Лабораторна робота № 2

ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАПИЛЕНОСТІ ПОВІТРЯ У РОБОЧІЙ ЗОНІ

Мета роботи: засвоїти методику визначення концентрації пилу у робочій зоні виробничого приміщення та оцінки відповідності її нормованим значенням згідно умов праці.

Загальні відомості

Пил як сукупність тонкодисперсних частинок, які утворюються при різних виробничих процесах – подрібненні, розмеленні і обробці твердих тіл, при просіюванні і транспортуванні сипучих матеріалів, є несприятливим фактором виробничого процесу і зустрічається на підприємствах різних галузей харчової, будівельної, обробної та інших видів промисловості. У виробничих приміщеннях пил може бути у вигляді аерозолю (частинки твердої речовини у повітрі) та аерогелю (частинки, що осіли на різні поверхні) і залежно від хімічного складу та фізичних властивостей твердої фази аерозолю пил може чинити різноманітну дію на організм працюючих: механічну, хімічну та бактеріологічну. Пил може здійснювати на людину фіброгенну дію, при якій в легенях відбувається розростання сполучних тканин, що призводять до порушення нормальної функції організму. Вражаюча дія пилу в основному визначається дисперсністю (розміром частинок пилу), їх формою, твердістю, волокнистістю, питомою поверхнею [1]. Він шкідливо впливає на органи дихання, травлення, зору та шкіру. Це призводить до різних професійних захворювань, зокрема, пневмоконіозу та пилового бронхіту. Найбільш небезпечна форма пневмоконіозу - силікоз, що має місце при систематичному вдиханні пилу із вмістом вільного двоокису кремнію (Sі0₂). Діючи на слизисту оболонку очей, пил викликає запалювальний процес - кон'юктивіт, а на шкіру - дерматит. Шкідливу дію пил спричиняє і на обладнання, приводячи до його передчасного зношування, а також на якість продукції і може стати причиною виникнення пожеж та вибухів.

Шкідлива дія пилу на людину залежить від його якісної та кількісної характеристик. Особливою якісною характеристикою пилу є його дисперсність. Найбільш небезпечним для людини являється пил з великою кількістю частинок розміром 0,01...5,0 мм, тому що він погано затримується слизистими оболонками верхніх дихальних шляхів і проникає далеко в тканини легенів.

Кількісна характеристика пилу може бути визначена його концентрацією у повітрі - масою пилової речовини в одиниці об'єму повітря (мг/м³) [2]. Гранично допустимі концентрації (ГДК) пилу - концентрації, що за щоденної 8-годинної роботи (але не більше 40 годин на тиждень) протягом усього робочого стажу не можуть спричинити у працюючих захворювань чи відхилень у стані здоров'я ГДК шкідливих речовин нормовані у ГОСТ 12.1.005 - 76 ССТБ [3] та СН 245 - 71 [4].

Якщо робота виконується у приміщенні, де концентрація пилу перевищує ГДК, слід користуватися індивідуальними засобами захисту: респіраторами (маска із спеціальним противопиловим фільтром), пилозахисними окулярами та спецодягом.

Перед викидом запиленого повітря в атмосферу його очищують пиловловлювачами (фільтрами, циклонами, пилоосадниками). Ступінь очищення повітря розраховується таким чином, щоб на території підприємства концентрація шкідливих речовин не перевищувала ГДК у повітрі робочої зони промислових приміщень.

З метою гігієнічної оцінки виробничого пилу необхідно визначити його масу в одиниці об'єму повітря та хімічний склад його частинок, зокрема, вміст вільного оксиду кремнію SiO₂. ГДК деяких шкідливих речовин у повітрі робочої зони згідно [2] наведені у табл. 2.1.Таблиця 2.1

ГДК деяких шкідливих речовин у повітрі робочої зони
Назва речовини	ГДК, мг/м3
1. Пил з домішками:
оксиду кремнію понад 10 %
(зерновий, бавовняний, вовняний)	2
оксиду кремнію від 2 до 10 %	4
оксиду кремнію менше 2 %
(борошняний, цукровий, деревинний)	6
2. Тютюн	3
3. Граніт	2
4. Азбест	2
5. Цемент, штучні абразиви	5
6. Вапно	6
7. Вугілля: до 10% оксиду кремнію	4
без оксиду кремнію, без домішок	10

Запиленість повітря робочої зони можна визначити гравіметричним (ваговим), розрахунковим, фотометричним та іншими способами. Методи виділення пилу з повітря можуть бути різноманітними: аспіраційний, седиментаційний, електроосадженням та інші. Враховуючи високу шкідливу дію на організм дисперсного складу пилу, в санітарно-гігієнічній практиці широко користуються гравітаційним методом, застосовуючи аспіраційний метод виділення пилу з повітря шляхом просмоктуванням пилу через фільтр.

Через фільтр марки АФА протягують повітря, яке досліджується на запиленість. Потім фільтр фільтрувальною поверхнею розташовують на очищеному та знежиреному склі і кілька хвилин витримують в парах ацетону. Утворена при цьому прозора плівка дає можливість за допомогою окулярного мікрометра мікроскопа визначити розміри частинок пилу та питому вагу кожної дисперсної фракції у відсотках (до 2,0 мкм, 2,0...5,0 мкм, більше 10 мкм). Кількісний вміст пилу у повітрі знаходять наступним чином. Протягують через фільтр повітря заданого об'єму і шляхом зважування фільтру до і після протягування повітря знаходять масу пилу та масову концентрацію пилу, мг/м³ .

Час відбирання проби залежить від ступеня запиленості, величини наважки пилу, швидкості відбирання пилу у робочій зоні і визначається із співвідношення:

(2.1)

де а - мінімальна потрібна наважка на фільтрі, cw (1 мг для фільтра АФА-ВП-10); с – гранично допустима концентрація пилу у повітрі, мг/м³ ; w - об'ємна швидкість відбору проб'на фільтр, л/хв.

Об'єм повітря V_t протягнутого через фільтр знаходиться як:

(2.2)

Знайдене значення об'єму приводиться згідно стандарту [5] до нормальних кліматичних умов відносно температури 293 К (20°С) і атмосферного тиску 101,3 кПа (760 мм рт. ст.) за формулою:

(2.3)

де V- об'єм повітря, протягнутого через фільтр, приведений до нормальних умов, л; Р - атмосферний тиск, мм рт. ст.; t - температура повітря у місці відбирання проби, °С.

Масову концентрацію пилу у повітрі розраховують за формулою:

(2.4)

де т₁ і т₂- маси фільтру до та після відбирання проби, мг.