Задача 3

Тема. Забезпечення безпеки під час роботи зі шкідливими речовинами [1].

Мета. Дати оцінку можливості виникнення мікромеркуалізму (хронічного отруєння ртуттю при дії незначних концентрацій пари ртуті), якщо випадково було розбито медичний термометр і вилита ртуть, яку не зібрали [2]. Проаналізувати відомі заходи та засоби безпеки при роботі зі шкідливими речовинами у виробничій лабораторії і визначити найбільш надійні.

Вихідні дані для розрахунку:

- гранично допустима концентрація – 0,01 мг/м³ (клас небезпеки 1);

- швидкість випаровування зі свіжої поверхні при температурі 20ºС і спокійному повітрі - 0,55·10^-2 м²/с;

- леткість – 14,3 мг/м³.

- об’єм кімнати V_к = 36м³ (3м · 4м · 3м);

- об’єм ртуті, вилитої з розбитого термометра Vр =0,4 см³ ( Ø = 0,5 см , h = 2см).

Приклад рішення.

З вихідних даних видно, що леткість перевищує ГДК (≤1 мг/м³) і отруєння можливе.

Площу випаровування окремих кульок ртуті, яка розбилась при падінні, визначаємо за формулою

, (3.1)

де n – кількість кульок.

Для початку обчислюємо площу випаровування, припустивши, що утворилась одна кулька ртуті

. (3.2)

Розраховуємо час, протягом якого в кімнаті концентрація ртуті досягне ГДК, за формулою

, (3.3)

де V – об’єм приміщення, м³;

C – концентрація речовини у повітрі, мг/м³;

S – площа плями рідини, м²;

W – швидкість випаровування рідини, мг/(м²·с).

Якщо в приміщенні повністю відсутнє провітрювання, то концентрація ртуті досягне граничного значення, яке визначено її леткістю (14,3 мг/м³) і зберігатиметься нескінченно довго. Але в кімнаті завжди є обмін повітря. Якщо повітря в кімнаті повністю обмінюється швидше, ніж за 3 доби, то ГДК не буде досягнуто.

Припустимо, що при розбитті термометра утворилось, наприклад, 10 однакових кульок і час обміну повітря в кімнаті становить менше 3-х діб. За таких умов площа випаровування збільшиться до 5,6 · 10^-4 м², тобто вдвічі, а час досягнення ГДК навпаки зменшиться – до 1,5 доби, тобто у два рази, і величина ГДК в кімнаті не установиться. Таким чином, чим більше поверхня розлитої ртуті, тим швидше повинен відбуватися обмін повітря в кімнаті для недопущення граничної величини допустимої концентрації.

При обміні повітря з меншою кратністю в кімнаті встановлюється концентрація ртуті, що перевищує ГДК. За таких умов можливість виникнення мікромеркуалізму визначається також часом, протягом якого небезпечна концентрація буде зберігатися в кімнаті.

У випадку, коли в кімнаті досягається величина ГДК, то маса ртуті у повітрі обчислюється за формулою

, (3.4)

При зміні повітря в кімнаті К разів за добу маса ртуті, що виноситься з кімнати, дорівнює:

(3.5)

Маса вилитої ртуті становить:

(3.6)