9024

11

на работу, связанную с воздействием пыли, являются все формы туберкулеза, хронические заболевания органов дыхания, сердечно-сосудистой системы, глаз, кожи.

Средства индивидуальной защиты – респираторы, специальные шлемы и скафандры с подачей в них чистого воздуха применяются в тех случаях, когда не удается снизить запыленность воздуха в рабочей зоне до допустимых пределов более радикальными технологическими мероприятиями. К индивидуальным средствам защиты от пыли относятся также защитные очки, специальная противопылевая одежда, защитные пасты и мази.

Медико-биологические мероприятия направлены на повышение сопро-

тивляемости организма человека и ускорение выведения из него пыли. Сопротивляемость развитию пылевого поражения повышается при ультрафиолетовом облучении в фотариях, применении щелочных ингаляций и специального питания.

2.4. Защита временем при воздействии пыли

Для оценки степени воздействия пыли на органы дыхания работающих рассчитывают пылевую нагрузку за весь период реального или предполагаемого контакта с пылью. В случае превышения среднесменной ПДК фиброгенной пыли расчет пылевой нагрузки является обязательным.

Пылевая нагрузка (ПН) на органы дыхания работающего – это реальная или прогнозная величина суммарной экспозиционной дозы пыли, которую рабочий вдыхает за весь период фактического или предполагаемого профессионального контакта с пылью.

ПH на органы дыхания рабочего рассчитывается исходя из:

• фактических среднесменных концентраций АПФД в воздухе рабочей зо-

ны;

•объема легочной вентиляции, зависящего от тяжести труда;

•продолжительности контакта с пылью:

ПН = KNTQ,

где К – фактическая среднесменная концентрация пыли в зоне дыхания работника, мг/м3;

N – число рабочих смен в календарном году; Т – количество лет контакта с АПФД;

Q – объем легочной вентиляции за смену, м3.

Рекомендуется использовать следующие усредненные величины объемов легочной вентиляции, которые зависят от уровня энергозатрат и, соответственно, от категории работ согласно СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений»:

•для работ категории Iа–Iб объем легочной вентиляции за смену – 4 м3;

•для работ категории IIа–IIб – 7 м3;

•для работ категории III – 10м3.

12

Полученные значения фактической ПН сравнивают с величиной контрольной пылевой нагрузки, значение которой рассчитывают в зависимости от фактического или предполагаемого стажа работы, предельно допустимой концентрации пыли и категории работ.

Контрольный уровень пылевой нагрузки (КПН) – это пылевая нагрузка, сформировавшаяся при условии соблюдения среднесменной ПДК пыли в течение всего периода профессионального контакта с фактором:

КПН = ПДКСС NTQ,

где ПДКсс – среднесменная предельно допустимая концентрация пыли в зоне дыхания работника, мг/м3. Зона дыхания – пространство радиусом 0,5 м от лица работающего.

Для расчета допустимого стажа работы в условиях запыленности необходимо сопоставление фактических и контрольных уровней пылевой нагрузки. В случае превышения КПН рассчитывают стаж работы, при котором ПН не будет превышать КПН. При этом КПН рекомендуется определять за средний рабочий стаж, равный 25 годам. Тогда допустимый стаж работы в данных условиях (T1) определяется по формуле:

T1 = КПН25/(KNQ).

2.5. Приборы и методы определения запыленности

Методы определения запыленности воздуха разделяют на две группы:

• с выделением дисперсной фазы из аэрозоля – весовой (гравиметрический), счетный (кониметрический), радиоизотопный, фотометрический;

• без выделения дисперсной фазы из аэрозоля – фотоэлектрические, оптические, акустические, электрические.

В основу гигиенического нормирования содержания пыли в воздухе рабочей зоны положен весовой метод. Метод основан на протягивании запыленного воздуха через специальный фильтр, задерживающий пылевые частицы. Зная массу фильтра до и после отбора пробы, а также количество отфильтрованного воздуха, рассчитывают содержание пыли в единице объема воздуха.

Для отбора проб рекомендуется использовать аспиратор модели 82 или автоматический одноканальный пробоотборник АПП-6-1. Методы и аппаратура, используемые для определения концентрации пыли должны обеспечивать определение величины концентрации пыли на уровне 0,3 ПДК с относительной стандартной погрешностью, не превышающей ±40 % при 95 %-ной вероятности. При этом для всех видов пробоотборников относительная стандартная ошибка определения пыли на уровне ПДК не должна превышать ±25 %. Для отбора проб рекомендуется использовать фильтры АФА-ВП-10, 20, АФА-ДП-3.

Суть счетного способа состоит в следующем: проводится отбор определенного объема запыленного воздуха, из которого частички пыли осаждаются на специальный мембранный фильтр (рекомендуется использовать мембранные фильтры «Миллипор» – Франция). После чего проводится подсчет числа пыли-

14

Эффективность пылеулавливания определяется из соотношения:

η = 100·(С1 С2)/С1,

где С1 и С2 – соответственно концентрации пыли в воздухе до и после очистки, мг/м3.

При испытании многоступенчатой пылеочистки общая эффективность составляет:

η = [1 (1 η1)( 1 η2)…( 1 ηn),

где η1, η1, η1 степени очистки на каждой ступени.

Приведенные на рис. 1 методы и аппараты по их реализации обычно используются для извлечения пыли определенной дисперсности. Однако одновременно частично удаляется пыль и других размеров. В этом случае общая степень очистки находится из уравнения:

Эобщ = ∑σn· ηn/100,

где σn – масса n-ой фракции пыли, %;

ηn – эффективность извлечения частиц пыли данной фракции.

Грубая очистка (I ступень) производится в пылеосадительных камерах или инерционными пылеуловителями (рис. 2). Их эффективность пылеулавливания составляет 50…60 %.

Рис. 2. Принципиальное устройство пылеосадительной камеры (а), инерционных пылеуловителей (б):

1 – корпус; 2 – приемный бункер; 3 – входной патрубок; 4 – несплошная перегородка

Впылеосадительных камерах происходит отделение частиц пыли от воздуха под действием силы тяжести при прохождении воздуха через камеры.

Винерционных пылеуловителях происходит изменение направления движения запыленного потока и резкое снижение его скорости. Это достигается применением входного патрубка 3 большого диаметра или устройством несплошной перегородки 4. Частицы пыли, как более тяжелые по сравнению с воздухом, имеют значительный запас инерционных сил и продолжают двигаться в прежнем направлении, выделяясь, извлекаясь из воздуха. Очищенный воздух через отводящий патрубок удаляется в атмосферу.

Центробежные пылеуловители (циклоны) применяются в строительной практике значительно чаще и имеют различные конструкции (рис. 3).

15

Принцип действия основан на том, что запыленный воздух вводится в цилиндрический корпус 3 с большой скоростью по касательной (тангенциально). Вследствие этого происходит закручивание потока по спирали. При этом на каждую частицу пыли действует значительная центробежная сила F, извлекающая ее из потока:

F m 2 r,

где m – масса частицы, кг; V – скорость, м/с;

r – радиус спирали, м.

Рис. 3. Конструкции применяемых циклонов:

а, б, в, г – соответственно типа НИИОГАЗ ЦИ – 15, СИОТ, ВЦНИИОТ, Гипродрева; 1 – входной патрубок; 2 – отводная труба; 3 – корпус; 4 – коническая часть; 5 – приемный бункер; 6 – улитка на выходе; 7 – отверстие выхлопного патрубка; 8 – коническая вставка; 9 – перегородки

Очистка от пыли отводимых в атмосферу выбросов фильтрованием применяется в строительной и других отраслях промышленности (рис. 4). Запыленный воздух поступает внутрь тканевых рукавов диаметром 135-385 мм длиной от 2 до 10 м, закрепленных нижней частью на патрубках дырчатой перегородки 7, а верхней частью – на подвеске 3, способной перемещаться возвратнопоступательно в горизонтальной плоскости при включении встряхивающего механизма 4. Формирующийся слой пыли на внутренних стенках рукавов обеспечивает извлечение из воздушного потока не только крупнодисперсной, но и мелкой пыли, повышая степень очистки отводимого воздуха. Однако сопротивление фильтрованию постепенно увеличивается и, при достижении критической величины, аппарат останавливают на регенерацию рукавов путем их встряхивания с помощью механизма 5 или обратной продувкой сжатым воздухом.

Эффективность очистки существенно зависит от выбора ткани рукавов. Широкое распространение в строительной практике получили технические

16

стеклоткани, имеющие высокие фильтрующие и термомеханические свойства. Применяют также ткани из акрилонитриловых волокон, обладающих значительной механической прочностью.

1

Рис. 4. Основные элементы рукавного фильтра:

1 – входной патрубок; 2 – рукава; 3 – подвеска рукавов; 4 – встряхивающий механизм; 5 – выходной патрубок; 6 – приемный бункер; 7 – дырчатая перегородка

Пылеочистка, с использованием перечисленного выше оборудования в большинстве случаев не позволяет достигать необходимых концентраций пыли различной дисперсности в отводимом воздухе. Подобная задача более эффективно решается в аппаратах по реализации мокрого метода извлечения пылевидных частиц или сочетанием аппаратов сухого и мокрого методов. Типичными представителями последнего являются полые и насадочные газопромыватели (скрубберы, рис. 5).

Принцип действия названных аппаратов основан на контактировании присутствующих в потоке пылевидных частиц с каплями воды, сопровождающимся увеличением их массы, поступлением и аккумулированием в приемной камере с последующим отстаиванием. При длительном отстаивании образуется в нижней части камеры шлам, вверху – сточная вода.

Полый скруббер, представляющий собой колонну круглого, реже квадратного, прямоугольного сечения, снабжается внизу газораспределительной решеткой 2, а вверху – оросительным устройством 1 в виде форсунок для создания потока капель воды. Для исключения каплеуноса иногда в конструкции предусматривается каплеуловитель, а также контролируется скорость отводимого очищенного воздуха, которая должна быть в пределах 0,7 – 1,5 м/с. Такие

17

аппараты достаточно эффективны для извлечения пыли с размером частиц более 10 мкм. При меньших размерах применяют насадочные скрубберы. Они отличаются тем, что размещенная на перфорированном днище 3 (опорной решетке) насадка в виде, например, колец Рашига позволяет обеспечить деление запыленного потока воздуха на множество струй. Это, в свою очередь, создает благоприятные условия для контактирования пыли с водой, поступающей на орошение скруббера.

Рис. 5. Движение запыленного воздуха в полом (а) и и насадочном (б) скрубберах:

1 – ороситель; 2 – газораспределительная решетка; 3 – перфорированное днище; 4 – насадка

Барботажные аппараты прямого действия или с разделяющей перегородкой (рис. 6 а,б) достаточно эффективны. В них запыленный воздух барботирует через слой жидкости, что увеличивает поверхность соприкосновения с ней содержащейся в воздухе пыли. Скорость свободного всплывания пузырьков воздуха составляет 0,25-0,35 м/с.

В пенных пылеуловителях с провальными и переливными решетками (рис. 6 в, г) обеспечивается контакт запыленного воздуха с жидкостью на дырчатых или щелевых решетках с диаметром отверстий соответственно 4-8 мм или шириной щели 4-5 мм. Для исключения каплеуноса скорость движения воздушного потока принимается не более 1,5 м/с, высота пены на решетках – «тарелках» не превышает 80-100 мм.

Полые насадочные газопромыватели, барботажные, пенные аппараты обеспечивают высокую степень очистки воздуха от пыли различной дисперсности. В отличие от рукавных фильтров, они могут работать в непрерывном режиме, имеют более высокую производительность, меньшие размеры по сравнению с пылеосадительными и инерционными аппаратами. Существенными недостатками являются образования шлама, сточных вод, требующих утилизации, очистки. При неравномерности орошения пылевоздушного потока нарушается аэродинамика в аппаратах. Наряду с этим в пенных аппаратах может происходить забивание, зарастание решетки удаляемой пылью.

18

Рис. 6. Принципиальное устройство аппаратов для мокрой пылеочистки:

а, б – барботажные соответственно прямого действия, с разделяющей перегородкой; пенные пылеуловители с провальной (в), переливной (г) решёткой

Указанных недостатков не имеет электрический метод пылеулавливания, который приемлем при различной дисперсности пыли и температуре выбросов. Типичным представителем такого метода является электрофильтр (рис. 7). Принцип действия основан на ионизации газа у поверхности центральных коронирующих электродов 1. При прохождении вблизи них частицы пыли воздушного потока приобретают заряд и притягиваются к осадительным электродам 2, имеющим заряд противоположного знака. Под действием собственного веса слой пыли с электродов 2 перемещается в приемный бункер.

Электрофильтры приемлемы для очистки газопылевых выбросов вращающихся цементных печей, дробилок, мельниц, сушилок различных конструкций и т.п. Однако требуют значительных энергозатрат, соблюдения определенных правил эксплуатации из-за необходимости использования постоянного электрического тока напряжением 60-70 тыс. вольт.

2.7.Критерии оценки качества окружающей среды

1)Качество атмосферного воздуха контролируется с использованием следующих показателей ПДК (предельно-допустивой концентрации):

ПДКс.с. – это такая среднесуточная концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе, которая при неограниченно длительном вдыхании не оказывает прямого или косвенного воздействия на здоровье человека, мг/м³.

ПДКм.р. – это такая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе, при вдыхании которой в течение 20 мин в организме человека не происходят негативные изменения. При аналогичной размерности очевидно, что ПДКм.р.>>ПДКс.с.

Обеспечение требований по достижению ПДКс.с. на границе СЗЗ строительными предприятиями достигается соблюдением величины предельно допустимого выброса (ПДВ, кг/сут., т/год). Она характеризует такое количество вредного вещества, которое при поступлении в единицу времени от конкретного предприятия не приводит к нарушению санитарно-гигиенических норм в приземном слое воздуха населённого пункта.

20

совокупности с другими газами, пылью это способствовало повышению температуры, формированию парникового эффекта на поверхности Земли. При наличии существующих тенденций загрязнения атмосферы к середине XXI века возможно увеличение средней температуры на 4-5оС, что может привести к активному таянию вечных снегов, льдов Антарктиды, Гренландии, повышению уровня воды мирового океана, затоплению ряда стран, континентов (Англия, Нидерланды, Австралия и др.).

Принципиальная схема формирования парникового эффекта представлена на рис. 8. Двуокись углерода в сочетании с пылью, другими парниковыми газами способствует увеличению плотности нижних слоев атмосферы. Получаемая Землей одна двухмиллиардная часть колоссальной энергии Солнца в виде тепловых, световых и ультрафиолетовых лучей (лучистой энергии) достаточна для протекания всех естественных процессов в биосфере. Образующееся, как у каждого нагретого тела, инфракрасное излучение, вследствие увеличившейся плотности нижних слоев атмосферы, не выделяется за ее пределы, а накапливается, создаёт дополнительный нагрев.

2

ИКИ Е

Q

1

Рис. 8. Формирование «парникового» эффекта:

1 – поверхность Земли; 2 – нижние слои атмосферы с повышенным содержанием «парниковых» газов, пыли; Е – лучистая энергия Солнца; ИКИ – инфракрасное излучение; Q – получаемое дополнительное тепло при поглощении атмосферой ИКИ

Внастоящее время ряд промышленно развитых стран в соответствии с международными соглашениями обязались, в частности, не допускать дальнейшего увеличения выбросов в атмосферу с названным диоксидом. Один из вариантов – в меньшей мере использовать ископаемое, растительное топливо для выработки тепловой, электрической энергии.

Всвязи с продолжающимся загрязнением атмосферы другой, не менее важной проблемой, является необходимость защиты озонового слоя от разрушения. Его концентрации в приземных слоях выше ПДК опасны для флоры и фауны: снижается продуктивность сельскохозяйственных культур, лесов, происходит раздражение слизистых оболочек глаз, органов дыхания.