Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Аэрология горных предприятий. Пыль и ее опасность в промышленности
.pdf
В этом случае пыль уже не окутывает рабочего, а удаляется
по мере ее образования.
При оседании ядовитой пыли, например, тринитротолуола или вышеупомянутых соединений свинца, на одежде или
коже она проникает в организм рабочего и отравляет его. Во
время войны большое число рабочих отравилось пылью тринитротолуола при изготовлении снарядов. Вначале это отравление объясняли вдыханием пыли, вследствие чего была
сделана попытка предупредить его введением респираторов.
Потом, однако, выяснилось, что тринитротолуол проникает
через кожные покровы и действие его может быть устранено
просто путем систематического соблюдения рабочими правил личной гигиены.
Таблица 3.4
Число случаев заболевания токсической желтухой,
вызванного воздействием тринитротолуола
Год
1916 6
1917 83
1918 13
-----------* Цифры мелким шрифтом показывают число смертных случаев, они включены в общее
число заболеваний, указанных крупным шрифтом.
123 4
4
12
4
Число случаев заболевания за квартал*
5
16
20
56
2
6
21
73
8
21
2
5
23
86
4
29
2
10
В табл. 3.4 приведено число случаев токсической желтухи, вызванной воздействием на организм рабочих тринитротолуола. Приведенные данные собраны Главным инспектором заводов за каждый квартал трехлетнего периода с 1916
по 1918 гг. Результаты введения предохранительных мер
сказались в быстром снижении числа заболеваний начиная
приблизительно с середины 1917 г.
Во всех профессиях, при которых неизбежно соприкосновение такого рода ядовитой пыли с кожей, действие ее мо-
61
жет быть ослаблено ежедневным приемом ванн, частой сменой белья и, вообще говоря, тщательным соблюдением всех
правил личной гигиены.
Пыль может содержать болезнетворные организмы, которые при контакте с кожей либо при вдыхании или проглатывании могут вызвать заражение. Быть может, наиболее хорошо известным примером является заболевание сибирской
язвой рабочих, занятых обработкой шкур и сырой шерсти.
В табл. 3.5 приведено число случаев заболевания сибирской
язвой среди рабочих в период с 1901 по 1918 гг.:
Таблица 3.5
Число случаев заболеваний сибирской язвой
Годы 1901–1905 1906–1910 1911–1915 1916–1918
Число случаев заболевания рабочих
пообработке шерсти*
-------------
* Цифры мелким шрифтом показывают число смертных случаев, они включены в общее число
заболеваний, указанных крупным шрифтом.
29
98
130
21
164
28
198
28
Отсасывание пыли, которое практикуется в течение последних 25 лет, нисколько не уменьшило опасности распространения сибирской язвы. По-видимому, достигнуть
этого можно лишь одним путем, а именно уничтожением
спор этой бактерии до поступления сырья в обработку. Задача весьма трудная, потому что споры эти очень устойчивы
к различного рода воздействиям. Их можно разрушить действием насыщенного водяного пара при 100 С, но при этом
подвергается разрушению шерсть, являющаяся местом их
появления. За последнее время предпринимаются попытки
стерилизации шерсти формальдегидом, что обещает дать положительные результаты. Данные, приведенные в табл. 3.5,
говорят о том, что наблюдается снижение смертности вследствие введения лечения противоязвенной сывороткой, а также улучшения санитарно-гигиенической обстановки и ветеринарного надзора за животными.
62
Из приведенного выше общего обзора степени вредности различных «пылевых» профессий следует, что хотя
многое уже сделано для улучшения условий труда, все же
предстоит еще большая работа, пока эта опасность не будет окончательно устранена. Необходимо изучать действие
различных типов пыли на дыхательную систему и другие
органы, наблюдать и регистрировать влияние их на здоровье и физическое состояние рабочих. Путем систематических медицинских обследований рабочих обычно удается подметить в самом начале вредное действие той или
иной пыли и принятием соответствующих лечебных мер
предотвратить развитие профессионального заболевания.
Однако во многих случаях методы лечения болезни, хотя
бы и на ранних стадиях ее, до сих пор еще не разработаны. В некоторых профессиях избавить рабочего от вредной
пыли удается улучшением систем вентиляции, усовершенствованием способов производства и видоизменением как
плана помещения, так и размещения в нем технологических установок.
В настоящее время использование комбинированной
вентиляции с применением бортовых отсосов на рабочих
местах позволяют работать без превышения ПДК вредных
и опасных веществ. Также изменениям подверглись условия труда, внедрены новые технологические, технические
и санитарно-гигиенические мероприятия на производстве.
Повысилась социальная грамотность в сфере предупреждения развития профессиональных заболеваний. Появилось
большое число специальных СИЗ для каждого вида работ,
которые удобны и практичны в эксплуатации. Все шире внедряется скрининг профессиональных заболеваний, расширилась возможность их предупреждения путем обязательных и предварительных медосмотров.
В прил. 3 приведены данные относительно последствий
вдыхания частиц диоксида кремния, приводящих к онкологическим заболеваниям.
63
Контрольные вопросы
1. Каково строение легочного древа?
2. Как и куда проникают пылевые частицы?
3. Как иммунная система реагирует на пылевые частицы?
4. Как легкие борются с пылью?
5. Почему образуется фиброзная ткань в месте адгезии
пыли?
6. Какие методы предупреждения вдыхания пыли суще-
ствуют?
7. Какие ткани человека накапливают свинец?
8. Чем характерны хронические отравления свинцом и
ртутью?
9. Как проводится профилактика состояния рабочего?
10. Аэрозоли какого вида действия бывают?
11. Каковы входные ворота у аэрозолей и пыли?
12. Какие бактериальные инфекции может спровоциро-
вать вдыхание пылевых аэрозолей?
13. Где и в чем применялся и применяется свинец?
14. Какие методы стерилизации материала применялись
при обработке шкур и для чего?
15. Как сейчас называются вещества, применяемые для
обработки шкур?
16. Какое профессиональное заболевание вызывают
пыль ные аэрозоли?
64
4. ГОРЕНИЕ И ВЗРЫВЫ
4.1. Общие сведения
В каждой химической реакции можно отметить, по меньшей мере, две фазы – начало реакции и протекание ее. Например, требуемые условия по температуре и давлению создаются в одной какой-нибудь точке или в некоторых точках
системы и затем передаются и на другие части ее.
Для того чтобы тело горело на воздухе, необходимо, чтобы предварительно произошло воспламенение его, т.е. чтобы
в какой-нибудь одной точке тела температура была повышена настолько, чтобы молекулы нагреваемого вещества стали
соединяться с ближайшими молекулами кислорода с выделением тепла. Освобождающееся при этом тепло отчасти
теряется посредством излучения и теплопередачи, а также
уходит на нагревание ближайшего слоя горючего вещества.
Если при этом слой горючего вещества нагревается до нужной температуры, то он в свою очередь воспламеняется и горит с выделением тепла. Таким путем воспламенение может
распространяться от одного слоя тела к другому, и, следовательно, реакция будет продолжаться.
Распространение горения может быть приостановлено
следующими путями:
1) предотвращением нагревания несгоревшего вещества
до температуры воспламенения;
2) поглощением части теплоты горения, например, в ре-
зультате применения медной сетки (безопасная лампа Дэви);
3) понижением интенсивности горения, например, путем
уменьшения относительного содержания кислорода в окружающем воздухе посредством примешивания к последнему
какого-нибудь инертного газа.
Скорость распространения горения зависит от температуры, силы первоначального источника воспламенения,
а также от большей или меньшей степени легкости, с кото-
65
рой молекулы горючего вещества приходят в соприкосновение с молекулами кислорода при благоприятствующих
их химическому соединению условиях. Скорость эта увеличивается при повышении температуры или давления.
Такое же действие оказывают следующие факторы: применение обладающего большей поверхностью нагревания
источника воспламенения; струя воздуха, касающаяся поверхности горючего вещества; повышение концентрации
кислорода в воздухе и увеличение свободной поверхности
соприкосновения горючего вещества с воздухом. Горение
происходит лучше при хорошей тяге, если только скорость
движения воздуха не настолько велика, что может задуть
огонь, а также при удалении тепла с большей скоростью,
чем оно образуется. Деревянные стружки сгорают гораздо быстрее, чем равный по весу кусок дерева, еще быстрее
сгорают опилки, если имеется свободный доступ воздуха
к их частицам и если эти частицы достаточно близки друг
к другу, чтобы передавать огонь, клубы же мелкой древесной пыли горят, соответственно, с еще большей скоростью.
В равной мере такое сильно измельченное тело вследствие
малого размера своих частиц и воспламеняется гораздо
легче.
Наибольшая удельная поверхность, а следовательно,
максимально возможная поверхность соприкосновения
между горючим телом и воздухом достигается в случае, если
первое представляет собой газ. В смеси горючего газа с воздухом все молекулы как той, так и другой составной части
ее легко соприкасаются друг с другом, так что если такой газ
и кислород имеются в подходящих пропорциях, то горение,
раз начавшись, распространяется в газовой смеси с очень
большой скоростью.
4.2. Воспламенение
Составные части газовой смеси реагируют друг с другом
при гораздо более низких температурах, чем та, при кото-
66
рой появляется пламя. Скорость реакции при этом гораздо
меньше, так что и потеря теплоты посредством излучения
и теплопередачи протекает почти с той же скоростью, с какой теплота образуется в результате реакции. С повышением температуры реакция ускоряется, а потому и теплота выделяется быстрее. Наконец, при достаточно высокой
температуре, количество образующейся теплоты настолько
превышает потери, связанные с излучением и теплопередачей, что можно нагреть прилегающие слои газа до того
состояния, что он загорится. При таких условиях горение
постепенно охватывает весь газ. Температура, при которой
это явление имеет место, называется температурой вос-
пламенения.
Собственно, температура воспламенения не должна
быть непременно именно той, при которой появляется пламя. Пламя появляется лишь тогда, когда теплота реакции
настолько велика, что обусловливает появление видимых
лучей. Обычно после возгорания проходит некоторое время – так называемый предогневой период, т.е. время, пока
температура реакции не достигнет нужного значения.
При определении температуры воспламенения необходимо принять во внимание способ сообщения тепла газовой
смеси, характеризующийся, например, следующими параметрами: площадью нагревающей поверхности и длительностью соприкосновения ее с газовой смесью. Длительное действие объемного источника нагревания, например пламени,
в большинстве случаев приводит к возгоранию газовой смеси
при температуре более низкой, чем температура хотя бы и
выше нагретого, но меньшего по своим размерам и кратковременно действующего источника, например электрической искры.
В табл. 4.1 приведены минимальные значения температуры, при которых некоторые газовые смеси моментально
воспламеняются от соприкосновения со сравнительно небольшим нагретым телом, обладающим относительно небольшой протяженностью.
67
Таблица 4.1
Температура воспламенения некоторых газовых смесей
Га з
(в смеси с воздухом)
Водород 747
Каменноугольный газ 878
Окись углерода 931
Петролейный эфир
(фракция 0…80 С)
Этилен 1000
Диэтиловый эфир 1033
Бензол 1062
Минимальная температура нагретого тела, достаточная
для немедленного воспламенения от мгновенного контакта, С
995
Воспламенение газовой смеси может быть вызвано уменьшением объема или, вернее сказать, происходящим при
уменьшении объема подъемом температуры вследствие увеличения интенсивности броуновского движения. Смеси кислорода и водорода воспламеняются при увеличении давления
с 1 атм до 30–40 атм. Поскольку воспламенение произошло,
горение сжатой газовой смеси протекает гораздо быстрее,
вследствие большей концентрации реагирующих газов.
4.3. Распространение процесса горения
Огонь может распространяться в газе лишь в том случае,
если теплота горения в данной точке достаточно высока для
того, чтобы нагреть близлежащие слои смеси до температуры воспламенения. Интенсивность нагревания при горении
газа зависит от теплоты, выделяемой при реакции горения,
и от скорости реакции. Для каждого газа скорость реакции
тем больше, чем выше температура и чем ближе количественный состав смеси к соотношению частей ее в получающемся продукте горения. Более высокая начальная температура горения, увеличивая интенсивность протекания
исходной реакции, ускоряет и образование теплоты и тем самым облегчает воспламенение прилегающего слоя газа.
68
4.4. Равномерная скорость
распространения горения
Если газовая смесь воспламеняется не от удара и притом
в условиях, допускающих беспрепятственное расширение
горящих газов, не подверженных влиянию возникающих
волн давления, то горение распространяется в смеси с равномерной скоростью. На рис. 4.1 представлена графическая
интерпретация этой скорости для различных газов при горении их в трубках с внутренним диаметром 2,5 см.
500
Н
400
300
200
А
100
в трубке диаметром 2,5 см, см/с
Скорость равномерного движения пламени
0
0 102030 4050 6070
Содержание горючего газа в воздухе, % объемн.
Рис. 4.1. Кривые скорости равномерного
распространения пламени в различных газовых смесях:
А – ацетилен; Н – водород; М – метан; СО – окись
СН
4+Н2
3СН4+Н
М
углерода
2
СО
В трубках с большим диаметром скорость больше. Наибольшая скорость наблюдается для смесей, содержащих
газы приблизительно в тех пропорциях, в каких они соеди-
69
няются при реакции. Чем больше содержание горючего газа
отклоняется в ту или другую сторону от этого значения, тем
в большей степени снижается скорость равномерного распространения пламени и, наконец, за пределами максимального и минимального значений содержания газа скорость
становится равной нулю. Если состав горючей смеси лежит
вне этих пределов, то горение происходит только в непосредственной близости от источника нагревания, причем вокруг
последнего образуется светящийся конус или светящаяся
зона.
4.5. Пределы воспламеняемости
В табл. 4.2 приведены предельные значения воспламеняемости при нормальных условиях некоторых газов и паров
при смешивании их с воздухом. Опыты проводились в сферическом сосуде вместимостью 2,5 л, причем источник нагревания был размещен в центре.
Таблица 4.2
Предельные значения воспламеняемости
при нормальных условиях некоторых газов
и паров при смешивании их с воздухом
Содержание газа и пара в смеси, %объемн.
Газ или пар
Петролейный эфир 1,1 3,8
Минимальное
значение
Максимальное значение
Пентан 1,4 4,5
Бензол 1,5 5,6
Ацетон 2,25 9,6
Этан 3,1 10,7
Ацетилен 3,3 52,3
Метан 5,6 14,8
Метиловый спирт 6,5 24,0
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]