Лабораторна робота № 3

Тема: Дослідження забрудненості робочої зони шкідливими речовинами та оцінка щодо відповідності його нормативним значенням.

Мета: вивчення методики визначення концентрації шкідливих газів і парів у повітрі виробничих приміщень; ознайомитись з експрес методом вимірювання кількості і шкідливих речовин у повітрі за допомогою газоаналізатора, що працює за принципом лінійно-колористичного методу визначення шкідливих речовин (УГ-2); оцінку відповідності вимогам ГОСТ 12.1.005-88.

Обладнання: УГ-2, набір індикаторів

Теоретичні відомості

Дія газів і парів на організм людини

Хімічні речовини, що проникають в організм людини навіть у порівняно невеликих кількостях і викликають порушення нормальної життєдіяльності, називають отрутами або токсичними речовинами. У разі дії таких речовин на людину у виробничих умовах можуть виникати професійні отруєння.

Шкідливими вважаються речовини, які за контакту з організмом людини за умов порушення вимог безпеки можуть призвести до виробничої травми, професійних захворювань або розладу стану здоров’я (ГОСТ 12.1.007-76).

Шкідливі речовини можуть проникати в організм через:

• шкіру (бензол, толуол, ціаніди, тобто переважно рідкі речовин);

• перорально (під час вживання їжі і потрапляють у шлунково-кишковий тракт);

• дихальні шляхи (випари, гази та пилоподібні речовини потрапляють у легені і кров, розносяться по усьому організму).

• Ступінь і характер впливу парів і газів шкідливих речовин на організм людини залежить від таких основних чинників: хімічного складу, токсичності речовини, концентрації шкідливої речовини у повітрі робочої зони, дози, тривалості дії, шляху проникнення в організм, метеорологічних умов, індивідуальних особливостей організму, дисперсності частинок, форми частинок, розчинності в органічних рідинах і воді, електричного заряду частинок.

Оцінка впливу газів і парів шкідливих речовин, проводиться переважно за характером впливу на організм і ступенем небезпеки. За характером фізіологічної дії на організм людини гази і пари шкідливих речовин відповідно до ГОСТ 12.0.003-74 поділяють такі групи:

• загальноотруйні, які викликають отруєння усього організму (ртуть, свинець, толуол, оксид вуглецю, ціанисті сполуки, стирол, бензол, миш’як і його сполуки, фосфор, олово), у тому числі кров’яні, ферментні та печінкові отрути;

• подразнювальні, які викликають подразнення і опіки дихальних шляхів та слизових оболонок (хлор, аміак, сірководень, озон, ацетон, окисли азоту, двоокис сірки);

• сенсибілізуючі, або алергени (альдегіди, розчинники та лаки на основі нітросполук);

• канцерогенні, що спричиняють ракові захворювання (ароматичні вуглеводні, аміносполуки, нікель і його сполуки, окисли хрому, пил азбесту);

• мутагенні, які викликають зміни спадкової інформації (свинець, марганець, радіоактивні речовини, формальдегід, окис етилену, етилендинамін);

• речовини, які впливають на репродуктивну (дітородну) функцію (бензол, свинець, марганець, стирол, нікотин, радіоактивні речовини);

• наркотичні, які викликають збудження нервової системи, а потім її виснаження (метиловий спирт, метан, хлороформ, ацетон, кофеїн, нікотин, новокаїн, морфін, папаверин, промедол, ефедрин).

Наявність шкідливих речовин у повітрі робочої зони підлягає систематичному контролю для попередження можливості перевищення ГДК – максимальних разових у робочій зоні (ГДК_мр.рз.) і середньо змінних у робочій зоні (ГДК_ср.рз.)

Гранично допустимою концентрацією (ГДК) шкідливих речовин (мг/м³) у повітрі робочої зони вважають таку концентрацію, яка за щоденної (крім вихідних днів) роботи протягом 8 год. (або іншої тривалості, але не більше ніж 40 год. за тиждень) за час усього трудового стажу не може викликати професійних захворювань чи розладів стану здоров’я, які виявляються сучасними методами діагностики, як у процесі трудової діяльності, так і у віддалені терміни життя теперішніх і наступних поколінь.

За величиною ГДК у повітрі робочої зони шкідливі речовини за ГОСТ 12.1.007-88 поділяються на чотири класи небезпеки:

• надзвичайно небезпечні речовини, ГДК яких менше ніж 0,1 мг/м³ (випари ртуті та свинцю, озон, аерозолі урану, кобальту, окиси ванадію), середня смертельна доза LD₅₀<500 мг/м³;

• високо небезпечні речовини, ГДК яких в межах 0,1-1,0 мг/м³, LD₅₀ - 500 – 5000 мг/м³ сірчана та соляна кислоти, газоподібний хлор фенол, їдкі луги, сірководень, хром, мідь, кофеїн);

• помірно-небезпечні речовини, ГДК яких у межах 1,1 – 10 мг/м³ (вінілацетат, толуол, ксилол, метиловий спирт, тютюновий і чайний пил);

• мало небезпечні речовини, ГДК яких більше ніж 10 мг/м³ (аміак, випари ацетону і нафтопродуктів, вуглекислий газ, скипидар, етиловий спирт).

Якщо у приміщенні є кілька видів газових виділень і випарів, то для забезпечення безпеки роботи необхідно дотримуватись такої умови:

За однонапрямленої дії шкідливих речовин:

,

де С_1, С₂, С₃, С_n – концентрації відповідних шкідливих речовин у повітрі, мг/м³;

ГДК₁, ГДК₂ …, ГДК_n – гранично допустима концентрація відповідних шкідливих речовин, мг/м³.

До шкідливих речовин односпрямованої (однонапрямленої) дії належать, близькі за хімічною будовою ГДК та характером впливу на організм речовини.

Контроль за дотриманням максимальної разової ГДК шкідливих речовин проводиться на найхарактерніших робочих місцях, розташованих у центрі і по периферії приміщень. Середньо змінні концентрації визначають для речовин, для яких встановлений норматив ГДК_ср.рз.

Експериментальна частина

Будова і принцип роботи газоаналізатора УГ-2

Експресні аналізи повітряного середовища виконують за допомогою газоаналізаторів різноманітних конструкцій. Одним з таких приладів є універсальний переносний газоаналізатор УГ-2. За допомогою УГ-2 можна визначити у повітрі виробничого середовища концентрації шкідливих речовин газів (парів) 14 назв.

До комплекту УГ-2 входить повітрозабірний пристрій, вимірювальні шкали, індикаторні трубки, трубки-патрони для очищення газів (парів) від домішок і набір приладів для опорядження індикаторних трубок, трубок патронів та запас індикаторних порошків в ампулах.

Принцип дії приладу УГ-2 ґрунтується на утворенні пофарбованого стовпчика у процесі проходження забрудненого повітря крізь індикаторну трубку, заповнену реагентом. Утворення пофарбованого стовпчика в індикаторній трубці відбувається внаслідок реакції, що виникає між токсичним газом (парою) та реактивом наповнювача індикаторної трубки. При цьому утворюється кольоровий продукт, відмінний від вихідного. Довжина пофарбованого стовпчика індикаторного порошку у трубці пропорційна до концентрації токсичного газу (пари) у повітрі і визначається за шкалою, градуйованою у мг/м³.

Таблиця 1

Досліджуваний газ (пара)	Колір фарби індикаторного порошку після випробування	Об’єм повітря, прокачуваного приладом, мл	Необхідна тривалість руху штока приладу до фіксації, хв. і с	Тривалість прокачування повітря, хв.	Межі вимірювань, мг/м3	ГДК, мг/м3 (ГОСТ 12.1.005-88)
Аміак	Синій	250/30	220 -240/миттєво	4/2	2,5-30	20
Ацителен	Ясно-коричневий	255/60	220 - 500	6	50-1400	50-300
Ацетон	Жовтий	300	300 - 400	7	100-2000	200
Бензол	Сіро-зелений	350/100	415 - 450/020 - 023	7/4	2-25	5
Бензин	Ясно-коричневий	300/60	320 - 350/миттєво	7/4	50-1000	100
Вуглеводні нафти	Ясно-коричневий	300/60	320 - 350/миттєво	7/4	100-1500	300
Диетиловий ефір	Коричневий	400	820 - 850/миттєво	10	100-3000	300
Ксилол	Темно-коричневий	300/60	320 - 350/миттєво	7/4	25-500	50
Оскид вуглецю	Коричневий (кільце)	220/60	320 - 440/миттєво	8/5	5-120	20
Оксиди азоту	Червоний	325/150	420 - 550/120 - 210	7/5	2,5-50	5
Сірководень	Коричневий	300/30	220 - 320/миттєво	5/2	5-30	10
Сірчистий ангідрид	Білий	300/60	150 - 240/миттєво	5/3	5-120	10
Толуол	Темно-коричневий	300/60	320 - 350/миттєво	7/4	25-500	50
Хлор	Червоний	350/100	445 - 530/020 - 020	7/4	0,5-15	1

Основною частиною повітрозабірного обладнання, за допомогою якого прокачується повітря з аналізованим газом (парою) крізь індикаторну трубку, є гумовий сильфон, розташований всередині металевого стакана.

Досліджуване повітря прокачується крізь індикаторну трубку за допомогою пореденьо стиснутого на визначену величину спеціальним штоком сильфона. Гумовий сильфон утримується в розтягненому стані за допомогою пружини. На верхній платі повітрозабірного пристрою розташована нерухома втулка, для спрямування штока під час стискування сильфона. На штуцері із внутрішнього боку одягнута гумова трубка, з’єднана іншим кінцем через нижній фланець із внутрішньою порожниною сильфона. До вільного кінця трубки приєднується індикаторна трубка і, за необхідності, фільтрувальний патрон.

Прокачування досліджу вального повітря через індикаторну трубку проводиться після попереднього стиску сильфона штоком. На гранях (під голівкою штока) позначені об’єми прокачуваного під час аналізу повітря. На циліндричній поверхні штока є чотири поздовжні канавки, кожна з двома заглибинами, які слугують для фіксації фіксатором об’єму повітря. Відстань між заглибинами на канавках підібрано в такий спосіб, щоб під час руху штока від однієї заглибини до іншої сильфон забирав необхідну для аналізу цього газу кількість досліджу вального повітря.

Індикаторні трубки для визначення концентрацій досліджу вального газу (пари) у повітрі – це скляні трубки, заповнені індикаторним порошком, завдовжки 92 мм із внутрішнім діаметром 2,5 – 2,6 мм. Порошок у трубці утримується за допомогою двох тампонів з гідроскопічної вати. Вибір індикаторного порошку визначається видом пари (газу) шкідливої речовини, що перебуває у повітрі. З метою захисту порошку у трубках від стороннього впливу кінці трубок герметизують сургучем, який вилучають перед проведенням досліджень.