Основные мероприятия по снижению уровня загрязнения воздуха рабочей зоны

Для снижения неблагоприятного воздействия токсичных веществ и пылей фиброгенного действия предусматриваются следующие мероприятия [8,10]:

• 1) замена токсичных веществ на вещества, обладающие меньшей токсичностью;
• 2) замена сухих способов переработки пылящих материалов мокрыми;
• 3) исключение непосредственного контакта работников с вредными и пылящими веществами путем комплексной механизации, автоматизации, применения дистанционного управления;
• 4) укрытие и герметизация оборудования, являющегося источником выделения вредных веществ;
• 5) применение эффективной системы общеобменной приточно-вытяжной и местной вытяжной вентиляции;
• 6) снабжение работающих средствами индивидуальной защиты (СИЗ);
• 7) контроль за содержанием вредных веществ в производственной среде.

Задания и порядок выполнения работы

Задание № 1. Анализ уровня загрязнения воздуха рабочей зоны токсичными веществами экспресс-методом (универсальными газоанализаторами — УГ различных марок).

Оценить уровень загрязнения воздуха токсичным веществом (по заданию преподавателя) в рабочей зоне (на модельной установке) экспресс-методом и установить зависимость концентрации этого вещества от подвижности воздуха. Привести токсикологическую характеристику исследуемого вещества, определить его класс опасности, указать, к каким условиям труда относится работа при найденной степени загрязнения воздуха. В случае необходимости предложить мероприятия по улучшению качества воздуха.

Порядок выполнения работы

• 1. Изучить устройство и принцип работы универсального газоанализатора (УГ-2) (см. описание к прибору).
• 2. Подготовить прибор к работе. Для этого с помощью штока с выбранным объемом сжать резиновый сильфон таким образом, чтобы шток углубился до верхней выемки на нем. Для некоторых токсичных веществ (например, аммиака) в руководстве указаны два объема отбираемого воздуха, что позволяет определять концентрацию вещества в широком диапазоне значений.
• 3. Создать загрязнение воздуха в модельной установке. Для этого в камеру поместить чашечку с заданным объемом исследуемого вещества и подождать определенное время для того, чтобы пары вещества распространились по камере.
• 4. Поглотительную трубку, заполненную соответствующим индикаторным порошком закрепить в резиновый шланг между УГ-2 и камерой.
• 5. Произвести отбор воздуха из камеры с помощью УГ-2 по методике, приведенной в описании к прибору. Время выхода штока необходимо фиксировать и сравнивать с временным интервалом, указанным в описании к прибору для определяемого вещества. После прекращения движения штока, что определяется по характерному щелчку, необходимо сделать выдержку, чтобы общее времени соответствовало времени, приведенному в описании.
• 5. При освобождении штока резиновый сильфон начинает разжиматься, при этом через поглотительную трубку прокачивается загрязненный воздух из камеры. Определяемое вещество адсорбируется на поглотителе и вступает в химическое взаимодействие, сопровождаемое изменением окраски индикатора. Длина окрашенного столбика в трубке пропорциональна концентрации паров токсичного вещества в камере.
• 6. По завершении колориметрической реакции, трубку освободить от резиновых шлангов и определить концентрацию исследуемого вещества в воздухе рабочей камеры путем сравнения длины столбика, изменившего окраску в индикаторной трубке, со стандартной шкалой (мг/м³). При этом совмещают начало индикаторного порошка с нулевым делением стандартной шкалы с учетом протягиваемого объема воздуха.
• 7. Рабочую камеру проветрить (открыть створки камеры и включить вентилятор), вновь внести такое же количество загрязняющего вещества, включить вентилятор на время по заданию преподавателя и повторить все элементы анализа, как указано выше.
• 8. Полученные концентрации сравнить со значением ПДК_рз исследуемого вещества и найти кратность превышения, как отношение измеренной концентрации к величине ПДК_р.з. Используя данные приложения (табл.1.3), определить уровень загрязнения воздуха рабочей зоны и установить класс опасности условий труда.
• 9. Привести токсикологическую характеристику исследуемого вещества, которая включает действие его на человека, характер воздействия и класс опасности [1−6].
• 10. Проанализировать влияние подвижности воздуха на концентрацию загрязняющего вещества в воздухе.
• 11. Разработать мероприятия по безопасной работе с исследуемым веществом, выбрать средства индивидуальной защиты.

Задание № 2. Анализ уровня загрязнения воздуха рабочей зоны токсичными веществами экспресс-методом (универсальными газоанализаторами — УГ различных марок).

Изучить зависимость концентрации токсичного вещества в воздухе от времени с помощью прибора УГ-2. Установить через какое время концентрация токсичного вещества в воздухе будет превышать ПДК_рз. Привести токсикологическую характеристику исследуемого вещества, объяснить изменение концентрации вещества во времени.

Порядок выполнения работы

• 1. Подготовить универсальный газоанализатор УГ-2 к работе, как описа-но в предыдущем задании.
• 2. В камеру поместить чашку с заданным преподавателем количеством легколетучего вещества. Момент внесения вещества в камеру принять за начало отсчета времени. Провести опыт с включенным или выключенным вентилятором (по заданию преподавателя).
• 3. Отобрать первую пробу загрязненного воздуха согласно методике описанной в предыдущем задании. При этом заметить время от момента внесения раствора в камеру до момента оттягивания фиксатора на штоке УГ-2 (₁).
• 4. Прибор перезарядить путем нового сжатия сильфона и подсоединения новой поглотительной трубки. Заметить время последующего отбора загрязненного воздуха из камеры (₂). При этом камеру не открывать, а если эксперимент проводится при включенном вентиляторе, то оставляют его работающим.
• 5. Провести аналогичные измерения в третий раз и более (по заданию преподавателя).
• 6. Построить график в координатах концентрация токсичного вещества С, мг/м³ — время, мин (с момента внесения в камеру загрязняющего вещества).
• 7. Найти значение ПДК_р.з исследуемого вещества, отложить эту величину по оси ординат, провести прямую параллельную оси абсцисс, до пересечения с экспериментальной кривой и определить время, когда концентрация вещества будет превышать значения ПДК_р.з.
• 8. Привести токсикологическую характеристику изучаемого вещества и объяснить зависимость изменения концентрации во времени.

Задание № 3. Анализ уровня загрязнения воздуха рабочей зоны токсичными веществами с использованием лабораторных методов контроля.

Оценить уровень загрязнения воздуха парами гидроксида натрия при химическом обезжиривании деталей и установить влияние параметров обезжиривания (температуры, интенсивности перемешивания технологического раствора и т. д.) на концентрацию паров NaOH в воздухе рабочей зоны. Привести токсикологическую характеристику исследуемого вещества и установить класс условий труда людей, обслуживающих эту установку. Объяснить наблюдаемые закономерности. Предложить мероприятия по улучшению условий труда.

Порядок выполнения работы

Определение основано на сравнении окраски подготовленного исследуемого раствора с окраской растворов стандартной серии, содержащих известное количество щелочи с использованием смешанных индикаторов. Последние имеют в нейтральной среде желто-оранжевую окраску, в щелочной — зеленую, в сильнощелочной — фиолетовую. Выполнение анализа включает следующие операции:

1. Приготовить серию стандартных растворов в соответствии с табл. 1.2. В каждую пробирку внести определенный объем стандартного раствора исследуемого вещества, дистиллированной воды (так, чтобы общий объем в пробирке был равен 5 мл) и по 2 капли смешанного индикатора. Растворы осторожно перемешать.

Таблица 1.2.

Стандартная шкала для определения аэрозоля щелочи.

Номер стандарта.
Объемы стандартного раствора щелочи, содержащего 0,01 мг/см3		0,4.	0,6.	0,8.	1,0.	1,5.	2,0.	3,0.	5,0.
Объемы дистиллированной воды, см3	5,0.	4,6.	4,5.	4,2.	4,0.	3,5.	3,0.	2,0.
Содержание щелочи в растворе, мкг.

• 2. Подготовить ячейку для обезжиривания. Для этого поместить в нее 20% раствор гидроксида натрия, установить на магнитную мешалку и задать нужный режим работы (температуру и интенсивность перемешивания).
• 3. Произвести отбор проб воздуха, содержащего исследуемое вещество. Для этого установить над ячейкой патрон с фильтром и включить аспирационную установку, предварительно установив с помощью регулятора заданную преподавателем скорость отбора воздуха и заметить время отбора.
• 4. Достать фильтр из патрона, осторожно поместить его в фарфоровую чашечку, добавить 2−3 капли спирта и 10 мл горячей дистиллированной воды. Для перехода задержанного на фильтре аэрозоля щелочи фильтр помешать в чашке стеклянной палочкой. Раствор слить в мерную колбу на 100 (50 или 25) мл в зависимости от концентрации паров NaOH в воздухе (определяется расстоянием расположения патрона с фильтром над ванной). Обработку фильтра нагретой водой повторить и раствор слить опять в колбу.
• 5. Довести объем полученного после обработки фильтра раствора до метки дистиллированной водой и содержимое колбы тщательно перемешать.
• 6. В три пробирки отобрать пипеткой по 5 мл раствора из мерной колбы и добавить 3−4 капли универсального индикатора, перемешать содержимое стеклянной палочкой до появления окраски.
• 7. По полученной окраске раствора в пробирке подобрать подходящую окраску раствора в пробирке стандартной шкалы и найти массу вещества в анализируемой пробе.
• 8. Усреднить результаты, полученные в 3-х параллельных пробах.
• 9. Рассчитать концентрацию аэрозоля щелочи в воздухе над ванной обезжиривания по формуле:

мг/м³, (1.5).

где, а — объем раствора в мерной колбе или объем раствора в поглотительных сосудах (определение формальдегида), см³;

m — масса вещества, найденная в анализируемой пробе раствора, мкг;

b — объем раствора, взятый для анализа, см³;

V_о — объем воздуха (дм³), отобранный на анализ с помощью аспирационной установки и приведенный к стандартным условиям по формуле:

где V_t — объем воздуха, протянутый через фильтр при существующих в помещении на момент проведения эксперимента микроклиматических параметрах (давлении Р_t мм рт.ст. и температуре t ⁰C), см³.

• 10. При наличии в задании других параметров процесса обезжиривания, отбор проб и определение концентрации гидроксида натрия проводят аналогично, предварительно установив эти параметры.
• 11. Найти значение ПДК_рз для NaOH и сравнить с полученной концентрацией. Рассчитать кратность превышения ПДК, найти уровень загрязнения воздуха, определить класс вредности условий труда (см. прил., табл.1.3).

Привести токсикологическую характеристику гидроксида натрия.

13. В случае высокого уровня загрязнения, предложить мероприятия по снижению содержания в воздухе паров NaOH.

Задание № 4. Анализ уровня загрязнения воздуха рабочей зоны токсичными веществами с использованием лабораторных методов контроля.

Оценить уровень загрязнения воздуха парами формальдегида при производстве формальдегидной смолы и установить влияние параметров процесса (температуры, интенсивности перемешивания) на содержание паров формальдегида в воздухе. Привести токсикологическую характеристику исследуемого вещества и установить категорию условий труда людей, обслуживающих эту установку. Объяснить наблюдаемые закономерности. В случае необходимости предложить мероприятия по улучшению условий труда.

Порядок выполнения работы

• 1. Собрать реактор с раствором формалина (водный раствор формальдегида ~ 40%) и установить заданные параметры (температуру раствора, интенсивность перемешивания).
• 2. Подготовить к работе установку для отбора пробы загрязненного воздуха над реактором. Для этого в два поглотительных сосуда пипеткой внести по 5 мл дистиллированной воды, соединить их между собой, а также с аспирационной установкой с помощью резиновых шлангов (см. схему на рабочем месте).
• 3. Включить аспирационную установку, предварительно установив регулировочным винтом заданную скорость отбора воздуха над реактором и заметить время отбора. При этом пары формальдегида, содержащиеся в воздухе, абсорбируются водой, образуя в поглотительных сосудах разбавленный раствор формалина.
• 4. По окончании отбора пробы воздуха, растворы из поглотительных сосудов перелить в чистый сухой лабораторный стакан, отобрать пипеткой 2,7 мл раствора в конические пробирки. Далее добавляют в каждую пробирку по 0,4 мл хромотроповой кислоты (1 г хромотроповой кислоты или ее динатриевой соли растворяют в 100 мл воды) и по 1,9 мл H₂SO₄ (d = 1,83 г/см³). Пробирки закрывают пробками и помещают в кипящую водяную баню на 30 минут.
• 5. Изучить устройство и принцип работы фотоэлектроколориметра (см. описание прибора).
• 6. Растворы из пробирок налить в кювету (L = 10 мм) и определить оптическую плотность растворов при = 540 нм.
• 7. По величине оптической плотности по калибровочному графику найти концентрацию формальдегида в исследуемом растворе.
• 8. Рассчитать концентрацию формальдегида в воздухе по формулам 1.5- 1.6.
• 9. Найти значение ПДК_рз для формальдегида, определить кратность превышения ПДК_рз, установить степень загрязненности воздуха парами формальдегида и класс вредности условий труда (см. прил., табл.1.3).
• 10. Привести токсикологическую характеристику формальдегида, предложить мероприятия по снижению концентрации паров формальдегида в воздухе.

Задание № 5. Оценка уровня запыленности воздуха гравиметрическим методом.

Оценить уровень запыленности воздуха при проведении технологического процесса с пылящим материалом (по заданию преподавателя) и установить влияние параметров ведения процесса (природы, степени дисперсности, количества пылящего материала и т. п.) на содержание пыли в воздухе рабочей зоны (модельной установки). Рассчитать пылевую и контрольную пылевую, провести их сравнение. Привести токсикологическую характеристику пылящего материала. В случае необходимости указать мероприятия по снижению запыленности воздуха.

Порядок выполнения работы

• 1. На технических весах взвесить 0,5−1,0 грамм пылящего материала и поместить его на капроновую сетку внутри модельной установки.
• 2. Взвесить на аналитических весах с точностью до четвертого знака фильтр (без колец), вставить его осторожно в кольца, которые поместить в патрон, находящийся внутри установки.
• 3. Закрыть крышку установки, включить вентилятор для образования в ней аэрозоля и выждать 2−3 минуты.
• 4. Включить аспирационную установку для отбора запыленного воздуха из установки, предварительно установив регулирующим винтом скорость отбора воздуха (по заданию преподавателя). Зафиксировать время отбора.
• 5. Выключить вентилятор и аспирационную установку, осторожно вынуть фильтр из патрона, освободить его от бумажных колец, сложить вчетверо пылью внутрь и вновь взвесить на аналитических весах.
• 6. Вычистить камеру и повторить все операции с другим пылящим веществом (или при других параметрах) в той же последовательности.
• 7. Рассчитать массовую концентрацию пыли в воздухе по формуле:

мг/м³, (1.7).

где а, b — масса фильтра после и до протягивания запыленного воздуха соответственно, мг;

q — привес массы фильтра, мг;

V₀ — объем пропущенного через фильтр воздуха, приведенный к стандартным условиям [см. формула (1.6)].

• 8. Сравнить полученные концентрации с ПДК_р.з., найти кратность превышения ПДК_рз, привести токсикологическую характеристику исследуемого пылящего материала.
• 9. Рассчитать значения ПН и КПН по формулам (1.3 и 1.4), по кратности превышения КПН определить класс вредности условий труда (см. прил., табл.1.4).
• 10. Предложить мероприятия по снижению запыленности воздуха при работе с пылящими материалами.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

• 1. Токсичность и опасность веществ. Влияние различных факторов на эти показатели.
• 2. Пути поступления вредных веществ в организм человека и процессы, происходящие с этими веществами в организме.
• 3. Классификация токсичных веществ по характеру воздействия на организм человека.

Острые и хронические отравления и условия их возникновения.

• 5. Показатели токсичности веществ: ПДК_р.з, ЛД_50ж, ЛД_50к, ЛК₅₀, КВИО, зона острого отравления, зона хронического действия, ВДК_рз, ОБУВ. Методы установления показателей.
• 6. Классификация веществ по степени токсичности и области использования данной классификации.
• 7. Влияние различных факторов на степень опасности пыли фиброгенного действия. Понятие пылевая и контрольная пылевая нагрузки, область их использования. Виды профессиональных заболеваний при работе в пыльных помещениях.
• 8. Зависимость токсичности вещества от его физико-химических свойств и использование ее для прогноза.
• 9. Порядок проведения оценки уровня загрязнения воздуха рабочей зоны вредными веществами (в том числе пылью).
• 10. Мероприятия по снижению уровня загрязнения воздуха токсичными веществами и пылью.
• 11. Средства индивидуальной защиты и доврачебная помощь при химических отравлениях и ожогах.

ПРИЛОЖЕНИЕ

к разделу «Вредные вещества в воздухе производственной среды»

Таблица 1.3.

Классы условий труда и уровни загрязнения воздуха рабочей зоны.

Вредные вещества.	Класс условий труда (превышение ПДКр.з, раз).
	допусти-мый.	Вредный.	опасный.
		3.1.	3.2.	3.3.	3.4.
1−2 класс опасности.	ПДК.	1,1−3,0.	3,1−6,0.	6,1−10,0.	10,1−20,0.	>20,0.
3−4 класс опасности.	ПДК.	1,1−3,0.	3,1−10,0.	>10,0.
С остронаправленным механизмом действия, раздражающего действия.	ПДК.	1,1−2,0.	2,1−4,0.	4,1−6,0.	6,1−10,0.	>10,0.
Канцерогены.	ПДК.	1,1−3,0.	3,1−6,0.	6,1−10,0.	>10.
Аллергены.	ПДК.		1,1−3,0.	3,1−10,0.	>10.
Наркотические анальгетики.
Противоопухолевые лекарственные средства, гормоны.
Уровень загрязнения воздуха.	Воздух мало загрязнен.	Воздух слабо загрязнен.	Воздух средне загрязнен.	Воздух сильно загрязнен.	Воздух чрезвы-чайно загрязнен.

Таблица 1.4.

Классы условий труда в зависимости от содержания в воздухе рабочей зоны аэрозолей преимущественно фиброгенного действия и пылевых нагрузок на органы дыхания (кратность превышения ПДК и КПН).

Показатели.	Классы условий труда.
	допустимый.	Вредный.	опасный.
		3.1.	3.2.	3.3.	3.4.
Превышение ПДК, раз.
Концентрация пыли.	ПДК.	1,1−2,0.	2,1−5.	5,1−10.	>10.
Превышение КПН, раз.
Пылевая нагрузка.	КПН.	1,1−2.	2,2−5.	5,1−1;	>10.
Пылевая нагрузка для пылей с выраженным фиброгенным действием (ПДКрз1 мг/м3), а также для асбестосодержащих пылей.	КПН.	1,1−1,5.	1,6−3.	3,1−5.	>5.