Защита от влияния вредных веществ на производстве

Основными причинами выделения или попадания в окружающую среду ядовитых веществ являются:
1. Нарушение технологического процесса или недостаточно продуманная организация производственных процессов (совмещение работ).
2. Недостатки в оборудовании (негерметичность).
3. Отсутствие установок по удалению и улавливанию ядовитых веществ от мест выделения.
4. Неправильная организация труда (при производстве земляных работ, в глубоких колодцах, шурфах может произойти отравление людей).
5. Невыполнение правил и требований по работе с токсичными и вредными веществами.
6. Применение в производстве работ веществ запрещенных к использованию из-за повышенной токсичности.
Мероприятия по обеспечению безопасности работ при контакте с вредными веществами подразделяются на общие и индивидуальные. Применение тех или иных средств нейтрализации или предупреждения воздействия вредных веществ проводится после тщательного анализа воздуха.
Анализ воздуха дает возможность изучить санитарно-гигиенические условия труда, выяснить и устранить причины попадания в воздух ядовитых веществ в концентрациях, превышающих допустимые нормы, определить концентрации ядовитых веществ на рабочих местах, эффективность и герметичность применяемой аппаратуры.
К общим мероприятиям и средствам предупреждения загрязнения воздушной среды на производстве относятся: архитектурно-проектные и планировочные решения; назначение санитарно защитных зон при проектировании и застройке объектов; усовершенствование технологического оборудования и технологических процессов;
В проектных решениях заданий и сооружений должны быть предусмотрены устройства и технические средства, исключающие содержание в воздухе зданий и рабочих зон вредных газов и паров и образование застойных зон. При правильной планировке технологического комплекса предприятия располагается так, чтобы вредные выделения из одного цеха не попадали в другой.
Поэтому технологические установки на открытых площадках и производственные здания с вредными выделениями размещают с подветренной стороны по отношению к другим цехам. Расстояние между отдельными корпусами должно быть не менее полусуммы высот противостоящих зданий и не менее 15м.

Технические и организационные мероприятия включают:

- изъятие вредных и особо токсичных веществ из технологических процессов, замена вредных веществ на менее вредные (замена красителей, растворителей, пигментов и т.д. на менее опасные);
- соблюдение правил хранения, транспортирования и применения ядовитых веществ. Токсичные вещества необходимо хранить в отдельных, закрытых, хорошо вентилируемых складских помещениях, удаленных от жилых домов, столовых, водоемов, колодцев, а также от рабочих мест. В складках обязательно необходимо вывешивать предупредительные надписи. Допуск на склад хранения токсических веществ посторонних лиц запрещен;
- эффективной мерой снижения выделения вредностей в рабочей зоне являются: усовершенствование технологического оборудования, применение замкнутых технологических циклов, непрерывных транспортных потоков, применение мокрых способов переработки сырьевых пылящих материалов (применение пневмовинтовых питателей, аэрожелобов, шнеков и т.д.);
- обязательным требованием является герметизация оборудования. Однако полная герметизация не всегда возможна из-за наличия рабочих отверстий. Наиболее эффективным является, в этом случае, аспирация агрегатов с осуществлением отсоса из-под укрытия. Конструкции таких отсосов разнообразны: вытяжные шкафы, вытяжные зонты, бортовые отсосы с искусственной или механической тягой и т.д. (рис 2.3.1.- 2.3.3.);
-применение дистанционного управления технологическими процессами с герметизацией рабочего места оператора, применение механизации и автоматизации производственных процессов (исключающие присутствие в рабочей зоне людей);
- систематическая уборка помещений;
- вентиляция производственных помещений и применение специальных аспирационных установок;
- постоянный контроль над содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны;
- проведение медицинских осмотров работающих, профилактическое питание, соблюдение правил промсанитарии и гигиены труда.

Рис. 2.3.1.Схема герметизации перегрузочных конвейеров:

а – с отбивными плитами;

б – с отсасывающей воронкой; 1 – подающий конвейер; 2 – верхнее укрытие; 3,7 – отбойный плиты; 4 – отсасывающие воронки; 5 – уплотняющий фартук; 6 – нижнее укрытие; 8 – принимающий конвейер; 9 – уплотняющая полоса.

Рис.2.3.2. Вытяжной зонт: а - вытяжка сверху; б - сбоку; в - всасывающее устройство: 1-всасывающая панель; 2-экран; 3-источник вредности.

Рис. 2.3.3. Вытяжные шкафы:
а-с верхней вытяжкой; б - с нижней вытяжкой; в - комбинированные; г-зонт-вытяжка

Средства индивидуальной защиты

Средства индивидуальной защиты (СИЗ) применяют при не достижении условий безопасной работы за счет общих архитектурно проектных и планировочных решений, а также недостаточной эффективности общих коллективных средств защиты.
СИЗ подразделяются на изолирующие костюмы; средства защиты органов дыхания; специальную одежду; специальную обувь; средства защиты рук, головы, лица, глаз, органов слуха; предохранительные приспособления; защитные дерматологические средства (ГОСТ 12.4.011-89 «Средства защиты работающих. Общие требования и классификация).
На работах с вредными и опасными условиями труда, а также на работах, связанных с загрязнением или неудовлетворительными метеоусловиями, работникам выдаются бесплатно по установленным нормам спецодежда, спецобувь и другие средства индивидуальной защиты, а также моющие и обеззараживающие средства (ст.8), [1].
Порядок выдачи, сохранения и использование СИЗ определяется «Положением про порядок обеспечения работников спецодеждой, спецобувью и другими средствами индивидуальной защиты» (приказ Госнадзорохрантруда от 7.05.2004г.).
Средства индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗ ОД) предназначены для защиты от воздействия вредных газов, паров, дыма, тумана и пыли, содержащихся в воздухе рабочей зоны, а также для обеспечения кислородом при недостатке его в окружающей атмосфере. СИЗ ОД подразделяются на противогазы, респираторы, пневмошлемы, пневмомаски. По принципу действия СИЗ ОД бывают фильтрующие и изолирующие (рис.2.3.4.)
В фильтрующих противогазах воздух очищается от вредных веществ за счет фильтрации при прохождении через защитный элемент. Фильтрующие СИЗ ОД нельзя использовать в случае наличия в воздухе неизвестных веществ, при большом содержании вредных веществ (более 0,5% по объему), а также при уменьшенном содержании кислорода (менее 18% при норме 21%). В этих случаях нужно применять изолирующие СИЗ ОД.
Применение в промышленности находят противоаэрозольные фильтрующие респираторы. Они делятся на два типа: патронные, у которых лицевая часть и фильтрующий элемент выделены в отдельные самостоятельные узлы, и фильтр-маски, у которых фильтрующий элемент одновременно служит и лицевой маской. По способу вентиляции подмасочного пространства противоаэрозольные респираторы бывают бесклапанные и клапанные.
По условиям эксплуатации различают респираторы одноразового и многоразового использования. Респираторы обеспечивают облегченный способ защиты органов дыхания от вредных веществ (рис. 2.3.5.).
Наиболее широко применяются противопылевые респираторы ШБ-1 «Лепесток» (отечественной аналог «Росток»), Астра-2 Ф-С2СИ, У-к, РПА и др.; противогазовые – РПГ-67 (различных модификаций); универсальный – РУ-60 МУ (отечественный аналог «Тополь»), ГП-5, ГП-5М, ГП-7, ГП-7В.

Рис. 2.3.4. Схема индивидуальных средств защиты органов дыхания

Хорошими защитными и эксплуатационными свойствами обладает фильтрующий противоаэрозольный бесклапанный респиратор ШБ-1 «Лепесток» (рис. 2.3.5.), который имеет три модификации: «Лепесток-200», «Лепесток-40», «Лепесток-5», имеющие цвет наружного круга соответственно белый, оранжевый и голубой (отечественный аналог «Росток»). Цифры 200, 40 и 5 означают, что соответствующей модификации респиратора предназначается для защиты от мелко и среднедисперсных аэрозолей при концентрациях в воздухе, соответственно превышающих ПДК в 200, 40 и 5 раз.
Для защиты от грубодисперсной пыли (размер частиц более 1мкм) применяются респираторы (независимо от обозначения названия и числа) возможно при запыленности превышает ПДК не более чем в 200 раз. Каждый из респираторов имеет определенной назначение и применяется на определенном содержании в воздухе кислорода, на защиту от определенных веществ или группы веществ при определенных концентрациях.
Ограничен и срок его работы. Так, респиратор РПГ-67 применяется когда О₂ в воздухе не менее 16%, РПГ-67 выпускается четырех марок (РПГ-67А; РПГ-67В; РПГ-67КД; РПГ067Г) в зависимости от марки фильтрующих патронов. Марка РПГ-67А рассчитана на пары органических веществ (бензин, керосин, ацетон, спирты, бензол и его гомологи, эфиры и др., пары хлор - и фосфорорганических ядохимикатов).
При содержании бензола 10мг/м³ время защитного действия не менее 60мин. Основные данные и назначение респираторов и противогазов приведены в паспорте. При значительном содержании вредных веществ и недостатке кислорода в воздухе ИП-46М; ИП-4; ИП-5.

Рис. 2.3.5. Респираторы: а - «Лепесток »; б-РУ-60; в-62Ш; г-У-2к

Принцип их работы основан на выделении кислорода из химических веществ при поглощении СО2 и СО выделяемых человеком.
При выполнении работ в условиях, когда местное и производственная вентиляция не обеспечивает удаление пыли и газа до уровня ПДК наиболее пригодными средствами защиты органов дыхания является противогазы ПШ-1 и ПШ-2 самовосстанавливающие или принудительных горючих воздуха.
К спецодежде относятся:куртки, брюки, комбинезоны, полукомбинезоны, плащи, сюртуки, фартуки, бахилы, нарукавники и т.д.
Для их изготовления применяются новые виды материалов (из синтетики, смешанных волокон, нефтекислотоустойчивых искусственных волокон и т.д.), которые обладают специальными защитными свойствами.
Согласно ГОСТ 12.4.103-80 специальная одежда в зависимости от защитных особенностей делится на группы (подгруппы), которые имеют следующие обозначения: М – для защиты от механических повреждений; З – от общих производственных загрязнений; Т – от повышенной или пониженной температуры; Р – от радиоактивных веществ; И – от рентгеновского излучения; Э – от электрических полей;
П – от нетоксичных веществ (пыли); Я – от токсичных веществ; В – от воды; К – от кислот; Щ – от щелочей; О – от органических растворителей; Н – от нефти, нефтепродуктов, масел и жиров; Б – от вредных биологических факторов:
Специальная обувьподразделяется в зависимости от назначения и защитной способности. К ней относятся: сапоги, калоши, боты, ботинки, валенки и т.д. (рис. 2.3.6.).
Средства защиты головы предназначены для защиты головы от травмирования при работе на высоте, а также при потенциальной возможности падения предметов с высоты: каски, шлемы. Каски подразделяются по назначению: каски строителя – монтажника, шахтерские каски, специального назначения и т.д.
Для защиты от попадания токсичных веществ применяют специальные головные уборы в виде шляп, чепчиков, фуражек и т.д.
Для защиты лица применяют защитные маски (С-40), ручные и универсальные щетки, защитные сетки-маски (С-39) и т.д.
Для защиты рук применяют различные виды рукавиц, перчаток, напальчников, дерматологические средства.

Рис. 2.3.6. Специальная обувь: а – сапоги комбинированные, для захищиты от механичных повреждений и влияния высоких и низких температур; б – сапоги резиновые или из полимеров; в – диэлектрические боты; г – калоши; д – боттнки кожанные для работников с высокой запыленностью и взрыво-опасностью цехов; е – туфли, для защиты от контакта с нагретыми поверхностями.

Согласно ГОСТ 12.4.103-80 средства защиты рук классифицируются аналогично спецодежде и спецобуви. Они предназначены для защиты рук от влияния высоких температур, механических повреждений, воздействия вибрации, воздействие электрического тока от попадания кислот, щелочей, солей и т.д. Изготавливают их из хлопка, полимеров, брезента, резины, асбеста и т.д. в зависимости от назначения(рис.2.3.7.).

Рис. 2.3.7. Средства защиты рук:
а, б, в – рукавицы специальные (типа А, Б, В); г – рукавицы из меха (тип В); д – рукавицы зимние двухпальцевые тканевые; е – перчатки тканевые

Для защиты глаз от попадания твердых, жидких частичек вредных веществ (кислот, щелочей и т.д.), а также от различных видов излучений, механических повреждений применяют специальные защитные очки. Тип защитных очков принимается по ГОСТ 12.4.013-85 в зависимости от опасности и вида работ.
Дерматологические средства защиты применяются для защиты кожных покровов от контактного попадания в организм токсичных веществ. Применяемые пасты и мази подразделяются на гидрофильные и гидрофобные (смачиваемые водой и отталкивающие воду). Гидрофильные применяются для защиты кожного покрова от проникновения нефтепродуктов, масел и жиров. Они хорошо смываются водой.
Гидрофобные применяются для защиты от воздействия щелочей и кислот. Пасты и мази наносятся перед началом работ на чисто вымытую поверхность кожного покрова. Наиболее широко применяются пасты и мази для защиты рук и лица (ИЭР-1, ЯЛОТ, ПМ-1, мазь профессора Селисского, ХИОТ, паста профессора Шапиро и др.).
Необходимо строго соблюдать правила личной гигиены, перед приемом пищи и после окончания работ следует тщательно вымыть руки щеткой и мылом или другими моющими средствами в теплой воде.
Мыть руки бензолом, толуолом, бензином или другими растворителями, содержащими, бензол запрещается, т.к. бензол и этилированный бензин являются сильными ядами. Для быстрого снятия красок и для защиты кожи лица, шеи и рук следует их перед началом работы смазать защитной мазью.
В ГОСТ 12.4.011-89 и ГОСТ 12.4.103-83 содержится классификация средств защиты, где указана область применения и дана маркировка их групп и подгрупп. Руководитель работ, зная с какими веществами работают рабочие, обязан по данному ГОСТу установить средства защиты работающих.
При этом руководителю работ необходимо:
1. Изучить атмосферу участка или цеха, рабочих мест.
2. Если окажутся токсичные пары и газы, то оценить ПДК и ПДВК.
3. С учетом токсичности и пределов взрываемости разработать профилактические меры.
4. Разработать инструкции, в которых должны быть отражены физические и химические средства вредных газов и паров, симптомы отравления, меры оказания первой помощи, перечисление лекарств и их дозировка для каждого вредного вещества.
5. Исходя из состава вредных газов, укомплектовать аптечки в цехах.

2.3.4. РАСЧЕТ НЕОБХОДИМОГО ВОЗДУХООБМЕНА
ПРИ ВЕДЕНИИ РАБОТ С ВРЕДНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

При ведении различных видов работ и особенно строительных (отделочные, работы в колодцах, емкостях и т.д.) необходимо, с точки зрения предупреждения профессиональных заболеваний, взрывов, пожаров, знать необходимый воздухообмен (рис.2.3.8.).
Учитывая выделение газа или вредных веществ при существующей технологии, можно оценить возможность создания безопасных работ за счет правильной организации проветривания рабочих зон. Во-вторых, необходимо определить производительность (м²/ч) труда маляров (П):

(2.3.9.)

где S – площадь окрашиваемой поверхности, м²;
n – количество маляров;
- продолжительность работ, час;

Рис.2.3.8. Расчет воздухообмена в помещении

В формуле (2.3.9.), с точки зрения безопасности, необходимо брать максимальную производительность труда. Во-вторых, оценивается количество паров (U) растворителей (г/час), выделяющихся в один час

(2.3.10)

где Б – содержание летучих компонентов в краске, %;
а – удельный расход краски, г/м²;
В третьих, определяется потребный воздухообмен при окрасочных работах (V_в; м³/ч)

(2.3.11.)

где q – ПДК или нижний концентрационный предел (С_н), г/м³.
Если в краске несколько растворителей, то их суммарный нижний концентрационный предел рассчитывается по формуле (2.3.4). Если температура в помещении повышенная, то тогда q = С_н,t. Устанавливается время проветривания в течение часа (τ_пр час)

(2.3.12)

где S_в – площадь вентиляционного отверстия, м²;
W – скорость движения воздуха, м/час;
d – коэффициент, равный 1 часу.

Рассмотрим конкретный пример неправильной организации работ на производстве, который привел к аварийной обстановкe и несчастному случаю. Мастер дал команду двум рабочим (n=2) провести за 1 час окраску полов в двух комнатной квартире, общей площадью S=20м². Температура воздуха в помещении 298 К; =70%; р=99991,5 Па.
Учитывая, что растворителем краски является ксилол (молекулярный вес М=100), мастер порекомендовал проводить проветривание комнат путем открытия трех оконных проемов на 5 минут в течение рабочего дня. Скорость воздуха в оконных проемах можно принять максимум 0,3 м/с. Содержание летучих веществ в краске Б=40%, фактический расход d=100 г/м². Согласно ГОСТ 12.1.004 – 91, таблицы 1 для ксилола нижний концентрационный предел С_н=1%, =4. По ГОСТ 12.1.005-76, ПДК = 50 мг/м³.
Во-первых, оценим производительность труда согласно формуле (2.3.9):

Во-вторых, определяем по формуле (3.3.2) количество выделяющихся паров:

;

По формуле (2.3.4.) определим С_Ht при комнатной температуре:

об.
Предельно допустимая взрывобезопасная концентрация (ГОСТ 12.1.004-76) определяется по формуле (2.3.5.);

об;

Для дальнейших вычислений нам необходимо СН выразить в мг/л по формуле (2.3.8.):

тогда

Потребный воздухообмен рассчитываем по формуле (2.3.11.):

Рассчитываем по формуле (3.3.4.) время проветривания в течение одного часа.
Для ПДВК
Для ПДК
Таким образом, для создания нормальных санитарно-гигиенических условий; (чтобы содержание паров ксилола было меньше ПДК), необходимо применять механическую вентиляцию или применить другую организацию труда.
Чтобы обеспечить безопасность труда рабочих необходимо было, через каждый час осуществлять проветривание помещения путем открытия трех оконных проемов на время не менее 6 минут. При этом необходимо было следить за тем, чтобы через все три оконных проема происходила вытяжка воздуха со скоростью не менее 0,3 м/с.
Однако таких мероприятий осуществлено не было и рабочий после 2 часов работы, решил закурить на рабочем месте, и как только он зажег спичку, произошло воспламенение паров ксилола.
Неправильная организация работ и нарушение трудовой дисциплины привели к несчастному случаю.
Практическая оценка производства с точки зрения предупреждения профзаболеваний и взрывов по критерию кратности обмена проводится в следующей последовательности (рис 3.2.8.):
1.Производится фактическая оценка загазованности помещения и определение количества вредных газов, содержащихся в производственном помещении:

(2.3.13.)

где V_м - объем помещения, м³;
С_ф – содержание газов в одном м³ воздуха, мг/м³;
Q_в – количество вредных газов, содержащихся в помещении при сложившихся условиях проветривания, мг.

2.Находим необходимое количество воздуха для создания безопасных условий работ:

(2.3.14.)

где V_в – необходимый объем воздуха в помещении, м³;
q < ПДК; q = ПДВК.

3.Определяется необходимая минимальная расчетная и фактическая кратность обмена воздуха в помещении:

(2.3.15.)

(2.3.17.)

где ∑S – суммарная площадь приточных или вытяжных отверстий, м²;
W – скорость движения воздуха, м/с.
Для безопасных условий труда должно соблюдаться неравенство:

Кр > Кф(2.3.18)

Если данное условие не соблюдается, то необходимо изменить условия вентиляции.

2.3.5. БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТ
В КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ, СЕТИ ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ, КОЛОДЦАХ, ЕМКОСТЯХ, РЕЗЕРВУАРАХ.

В жаркую безветренную погоду, при работе в глубоких колодцах и траншеях, могут создаваться опасные условия для здоровья людей. Спускаясь в глубокие узкие канавы, колодцы и производя там работы, человек поглощает кислород и выделяет большое количество углекислоты (до 40 литров в час). Это приводит к тому, что в рабочем месте создается застойная зона, где концентрация кислорода может быть 18% и менее, а содержание углекислоты 10% и более.
Рабочий не замечает, как появляется отдышка, усиленное потоотделение. А если и замечает, то объясняет это усиленной работой. Постепенно самоконтроль у рабочих пропадает. Поэтому важно знать, когда может создаться опасная ситуация. Для оценки производственной обстановки во-первых, определяют объем, в котором может создаться застойная зона по содержанию О₂ или СО₂.
В качестве примера будем считать, что в колодце, площадью основания 1м² работает рабочий саперной лопатой, стоя на коленях. Высота от данного колодца до верхнего среза головы равна 1м. Тогда опасный объем равен 1м³. Во-вторых, оцениваем сколько литров О₂ или СО₂ может быть в застойной зоне, если весь газ выделяемый человеком считается в опасном объеме.
Принимаем содержание СО₂ (удельный вес 1,52) в застойной зоне 6%, когда появляется у рабочего отдышка, слабость и наступает утомление организма. Тогда согласно нашего примера в 1м³ объема воздуха будет примерно 1000·6·100=60л СО₂. В-третьих, рассчитываем максимально возможное время работы. В нашем примере, условия работы – тяжелые. Рабочий выделяет 40л СО₂ в час.
Следовательно, максимальное время работы будет(60:40) 1,5 часа. В- четвертых, мастер или прораб, с учетом максимального времени работы, планируют периодичность контроля состава воздуха, проветривания колодца, траншеи и периодичность работы и отдыха.
Установлено, что углекислый газ вытесняет кислород из соединения гемоглобина и обратно, избыточный кислород может вытеснять окись углерода из соединения с гемоглобином. Поэтому при отравлении человека окись углерода, необходимо, как можно быстрее перенести его на свежую струю и произвести искусственное дыхание.
Вдыхание воздуха с окисью углерода с концентрацией 0,128% в течение 0,5-1 часа может вызвать тяжелое отравление; с концентрацией 0,4 – смертельно, даже при кратковременном воздействии. При концентрации 1% человек теряет сознание после нескольких вздохов, и через 1-2 минуты наступает смерть. Наибольшее количество СО₂, которое может быть поглощено кровью человека составляет приблизительно 300см³.
Следует обратить внимание на большую токсичность СО и его малую растворимость, на большой удельный вес СО₂, что ведет к его накоплению в застойных местах, создает угрозу давления.
Безопасная производственная деятельность обусловливается с одной стороны разработкой качественного проекта производства работ, с другой – правильной и четкой организацией рабочего места и проведением работ с учетом выделения вредных и ядовитых веществ.