Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Аэрология горных предприятий. Пыль и ее опасность в промышленности
.pdf
Таблица 1.1
Часть 1. Среднее количество пыли, приходящееся
на кубический метр воздуха в заводских и фабричных районах
Местность
Золотые копи 188…412 Бурение кварцевой жилы
Полировка песчаником
Цементная мельница
Отбивка литья 210,6 60% угловатых частиц размером до 3
Мастерская вой лочной
обуви
Чистка вручную круп-
ного стального литья
Сортировочная тряпья 33…79 Текстильные волокна и пыль
Мраморногранильная
мастерская
Мастерская для точе-
ния лезвий столовых
ножей
Полировочная
Середина лаборатории
в Стоке
(промышленный
район)
Открытое место
вСтоке
Сад Эджбастон
Содержание
пыли в мг на1м3
воздуха
309,5
25,3 Кожух, соединенный с сильным вентилятором
224 Мельница работает
130 Мельница остановлена
175 –
91,6
19…24 Острые мраморные осколки
22,0
2,5
5,4 Пол не подметен
1,6 Пол подметен
1,85 –
0,94 –
0,28 После 4 дней хорошей погоды
0,07 После 36-часового сильного дождя
Применение эксгаустора бесполезно. Заредким
исключением почти все частицы угловатые, размером
6 человек, работающих молотом и резцом; 30 ударов
вминуту; частицы угловатые, размером до 20
Небольшое, плохо вентилируемое помещение. Кварце-
вые частицы размером 5…10
Большое, хорошо вентилируемое помещение. Точиль-
ня совершенно закрыта. Размеры кварцевых частиц
составляют преимущественно 20
Примечания
(1
= 0,001 см)
около 40
μ
21
Часть 2. Среднее количество пылевых частиц,
приходящихся на 1 см
3
воздуха
Местность
Вестминстер
(11 ч. 15 мин. утра, январь)
Вестминстер
(2 ч. дня, январь)
Вестминстер
(10 ч. утра, февраль)
Золотые или оловянные копи
(бурение кварцевых жил)
Полировка шлифовальным
камнем (полировка поверх-
ности)
частиц пыли на
3
1см
53000
21760
Очень густой туман, ограничивающий видимость до 30…40 ярдов (27,5…36,5метров)
Густой туман. Много коричневатых смолистых
Примечания
частиц диаметром 1,7
Умеренный туман (дым). На фоне неба
20800
строения не видны на расстоянии 1600футов
(0,5км)
10000…12000 Мелкая кварцевая пыль
3000…12000
До 28% частиц имеют размеры свыше 2
Многие частицы имеют размер до10…15μ
Мастерская точения крупных
Количество
частей текстильных машин ув-
5926 Частицы песчаника размером до 10
лажненным точильным камнем
Мастерская точения кос увлаж-
ненным точильным камнем
Отбивка литья (прикрытие
станка неполное)
Шлифовка сухим наждачным
камнем
3000…3500
3301 31% частиц имеют размер свыше 2
2687 20% частиц имеют размер свыше 2
Светлые, прозрачные, желтые частицы песка,
из которых 3…7% имеют размер свыше 2
Вестминстер (май) 1390 Обычный свободный от тумана день
Чим, Суррей
(8 ч. 40 мин. утра, июль)
Мастерская точения решеток
для жаровень увлажненным
точильным камнем
Середина Бискайского залива
(2 ч. 30 мин. дня, апрель)
920
496
15
Почти полное отсутствие ветра. Заметная
дымка
34% частиц имеют размер свыше 2
количество чешуек в виде непрозрачных
черных частиц размером
Кристаллы соли, достигающие размеров
13×0,9μ.
С
.С.В. ветер. Видимость хорошая
Слабый В.С.В. ветер. Погода солнечная и без-
Бридлингтон, пирс
(5 ч. дня, апрель)
0
облачная, видимость прекрасная. Кристаллы
соли и копоть ненайдены даже в 3000см
воздуха
μ
μ. Большое
2…10μ
μ.
μ
μ
μ
μ
3
22
Пыльный воздух является весьма нежелательной средой
для рабочих. Нездоровый характер пылевых производств
уже на протяжении многих веков известен людям. Ниже
приведены примеры подобных производств:
1) керамическое производство (кварцевая и фаянсовая
пыль);
2) работа камнетесов (особенно песчаниковая пыль
от мельничных жерновов);
3) точение железа и стали;
4) бурение кварцевых пород в золотых и оловянных руд-
никах;
5) тяжелая металлургия и деревообрабатывающая про-
мышленность.
Приблизительно в конце XIX в. многочисленные случаи сильного отравления свинцом среди рабочих, занятых
на производстве свинцовых белил и глазури для керамических изделий, и фосфорного некроза у работников спичечного производства привлекли к себе внимание английской
общественности. Остановимся чуть подробнее на втором
заболевании, выясним его причины, последствия, и по возможности вкратце опишем производство, которое имело своим непосредственным результатом данную патологию.
Известно, что спичка состоит из деревянной части и зажигательной головки. Головка представляет собою взвесь
порошкообразных веществ в растворе клея. Одним из подобных веществ был белый фосфор. Производство спичек с применением белого фосфора включало следующие этапы:
1) непосредственную подготовку химических растворов;
2) погружение деревянных заготовок в растворы;
3) сушку и упаковку готового продукта.
Однако, несмотря на простоту производства и его дешевизну, оно оказало пагубное влияние на здоровье рабочих
спичечных фабрик – уже к 1844 г. было известно о 22 случаях так называемой фосфорной челюсти. Фосфорная челюсть
появлялась в результате длительного вдыхания ядовитого
23
пара белого фосфора. Болезнь, приводящая к образованию
фосфорной челюсти, именуется фосфорным некрозом. Фосфорный некроз –это профессиональная болезнь работников
спичечных фабрик, появившаяся в середине XIX в., однако
только лишь в начале XX в. использование белого фосфора
было запрещено на юридическом уровне. Причиной появления подобной болезни являлось вдыхание ядовитых паров
белого фосфора в цехах, проветривание которых оставляло
желать лучшего. На рис. 1.1 изображена работница спичечной фабрики, заработавшая на производстве спичек из белого фосфора такое заболевание, как фосфорная челюсть.
Рис. 1.1. Фосфорная челюсть работницы спичечной
фабрики
На этом наш краткий исторический экскурс закончен, и
мы должны вернуться к основной теме данного пособия.
В фабричное законодательство были введены специальные параграфы о контроле вредных производств в целях
своевременного распознавания таких профессиональных заболеваний, как отравление свинцом, мышьяком, фосфором
24
и ртутью. Обязанность уведомления о случаях заболеваний
была возложена на специально для этого приглашенных врачей. В законе от 1906 г. (Workmen’s Compensation Act) перечислены [1] 25 профессиональных заболеваний, на которые
закон этот распространялся.
На многих производствах были приняты меры, препятствующие распространению пыли. Это достигалось, например, следующими приемами:
1) увлажнением материала;
2) снабжением машины отсасывательным чехлом, удаля-
ющим пыль по мере ее образования.
В тех случаях, когда подобные приемы не могли быть применены, использовались респираторы, а также среди рабочих
усиленно пропагандировалось содержание тела в чистоте.
Некоторые процессы производства были подвергнуты
важным изменениям в целях замены вредной пыли безвредной. Например, значительное число случаев свинцового отравления в керамическом производстве, вызванного вдыханием «свинцового дыма» и пыли, которые образуются при
изготовлении глазури из углекислого свинца, значительно
уменьшилось после того, как глазурь из карбоната свинца была заменена нерастворимым в желудочном соке силикатом свинца, однако же, несмотря на то что пищевой путь
отравления стал невозможным, легочный путь сохранился.
Также во многих случаях значительных результатов удалось достичь культурно-просветительской работой и использованием средств индивидуальной защиты (СИЗ).
Несмотря на то что так много было сделано в области
уменьшения опасности для здоровья рабочих путем введения целесообразных методов предотвращения появления
пыли, до сих пор еще имеется ряд профессий, в которых использование существующих методов борьбы с пылью затруднено либо вследствие особых условий производства, либо
по причине связанного с введением таких мер чрезмерного
удорожания продукта.
25
Значительно уменьшилась за последние годы и опасность взрывов, обусловленных присутствием в воздухе
распыленных веществ. Достигнуто это было введением
ряда предохранительных мер, основанных на результатах систематически проводимых исследований причин
воспламеняемости и горючести различных веществ в распыленном состоянии. На фабриках и мельницах, прежде
славившихся большим количеством пыли, в настоящее
время все в большей степени растет стремление предотвратить рассеивание пыли применением закрытых машин –
можно сказать, что в современной мукомольной мельнице
пыль «блещет» своим отсутствием. Введение же электрического освещения взамен открытого огня позволило значительно уменьшить пожарную опасность. Во многих случаях легко воспламеняющиеся вещества размельчаются
и передаются в инертной атмосфере. Если в той или иной
точке распыленного вещества и происходит взрыв или начинается пожар, то их распространение «парализуется»
остроумно построенными пылевыми шлюзами и барьерами, вращающимися огнетушителями или автоматическим
распылением инертной пыли. В настоящее время достаточно весьма простых мер предосторожности, чтобы пылевой взрыв в угольных копях распространился не далее чем
на несколько ярдов (1 ярд = 0,9144 метра) от места своего
возникновения.
Контрольные вопросы
1. Перечислите способы обработки материала, при кото-
рых возможно получение пыли.
2. Какие существуют классы для описания количества
пыли?
3. Почему нельзя ограничиться одним из классов?
4. Назовите среднее содержание пыли в городе, на заводе
и вне города.
5. Назовите самую «запыленную» профессию.
26
6. Назовите наименее запыленное место и попытайтесь
объяснить, почему исследователем не удалось обнаружить
пыль даже в 3000 см3 воздуха в этом месте?
7. Назовите болезнь, которая была непосредственным результатом работы на спичечной фабрике в начале XIX в.
8. Что вызывало подобную болезнь?
9. Можно ли было вылечить эту болезнь?
10. Как можно ограничить количество пыли, поступающей в организм?
11. Перечислите причины (живые объекты, неживые
объекты), имеющие своим непосредственным результатом
разнообразие пыли в природе, и назовите способы, при которых выделяется подобная пыль.
12. Почему пыль, образующаяся над морем, и городская
пыль различны по составу и что является первопричиной ее
образования?
13. В какую погоду пыли образуется больше и почему?
14. Назовите способы предотвращения пылевого взрыва.
15. Назовите способы предотвращения развития пылевого взрыва.
27
2. ПЫЛЬ
2.1. Общие сведения
Определение пыли как тонкого размельчения вещества,
правильно, но не дает ясного представления о ее свойствах.
Вещество, находящееся во взвешенном состоянии, настолько разнится по своим свойствам от того же вещества в более
компактном состоянии, что приходится признать недалеким
от истины определение пыли как «особого, своеобразного
агрегатного состояния материи».
Английское слово, обозначающее пыль, «dust» – германского происхождения, оно родственно современному
немецкому «Dunst» – пар. Им обозначается вещество настолько сильно измельченное, что оно держится в воздухе подобно пару или дыму. Пылевые частицы могут быть
либо жидкими, как в туманах и в пене, либо твердыми,
как в различного рода дымах. Взвешенные в воздухе или
в каком-либо ином газе частицы эти под влиянием беспрестанного бомбардирования их молекулами газа приходят
в колебательное движение (броуновское движение), в ослабленной степени повторяющее несравненно более частые
колебания самих газовых молекул. Таким образом, распыленная жидкость или твердое вещество как будто «подражают» газу. Создается впечатление, что плотность его понизилась, так как оно способно находиться во взвешенном
состоянии, при этом размельченное вещество как в отношении своих физических, так и химических свойств – более активно.
Диаметр пылевых частиц различен, значение его колеблется от 0,1 мм (мелкая песчинка и каменная пыль, носящиеся в ветреный день) до нескольких нанометров (мельчайшие частицы сигарного дыма). В табл. 2.1 приведены
приблизительные значения диаметра частиц различных видов пыли.
28
Таблица 2.1
Размеры частиц пыли
Вещество Средний диаметр частиц,см
Молочный порошок
Маисовый крахмал
Цемент (300 отверстий)
Ликоподий
Атмосферный туман
Туман серной кислоты изконцентратов
Пирофорное железо
Пирофорный уголь
Дым хлористого аммония
Нефтяной дым (образованный детонацией)
Смоляной дым
Табачный дым
1,4 ⋅ 10
1,0 ⋅ 10
1,4 ⋅ 10
1,1 ⋅ 10
1,25 ⋅ 10
От 1,0 ⋅ 10
От 1,0 ⋅ 10
От 1,0 ⋅ 10
От 1,5 ⋅ 10
–2
до 0,7 ⋅ 10
1,2 ⋅ 10
–2
до 0,7 ⋅ 10
2,8 ⋅ 10
–3
до 3,5 ⋅ 10
–3
до 1,6 ⋅ 10
5,4 ⋅ 10
–4
–4
–4
–5
–
2
–
3
–4
–4
до 5,0 ⋅ 10
до 5,0 ⋅ 10
до 1,0 ⋅ 10
до 1,0 ⋅ 10
–2
–3
–3
–4
–5
–6
–6
–6
Быстрота же оседания пыли в неподвижном воздухе прямо пропорциональна плотности частиц и квадрату их ради-
3
усов. Песчинки (удельным весом 2,5 дин/см
), имеющие радиус, равный 0,1 мм, падают со скоростью 3 м в секунду. Для
опускания на такое же расстояние частицам дыма (удель-
3
ным весом 1,0 дин/см
), радиус которых равен 0,00025 мм,
потребовалось бы 30 дней.
В действительности столь мелкие частицы вовсе не оседают. Они носятся под влиянием толчков, сообщаемых им
молекулами газов со скоростью, значительно превышающей
скорость падения. Приведенные в табл. 2.2 данные позволяют сравнить скорость движения, сообщаемую имеющим различный размер частицам серебра силой земного притяжения
и ударами окружающих молекул.
Вследствие крайне медленного оседания мелких частиц,
они так долго остаются взвешенными в воздухе, что образу-
29
ют относительно устойчивую систему. Таковыми являются
в природе всем хорошо известные туманы, облака и дым.
Равным образом и воздух мельниц и копей, а также и воздух
крупных улиц постоянно содержит пылевые частицы.
Таблица 2.2
Скорость движения, сообщаемая имеющим различный размер
частицам серебра (плотностью 10,5 г · см–3)
Радиус частиц,см
–7
1 ⋅ 10
–7
5 ⋅ 10
–6
1 ⋅ 10
–6
5 ⋅ 10
–5
1 ⋅ 10
–5
5 ⋅ 10
–4
1 ⋅ 10
обусловленная силой тяжести обусловленная ударами молекул
12 ⋅ 10
3 ⋅ 10
12 ⋅ 10
3 ⋅ 10
12 ⋅ 10
3 ⋅ 10
12 ⋅ 10
Скорость частиц, см/с
–8
–6
–6
–4
–4
–2
–2
6,3 ⋅ 10
2,8 ⋅ 10
2,0 ⋅ 10
8,9 ⋅ 10
6,3 ⋅ 10
2,8 ⋅ 10
2,0 ⋅ 10
–3
–3
–3
–4
–4
–4
–4
Всякие системы, состоящие из двух или более фаз, в которых мелкие частицы твердого или жидкого тела рассеяны
в газе, называются аэрозолями. В тех случаях, когда масса
газовой фазы относительно мала, как, например, при осаждении сажи или же в местах оседания сахарной или кремневой пыли, например на стенах вблизи размольных машин, –
система называется аэрогелем. Вообще говоря, аэрозоль есть
пыль во взвешенном состоянии, в то время как аэрогель –
не что иное, как скопление осевшей пыли на какой-либо
поверхности. Причем для аэрогеля, состоящего из осевших
частиц, активность системы незначительна по сравнению
с аэрозолем.
Для удобства различают три категории производственных аэрозолей в зависимости от размеров составляющих их
частиц, иными словами, от степени их дисперсности:
–3
1) пыль, диаметр частиц которой превышает 10
см;
в неподвижном воздухе такие частицы оседают с возрастающей скоростью; они не диффундируют;
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]