Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ивановский государственный химико-технологический университет

СБОРНИК

примеров и задач к лабораторному практикуму по дисциплине

«Безопасность жизнедеятельности»

Составители: Л.В.Шведова

Т.А.Чеснокова

А.П.Куприяновская

Н.В.Тукумова

И.А.Кузьмина

Под редакцией А.В.Невского

Иваново 2008

УДК 658.345

Сборник примеров и задач к лабораторному практикуму по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» / Сост.: Л.В.Шведова, Т.А.Чеснокова, А.П.Куприяновская, Н.В.Тукумова, И.А.Кузьмина; под редакцией А.В.Невского; ГОУВПО Иван. гос. хим.-технол. ун-т. Иваново, 2008.108 с.

В сборнике приведены примеры и задачи, позволяющие оценить способность студента самостоятельно применять полученные теоретические знания к решению практических ситуаций в области безопасности.

В кратком теоретическом введении перед каждым разделом рассмотрены основные положения, методика оценки степени опасности для человека рассматриваемого фактора, необходимые расчетные формулы, значения ряда показателей, а при их отсутствии, ссылки на литературу, в которой они приводятся.

Требования к оформлению задачи (примера):

• задача (пример) оформляются на отдельном листе с указанием названия раздела, а также ФИО, курса и группы студента;

• условие задачи приводится полностью;

• при решении задачи необходимо пояснять свои действия, указывать названия показателей, входящих в расчетные формулы, обосновывать их выбор;

• обязательно давать подстановку значений показателей в расчетные формулы, а также, при необходимости, перевод отдельных показателей в другие единицы измерения;

• в заключении необходимо дать ответы на вопросы, поставленные в условиях задачи.

Табл. 54. Библиогр.: 32 назв.

Рецензенты:

доктор технических наук А.П. Ильин (ГОУВПО Ивановский государственный химико-технологический университет);

кандидат технических наук Н.М. Махов (ГОУВПО Ивановская государственная текстильная академия)

1. Безопасность труда при работе с вредными химическими веществами

1.1. Токсикологическая характеристика вредных веществ

Многие химические вещества, используемые как на производстве, так и в быту, обладают токсичностью – способностью при поступлении в организм в небольших количествах вызывать патологические изменения жизнедеятельности организма и (или) уничтожать саму жизнь. Токсичность зависит от природы, агрегатного состояния веществ, пути их поступления в организм, индивидуальных особенностей организма и других факторов. Количественными показателями, характеризующими степень токсичности, являются предельно допустимая концентрация вещества в воздухе рабочей зоны (ПДК_рз мг/м³), летальная концентрация (ЛК₅₀, мг/м³), летальная доза (ЛД₅₀, мг/кг) и т.д. (см. прил. табл.1.1).

Значения ПДК_рз устанавливаются экспериментальным путем в результате проведения опытов с животными. Величины нормативных показателей для стандартных условий приведены в справочной литературе [1-6]. Для веществ, предельно допустимые концентрации которых в справочной литературе не приводятся, следует прогнозировать их токсичность и опасность, на основе определения временно допустимых концентраций (ВДК_рз) или ориентировочных безопасных уровней воздействия (ОБУВ). Эти показатели устанавливаются расчетными способами по показателям токсичности и по физико-химическим свойствам химических веществ. Через каждые два-три года значения временных показателей пересматриваются с учетом накопленной информации. Разработанные уравнения для расчета ВДК_рз различных классов и групп соединений приведены в литературе [6]. Так для газов и паров некоторых органических соединений предложены зависимости для определения величины ВДК_рз, мг/м³:

lgВДК_рз = 0,91 lg ЛК₅₀ + 0,1 + lgМ, (1.1)

lgВДК_рз = lgЛД₅₀ – 2,0 + lgМ, (1.2)

или ВДК_рз = 0,01ЛД₅₀, (1.3)

где М – молярная масса вещества;

ЛК₅₀ – летальная концентрация в ф-ле (1.1) выражена в мг-молекулах на литр (мМ/л); ЛД₅₀ – летальная доза вещества в ф-лах (1.2 и1.3) выражена в мг-молекулах на килограмм (мМ/кг)

Например, при рассчете ВДК_рз для паров винилацетата из справочной литературы находят его ЛК₅₀ = 4700 мг/м³, М = 86. Пересчитывают ЛК₅₀ в мМ/л:

ЛК₅₀ = 4700:86:1000 = 0,055 мМ/л,

lg ВДК_рз = 0,91 lg0,055 + 0,1 + lg86 = 0,88 ВДК_рз = 7,6 мг/м³ (по справочной литературе для винилацетата ПДК_рз = 10 мг/м³).

При расчете ВДК_рз некоторых неорганических веществ можно пользоваться уравнением:

lgВДК_рз = -lgЛК₅₀ + 0,4 + lgМ (1.4)

В ф-ле (1.4) ЛК₅₀ подставляется в мМ/л.

Для расчета ВДК_рз органических веществ, в гомологическом ряду которых уже имеются регламентируемые соединения, можно использовать зависимость:

_j

ВДК_рз = M1000/( J_in_i), (1.5)

ⁱ⁼¹

где J_i – значение биологической активности химической связи атомов в молекуле, л/мкМ;

n_i – число связей вида i;

j - число видов связей.

Под биологической активностью химической связи понимают объем воздуха в литрах, в котором допустимо содержание одного микромоля вещества данного класса. Значения J_i, вычисленные как средние величины для нормированных соединений в гомологическом ряду, приведены для некоторых видов связей в приложении (табл.1.2). Для расчета ВДК_рз по ф-ле (1.5) необходимо написать структурную формулу химического соединения. На основе данных, приведенных в литературе [6] или в табл. 1.2, определить наличие в молекуле химической связи определенного типа (i), подсчитать количество этих связей (n_i) и найти значение ее биологической активности (J_i). То же сделать и для других типов связей.

Например, при расчете ВДК_рз валериановой кислоты (С₅Н₉ООН), для которой М=102, структурная формула имеет вид:

Н Н Н Н

Н-С-С-С-С-С-О-Н

Н Н Н Н О

Значения вышеперечисленнных показателей сведены ниже в табл.1.1(а)

Таблица 1.1(а)

Вид химической связи	Количество связей, ni	Биологическая активность, Ji
C-C	4	51,4
С-Н	9	0,8
С-О-	1	21987,7
С=О	1	-12517,8
-О-Н	1	8507,9

ВДК_рз = (1021000)/(51,4 4 + 0,89 + 21987,7 – 12517,8 + 8507,9) = 5,6 мг/м³

Значение ПДК_рз для валериановой кислоты по ГОСТ 12.1.005-88 – 5 мг/м³, класс опасности – 3 (умеренно опасное вещество).

Погрешность (П) определения ВДК_рз для валериановой кислоты составит:

П= [(ПДК_рз - ВДК_рз)/ПДК_рз] 100 = (5 – 5,6/5)100 = 12%.