Химические факторы производственной среды

Тема 8.

Химические факторы производственной среды.

Пример: Если в начале XX века насчитывалось около 20 промышленных ядов (токсичных веществ), то в настоящее время их количество измеряется тысячами.

Если в экологическом плане обстановка сложная, то в производственном ещё сложнее. Основной контакт с вредными веществами возникает при загрязнении воздушной среды и это определяет главную роль борьбы с её загрязнениями.

Методы поддержания и сохранение определённого состава воздушной среды тесно переплетаются с методами обеспечения оптимального микроклимата.

I. Характеристики.

По действию на человеческий организм вредные вещества делятся на неядовитые и токсичные (ядовитые).

Неядовитые – оказывают поверхностное, раздражающее действие на слизистые оболочки, кожу, практически не проникая внутрь организма.

Токсичные – растворяются в жидких биологических средах, вступают в физико-химическое взаимодействие с тканями организма, нарушая их физиологические функции и в конечном итоге вызывают отравление (интоксикацию).

Содержание вредных веществ в воздухе и жидких средах характеризуется концентрацией – количеством вещества в единице объёма, измеряемым в мг/м³ и мг/л. Они могут находиться в различном агрегатном состоянии: твёрдые вещества, жидкость, газы, пары (1 - 0,1 мкм), аэрозоли (0,1 – 0,01 мкм).

Физиологическая активность ядов характеризуется токсичностью – способностью в относительно малых количествах вызывать нарушения нормальной жизнедеятельности и приводить к проходящим или стойким патологическим изменениям организма.

II. Источники.

Металлургические производства являются источниками повышенных загрязнений техносферы и биосферы из-за их масштабов и высокопараметрических технологических процессов.

Тенденция роста производства легированных сталей усложняет проблему очистки воздуха и воды.

III. Действие на человека.

Химические вещества могут проявляться как ВПФ или ОПФ.

При постоянном многолетнем воздействии в концентрациях, превышающих ПДК, в организме постепенно накапливаются микроколичества токсичных веществ, приводящие к хроническому отравлению, нарушающему здоровье, психику и, в конечном счёте, профессиональному заболеванию.

При воздействии относительно больших доз возникают и быстро развиваются острые отравления, влекущие иногда смертельный исход.

Борьба с хроническими отравлениями значительно сложнее, чем с острыми. По характеру специфического воздействия на организм человека химические яды подразделяются на пять условных групп: раздражающие, токсичные, канцерогенные, мутагенные, и по сути проникновения в организм (органы дыхания, кожные покровы, желудочно-кишечный тракт). По физиологическому воздействию химические вещества подразделяются на 4^е основные группы:

1. Раздражающие – действующие на поверхностные ткани.

Пример: Типичные представители: Cl₂, NH₃, HF, NO, NO₂, пары HCl, H₂SO₄, SO₃ и т.д. (пр. «жёлтое облако» Cl₂ на территории химзавода).

2. Удушающие – нарушающие процесс освоения кислорода организмом.

Пример: Типичные представители: CO, H₂S, HCN и др. ( пр. колодец с CO и ремонтники 15 сек).

3. Наркотические – действующие как наркотики.

Пример: Представители: азот под давлением, дихлорэтан, трихлорэтилен, четырёххлористый углерод, ацетилен, бензин и др. (пр. Азот под давлением, превращающийся в «веселящий газ» или работа в цистернах с остатками нефтепродуктов).

4. Соматические – вызывающие нарушение деятельности всего организма или отдельных органов

Пример: Представители: Pb, Hg, C₆H₆, As, Sn, Mn, P и др. История с Наполеоном – обои с мышьяками. Можно пострадать и от неядовитого вещества (пр. История с аргоном (инертным газом) в подвале).

IV. Нормирование.

Критерием нормирования является ПДК.

ПДК – это максимальная концентрация вредного вещества, которая не вызывает патологических изменений у работающего в течение всей жизни, генетических последствий у потомства, определяемых с помощью самых чувствительных современных методов.

ПДК величина юридическая, конкретная характеристика для каждого вещества.

Пример: Если ПДК превышена, то можно закрыть данное производство.

Её определение – сложная научная проблема.

Пример: В США на анализ потенциально опасных 48 тысяч веществ потребуется 80 лет, в РФ за год десятки научных учреждений могут определить не более 50 ПДК.

Пример: В РФ нормативы более жёсткие и лучше обоснованные, чем в ряде стран, самый обширный список (РФ – 1307 ПДК, США – 680 ПДК, Германия – 360 ПДК).

ПДК – обязательные санитарные нормативы при проектировании зданий, технологий, оборудования, а также предупредительного и текущего санитарного надзора.

Пример: Они регламентированы в ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» (от 29.09.88г. №3388).

Согласно ГОСТ 12.1.007-76 вредные вещества делятся на 4 класса опасности (табл. 1):

Таблица 1.

Класс опасных веществ	ПДК, мг/м3	Смертельная доза, мг/кг веса	Типичные представители
Чрезвычайно опасные	Менее 0,1	До 500	Бериллий, свинец, ртуть, двуокись хрома, тетраэтилсвинец, пятиокись ванадия и др.
Высокоопасные	01, - 1	500 – 5000	Хлор, сероводород, дихлорэтан, аэрозоли щелочей и др.
Умеренно-опасные	1 – 10	5001 – 50000	Метиловый, бутиловый, изопропиловый спирты, сернистый ангидрид и др.
Малоопасные	Более 10	Более 50000	Этиловый спирт, бензин, аммиак и др.

V. Защита.

Растущий поток новых веществ с недостаточно изученными токсическими свойствами создаёт разрыв между темпами их внедрения и оценкой их опасности. Решение этой проблемы лежит в создании герметичного производственного оборудования, более совершенных технологических процессов, эффективной вентиляции.

Защита осуществляется по 3^м направлениям:

1. Объёмно-планировочные решения.

2. Оборудование и технология.

Наиболее эффективным инженерным методом борьбы с загрязнением воздушной среды является вентиляция и кондиционирование.

Вентиляция по способу воздухообмена разделяется на естественную и искусственную (механическую).

Естественная вентиляция осуществляется за счёт разности температур (∆Т – тепловой напор) и разности давлений (∆Р – ветровой напор). Организованный и регулируемый естественный воздухообмен называется аэрацией. Естественная вентиляция проста в эксплуатации, дешёва, позволяет перемещать большой объём воздуха, особенно эффективна в производствах со значительными избытками тепла. Её недостатки: малая эффективность в жаркую, безветренную погоду, отсутствие очистки и подогрева.

Механическая вентиляция, состоящая из системы воздуховодов и вентилятора, обеспечивает постоянный воздухообмен независимо от внешнего метеоклимата. Она может быть приточной, вытяжной, приточно-вытяжной, а по месту действия – общеобменной и местной. Приточная (при избыточном давлении в помещении) вентиляция предотвращает попадание загрязнений из соседних помещений, а вытяжная (при пониженном давлении) – исключает загрязнение из помещения в других помещениях. Общеобменная вентиляция создаёт средние метеоусловия во всём объёме рабочеё зоны, а местная (воздушное душирование, бортовые отсосы, вытяжные зонты) – локализует распространение загрязнений на отдельных участках.

К инженерным методам относится герметизация оборудования, дистанционное управление, использование нетоксичных веществ.

3. Индивидуальная защита.

Использование СИЗ органов дыхания (респираторы, противогазы), кожи (перчатки, сапоги, фартук).