Основные понятия. Цель работы: Исследование содержания вредных газов и паров в воздухе рабочей зоны

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДУХА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

Лабораторная работа 2

НА СОДЕРЖАНИЕ ГАЗОВ И ПАРОВ

Цель работы: Исследование содержания вредных газов и паров в воздухе рабочей зоны.

При определенных видах профессиональной деятельности на работающих могут воздействовать вредные вещества, поступающие в воздух рабочей зоны из основных и вспомогательных технологических процессов. Вредными являются те вещества, которые при контакте с человеком могут вызвать профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья.

Отравления в производственных условиях могут быть острыми и хроническими.

Острые отравления возникают при наличии высоких концентраций вредных веществ (как правило, в аварийных ситуациях).

Хронические отравления развиваются медленно в результате накопления (материальная кумуляция) в организме токсичных веществ или суммирования функциональных изменений (функциональная кумуляция), например: ртуть, свинец, мышьяк и т.д.

Изолированное действие вредных веществ в промышленности встречается редко, обычно работающие подвергаются одновременному воздействию нескольких веществ, т.е. имеет место комбинированное действие. Принято различать несколько видов комбинированного действия.

1. Компоненты смеси действуют на одни и те же системы в организме, например, наркотическое действие смеси углеводородов. В этом случае суммарный эффект смеси равен сумме эффектов действующих компонентов и отвечает уравнению:

т.е. сумма отношений фактических концентраций в воздухе С₁, С₂, С_n и их ПДК не должна превышать 1.

2. Независимое действие – компоненты смеси действуют на разные системы организма и их токсический эффект не зависит один от другого. В этом случае их ПДК остаются такими же, как при изолированном действии, например, пары бензола и раздражающие газы.

Токсичность многих органических веществ зависит от их химической структуры. В частности, у низкомолекулярных предельных углеводородов токсичность увеличивается с повышением молекулярной массы, так, бутан токсичнее пропана, пропан-этана. С увеличением кратности связей увеличивается токсичность: ацетилен токсичнее этилена, а этилен-этана. Соединения с разветвленной боковой цепью действуют слабее, чем вещества нормального строения, например, изобутан менее токсичен, чем бутан.

Токсичность веществ может увеличиваться за счет взаимодействия друг с другом, например, смесь сероводорода и углеводородов усиливает свое действие. Есть яды, которые нейтрализуют друг друга, например, металлы нейтрализуют мышьяковистые соединения, давая прочные комплексы, которые легко выводятся с мочой.

Токсичность веществ может усиливаться за счет превращений непосредственно в организме, например, отравляющее действие этиленгликоля, поступающего в организм, объясняется его окислением в щавелевую кислоту, которая более токсична.

Оксид углерода, попадая в организм, вступает в реакцию с гемоглобином крови, который передает кислород, образуя метгемоглобин (он снижает доставку кислорода). Высокая токсичность метанола объясняется его окислением в формальдегид и муравьиную кислоту.

Выведение токсичных веществ из организма происходит через легкие, кожу, кишечник, почки, а также с желчью и слюной.

Наличие токсичных газов и паров в воздушной среде может привести к тяжелым профессиональным заболеваниям, хроническим и острым отравлением работающих. Промышленные яды по характеру воздействия на организм человека делятся на 6 групп (табл. 1).

Таблица 1

Классификация промышленных ядов по характеру воздействия

на организм человека

Группы вредных веществ	Характер действия на человека	Наименование газов и паров
Общетоксические	Отравляют органы дыхания, пищеварения	Бензин, растворители, краски, ртуть, органические соединения, тетраэтил, свинец, хлор и др.
Раздражающие	Вызывают воспалительную реакцию биологических тканей	Аммиак, оксиды серы, азота, сероводород
Сенсибилизирующие	Вызывают повышенную чувствительность к веществу и приводят к кожным заболеваниям, астматическим явлениям и заболеваниям крови	Соединения ртути, альдегиды, платина и др.
Канцерогенные	Приводят к развитию злокачественных опухолей	Полиароматические, углево­дороды, нитрозоамины, азо-и диазосоединения
Мутагенные	Влияют на генетический аппарат живых организмов, приводят к быстрому старению организма, снижению сопротивляемости, рождению больных детей с дефектами различных органов	Этиленамид, формальдегид и др.
Репродуктивные	Влияют на функцию воспроизведения потомства	Бензин, двуокись марганца, никотин, соединения ртути и др.

Опасные газы обладают способностью воспламеняться, что может привести к возникновению пожаров и взрывов.

Для оценки взрывоопасности смесей данного газа с воздухом необходимо сравнить значения концентрации газа (в объёмных процентах) с верхним и нижним пределом воспламенения.

Нижним концентрационным пределом воспламенения (НП) называется наименьшая концентрация паров или газов в воздухе, при которой возможен взрыв (воспламенение) смеси.

Верхним концентрационным пределом воспламенения (ВП) называется наибольшая концентрация паров или газов в воздухе, при которой возможен взрыв (воспламенение) смеси.

Основной характеристикой вредных примесей в воздухе является концентрация – масса (мг) вредного вещества в единице объема (м³) воздуха при нормальных условиях. Действующие нормативные документы устанавливают предельно допустимую максимально разовую и среднесуточную концентрацию вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

По степени воздействия на организм человека вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности:

I – вещества чрезвычайно опасные;

II – вещества высокоопасные;

III – вещества умеренно опасные;

IV – вещества малоопасные.

Вредные вещества могут проникать в организм человека через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, а также кожные покровы и слизистые оболочки.

Класс опасности вредных веществ устанавливается в зависимости от ПДК и показателей, указанных в табл. 2.

Таблица 2

Классы опасности вредных веществ

Предельно допустимые концентрации	Ед. измерения	Норма для класса опасности
ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны	мг/м^3	<0,1	0,1-10,0	1,1-10,0	>10,0
Средняя смертельная доза при введении в желудок	мг/кг	<15	15-150	151-5000	>5000
Средняя смертельная доза при нанесении на кожу	мг/кг	<100	100-150	501-2500	>2500
Средняя смертельная концентрация в воздухе	мг/м^3	>500	500-5000	50001-50000	>50000
Коэффициент возможного ингаляционного отравления		>300	300-30	29,0-3,0	<3
Зона острого действия		<6	6,0-18,0	18,1-54,0	>54,0
Зона хронического действия		>10	10,0-5,0	4,9-2,5	<2,5

ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны – концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных) работе в течение 8 часов или другой продолжительности, но не более 41 час в неделю, в течение всего рабочего стажа не может вызвать профессионального заболевания либо других отклонений здоровья, которые можно обнаружить современными методами исследования.

Средняя смертельная доза при введении в желудок ДL_50ж, мг/кг – доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном введении в желудок.

Средняя смертельная доза при нанесении на кожу ДL_50к, мг/кг – доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при нанесении на кожу.

Средняя смертельная концентрация в воздухе CL₅₀, мг/м³ – концентрация вещества, вызывающая гибель 50% животных при 2-х – 4-х часовом ингаляционном воздействии.

Коэффициент возможного ингаляционного отравления – КВИО – отношение максимально достижимой концентрации вещества в воздухе при 20 °С к CL₅₀.

Зона острого действия – отношение CL₅₀ к ПК_ост (пороговая концентрация острого действия, установленная на лабораторных животных при однократном ингаляционном воздействии, мг/л).

Зона хронического действия – отношение ПК_ост к ПК_хр (пороговая концентрация хронического действия, установленная на лабораторных животных при ингаляционном воздействии по 4 часа пять раз в неделю на протяжении 4 месяцев, мг/л).

Установление ПДК каждого отдельного вещества требует продолжительных экспериментальных исследований, тогда как новые химические соединения и их комбинации получают, синтезируют и внедряют в производство значительно быстрее. Для устранения этого разрыва во времени используют расчетные методы определения ПДК, которые позволяют прогнозировать токсическое действие химических соединений, исходя из их физико-химических характеристик и результатов простейших токсикологических исследований. Для многих веществ, загрязняющих воздух, ориентировочно рассчитанные ПДК, близки к нормативным, определенным экспериментально.

Для расчета ПДК вредных веществ в воздухе производственных помещений рекомендованы формулы, выведенные с использованием показателей их токсичности и некоторых физико-химических констант этих веществ.

Для обеспечения охраны воздушной среды установлена еще одна нормативная величина, характеризующая объем вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу отдельными источниками загрязнения – предельно допустимый выброс (ПДВ). Предельно допустимый выброс – это объем (количество) загрязняющего вещества, выбрасываемого отдельным источником за единицу времени, превышение которого ведет к превышению ПДК в среде, окружающей источник загрязнения, и, как следствие, к неблагоприятным последствиям в окружающей среде и риску для здоровья людей.

ПДВ рассчитывают по методам, разработанным Госкомгидрометом и стандартизованным ГОСТ 17.2.3.03-78. При его установлении для каждого предприятия принимается во внимание перспектива развития промышленного производства в этом районе, расположение уже действующих предприятий и жилой застройки, географические и климатические условия местности, расположение санитарно-защитных и рекреационных зон.

Если в воздухе города концентрации вредных веществ превышают ПДК, а их выбросы по причинам объективного характера не могут быть в данный момент снижены до уровня ПДВ, в городе может быть введено поэтапное снижение выбросов вредных веществ действующими предприятиями до значений, обеспечивающих ПДК вредных веществ, или до полного прекращения выбросов. На каждом этапе до обеспечения величин ПДВ устанавливают так называемые временно согласованные выбросы (ВСВ) по аналогии с предприятиями, близкими по мощности и типу производства, с наиболее прогрессивной технологией.

За состоянием воздуха в стране наблюдает общегосударственная служба. В 1979 г. измерение содержание вредных примесей в атмосфере осуществлялось более чем в 350 городах, в 1983 г. – в 450, в 2000 г. – в 490. Качество воздуха регламентируется санитарными нормами, которые содержат ПДКм.р. и ПДКс.с.

Наряду с ПДК для контроля за промышленными выбросами пользуются рядом дополнительных характеристик, в том числе ДОК (допустимое достаточное количество), ОБУВ (ориентировочный безопасный уровень воздействия), ОДК (ориентировочная допустимая концентрация). Гигиенические нормативы приведены в ГН 2.2.5.1314-03 "Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны", которые включают 52766 веществ, и в ГН 2.2.5.1313-03 "Предельно допустимые концентрации в воздухе рабочей зоны", которые включают 2400 веществ.

В табл. 3 представлены ПДК некоторых веществ в воздухе рабочей зоны (извлечение из норм).

Таблица 3

Дата добавления: 2015-08-31