Вредные вещества в воздухе рабочей зоны кратко

Обновлено: 04.07.2024

23. Нормирование и контроль вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

Вредное вещество – это вещество, которое при контакте с организмом человека может вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения здоровья.
Вредные вещества в воздухе рабочей зоны нормируются предельно допустимой концентрацией ПДК. Единицы измерения ПДК – млг/м3; млг/л.
ГОСТ 12.1.05.-88 – Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
Вредные вещества подразделяют на 4 класса:
1. Вещества чрезвычайно опасные (ПДК менее 1 млг/м3). Свинец.
2. Вещества высоко опасные. ПДК от 0,1 до 1 млг/м3 (марганец, медь).
3. Вещества умерено опасные. ПДК более 1 до 10 млг/м3 (вольфрам, спирт метиловый).
4. Вещества малоопасные. ПДК более 10 млг/м3.

Mozilla/5.0 (Windows NT 6.2; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/27.0.1500.55 Safari/537.36

Постоянными составными частями воздуха по объему являются: азот — 78 %, кислород — 21 %, инертные газы — 0,94%, углекислый газ — 0,03 %, прочие газы и примеси — 0,03 %. Для нормальной жизнедеятельности человека существенное значение имеет чистый естественный воздух без примеси пыли, вредных аэрозолей, газов и паров.

В воздухе также содержатся в незначительных количествах углекислый газ С 02 и водяные пары Н20 . Углекислота является регулятором функции дыхания и кровообращения, в незначительных количествах она оказывает стимулирующее воздействие на органы дыхания, сосудистую систему и др. При увеличении в воздухе концентрации углекислого газа возникают повышенная утомляемость, головная боль. Кроме углекислоты мы вдыхаем вредные примеси, например оксид углерода, или угарный газ СО. Угарный газ, попадая через легкие в кровь, вытесняет кислород из его соединений с гемоглобином. При этом нарушается поступление кислорода к тканям, что ведет к развитию кислородной недостаточности.

В воздухе непроветриваемых помещений содержатся другие вредные примеси (метан, аммиак, альдегиды), вдыхание которых приводит к неблагоприятным последствиям. Вдыхание ядовитых веществ приводит к отравлению организма. Длительное вдыхание вредной пыли может вызвать заболевание легких — пневмокониоз.

В целях устранения негативного влияния вредных веществ наорганизм человека установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны производственных помещений.

Предельно допустимой называется такая концентрация, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного и неприятного действия, не снижает его работоспособности, не влияет на его самочувствие или настроение.

По степени воздействия на организм человека все вредные вещества подразделяются на четыре класса.

В тепловом хозяйстве промышленных предприятий содержится большое количество горючих газов, жидкого и твердого топлива, горючих жидкостей и твердых материалов.

При одновременном присутствии в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ, обладающих однонаправленным действием, сумма отношений их концентраций не должна превышать единицы:

где С1, С2, …, С„ — концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны; ПДК1 ПДК2, …, ПДК„ — предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе.

ПДК является наиболее представительным показателем при оценке токсического действия веществ, в результате которого в организме человека могут происходить различные нарушения, проявляющиеся в виде острых и хронических отравлений. В табл. 10.3 приведена классификация вредных веществ по характеру токсического действия на организм человека.

При оценке токсического действия пыли необходимо учитывать такие факторы, как дисперсность, форма частиц, растворимость, химический состав.

Для этой цели пользуются классификацией по ее дисперсности и способу образования и соответственно различают:

аэрозоли дезинтеграции, которые образуются при дроблении какого-либо твердого вещества и в значительной мере состоят из пылинок больших размеров неправильной формы;
аэрозоли конденсации, которые образуются из паров металлов, а при охлаждении превращаются в твердые частицы.

Количество поступающих в рабочую зону вредных веществ контролируется несколькими методами.

Массовый метод измерения концентрации пыли заключается в определении массы пыли путем взвешивания фильтра до и после пропускания запыленного воздуха. Концентрацию пыли С, мг/м3, рассчитывают по формуле

где m — масса пыли на фильтре, мг; vB— скорость просасывания воздуха через фильтр, м3/мин; t — время просасывания воздуха через фильтр, мин.

Экспресс-метод позволяет определить концентрацию газов и паров в воздухе рабочей зоны. Этот метод основан на изменении цвета индикатора в результате его реакции с исследуемым вредным веществом. Через индикаторную стеклянную трубку, наполненную реактивным порошком, просасывают определенный объем загрязненного воздуха. При этом происходит окрашивание порошка. Длину окрашивания сравнивают с тарировочной шкалой, что позволяет установить содержание вредного вещества в воздухе.

Индикационный метод применяют для обнаружения чрезвычайно опасных веществ. Например, индикаторная бумага, покрытая тонким слоем сульфида селена, чернеет в помещении, содержащем пары ртути.

Продолжительность отбора пробы воздуха х, ч, ограничивается минимальной навеской на фильтр Атт, определяемой классом весов для взвешивания фильтра, и допустимой навеской Атм, исключающей осыпание осевшего материала:

где С — предполагаемая концентрация пыли, мг/м3; L — объемная скорость воздуха при отборе пыли, м3/с.

Так, лабораторные весы второго класса модели BJIP-200 допускают минимальную навеску на фильтр Amin = 2 мг. Максимальная навеска определяется особенностями фильтрующего материала. Например, для фильтра АФА-ВП-10 Атах = 100 мг. При отсутствии опытных данных о запыленности воздуха можно допустить, что С = ПДКРз (предельно допустимая концентрация для рабочей зоны). Таким образом, при выбранных весах и фильтре продолжительность отбора пробы изменяется в следующих пределах:

где q — объемная скорость воздуха по ротамеру при отборе пробы, м3/с.

При подсчете концентрации пыли метеорологические условия эксперимента необходимо привести к нормальным. Тогда концентрация пыли

где тх, т2 — масса фильтра соответственно до и после отбора пробы, мг; t — температура воздуха, °С; р — барометрическое давление в момент отбора пробы, мм рт. ст.

Под действием пыли, химический состав которой зависит от состава и вида обрабатываемого материала, способа и технологии его обработки, развиваются специфические и неспецифические болезни.

К наиболее распространенным специфическим болезням относятся пневмокониозы (фиброз, воспаление легких):

металлокониоз — под действием металлической пыли;
силикатоз (асбестоз, цементоз, талькоз) — под действием солей кремния;
силикоз — под действием диоксида кремния;
карбокониоз (антроноз) — угольная пыль;
пнемокониоз — под действием специальной и органической пыли.

Специфические заболевания приводят к изменениям и нарушениям органов дыхания, нервной системы, пищеварительной системы, а также лимфатической и сердечно-сосудистой систем.

К наиболее распространенным неспецифическим заболеваниям относятся:

пневмония;
пылевые бронхиты;
бронхиальная астма;
поражение кожи (бородавки, экземы, дерматиты и др.);
рак легких;
поражение слизистой носа и носоглотки;
конъюктивиты, воспаление роговицы глаз.

Асбестовая пыль и пыль хрома представляют также канцерогенную опасность. Улучшение ситуации на конкретном предприятии может быть достигнуто с помощью организационных, технических и санитарно-гигиенических мероприятий. Например, транспортировку, погрузку, разгрузку и затаривание сухих, пылящих материалов целесообразно осуществлять с использованием
пневмотранспорта. Процессы сушки порошкообразных и пастообразных материалов необходимо осуществлять в закрытых аппаратах непрерывного действия под разрежением, в сушильных барабанах, ленточных, распылительных и других сушилках. Размол сырья во влажном состоянии или подача в зону размола пара значительно сокращает запыленность воздуха. Для удаления пыли целесообразно использовать местную вентиляцию.

Использование автоматизированных технологических процессов уменьшает воздействие химических веществ на работающих. Отбор проб при контроле технологических процессов целесообразно проводить вакуумным (герметичным) способом, что исключает выделение химических веществ в рабочую зону. Процессы фильтрации, центрифугирования, кристаллизация и другие аналогичные операции следует проводить в герметичных аппаратах с
механизированными погрузками и выгрузками. Производственные помещения должны быть оборудованы эффективной вентиляцией с обязательным улавливанием вредных веществ в зоне их образования.

Дистанционное управление технологическим процессом позволяет увеличить расстояние между рабочим и источником теплоты и излучения, что снижает интенсивность влияющей на человека радиации. Важное значение с точки зрения защиты человека имеют теплоизоляция поверхности оборудования; устройство защитных, покрытых теплоизоляционными материалами экранов, ограждающих рабочих от лучистой и конвекционной теплоты; водяные и воздушные завесы; укрытие поверхности нагревательных печей полыми экранами с циркулирующей в них проточной водой.

Средства коллективной защиты от тепловых излучений:

мелкодисперсное распыление воды;
вентиляция;
радиационное охлаждение;
теплоизоляция (засыпная, оберточная, мастичная);
теплозащитные экраны (теплоотражающие, теплопоглащающие, теплоотводящие);
воздушное душирование (веерное, с верхним подводом воздуха, с нижним подводом воздуха).

Наиболее распространенным и эффективным способом защиты от тепловых излучений является экранирование. Экраны применяют как для экранирования источников излучения, так и для защиты рабочих мест от инфракрасного излучения. По принципу действия экраны подразделяются на теплоотражающие, теплопоглощающие, теплопроводящие. Это деление условно, так как любой экран обладает способностью отражать, поглощать или отводить теплоту.

Средства защиты должны обеспечивать интенсивность теплового потока на рабочих местах не более 0,35 кВт/м2.

Экран рассчитывают исходя из требуемого снижения интенсивности теплового потока. Степень экранирования

где Ти — температура поверхности источника теплового потока, К; Тэ — допустимая температура экрана, К.

Если требуется снизить температуру поверхности экрана в ц раз, то можно определить необходимое для этого снижение интенсивности теплового потока:

где Тв — температура воздуха в рабочей зоне.

Особое место среди средств коллективной защиты от тепловых воздействий занимает вентиляция. Под вентиляцией следует понимать комплекс взаимосвязанных процессов и устройств, обеспечивающих необходимый воздухообмен в производственных помещениях. Вентиляция подразделяется на естественную и искусственную. При проектировании системы вентиляции учитываются температура, влажность воздуха, выделение вредных веществ,
избыточное тепловыделение. При выделении вредных веществ в воздух рабочей зоны необходимый воздухообмен определяют исходя из условий их разбавления до ПДК, а при наличии тепловых избытков — из условий поддержания допустимой температуры в рабочей зоне. Естественная вентиляция может быть организованной и неорганизованной. Неорганизованная естественная вентиляция производственных помещений осуществляется в результате вытеснения теплого воздуха из помещения холодным наружным воздухом через окна, двери и различные проемы в стенах и кровле.

Организованная естественная вентиляция производственных помещений большого объема называется аэрацией. Площадь вентиляционных проемов и фонарей (аэрационных) рассчитывается с учетом необходимого воздухообмена, который впоследствии может регулироваться открытием или закрытием фрамуг (рис. 10.6).

За счет разности температур наружного и внутреннего воздуха происходит изменение температурного давления, под действием которого перемещаются воздушные массы.

На рис. 10.7 приведена принципиальная схема приточно-вытяжной вентиляции. Воздух подается в рабочую зону и удаляется из нее центробежными вентиляторами 5. Воздухозаборное устройство 7 устанавливается снаружи здания в местах, где отсутствуют какие-либо загрязнения. По воздуховодам 2 воздух поступает в фильтры 3 для очистки воздуха от пыли и в калориферы 4, в которых наружный воздух подогревается либо охлаждается до требуемой нормами температуры. Чистый отработанный воздух поступает в рабочую зону через приточные отверстия (или насадки) 6.
Из помещения загрязненный или слишком нагретый воздух удаляется через вытяжные отверстия (или насадки) 7. Для очистки перед выбросом в атмосферу он пропускается через устройство очистки 8. Выброс воздуха производится через устройство длявыброса воздуха 9.

Количество воздуха, необходимого для вентиляции производственного помещения, следует определять расчетным путем. Расчет производят в соответствии с характером технологического процесса по выделению теплоты, влаги и вредных веществ.

Если нельзя точно определить количество выделяющихся вредных веществ, но известны их качественные показатели, то можно расчитать количество приточного воздуха по нормативной кратности воздухообмена К, 1/ч, которая показывает, сколько раз в течение часа весь воздух в помещении обновился:

где L — объем поступающего или удаляемого из помещения воздуха, м3/ч; V — объем помещения, м3.

Экологические проблемы все острее стоят перед современным человечеством. Особенно серьезным вопросом является качество воздуха, который загрязняют выхлопные газы и выбросы промышленных предприятий. Чтобы встретить врага во всеоружии, следует ознакомиться с ПДК вредных веществ в воздухе.

ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе

Что же такое ПДК вредных веществ? ПДК – это предельно допустимая концентрация химических элементов и их соединений в воздухе, которая не вызывает негативных последствий у живых организмов. Нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ утверждаются в законодательном порядке и контролируются санитарно-эпидемиологическими службами (в России – Роспотребнадзором) при помощи токсикологических исследований. ПДК каждого опасного для здоровья вещества входит в ГОСТы, соблюдение которых является обязательным. В случае нарушения норм ПДК каким-либо предприятием на него налагают штраф или вовсе закрывают. Предельно допустимая концентрация устанавливается для людей, которые наиболее подвержены влиянию химикатов (детей, пожилых людей, людей с заболеваниями дыхательной системы и т.д.). Величина ПДК для воздуха измеряется в мг/м3, также предельно допустимая концентрация существует для воды, почвы и продуктов питания.

ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе бывает разная:

ПДК_МР – максимальная разовая концентрация вещества. Она не должна влиять на живые организмы в течение 20–30 минут.
ПДК_СС – среднесуточная концентрация. Эта ПДК не должна оказывать отрицательного воздействия на живые организмы в течение неопределенно долгого времени.

Классы опасности веществ

По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности. Для каждого класса опасности установлена своя ПДК. Выделяют следующие классы опасности веществ в атмосферном воздухе:

вещества чрезвычайно опасные (ПДК менее 0,1 мг/м3);
вещества высокоопасные (ПДК 0,1–1 мг/м3);
вещества умеренно опасные (ПДК 1,1–10 мг/м3);
вещества малоопасные (ПДК более 10 мг/м3).

Также существует классификация вредных веществ по эффекту воздействия на живой организм. При этом некоторые вещества относятся сразу к нескольким классам:

Общетоксические – вещества, вызывающие отравление организма в целом. При их воздействии наблюдаются судороги, расстройства нервной системы, паралич.
Раздражающие – вещества, поражающие кожу, слизистую оболочку дыхательных путей, легких, глаз, носоглотки. Длительное воздействие приводит к нарушениям дыхания, интоксикации и летальному исходу.
Сенсибилизаторы – химикаты, вызывающие аллергическую реакцию.
Канцерогены – одна из самых опасных групп веществ, провоцирующая возникновение онкологических заболеваний.
Мутагены – вещества, изменяющие генотип человека. Они снижают сопротивляемость организма к заболеваниям, вызывают раннее старение и могут сказаться на здоровье потомства.
Влияющие на репродуктивное здоровье – вещества, вызывающие отклонения в развитии у потомства (необязательно в первом поколении).

Ниже приведена таблица ПДК некоторых вредных веществ в атмосферном воздухе, установленной в Российской Федерации:

Оксид углерода (СО)

Еще одно название оксида углерода, угарный газ, знакомо нам с малых лет. Он часто встречается в быту – например, СО выделяется из-за неисправностей газовых колонок и кухонных плит. Для отравления этим газом нужна совсем небольшая его концентрация. У оксида углерода нет цвета и запаха, что делает его еще опаснее. Интоксикация происходит стремительно, человек может потерять сознание в считанные секунды. Несмотря на то, что класс опасности оксида углерода – четвертый, его воздействие приводит к летальному исходу буквально за несколько минут. Почувствовав трудности с дыханием, головную боль, отсутствие концентрации, снижение слуха и зрения, необходимо по возможности открыть все окна и двери и как можно быстрее покинуть помещение.

Аммиак (NH3)

Аммиак – бесцветный газ с резким, едким запахом. Большинству он известен в качестве десятипроцентного водного раствора – нашатырного спирта. Несмотря на то, что вдыхание паров аммиака имеет возбуждающее действие и помогает при обмороках, с этим газом следует быть осторожнее. Аммиак раздражает слизистую оболочку глаз, вызывает удушье, а при высокой концентрации приводит к ожогам роговицы и слепоте, поражает нервную систему вплоть до необратимых изменений, снижает когнитивные функции мозга, провоцирует возникновение галлюцинаций.

Ксилол (C8H10)

Ксилол относится к третьему классу опасности, он способен вызвать острые и хронические поражения кроветворных органов. Ксилол – это жидкость без цвета, но с характерным запахом, которая применяется как органический растворитель для изготовления пластмассы, лаков, красок, строительного клея. В малых концентрациях ксилол никак не вредит человеку, однако при длительном вдыхании паров ксилола появляется наркотическая зависимость. Также ксилол поражает нервную систему, вызывает раздражение кожного покрова и слизистой глаз.

Оксид азота (NO)

Оксид азота – токсичный бесцветный газ. Он не раздражает дыхательные пути, поэтому человеку сложно его почувствовать. NO взаимодействует с гемоглобином и образует метгемоглобин, который блокирует дыхательные пути и вызывает кислородное голодание. Взаимодействуя с кислородом, газ превращается в диоксид азота (NO2).

Диоксид серы (SO2)

Диоксид серы, или сернистый газ, отличается характерным запахом, похожим на запах горящей спички. Вдыхание SO2 даже в небольшой концентрации может привести к воспалению дыхательных путей, вызвать кашель, насморк и хрипоту. Длительное воздействие провоцирует возникновение дефектов речи, чувства нехватки воздуха, отека легких. Также возможно поражение легочной ткани, но оно проявляется только спустя несколько дней после воздействия. Люди с заболеваниями дыхательной системы, например астматики, наиболее тяжело переносят влияние SO2.

Толуол (C7H8)

Сероводород (H2S)

Сероводород – бесцветный газ с запахом, напоминающим тухлые яйца. Будучи очень токсичным, H2S воздействует в первую очередь на нервную систему, вызывает сильные головные боли, судороги и может привести к коме. Смертельная концентрация сероводорода составляет примерно 1 000 мг/м3. При концентрации от 6 мг/м3 начинаются головные боли, головокружения и тошнота.

Хлор (Cl2)

Хлор в виде газа имеет желто-зеленый цвет и острый раздражающий запах. Одни из первых симптомов отравления хлором – покраснение глаз, приступы кашля, боль в груди, повышение температуры тела. Возможно развитие бронхопневмонии, бронхита. Будучи сильным канцерогеном, хлор провоцирует возникновение раковых опухолей и туберкулеза. При высокой концентрации летальный исход может наступить после нескольких вдохов.

Формальдегид (HCOH)

Содержание формальдегида в воздухе особенно повышено в больших городах, поскольку он является продуктом горения топлива автотранспорта. Также выбросы формальдегида происходят на химических, кожевенных и деревообрабатывающих предприятиях. Он отрицательно воздействует на генетический материал, репродуктивную и дыхательную системы, печень, почки. Отравление начинается с возрастающего поражения нервной системы – с головокружения, чувства страха, дрожи, неровной походки и т.д. Формальдегид официально признан канцерогеном, однако также обладает аллергенным, мутагенным и сенсибилизирующим действием.

Диоксид азота (NO2)

Фенол (C6H5OH)

Бензол (C6H6)

Бензол – опасный канцероген. При отравлениях парами бензола у человека наблюдается головная боль, тошнота, перепады настроения, нарушения сердечного ритма, иногда – обмороки. Постоянное воздействие бензола на организм проявляется усталостью, расстройством сна, нарушениями функций костного мозга, лейкозом, анемией. Зачастую первый признак отравления бензолом – эйфория, так как вдыхание его паров имеет наркотический эффект. Данное химическое соединение входит в состав бензина, используется для производства пластмасс, красителей, синтетической резины.

Озон (O3)

Этот газ с характерным запахом, при высоких концентрациях имеющий голубой цвет, защищает нас от ультрафиолетового солнечного излучения. Озон является природным антисептиком, обеззараживает воду и воздух. Еще в пользу озона говорит то, что воздух после грозы, насыщенный озоном, кажется нам свежим и бодрящим. К сожалению, озон вызывает крайне неприятные последствия. Он усугубляет аллергию, обостряет сердечные заболевания, снижает иммунитет и вызывает нарушения дыхания. Озон действует медленно, но крайне губительно в долгосрочной перспективе – особенно опасен данный газ для детей, пожилых людей и астматиков.

Свинец (Pb)

Загрязнение окружающей среды свинцом происходит из-за промышленной деятельности: цветной металлургии, производства аккумуляторов, консервной промышленности. Класс опасности свинца – первый, а значит, он крайне опасен для организма человека. Отравление свинцом проявляется не моментально. Это коварное вещество остается в организме надолго, накапливаясь в костях и тканях. Свинец нарушает функции сердечно-сосудистой и кровеносной систем, слухового аппарата, а также приводит к снижению интеллектуальных способностей. Первые симптомы схожи с признаками сильного переутомления – вялость, головокружение, плохое настроение и т.д. Если своевременно не обратиться к врачу за помощью, симптомы будут только усугубляться. При длительном воздействии свинца на организм у человека появляются судороги, боль в мышцах, дефекты речи. Тяжелое отравление может привести к параличу, коме и смерти.

Как обезопасить себя от вредных веществ

Экология современного мира такова, что полностью избавиться от вредных веществ мы не можем. Тем не менее в наших силах снизить риск отравления ими к минимуму. Выполняя следующие рекомендации, Вы сможете защитить себя от вредных примесей в воздухе:

Дышать чистым воздухом в современном мегаполисе – возможно! Главное – соблюдать меры предосторожности и при появлении подозрительных симптомов обратиться к врачу. Будьте здоровы!

Читайте также: