Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ

На машиностроительных предприятиях в цехах горячей и холодной обработки металлов в воздух производственных помещений выделяется много пыли, токсических и раздражающих газов.

В литейных цехах пыль образуется при процессах приготовления формовочной и стержневой массы, очистке и обрубке литья и т. д. Токсические вещества выделяются при плавке и заливке металла, сушке ковшей, изготовлении стержней и при других процессах.

В кузнечных цехах пыль в виде сажи выделяется при неудовлетворительном отводе продуктов горения. Вредными веществами являются окись углерода и сернистый газ.

В термических цехах для улучшения поверхностного слоя металла используются химические процессы: цементация, азотирование, цианирование и др. Процесс цементации протекает в порошкообразной среде — смеси древесного угля с содой, либо в ваннах с цианидом натрия и калия, либо в потоке аммиака в печах. При этом могут выделяться как пыль, так и вредные газы.

В механических цехах процессы обточки, шлифовки, полировки сопровождаются пылевыделением, интенсивность которого зависит от вида обрабатываемого металла, используемого абразивного или другого инструмента, сухого или влажного метода обработки, наличия и конструкции пылеотсасывающих устройств. При обработке металлов используются токарные, фрезерные, сверлильные, точильные, шлифовальные, полировальные и другие станки, при работе которых применяются смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ). Они применяются в больших количествах и весьма разнообразны по составу. В результате механического разбрызгивания и испарения СОЖ, так как температура режущего инструмента, орошаемого СОЖ, может достигать нескольких сот градусов, ее компоненты поступают в воздух в виде масляных и иных аэрозолей, а также сложных парогазовых смесей. Вдыхание их может быть причиной раздражающего влияния на органы дыхания, легочную ткань, а также неблагоприятного воздействия на другие системы организма.

В механосборочных цехах широко выполняются сварочные процессы, а также гальванические и малярные операции. При сварке обычно образуется сварочная аэрозоль сложного состава. Процесс гальванического покрытия осуществляется в ваннах, заполненных кислым (сульфаты никеля, цинка, меди) или щелочным (цианиды меди, цинка, кадмия, алюминия) электролитом. Процесс сопровождается выделением пузырьков газов — водорода, кислорода и др., уносящих в воздух производственных помещений пары и мелкие капельки электролита. Предварительно, перед гальваническим покрытием, изделия очищают от жирных загрязнений, оксидов промывкой в растворителях или травлением в разбавленных растворах кислот. Малярным работам предшествуют механическая очистка изделия щетками, наждачной бумагой и другими средствами, обезжиривание в растворителях и растворах щелочей. Лаки и краски наносят пульверизацией (распылением в воздушной струе), в электростатическом поле и др. При сварке, подготовительных операциях и малярных работах в воздух выделяются токсичные пары и аэрозоли.

На машиностроительных заводах широко применяют пластмассы. Пластмассы, содержащие нитроакриловую кислоту, фенол, дифенил и другие вредные вещества, при механической обработке резанием, сверлением, штамповкой и другими способами выделяют ядовитые пары, газы и пыль.

Вредные вещества (пары, газы, пыль), находящиеся в воздухе производственных помещений, через дыхательные пути, пищевой тракт могут попасть в организм человека и при определенных условиях вызвать острые или хронические отравления.

Под вредным веществом понимается вещество, которое при контакте с организмом человека вызывает производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны классифицируется как опасный и вредный производственный фактор. Под опасным и вредным производственным фактором понимается производственный фактор, воздействие которого на работающего приводит к травме или заболеванию.

Одним из вредных веществ, часто находящимся в воздухе машиностроительных цехов, является пыль, представляющая собой мельчайшие частицы твердого вещества. Пыль, способная некоторое время находиться в воздухе во взвешенном состоянии, называется аэрозолью,в отличие от осевшей пыли, называемой аэрогелью. Пыль оказывает вредное действие главным образом на дыхательные пути и легкие. При длительном воздействии пыли на человека возможны серьезные поражения всего организма. Пыль, проникая глубоко в легкие, может привести к развитию в них заболевания — пневмокониоза, сущность которого заключается в развитии фиброза, т. е. замещении легочной ткани соединительной тканью. В результате возникает повышенная опасность заболевания воспалением легких. При работе, связанной с вдыханием кварцсодержащей пыли, возможно заболевание наиболее тяжелым видом пневмокониоза — силикозом. Это заболевание может вызвать изменения в различных органах и системах организма человека.

Пыль в зависимости от ее состава и вида может оказывать также неблагоприятное воздействие на кожу и глаза. Пыль обычно классифицируют по токсичности и дисперсности.

К ядовитой, или токсичной, пыли относятся свинцовая, марганцевая, хромовая и др. Эта пыль, попадая в организм или оседая на коже, может вызвать острое или хроническое отравление. Растворяясь в слюне или на слизистых оболочках дыхательных путей, она превращается в жидкий яд.

Вредное действие пыли усугубляется при увеличении ее концентрации. Концентрация пыли в воздухе определяется ее массовым содержанием в мг/м³, или числом частиц пыли, находящихся в 1 см³.

По дисперсности (степени измельченности) различают пыль:

а) крупнодисперсную — с частицами размером более 10 мкм, оседающими в неподвижном воздухе с возрастающей быстротой (в этом случае сила тяжести частицы превышает силу трения ее в окружающей среде);

б) среднедисперсную — с частицами размером от 10 до 5 мкм, медленно оседающими в неподвижном воздухе;

в) мелкодисперсную и дым — с частицами размером менее 5 мкм, почти не оседающими и быстрорассеивающимися в окружающей среде.

Мелкодисперсная пыль представляет для организма наибольшую опасность, поскольку она не задерживается в верхних дыхательных путях и, проникая в легкие, оседает в них. Крупные и средние частицы пыли в легкие попадают крайне редко — они задерживаются в верхних дыхательных путях.

Частицы пыли (рис. 3, а—е), имеющие многогранную форму с острыми иглообразными и крючкообразными выступами, оседая в верхних дыхательных путях, вызывают воспаление тканевых клеток. Воспаленные тканевые клетки дыхательных органов создают благоприятные условия для проникновения в организм возбудителей различных инфекционных болезней.

Рис. 3. Формы пылинок различных материалов

а — железо; б — чугун; в — перламутр; г — стекло; д — пробка; е — бумага

Запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны производственных помещений в пределах допустимых концентраций не оказывают неблагоприятного влияния на организм и самочувствие человека ни прямым, ни косвенным путем даже при длительном воз Классификация вредных веществ. Требования безопасности ГОСТ 12.1.007-76.

Классификация вредных веществ и общие требования безопасности введены ГОСТ 12.1.007—76. Стандарт распространяется на вредные вещества, содержащиеся в сырье, продуктах, полупродуктах, отходах производства и устанавливает общие требования при их производстве, применении и хранении.

В соответствии с ГОСТ 12.1.007—76 по степени воздействия на организм вредные вещества подразделяют на четыре класса опасности: 1-й — вещества чрезвычайно опасные; 2-й — вещества высокоопасные; 3-й — вещества умеренно опасные; 4-й — вещества малоопасные.

Класс опасности вредных веществ установлен в зависимости от норм и показателей (табл. 1).

Таблица 1

Контроль за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны должен устанавливаться:

непрерывный — для веществ 1-го класса опасности;

периодический — для веществ 2, 3 и 4-го классов опасности.

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК), указанных в таблицах ГОСТ 12.1.005—76.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны — это концентрации, которые при ежедневной 8-часовой (кроме выходных дней) работе или при другой продолжительности (но не более 41 ч в неделю) в течение всего рабочего стажа не вызывают заболеваний или отклонений в состоянии здоровья.

Стандарт устанавливает ПДК для более чем 700 видов вредных веществ. Вредные вещества, наиболее часто встречающиеся в практике работы машиностроительных заводов, приведены в табл. 2.

Таблица 2 Предельно допустимые концентрации ПДК вредных веществ встречающиеся в практике работы машиностроительных заводов.

Вещества	ПДК, мг/м^3	Класс опасности
Акролеин	0,2
Ацетон
Бензин-растворитель (в пересчете на C)
Бензин топливный (в пересчете на C)
Бензол
Медь
Ртуть металлическая	0,01
Свинец и его неорганические соединения	0,01
Сода кальцинированная
Кислота серная
Кислота соляная
Спирт метиловый
Сурьма металлическая (в виде пыли)	0,5
Углерода окись
Хлор
Щелочи едкие — растворы (в пересчете на NaOH)	0,5
Пыли с содержанием двуокиси кремния более 70%
Пыли с содержанием двуокиси кремния менее 2%

При длительности работы в атмосфере, содержащей окись углерода, не более 1 ч ПДК окиси углерода может быть повышена до 50 мг/м³, при длительности работы не более 30 мин — до 100 мг/м³, при длительности работы не более 15 мин — до 200 мг/м³. Повторные работы в условиях повышенного содержания окиси углерода в воздухе рабочей зоны могут производиться с перерывом не менее 2 ч.

При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия суммы отношений фактических концентраций каждого из них (С₁, С₂,..., С_n) в воздухе помещений к их ПДК (ПДК₁, ПДК₂,..., ПДК_n) не должны превышать единицы:

С₁/ПДК₁ + С₂/ПДК₂ +... + С_n/ПДК_n <= 1.

При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких видов вредных веществ, не обладающих однонаправленным действием, ПДК остаются такими же, как и при изолированном действии.

ПДК распространяются на воздух рабочей зоны всех рабочих мест независимо от их расположения — в производственных помещениях, на открытых площадках, транспортных средствах и т. д.

Мероприятия по обеспечению безопасности труда при контакте с вредными веществами обязательно должны предусматривать применение средств индивидуальной защиты, а также специальную подготовку и инструктаж обслуживающего персонала.

Для населенных пунктов санитарные нормы ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе установлены значительно меньшими по сравнению с ПДК для воздуха рабочей зоны производственных помещений.

Во всех случаях в воздухе, поступающем внутрь зданий и сооружений через приемные отверстия систем вентиляции и через проемы для естественной приточной вентиляции, содержание вредных веществ не должно превышать 30% ПДК, установленных для рабочей зоны производственных помещений.

Удаляемый воздух, содержащий вредные и неприятно пахнущие вещества, перед выбросом в атмосферу подлежит очистке до концентраций, принятых для воздуха, поступающего в помещение. Содержание пыли в удаляемом воздухе допускается в несколько раз больше ПДК ее в воздухе рабочей зоны производственных помещений и при объеме воздуха, выбрасываемого в атмосферу более 15 тыс. м³/ч, может быть определено по выражению С₁ = 100К,

где К определяется в зависимости от ПДК пыли в воздухе рабочей зоны следующим образом:

При объеме выбрасываемого воздуха 15 тыс. м³/ч и менее применяется формула С₂ = (160- 4h)К, где h — объем удаляемого воздуха, тыс. м³/ч.

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ (ПДК) ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ – это максимальная концентрация вредного вещества, которая за определенное время воздействия не влияет на здоровье человека и его потомство, а также на компоненты экосистемы и природное сообщество в целом.

7. Контроль за состоянием воздушной среды на производстве.

Контроль за содержанием вредных веществ в воздухе производственных помещений осуществляют в зависимости от того, к какому классу опасности они относятся.

Установлены два вида контроля: непрерывный - для веществ 1-го класса опасности; периодический для веществ 2-го, 3-го и 4-го классов опасности.

Для определения загазованности воздуха используют колориметрический метод, основанный на быстропротекающих химических реакциях с изменением цвета реагирующих веществ.

Например, определение акролеина основано на взаимодействии его с триптофаном. При этом реакция сопровождается окрашиванием в фиолетовый цвет.

Сернистый ангидрид в присутствии фуксина краснеет.

Аммиак и щелочной раствор реактива Несслера дают реакцию желтого цвета.

Для количественного определения в воздухе вредных газов и паров используют газоанализаторы различных типов. Одним из простейших переносных приборов является универсальный газоанализатор УГ. Газоанализатор состоит из общего для всех определяемых веществ воздухозаборного устройства и индикаторных трубок. При просасывании через индикаторную трубку воздуха с исследуемым газом происходит изменение окраски индикатора. Длина окрашенного столбика в индикаторной трубке пропорциональна концентрации вредного вещества в воздухе рабочей зоны. Для определения окислов азота, сернистого ангидрида, сероводорода, хлора, аммиака используют автоматически регистрирующие газоанализаторы, газоанализаторы инфракрасного поглощения, а также фотоэлектроколориметры.

Постоянный контроль за содержанием в воздухе производственных помещений паров и газов вредных веществ может осуществляться при помощи автоматических газоанализаторов ФГЦ, ФК, ФЛС. В случае превышения предельно допустимых концентраций вредных веществ автоматические газоанализаторы включают сигнализацию. Для аммиачных холодильных установок разработан сигнализатор-индикатор концентрации аммиака в воздухе типа СКА, отключающий электроснабжение установки с одновременным включением аварийной вентиляции.

Содержание в воздухе взрывоопасных газов (метана, пропана, водорода, ацетилена и др.), а также углекислого газа определяют переносным оптическим газоопределителем ШИ (шахтный интерферометр). Для сигнализации содержания паров этилового и метилового спиртов в воздухе используют прибор СВК.

Для анализа воздушной среды применяют также методы, основанные на газовой хроматографии, поляграфической, ультрафиолетовой и инфракрасной спектроскопии.

Для непрерывного контроля довзрывоопасных концентраций многокомпонентных воздушных смесей горючих газов и паров (метана, пропана, бутана и др.) предназначен стационарный сигнализатор «Сигнал-03».

Основным методом оценки запыленности воздуха в производственных помещениях является весовой метод в сочетании с определением дисперсности пыли (размеров частиц).

Этот метод основан на принципе получения привеса фильтра при прохождении через него определенного объема исследуемого воздуха. Фильтры выполняют из гигроскопичной ваты, тонкого стеклянного или минерального волокна. Простейшим прибором для отбора проб воздуха, загрязненного пылью, является аспиратор модели М-822. Он состоит из воздуходувки, создающей разрежение, реометров, предназначенных для измерения количества проходящего воздуха, и регулирующих устройств (рис.).

Рис. Общий вид аспиратора и аллонжа: а - аспиратор; 1 - выходная колодка; 2 - тумблер; 3 - гнездо предохранителя; 4 - предохранительный клапан; 5 - реометр; 6 - ручки вентилей реометров (регулируют скорость отбора проб); 7- клемма для заземления; 8 - штуцера; б - аллонж; 1 - стеклянная трубка; 2 - пробка; 3 - стекловата; 4 - сетка металлическая; 5 - крышка

Кроме весового применяют фотоэлектрический метод, основанный на изменении светового потока, проходящего через слой исследуемого воздуха. Световой поток, падая на пластинку фотоэлемента, возбуждает электрический ток в цепи, который регистрируется гальванометром.

Состояние микроклимата контролируют различными приборами. Для измерения относительной влажности воздуха в рабочей зоне применяют психрометры двух типов: стационарный психрометр Августа и аспирационный психрометр Ассмана (рис.в).

Рис. Приборы для контроля относительной влажности и скорости движения воздуха: а - крыльчатый анемометр; б - чашечный анемометр,- в - аспирационный психрометр

Психрометры состоят из сухого и мокрого термометров. Резервуар мокрого термометра находится во влажной среде. По разности показаний термометров, пользуясь психометрической таблицей, определяют относительную влажность воздуха. Психрометр Августа следует располагать вдали от нагретых поверхностей, иначе влияние лучистого тепла будет искажать показания термометров.

Более совершенным и точным по сравнению с психрометром Августа является аспирационный психрометр Ассмана. Достоинство этого прибора состоит в том, что его термометры размещены в металлических никелированных трубках. Шарики термометров защищены от действия лучистого тепла никелированными гильзами.

В верхней части прибора помещается вентилятор с часовым механизмом. Вентилятор приводят в движение от пружины, которую заводят вручную. Воздух, нагнетаемый вентилятором, проходит через металлические трубки с установленными в них сухим и мокрым термометрами со скоростью, исключающей влияние воздушного потока помещения на показания психрометра. Температура на термометре устанавливается примерно через 3 мин после включения вентилятора. При изменении влажности шарик мокрого термометра, окруженный матерчатым колпачком, периодически смачивают водой. К паспорту прибора приложены психрометрические таблицы.

Для измерения скорости движения воздуха применяют крыльчатые и чашечные анемометры (см. рис. а, б). Крыльчатый анемометр применяют для измерения скорости воздуха в пределах 0,3... 10 мм/с. Он состоит из колеса с алюминиевыми лопастями, укрепленными^-на оси, конец которой снабжен червячной передачей, приводящей во вращение стрелки. Шкалы градуированы в метрах, показывающих путь, пройденный потоком воздуха. Секундомер учитывает время отсчета - от 30 до 60 с.

Чашечный анемометр применяют для измерения скоростей движения воздуха от 1,0 до 30 м/с. Он принимает движение воздуха насаженными на ось металлическими полушариями. При определении скорости предварительно записывают показания прибора до измерения, затем помещают анемометр на то место, где требуется измерить скорость воздуха. Для преодоления инерционного сопротивления анемометру дают в течение 30 с вращаться вхолостую, после чего включают механизм прибора и секундомер. Через 1... 2 мин механизм прибора и секундомер выключают. Разница между показаниями прибора до и после замера, отнесенная к времени, в течение которого проводился замер, представляет цену деления шкалы анемометра, соответствующую измеряемой скорости. Зная цену деления, по прилагаемому к каждому анемометру градуировочному графику определяют скорость движения воздуха.

Измерение интенсивности тепловых излучений осуществляют актинометром ЭТМ-Н.

Принцип его действия основан на термоэлектрическом эффекте. Актинометр состоит из термобатареи в виде окрашенных в белый и черный цвета пластинок (термоэлементов), спаянных между собой. Черные пластины предназначены для поглощения, а белые для отражения теплового излучения. Возникающий в результате разности температур спаев термоэлектрический ток определяют по шкале гальванометра, расположенной с обратной стороны прибора. Градуированная шкала рассчитана на интенсивность излучения до 84 Дж/(м²-с) (1 Вт = 1 Дж/с). При определении излучения стрелку при помощи корректора устанавливают на нуль, прибор поворачивают по направлению источника теплового излучения, удерживая его за ручку, и сдвигают крышку вниз.

Наблюдая за стрелкой прибора, через несколько секунд делают отсчет и закрывают крышку.

На рабочих местах при обслуживании печей СВЧ необходимо не реже одного раза в год производить измерения интенсивности излучения. Измерения следует выполнять при максимально используемой излучаемой мощности.

Для измерения плотности потока энергии в диапазоне СВЧ применяют приборы П3-13, ПЗ-9, которые позволяют производить измерения в пределах 0,02...316м- Вт/см². Плотность потока энергии можно также измерять с помощью приборов МЗ-1, МЗ-2, радар-тестеров ГК4-14, ГК4-ЗА.

Для контроля превышения уровня излучения СВЧ может быть использован индикатор (сигнализатор) СВЧ-колебаний П2-2.

Измеряемой величиной является напряженность магнитного поля. Принцип работы приборов заключается в том, что в антенне приборов электрическое поле создает электродвижущую силу, которая усиливается с помощью транзисторного усилителя, выпрямляется полупроводниковыми диодами и измеряется стрелочным микроамперметром. Антенна представляет собой симметричный диполь, выполненный в виде двух металлических пластин, размещенных одна над другой. Поскольку наведенная в симметричном диполе электродвижущая сила пропорциональна напряженности электрического поля, шкала миллиамперметра отградуирована в киловольтах, деленных на метр. Время пребывания человека в электромагнитном поле при напряженности 5 кВ/м в течение рабочего времени не ограничивается.

Дата добавления: 2014-01-07