4.1.4 Методи контролю запиленості повітря

Контроль запиленості проводиться для гігієнічної оцінки умов праці і перевірки ефективності засобів і заходів, які спрямовані на зниження рівня запилення.

Методи вимірювання концентрації пилу поділяють на дві групи:

– методи, що базуються на попередньому осіданні пилу;

– методи без попереднього осідання пилу.

При проведенні гігієнічного контролю віддають перевагу методам першої групи, оскільки більшість з них дають змогу визначити масову концентрацію пилу.

У вітчизняних пилемірах використовують ваговий, радіоізотопний, оптичний, електричний, акустичний та інші методи вимірювання.

Радіоізотопний метод визначення вмісту пилу в повітрі грунтується на принципі реєстрації бета- або альфа частинок, що проходять через запилений фільтрувальний матеріал.

Оптичний метод базується на принципі реєстрації світлового потоку, що проходить через запилене повітря або фільтрувальний матеріал.

Електрометричний метод – на принципі реєстрації сумарного заряду електризованих аерозольних частинок.

Акустичний метод – на зміні параметрів акустичного поля в залежності від вмісту пилу в досліджуваному атмосферному повітрі.

При лічильному методі визначається число пилинок в 1см³ досліджуваного повітря.

В даній роботі вивчається ваговий метод.

4.1.4.1 Ваговий метод

Ваговий метод дозволяє визначити кількість міліграмів пилу в одному кубічному метрі повітря. Для цього треба затримати пил із визначеного об’єму повітря на фільтрі і, визначивши його масу, розрахувати концентрацію пилу в повітрі за формулою

де С – концентрація, мг/м³;

m₁ – маса фільтра до відбору проби, мг;

m₂ – маса фільтра після відбору проби, мг;

V_c – об’єм повітря, що протягнутий через фільтр і приведений до умов згідно з ГОСТ 8.395-80 Нормальные условия измерения при поверке. Общие требования при температурі t_o = =293К (20С) і атмосферному тиску Р_о = 101,3 кПа (760 мм.рт.ст), м³.

При аспіраційному способі визначення концентрації пилу об’єм V_c вираховується за формулою

де V_t – об’єм повітря при температурі t в місці проведення контролю вмісту пилу, м³;

Р – атмосферний тиск, кПа.

де q – витрата повітря, що фільтрується, через аспіратор, яка замірюється ротаметром, л/хв;

 – тривалість відбору проби, хв.

4.2 Обладнання, прилади. Опис лабораторної установки

Для проведення оцінки запиленості повітря ваговим методом потрібні такі прилади:

• повітродувка;

• пилева камера;

• фільтротримач (алонж);

• фільтр;

• аспіратор типу М-822;

• аналітична вага АДВ-200М;

• термометр;

• барометр;

• секундомір;

• пінцет.

4.2.1 Аналітичні аерозольні фільтри

Для вагового аналізу вмісту пилу застосовують фільтри АФА-В-10 і АФА-В-20 з робочою поверхнею відповідно 10 см² і 20 см². Фільтр АФА-В виготовлений у вигляді комплекту, що складається з фільтрувального елементу із спресованими краями та захисних паперових кілець.

При відборі проб фільтр АФА вставляється в фільтротримач – алонж.

4.2.1.1 Послідовність роботи з фільтрами.

– Розгорнути захисні кільця, за допомогою пінцета скласти фільтр вчетверо і помістити його в центр чашечки ваги.

– Зважити фільтр на аналітичній вазі.

– Зважений фільтр розправити на спресовані краї, помістити в захисні кільця і вставити в алонж.

– Після протягування через фільтр запиленого повітря вийняти його з алонжа, за виступи захисних кілець згорнути удвічі осадом всередину та помістити в пакетик.

– Витримати фільтр 10 хв, зважити.

– Після зважування знову помістити фільтр в пакетик.

4.2.2 Електроаспіратор

Електроаспіратор 15 використовуєься для забору повітря у виробничих та інших приміщеннях з метою його дослідження та аналізу. Відбір проб проводиться шляхом просмоктування повітря через спеціальні фільтри, для чого електроаспіратор оснащений:

– повітродувкою, що створює негативний тиск;

– ротаметрами 17 для вимірювання витрати повітря в л/хв;

– пристроєм для регулювання витрати повітря 16.

Загальний вигляд і передня панель стенду представлені на рис. 4.1.

4.2.2.1 Послідовність роботи з електроаспіратором.

Працювати з аспіратором рекомендується в наступній послідовності:

– Включити апарат у мережу з напругою 220 В.

– Повністю відкрити вентилі 16, що регулюють витрату повітря, яке пропускають.

–Включити електродвигун тумблером (робота електродвигуна супроводжується специфічним шумом).

– Шляхом обертання вентилів 16 встановити витрату повітря через ротаметр більшу, ніж ту, при якій будуть відбиратися проби повітря.

• Апарат виключити.

4.2.3 Аналітична вага марки АДВ-200М

Аналітичні ваги призначені для точних зважувань у лабораторних умовах.

Вага вмонтована в металеву вітрину з бічними дверцятами, що відкриваються. Вітрина закріплена на металевій основі 3. На основі прикріплена вертикальна колонка 6. На колонку кріпляться два кронштейни з повітряними заспокоювачами – демпферами 8. На колонку поміщена опорна подушка, на яку спирається середня призма коромисла 11. На кінцях коромисла в спеціальних сідлах 10 закріплені вантажоприймальні призми, на які навішуються підвіски 9 із вантажоприймальними подушками. На верхні гачки підвісок підвішуються чашки 4 з дужками, на нижні – склянки демпферів, що входять у корпуси, які закріплені на колонці.

Вага обладнана міліграмовими гирями, що підвішені на планці, яка скріплена з правою підвіскою. Керування гирями здійснюється за допомогою обертових лімбів 14, розташованих праворуч вітрини ваг, через важелі 13. На коромислі закріплена стрілка 7, на нижньому кінці якої встановлена мікрошкала з відліком від 0 до 10 мг в обидва боки. Мікрошкала за допомогою оптичного пристрою, що складається з підвіски, об’єктива і дзеркал, проектується на екран 5, розташований перед колонкою ваг.

Під основою ваг змонтований ізолюючий механізм, що приводиться в дію за допомогою маховика 1. Освітлювач розташований позаду вітрини. Вага має задню нерегульовану ніжку і дві бічні – регульовані 2, за допомогою яких вага встановлюється за рівнем, вмонтованим в основу ваги.

4.2.3.1 Робота на аналітичній вазі.

Перед початком роботи дверцята ваги необхідно залишити відкритими. Тіло, що зважується, і важки дозволяється поміщати на чашки і знімати з них тільки при закритому ізолірі 12. Відкривати і закривати ізолір потрібно обережно, шляхом плавного обертання маховика. У неробочому положенні коромисло ваги повинне бути ізольоване, без навантажень на чашках.

4.2.4 Лабораторна установка

Через неприпустимість у лабораторному приміщенні – аудиторії мати значну запиленість повітря і для скорочення терміну проведення роботи до складу лабораторної установки входить пилова камера 20 з повітродувкою 19 і розпилювачем для створення в камері пилового середовища великої концентрації.

Запилене повітря електроаспіратором 15 протягається через фільтр АФА, що вкладається у фильтротримач – алонж 18.

4.3 Техніка безпеки при виконанні лабораторної роботи

4.3.1 Категорично забороняється розбирати і демонтувати прилади.

4.3.2 В електричних приладах необхідно перевірити заземлення перед включенням в електричну мережу.

4.3.3 Заправляти пилову камеру в присутності викладача.

4.3.4 Відкривати і закривати дверцята вітрини аналітичної ваги необхідно з обережністю, пам’ятаючи, що вони скляні.

4.3.5 Аналітичні ваги й аспіратор після проведення експерименту знеструмити.

4.4 Питання для самоперевірки та контролю підготовленості студента

4.4.1 Що таке пил?

4.4.2 Як класифікується пил за розмірами?

4.4.3 Які захворювання викликає в людини пил?

4.4.4 Які негативні наслідки можливі при наявності пилу у виробничих приміщеннях?

4.4.5 Які нормативні документи регламентують вміст пилу в повітрі робочої зони?

4.4.6 Що таке ГДК?

4.4.7 Класифікація пилу за токсичністю.

4.4.8 Періодичність контролю вмісту пилу в повітрі робочої зони.

4.4.9 Які застосовують методи вимірювання концентрації пилу?

4.4.10 Суть вагового методу.

4.4.11 Дати коротку характеристику фільтрів АФА.

4.4.12 Призначення і будова електроаспіратора.

4.4.13 Правила зважування фільтрів на аналітичній вазі.

4.5 Послідовність виконання лабораторної роботи

4.5.1 Фільтр вставити в нерухому частину патрона алонжа 18 (рис.4.1). Для цього ручку фільтра розмістити в проріз і закріпити рухливою частиною алонжа, з’єднаною з гумовим шлангом.

Надіти вільний кінець шланга на штуцер 21 ротаметра 17.

4.5.2 Включити електроаспіратор 15, вентилем 16 відрегулювати витрату повітря через ротаметр так, щоб поплавець ротаметра знаходився на поділці, що відповідає витраті 10 л/хв.

4.5.3 Виключити аспіратор і вийняти використаний фільтр з алонжа.

4.5.4 Взяти новий фільтр, зважити його і записати його масу в табл.4.1.

4.5.5 Встановити фільтр у нерухому частину алонжа і щільно закріпити рухливою частиною.

4.5.6 Виміряти температуру повітря і барометричний тиск у приміщенні лабораторії, дані занести в табл. 4.1.

4.5.7 Включити повітродувку 19 і скаламутити пил у пиловій камері 20.

4.5.8 Одночасно включити аспіратор і секундомір. Стежити за показами ротаметра. Якщо поплавець відхилився від показів 10 л/хв, то треба відрегулювати витрату повітря вентилем. Час відбору проби 2 –5 хвилин.

4.5.9 При закінченні відбору повітря одночасно виключити аспіратор і секундомір.

4.5.10 Обережно вийняти фільтр з осілими пиловими частинками і зважити на аналітичній вазі.

4.5.11 Записати масу фільтра з пилом у табл.4.1.

4.5.12 За методикою, наведеною в 4.1.4.1, розрахувати концентрацію пилу в пиловій камері, результати розрахунку занести в табл.4.1.

4.5.13 Характеристику пилу вибрати за табл.4.2 в залежності від останньої цифри залікової книжки. Використовуючи додатки П і Р, визначити гранично допустиму концентрацію (ГДК) пилу в повітрі та клас небезпеки.

4.5.14 Заповнити таблицю 4.3 і дати санітарно-гігієнічну оцінку запиленості повітря в пиловій камері.

Таблиця 4.1 – Визначення концентрації пилу в повітрі

Номер вимірювання	1	2	3
Маса чистого фільтра m1, мг
Температура повітря t, C
Атмосферний тиск Р, кПа
Витрата повітря q, що фільтрується, л/хв
Тривалість відбору проби , хв
Маса фільтра з пилом m2, мг
Об’єм повітря Vt при температурі t, м3
Об’єм повітря, що приведений до нормальних умов, Vс, м3
Концентрація пилу, мг/м3

Таблиця 4.2 – Вибір характеристики пилу

Остання цифра залікової книжки (порядкового номеру в журналі)	Назва пилу
1	Магнію хлорат
2	Оксид титану
3	Силікатний (більше 70% SiО2)
4	Оксид цинку
5	Ванадієвий
6	Алюмінієвий
7	Вугільний
8	Марганцю оксид
9	Цирконієвий
10	Торієвий

Таблиця 4.3 – Оцінка запиленості повітря робочої зони

Назва пилу
Клас небезпеки
ГДК, мг/м3
Фактична концентрація пилу, мг/м3
Висновок