8794

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 пре- делов более радикальными технологическими мероприятиями. К индивидуаль- ным 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. Сопро- тивляемость развитию пылевого поражения повышается при ультрафиолетовом облучении в фотариях, применении щелочных ингаляций и специального пита- ния.

2.4. Защита временем при воздействии пыли

Для оценки степени воздействия пыли на органы дыхания работающих рассчитывают пылевую нагрузку за весь период реального или предполагаемо- го 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 ра- бочий вдыхает за весь период фактического или предполагаемого профессио- нального 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 работ- ника, 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, соответствен- но, от категории работ согласно СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требова- ния 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 контроль- ной пылевой нагрузки, значение которой рассчитывают в зависимости от фак- тического или предполагаемого стажа работы, предельно допустимой концен- трации пыли и категории работ.

Контрольный уровень пылевой нагрузки (КПН) – это пылевая нагрузка, сформировавшаяся при условии соблюдения среднесменной ПДК пыли в тече- ние 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 необхо- димо 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 (гравиметриче- ский), счетный (кониметрический), радиоизотопный, фотометрический;

• без выделения дисперсной фазы из аэрозоля – фотоэлектрические, опти- ческие, акустические, электрические.

В основу гигиенического нормирования содержания пыли в воздухе рабо- чей 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 ав- томатический 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 вероятно- сти. При этом для всех видов пробоотборников относительная стандартная ошибка определения пыли на уровне ПДК не должна превышать ±25 %. Для от- бора проб рекомендуется использовать фильтры АФА-ВП-10, 20, АФА-ДП-3.

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

13

нок, исследуется их форма и дисперсность под микроскопом. Концентрация пыли при счетном методе выражается числом пылинок в 1 см3 воздуха.

Радиоизотопный метод измерения концентрации пыли основан на свойстве радиоактивного излучения (обычно α-излучения) поглощаться частицами пыли. Концентрацию пыли определяют по степени ослабления радиоактивного излу- чения при прохождении через слой накопленной пыли (концентратомер радио- изотопный «Прима» модели 01 и 03).

2.6. Методы очистки воздуха от пыли

Наиболее часто в строительной практике для защиты атмосферы от загряз- нения пылью применяют сухие и мокрые методы очистки образующихся вы- бросов. Основные сведения об их классификации и применяемых типах обору- дования приводятся на рис. 1.

Ме то д ы о ч и с тк и г а з о в ых в ыб р о с о в о т п ыл и

Рис.1. Классификация методов и аппаратов пылеочистки

14

Эффективность пылеулавливания η 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 со- ставляет:

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 ис- пользуются для извлечения пыли определенной дисперсности. Однако одно- временно 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 воз- духа под действием силы тяжести при прохождении воздуха через камеры.

Винерционных пылеуловителях происходит изменение направления дви- жения запыленного потока и резкое снижение его скорости. Это достигается применением входного патрубка 3 большого диаметра или устройством не- сплошной перегородки 4. Частицы пыли, как более тяжелые по сравнению с воздухом, имеют значительный запас инерционных сил и продолжают двигать- ся в прежнем направлении, выделяясь, извлекаясь из воздуха. Очищенный воз- дух 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 ци- линдрический 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, извлека- ющая ее из потока:

F = Mν 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 встав- ка; 9 – перегородки

Очистка от пыли отводимых в атмосферу выбросов фильтрованием приме- няется в строительной и других отраслях промышленности (рис. 4). Запылен- ный 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 возвратно- поступательно в горизонтальной плоскости при включении встряхивающего механизма 4. Формирующийся слой пыли на внутренних стенках рукавов обес- печивает извлечение из воздушного потока не только крупнодисперсной, но и мелкой пыли, повышая степень очистки отводимого воздуха. Однако сопротив- ление фильтрованию постепенно увеличивается и, при достижении критиче- ской величины, аппарат останавливают на регенерацию рукавов путем их встряхивания с помощью механизма 5 или обратной продувкой сжатым возду- хом.

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 значи- тельной 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 эффек- тивно решается в аппаратах по реализации мокрого метода извлечения пыле- видных частиц или сочетанием аппаратов сухого и мокрого методов. Типичны- ми представителями последнего являются полые и насадочные газопромывате- ли (скрубберы, рис. 5).

Принцип действия названных аппаратов основан на контактировании при- сутствующих в потоке пылевидных частиц с каплями воды, сопровождающим- ся увеличением их массы, поступлением и аккумулированием в приемной ка- мере с последующим отстаиванием. При длительном отстаивании образуется в нижней части камеры шлам, вверху – сточная вода.

Полый скруббер, представляющий собой колонну круглого, реже квадрат- ного, прямоугольного сечения, снабжается внизу газораспределительной ре- шеткой 2, а вверху – оросительным устройством 1 в виде форсунок для созда- ния потока капель воды. Для исключения каплеуноса иногда в конструкции предусматривается каплеуловитель, а также контролируется скорость отводи- мого очищенного воздуха, которая должна быть в пределах 0,7 – 1,5 м/с. Такие

17

аппараты достаточно эффективны для извлечения пыли с размером частиц бо- лее 10 мкм. При меньших размерах применяют насадочные скрубберы. Они от- личаются тем, что размещенная на перфорированном днище 3 (опорной решет- ке) насадка в виде, например, колец Рашига позволяет обеспечить деление за- пыленного 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 че- рез слой жидкости, что увеличивает поверхность соприкосновения с ней со- держащейся в воздухе пыли. Скорость свободного всплывания пузырьков воз- духа 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 дыр- чатых 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 дисперсно- сти. В отличие от рукавных фильтров, они могут работать в непрерывном ре- жиме, имеют более высокую производительность, меньшие размеры по сравне- нию с пылеосадительными и инерционными аппаратами. Существенными не- достатками являются образования шлама, сточных вод, требующих утилизации, очистки. При неравномерности орошения пылевоздушного потока нарушается аэродинамика в аппаратах. Наряду с этим в пенных аппаратах может происхо- дить 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 ко- ронирующих электродов 1. При прохождении вблизи них частицы пыли воз- душного потока приобретают заряд и притягиваются к осадительным электро- дам 2, имеющим заряд противоположного знака. Под действием собственного веса слой пыли с электродов 2 перемещается в приемный бункер.

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

2.7.Критерии оценки качества окружающей среды

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

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

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

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

20

совокупности с другими газами, пылью это способствовало повышению темпе- ратуры, формированию парникового эффекта на поверхности Земли. При нали- чии существующих тенденций загрязнения атмосферы к середине XXI века возможно увеличение средней температуры на 4-5оС, что может привести к ак- тивному 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 газа- ми способствует увеличению плотности нижних слоев атмосферы. Получаемая Землей одна двухмиллиардная часть колоссальной энергии Солнца в виде теп- ловых, 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 накаплива- ется, создаёт дополнительный нагрев.

2

ИКИ

Е

Q

1

Рис. 8. Формирование «парникового» эффекта:

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

Внастоящее время ряд промышленно развитых стран в соответствии с международными соглашениями обязались, в частности, не допускать даль- нейшего 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 разру- шения. Его концентрации в приземных слоях выше ПДК опасны для флоры и фауны: снижается продуктивность сельскохозяйственных культур, лесов, про- исходит раздражение слизистых оболочек глаз, органов дыхания.