Контроль содержания вредных газов и паров в воздухе рабочей зоны


Чистый и свежий воздух представляет собой смесь, состоящую из азота (77 %), кислорода (21 %), диоксида углерода (углекислого газа) и других активных газов (1 %) и инертных газов (1 %). Однако в производственных условиях воздух, как правило, загрязняется вредными и опасными для человека газами и парами. Основные источники загрязнения воздуха: автомобильный транспорт, химические и металлургические заводы.

В сельскохозяйственном производстве вредные вещества поступают в воздух при опрыскивании и опыливании посевов химикатами, протравливании семян, внесении аммиака в почву. В кабинах мобильных машин, оснащенных двигателями внутреннего сгорания, а также в гаражах, пунктах ремонта и технического обслуживания таких машин может наблюдаться повышенная концентрация угарного газа, оксидов азота, акролеина и тетраэтилсвинца. В животноводческих помещениях воздух загрязняется аммиаком, сероводородом, диоксидом углерода, а также другими вредными газами, парами, выделяемыми животными, и продуктами их жизнедеятельности. В воздухе кормоприготовительных цехов может присутствовать значительное количество оксидов углерода и азота, водяных паров. Большая концентрация аммиака, метана и углекислого газа возможна в колодцах, жижесборниках, навозохранилищах, сенажных башнях и других сооружениях.

При повышенной концентрации вредные газы и пары, попадая в организм через органы дыхания, отрицательно влияют на человека: ухудшают самочувствие, снижают работоспособность, а при постоянном воздействии приводят к профессиональным заболеваниям. При очень высокой концентрации таких газов (например, в колодцах, жижесборниках, внутри емкостей) может наступить смерть от удушья после 2...3 вдохов. Некоторые газы (аммиак, ацетилен, метан и др.) создают взрывоопасные смеси. Поэтому для обеспечения безопасных условий труда концентрация каждого вредного газа или пара в воздухе рабочей зоны не должна превышать предельно допустимую (табл. 14.4.).

Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны — это концентрации, которые при ежедневной работе (кроме выходных дней) в течение 8 ч или при другой продолжительности, но не более 40 ч в неделю в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Значения ПДК зависят от степени влияния вредного вещества на здоровье и окружающую среду. Для разработки оптимальных мероприятий по нормализации воздушной среды при наличии выделяющихся вредностей на предприятиях периодически контролируют ее состояние. Кроме того, измеряют концентрации вредных газов и паров в воздухе рабочей зоны при изменении технологии, установке новых машин или оборудования, реконструкции отдельных цехов и участков, а также перед началом работ в колодцах, жижесборниках и других закрытых емкостях.

Концентрацию газа в воздухе рабочей зоны определяют с помощью специальных приборов, для чего отбирают пробы воздуха на высоте расположения органов дыхания работающих (1,5 м от пола). По результатам анализа пробы воздуха судят о состоянии воздушной среды, об эффективности работы систем вентиляции и аспирации. При оценке условий труда сравнивают фактическую концентрацию вредного газа с предельно допустимой концентрацией и в случае превышения последней нормализуют условия труда с помощью соответствующих мероприятий — изменения технологического процесса, его механизации и автоматизации, герметизации источников выделения вредностей, установки фильтров-поглотителей, увеличения воздухообмена и т. д. Если с помощью этих мероприятий не снижается концентрация вредностей- до предельно допустимого значения, то работникам выдают средства индивидуальной защиты.

14.4. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Наименование вещества

ПДК, мг/м3

Преимущественное агрегатное состояние в условиях производства

Класс опасности

Особенности воздействия на организм

Азота оксиды
(в пересчете на NO2)

5

п

III

О

Акролеин

0,2

п

II

Аммиак

20

п

IV

Ацетон

200

п

IV

Бензин

100

п

IV

Бензол1

15/5*

п

II

К

Керосин (в пересчете на С)

300

п

IV

Кислота серная1

1

а

II

Корунд белый

6

а

IV

Ф

Масла минеральные нефтяные1

5

а

III

Натрия хлорид

5

а

III

Озон

0,1

п

I

о

Ртуть металлическая

0,01/0,005*

п

I

Синтетические моющие средства "Лотос", "Ока", "Эра"

5

а

III

Ф

Сероводород

10

п

II

о

Спирт этиловый

1000

п

IV

Тетраэтилсвинец1

0,005

п

I

о

Уайт-спирит (в пересчете на С)

300

п

IV

Углерода оксид2

20

п

IV

о

Формальдегид1

0,5

п

II

О, А

Этиленгликоль

5

п + а

III

Условные обозначения: п — пары и/или газы; а — аэрозоль; п + а — смесь паров и аэрозоля; О — вещества с остронаправленным механизмом действия; требующие автоматического контроля за их содержанием в воздухе; А — вещества, способные вызывать аллергические заболевания в производственных условиях; К — канцерогены; Ф — аэрозоли преимущественно фиброгенного действия.

Перед началом проведения санитарно-химических исследований тщательно изучают производственный процесс и устанавливают, поступление каких вредных веществ и в какие периоды возможно в воздух рабочей зоны. После ознакомления с физико-химическими свойствами этих веществ составляют схематический план участка работ или цеха, на котором указывают точки отбора проб воздуха и время их проведения.

По длительности выполнения различают продолжительный и одномоментный методы отбора проб воздуха. Первый метод (аспирационный) основан на протягивании анализируемого воздуха через твердые или жидкие среды для задержки в них определяемого вещества за счет механического разделения или растворения. Кроме большой продолжительности недостатком этого метода является получение усредненной концентрации вредностей, не учитывающей изменения их содержания в воздухе в течение времени (такие отклонения в некоторых случаях могут быть значительными). Второй метод заключается в отборе в рабочей зоне в определенный момент времени заданного объема воздуха для последующего его анализа.

Состояние воздушной среды исследуют различными методами: индикационным, колориметрическим, нефелометрическим, фотометрическим, люминесцентным, полярографическим, хроматографическим и др.

Индикационный метод наиболее прост и позволяет быстро определить наличие в воздухе вредных примесей (например, полоска бумаги, пропитанная уксуснокислым свинцом, чернеет в присутствии сероводорода). Данный метод применяют в случае срочной необходимости, когда присутствие токсичных веществ даже в сравнительно малой концентрации нежелательно. Однако количественная оценка содержания вредного вещества в этой ситуации связана с большими погрешностями.

Наиболее распространены колориметрические и нефелометри-ческие методы. Первый из них основан на образовании окрашенных растворов, второй — на осаждении в результате химического взаимодействия тех или иных реагентов с анализируемым веществом. Так как между интенсивностью окрашивания или помутнения и концентрацией вещества в растворе существует прямая зависимость, то на этом основании можно определить количество вещества, задержанное поглотительным раствором, а затем и его концентрацию в воздухе.

Фотоколориметр ФЭК-М (ФЭК-Н-56 и др.) работает на принципе ослабления светового потока, проходящего через окрашенный раствор. Чем больше окрашен анализируемый раствор, тем меньший световой поток падает на фотоэлемент и тем слабее ток, регистрируемый гальванометром. Следовательно, показания прибора зависят от интенсивности окраски исследуемого раствора, которая обусловливается концентрацией определяемого вещества.

Концентрацию газов можно определять широко распространенным экспресс-методом с помощью газоанализаторов типа УГ-2 или газоопределителей, например ГХ-4. Метод основан на цветной реакции между индикаторным порошком, засыпанным в стеклянную трубку, через которую протягивают анализируемый воздух, и исследуемым веществом. Универсальные газоанализаторы применимы для определения многих веществ: аммиака, бензола, ксилола, оксидов азота и углерода, сероводорода, хлора и др. Для разных веществ подбирают различные реагенты, но принцип работы остается неизменным: в зависимости от концентрации вещества при протягивании анализируемого воздуха столбик твердого сорбента в стеклянной трубке окрашивается на большую или меньшую высоту. Преимущество экспресс-метода — получение результатов контроля в течение нескольких минут без участия специально обученного персонала.

Рис. 14.6. Универсальный переносной газоанализатор УГ-2:
1, 3 — трубки резиновые; 2 —штуцер; 4 плита; 5—стопор; 6—втулка; 7—шток; 8 — углубления канавки; 9— кольцо распорное; 10— пружина; 11 —сильфон; 12 — корпус


Универсальный газоанализатор УГ-2 служит для количественного определения вредных газов и паров с погрешностью, не превышающей 10 % верхнего предела шкалы, прилагаемой к набору реактивов. В корпусе 12 (рис. 14.6) воздухозаборного устройства прибора расположена гофрированная резиновая камера — сильфон 11 с двумя фланцами и стакан с пружиной 10. Во внутренних гофрах сильфона установлены распорные кольца 9 для придания ему жесткости и сохранения постоянного объема. На верхней плите 4 корпуса имеется неподвижная втулка б для направления штока 7 при сжатии сильфона. На штуцер 2 с внутренней стороны надета резиновая трубка 1, которая через нижний фланец соединяется с внутренней полостью сильфона. К свободному концу резиновой трубки 3 при анализе присоединяют стеклянную трубку, заполненную индикаторным порошком. Исследуемый воздух просасывается через индикаторную трубку после предварительного сжатия сильфона штоком. На гранях (под головкой) штока обозначены объемы просасываемого при анализе воздуха.

На цилиндрической поверхности штока сделаны четыре продольные канавки с двумя углублениями 8, предназначенными для фиксации двух положений штока стопором 5. Расстояние между углублениями на канавках подобрано таким образом, чтобы при ходе штока от одного углубления до другого сильфон забирал заданный объем исследуемого воздуха.

Длина окрашенного столбика индикаторного порошка в трубке пропорциональна содержанию измеряемого вещества в исследуемом воздухе. Ее определяют по специально проградуированным шкалам (рис. 14.7) для каждого из двух объемов протянутого воздуха. На каждой шкале указано, какой длине окрашенного столбика индикаторного порошка соответствует данная концентрация. Время проведения опыта зависит от объема просасываемого воздуха (хода штока). Его замеряют секундомером. Контрольное время просасывания также указано на шкалах.

Для более точного определения фактической концентрации вредного газа или пара в воздухе рабочей зоны проводят не менее трех опытов, начиная с замеров меньшего объема из указанных на шкалах. Если индикаторный порошок не окрасился или длина его окрашенной части очень мала, то переходят к исследованию большего объема воздуха.

При использовании универсальных газоанализаторов следует учитывать возможное наличие в воздухе паров других веществ или газов, искажающих результаты исследований. Например, при анализе воздуха на содержание паров бензина определению их фактической концентрации мешают оксид углерода и углеводорода, а при анализе содержания в нем хлора — бром и фтор.

Существуют и автоматические газоанализаторы непрерывного действия с различной чувствительностью. Приборы с высокой чувствительностью определяют воздушные загрязнения на уровне ПДК, а при пожаро- и взрывоопасных концентрациях дают световой или звуковой сигнал.

Рис. 14.7. Шкала для определения концентрации оксида углерода

Предыдущая К содержанию Вперед





Полезная информация: Рекомендуем переносной газоанализатор вредных газов, смотрите описание.