МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова

 
 
 
 
 
 
 

Лабораторная  работа №2

Определение запыленности воздуха  на производстве

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Выполнил: студент группы ртэ-31-09 Еремеев С.Л. 
 

Проверил:Гущин И.А. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Чебоксары 2011 

Определение запыленности воздуха  на производстве

Цель  работы

  На  примере определения запыленности воздуха в рабочей зоне производственных помещений изучить весовой и  счетный методы и освоить их практическое применение.

Содержание  работы

  1. Определить  концентрацию пыли в пылевой  камере весовым методом и сравнить  полученное значение с предельно  допустимой концентрацией данной  пыли.

  2. Определить  запыленность воздуха в той  же камере счетным методом,  оценить агрессивность пыли по размеру и форме пылинок.

Основные  сведения

ПРОМЫШЛЕННЫЕ  ПЫЛИ

  По  характеру действия на организм человека промышленная пыль подразделяется на раздражающую и ядовитую.

  К раздражающим пылям относятся минеральные (асбестовая, кварцевая, угольная, наждачная и пр.), металлические (железная, чугунная, медная, цинковая и пр.) и древесная.

  Проникая  в легкие и лимфатические железы, пыль вызывает их заболевание. Продолжительная  работа в, условиях запыленного воздуха  может привести к хроническим  заболеваниям легких - пневмокониозам, которые ведут к ограничению дыхательной поверхности легких (фиброз) и изменениям во всем организме человека.

  Проникновение вредностей (пыли) через легкие человека является наиболее опасным путем  что ясно, например, из сравнения относительной опасности путей проникновения вредностей через кожу и легкие (носоглотка, трахеи, бронхи и альвеолы). Примем, что опасность (Оп.):

а) прямо  пропорциональна площади контакта пыли;

б) обратно  пропорциональна толщине зоны контакта.

Тогда

   (1)

   где отношение опасностей проникновения (контакта) пыли через легкие и кожу соответственно;

  Sл ≈  10 м - площадь альвеол легких; близка  к площади красных кровяных

  телец (эритроцитов), находящихся в зоне контакта между  атмосферным воздухом и кровью;

  δ_Л ≈ 10^-5 м - толщина зоны контакта в легких (размер эритроцита);

  s_k ≈ (1...2) м² - площадь кожи;

  δк ≈ 10^-3 м - толщина кожи (в среднем).

  Пыли  свинца, мышьяка, олова, марганца, селена, ртути двухлористой относятся к  ядовитым и им подобным. Ядовитые пыли, растворяясь в биологических средах (крови, лимфе), вызывают отравление организма.

  Вредное воздействие пыли на человека зависит: от количества вдыхаемой пыли, степени  ее дисперсности (т.е. от размера пылинок), формы пылинок, химического состава пыли.

  Особенно  опасны пылинки размером от 1 до 10 мкм.

Пылинки размером менее 1 мкм:

• свободно витают в воздухе по законам броуновского движения,
• по своему размеру много меньше размеров альвеол, так что 80-95% их свободно выходит из легких;
• по общей массе они составляют наименьшую долю общей массы пыли.

Пылинки размером более 10 мкм:

• достаточно быстро оседают из воздуха на горизонтальные поверхности,
• в своей основной массе задерживаются в носоглотке.

  По  форме наиболее опасны пылинки с  острыми зазубренными краями и игольчатые (асбест/стекло, металлы и пр.).

  Пыль  способна адсорбировать (поглощать) содержащиеся в воздухе пары и газы, в том  числе ядовитые, вследствие чего неядовитая пыль может стать ядовитой. Например, угольная пыль и сажа могут адсорбировать окись углерода.

  Пыль  может обладать электрическим зарядом, который облегчает осаждение  ее в легких, то есть увеличивает  количество задерживающейся в организме  пыли.

  Для оценки запыленности данного помещения  необходимо знать массу пыли и  количество пылинок в единице объема воздуха, качественный состав пыли -растворимость и токсичность ее, а также форму пылинок.

  С учетом степени токсичности веществ, их физико-химических свойств, а также  пути проникновения в организм человека установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны производственных помещений.

  ПДК - это такое количество вредного вещества, которое при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю, в течение  всего рабочего стажа не должно вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

  Соблюдение  ПДК не исключает нарушение здоровья у определенной категории лиц, так как остается риск (до 10%) развития заболевания и обусловленное этим сокращение продолжительности жизни.

  В жилых помещениях и экологических  системах необходимо уменьшать ПДК, так как

  а) человек, растение, животное находятся  под воздействием вредности не 8 часов, а все 24 часа;

  б) промышленные рабочие в соответствии с КЗоТ проходят профессиональный отбор;

они практически  здоровы; люди, животные, растения и  т.п. отбора не проходят, среди них  могут быть молодые и ослабленные  особи, что обычно учитывается коэффициентом порядка 10.

  Таким образом,

  

  (2)

где ПДКэкол - ПДК  в экологии; ПДКпром - ПДК для производства.

   Отметим, что в ходе миграции в природе  вредное вещество может изменить свою химическую формулу, при этом ПДК  уменьшится или увеличится (например, особо опасна метилртуть, образующаяся после контакта ртути с водой).

   При наличии вредных веществ в  рабочей зоне. фактическая концентрация вредного вещества Сф не должна превышать  предельно допустимую концентрацию этого вещества:

   

 (3)

  Для нескольких вредных веществ в рабочей зоне сумма отношений их фактических концентраций (С_ф1, С_ф2, ..., С_фn) к их ПДК (ПДК₁, ПДК₂, ..., ПДК_n) должна удовлетворять

условию:

 (4)

  Отметим, что вредные вещества часто сенсибилизируют (усиливают) действие друг друга, так что формула (4) обычно дает нижнюю оценку опасности суммы вредных веществ.

  Согласно  существующим  санитарным  нормам  на  каждом  производстве систематически контролируется запыленность воздуха, степень ее дисперсности и состав пыли. Запыленность воздуха можно определить весовым, счетным, электрическим и фотоэлектрическим методами.

  В настоящей работе изучаются весовой  и счетный методы. Весовым методом  определяют массу пыли, содержащуюся в единице объема воздуха. Счетный  метод служит для определения  количества пылинок, находящихся в одном миллилитре воздуха, а также размеров и формы пылинок.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Применяемое оборудование

   Установка для определения запыленности воздуха (рис.1) состоит из пылевой камеры 1 и электроаспиратора М-822 2, который соединяется с пылевой камерой посредством патрона с фильтром 3. Пылевая камера имитирует производственное помещение, в котором производится исследование воздуха. В камере может быть создана различная степень запыленности воздуха.

   На  внешней стороне камеры, расположена откидная стенка 4. При повороте откидной стенки в камеру вводится порция пыли с помощью лопатки. Пыль насыпается в чашку 5, которая установлена в центре камеры. Кроме того, в камере размещен вентилятор, создающий в ней движение воздуха. Откидная стенка выполнена из оргстекла и представляет собой смотровое окно, через которое можно визуально определить наличие пыли в камере, а также осуществлять забор воздуха при определении запыленности счетным методом. В рабочем положении патрон с фильтром закрепляется в отверстие для забора воздуха 6. Па стенд (с левой стороны) вынесен тумблер 7 вентилятора.

   Электроаспиратор  М-822 - прибор для просасывания запыленного  воздуха с регулируемой скоростью (л/мин) через патрон с фильтром.

   При определении запыленности воздуха счетным методом кроме описанной камеры требуются микроскоп и прибор для подготовки препарата пыли (прибор Труханова). Прибор состоит из двух основных частей: емкости для забора исследуемой пыли и устройства для осаждения пыли на предметное стекло с помощью электрического поля.

   

Рис.1. Схема  установки

  Емкость для забора пыли представляет собой  небольшой цилиндр, выполненный  из оргстекла и имеющий рукоятку.

  Цилиндр имеет две съемные крышки с  контактами. В нижней крышке имеется  сквозное отверстие для установки предметного стекла.

  Устройство  для осаждения пыли представляет собой переносной прибор, в котором  смонтированы аккумуляторная батарея, катушка зажигания, реле, конденсатор, тумблер и кнопочный замыкатель.

УКАЗАНИЯ  ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

1. Строго  соблюдать инструкцию по ТБ.
2. Не включать стенд без проверки его преподавателем.
3. В случае неисправности отключить, стенд.

Порядок проведения работы

  1. Определить  исходную массу фильтра с точностью  до 0,1 мг, используя аналитические  весы.

  2. Заложить фильтр в патрон и затем вставить его в отверстие для забора пыли воздуха.

  3. Открыть  откидную стенку камеры и насыпать  порцию пыли с помощью лопатки  в чашку. Закрыть откидную стенку  и включить вентилятор.

  4. Через  смотровое окно убедиться в  наличии пыли в камере.

  5. Включить  электроаспиратор и в течение  4 минут просасывать запыленный  воздух через патрон с фильтром, фиксируя по верхнему краю  поплавка скорость прохождения  воздуха.

  6. Отключить  электроаспиратор и вентилятор.

  7. Извлечь  фильтр из патрона и произвести взвешивание фильтра с точностью до 0,1 мг.

  8. Вычислить  концентрацию пыли С (массу  пыли) мг, содержащуюся в 1 м³ воздуха в камере, имитирующей производственное помещение, по формуле:

  

 (5)

  где G₁ - начальная масса фильтра, мг; G₂ - масса фильтра после фильтрации через него запыленного воздуха, мг; t - время фильтрации запыленного воздуха через фильтр, мин; U - скорость фильтрации воздуха через фильтр, л/мин.

  9. Сравнить вычисленное значение  концентрации пыли с ПДК. Для  угольной пыли, используемой в работе, ПДК составляет 10 мг/ м³ .

  10. Во время работы вентилятора  и аспиратора произвести забор  запыленного воздуха из камеры  цилиндром. Для этого снять  с цилиндра верхнюю и нижнюю  крышки; в верхнюю крышку установить  предметное стекло; цилиндр взять за рукоятку, открыть смотровое окно пылевой камеры и внести в камеру прибор, сделать им несколько качаний, чтобы чистый воздух в цилиндре сменился запыленным, не вынимая цилиндра из камеры, одеть на него верхнюю крышку; вынуть из камеры цилиндр и закрыть смотровое окно камеры.