции. Дефлекторы – это специальные насадки, устанавливаемые на вытяжных воздуховодах и использующие энергию ветра.
Естественная вентиляция экономична, проста в эксплуатации, но имеет ряд существенных недостатков: во - I, применима в основном там, где нет больших выделений вредных веществ; во-II,приточный воздух поступает в производственные помещения необработанным: не подогревается, не увлажняется и не очищается от вредных примесей.
Механическая вентиляция устраняет недостатки естественной. При механической вентиляции воздухообмен осуществляется за счет напора, создаваемого центробежными или осевыми вентиляторами.
Лекция № 7.
Оздоровление воздушной среды.
Причины и характер загрязнения воздуха.
Общие сведения.
Атмосферный воздух в своем составе содержит (% по объему):
- азота – 78,08;
- кислорода – 20,95;
- аргона, неона и других инертных газов – 0,93;
- углекислого газа – 0,03;
- прочих газов – 0,01. Воздух такого состава наиболее благоприятен для дыхания.
Наряду с химическим составом важно также, чтобы воздух имел определенный ионный состав. В воздухе содержаться отрицательные и положительные ионы, которые по подвижности подразделяются на легкие и тяжелые. Тяжелые ионы образуются в результате оседания легких ионов на различные частицы: пылинки, капли тумана и т.п. В незагрязненном воздухе находятся преимущественно легкие ионы, а в загрязненном – тяжелые. На жизнедеятельность организма человека благотворное влияние оказывают отрицательные ионы кислорода.
Воздух рабочей зоны (рабочей зоной называется пространство высотой 2 м над уровнем пола или площадка постоянного или временного пребывания работающих.
Постоянным рабочим местом считается то, на котором работающий находится более 50 % своего рабочего времени или 2 часа непрерывно) редко имеет приведенный выше состав, т.к. многие технологические процессы сопровождаются выделением в воздух вредных веществ – паров, газов, твердых и жидких частиц.
Пары и газы образуют с воздухом смеси, а твердые и жидкие частицы вещества – дисперсные системы – аэрозоли, которые делятся на пыль (размер твердых частиц более 1 мкм), дым (менее 1 мкм) и туман (размер жидких частиц менее 10 мкм).
Поступление в воздух рабочей зоны того или иного вещества вредного вещества зависит от технологического процесса, используемого сырья, а также от промежуточного и конечного продуктов. Пары выделяются в результате применения различных жидких веществ, например, растворителей, ряда кислот, бензина, ртути и т.д., а газы – чаще всего при проведении таких технологических процессов как сварка, литье, термообработка металлов. Дым чаще всего возникает при сгорании топлива в печах, а туман – при использовании СОЖ, в гальванических и травильных цехах при обработке металлов.
Производственной пылью называют взвешенные в воздухе, медленно оседающие твердые частицы размерами от нескольких десятков до долей мкм.
Пыль бывает крупно- (размер частиц более 50 мкм), средне- ( 50-10 мкм) и мелкодисперсной (менее 10 мкм).Иногда по дисперсности различают пыль видимую (размеры пылевых частиц более 10 мкм), микроскопическую (от 10 до 0,25 мкм), ультрамикроскопическую (менее 0,25 мкм). Согласно общепринятой классификации все виды производственной пыли подразделяются на органические, неорганические и смешанные.
| Органическая пыль | Неорганическая пыль | Смешанная пыль |
| 1. Естественного происхождения (древесная, хлопковая, льняная, шерстяная и др.) | 1. Металлическая (железная, цинковая, алюминиевая и др.) | Каменноугольная пыль; пыль, образующаяся в химической и др. отраслях) |
| 2. Искусственного происхождения (пыль пластмасс, резин, смол и др.) | 2. Минеральная (кварцевая, цементная, асбестовая) |
Причины выделения пыли на предприятиях машиностроения могут быть самыми разнообразными. Пыль образуется при дроблении, перетирке, сверлении, размоле; транспортировании измельченного материала; механической обработке хрупких материалов; отделке поверхностей (шлифовании, глянцевании); упаковке и расфасовке, погрузочно-разгрузочных операциях, транспортировке. Эти причины являются первичными. В условиях производства может возникать и вторичное пылеобразование, например, при уборке, движении людей и т.д.
Большая запыленность воздуха также встречается в рудниках, на шахтах, форфоро-фаянсовом производстве, цементных и литейных заводах, на оптовых базах, складах сыпучих товаров и сельхозпродуктов.
За последние годы с возрастанием спроса на услуги торговли, банков, предприятий сферы бытовых и других сервисных услуг появились крупные учреждения массового обслуживания населения (супермаркеты, косметические салоны, выставочные и торговые комплексы, залы для обслуживания клиентов финансовых предприятий), в которых движение больших людских и товарных потоков создает повышенное содержание пыли в помещения.
Однако состав воздуха закрытых бытовых и офисных помещений также является достаточно неблагоприятным, а иногда и опасным для человека. Исследования, проведенные специалистами Агентства по охране окружающей среды США («Комсомольская правда» от 3.04.1997 г.) показали, что воздух многих жилых помещений содержит в 10 раз больше вредных веществ, чем даже воздух в непосредственной близости от химических предприятий.
В закрытых помещениях содержатся в больших концентрациях такие опасные вещества, как парадихлорбензол, находящийся в кристаллах, используемых для борьбы с молью; стирол, применяемый при изготовлении различных пластмассовых предметов и пенопластов; формальдегид – химическое вещество, используемое при изготовлении фанеры, мебели, ковров, некоторых волокнистых материалов и отдельных видов изоляции; бензол, присутствующий в сигарном дыме и в автомобильном топливе; хлороформ, выделяемый обыкновенной водой, особенно горячей, и некоторые другие.