Гранично допустимі концентрації забруднюючих речовин у робочій зоні і в атмосфері населених пунктів

Речовина. Назва (формула)	гдкр:), м г/м^3	гакмр, мг/м^3	^ГДК„, мг/м^3	Клас небезпеки	Дія па людину
Оксид вуглецю (СО)	20,0	3,0	1,0		Задушлива дія, пору­шення центральної нервової системи
Двооксид азоту (1МО2)	2,0	0,085	0,085		Порушення дихальних шля­хів, набряк легенів, серцева слабість.
Сірчистий ангідрид (5О2)	10,0	0,5	0,05		Дратівна дія слизистих, верх­ніх дихальних шляхів, імун­на система, гастрит.
Зважені речо-винн(неорга­нічний пил)		0,15	0,05		Захворювання дихальної системи
Кадмій (Ссі)	0,05				Канцероген*
Свинець(РЬ)	0,01		0,003		Уражається шлунково-киш­ковийтракт, печінка, нирки; змінюється склад крові і кіст­кового мозку; уражається головний мозок; викликає м'язову кволість
Бензин	100,0	5,0	1,5	4	Наркотична дія (ураження центральної нервової сис­теми)
Беї із (а) нирен (С20Н12)	0,00015		0,1мкг/100м^3	і	Канцероген
Марганець (Мп, МпО2)	0,05			і	Уражає центральну нервову систему, печінку, шлунок
Фенол (С6Н5ОН)	0,3	0,01	0,01		Потрібний захист шкіри, очей; алергійиі дії

* Канцероген - речовина, органах що сприяє появі злоякісних новоутворень у різних

У виробничих умовах часто має місце комбінована дія шкідливих речовин. У більшості випадків дія шкідливих речовин сумується (ади­тивна дія). Однак, можливо, коли дія однієї речовини підсилюється дією іншої (потенцююча дія), або можливий ефект комбінованої дії менше очікуваного (антагоністична дія).

Якщо в повітрі присутні кілька речовин, що мають ефектом сума­ції (однонапрямленої дії), то якість повітря буде відповідати встано­вленим нормативам за умови, що:

СуГДК, + С₂/ГДК₂ + С₃/ГДК₃ +... + С_п/ГДК„ < 1. (2.1)

Ефектом сумації володіють сірчистий газ і двооксид азоту, фенол і сірчи­стий газ і ін. Донедавна ГДК хімічних речовин оцінювали як максимально разові. Перевищення їх навіть протягом короткого часу заборонялося. Остан­нім часом для речовин (мідь, ртуть, свинець і ін.), що мають кумулятивні вла­стивості (здатність накопичуватися в організмі), для гігієнічного контролю введена друга величина - середньозмінна концентрація. Наприклад, допусти­ма середньозмінна концентрація свинцю складає 0,005 мг/м³.

Ступінь впливу пилу (аерозолю з розміром твердих часточок 0,1-200 мкм) на організм людини залежить не тільки від хімічного складу, але й розмірів часток (дисперсного складу), форми порошин і їхніх електричних властивостей. Найбільшу небезпеку являють част­ки розміром 1-2 мкм, тому що ці фракції в значній мірі осідають у легенях при диханні. Дослідження так само показують, що електроза-ряджений пил у 2-3 рази інтенсивніше осідає в організмі в порівнян­ні з нейтральним по заряду пилом.

Гігієністи за характером дії на організм виділяють специфічну групу пилу - пил фіброгенних речовин. Особливість дії такого пилу на організм полягає в тому, що при попаданні у легені такий абразивний нерозчинний пил спри­чинює утворення в легеневій тканині фіброзних вузлів - ділянок затверділої легеневой тканини, в результаті чого легені втрачають можливість виконува­ти свої функції. Такі захворювання практично не піддаються лікуванню і при своєчасному їх виявленню можливо припинити розвиток хвороби за рахунок зміни умов праці. Подібні захворювання об'єднуються гігієністами під загальною назвою пневмоконіози. Назви окремих захворювань цієї групи є похідною від назви речовин, що їх спричинила (сілікоз - пил з вмістом 5іО₂, антрокоз - пил вугілля, азбестоз - пил азбесту тощо). Гігієністи ідентифіку­ють біля 50 речовин, пил яких може сприячиняти пневмоконіози (є фіброген-ним). Ряд видів пилу (каніфолі, борошна, шкіри, бавовни, вовни, хрому і т. д.) можуть викликати алергічні реакції і захворювання легень - бронхіальну астму.

2.4.4. Методи регулювання якості повітряного середовища і зниження негативного впливу забруднюючих речовин на працівників

Методи регулювання параметрів повітряного середовища є невід'ємною частиною загальнодержавного підходу до керування нав­колишнім середовищем відповідно до стандарту ДСТУ І5О 14001-97 (Системи управління навколишнім середовищем. Київ, Держстандарт України).

Методи керування якістю повітряного середовища можуть бути класифіковані за рівнем значимості:

• глобальний - «безвідходні» і передові технології, нові види пали-

ва й енергії, нові типи двигунів, міжнародне квотування викидів різних інгредієнтів, міжнародні угоди в галузі екологічного аудиту й ін.;

• регіональний - організаційно-планувальні (вибір території і роз-

ташування промислових об'єктів); організаційно-економічні (ліцензування діяльності, регіональне квотування викидів, уста­новлення плати за викиди, штрафні санкції, страхування еколо­гічних ризиків, пільги); нормативію-правові (установлення гра­нично допустимих концентрацій забруднюючих речовин у пові­тряному середовищі, установлення гранично допустимих вики­дів на джерелах викидів, нормування технологічних викидів, вимоги по інвентаризації викидів); вибір технологій, палива, застосування ефективних методів очищення й уловлювання заб­руднюючих речовин;

• підприємства - зниження викидів у джерелі утворення (техноло-

гічні методи, вибір устаткування і рівень його обслуговування, автоматизація технологічних процесів, придушення шкідливих речовин у зоні утворення, герметизація устаткування, уловлю­вання забрудненого повітря й ефективне очищення його, венти­ляція, контроль якості повітряного середовища, відбір персона­лу і контроль стану його здоров'я);

• на робочому місці - герметизація (локалізація) робочого місця і
створення в ній нормальних параметрів повітряного середови­
ща, застосування засобів індивідуального захисту, організаційні
методи роботи.

Успіх функціонування системи керування параметрами повітряно­го середовища, що діє на людину, залежить від ефективності всіх її іє­рархічних і функціональних рівнів. Однак, для сучасного підприєм­ства найбільш розповсюдженим інженерним методом впливу на атмо-

сферу є організація повітрообміну (вентиляція) у приміщеннях, а також локалізація джерел викидів з наступним видаленням забрудне­ного повітря і його очищенням (аспірація).

2.4.5. Вентиляція

Вентиляцією називають організований і регульований повітрообмін, що забезпечує видалення з приміщення забрудненого повітря і подачу на його місце свіжого. Задачею вентиляції є забезпечення чистоти пові­тря і заданих метеорологічних умов у виробничих приміщеннях. За способом переміщення повітря розрізняють системи природної, меха­нічної і змішаної вентиляції. Головним параметром вентиляції є повітрообмін, тобто обсяг повітря, що видаляється (Ь_в) або надходить у приміщення (Ь_п).

Для ефективної роботи вентиляції необхідно дотримувати ряду вимог:

Обсяг припливу повітря Ь_п у приміщення повинний відповідати обсягу
витяжки Ь_в. Різниця між цими обсягами не повинна перевищувати 10-15%.
Можлива організація повітрообміну, коли обсяг припливного повітря більше
обсягу повітря, що видаляється. При цьому в приміщенні створюється над­
лишковий тиск у порівнянні з атмосферним, що виключає інфільтрацію заб­
руднюючих речовин у дане приміщення. Така організація вентиляції здій­
снюється у виробництвах, що пред'являють підвищені вимоги до чистоти
повітряного середовища (наприклад, виробництво електронного устаткуван­
ня). Для виключення витоків із приміщень з підвищеним рівнем забруднен­
ня обсяг повітря, що видаляється з них, повинен перевищувати обсяг повітря,
що надходить. У такому приміщенні створюється незначне зниження тиску в
порівнянні з тиском у зовнішньому середовищі.

При організації повітрообміну необхідно свіже повітря подавати в ті
частини приміщення, де концентрація шкідливих речовин мінімальна, а вида­
ляти повітря необхідно з найбільш забруднених зон. Якщо щільність шкідли­
вих газів нижче щільності повітря, то видалення забрудненого повітря вико­
нується з верхньої частини приміщення, при видаленні шкідливих речовин із
щільністю більшою - з нижньої зони.

Система вентиляції не повинна створювати додаткових шкідливих і
небезпечних факторів (переохолодження, перегрів, шум, вібрацію, пожежо-
вибухонебезпечність).

Система вентиляції повинна бути надійної в експлуатації і економіч­
ною.

Визначення необхідного повітрообміну при загальнообмінній вентиляції. Відповідно до санітарних норм усі виробничі і допоміжні приміщення повин­ні вентилюватися. Необхідний повітрообмін (кількість повітря, що подається

чи видаляється з приміщення) в одиницю часу (Ь, м³/год) може бути визна­чений різними методами в залежності від конкретних умов.

1. При нормальному мікрокліматі і відсутності шкідливих речовин пові­
трообмін може бути визначений по формулі:

Ь-п-ІЛ (2.2)

де п - число працюючих;

М - витрата повітря на одного працюючого, прийнята у залежності від об'єму приміщення, що приходиться на одного працюючого V, м³ (прп V < 20 м³ \1 = ЗО м³/год; при V = 20...40 м³ \1 = 20 м³Дод; при V^і > 40 м³ і при наявності природної вентиляції повітрообмін не розраховують); при відсут­ності природної вентиляції (герметичні кабіни) Ц = 60 м³/год).

2. При виділенні шкідливих речовин з приміщення необхідний повітрооб­
мін визначається, виходячи з їхнього розведення до допустимих концентра­
цій. Розрахунок повітрообміну проводиться виходячи з балансу утворюваних
у приміщення шкідливі речовини і речовин, що видаляються з нього, по фор­
мулі:

Ь - С_шр/(С_ІШД - С_пр), (2.3)

де С_ш - маса шкідливих речовин, що виділяються у приміщенні за одиницю часу, мг/год;

О ■ і С - концентрація шкідливих речовин, у повітрі що видаляються, і у припливному повітрі (С,_шд < С_глк, С_пр < 0,ЗС_ІЛК).

3. При боротьбі з надлишковим теплом повітрообмін визначається з умов
асиміляції тепла і обсяг припливного повітря визначається по формулі:

де 0_Ііа._І - надлишкові тепловиділення, ккал/год, (О,_іад - 0<._ум - Сі_шіл> Д^е 0с_ум -сумарне надходження тепла, О_пид - кількість тепла, що видаляється за раху­нок тепловтрат);

р - густина припливного повітря, кг/м³;

с_п - теплоємність повітря, ккалДкг • град), (теплоємність сухого повітря 0,24 ккалДкг ■ град); С і І - температура повітря, що видаляється, і припливного повітря, °С.

4. Для орієнтованого визначення повітрообміну (Ц м³/год) застосовується розрахунок по кратності повітрообміну. Кратність повітрообміну (К) показує, скількох разів за годину міняється повітря у всьому об'ємі приміщення (V, м³):

Ь = К • V, (2.5)

де К - коефіцієнт кратності повітрообміну (К = 1...10).

2.4.6. Природна вентиляція

Система вентиляції, переміщення повітря при якій здійснюється завдяки виникаючій різниці тисків усередині і зовні приміщення, називається природною вентиляцією. Різниця тисків обумовлена різ­ницею щільності зовнішнього і внутрішнього повітря (гравітаційний тиск чи тепловий напір ДР_Т) і вітровим напором (ЛР„), що діє на будо­ву. Розрахунок теплового напору можна провести по формулі:

АР_Т " §Ь(р₃ - р_и), (Па), (2.6)

де § - прискорення вільного падіння, м/с²;

Ь - вертикальна відстань між центрами припливного і витяжного

отворів, м;

р., і р_и - густина зовнішнього і внутрішнього повітря, кг/м³.

При дії вітру на поверхнях будинку з навітряної сторони утворить­ся надлишковий тиск, на підвітряній стороні - розрядження. Вітро­вий напір може бути розрахований за формулою:

начають при температурі зовнішнього повітря +5°С, вважаючи, що весь тиск падає в тракті витяжного каналу, при цьому опір входу пові­тря в будинок не враховується. При розрахунку мережі повітроводів насамперед роблять орієнтований підбор їх площ, виходячи з допу­стимих швидкостей руху повітря в каналах верхнього поверху 0,5-0,8 м/с, у каналах нижнього поверху і збірних каналів верхньою поверху 1,0 м/с і у витяжній шахті 1-1,5 м/с.

Для збільшення тиску в системах природної вентиляції на устя витяжної шахти встановлюють насадки-дефлектори, які розташову­ють у зоні ефективної дії вітру (рис. 2.7).

^АР„

(2.7)

де к_п - коефіцієнт аеродинамічного опору будинку (визначається емпірич­ним шляхом); г>_в - швидкість вітрового потоку, м/с.

Неорганізована природна вентиляція - інфільтрація (природне провітрювання) - здійснюється зміною повітря в приміщеннях через нещільності в елементах будівельних конструкцій завдяки різниці тиску зовні й усередині приміщення. Такий повітрообмін залежить від ряду випадкових факторів (сили і напрямку вітру, різниці температур зовнішнього і внутрішнього повітря, площі, через яку відбувається інфільтрація). Для житлових будинків інфільтрація досягає 0,5-0,75, а в промислових будинках 1-1,5 обсягу приміщень у годину.

Для постійного повітрообміну необхідна організована вентиляція. Організована природна вентиляція може бути витяжна без організо­ваного припливу повітря (канальна) і припливна - витяжна з органі­зованим припливом повітря (канальна і безканальна аерація). Канальна природна витяжна вентиляція без організованого припливу повітря широко застосовується в житлових і адміністративних будин­ках. Розрахунковий гравітаційний тиск таких систем вентиляції виз-

Рис. 2.7. Дефлектор

Посилення тяги відбувається завдяки розрідженню, яке виникає при обтіканні дефлектора потоком повітря, що набігає. Орієнтовно продуктивність дефлектора може бути розрахована по формулі:

Ц =1131,73- В² у_ц,(м³/ч), (2.8)

де Б - діаметр підвідного патрубка, (м); у_в - швидкість вітру, (м/с).

Аерацією називається організована природна загальнообмінна вентиляція приміщень в результаті надходження і видалення повітря через фрамуги вікон, що відкриваються, і ліхтарів (рис. 2.8).

Повітрообмін регулюють різним ступенем відкривання фрамуг (у залежності від температури зовнішнього повітря чи швидкості і на­прямку вітру). Цей спосіб вентиляції знайшов застосування в проми­слових будинках, що характеризуються технологічними процесами з великими тепловідділеннями (прокатні, ливарні, ковальські цехи).

Рис. 2.8. Аерація приміщень

Надходження зовнішньо­го повітря в приміщення в холодний період року ор­ганізують так, щоб холод­не повітря не попадало в робочу зону. Для цього зовнішнє повітря подають у приміщення через прорі­зи, розташовані не нижче 4,5 м від підлоги, у теплий період року приплив зовнішнього повітря орієнтують через нижній ярус віконних прорізів (1,5-2 м).

Основним достоїнством аерації є можливість здійснювати великі повітрообміни без витрат механічної енергії. До недоліку аерації слід віднести те, що в теплий період року її ефективність може істотно зни­жуватись через зниження перепаду температур зовнішнього і вну­трішнього повітря. Крім того, повітря, що надходить у приміщення, не очищається і не охолоджується, а повітря, що видаляється, забруднює повітряну атмосферу.

2.4.7. Механічна вентиляція

Вентиляція, за допомогою якої повітря подається в приміщення чи видаляється з них з використанням механічних побудників руху пові­тря, називається мехтіічною вентиляцією.

Якщо система механічної вентиляції призначена для подачі повітря, то вона називається припливною (рис. 2.9, а), якщо ж вона призначена для видалення повітря - витяжною (рис. 2.9, б). Можлива організація повітрообміну з одночасною подачею і видаленням повітря - приплив­но-витяжна вентиляція (рис. 2.9, в). В окремих випадках для скорочен­ня експлуатаційних витрат на нагрівання повітря застосовують систе­ми вентиляції з частковою рециркуляцією (до свіжого повітря підмішу­ється повітря, вилучене із приміщення).

По місцю дії вентиляція буває загальнообмінною і місцевою. При загальнообмішіій вентиляції необхідні параметри повітря підтриму­ються у всьому об'ємі приміщення. Таку систему доцільно застосову­вати, коли шкідливі речовини виділяються рівномірно по всьому при­міщенню. Якщо робочі місця мають фіксоване розташування, то з еко­номічних міркувань можна організувати оздоровлення повітряного середовища тільки в місцях перебування людей (наприклад, душиро-

Т~УТ~1 >< > ' V V ї *и о о о &йГо) 2 ^} 1

/V і\ /V П и^у~>~'

Рис. 2.9. Схеми механічної вентиляції:

а — припливна; б — витяжна; в - припливно-витяжна;

1 - повітрозабірний пристрій; 2 - мовітропаіріпач та зволожувач;

З — вентилятор; 4 — магістральні повітроводи;

— насадки для регулювання припливу та забору повітря;

- очищувач; 7 - шахта для викиду забрудненого повітря.

вання робочих місць у гарячих цехах). Витрати на повітрообмін знач­но скорочуються, якщо уловлювати шкідливі речовини в місцях їх виділення, не допускаючи поширення по приміщенню. З цієї метою поруч із зоною утворення шкідливості встановлюють пристрої забору повітря (витяжки, панелі, що всмоктують, всмоктувачі). Така венти­ляція називається місцевою (рис. 2.10).

У виробничих приміщеннях, у яких можливо раптове надходжен­ня великої кількості шкідливих речовин, передбачається влаштуван­ня аварійної вентиляції.

Рис. 2.10. Похилий боковий (панельний) відсмоктувач над зварювальним столом:

а - одностороннього всмоктування; б - двостороннього всмоктування.

У системах механічної вентиляції рух повітря здійснюється в основному вентиляторами - повітродувними машинами (осьового чи відцентрового типу) і, в деяких випадках, ежекторами. Осьовий венти­лятор являє собою розташоване в циліндричному кожусі лопаткове колесо, ири обертанні якого повітря, що надходить у вентилятор, під дією лопаток переміщається в осьовому напрямку. До переваг осьових вентиляторів відноситься простота конструкції, велика продуктив­ність, можливість економічного регулювання продуктивності, можли­вість реверсування потоку повітря. До їхніх недоліків відноситься мала величина тиску (30-300 Па) і підвищений шум. Відцентровий вентилятор складається зі спірального корпуса з розміщеним усере­дині лопатковим колесом, при обертанні якого повітря, що припливає через вхідний отвір, попадає в канали між лопатками колеса і під дією відцентрової сили переміщається по цих каналах, збирається корпу­сом і викидається через випускний отвір. Тиск вентиляторів такого типу може досягати більш 10000 Па. У залежності від складу перемі­щуваного повітря вентилятори можуть виготовлятися з різних мате­ріалів і різної конструкції (звичайного, пилового, антикорозійного, вибухобезпечного виконання). При підборі вентиляторів потрібно знати необхідну продуктивність, створюваний тиск і, в окремих випадках, конструктивне виконання. Повний тиск, що розвиває вен­тилятор, витрачається на подолання опорів на всмоктувальному і наг­нітальному повітроводі при переміщенні повітря.

Установка вентиляційної системи (припливна, витяжна, приплив­но-витяжна; мал. 2.4.1) складається з повітрозабірних і пристроїв для викиду повітря (розташованих зовні будинку), пристроїв для очи­щення повітря від пилу і газів, калориферів для підігріву повітря в холодний період, повітроводів, вентилятора, пристроїв подачі і вида­лення повітря в приміщенні, дроселів і засувок. Розрахунок вентиля­ційної мережі полягає у визначенні втрат тиску при рухові повітря, що складаються з втрат на тертя повітря (Р_тр) (за рахунок шорсткості повітроводу) і в місцевих опорах (Р_мо) (повороти, зміни площ, перети­ни, фільтри, калорифери й ін.). Повні втрати тиску Р_г(Па) визначають підсумовуванням втрат тиску на окремих розрахункових ділянках:

^рі = % ^{+ р}мо - (? і • х/а+? У ■ р • г„ 7₂. (2.9)

де 1 - довжина ділянки повітровода, характеризується сталістю витрати і

швидкості повітря, м;

к - коефіцієнт опору тертя (орієнтовно X = 0,02);

Е, - коефіцієнт місцевого опору (довідкові дані в залежності від фасонних

змін повітроводів і устаткування, х = 0...1000);

р - густина повітря, кг/м³;

у_п - швидкість повітря, м/с;

п - число ділянок магістралі;

т - число елементів місцевих опорів.

Порядок розрахунку вентиляційної мережі такий:

Вибирають конфігурацію мережі в залежності від розміщення приміщень,
установок, робочих місць, що повинна обслуговувати вентиляційна система.

Знаючи необхідну витрату повітря на окремих ділянках повітроводів, виз­
начають площі їхніх поперечних перерізів, виходячи з допустимих швидкостей
руху повітря (у звичайних вентиляційних системах швидкість приймають 6-
12 м/с, а в аспіраційних установках для запобігання засмічення - 10-25 м/с).

За формулою (2.9) розраховують опір мережі, причому за розрахункову
звичайно приймають найбільш протяжну магістраль.

По каталогах вибирають вентилятор і електродвигун.

Якщо опір мережі виявилося занадто великим, розміри повітроводів збільшують і роблять перерахунок мережі.

На підставі даних про необхідну продуктивність і тиск, роблять вибір вен­тилятора за його аеродинамічною характеристикою, що графічно виражає зв'язок між тиском, продуктивністю і к. к. д. при визначених швидкостях обертання (Р-Ь характеристика). При виборі вентилятора враховують, що його продуктивність пропорційна швидкості обертання робочого колеса, пов­ний тиск - квадрату швидкості обертання, а споживана потужність - кубу швидкості обертання. Установочна потужність електродвигуна (ЇМ, кВт) для вентилятора розраховується за формулою:

М = к-ЬР/(1000л_уЛ„)> (2-Ю)

де к - коефіцієнт запасу (1,05 - 1,15);

Ь - продуктивність вентилятора, м³/год;

Р - повний тиск вентилятора, Па;

л - к. к. д. вентилятора;

Л_м - к. к. д. передачі від вентилятора до двигуна (для клиновидних пасів л,, =

0,9 - 0,95, для плоских пасів 0,85-0,9).

Дата добавления: 2014-11-20