13.1. Дослідження запиленості повітря

Пил — дисперсна система (аерозоль), у якій дисперсною фазою є тверді частинки, а дисперсним середовищем — повітря. Пил як шкід- ливий фактор виробничого середовища наявний практично у всіх галузях промисловості та при виконанні більшості робіт у сільсь- кому господарстві. Пил за механізмом утворення поділяється на аеро- золі дезінтеграції (при подрібнюванні, розмелюванні, шліфуванні, свердлінні, вибухових роботах тощо) та конденсації (тверднення у повітрі пари розплавлених металів та інших речовин); за поход- женням — 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 хімічно- го складу пил чинить різноманітну дію на організм — фіброгенну на легені, подразнювальну та запальну на дихальні шляхи, очі, шкі- ру, алергенну, канцерогенну, мутагенну, токсичну тощо. Патогенний вплив пилу залежить від кількості (маси) частинок пилу в одиниці об'єму повітря, дисперсного складу твердої фази аерозолю (висо- кодисперсний мікроскопічний пил здатний тривалий час утримува- тися 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 5і0₂, здатний викликати специфічні професійні захворювання легенів — пневмоконіози (пи- лові фібрози) та пилові бронхіти.

При дослідженні запиленості проби повітря забирають на робо- чому місці в зоні дихання робітника. За відсутності фіксованих ро- бочих місць проби повітря забирають у місцях періодичного пере- бування працюючих з урахуванням маршрутів їх пересування. Про- би слід забирати також у моменти найбільшого пилоутворення, якщо пил надходить у повітря нерівномірно. З метою вивчення ефек- тивності пилоочисників проби забирають у момент їх роботи та після вимкнення.

Гігієнічна оцінка пилу включає кількісну оцінку ваговим мето- дом та якісну оцінку дисперсного та хімічного складу.

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

на фільтрі, який потім зважують. Протягування повітря через фільтр здійснюють аспіраційним методом з використанням аспіраторів різ- них конструкцій, описаних у § 1.9. Фільтрувальним матеріалом є спеціальні аналітичні аерозольні фільтри (АФА), що являють со- бою диски із перхлорвінілової тканини ФІШ, які поміщають у за- хисні кільця з цупкого паперу. Фільтри вкладають у пакет із каль- ки. АФА мають високу ефективність пиловловлювання при мало- му опорі потоку прохідного повітря, який дає змогу відбирати про- би 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 пластмасо- вих 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 паке- ти з кальки. Алонж зі вставленим у нього фільтром закріплюють у штативі, поміщають у точці відбору проби, під'єднують за допомо- гою гумового шланга до аспіратора і протягують повітря зі швидкі- стю 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 — метале- вий алонж; 4 — корпус касети; 5 — гайка касети; 6 — кільце прокладки у касеті.

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

294

295

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 повіт- ря, приведений до нормальних умов, л; 1000 — коефіцієнт перерахун- ку (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 вимі- рюють також переносним вимірювачем концентрації пилу ВКП-1. Він забезпечує безперервний контроль та реєстрацію запиленості по- вітряного середовища за величиною електричного заряду, передано- го аерозольним частинкам в області коронного розряду. Прилад скла- дається з двох частин: повітрозабірної та електронної. Повітря, що містить частинки аерозолю, протягується через зарядну камеру, в якій за рахунок коронного розряду створюється від'ємне електрич- не поле. Частинки електризуються у полі, набуваючи за час імпуль- су корони негативного заряду, і потрапляють у вимірювальну, ка- меру, 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 скла- ді аерозолю порівняно з вимірюваннями, одержаними ваговим мето- дом, не перевищує 10%.

Дисперсність пилу визначають методом мікроскопії просвітле- них фільтрів АФА або препаратів, виготовлених за методом осад- ження (седиментації).

Фільтри АФА, які використовуються для кількісного визначен- ня 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 мікрос- копом добре видно фіксовані пилові частинки.

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

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

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

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

Визначення вмісту в пилових частинках вільного діоксиду крем- нію ґрунтується на вибірковому сплавленні його з сумішшю гідрокар- бонату і хлориду натрію, розчиненні одержаного силікату натрію роз- чином карбонату натрію шляхом кип'ятіння і фотометричному ви- значенні іонів кремнію за реакцією з молібдатом амонію. Проби по- вітря відбирають описаним вище методом на фільтри АФА. Доклад- но з методикою можна ознайомитися у спеціальній літературі.

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

Таблиця 106 ГДК аерозолів переважно фіброгенної дії

ГДК,

мг/м^:і

Речовини

Клас небезпеки

2	4
6	4
1	3
2	4
4	4
1	3
2	4
2	4
6	4
4	4
6	4
2	4
6	4
6	4

Окис алюмінію у вигляді аерозолю конденсації Окис алюмінію у вигляді аерозолю дезінтеграції

(глинозем, електрокорунд) Діоксид кремнію кристалічний при вмісті його в пилу:

понад 70 %

від 10 до 70 %

від 2 до 10 % Діоксид кремнію аморфний у вигляді аерозолю конденсації

Пил рослинного і тваринного походження з домішкою діоксиду кремнію понад 10 % Силікати та силікатомісткий пил:

азбест

азбестоцемент, цемент, апатит, глина

тальк, слюда, мусковіт Чавун

Шамото-графітові вогнетриви Електрокорунд у суміші з легованими сталями Електрокорунд хромистий