Безопасность жизнедеятельности / Лабораторная работа №2 ''Оценка запылённости и загазованности овоздушной среды''

25

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Костромской Государственный Технологический Университет

Кафедра промэкологии и безопасности жизнедеятельности.

ОЦЕНКА ЗАПЫЛЕННОСТИ И ЗАГАЗОВАННОСТИ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ.

Лабораторная работа БЖ2

Методические указания

Кострома 2002 г.

УДК 658.387 (075)

Г.К. Букалов. Оценка запыленности и загазованности воздушной среды.

Методические указания к лабораторной работе. – Кострома: КГТУ, 2002 . -10 стр.

Лабораторная работа “Оценка запыленности и загазованности воздушной среды” соответствует учебным планам по дисциплине “Безопасность жизнедеятельности” для студентов всех специальностей и факультетов.

Рецензенты: доцент кафедры промышленной экологии и безопасности к.т.н., доцент кафедры ПЭ и Б КГТУ Трегубов А.Н.

Рассмотрено и рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом КГТУ “________” ________________ _______г.

Костромской Государственный Технологический Университет.

ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ.

1. К лабораторным работам допускаются студенты, прошедшие инструктаж по охране труда и изучившие методические указания.

2. В лабораторной работе используются приборы и устройства, питающиеся электроэнергией; устройство для создания пылевой среды, аспиратор для отбора проб воздуха модели 822. Опасными местами являются клеммы и соединения.

3. Напряжение 220 В, подаваемое на приборы и устройства, представляет опасность для жизни.

ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПЕРЕД НАЧАЛОМ РАБОТЫ

1. Убедиться в исправности всех приборов и устройств путем внешнего осмотра.

2. Подготовить лабораторный стенд к работе: загрузить дозу пыли или вставить пряжу, включить приборы.

ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ В АВАРИЙНОЙ СИТУАЦИИ.

1. Электрическое оборудование и приборы немедленно отключить в следующих случаях:

• при попадании человека под напряжение;

• при появлении дыма, огня или специфического запаха, возникающего при нагреве изоляции;

• сильном нагреве корпусов приборов и оборудования;

• при обнаружении опасной ситуации на других лабораторных работах.

2. При обнаружении неисправностей или отклонений от условий работы, регламентированных данной конструкцией или методическими указаниями, немедленно поставить преподавателя или лаборанта в известность.

ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПОСЛЕ ОКАНЧАНИЯ РАБОТЫ.

1. Отключить электроприборы и установки в целом.

2. Привести в порядок рабочее место.

3. Доложить об окончании работы преподавателю.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ.

Определение запыленности воздушной среды весовым и счетным методами и оценка ее, определение загазованности воздушной среды с помощью газоанализатора и оценка ее.

ПЛАН ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1. Определить запыленность воздушной среды весовым методом.

2. Определение запыленности воздушной среды счетным методом.

3. Определение загазованности воздушной среды.

Все результаты исследований занести в соответствующую таблицу отчета по данной лабораторной работе.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.

Мелкодисперсные частички твердых и жидких веществ (в том числе и паров металлов), находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе, называются аэрозолями. Только мелкодисперсные частицы твердых веществ и осевшие на поверхностях конструктивных элементов помещения и оборудования называются аэрогелем. Пыль бывает крупно- (размер частиц более 10 мкм), средне- (5-10 мкм), мелкодисперсная (менее 5 мкм). Наиболее вредное воздействие на организм человека оказывают частицы размером от 0,1 до5 мкм.

Пылевые частицы округлой формы оказывают меньшее воздействие на организм, чем частицы с неровными краями.

В зависимости от вещества, из которого образовалась пыль, ее можно подразделить на органическую и неорганическую.

Органическая пыль:

а) растительного происхождения ( льняная, табачная, сахарная );

б) животного происхождения ( шерстяная, костяная, пуховая);

в) пыль искусственных волокон и материалов ( пыль ацетатных волокон, пыль пластмасс и др.).

Неорганическая пыль:

а) минерального происхождения (кварцевая, цементная, асбестовая и др.);

б) металлическая (чугунная, медная, алюминиевая).

По характеру воздействия на человека промышленная пыль делится на ядовитую (токсичную) и неядовитую (раздражающую).

К ядовитым производственным пылям относятся: свинцовая, марганцевая, мышьяковая и др. пыли.

К раздражающим производственным пылям относятся: цементная, асбестовая, чугунная, древесная, хлопковая, льняная, пеньковая, мучная, сахарная и др. пыли.

Систематическое пребывание людей в воздушной среде с большой концентрацией пыли может привести к тяжелым профессиональным заболеваниям [4]: раздражению слизистой оболочки верхних дыхательных путей, запылению легких (пневмокониозы). От пылей растительного происхождения, содержащих двуокись кремния, возникает заболевание легких, носящее название биссиноз, от пыли окислов железа – сидероз, от угольной пыли – антракоз, от асбестовой пыли – асбекоз и т.д. При глубоком проникновении пыли с размером частичек от 0,2 до 5,0 мкм в лимфатические железы, капилляры которых соизмеримы с указанной дисперсностью пыли, возникает воспаление слизистой оболочки глаз. При действии негашеной и хлорной извести возникают дерматиты (экзема), кожные заболевания, особенно при оседании на поверхность открытых частей тела фенольно-альдегидной и этилсиликатной пыли.

Кроме того пыль способствует распространению инфекционных заболеваний, так как на поверхности пылевых частиц могут находиться болезнетворные микроорганизмы. Кроме пыли в некоторых цехах промышленных предприятий имеет место выделение вредных газов и паров, например: сероводорода, бензина, хлора, аммиака, ацетона, толуола, ксилола и др., которые также оказывают вредное воздействие.

Вредные газы и пары проникают в организм человека через дыхательные пути, пищевой тракт, а также всасываются через кожу при непосредственном прикосновении (или через загрязненную одежду или обувь) рабочего с вредными веществами.

Характерным вредным воздействиям на организм человека раздражающих паров и газов, таких как соляная кислота, акролеин, бензин, аммиак, углекислый газ и др., является, прежде всего раздражение и заболевание дыхательных путей и глаз (конъюнктивит), а при действии паров металлов (меди, цинка, магния и др.) развивается “литейная лихорадка”.

Особенно тяжелые профессиональные заболевания и отравления при воздействии паров ядовитых веществ, относящихся к ядам крови , - четыреххлористый углерод, бензол, ксилол, толуол и др.

Помимо явно выраженного действия на те или иные органы, яды могут вызвать понижение общей сопротивляемости организма к другим вредным воздействиям и способствовать возникновению общих заболеваний.

Опасность отравления зависит не только от токсичности, но и от времени действия и концентрации газа.

Кроме профессиональных заболеваний и отравлений запыленность и загазованность воздушной среды в производственных условиях создает предпосылки для пожаров и взрывов, снижает прозрачность воздуха, а также отрицательно действует на производственное оборудование и материалы.

Для предупреждения профессиональных заболеваний и отравлений у рабочих содержание пыли, а также вредных газов и паров в воздухе не должно превышать предельно-допустимой концентрации (ПДК) мг/м³ по ГОСТ 12.1.005-88 “Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. ПДК – это такая концентрация, которая при ежедневной работе с продолжительностью 8 часов в течение всего рабочего стажа не вызывает у работающего заболеваний или отклонений от нормы в состоянии здоровья.

Таблица 1

Варианты заданий и ПДК некоторых веществ.

		Весовой		Счетный метод	ПДК, мг/м³,
№ вар.	Вид пыли	Расход просас. воздуха, л/м	Время пробо-отбора, мин.	Объем просасываемого воздуха, см³
1. 2. 3. 4. 5. 6.	Хлопковая с SiO2, 4% Льняная с примесью SiO2, 8% Алюминиевая Асбестовая Древесная с примесью SiO2, 6% Чугун	20 15 15 20 10 10	10 15 10 10 10 10	5 2,5 2,5 5 5 5	4 4 20 2 4 6

Все вредные вещества по степени воздействия подразделяются на 4 класса опасности.

1. Чрезвычайно опасные.

2. Высокоопасные.

3. Умеренноопасные.

4. Малоопасные.

ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА.

В лабораториях имеются два различных стенда для изучения запыленности воздуха весовым методом, используемый стенд указывается преподавателем. На рис.1 представлена схема стенда, в котором запыленность создается при трении пряжи о нитенаправляющие детали. Во втором стенде запыленность воздушной среды создается при работе вентилятора в камере, заполненной льняной пылью. Вариант работы, приведенный в табл. 1, указывается преподавателем.

Для определения весовой концентрации пыли используется аспиратор для отбора проб воздуха модели 822. Все узлы аппарата смонтированы на металлическом шасси с панелью. На панели расположены следующие узлы (см. рис. 2) ротаметры (1), вентили (2), входная колодка (3), тумблер включения и выключения (4), штуцеры (5).

Вначале необходимо определить первоначальный вес фильтра АФА-20 взвешиванием на аналитических весах. Для этого необходимо вынуть их из пакета, затем из кальки, держась за выступ защитного кольца. Затем с помощью пинцета, удерживая фильтр, освободить его от защитного кольца, свернуть вчетверо и поместить в центр чашечки весов, определить вес фильтра в миллиграммах с точностью до 0,05 мг. Для этого взвешенный фильтр взять пинцетом, развернуть и вставить в защитное кольцо, затем фильтр вместе с защитным кольцом поместить в патрон и закрепить прижимной гайкой.

Патрон вставить в отверстие пылевой камеры и соединить его резиновым шлангом с аспиратором для отбора проб воздуха (модель 822) надев шланг на входной штуцер реометра “ 20 л/мин”.

Включить штепсель шнура в розетку электрической сети, затем включить тумблер прибора. Установить по нижнему уровню цилиндра реометра расход воздуха и одновременно отметить время.

По истечении времени, указанного преподавателем, выключить прибор. Освободить патрон – фильтродержатель, извлечь из него фильтр с полученной навеской пыли, освободить от защитного кольца и свернуть его вчетверо навеской пыли внутрь. Это следует производить над чистым листом бумаги с помощью пинцета, удерживая фильтр только за края, стараясь, чтобы фильтр навеской пыли был все время обращен вверх. Свернутый фильтр взвешивается на тех же весах.

По формуле 1 определить фактическую концентрацию пыли в мг/м³ и сравнить с ПДК по ГОСТ 12.1.005-88.

Количество пыли определяется по формуле:

x(t) = 1000(g₁ – g₁) / (v · t) мг/м³, (1)

где g₁ – вес фильтра после опыта, мг;

g₂ – вес фильтра до опыта, мг;

v – расход воздуха, л/мин;

t – время просасывания, мин.

Для определения счетной концентрации пыли используется кониметр фирмы Цейс (см. рис. 3 и 4), состоящий из воздушного насоса (1), ручного микроскопа (2), кассеты с пробами пыли (3), подставки (4), всасывающей камеры (5). Для получения пробы пыли запыленный воздух из насоса (1) направляется на предметное стекло микроскопа, покрытое специальным оптическим клеем. Пылинки прилипают к стеклу, и их затем рассматривают под микроскопом и определяют их количество, и размеры и форму.

Заданный преподавателем номер пробы установить против красной отметки, вращая кассету кониметра рукой. Произвести настройку резкости микроскопа, рассмотреть форму пылинок.

Подсчитать количество пылинок в двух малых секторах и определить общее число пылевых частиц в пробе, умножив полученное количество на 8.

Определить число пылевых частиц в 1 см³ по формуле:

m = n / v , ч/см³, (2)

где n – общее количество пылевых частиц в пробе;

v – объем просасываемого воздуха для кониметра “Цейс” – 2,5 или 5 см³.

Определить визуально, сравнивая со стороной квадрата ( 10 мкм ), максимальный и минимальный размер пылевых частиц в пробе.

Дать заключение о вредности измеряемой пыли.

В настоящей лабораторной работе для оценки загазованности воздуха используется линейно-колористический газоанализатор УГ-2 см. (рис. 5). Газоанализатор состоит из воздухозаборного устройства, коробок с комплектами принадлежностей и сорбентов для приготовления индикаторных трубок и фильтрующих патронов по виду исследуемой смеси пара или газа с воздухом.

Воздухозаборное устройство предназначено для просасывания воздуха через индикаторные трубки. Основной частью его является резиновый сильфон с пружиной внутри для удержания его в растянутом состоянии.

На рис. 5 изображен продольный разрез воздухозаборного устройства. В закрытой части корпуса (14) помещается резиновый сильфон (1) с двумя фланцами и стаканом, в котором находится пружина (5). Во внутренних гофрах сильфона установлены распорные кольца (13) для придания сильфону жесткости и сохранения постоянного объема.

На верхней плате (12) расположены отверстия (4) для хранения штоков в нерабочем положении.

На штуцере (10) с внутренней стороны одета резиновая трубка (11), которая вторым концом через нижний фланец соединяется с внутренней полостью сильфона. На наружный конец этого же штуцера одета отводная трубка. К последней, в свою очередь, присоединяется индикаторная трубка.

Просасывание исследуемого воздуха через индикаторную трубку производится после предварительного сжатия сильфона штоком.

На гранях (под головкой штока) обозначены объемы просасываемого при анализе воздуха.

На цилиндрической поверхности штока имеются четыре продольные канавки, каждая с двумя углублениями, служащими для фиксации объема просасываемого воздуха.

Расстояние между углублениями на канавках подобрано таким образом, чтобы при ходе штока от одного углубления до другого сильфон забирал необходимое для анализа данного газа количество исследуемого воздуха.

Концентрация газа определяется по шкале, градуированной в мг/м³; кроме этого, здесь же указан определяемый газ, объем просасываемого при анализе воздуха в мл., продолжительность хода штока до защелкивания и общее время просасывания исследуемого воздуха. При проведении анализа объемы просасываемого воздуха, указанные на головке штока и шкале, по которой производится отсчет, должны совпадать. Индикаторная трубка для количественного определения анализируемого газа в воздухе представляет собой стеклянную трубку длиной 90-92 мм. и внутренним диаметром 2,5-2,6 мм., заполняемую в соответствии с инструкцией индикаторным порошком.

Перед началом работы необходимо проверить на герметичность воздухозаборное устройство. Для этого сжать сильфон штоком на объеме 400 мл до фиксации в нижнем положении, перегнуть резиновую трубку, зажать ее зажимами, отвести стопор. При этом шток после начального рывка не должен двигаться.

Для приготовления индикаторной трубки необходимо взять “ЗИП” (набор принадлежностей) с запасом индикаторных порошков в ампулах, запасом поглотительных порошков для фильтрующих патронов, а также принадлежностями, необходимыми для приготовления индикаторных трубок.

В один из концов стеклянной трубки вставляют стальной стержень, а также в противоположный конец трубки вкладывают пыж из медной проволоки. Затем пыж расплющивают между стальным штырьком и стержнем. После этого вставляют прослойку гигроскопической ваты толщиной 0,5 мм.

Прослойка ваты большей толщины не допускается, так как вызывает увеличение сопротивления трубки и укорочение окрашенного столбика при анализе.

Вату отжимают штырьком до соприкосновения с металлическим пыжом. Затем вынимают стержень и через воронку засыпают индикаторный порошок из ампулы, вскрытой перед самым употреблением, до края в открытый конец трубки.

Постукивая стержнем о стенку трубки, достигают уплотнения столбика порошка, после чего сверху столбика накладывают такую же прослойку ваты (гигроскопической) и закрепляют пыжом при нажатии штырька.

Плохое уплотнение содержимого трубки способствует увеличению длины окрашенного столбика и размытости его границ. Длина уплотненного столбика порошка в трубке должна составлять 68-79 мм.

По условиям анализа выбрать соответствующий шток, вставить во втулку газоанализатора, отвести стопор и нажимать до тех пор, пока стопор автоматически зафиксирует шток в верхнем положении.

Приготовленную для анализа индикаторную трубку соединить одним концом с резиновой трубкой сильфона, а другой конец поместить в газовую камеру.

Отвести стопор, удерживая головку штока ладонью и, как только шток начнет двигаться, стопор отпустить. С этого момента загазованный воздух будет прокачиваться через индикаторную трубку.

После прекращения движения штока выдержать паузу.

По длине столбика, окрашенного в трубке порошка, на соответствующей шкале, определить концентрацию исследуемых паров или газов в камере.

Найти по ГОСТ 12.1.005-88 значение ПДК газа и сравнить с измеренной.

Метрологические данные измерительной техники, приборов и

других измерительных устройств.

Таблица средств измерения

Наименова-ние прибо-ра	Тип	Заводской или инвен-тарный номер	Система измерений Прибора	Предел измерений	Прибор многопредельный		Класс точ-ности	Погреш-ность из-мерений
					Число делений	Цена делений
Аспиратор	М-822	79498	Аэродина-мичекая	0,1-20 л/мин.	20	0,1-1 л/мин	5	0,05-0,5 л/мин
Весы	ВЛ 200	524	Оптическо-механиче-ская	1 г.	100	0,01 г	2	0,05 мг.
Кони-метр	10	161889	Оптическая	0,85 мм	85	10 мкм	5	5 мкм

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Как попадает SiO₂ в текстильную пыль ?

2. Каковы размеры частиц пыли, вызывающие наиболее вредное воздействие на организм человека ?

3. Какие вы знаете методы оценки запыленности, загазованности воздуха ?

4. Как определяется размер пылинок ?

5. Как подготовить индикаторную трубку к анализу ?

6. Какие вы знаете виды пыли ?

7. Что такое ПДК ?

ЛИТЕРАТУРА.

1. ГОСТ 12.1.005-88. Основные санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. –М.: Изд. стандартов, 1988. –132 стр.

2. С.В. Алексеев, В.Р. Усенко. Гигиена труда. –М.: “Медицина”, 1988. –132 стр.

3. В.А. Перегуд, Е.В. Гернет. Химический анализ воздуха промышленных предприятий. –Л.: “Химия”, 1973. –439 стр.

4. Энциклопедия по безопасности и гигиене труда. (перевод с английского).

-М., Профиздат, 1987.

Форма титульного листа отчета по лабораторной работе

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Костромской государственный технологический университет.

ОТЧЕТ

по лабораторной работе БЖ 2

Исследование запыленности и загазованности

воздушной среды производственных помещений

Студент

Группа

Замечания преподавателя по работе

Преподаватель

“______”____________ ______г.

Кострома , 2002.

Цель работы:

Применяемые приборы и устройства:

Таблица 1

Расчет весовой концентрации:

№ вари-анта	Вид пыли	% SiO2 в пыли	Расход воздуха, л/мин.	Время просасыва-ния, мин.	Весовая концетра-ция, мг/м³,	Предельно-допустимая концентрация по ГОСТ, мг/м³,

Выводы :

Расчет количества пылевых частиц в пробе:

Таблица 2

Результат исследования по счетному методу:

№ пробы	Вид пыли	Объем Прососан-ного воздуха, см³	Счетная концентрация, ч/см³,	Минимальный размер частиц, мкм	Максимальный размер частиц, мкм

Выводы: В зависимости от размера частиц определить их влияние на организм человека.

Таблица 3

Результат исследования загазованности воздуха:

Вид газа	Объем про-сосанного воздуха по прибору в мл.	Количество просасываний через индика-торную трубку	Цвет индикаторного порошка		Фактическая концентрация исследуемого вещества в воздухе, мг/м³	ПДК по ГОСТ мг/м³
			до анализа	после анализа

Выводы: Сопоставить полученную концентрацию вредных газов в воздушной среде с ПДК.

СОДЕРЖАНИЕ.

Стр.

Требования безопасности 3

Цель работы 4

План выполнения работы 4

Краткие теоретические сведения 5

Применяемые приборы и устройства 9

Метрологические данные измерительной техники, приборов и других измерительных устройств 15

Контрольные вопросы 15

Литература 16

Отчет по лабораторной работе 17