4. Лабораторная работа № 4. Определение

концентрации вредных веществ в воздухе на

рабочих местах

4.1. Цель работы: приобретение практических навыков измерения концентрации вредных веществ в воздухе, ознакомление с методами контроля и нормативными требованиями к содержанию вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

4.2. Содержание работы

Определить концентрацию вредных веществ в воздухе производственных помещений с помощью универсального газоанализатора УГ-2. Оценить соответствие содержания вредных веществ в воздухе действующим нормам.

4.3. Основные теоретические положения

Производственные процессы могут сопровождаться выделением вредных газов, паров, пыли, вследствие чего воздух в помещении претерпевает некоторые изменения, которые могут вредно отражаться на здоровье человека. Необходимым условием здорового и высокопроизводительного труда является обеспечение чистоты воздуха.

В соответствии с санитарно-эпидемиологическими правилами СП 2.2.1.1312–03 «Гигиенические требования к проектированию вновь строящихся и реконструируемых промышленных предприятий» объем производственного помещения на одного работающего зависит от тяжести выполняемой работы и должен составлять не менее 15 м³, площадь помещения на одного работающего – не менее 4,5 м², высота помещений – не менее 3,25 м.

Вредные вещества и их классификация

Вредное вещество - вещество, которое при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности может вызывать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами, как в процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений (ГОСТ 12.1.007-76).

По характеру воздействия на организм человека различают шесть групп веществ: токсические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную функцию (ГОСТ 12.0.003-74 "ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация").

1. Токсические химические вещества оказывают вредное действие на организм человека, вызывают расстройства нервной системы, мышечные судороги, влияют на кроветворные органы, взаимодействуют с гемоглобином крови.

2. Раздражающие вредные вещества – это вещества, вызывающие раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, легких, кожных покровов, т. е. вызывающие у живых объектов изменения своего состояния или деятельности.

3. Сенсибилизирующие вещества - вещества, вызывающие повышенную чувствительность и при последующих контактах бурные реакции, чаще всего приводящие к кожным изменениям, астматическим явлениям, заболеваниям крови, снижению иммунитета.

4. Канцерогенные вещества (греч. «рождающие рак») (бластомогенные) - вещества вызывают развитие злокачественных опухолей.

5. Мутагенные вещества влияют на генетический аппарат зародышевых и соматических клеток организма. Это может вызвать снижение общей сопротивляемости организма, раннее старение, в некоторых случаях тяжёлые заболевания. Воздействие мутагенных веществ может сказаться на потомстве (не всегда первого, а возможно второго и третьего поколений).

6. Вещества, влияющие на репродуктивную функцию (воспроизведение потомства) человека вызывают возникновение врожденных пороков развития и отклонений от нормального развития у потомства, влияют на внутриутробное и послеродовое развитие потомства.

По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности (ГОСТ 12.1.007.-76):

- 1-й класс - вещества чрезвычайно опасные;

- 2-й класс - вещества высокоопасные;

- 3-й класс - вещества умеренно опасные;

- 4-й класс - вещества малоопасные.

Класс опасности вредных веществ устанавливается в зависимости от показателей и их норм, характеризующих эффект воздействия ядов на организм по путям их проникновения (табл. 4.1).

Таблица 4.1

Классы опасности вредных веществ

Наименование	Норма для класса опасности
показателя	1-го	2-го	3-го	4-го
Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м3	Менее 0,1	0,1-1,0	1,1-10,0	Более 10,0
Средняя смертельная доза при введении в желудок, мг/кг	Менее 15	15-150	151-5000	Более 5000
Средняя смертельная доза при нанесении на кожу, мг/кг	Менее 100	100-500	501-2500	Более 2500
Средняя смертельная концентрация в воздухе, мг/м3	Менее 500	500-5000	5001-50000	Более 50000
Коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО)	Более 300	300-30	29-3	Менее 3
Зона острого действия	Менее 6,0	6,0-18,0	18,1-54,0	Более 54,0
Зона хронического действия	Более 10,0	10,0-5,0	4,9-2,5	Менее 2,5

При этом определение класса опасности производится по тому показателю, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности.

Действие вредных веществ на организм человека

Вредные газы и пары могут вызывать профессиональные отравления, которые подразделяются на острые и хронические. Первые из них возникают за короткое время под воздействием ядов большой дозы, вторые - в результате систематического отравления ядами малой дозы за длительное время.

Исход отравления зависит от: токсичности вещества (вид и физико-химические свойства), концентрации вещества, длительности воздействия на организм и пути проникновения в него промышленных ядов; состояния и особенностей организма человека, метеорологических условий окружающей среды.

Температура, влажность и барометрическое давление воздуха могут усиливать или ослаблять эффект воздействия вредных газов и паров. При высокой температуре воздуха расширяются кожные сосуды, увеличивается потовыделение, учащается дыхание, повышается кровоток и ускоряется проникновение ядов в организм. Высокая температура также усиливает скорость испарения и летучесть токсичных веществ, что способствует росту загрязненности ими воздуха. Опасность отравления при работе со многими вредными веществами возрастает в жаркое время года, а со свинцом - в холодные месяцы. Влажность воздуха повышает токсичность некоторых веществ (соляной кислоты, фтористого водорода и др.). Промышленные яды проникают в организм человека тремя путями: через органы дыхания, желудочно-пищеварительный тракт и кожный покров. Попавшие внутрь организма с вдыхаемым воздухом токсичные вещества быстро всасываются слизистой оболочкой дыхательных путей и огромной поверхностью легочных альвеол (около 130 м²), оттуда усваиваются потоками крови и разносятся ими по всему организму. Большинство отравлений (до 95%) происходит этим наиболее опасным путем. Через пищеварительный тракт вредные вещества могут попасть в организм вместе с загрязненной пищей и водой. Здесь опасны лишь те яды, которые растворяются в желудке (в воде, жирах и желудочном соке), всасываются стенками желудка и кишечника и попадают в кровь. Токсичный эффект этого пути отравления существенно ниже, чем через органы дыхания, т. к. вредные вещества попадают в кровь через печень, где подвергаются частичному обезвреживанию. Через кожный покров попадают внутрь организма только некоторые, растворимые в жидкостях и жирах органов, яды. Тем не менее, опасность отравления здесь выше, чем при пищеварительном отравлении, поскольку токсичные вещества попадают прямо в большой круг кровообращения, минуя печень.

Нормирование содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Для ограничения неблагоприятного воздействия на организм человека вредных веществ действующими нормативами ГОСТ 12.1.005-88 «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические тре­бования к воздуху рабочей зоны» и ГН 2.2.5.1313-03 "Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны" установлены предельно-допустимые концентрации их в воздухе рабочей зоны.

Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м от уровня пола или площадки, на которых находятся места постоянного или временного пребывания работающих.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны - это концентрация (мг/м³), которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов или другой продолжительности (но не более 41 часа в неделю) во время всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в процессе работы или в отдалённые сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК).

Для веществ, на которые ПДК не установлены, временно вводятся ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ), согласно ГН 2.2.5.1314-03 "Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны", которые пересматриваются через каждые два года.

Значения ПДК для некоторых вредных газов и паров, содержание которых в воздухе рабочей зоны определяется экспресс - методом, представлены в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Предельно допустимые концентрации вредных

веществ в воздухе рабочей зоны по ГН 2.2.5.1313-03

Наименование вещества	Формула	Величина ПДК, мг/м3	Преимущественное агрегатное состояние в воздухе	Класс опасности	Особенности действия на организм
Пропан-2-он (ацетон)	C3H6O	200	п	4	-
Аммиак	NH3	20	п	4	-
Диоксид серы (сернистый ангидрид)	SO2	10	п	3	-
Бензин (растворитель, топливный)	-	100	п	4	-
Углерода оксид	CO	20	п	4	О

Примечание. Использованы следующие обозначения: О - вещества с остронаправленным механизмом действия, требующие автоматического контроля за их содержанием в воздухе; п - пары и/или газы; а - аэрозоль.

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны подлежит систематическому контролю для предупреждения возможности превышения предельно допустимых концентраций - максимально разовых рабочей зоны (ПДК_мр.рз) и среднесменных рабочей зоны (ПДК_сс.рз).

При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ разнонаправленного действия ПДК остаются такими же, как и при изолированном воздействии.

При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия сумма отношений фактических концентраций каждого из них (С₁, С₂ ... С_n) в воздухе к их ПДК (ПДК₁, ПДК₂ ... ПДК_n) не должна превышать единицы

Контроль за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Отбор проб должен проводиться в зоне дыхания при характерных производственных условиях.

Зона дыхания - пространство в радиусе до 50 см от лица работающего.

Методы контроля состояния воздуха рабочей зоны

Все известные методы анализа загазованности воздушной среды подразделяются на основные три группы: лабораторные, экспрессные и автоматические.

Они базируются на следующих физико-химических способах определения содержания вредных примесей воздуха:

- лабораторные на фотометрических, люминесцентных, хроматографических, спектроскопических, полярографических;

- экспрессные на колориметрических, линейно-колористических.

В практике промышленных предприятий большое применение нашли экспрессные методы и особенно их линейно-колористический способ. Объясняется это тем, что с его помощью за сравнительно короткий срок (3 - 20 мин) удается получить достаточно точные данные о содержании токсичных веществ в воздухе рабочей зоны, оперативно оценить качество воздуха и принять необходимые меры безопасности. Кроме того, этот способ не требует для проведения анализа громоздкого оборудования и квалифицированного персонала.

Линейно-колористический способ экспресс-метода анализа воздуха осуществляется химическими газоанализаторами УГ-2.