Профессионально-обусловленные заболевания хим. Факторов
Профессиональные заболевания, обусловленные воздействием химических факторов
В народном хозяйстве страны используются разнообразные по строению и физико-химическим свойствам химические вещества. В производственных условиях токсические вещества поступают в организм человека через дыхательные пути, кожу, желудочно-кишечный тракт. После резорбции в кровь и распределения по органам яды подвергаются превращениям, а также депонированию в различных органах и тканях (легкие, головной мозг, кости, паренхиматозные органы и др. ). Выделение поступивших в организм токсических веществ происходит легкими, почками, через желудочно-кишечный тракт, кожей.
В зависимости от совокупности проявлений действия химического вещества и от преимущественно поражаемых им органов и систем промышленные яды можно объединить в следующие группы:
раздражающего действия; нейротропного действия; гепатотропного действия; яды крови; почечные яды; промышленные аллергены; промышленные канцерогены.
Такое деление весьма условно, характеризует лишь основное направление действия ядов и не исключает многообразный характер их влияния.
Профессиональные заболевания, обусловленные воздействием физических факторов.
Вибрационная болезнь обусловлена длительным (не менее 3-5 лет) воздействием вибрации в условиях производства. Вибрации делят на локальные (от ручных инструментов) и общие (от станков, оборудования, движущихся машин). Воздействие вибрации встречается во многих профессиях.
Объективные признаки заболевания: гипотермия, гипергидроз и отечность кистей, цианоз или бледность пальцев, приступы "белых" пальцев, возникающие при охлаждении, реже во время работы.
На рентгенограммах кистей часто выявляются кистевидные просветления, мелкие островки уплотнения или остеопороз. При длительном (15-25 лет) воздействии общей вибрации часто выявляются дегенеративно-дистрофические изменения поясничного отдела позвоночника, осложненные формы поясничного остеохондроза.
Профилактика заключается в применении так называемых вибробезопасных инструментов, соблюдения оптимальных режимов труда. Во время сменных перерывов рекомендуется самомассаж и обогрев рук (суховоздушные тепловые ванны). Показаны курсы профилактического лечения (1-2 раза в год).
Билет 5
1) Аппараты и системы очистки сточных вод.
Первый этап очистки сточных вод заключается в удалении взвешенных частиц, для чего используются методы процеживания, отстаивания и фильтрации и соответствующие средства ЭБТ. Для очистки от менее крупных примесей и растворенных веществ на втором этапе применяется большой перечень физико-химических, химических, электрохимических и ряда других методов и средств. В результате очистки производственных стоков образуется шлам-взвесь мелкодисперсных осадков сточных вод, который в свою очередь требует обезвреживания и утилизации. Особую группу средств очистки сточных вод представляют устройства, основанные на способности микроорганизмов использовать органические и некоторые неорганические вещества (например, H2S и NH3) для своего питания, - биохимические средства очистки.
Ниже в соответствии с классификацией (см. рис. 11) дается краткая характеристика средств очистки и обезвреживания сточных вод (СВ).
К средствам механической очистки относятся средства процеживания, отстаивания и Фильтрации. Первые из них представлены подвижными или неподвижными решетками из металлических стержней круглого или прямоугольного (квадратного) сечения с зазором 5...25 мм, ситами для улавливания частиц d > 0,5...1 мм и фракционаторами, в которых дополнительной сеткой с ячейками 60...100 мкм осадок делят на 2 фракции. Полученный при процеживании шлам направляется на переработку или на дробилки.
В РФ широкое распространение получили отстойники (горизонтальные, вертикальные и радиальные) и песколовки. Горизонтальные отстойники имеют глубину h = 1,5...4 м, их длина равна 8...12 h, производительность достигает 15000 м3/сут., эффективность очистки до 60%. Вертикальные отстойники представляют собой железобетонные цилиндры( h = 4,5 м, скорость движения СВ - Vс = 0,5...0,8 м/с), в которых примеси осаждаются в восходящем потоке, а очищенные СВ удаляются через кольцевые водосборники; эффективность очистки 40...50%. В радиальных отстойниках СВ движутся от центра к периферии, h = 1,5...5 м, d достигает 60 м, производительность 20000 м3/сут., эффективность очистки - 60%. Скорость осаждения примесей и эффективность очистки в отстойниках можно повысить за счет уменьшения слоя жидкости (трубчатые и пластинчатые отстойники), ее подогрева для уменьшения вязкости и применения коагулянтов и флокулянтов. Песколовки имеют глубину до 1 м, Vс в них должна быть не более 0,3 м/с. Производительность очистки - 60%.
Рис. 12. Схема соответствия возможностей средств ПГО гранулометрическому составу пыли
К группе средств механической очистки также относятся аппараты, в которых удаление примесей обеспечивается центробежными силами, - гидроциклоны и центрифуги. Так, для удаления нефти и всплывающих веществ применяются открытые гидроциклоны (Vс < 0,2 м/с), а для удаления химических веществ - центрифуги.
Фильтры для очистки СВ делятся на медленные (через пленку) и скоростные (через слой загрузки). Конструктивно они выполняются в виде металлических сеток с перегородками из ткали, стекловолокна, асбеста, керамики. В зернистых фильтрах в качестве слоя загрузки используют кварц, песок, шлак. В медленных зернистых фильтрах Vс = 0,1...0,2 м/с, концентрация примесей 25...50 мг/л и высокая эффективность очистки; в скоростных фильтрах h слоя загрузки 0,5...2 мм, Vс = 15...20 м/с. Регенерация зернистых фильтров проводится обратным током воды. В микрофильтрах барабанного типа диаметр ячеек 40...70 мкм, Vс = 25 м/с, эффективность очистки 50...60%.
В машиностроении для удаления ферромагнитных примесей применяют магнитные сепараторы с Vс = 50 м/с и эффективностью очистки до 90%. Для очистки от масел и жиров используется вспененный полиуретан, при этом Vс = 0,01 м/с и эффективность очистки достигает 90%. Регенерация полиуретана легко обеспечивается отжиманием на валках.
Из физико-химических методов очистки наибольшее распространение получили флотация, ионообименнфя очистка, адсорбция и экстракция. Флотация основана на прилипании гидрофобных частиц к пузырькам воздуха. Выделение воздуха из воды обеспечивается ваку-умированием до 225...300 мм рт.ст., механическим диопергированием воздуха импеллерами, пенно-барботажными устройствами, напорной, химической и биологической флотацией. Установки для флотации включают емкости для насыщения СВ воздухом (при напорной флотации) или аэраторы и другие флотационные камеры при прочих способах получения пузырьков, а также собственно флотаторы. Флотация применяется для очистки от нерастворимых диспергированных ВВ и ПАВ. Ионообменная очистка обеспечивает удаление Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, As и РВ за счет обмена ионами с твердой фазой естественных ионитов (цеолитов, слюды, шпата) и синтетических (силикагелей, перматитов) и органических ионообменных смол (гуминовых кислот, сульфоуглей). Установки для такой очистки представляют собой листы или плиты из ионообменных материалов, расположенные перпендикулярно движению СВ. Экстракция заключается в разделении жидких или твердых веществ с помощью растворителей (экстрагентов). Она применяется для очистки СВ от фенолов, масел, органических кислот с концентрацией до 4 г/л. Конструктивно устройство для экстракции представляет собой смеситель и отстойник. Устройства для адсорбации аналогичны адсорберам для очистки выбросов (см. п.п. 2.3.2).
Из химических и электрохимических методов очистки широкое распространение получили реакции нейтрализации, окисления и восстановления, а также коагуляция и флокуляция. Наиболее выгодна нейтрализация смешиванием кислых и щелочных СВ, а при ее невозможности нейтрализация обеспечивается добавлением реагентов, хемосорбций и фильтрацией через нейтрализующие материалы. Для реакции окисления применяются N2O2, KMnO4, O3 и др. Применение О3 или озонирование эффективно при обезвреживании цианидов и тяжелых металлов. В состав установок входят генераторы О3 и адсорберы. Восстановление применяется для обезвреживания Cr и As, для чего используются гидразин, барогидрат натрия, сульфид железа. Из электрохимических методов для обезвреживания цианидов применяется анодное окисление; при катодном восстановлении СВ очищаются от ионов Hg, Pb, Cu и Cd путем их осаждения в виде нерастворимых сульфидов. Процесс коагуляции состоит в агрегировании дисперсных частиц до крупных хлопьев с последующим их осаждением при добавлении в раствор солей Al и Fe. Более активно такой процесс идет при добавлении флокулянтов - частиц крахмала, декстрина и целлюлозы. Конструктивно устройства для коагуляции и флокуляции представляют собой систему из смесителя и отстойника.
Биохимические средства очистки СВ применяют чаще всего для удаления и обезвреживания органических загрязнений. В их основе лежат ферментативные реакции микроорганизмов, для которых необходимы определенная t (20...3О˚С), достаточное содержание O2 в СВ и присутствие биогенных элементов и микроэлементов (N, S, P, K, Na, Ca, CL, Mn и т.д.) Высокие и низкие t, низкое содержание О2 и недостаток биогенных элементов и микроэлементов резко уменьшают эффективность биохимической очистки или полностью останавливают ее. Она может проводиться в природных условиях - на полях орошения и в биологических прудах, в искусственных сооружениях (аэротенках и метантенках) и с помощью биологических фильтров.
Поля орошения представляют собой специально подготовленные земельные участки, куда после физико-химической очистки могут сбрасываться СВ. Почва этих полей содержит большое число микроорганизмов и простейших, что обеспечивает интенсивное окисление органических и некоторых неорганических примесей и превращение их в минеральные соединения. После завершения этого процесса поля орошения используют для выращивания зерновых культур, трав и овощей. Если они используются только для биологической очистки, их называют полями фильтрации.
Биологические пруды представляют 3...5-ступенчатый каскад, куда сбрасываются СВ после их очистки на предприятиях. При небольшой глубине (до 1 м) в таких прудах обеспечивается естественная аэрация, в случае большей глубины применяется искусственная аэрация.
Аэротенками называют открытые железобетонные аэрируемые резервуары, куда подается смесь СВ и активного ила. На поверхности активного ила идет адсорбция органических веществ и минерализация легкоокисляющихся соединений, требующая высокого содержания О2. Затем идет доокисление органики и регенерация активного ила.
Метантенки представляют собой резервуары вместимостью до нескольких тысяч м3 для биологической обработки при t = 30...55°С органического осадка СВ. При этом выделяются газы, содержащие 83...85% метана и 32...24% CO2. Метан сжигают в топках. Данный способ широко принят в странах, имеющих ограниченные запасы нефти и газа.
Биофильтр представляет собой резервуар с двойным дном, наполненный крупнозернистым фильтрующим материалом. При проходе через этот материал СВ с органическими примесями образуют биологическую пленку, минерализирующую органические вещества. Имеется большое число конструкций биофильтров, которые различаются по естественной и искусственной подаче воздуха, рециркуляции СВ и т.д.
Помимо рассмотренных выше средств механической, физико-химической и биохимической очистки в последние годы разработаны новые типы обезвреживания газов и СВ на основе процессов химии высоких энергий. К ним относят радиационную очистку с помощью ускоренных электронов и плазмохимическое обезвреживание вредных и токсических веществ. В первом случае воздействие ускоренных электронов вызывает радиолиз токсических веществ и превращение их в нетокосичные. Ускоренные электроны обеспечивает образование свободных радикалов и ионов, обладающих как сильными окислительными, так и восстановительными свойствами, что делает этот метод универсальным и высокоэффективным. В установки, реализующие этот метод, должны входить ускорители электронов и реакционные камеры, а также СЗ от ИР.
Плазмохимическая переработка использует низкотемпературную плазму ( Т ≤ 105 К), образующуюся при воздействии на вещество электрических разрядов, СВЧ и лазерных излучений. Глазным конструктивным элементом установок являются плазмотроны (например, высокочастотные или дуговые), в которых вредные примеси испаряются, ионизируются и обезвреживаются.