Глава 13

Д ОСЛіДЖЕННЯ ХІМІЧНИХ ФАКТОРІВ ВИРОБНИЧОГО СЕРЕДОВИЩА

1 3.1. Дослідження запиленості повітря

Пил — дисперсна система (аерозоль), у якій дисперсною фазою є тверді частинки, а дисперсним середовищем — повітря. Пил як шкід­ливий фактор виробничого середовища наявний практично у всіх галузях промисловості та при виконанні більшості робіт у сільсь­кому господарстві. Пил за механізмом утворення поділяється на аеро­золі дезінтеграції (при подрібнюванні, розмелюванні, шліфуванні, свердлінні, вибухових роботах тощо) та конденсації (тверднення у повітрі пари розплавлених металів та інших речовин); за поход­женням — на неорганічний (мінеральний, металевий), органічний (рослинний, тваринний) та змішаний; за розміром частинок — на видимий (понад 10 мкм), мікроскопічний (від 0,25 до 10 мкм) та ультрамікроскопічний (менше 0,25 мкм).

Залежно від розмірів частинок, фізичних властивостей і хімічно­го складу пил чинить різноманітну дію на організм — фіброгенну на легені, подразнювальну та запальну на дихальні шляхи, очі, шкі­ру, алергенну, канцерогенну, мутагенну, токсичну тощо. Патогенний вплив пилу залежить від кількості (маси) частинок пилу в одиниці об'єму повітря, дисперсного складу твердої фази аерозолю (висо­кодисперсний мікроскопічний пил здатний тривалий час утримува­тися в завислому стані у повітрі й проникати глибоко в дихальні шляхи) та його хімічного складу, зокрема вмісту вільного діоксиду кремнію, який визначає агресивність пилу. Пил з розміром частинок 0,5-5,0 мкм, особливо зі значним вмістом SiO₂, здатний викликати специфічні професійні захворювання легенів — пневмоконіози (пи­лові фібрози) та пилові бронхіти.

При дослідженні запиленості проби повітря забирають на робо­чому місці в зоні дихання робітника. За відсутності фіксованих ро­бочих місць проби повітря забирають у місцях періодичного пере­бування працюючих з урахуванням маршрутів їх пересування. Про­би слід забирати також у моменти найбільшого пилоутворення, якщо пил надходить у повітря нерівномірно. З метою вивчення ефек­тивності пилоочисників проби забирають у момент їх роботи та після вимкнення.

Гігієнічна оцінка пилу включає кількісну оцінку ваговим мето­дом та якісну оцінку дисперсного та хімічного складу.

Ваговий (гравіметричний) метод визначення вмісту пилу в по­вітрі ґрунтується на затримуванні пилу із відомого об'єму повітря

на фільтрі, який потім зважують. Протягування повітря через фільтр здійснюють аспіраційним методом з використанням аспіраторів різ­них конструкцій, описаних у § 1.9. Фільтрувальним матеріалом є спеціальні аналітичні аерозольні фільтри (АФА), що являють со­бою диски із перхлорвінілової тканини ФПП, які поміщають у за­хисні кільця з цупкого паперу. Фільтри вкладають у пакет із каль­ки. АФА мають високу ефективність пиловловлювання при мало­му опорі потоку прохідного повітря, який дає змогу відбирати про­би повітря зі швидкістю до 100 л/хв і таким чином скорочувати час відбору. Фільтри не вимагають попередньої обробки до і після відбору проби, за винятком тих випадків, коли забір здійснюється в умовах дуже високої вологості (близько 100%). У цьому випадку фільтри перед зважуванням поміщають у ексикатор на 2 год або термостат при температурі 55-60°С на 20-30 хв, а потім упродовж 1 год витримують в умовах кімнатної температури й вологості. АФА стійкі щодо агресивних середовищ.

Перед відбором проби фільтри АФА закріплюють у пластмасо­вих або металевих алонжах. Алонжі виготовляють у вигляді ворон-ки, в широкій частині якої у касеті з накидною гайкою закріплюють фільтр (мал. 78). Перед відбором проби фільтри зважують на елек-троаналітичних або торсійних терезах, після чого вміщують у паке­ти з кальки. Алонж зі вставленим у нього фільтром закріплюють у штативі, поміщають у точці відбору проби, під'єднують за допомо­гою гумового шланга до аспіратора і протягують повітря зі швидкі­стю 10-20 л/хв. Тривалість відбору проби залежить від ступеня запиленості повітря. З метою максимального наближення алонжа до зони дихання його іноді закріплюють на плечі робітника.

Мал. 78. Патрони для відбирання пилу на фільтри з синтетичної тканини:

/ — фільтри у пакетику з кальки; 2 — пластмасовий алонж з фільтром; 3 — метале­вий алонж; 4 — корпус касети; 5 — гайка касети; б — кільце прокладки у касеті.

Після завершення відбору проби фільтр виймають з алонжа. Щоб запобігти втраті речовини, його складають навпіл і вкладають у паке­ти з кальки. В лабораторії фільтр знову витримують у вихідних умо-

вах (температура і вологість), потім виймають із пакета і зважують. Концентрацію пилу (мг/м³) обчислюють за формулою X = (а-в) 1000/ V, де а — маса фільтра після протягування повітря, мг; в — маса фільтра до протягування повітря, мг; V — об'єм протягненого повіт­ря, приведений до нормальних умов, л; 1000 — коефіцієнт перерахун­ку (л у м³). Об'єм протягненого повітря визначають, помноживши об'ємну швидкість просмоктування на час відбору проби.

Концентрацію пилу в повітрі в межах від 0,1 до 500 мг/м³ вимі­рюють також переносним вимірювачем концентрації пилу ВКП-1. Він забезпечує безперервний контроль та реєстрацію запиленості по­вітряного середовища за величиною електричного заряду, передано­го аерозольним частинкам в області коронного розряду. Прилад скла­дається з двох частин: повітрозабірної та електронної. Повітря, що містить частинки аерозолю, протягується через зарядну камеру, в якій за рахунок коронного розряду створюється від'ємне електрич­не поле. Частинки електризуються у полі, набуваючи за час імпуль­су корони негативного заряду, і потрапляють у вимірювальну, ка­меру, індуктивно заряджаючи її стінки. Одержаний сумарний заряд камери, що вимірюється за допомогою потенціометра, пропорційний до вмісту пилу в повітрі.

Відносна похибка вимірювань при незмінному дисперсному скла­ді аерозолю порівняно з вимірюваннями, одержаними ваговим мето­дом, не перевищує 10%.

Дисперсність пилу визначають методом мікроскопії просвітле­них фільтрів АФА або препаратів, виготовлених за методом осад­ження (седиментації).

Фільтри АФА, які використовуються для кількісного визначен­ня вмісту пилу в повітрі, укладають фільтрувальною поверхнею на предметне скло і тримають кілька хвилин над парою ацетону до розплавлення тканин фільтра до прозорої плівки, в якій під мікрос­копом добре видно фіксовані пилові частинки.

При використанні методу осадження предметне скло, покрите клейкою речовиною (гліцерин, вазелін, 2% канадський бальзам у кси­лолі), поміщають у потік частинок і через деякий час вкривають накривним склом.

Препарати, отримані як першим, так і другим способом, дослід­жують під мікроскопом за допомогою окулярного мікрометра, який являє собою лінійку, нанесену на кругле скло діаметром, що дорів­нює внутрішньому діаметрові окуляра мікроскопа. Для визначення розмірів пилових частинок слід визначити ціну поділки мікромет­ричної лінійки. Для цього на предметному столику мікроскопа за­кріплюють об'єктивний мікрометр з відомою ціною поділки. Потім суміщають поділки окулярного мікрометра з будь-якою поділкою об'єктивного мікрометра. Ціну поділки окулярного мікрометра ви­значають за числом його поділок, що потрапили у певну кількість поділок об'єктивного мікрометра.

При мікроскопії пилового препарату визначають розміри не мен­ше 100 пилових частинок, постійно змінюючи поле зору. Для характе-

ристики дисперсності пилових частинок визначають процентний вміст пилинок розмірами до 2 мкм, 2-5 мкм, 6-Ю мкм і понад 10 мкм.

Визначення вмісту в пилових частинках вільного діоксиду крем­нію грунтується на вибірковому сплавленні його з сумішшю гідрокар­бонату і хлориду натрію, розчиненні одержаного силікату натрію роз­чином карбонату натрію шляхом кип'ятіння і фотометричному ви­значенні іонів кремнію за реакцією з молібдатом амонію. Проби по­вітря відбирають описаним вище методом на фільтри АФА. Доклад­но з методикою можна ознайомитися у спеціальній літературі.

Гігієнічну оцінку даних про вміст пилу в повітрі, доповнених відомостями про хімічний склад пилових частинок та їх диспер­сність, слід проводити, керуючись Держстандартом 12.1.005-88 "По­вітря робочої зони. Загальні санітарно-гігієнічні вимоги". Для неток­сичного пилу основним критерієм при нормуванні є вміст у пило­вих частинках вільного діоксиду кремнію. Гранично допустимі кон­центрації пилу переважно фіброгенної дії подано в табл. 106. Деякі види нетоксичного пилу нормуються з урахуванням їх специфічної дії (алергенної, канцерогенної, мутагенної тощо). Для токсичного пи­лу, який містить свинець, марганець тощо, при визначенні ГДК ви­значальним є хімічний склад дисперсної фази.

Таблиця 106 ГДК аерозолів переважно фіброгенної дії

Речовини ^ГДК' *^лас

мг/ m^j небезпеки

О кис алюмінію у вигляді аерозолю конденсації 2 4

Окис алюмінію у вигляді аерозолю дезінтеграції

(глинозем,електрокорунд) 6 4

Діоксид кремнію кристалічний при вмісті його в пилу:

понад 70 % 13

від 10 до 70 % 2 4

від 2 до 10 % 4 4

Діоксид кремнію аморфний у вигляді аерозолю

конденсації 1 З

Пил рослинного і тваринного походження з домішкою

діоксиду кремнію понад 10 % 2 4

Силікати та силікатомісткий пил:

азбест 2 4

азбестоцемент, цемент, апатит, глина 6 4

тальк, слюда, мусковіт 4 4

Чавун 6 4

Шамото-графітові вогнетриви 2 4

Електрокорунд у суміші з легованими сталями 6 4

Електрокорунд хромистий 6 4