Охрана труда. Лабораторный практикум - Пособие (А. К. Гармаза)

Лабораторная работа № 6 исследование запыленности воздуха на рабочих местах, дисперсности пыли и морфологии частиц

Цель работы: ознакомиться с общими характеристиками пылей, воздействием их на организм человека, пожароопасными свойствами пы- лей, оборудованием и приборами для изучения пыли, нормативными до- кументами по нормированию пыли; научиться определять фактическую концентрацию пыли в воздухе, дисперсность частиц и их морфологию.

Приборы и оборудование: установка для исследования запы- ленности воздуха, аналитические весы, микроскоп, фильтры типа АФА или ФПП.

1. Общие положения

Промышленные пыли (аэрозоли) – это тонкодисперсные частицы, образующиеся при различных производственных процессах и способные длительное время находиться в воздухе во взвешенном состоянии.

Промышленную пыль классифицируют по различным признакам: происхождению, составу, действию на организм человека, степени дисперсности, химическому составу, электрическим и магнитным свойствам, пожаро- и взрывоопасности и т. д.

По происхождению аэрозоли подразделяются на пыли дезинтегра- ции и пыли конденсации. Пыли дезинтеграции образуются при дроб- лении, измельчении, помоле, резании и других механических процессах. Они характеризуются полидисперсностью, а частицы пыли имеют не- правильную форму. Пыли конденсации образуются в результате охла- ждения и конденсации паров расплавленных масс (металлов, стекломас- сы, расплавов солей, насыщенных растворов и т. п.). В этом случае обра- зующиеся частицы пыли имеют округлую, овальную, более правильную форму, они характеризуются высокой дисперсностью.

По  составу  пыль  подразделяют на  органическую, неорганиче-

скую и смешанную.

– органическая пыль:

а) растительная (древесная, хлопковая и др.);

б) животная (шерстяная, костная и др.);

в) искусственная (пыль пластмасс, резины);

– неорганическая пыль:

а) минеральная (кварцевая, силикатная и др.);

б) металлическая (железная, алюминиевая и др.).

– смешанная пыль (пыль, образующаяся при шлифовке металла,

при зачистке литья и др.).

По размеру мелкодисперсные частицы разделяют на три основ-

ные группы:

1) частицы с размером более 10 мкм, оседающие в неподвижном воздухе с возрастающей скоростью, недиффундирующие;

2) частицы с размером от 0,1 до 10 мкм, оседающие в воздухе с постоянной скоростью, условно называемые «туманом»;

3) частицы с размером менее 0,1 мкм, находящиеся в постоянном

броуновском движении и энергично диффундирующие. Пыль такой крупности почти не оседает и по своим свойствам приближается к мо- лекулам газа.

Характер биологического действия пыли обусловливается глав-

ным образом дисперсностью пылевых частиц. С этим фактором свя- зана как длительность пребывания взвешенной пылевой частицы в воздушной среде, так и глубина ее проникновения в дыхательные пу- ти. Однако при оценке влияния пыли на организм определенное зна- чение имеют и ее физико-химическая активность, электрозаряд и дру- гие свойства.

Известно, что частицы пыли с диаметром более 10 мкм практиче-

ски не содержатся во взвешенном состоянии в неподвижном воздухе, поскольку скорость их оседания достаточно велика (например, для кварцевой частицы она составляет порядка 8 мм/с). Кроме того, такая пыль практически не проникает глубоко в органы дыхания. Она за- держивается в основном в верхних дыхательных путях.

Частицы размером около  6 мкм  способны проникать глубже  в

легкие, но они оседают главным образом в верхних бронхах. Значи- тельная часть задержанной пыли при этом удаляется из органов дыха- ния при чихании и кашле.

Частицы размером менее 0,1–0,2 мкм наиболее долго могут суще- ствовать в виде аэрозоля, а, кроме того, при вдыхании запыленного воздуха проникают в самые малые по размеру бронхи легких. Тем не менее, установлено, что такая пыль мало патогенна. Связано это с тем, что частицы такого размера подвержены броуновскому движению, плохо оседают на внутренних поверхностях бронхов и вновь удаля- ются из легких при выдохе.

Наибольшую опасность для человека представляют пыли дезин- теграции с размером пылинок до 5 мкм (особенно фракция 1–2 мкм) и пыли конденсации с частицами менее 0,3–0,4 мкм, наиболее глубоко проникающие и задерживающиеся в легких.

В соответствии с современными представлениями форма и кон-

систенция частиц решающего значения на возникновение патологи- ческих изменений в организме не оказывают. Однако доказано, что с гигиенической точки зрения весьма важными характеристиками пылей являются:

– электрические свойства пыли. Имеются данные, указывающие на то, что процент задержки в дыхательных путях электрически заря- женных пылинок в 2–3 раза больше, чем нейтральных. Знак заряда не является решающим фактором в оценке токсикологии пыли;

– химический состав пыли влияет на ее биологическую актив-

ность. Различают четыре вида биологического воздействия пыли:

• фиброгенное воздействие, т. е. свойство пыли вызывать фиброз –

разрастание соединительной ткани (рубцовой ткани), которая не обла-

дает свойством обеспечивать диффузий газов из легких в кровеносные сосуды; фиброгенность пыли зависит главным образом от содержания в ней свободной двуокиси кремния;

• аллергенное воздействие, т. е. свойство пыли вызывать у чело-

века повышенную чувствительность к повторному воздействию пыли

(например, пыль канифоли, хлопка, соломы, сосны, шерсти и т. д.);

• токсическое  воздействие,  т. е.  способность  некоторых  видов

пыли (в основном металлов) всасываться в кровь, вызывая общее от-

равление организма;

• раздражающее действие – свойство пыли некоторых веществ

вызывать раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, ко-

торое сопровождается чиханием, кашлем, местными воспалитель-

ными процессами;

К раздражающим пылям относятся:

а) минеральная – песочно-кварцевая, корундовая пыль, образую- щаяся, например, при заточных и шлифовальных процессах на стан- ках с абразивными кругами; пыль, образующаяся при различных тех- нологических операциях (размоле, просеивании, смешивании, транс- портировке и т. п.);

б) металлическая  –  чугунная,  железная,  медная,  алюминиевая, цинковая и другие, образующиеся при разных видах механической обработки металлов;

в) древесная, образующаяся при обработке древесины;

г) полимерная, возникающая на различных стадиях технологиче-

ских  процессов  переработки  полимеров  (полиэтиленовая, полисти-

рольная, фенолформальдегидная и т. д.);

– растворимость пыли  в  воде  и  тканевых жидкостях может иметь положительное и отрицательное значение. Если пыль неток-

сична и действие ее на ткань сводится к механическому воздейст- вию, хорошая растворимость такой пыли относится к благоприят- ным факторам, способствующим быстрому удалению ее из легких. В случае токсичной пыли хорошая растворимость является отрица-

тельным фактором.

Не вся пыль, попадающая в дыхательные пути, достигает лег-

ких: часть ее задерживается в верхних дыхательных путях, в пер-

вую очередь, в полости носа. Волоски слизистой оболочки носа, извилистые ходы, липкая слизь, покрывающая внутреннюю по- верхность дыхательных путей, мерцательный эпителий слизистой носа являются отличными механизмами, задерживающими пыле- вые частицы.

Значительная часть (в среднем 50\%) задержанной пыли выделяет-

ся при чихании и кашле.

В легких происходит процесс фагоцитоза пылевых частиц. Фаго- цитоз является защитной функцией организма и способствует очище- нию легких от пыли за счет захвата частиц пыли белыми кровяными

тельцами (фагоцитами) и выведения их по лимфатическим узлам.

Однако при систематическом воздействии большого количества пыли этих защитных реакций организма становится недостаточно и в

организме развиваются патологические изменения.

Пылевая патология является в основном легочной патологией и известна в виде профессионального заболевания – пневмокониоза.

Однако воздействие промышленной пыли может способствовать так- же более частому проявлению и более тяжелому течению ряда неспе- цифических легочных заболеваний.

Пневмокониоз имеет ряд разновидностей, носящих название со- ответственно вдыхаемой пыли: силикоз – при вдыхании кварцевой пыли, антракоз – угольной, асбестоз – асбестовой, сидероз – желез-

ной, амилоз – мучной и крахмальной пыли и т. д.

Наиболее фиброгенным является кристаллический кремний, ме- нее активен аморфный, но в виде аэрозолей конденсации двуокиси кремния он не менее фиброгенен, чем кристаллический. Поэтому си-

ликоз является наиболее опасной формой пневмокониоза.

Силикоз характеризуется тяжелыми склеротическими изменения- ми в органах дыхания. Одновременно значительные нарушения про- исходят в нервной, сердечно-сосудистой и лимфатической системах, в желудочно-кишечном тракте. Следовательно, силикоз является забо- леванием всего организма.

В процессе протекания силикоза различают три стадии.

Начальная стадия характеризуется неясно выраженной клиниче- ской картиной. Человек жалуется на одышку при физических нагруз- ках, сухой кашель. Установить начало заболевания можно, проведя рентген легких. На рентгенограмме видно усиление легочного рисун- ка, у корня легкого появляются небольшие склеротические узелки диаметром менее 1 мм, наблюдаются участки затемнения легких, по- скольку в лимфатических сосудах скапливаются фагоциты вместе с захваченными ими пылевыми частицами.

На второй стадии заболевания у человека появляется одышка даже при ходьбе. На рентгенограмме легких видны затемнения легких в виде отчетливо проявляющихся склеротических узелков.

На третьей стадии заболевания наблюдается резкая одышка, свидетельствующая о значительной затрудненности работы сердца вследствие развития изменений в легких, наступают признаки недос- таточности сердечно-сосудистой системы. Альвеолы легких теряют свои защитные свойства против туберкулезных палочек, поэтому на третьей стадии заболевания пневмокониозом часты осложнения в ви- де туберкулеза легких. В результате в легких образуются каверны, ко- торые являются причиной кровохарканья. На рентгенограмме легких отчетливо видны крупные узелки рубцовой ткани, каверны. Эта ста- дия заболевания практически не поддается лечению.

Если пыль не содержит окиси кремния и нетоксична, то в резуль- тате ее вдыхания происходит механическое забивание легких пыле- выми частицами. При таких формах пневмокониоза болезнь протекает в более легких формах и со временем, если человек больше не подвер- гается воздействию пыли, легкие самоочищаются.

По этой причине нормируются различные предельно допустимые концентрации (ПДК) пылей в рабочей зоне в зависимости от содержания в них кремнезема. Все пыли по этому признаку делятся на три группы.

1. Пыли с содержанием кремнезема свыше 70\% (кварцит, кристо-

балит и др.) имеют ПДК 1 мг/м3.

2. Пыли с содержанием кремнезема от 10 до 70\% (гранитная, ша- мотная, углепородная и др.) должны иметь концентрацию в воздухе рабочей зоны не более 2 мг/м3.

глина и др.) имеют ПДК 4 мг/м3.

Производственная пыль наряду со специфичным заболеванием – пневмокониозом может вызывать у человека ряд неспецифичных бо- лезней дыхательных путей и других органов, например заболевания глаз (конъюнктивит), кожи (асбестовые бородавки, фурункулез, угре- ватость и т. д.), верхних дыхательных путей (катар верхних дыхатель- ных путей, туберкулез легких, пневмония и т. д.).

Пыль способна адсорбировать из воздуха некоторые ядовитые вещества, поэтому сама может оказаться ядовитой. Например, уголь- ная пыль и сажа могут адсорбировать оксид углерода, пары толуола, бензола, бензпирен и др.

Профессиональные отравления и заболевания обычно наблю- даются только при определенной концентрации токсичного веще- ства в воздухе.

Концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны, кото- рая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или при другой продолжительности, но не более 40 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не может вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами ис- следования в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоя- щего и последующих поколений, называется предельно допустимой концентрацией.

Рабочая зона – это пространство, ограниченное по высоте 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места посто- янного или непостоянного (временного) пребывания работающих.

ПДК пыли в воздухе рабочих помещений устанавливаются на ос- новании специальных исследований и результатов профессиональных осмотров рабочих и утверждаются органами здравоохранения. Вели- чины ПДК приведены в Санитарных нормах, правилах и гигиениче- ских нормативах «Перечень регламентируемых в воздухе рабочей зо- ны вредных веществ», утвержденных Постановлением Министерства здравоохранения от 31.12.2008 г. № 240.

Для населенных мест предельно допустимые концентрации вред- ных веществ в атмосферном воздухе примерно от 10 до 100 раз ниже, чем ПДК в воздухе производственных помещений, где человек нахо- дится ограниченное время.

Предельно допустимые концентрации пыли некоторых веществ

приведены в табл. 6.1.

 

Предельно допустимые концентрации пыли

Таблица 6.1

 

 

Наименование вещества

Величина

ПДК, мг/м3

1

2

Абразивный порошок из медеплавильного шлака

10

Алюминий и его сплавы (в пересчете на алюминий)

2

Алюминия оксид в виде аэрозоля дезинтеграции (глинозем, элек-

трокорунд, монокорунд)

 

6

Аскорбиновая кислота

2

Вольфрам

6

Доломит

6

Железо

10

Зола

4

Известняк

6

Калий нитрат

5

Карбид

10

Керамика

2

Крахмал

10

Магний оксид

4

Медь, молибден

0,5

Органическая мучная пыль

0,2

Поликарбонат

10

Пыль доменного шлака

6

Пыли растительного и животного происхождения:

с примесью диоксида кремния от 2 до 10\%

 

4

зерновая

4

лубяная, хлопчатобумажная хлопковая, льняная, шерстяная,

пуховая и др. (с примесью диоксида кремния более 10\%)

 

2

древесная и др. (с примесью диоксида кремния менее 2\%)

6

хлопковая мука (по белку)

0,5

Свинец и его неорганические соединения (по свинцу)

0,05

Силикатсодержащие пыли, силикаты, алюмосиликаты:

асбесты природные (хризотил, антофиллит, актинолит, тремо- лит, магнезиарфведсонит) и синтетические асбесты, а также смешанные асбестопородные пыли при содержании в них асбе- ста более 20\%

 

0,5

 

1

2

асбестоцемент неокрашенный и цветной при содержании в нем диоксида марганца не более 5\%, оксида хрома не более

7\%, оксида железа не более 10\%

 

4

высокоглиноземистая  огнеупорная  глина,  цемент,  оливин,

апатит, глина, шамот каолиновый

 

8

пыль стекла и стеклянных строительных материалов

2

слюды (флагопит, мусковит), тальк, талькопородные пыли (природные смеси талька с тремолитом, актинолитом, антофил- литом и др.), содержащие до 10\% свободного диоксида кремния

 

4

Табак

3

Углерода пыли:

коксы каменноугольные, пековые, нефтяные, сланцевые

 

6

другие ископаемые угли и углепородные пыли с содержани-

ем свободного диоксида кремния до 5\%

 

10

Целлюлоза

2

Чугун в смеси с электрокорундом до 30\%

6

 

В соответствии с нормами, предельно допустимое содержание аэ- розолей в воздухе рабочей зоны (в том числе и для смесей аэрозолей в сумме) не должно превышать 10 мг/м3.

К мероприятиям по борьбе с загрязнением воздуха пылью и за-

щите организма человека от ее воздействия относятся:

– рационализация технологических процессов, устраняющая об- разование пыли, паров и газов или удаляющая вредные вещества из технологического процесса;

– герметизация промышленного оборудования;

– улавливание и нейтрализация промышленных выбросов;

– устройство общеобменных и местных вентиляционных систем;

– санитарно-гигиеническое содержание производственных поме-

щений и выполнение работающими правил личной гигиены;

– использование  индивидуальных  средств  защиты  и  ношение спецодежды;

– профессиональный отбор лиц для работы во вредных цехах и их периодический медицинский осмотр;

– инструктаж и обучение работающих безопасным приемам труда.

При работе в сильно запыленных помещениях надлежит пользо-

ваться индивидуальными средствами защиты: респираторами (маска

со специальными фильтрами); кислородно-изолирующими прибора- ми; устройствами, подающими свежий воздух для вдыхания извне, а также противопыльными очками и спецодеждой.

Кроме вредного действия на организм человека, пыль повышает износ оборудования (главным образом трущихся частей), увеличивает брак продукции.

Взвешенные в воздухе пыли способны образовывать взрывоопас- ные смеси с воздухом, а осевшие пыли могут гореть. По пожарной опасности пыли во много раз превосходят материалы, из которых они получены. Это объясняется большей удельной поверхностью пылей по сравнению с начальным материалом.

ГОСТ 12.1.041-83 ССБТ «Пожаровзрывобезопасность горючих пылей» дает понятие горючей пыли, перечень показателей, характе- ризующих ее, и методы обеспечения пожаро- и взрывобезопасности оборудования и технологических процессов при наличии в них го- рючих пылей.

Горючая пыль – это дисперсная система, состоящая из твердых частиц, размером менее 850 мкм, находящихся во взвешенном или осевшем состоянии в газовой среде, способная к самостоятельному горению в воздухе нормального состава.

По горючести пыли подразделяются на три группы – негорючие,

трудногорючие и горючие.

Горючие пыли, находящиеся во взвешенном состоянии в газо- вой среде, характеризуются следующими показателями пожаров- зрывоопасности:

– нижним концентрационным пределом распространения пламени

(воспламенения) (НКПРП, НКПВ);

– минимальной энергией зажигания (Wmin);

– максимальным давлением взрыва (Pmax);

– скоростью нарастания давления при взрыве (ΔР

Δτ);

– минимальным взрывоопасным содержанием кислорода (МВСК).

Горючие пыли, находящиеся в осевшем состоянии в газовой среде, характеризуются следующими показателями пожаровзрыво- опасности:

– температурой воспламенения;

– температурой самовоспламенения (Тсв);

– температурой самовозгорания;

– температурой самонагревания;

– температурой тления;

– температурными условиями теплового самовозгорания;

– минимальной энергией зажигания (Wmin);

– способностью взрываться и гореть при взаимодействии с водой,

кислородом воздуха и другими веществами.

Определения этих показателей смотрите в лабораторной работе № 4.

Взрываемость пыли зависит от ее крупности, концентрации в воздушной среде, наличия кислорода в смеси, детонации взрыва и других факторов.

По степени взрываемости пыли делятся на три класса:

I класс – легковоспламеняющиеся пыли, в которых происходит быстрое распространение пламени. Источник тепла для них может быть относительно невелик (пламя зажженной спички);

II класс – легковоспламеняющиеся пыли, распространение пла- мени в которых требует высокотемпературного источника тепла или длительно действующего источника;

III класс – пыли, пламя которых в производственных условиях не распространяется. Они малоспособны образовывать в воздухе облако или содержат большое количество негорючих веществ. Горючие пыли становятся взрывоопасными, если нижний концентрационный предел их взрываемости не превышает 65 мг/м3.

Показатели пожаровзрывоопасности некоторых горючих пылей, находящихся во взвешенном состоянии, и температура самовоспламе- нения горючих пылей в осевшем состоянии приведены в табл. 6.2.

В связи с вышеизложенным, необходимо регулярно определять концентрацию пыли в воздухе производственных помещений.

Для определения запыленности воздуха необходимо вначале ото-

брать пробу воздуха из рабочей зоны, а затем выделить из нее пыль для дальнейшего исследования.

Для отбора проб воздуха существует несколько методов:

аспирационный – основан на просасывании воздуха через пористые материалы (хлопчатобумажную или минеральную вату, шерсть, бу- мажные фильтры) или жидкости (воду, масла). Однако чаще всего ис- пользуют стандартные фильтры. Практически наибольшее распростра- нение находят фильтры марок АФА-ВП-20, АФА-ХП-20, АФА-ХА-20, АФА-ВП-10, ФПП, изготовленные из различных полимерных фильт- рующих материалов;

седиментационный – основан на естественном оседании пыли на стеклянные пластинки с последующим расчетом массы пыли на

1 м2 поверхности;

электростатический – заключается в создании поля высокого напряжения, в котором пылевые частицы электризуются и притяги- ваются к электродам;

фотометрический – регистрируются пылевые частицы с помо-

щью сильного бокового света;

радиоизотопный – основан на определении массы задержанной фильтром пыли по степени ослабления потока β-частиц, прошедших через фильтр до его запыления и после.

 

Показатели пожаровзрывоопасности пылей

Таблица 6.2

 

 

Горючее вещество

 

НКПВ,

г/м3

 

Wmin,

мДж

 

Тсв,

°С

 

Pmax,

кПа

ΔР

Δτ ,

кПа/с

 

МВСК,

\% об.

Полимер            метилметакри-

лата

 

30

 

20

 

 

590

 

14 000

 

8

Полимер акрилнитрила

25

20

630

77 330

13

Смола фенольная

25

10

460

550

12 000

Полистирол

25

15

488

720

29 000

10

Полипропилен

32,7

3,4

395

Полиэтилен

12

30

440

560

13

Витамин С

60

20

280

610

33 200

Витамин А

45

80

250

570

35 000

Алюминий

10

0,025

470

60

63 000

2

Древесная мука

13–25

20

255

770

17 000

17

Торфяная пыль

50

41

205

250

9 200

11

Крахмал зерновой

40

30

625

770

10

Мука пшеничная в/с

28,8

50

380

650

13 000

11

Декстрин

40

400

680

19 300

10

Резиновая мука

74–79

2

377

550

20 000

14

 

В настоящей работе используется один из наиболее распростра- ненных в практике аспирационный метод отбора проб воздуха. Прак- тически наибольшее распространение находят фильтры марок АФА, ФПП, изготовленные из полимерных фильтрующих материалов.

Запыленность  воздуха  характеризуется  массой  пыли,  содержа-

щейся в единице объема (мг/м3).

2. Экспериментальная часть

2.1. Описание установки для исследования запыленности воздуха

Установка состоит из пылевой камеры 8 и приборного отсека 1

(рис. 6.1).

Пылевая камера служит для имитации производственного поме-

щения с запыленным воздухом.

Поворотом ручки бункера-дозатора 9 исследуемая пыль вносится в пылевую камеру, где распыляется с помощью вентилятора. На пра-

вой стенке камеры установлен фонарь, который позволяет визуально определить наличие пыли в камере. На передней стенке пылевой ка-

меры имеется штуцер 11, служащий для отбора проб воздуха. Отбор воздуха производится патроном, в который вставляются аэрозольные фильтры АФА-В-10 или АФА-В-18, изготовленные из перхлорвини-

лового фильтрующего материала (ткани Петрянова).

Рис. 6.1. Установка для исследования запыленности воздуха:

1 – приборный отсек; 2 – тумблеры; 3 – индикаторные лампы;

4 – пробоотборная трубка; 5 – штуцеры; 6 – ротаметры; 7 – вентили;

8 – пылевая камера; 9 – ручка бункера-дозатора; 10 – смотровое окно;

11 – пробоотборный штуцер

В приборном отсеке установлены аспиратор, позволяющий отби-

рать пробы воздуха с различной скоростью, и блок управления. В свою

очередь, аспиратор состоит из воздуходувки и 4-х ротаметров 6 (отсчет скорости движения воздуха производится по верхнему краю поплавков).

2.2. Порядок выполнения работы

2.2.1. Определение запыленности воздуха

1. Ознакомиться с установкой. Выяснить у преподавателя, какая пыль загружена в камеру. Включить тумблер «Сеть».

2. Взвесить фильтр с точностью до 0,1 мг.

Для этого вставьте сетевой адаптер электронных весов в розетку.

Нажмите клавишу « → 0/Т ← ». При этом на короткое время засветят-

On

ся все сегменты дисплея, затем индикация веса «* 0.0 mg». Если необ-

ходимо обнулить весы, кратко нажмите клавишу « → 0/Т ← ».

On

Откройте шторку и поместите на платформу весов фильтр. На дис- плее появится масса фильтра. Если загорается индикатор «*», значит результат взвешивания стабилен. Извлеките фильтр и закройте шторку.

Чтобы выключить весы, удерживайте клавишу «Mode off» пока на дисплее не появится индикация «OFF».

3. Вставить фильтр в патрон, не присоединяя к пылевой камере.

Включить тумблер «Аспиратор» и вращением ручки вентиля ротамет- ра 7, к которому подсоединен патрон с фильтром, установить скорость прохождения  воздуха  15 л/мин.  Вентили  трех  других  ротаметров должны быть закрыты. Отключить тумблер аспиратора.

4. Подсоединить взвешенный фильтр к пылевой камере с помо-

щью пробоотборной трубки 4.

5. Включить тумблер «Вентилятор», в результате чего в камере создается запыленная среда.

6. Включить аспиратор на 5 мин по секундомеру и произвести от-

бор пробы воздуха.

7. Установку отключить от электросети, для чего тумблеры по-

ставить в положение «Выкл.».

8. Достать фильтр из патрона и взвесить его.

9. Запыленность воздуха определить из выражения

С = ( g2 − g1 ) ⋅1000 ,        (6.1)

v ⋅ t

где g2 – масса фильтра с пробой, мг; g1 – масса чистого фильтра, мг; v –

скорость отбора пробы, л/мин; t – продолжительность отбора пробы, мин.

Результаты замеров заносятся в табл. 6.3.

 

Результаты определения запыленности воздуха

Таблица 6.3

 

Масса

фильтра, мг

 

Продол- житель- ность от- бора t, мин

 

Показания ротаметра v, л/мин

 

Объем воздуха, м3

Концентрация пыли, мг/м3

 

началь-

ная

 

конеч-

ная

 

факти-

ческая

 

ПДК

нижний

предел воспламе- нения

 

Полученные результаты сопоставить с нормами «Перечень регла- ментируемых в воздухе рабочей зоны вредных веществ» (табл. 6.1) и нижним концентрационным пределом воспламенения (если пыль го- рючая по табл. 6.2). Сделать вывод.

2.2.2. Определение дисперсного состава пылей

Недостатком аспирационного, да и других существующих мето- дов является то, что они не могут дать полной гигиенической оценки пыли. Одно и то же массовое содержание пыли может быть при нали- чии в воздухе как небольшого количества крупных частиц, так и мно-

жества мелких. Однако поведение пыли в воздухе и действие ее на ор-

ганизм в зависимости от дисперсности совершенно различны.

Характер опасности пыли в зависимости от ее дисперсного соста-

ва представлен на рис. 6.2.

Подпись: Доля
осаждающихся частиц, \%
50

40

30

20

10

2          4          6          8          10        12

Диаметр частиц, мкм

Рис. 6.2. Задержка пылевых частиц в легких в зависимости от дисперсного состава пыли

Как видно из рис. 6.2, частицы пыли размером 10–12 мкм практи- чески не поступают в легкие и, следовательно, не представляют собой опасности. Максимальная задержка пыли в легких наблюдается для размеров частиц 1–2 мкм.

Поэтому данные о массовом содержании пыли в воздухе должны быть  дополнены определением ее  дисперсности. Для  характеристики

дисперсности пыли определяют процентное содержание частиц, имею-

щих размеры до 2 мкм, от 2 до 5 мкм, от 5 до 10 мкм и больше 10 мкм.

Подготовка препаратов методом просветления заключается в сле-

дующем. Фильтры АФА, использованные ранее для определения мас- сового содержания пыли в воздухе, укладывают фильтрующей по- верхностью на предметное стекло и препарат держат в течение не- скольких минут над парами ацетона, подогреваемого на водяной бане, спиртовой или газовой горелке. Ткань фильтра расплавляется, приоб- ретая вид прозрачной пленки, в которой под микроскопом хорошо видны фиксированные пылевые частицы.

Определение дисперсности методом микроскопии проводится с помощью окулярного микрометра (рис. 6.3). Он представляет собой линейку, нанесенную на стекле округлой формы, диаметр которого соответствует внутреннему диаметру трубки окуляра микроскопа.

Рис. 6.3. Измерение величины окулярной микрометрической линейки:

1 – окулярная микроскопическая линейка;

2 – объектив-микрометр

Перед определением размеров пылевых частиц предварительно определяют   цену   деления   линейки   с   помощью   объектива-мик- рометра 2.  Он  представляет  собой  закрепленный  в  металлической пластинке стеклянный круг, на поверхности которого нанесены линии с интервалом в 10 мкм (всего на расстоянии 1 мм нанесено 100 ли- ний). Объектив-микрометр помещают на оптический столик микро- скопа и находят указанные линии под малым увеличением, центруют в поле зрения, после чего переводят под большое увеличение или им- мерсию. Далее извлекают окуляр микроскопа, снимают верхнюю крышку, помещают в него окулярную микрометрическую линейку,

закрывают крышку окуляра и устанавливают его в микроскоп. После чего совмещают линии объектива-микрометра с краем окулярной микрометрической линейки так, как это показано на рис. 6.3, и высчи- тывают цену делений линейки.

Далее пылевой препарат устанавливают на столик микроскопа вме- сте с объективом-микрометром и производят измерения при тех оптиче- ских условиях, при которых определена цена делений окулярного мик- рометра. Для этого подводят по очереди каждую пылинку подряд без выбора под линейку, определяя размер у 25–30 пылинок по наибольше- му их диаметру. Результаты отмечают каким-либо знаком в табл. 6.4.

 

Результаты определения дисперсного состава пыли

Таблица 6.4

 

Величина пылинок, мкм

 

До 2

От 2 до

5

От 5 до

10

Больше

10

Всего пылинок

Средний диаметр

Количество пылинок

 

 

 

 

 

 

Процентное

содержание

 

 

 

 

 

100

 

 

Пользуясь графиком (рис. 6.2), определяют возможную задержку исследуемой пыли в легких человека.

2.2.3. Определение морфологии частиц пыли

Морфологические особенности частиц изучают методом обычной микроскопии на тех же препаратах, которые использовались для оп- ределения дисперсности пыли. При этом описывают форму частиц (округлая, неправильная, игло- или овальнообразная и т. д.), их про- центное соотношение в пыли, характер поверхности, наличие волок- нистых структур, конгломератов частиц, различных включений и др. Морфологическая оценка позволяет сделать выводы об устойчивости аэрозоля, вещественном составе пыли, их происхождении и возмож- ном воздействии на организм человека.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что представляют собой промышленные пыли (аэрозоли)?

2. Как классифицируются промышленные пыли?

3. Какие характеристики пыли Вы знаете?

4. Как воздействуют пыли на организм человека и от каких фак-

торов зависит степень их воздействия?

 

119

 
5. Что такое ПДК пыли в воздухе рабочей зоны?

6. Какие мероприятия по борьбе с пылью можно предложить в общем случае и для конкретного производства (по специальности)?

7. Что такое горючая пыль? Ее виды.

8. Как подразделяются промышленные пыли по взрываемости?

9. Какие существуют методы отбора проб пыли из воздуха рабо-

чей зоны?

10. Назовите показатели пожаровзрывоопасности пылей.

11. Что такое морфология частиц и каковы методы ее исследования?

ЛИТЕРАТУРА

1. Пожаровзрывобезопасность горючих пылей. Общие требования:

ГОСТ 12.1.041-83. – Введ. 01.07.84. – М.: Изд-во стандартов, 1984. – 16 с.

2. Санитарные нормы, правила и гигиенические нормативы «Пе-

речень  регламентированных  в  воздухе  рабочей  зоны  вредных  ве-

ществ». – Введ. 01.07.09. – Минск: М-во здравоохранения Респ. Бела-

русь, 2009. – 148 с.

Лабораторная работа № 7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ И НОРМИРОВАНИЕ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Цель работы: ознакомиться с требованиями, предъявляемыми к ка- честву воздуха рабочей зоны, методами и приборами газового анализа; выполнить практические замеры концентраций газов и паров в воздухе производственных помещений и сравнить их с санитарными нормами.

Приборы и оборудование: УГ-2, ГХ-4, ПГФ 2М1-ИЗГ.

1. Общие положения

Человек в состоянии покоя за 1 мин вдыхает 6–8 л воздуха, при работе этот объем увеличивается и может достигать 100–120 л/мин. Поэтому присутствие даже небольших количеств вредных веществ в воздухе рабочей зоны может привести к отравлениям и заболеваниям. Пары и газы, возникающие в производственном процессе и при хра- нении химических веществ, могут проникать в организм человека че- рез органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, неповрежденную кожу и при этом воздействовать на его ткани и биохимические систе- мы, вызывая нарушения процессов нормальной жизнедеятельности.

Вредные вещества – вещества, которые при контакте с организ-

мом человека могут вызвать профессиональные заболевания или от-

клонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными ме- тодами, как в процессе воздействия вещества, так и в отдаленные сро- ки жизни настоящего и последующих поколений.

Вредные вещества могут поступать в организм человека тремя путями: через легкие, желудочно-кишечный тракт и неповрежденный кожный покров. Через дыхательные пути вредные вещества проника-

ют в организм в виде паров, газов и пыли; через желудочно-кишечный тракт – чаще всего с загрязненных рук, но также и вследствие загла- тывания пыли, паров, газов; через кожу проникают органические хи-

мические вещества преимущественно жидкой, маслянистой и тесто-

образной консистенции.

С биологической точки зрения весьма важно знать возможные пу-

ти проникновения вредных веществ в организм. От этого зависит эф-

фект их воздействия.

Наиболее опасным путем попадания вредных веществ в организм являются органы дыхания. Поверхность легочных альвеол при сред- нем их растяжении равна 90–100 м2, толщина же альвеолярных мем- бран колеблется в пределах 0,004–0,01 мм, поэтому в легких создают- ся  благоприятные условия  для  проникания газов,  паров  и  пыли  в кровь без каких-либо химических превращений под действием защит- ных реакций организма.

Через неповрежденный кожный покров могут проникать химиче- ские вещества, которые хорошо растворяются в жирах (углеводороды ароматического и жирного ряда, их производные, металлоорганиче- ские соединения и др.).

Количество вредных веществ, которое может проникнуть через кожу, находится в прямой зависимости от их растворимости, величи-

ны поверхности соприкосновения с кожей и скорости кровотока.

Проникновение через кожу – менее опасный путь отравления ор- ганизма, поскольку всасывание вещества через кожу идет достаточно медленно, а, кроме того, кровь, в которую попали эти вещества, вна- чале проходит печень, а затем уже направляется к жизненно важным органам, т. е. таким образом частично вредные вещества могут быть выведены из организма.

В производственных условиях поступление вредных веществ в организм через желудочно-кишечный тракт наблюдается сравнитель- но редко. В желудочно-кишечном тракте по сравнению с легкими ус- ловия всасывания веществ затруднены. Это объясняется тем, что, во- первых, желудочно-кишечный тракт имеет относительно небольшую поверхность; во-вторых, кислая среда желудочного сока может изме- нить химические вещества, превратив их в менее токсичные; в- третьих, вещества, всосавшиеся в кровь, проходят вначале через пе- чень, где частично могут задерживаться и выводиться из организма.

В  практической работе знание путей поступления вредных ве-

ществ в организм определяет меры профилактики отравления.

По распределению в тканях и прониканию в клетки химические вещества можно разделить на две основные группы: неэлектролиты и электролиты.

Неэлектролиты, растворяющиеся в жирах и липоидах, способны в

большом количестве и достаточно быстро проникать в клетку, а пото-

му наиболее опасны для человека.

Распределение неэлектролитов в  организме определяется в  ос-

новном условиями кровоснабжения органов и тканей. Органы и ткани,

имеющие богатую кровеносную систему (мозг, например), насыща-

ются неэлектролитами быстрее всего. Однако при прекращении по- ступления их в организм эти органы и ткани быстрее всего освобож- даются от токсических веществ. В конечном счете неэлектролиты по- сле прекращения поступления их в организм распределяются во всех тканях равномерно.

Способность электролитов проникать в клетку резко ограничена и зависит  от  заряда  поверхностного  слоя  клетки.  Если  поверхность

клетки заряжена отрицательно, она не пропускает анионов, а при по-

ложительном заряде она не пропускает катионов.

К особенностям распределения в организме электролитов отно-

сится, прежде всего, их способность быстро удаляться из крови и, на- капливаясь в отдельных органах, образовывать в организме «депо». Так, для свинца и фтора «депо» образуется в костях, для ртути – в пе- чени и почках, для марганца – в печени.

Поступившие в организм вредные вещества подвергаются под действием защитных реакций разнообразным превращениям.

Почти все органические и неорганические вещества подвергаются превращениям  путем  различных  химических  реакций  (окисления,

восстановления, гидролиза и т. д.). Не подвергаются превращениям лишь химически инертные вещества, как, например, бензин, выде-

ляющийся из организма в неизмененном виде.

Результатом превращения вредных веществ в организме большей частью является их обезвреживание, поскольку вновь образующиеся продукты менее токсичны. Однако имеются исключения из этого об- щего правила, когда в результате превращений образуются более ток- сичные вещества. Например, метиловый спирт окисляется в организ- ме до формальдегида и муравьиной кислоты; метилацетат гидролизу- ется и расщепляется на метиловый спирт и уксусную кислоту.

Из организма вредные вещества могут выделяться через легкие, почки, желудочно-кишечный тракт, кожу. Через легкие выделяются летучие вещества, не изменяющиеся или медленно изменяющиеся в организме (бензин, бензол, хлороформ, этиловый эфир и др.).

Через почки выделяются хорошо растворимые в воде вещества и продукты их превращения в организме. Плохо растворимые вещества, например тяжелые металлы – свинец, ртуть, марганец и другие, выде-

ляются через почки медленно.

Через желудочно-кишечный тракт выделяются плохо растворимые или нерастворимые вещества – свинец, ртуть, марганец, сурьма и др.

Через кожу сальными железами выделяются все растворимые в жирах вещества.

Все производственные вредные вещества оказывают общее дей- ствие на организм. При этом для ряда токсических веществ характер- но преимущественное действие в точке своего приложения (кислоты, щелочи), другие же оказывают резорбтивное воздействие (действие после всасывания в кровь).

Некоторые вещества кроме общего оказывают избирательное действие по отношению к тем или иным органам и системам. Окись

углерода, например, обладает высоким сродством к гемоглобину, об- разуя с ним карбоксигемоглобин. Избирательным воздействием на гемоглобин обладают также нитро- и аминопроизводные бензола и

его гомологов, образуя метгемоглобин.

Многие производственные яды являются химическими аллерге-

нами, способными вызывать аллергические реакции: дерматит, брон-

хиальную астму, крапивницу и т. д.

В производственных условиях довольно часто происходит ком- бинированное действие на организм двух или нескольких веществ од- новременно. Возможны три основных типа комбинированного дейст- вия химических веществ: синергизм – когда одно вещество усиливает действие другого вещества; антагонизм – когда одно вещество ос- лабляет действие другого; суммация (аддитивное действие) – когда действие веществ суммируется.

В большинстве случаев производственные яды в сочетании дей-

ствуют по типу суммации.

Некоторые вещества, попадая в организм человека, могут накап- ливаться в нем, вызывая развитие опухолей. Такие вещества называ- ются канцерогенами.

Наиболее распространенными и поэтому представляющими наи- большую опасность считаются химические канцерогенные вещества. Однако при соответствующих условиях (мощность дозы, длитель- ность облучения) возможны заболевания раком кожи от воздействия рентгеновских и γ-лучей.

Таким образом, по характеру воздействия на организм человека

вредные вещества подразделяются на шесть групп:

• общетоксические – вызывающие общее поражение организма

(оксид углерода, цианистые соединения, ртуть, свинец, мышьяк и др.);

• раздражающие  –  поражающие  поверхность  тканей  дыха-

тельного тракта и слизистые оболочки (аммиак, хлор, ацетон, ок-

сиды азота и др.);

• сенсибилизирующие       –          вызывающие  повышение  реактивной

способности организма, его клеток и тканей на внешнее раздражение,

проявляющееся в аллергических реакциях организма (формальдегид,

растворители и лаки на основе нитро- и нитрозосоединений и др.);

• мутагенные – воздействующие на генетический аппарат клетки

(свинец, радиоактивные вещества и др.);

• канцерогенные – вызывающие образование в организме злока-

чественных опухолей (асбест, никель, окислы хрома и др.);

• влияющие  на  репродуктивную  функцию  организма  (ртуть,

марганец, свинец, стирол и др.).

При неправильной с гигиенической точки зрения организации труда и отсутствии специальных мер профилактики вредные вещества

могут вызвать профессиональные отравления. По характеру возник-

новения и течения они делятся на острые и хронические.

Острые профессиональные отравления возникают за короткий срок, не более одной смены, часто мгновенно, при вдыхании больших концентраций паров или газов.

Хронические отравления происходят при вдыхании малых кон- центраций ядов в течение длительного времени, при этом симптомы отравления нарастают постепенно. Хронические отравления возника-

ют либо вследствие постепенного накопления в организме самого яда (материальная кумуляция), либо, что бывает чаще, в результате сум- мирования  изменений  в  организме,  вызванных  воздействием  яда

(функциональная кумуляция).

Наконец, производственные яды, помимо острого или хрониче-

ского отравления, могут оказывать так называемое общее, неспеци-

фическое действие – понижение общей неспецифической сопротив-

ляемости другим вредным воздействиям, в частности инфекциям.

При любой форме отравления характер действия вредного веще-

ства определяется степенью его физиологической активности – ток-

сичностью.

Токсичность вещества зависит от ряда факторов: его состава и строения, физико-химических свойств и агрегатного состояния, кон-

центрации в  воздухе, путей проникновения в  организм, продолжи-

тельности действия, дозы, а также от особенностей состояния орга-

низма человека.

Чем выше дисперсность, тем легче проникают вещества в орга-

низм и тем сильнее их вредное действие. С увеличением растворимо-

сти веществ в воде и жирах возрастает их токсичность.

Действие ядовитого вещества на организм может быть местным

и общим. Типичным местным действием обладают газы и пары, вы-

зывающие  раздражение  слизистых  оболочек  носа,  горла,  бронхов

(пощипывание, сухой кашель и др.) и глаз (резь, боль, слезотечение).

Большинство промышленных ядов обладает резорбтивным дей-

ствием, проявляя свою токсичность после всасывания в кровь.

Для оценки вредности химических веществ в воздухе рабочей зо-

ны устанавливаются предельно допустимые концентрации (ПДК).

Предельно допустимая концентрация – концентрация вредного вещества, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч и не более 40 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоро- вья, обнаруживаемых современными методами исследований в про- цессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последую- щего поколений.

При отсутствии утвержденного значения ПДК временно можно пользоваться величиной ОБУВ (ориентировочно безопасного уровня воздействия).

ОБУВ устанавливается, как правило, на период, предшествующий проектированию производства. Он рассчитывается исходя из физико- химических свойств веществ или путем интерполяций и экстраполя- ций в рядах, близких по строению соединений, или по показателям острой опасности. ОБУВ должны пересчитываться через два года по- сле утверждения или заменяться ПДК с учетом накопленных данных о соотношении здоровья работающих с условиями труда. ОБУВ не должны применяться при проектировании производства.

По степени воздействия на организм человека вредные вещества cогласно ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности» подразделяются на 4 класса:

1 – вещества чрезвычайно опасные (ванадий и его соединения, оксид кадмия, карбонил никеля, озон, ртуть, свинец и его соединения, терефталевая кислота, тетраэтилсвинец, фосфор желтый и др.);

2 – вещества высокоопасные (оксиды азота, дихлорэтан, карбо- фос, марганец, медь, мышьяковистый водород, пиридин, серная и со- ляная кислоты, сероводород, сероуглерод, тиурам, формальдегид, фтористый водород, хлор, растворы едких щелочей и др.);

3 – вещества умеренно опасные (камфара, капролактам, ксилол, нитрофоска,  полиэтилен  низкого  давления,  сернистый  ангидрид, спирт метиловый, толуол, фенол, фурфурол и др.);

4 – вещества малоопасные (аммиак, ацетон, бензин, керосин, нафталин, скипидар, спирт этиловый, оксид углерода, уайт-спирит, доломит, известняк, магнезит и др.).

Класс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей, указанных в табл. 7.1.

 

Показатели токсичности вредных веществ

Таблица 7.1

 

Наименование показателя

Норма для класса опасности

1

2

3

4

Предельно допустимая кон-

центрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м3

 

Менее 0,1

 

0,1–1,0

 

1,1–10,0

 

Более 10,0

Средняя смертельная доза при  введении  в  желудок,

мг/кг

 

Менее 15

 

15–150

 

151–5 000

 

Более 5 000

Средняя смертельная доза

при  нанесении  на  кожу,

мг/кг

 

Менее 100

 

100–500

 

501–2 500

 

Более 2 500

Средняя  смертельная  кон-

центрация в воздухе, мг/м3

 

Менее 500

 

500–5 000

5 001–

50 000

 

Более 50 000

Коэффициент возможности

ингаляционного отравления

(КВИО)

 

Более 300

 

300–30

 

29–3

 

Менее 3

Зона острого действия

Менее 6,0

6,0–18,0

18,1–54,0

Более 54,0

Зона хронического дейст-

вия

 

Более 10,0

 

10,0–5,0

 

4,9–2,5

 

Менее 2,5

 

Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю, значение которого является максимальным.

Средняя смертельная доза при введении в желудок – доза ве-

щества, вызывающая гибель 50\% животных при однократном введе-

нии в желудок.

Средняя смертельная доза при нанесении на кожу – доза ве-

щества, вызывающая гибель 50\% животных при однократном нане-

сении на кожу.

Средняя смертельная концентрация в воздухе – концентрация вещества,  вызывающая  гибель  50\%  животных  при  двух-четырех-

часовом ингаляционном воздействии.

Коэффициент            возможности ингаляционного        отравления

(КВИО) – отношение максимально достижимой концентрации вред-

ного вещества в воздухе при 20°С к средней смертельной концентра-

ции вещества для мышей.

Зона острого действия – отношение средней смертельной кон- центрации вредного вещества к минимальной (пороговой) концентра- ции, вызывающей изменение биологических показателей на уровне

целостного  организма,  выходящих  за  пределы  приспособительных физиологических реакций.

Зона хронического действия – отношение минимальной (поро- говой) концентрации, вызывающей изменение биологических показа- телей на уровне целостного организма, выходящих за пределы при- способительных физиологических реакций, к минимальной (порого- вой) концентрации, вызывающей вредное действие в хроническом эксперименте по 4 ч, пять раз в неделю на протяжении не менее четы- рех месяцев.

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны производ- ственных помещений должно соответствовать санитарно-гигие- ническим требованиям, приведенным в Санитарных нормах, правилах

и гигиенических нормативах «Перечень регламентированных в возду- хе рабочей зоны вредных веществ», утвержденных Постановлением Министерства здравоохранения Республики Беларусь № 240 от 31 де-

кабря 2008 г.

Санитарные нормы устанавливают величины предельно допусти-

мых концентраций (ПДК), ориентировочных безопасных уровней воз-

действия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны, предельно допустимые уровни (ПДУ) загрязнения кожных покровов работников вредными веществами.

Предельно допустимое содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны регламентируется на рабочих местах независимо от их расположения – в производственных помещениях, в горных выработ- ках, на открытых площадках, транспортных средствах для обеспече- ния производственного контроля за качеством производственной сре- ды и профилактики неблагоприятного воздействия вредных веществ на здоровье работников.

Рабочая зона – пространство высотой до 2 м над уровнем пола

или площадки, где находятся места постоянного или временного (не- постоянного) пребывания работников. На постоянном рабочем месте работник находится большую часть своего рабочего времени (более

50\% или более 2 ч непрерывно); при выполнении работ в различных

пунктах рабочей зоны постоянным рабочим местом считается вся ра-

бочая зона.

Фактическая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны не должна превышать ПДК. Воздействие вредного вещества на уровне ПДК не исключает нарушение состояния здоровья у лиц с по- вышенной чувствительностью. ПДК устанавливаются в виде макси- мально разовых (ПДКм.р) и среднесменных гигиенических нормативов (ПДКс.с). Для веществ, способных вызывать преимущественно хрони- ческие  интоксикации  (фиброгенные  пыли,  аэрозоли  дезинтеграции

металлов и др.), устанавливаются среднесменные ПДК, для веществ с остронаправленным            токсическим  эффектом  (ферментные,  раздра- жающие яды и др.) устанавливаются максимальные разовые концен- трации; для веществ, при воздействии которых возможно развитие как хронических, так и острых интоксикаций, устанавливаются наряду с максимально разовыми и среднесменные ПДК.

Среднесменная ПДК – средняя концентрация, полученная при непрерывном или прерывистом отборе проб воздуха при суммарном времени не менее 75\% продолжительности рабочей смены, или кон- центрация средневзвешенная во времени длительности всей смены в зоне дыхания работников на местах постоянного или временного их пребывания.

Величины ПДК и другие физико-химические свойства некоторых веществ приведены в табл. 7.2.

При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны не- скольких вредных веществ разнонаправленного действия величины гигиенических нормативов остаются такими же, как и при изолиро- ванном действии.

Таблица 7.2

Физико-химические свойства некоторых химических веществ

 

 

Наименование вещества

 

Молеку- лярная масса

Концентрационные пределы распростра- нения пламени, \% об.

ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м3

 

Класс опасно- сти

 

нижний

 

верхний

Аммиак

17

15

28

20

4

Ацетон

58

2,7

13

200

4

Бензин топливный

0,96

4,96

100

4

Бензол

78

1,43

7,1

5

2

Гексан

86

1,24

7,5

300

4

Диоксид азота

46

2

3

Диоксид серы

64

10

3

Ксилол

106

1,0

6,2

50

3

Оксид углерода

28

12,5

74

20

4

Сероводород

34

4,3

4,6

10

2

Скипидар

136

0,8

300

4

Толуол

92

1,27

6,8

50

3

 

При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны несколь-

ких вредных веществ однонаправленного действия сумма отношений

фактических концентраций каждого из них (К1, К2, ..., Кn) в воздухе к их

ПДК (ПДК1, ПДК2, ..., ПДКn) не должна превышать единицы:

 

К1

ПДК1

 

+          К 2

ПДК 2

 

+ ⋅ ⋅ ⋅ +

 

К n

ПДК n

 

≤ 1 .   (7.1)

 

Контроль содержания вредных веществ в воздухе проводится при характерных производственных условиях с отбором проб в зоне ды- хания на рабочих местах постоянного и временного пребывания ра- ботников. При наличии идентичного оборудования или выполнении одинаковых операций контроль проводится выборочно на отдельных рабочих местах, расположенных в центре и на периферии помещения.

Содержание вредного вещества в данной конкретной точке опре-

деляется следующим суммарным временем отбора проб: для токсиче- ских веществ – не менее 15 минут, для веществ преимущественно фиброгенного действия – 30 минут. За данный период времени может

быть отобрана одна или несколько последовательных проб через рав- ные промежутки времени. Результаты, полученные при однократном отборе или при усреднении последовательно отобранных проб, срав-

нивают с величинами максимально разовой ПДК.

В течение смены и (или) на отдельных этапах технологического процесса в одной точке должно быть последовательно отобрано не

менее двух проб. Для аэрозолей преимущественно фиброгенного дей-

ствия допускается отбор одной пробы.

При возможном поступлении в воздух рабочей зоны вредных ве-

ществ с остронаправленным механизмом действия должен быть обес-

печен непрерывный контроль с сигнализацией о превышении ПДК.

Периодичность контроля определяется в зависимости от класса опасности вредного вещества, характера технологического процесса

(непрерывный, периодический) и устанавливается: для I класса – не реже 1 раза в 10 дней, II класса – не реже 1 раза в месяц, III и IV клас-

сов – не реже 1 раза в квартал.

После реконструкции, модернизации, увеличения объема произ-

водства, капитального ремонта, внедрения новых технологий, сырья и химических веществ, при возникновении (или после) аварийных си-

туаций, а также при расследовании случаев профессиональных забо-

леваний, отравлений, контроль воздуха рабочей зоны осуществляется в обязательном порядке.

Среднесменные концентрации определяют для веществ, для кото- рых установлен гигиенический норматив – ПДКс.с. Измерения прово- дят приборами индивидуального контроля или по результатам от- дельных измерений с расчетом средневзвешенной во времени величи-

ны, с учетом пребывания работника на всех (в том числе и вне контак- та с контролируемым веществом) стадиях и операциях технологиче- ского процесса. Обследование осуществляется на протяжении не ме- нее чем 75\% продолжительности смены в течение не менее 3 смен. Расчет проводится по формуле

 

Кс.с

= К1 ⋅ t1 + К2 ⋅ t2 +  + Кn ⋅ tn ,         (7.2)

t1 + t2 +  + tn

 

где Кс.с  – среднесменная концентрация, мг/м3; К1, К2, ..., Кn  – средние арифметические величины отдельных измерений концентраций вред- ного вещества на отдельных стадиях (операциях) технологического процесса, мг/м3; t1, t2, ..., tn  – продолжительность отдельных стадий (операций) технологического процесса, мин.

Периодичность контроля  за  соблюдением среднесменной ПДК

должна быть не реже одного раза в год.

Предельно допустимый уровень загрязнения кожи (ПДУ) вред- ными веществами устанавливается для поверхности кожных покровов рук работников в миллиграммах на сантиметр квадратный (мг/см2).

Контроль загрязнения кожи осуществляют во время технологиче- ских процессов и операций при наибольшем контакте работников с вредными веществами не менее 3-х раз в смену в соответствии с дей-

ствующими техническими нормативными правовыми актами.

Периодичность контроля за соблюдением ПДУ загрязнения кожи должна соответствовать кратности контроля ПДК максимально разо-

вых для воздуха рабочей зоны.

Значения ПДУ загрязнения кожи рук работающих для некоторых вредных веществ представлены в табл. 7.3.

 

ПДУ загрязнения кожных покровов рук работающих с вредными веществами

Таблица 7.3

 

Наименование веществ

ПДУ, мг/см2

Бензол

0,05

Жирные спирты фракции С5–С10

0,2

Ксилол

1,75

Метанол

0,02

Нитробензол

2,4

Сурьма

0,001/по сурьме

Толуидин

0,7

Толуол

0,05

Хлорбензол

0,8

Циклогексанон

1,5

Для контроля воздушной среды применяются лабораторные, ин- дикационные и экспресс-методы. Существуют также автоматические приборы контроля газовой среды.

Лабораторные методы очень точны и дают возможность опре- делить микроколичества токсичных веществ в воздухе. При примене- нии этого метода берется проба воздуха в производственном помеще- нии и анализируется в лаборатории. Однако такие методы требуют значительного времени и применяются главным образом в исследова- тельских работах. Для этой цели используют различные методы хи- мического (объемные и весовые) и физико-химического (фотоколо- риметрия, спектроскопия, кулонометрия, хроматография, полярогра- фия и др.) анализа.

Индикационные методы отличаются простотой, с их помощью можно быстро определить качественный состав загрязнителей. Инди- кационные методы применяются, когда нежелательно присутствие токсичных веществ даже в малых концентрациях, а при их наличии требуются особые срочные меры (пуск аварийной вентиляции, ней- трализация загазованного участка, применение средств индивидуаль- ной защиты и т. д.). Однако количественное определение токсичных веществ в воздухе при помощи индикационных методов можно про- извести весьма ориентировочно.

В  основу  индикационных методов положены цветные реакции

между загрязненным воздухом и поглотительным раствором или ре- активной бумажкой. По интенсивности окрашивания поглотителя можно ориентировочно судить о концентрации определяемого веще- ства в воздухе. Так, бумажка, пропитанная уксуснокислым свинцом, чернеет в присутствии следов сероводорода; бумажка, пропитанная парами диметиламинобензольдегида (бумажка Прокофьева), краснеет в присутствии следов фосгена и т. д.

Экспресс-методы служат для качественного и количественного определения концентрации вредных паров и газов непосредственно в рабочей зоне. Для проведения контроля экспресс-методами применя- ются газоанализаторы марок УГ, химический газоопределитель ГХ, газоанализатор типа ПГФ 2М1-ИЗГ и др.

Экспресс-методы преимущественно основаны на получении цветной реакции при взаимодействии определяемого вещества с твер-

дым сорбентом – индикаторным порошком, помещенным в узенькую стеклянную трубку. При просасывании загрязненного воздуха через трубку индикаторный порошок окрашивается на определенную дли-

ну, по величине которой судят о концентрации определяемого веще-

ства. Основные положения линейно-колористического метода реали-

зованы в газоанализаторах УГ-1 и УГ-2.

Автоматические газоанализаторы непрерывного действия осуще-

ствляют обычно непрерывную регистрацию уровня загазованности на диаграммной ленте. Газоанализаторы могут обладать различной чувстви- тельностью. Газоанализаторы, настроенные на уровни ПДК или показа- тели взрывоопасности, при достижении соответствующей концентрации дают световой или звуковой сигнал, автоматически включают вентиля- цию и т. п. Такие приборы называются газосигнализаторами.

К  газосигнализаторам взрывоопасных газов  и  паров  относятся

«Сигма-1», «Сигнал-02», «Сигма-1Б» (для паров бензина), ГСА-2, ХОББИТ-Т-Cl2 (хлор), ХОББИТ-Т-NH3 (аммиак), ХОББИТ-Т-CO (угарный газ), ОКА-МТ-2 и ОКА-МТ (горючие газы) и др.

Из стационарных автоматических газосигнализаторов, опреде- ляющих концентрации горючих газов, паров и их смесей с воздухом, следует отметить следующие: СГП-1 ХЛЧ (горючие пары нефти и неф-

тепродуктов); СДК-2 (органические вещества и их смеси); СВИ-4 (ам-

миак, ацетон, бензин, бензол, сероводород, стирол) и многие другие.

Для определения и сигнализации о превышении ПДК токсичных веществ используются газоанализаторы следующих марок: ФКГ-3М

(хлор);  ФЛС  (сероводород,  аммиак,  фосген,  синильная  кислота); ФЛ-550 1М (озон, диоксид азота, сероводород, аммиак, хлор, серни- стый газ); ГМК-3 (оксид углерода); ГКП-1 (сернистый ангидрид); ФК

(оксиды азота, фтористый водород) и др.

На предприятиях, производственная деятельность которых связа-

на с вредными веществами, должны быть разработаны нормативно-

технические документы по безопасности труда при производстве, применении и хранении вредных веществ; выполнены комплексы ор- ганизационно-технических, санитарно-гигиенических и медико-био- логических мероприятий.

Мероприятия по обеспечению безопасности труда при контакте с вредными веществами должны предусматривать:

• замену вредных веществ менее вредными (например, ограниче-

ние применения бензола, дихлорэтана, четыреххлористого углерода в

рецептуре лаков и красок; замена ртутных контрольно-измерительных приборов безртутными и т. д.);

• гигиеническую стандартизацию химического сырья и продук-

ции (например, ограничение содержания мышьяка в серной кислоте,

ароматических углеводородов в бензинах, метилового спирта, фурфу-

рола в гидролизном или сульфитном спирту и т. д.);

• рационализацию технологического процесса, аппаратуры и обо-

рудования  (например,  комплексная  механизация  и  автоматизация

процессов с вредными условиями труда, замена периодических про-

цессов непрерывными, исключение операций, связанных с загрязне-

нием воздушной среды вредными веществами, систематическое про- ведение текущего, планово-предупредительного и капитального ре- монта оборудования и т. д.);

• в деле борьбы с производственными отравлениями важное зна-

чение имеют такие санитарно-технические мероприятия, как плани-

ровка цехов и оборудования, исключающая поступление газов, паров,

пыли из одного помещения в другое; выбор материалов для стен и по-

толков, не сорбирующих вредные вещества; применение вентиляци-

онной техники и т. д.;

• в тех случаях, когда технические и санитарно-технические ме-

роприятия не ликвидируют полностью воздействие вредных веществ

на организм, необходима индивидуальная защита органов дыхания,

зрения и кожи;

• обязательным требованием для работающих во вредных усло-

виях является соблюдение установленного режима труда и отдыха,

предоставление специального питания, дополнительного отпуска, обучение безопасным методам работы и профилактическое медицин- ское обследование.

Мероприятия по  профилактике заболеваний, возникающих при

воздействии пыли, можно разделить на три группы: технологические и технические; санитарно-технические; медико-профилактические.

Технические мероприятия направлены на рационализацию про-

изводственного процесса, позволяющую в ряде случаев добиться пол- ной ликвидации пылеобразования. К ним относятся, например, при- менение во время дробления, размола, смешивания пылеобразующих материалов увлажнения, замена в процессе очистки литья пескост- руйных аппаратов на дробеструйные, периодической загрузки сыпу- чих материалов на непрерывную и т. д.

Санитарно-технические мероприятия включают в себя ком- плекс мер по подавлению пылеобразования, например, путем ороше- ния зон выделения пыли распыленной водой или водяным паром, применения местных отсосов пыли в вентиляционные системы с по- следующей очисткой воздуха в пылеулавливающих аппаратах, обще- обменной вентиляции и т. д.

Медико-профилактические мероприятия включают в  себя  пе-

риодические медицинские осмотры (при поступлении на работу, сис-

тематически в процессе работы через год или полгода в зависимости от свойств пыли) с целью выявления пневмокониозов на ранних ста- диях их развития, устройство профилакториев для профилактики и лечения дыхательных путей работающих в условиях повышенной за- пыленности, применение средств индивидуальной защиты органов дыхания, систематический контроль за содержанием пыли в воздухе производственных помещений и некоторые другие мероприятия.

В данной работе производится определение концентрации вред-

ных паров и газов экспресс-методом.

2. Экспериментальная часть

Для имитации помещений, содержащих газы и пары вредных ве- ществ, в работе используются стеклянные емкости с соответствую- щими компонентами. Отбор проб и анализ воздуха из указанных со- судов производится с помощью следующего оборудования.

2.1. Универсальный переносной газоанализатор типа УГ-2

Газоанализатор   УГ-2,   устройство   которого   представлено   на рис. 7.1, предназначен для определения в воздухе производственных помещений хлора, аммиака, сероводорода, оксида углерода, бензина, бензола, ксилола, ацетилена и других газов и паров.

Погрешность показаний      газоанализатора        составляет      ±10\%  от

верхнего предела каждой шкалы определяемого вещества.

В закрытой части корпуса 12 помещается резиновый сильфон 11 с двумя фланцами и стаканом, в котором находится пружина 10. Во внутренних гофрах сильфона установлены распорные кольца 9 для придания сильфону жесткости и сохранения постоянства объема. На верхней плате 4 имеется неподвижная втулка 6 для направления што- ка 7 при сжатии сильфона. На штуцере 2 с внутренней стороны надета резиновая трубка 1, которая вторым концом через нижний фланец со- единяется с внутренней полостью сильфона. К свободному концу трубки 3 при анализе присоединяется индикаторная трубка и при не- обходимости фильтрующий патрон. Просасывание исследуемого воз- духа через индикаторную трубку производится после предваритель- ного сжатия сильфона штоком. На гранях (под головкой штока) обо- значены объемы просасываемого при анализе воздуха. На цилиндри- ческой поверхности штока имеются четыре продольные канавки, каж- дая с двумя углублениями 8, служащими для определения фиксато-

 

 
ром 5  объема просасываемого воздуха. Расстояние между  углубле- ниями на канавках подобрано таким образом, чтобы при ходе штока от одного углубления до другого сильфон забирал необходимое для анализа данного газа количество исследуемого воздуха.

3          4 5   6

7

2

8

9

10

11

1

12

Рис. 7.1. Устройство газоанализатора:

1 – резиновая трубка; 2 – штуцер; 3 – трубка;

4 – верхняя плата; 5 – фиксатор;

6 – втулка; 7 – шток; 8 – канавка; 9 – распорное кольцо;

10 – пружина; 11 – резиновый сильфон; 12 – корпус

Перед началом определения концентрации примеси в воздухе не- обходимо приготовить индикаторные трубки с соответствующим по- глотителем (в зависимости от того, концентрацию какого вещества планируется определять).

Индикаторная трубка представляет собой стеклянную трубку, за- полненную индикаторным порошком. Приготавливается она следую- щим образом. В один из концов стеклянной трубки 2 (рис. 7.2) встав-

ляют стержень 1, а в  противоположный вкладывают прослойку из

гигроскопической ваты 3 и штырьком 4 до соприкосновения с торцом стержня  сжимают  вату.  При  этом  толщина  прослойки  из  ваты  не

должна превышать 2,5 мм.

Затем вынимают стержень и через воронку с тонким концом 5 ин-

дикаторный порошок из ампулы 6, вскрытой перед самым применени-

ем, насыпают до края в открытый конец трубки.

 

1

5

2

2          1          7

3

6

4

Рис. 7.2. Принадлежности для подготовки к работе индикаторной трубки:

1 – стержень; 2 – стеклянная трубка; 3 – вата; 4 – штырек;

5 – воронка; 6 – ампула с индикаторным порошком; 7 – крючок

Постукиванием по стенке трубки стержнем достигается уплотне- ние столбика порошка, после чего сверху столбика накладывают та- кую же прослойку из гигроскопической ваты.

Неплотное заполнение индикаторной трубки порошком способст- вует увеличению длины окрашенного столбика и размытости его гра- ниц. Длина уплотненного столбика порошка в трубке должна состав- лять 68–70 мм.

Для перезарядки использованных индикаторных трубок с помо- щью крючка 7 извлекают тампон и высыпают использованный инди- каторный порошок в специальную коробку.

Дальнейшая подготовка прибора к измерению состоит в следующем:

– выбирается специальная шкала (рис. 7.3) для анализируемого вещества. На ней указаны объемы просасываемого воздуха. Измере- ния начинают с просасывания минимального объема анализируемого газа. Если индикаторная трубка не окрасится при таком объеме проса- сываемого воздуха, необходимо повторить измерение при максималь- ном объеме;

– из гнезда прибора вынимают четырехгранный шток 7 (рис. 7.1). Объем просасываемого воздуха указан под головкой штока. Выбран- ное значение объема просасываемого воздуха устанавливается в сто- рону стопора. Далее, оттягивая левой рукой стопор, нажимают на го- ловку штока, топя его. При этом сильфон сжимается. Топят шток до

тех пор, пока верхнее углубление не дойдет до стопора 5. Шток фик-

сируется стопором и остается в этом положении;

Рис. 7.3. Шкала для определения концентрации вредных веществ (аммиака)

– затем индикаторную трубку вставляют в резиновую трубку 3;

– перед просасыванием воздуха через трубку слегка надавливают на головку штока, отводят стопор 5. Освобожденный шток под дейст- вием пружины 10 движется вверх. Стопор сразу же нужно отпустить. Когда нижнее углубление на канавке штока совпадет со стопором, по- следний со щелчком войдет в него и остановит шток.

Просасывание воздуха через индикаторную трубку необходимо проводить в течение времени, указанного на соответствующей шкале (рис. 7.3, общее время просасывания, в числителе – для минимального объема, в знаменателе – для максимального объема). После этого ин- дикаторную трубку отсоединяют и накладывают на шкалу (рис. 7.3) для определения концентрации примеси (шкалу выбирают в зависи- мости от объема просасываемого воздуха). Индикаторную трубку размещают так, чтобы границы порошка в ней со стороны просасыва- ния воздуха совпадали с нулевым делением шкалы. Деление на шкале напротив участка с изменившимся цветом порошка в индикаторной

трубке укажет содержание (мг/м3) исследуемой примеси в воздухе.

На шкалах к прибору приведены продолжительность хода штока и общее время просасывания воздуха через трубку, которые следует учитывать при исследовании воздуха.

Сводная таблица линейно-колористических определений приме-

сей приведена в табл. 7.4.

 

Линейно-колористическое определение токсичных паров и газов с помощью УГ-2

Таблица 7.4

 

 

Определяемое вещество

 

Цвет индика- торного по- рошка после анализа

Пределы опреде- ляемых концен- траций, мг/м3

 

Время опреде- ления, мин

 

Чувст- витель- ность метода, мг/м3

 

Мешающие определению пары

и газы

Хлор

Красный

2–60

25–300

5–6

3–4

2

Бром, йод, окис- лители, хлора- мины

Аммиак

Синий

0–40

0–400

3

2

Пары кислот, щелочей и ами- нов

Сероводород

Коричневый

0–360

3–5

2

Меркаптаны

Оксид  углеро-

да

Коричневый

(кольцо)

15–200

40–400

8

5

Карбонилы ме-

таллов

Бензин

Светло-корич-

невый

0–5 000

0–30 000

5

3

Бензол

Светло-зеле-

ный

0–1 000

4

Толуол,            кси-

лол и бензин

Ксилол

Красно-фиоле-

товый

5–500

200–2 000

4

3

50

Толуол,            бен-

зол

Ацетилен

Светло-корич-

невый

0–1 400

0–6 000

5

3

140

Сероводород,

АsН3

 

Примечание. Для задержки веществ, мешающих определению, в ряде случаев при-

меняют фильтрующий патрон.

2.2. Химический газоопределитель ГХ-4 (5)

Химический газоопределитель предназначен для прямого экспресс- определения концентраций оксида углерода, оксидов азота, сернистого газа, сероводорода, углекислого газа и других веществ в воздухе.

Общий вид прибора с принадлежностями показан на рис. 7.4. Га- зоопределитель ГХ-4 (5) представляет собой меховой насос-аспиратор АМ-5 1, предназначенный для просасывания анализируемого воздуха через индикаторные трубки, с набором готовых индикаторных тру- бок 2, являющихся его измерительной частью.

Рис. 7.4. Химический газоопределитель ГХ-4 (5):

1 – аспиратор АМ-5 (в сборе с индикаторной трубкой);

2 – набор готовых индикаторных трубок

Принцип действия газоопределителя основан на изменении окра- ски индикаторной массы в трубке при пропускании через нее газовой смеси, содержащей определяемый газ, и измерении его концентрации по длине изменившего окраску слоя индикаторного порошка.

Индикаторные  трубки  длиной  125 мм  и  наружным  диаметром

7 мм заполняются специфичными на каждый определяемый газ реак-

тивными порошками, концы трубок оттянуты и запаяны.

Аспиратор АМ-5 представляет собой ручной резиновый мех с объемом хода 100 мл. Внутри меха расположены пружины, удержи-

вающие его в разжатом положении. Наружная часть пружины в под-

веске имеет отверстие и служит для обламывания концов индикатор-

ных трубок, а резиновая трубка – для их вставки. Выпускной клапан обеспечивает выход воздуха из меха при его сжатии.

В местах, где нужно определить концентрацию газов, вскрыва- ют индикаторную трубку так, чтобы не нарушить прокладку и слой порошка. Запаянные концы трубок необходимо отламывать осто- рожно, во избежание попадания осколков в глаза, для чего необхо- димо держать аспиратор на расстоянии вытянутой руки, повернув голову в сторону. Индикаторную трубку плотно вставляют в рези- новую трубку прибора. Стрелка на трубке при этом должна быть направлена к аспиратору. Сжимают резиновый мех до упора, а за- тем отпускают его. При этом исследуемый воздух просасывается

через индикаторную трубку. Если окрашенная часть индикаторного порошка не достигла первого деления, делают столько просасыва- ний, чтобы можно было наиболее точно определить концентрацию примеси. При этом подсчитывают количество просасываний. После чего индикаторную трубку накладывают на шкалу для определения концентрации исследуемого газа, которая, как правило, помещена на обратной стороне коробки с индикаторными трубками. Концен- трации указаны здесь в процентах на 1000 мл просасываемого воз- духа. Если количество просасываний было больше или меньше 10 (т. е.  больше или  меньше того  объема, на  который градуирована шкала), пересчет концентрации производится по формуле

Х = 10 ⋅ К ,  (7.3)

n

где Х – определяемая концентрация, \% об.; К – концентрация по труб- ке, измеренная по шкале, \% об.; n – количество ходов меха (количест- во просасываний).

В некоторых случаях в зависимости от свойств анализируемого газа и состава индикаторного порошка отбор пробы воздуха прово- дится в объемах 100 или 1000 мл (10 просасываний). В этом случае расчет концентрации производится в соответствии с формулой, при- веденной на упаковке индикаторных трубок.

Пересчет концентраций газов в воздухе производственных поме-

щений Кх, мг/м3, производится по формуле

Х ⋅ М ⋅104

V

 
К х  =

Т

,           (7.4)

 

где Х – концентрация газа в воздухе, \% об.; М – молекулярная масса газа, г; VТ – объем 1 грамм-молекулы газа при данных условиях, л.

Так как измерения проводятся в помещении лаборатории при по-

стоянной  температуре  18–20°С,  то  можно  принять,  что  1  грамм-

молекула газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л. Та-

ким образом, формула (7.4) примет вид

 

К х  =

Х ⋅ М ⋅104

22,4

.           (7.5)

 

При окончательном расчете концентраций определяемого газа не- обходимо учесть значения поправочного коэффициента на величину атмосферного давления в соответствии с табл. 7.5.

Таблица 7.5

Значения поправочного коэффициента для корректировки показаний газоопределителя в зависимости от атмосферного давления

 

Атмосферное давление,

кПа (мм рт. ст.)

 

Поправочный коэффициент

91 (680)

1,09

92 (690)

1,07

93 (700)

1,06

95 (710)

1,04

96 (720)

1,02

97 (730)

1,01

99 (740)

1,00

100 (750)

0,98

101 (760)

0,97

103 (770)

0,96

104 (780)

0,95

105 (790)

0,93

107 (800)

0,92

108 (810)

0,91

109 (820)

0,90

111 (830)

0,89

112 (840)

0,88

113 (850)

0,87

 

2.3. Переносной газоанализатор типа ПГФ 2М1-ИЗГ

Для инструментального экспресс-анализа горючих газов в воздухе рабочих помещений, колодцах, химических аппаратах, газгольдерах и других замкнутых объемах используется переносной газоанализатор типа ПГФ во взрывозащищенном исполнении.

Газовая и электрическая схемы газоанализатора ПГФ 2М1-ИЗГ

показаны на рис. 7.5.

Действие прибора основано на измерении сопротивления платино- вой спирали в зависимости от ее температуры, которое может повы- шаться за счет тепла, выделяющегося при каталитическом окислении углеводородсодержащих газов в измерительной камере газоанализатора.

Рис. 7.5. Принципиальная электрическая и газовая схемы газоанализатора ПГФ 2М1-ИЗГ:

1 – трехходовый кран; 2, 5 – взрывозащитные устройства; 3 – камера рабочего плечевого элемента; 4 – камера сравнительного плечевого элемента

Электрическая схема газоанализатора представляет собой изме-

рительный мостик, уравновешенный при отсутствии горючих газов.

В измерительную камеру 3 газоанализатора поршневым насосом,

смонтированным в приборе, нагнетают анализируемую смесь воздуха с газом. При нажатии кнопки в цепи источника питания (батарея кар-

манного фонаря) ток нагревает платиновую спираль, помещенную в измерительной камере. На этой спирали происходит сгорание анали-

зируемой газовоздушной смеси. За счет дополнительного нагрева от сгорания сопротивление платиновой спирали в камере 3 изменяется по сравнению с сопротивлением в камере 4. Это нарушает равновесие моста, и стрелка гальванометра отклоняется. Чем выше концентрация

газа (пара), тем больше отклоняется стрелка гальванометра.

Правила пользования прибором изложены на внутренней стороне крышки. Там же приведены шкалы определений концентраций паров

бензина, этанола и других веществ в миллиграммах на литр (под ме-

таллической частью крышки).

2.4. Порядок выполнения работы

1. Перед началом выполнения работы уточнить у преподавателя, какое вещество анализируется и с помощью какого прибора определя- ется его концентрация.

2. Если            используется  универсальный         переносной    газоанализа-

тор УГ-2, то необходимо подготовить индикаторные трубки для ана-

лиза (смотри описание прибора). Во избежание порчи одежды не до-

пускать попадания на нее индикаторного порошка! Необходимый объем просасываемого воздуха и условия исследования выбрать из прилагаемых к прибору шкал на различные вещества. Концентрацию исследуемого газа определить по соответствующей шкале (смотри описание прибора). После выполнения работы использованные трубки вскрыть, индикаторный порошок высыпать в специальную посуду.

3. Если используется химический газоопределитель ГХ-4 (5), то концентрацию вредного вещества определить соответствующими ин- дикаторными трубками по методике, изложенной в описании прибора, соблюдая осторожность при их вскрытии. Использованные трубки не- обходимо выбросить в урну.

4. Если используется переносной газоанализатор ПГФ 2М1-ИЗГ,

то концентрацию вредного вещества определить в соответствии с ме-

тодикой, приведенной на крышке прибора (смотри описание прибора). После окончания работы с газоанализатором необходимо его продуть чистым воздухом, сделав 4–5 просасываний поршнем насоса.

Полученные результаты занести в табл. 7.6.

 

Результаты исследований

Таблица 7.6

 

 

Наиме- нова- ние газов

и паров

 

Фактическая кон-

центрация, мг/м3

 

ПДК,

мг/м3

Нижний концен- трационный пре- дел распростране- ния пламени

Верхний концен- трационный предел распространения пламени

 

УГ-2

 

ГХ-4

 

ПГФ

\% по объему

3

мг/м при 20°С

\% по объему

мг/м3

при 20°С

 

По результатам исследования сопоставить полученные значения с ПДК и нижним концентрационным пределом распространения пламе- ни, сделать соответствующие выводы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что такое вредные вещества и какими путями они поступают в организм человека?

2. Какое влияние на человека оказывают вредные вещества?

3. Как классифицируются вредные вещества по характеру воздей-

ствия на организм человека?

4. Что такое токсичность, от чего она зависит?

5. Что такое ПДК и ОБУВ? Их значение для профилактики отрав-

лений и профзаболеваний.

144

 
6. Как подразделяются вредные вещества по степени воздействия на организм человека (степени токсичности)?

7. Какие существуют показатели токсичности? Их определение.

8. Какие требования предъявляются к качеству воздуха в произ- водственных помещениях при наличии в нем примесей веществ одно- направленного и разнонаправленного действия?

9. Как нормируется содержание вредных веществ на кожном по-

крове работающих?

10. Как производится контроль состояния качества воздуха в ра-

бочей зоне? Периодичность контроля.

11. Дайте характеристику используемых методов контроля воз-

душной среды.

12. Где и какие автоматические газоанализаторы используются на производстве?

13. Какие мероприятия используются на производстве для борьбы с загазованностью воздуха?

14.  Устройство  и  принцип  действия  приборов  УГ-2,  ГХ-4  (5),

ПГФ 2М1-ИЗГ.

ЛИТЕРАТУРА

1. Вредные вещества. Классификация и общие требования безо- пасности: ГОСТ 12.1.007-76. – Введ. 01.01.77. – М.: Изд-во стандар- тов, 1991. – 8 с.

2. Санитарные нормы, правила и гигиенические нормативы «Пе-

речень  регламентированных  в  воздухе  рабочей  зоны  вредных  ве-

ществ». – Введ. 01.07.09. – Минск: М-во здравоохранения Респ. Бела-

русь, 2009. – 148 с.

Лабораторная работа № 8

ИССЛЕДОВАНИЕ И НОРМИРОВАНИЕ УРОВНЕЙ ШУМА И ВИБРАЦИИ НА РАБОЧИХ МЕСТАХ

Цель работы: ознакомиться с общими понятиями о звуке и виб- рации и их воздействием на организм человека, нормативными мате- риалами и приборами для проведения измерений; научиться опреде- лять фактические уровни шума и вибрации, а также производить оценку эффективности звукопоглощающих экранов и давать санитар- но-гигиеническую оценку рабочего места.

Приборы  и  оборудование:  лабораторная  установка,  шумомер

ВШВ-003-М2, микрофон с разъемом, датчик ДН-3-М1 с разъемом.

1. Общие положения

1.1. Физические и физиологические характеристики шума и вибрации

В качестве звука мы воспринимаем упругие колебания среды – газа, жидкости и твердого тела, распространяющиеся волнообразно в воздухе. Упругие колебания в частотном диапазоне, воспринимаемом органом слуха человека, распространяющиеся в виде волн в газооб- разных средах или образующие в ограниченных областях этих сред стоячие волны, представляют собой шум. Звуки, распространяющиеся в воздухе, вызывают воздушный шум. При колебаниях, распростра- няющихся в твердых телах, возникает структурный шум. В твердых телах, имеющих конечные размеры, колебательный процесс проявля- ется в форме вибрации.

Процесс возникновения воздушного звука механического проис-

хождения упрощенно можно представить с помощью колебания меха- нического стержня. Если не зажатый конец стержня отклонить от по- ложения равновесия и отпустить, он начнет совершать колебательные движения. Эти колебания вызовут смещение прилегающих к стержню частиц воздуха. Воздух является упругой средой, поэтому смещенные частицы под влиянием упругости будут снова возвращаться в свое ис- ходное состояние, образуя при этом зоны уплотнения и разрежения с различной величиной давления. Такие уплотнения и разрежения по-

следовательно от частицы к частице распространяются в воздушной среде с определенной скоростью от источника возбуждения в виде звуковых волн. Скорость распространения звука в воздухе при темпе-

ратуре 20°С и нормальном атмосферном давлении равна 344 м/с.

Достигнув барабанной перепонки уха, звуковая волна вызывает ее

колебания. Далее эти колебания воспринимаются слуховыми органа- ми, передаются в слуховые центры головного мозга и создают ощу- щение звука.

Характер шума зависит от вида источника. Шум можно под-

разделить:

а)  на  механический, возникающий  в  результате  движения  от-

дельных деталей и узлов машины (особенно значительный при неис- правности механизмов или механизмов с неуравновешенными масса- ми и т. д.), например, работающие металлообрабатывающие станки;

б) ударный, возникающий при некоторых технологических про-

цессах: ковке, штамповке, клепке;

в) аэро(гидро)динамический, возникающий при больших скоро-

стях движения газов, паров, жидкости, например шум газовых струй реактивных двигателей, шум, возникающий при всасывании воздуха

компрессорными установками, и др.

Основные физические характеристики звука: частота f (Гц),

звуковое давление Р (Па), интенсивность или сила звука I (Вт/м2),

звуковая мощность ω (Вт). Частота – одна из основных характеристик,

по которой мы различаем звук. Частота колебаний – это число пол-

ных колебаний за одну секунду. Частота колебаний, вызывающих слуховое ощущение звука, находится в пределах от 16 до 20 000 Гц.

Ухо человека наиболее чувствительно к звукам частотой от 1000 до

3000 Гц. Наибольшая острота слуха наблюдается в возрасте 15–20 лет.

С возрастом слух ухудшается. Колебания с частотой ниже 16 Гц назы-

ваются инфразвуком, а свыше 20 000 Гц – ультразвуком. Инфразвук и ультразвук не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биоло- гическое действие на организм человека.

Звуковым давлением Р называется переменная составляющая дав-

ления воздуха или газа, возникающая в результате звуковых колебаний.

Распространение  звуковой  волны  сопровождается  и  переносом энергии. Интенсивностью звука I называется количество звуковой

энергии, проходящее в единицу времени через единицу поверхности,

перпендикулярную к направлению распространения звуковой волны.

Минимальная            интенсивность          звука,  которая           воспринимается ухом, называется порогом слышимости. В качестве стандартной час-

тоты  сравнения  принята  частота  1000 Гц.  При  этой  частоте  порог слышимости I0 = 10–12 Вт/м2, а соответствующее ему звуковое давле-

ние Р0 = 2 ⋅ 10–5 Па. Максимальная интенсивность звука, при которой

орган слуха начинает испытывать болевое ощущение, называется по-

рогом  болевого  ощущения, равным  102 Вт/м2,  а  соответствующее ему звуковое давление Р = 2 ⋅ 102 Па. Между порогом слышимости и

болевым порогом лежит область слышимости.

Ухо человека реагирует не на абсолютное, а на относительное из- менение интенсивности звука. При этом ощущения человека пропор- циональны логарифму количества энергии шума.

Поэтому на практике для характеристики шума принято оце- нивать звуковое давление и интенсивность звука не в абсолютных, а в относительных единицах – белах (Б). Измеренные таким обра- зом величины называются уровнями. Так как орган слуха человека способен  различать  изменения  уровня  интенсивности  звука  на

0,1 Б, то для практического использования применяется единица в

10 раз меньше – децибел (дБ).

Уровень звукового давления – выраженное в логарифмических единицах отношение среднего квадратического значения звукового давления в определенной полосе частот к стандартизованному исход- ному значению звукового давления (порогу слышимости):

 

L = 20 ⋅ lg

 

P ,        (8.1)

P0

 

где L – уровень звукового давления, дБ; Р – среднее квадратическое значение  звукового  давления  в  определенной  полосе  частот,  Па;

Р0 = 2 ⋅ 10–5 – исходное значение звукового давления в воздухе, Па.

Уровень интенсивности звука определяется по формуле

 

L = 10 ⋅ lg I

I 0

,           (8.2)

где I – интенсивность звука, Вт/м2; I0 = 10–12  – интенсивность звука,

соответствующая порогу слышимости, Вт/м2.

Таким образом, все воспринимаемые человеческим ухом звуки можно оценить уровнями от 0 до 140 дБ. На практике обычно произ- водят вычисления уровней до целых чисел, так как изменения уровня звукового давления менее чем на 1 дБ слухом не воспринимаются.

Уровни звукового давления некоторых источников шума приве-

дены в табл. 8.1.

 

Характеристики источников шума

Таблица 8.1

 

 

Источники звуков и слуховые пороги

Уровень звукового давления, дБ

Порог слышимости

0

Шелест листвы

10–20

Шепот на расстоянии 1 м

30–40

Тихая речь

50–60

Шум при работе токарного станка

70–80

Шум при работе пневматического инструмента

110–120

Шум реактивного двигателя на расстоянии 1 м от сопла

Более 140

Порог болевого ощущения

140

 

При уровне шума выше 80 дБ становится трудно разговаривать,

уровень шума 120 дБ вызывает ощущение давления в ушах, при 130–

140 дБ шум создает болевое ощущение, при 160 дБ и выше происхо-

дит механическое повреждение органов слуха и внутренних органов, при уровнях порядка 180 дБ начинают разрушаться металлические со- единения (заклепочные и сварочные швы).

Суммарный уровень звукового давления L, дБ, создаваемый не- сколькими источниками звука с одинаковым уровнем звукового дав- ления Li, рассчитывается по формуле

L = Li  + 10 ⋅ lg n ,   (8.3)

где n – число источников шума с одинаковым уровнем звукового давления.

Так, например, если шум создают два одинаковых источника шу-

ма, то их суммарный шум на 3 дБ больше, чем каждого из них в от-

дельности.

Суммарный уровень звукового давления нескольких различных источников звука определяется по формуле

L = 10 ⋅ lg (100,1L1  + 100,1L2  +  + 100,1Ln ) ,            (8.4)

где L1, L2, ..., Ln – уровни звукового давления, создаваемые каждым из источников звука в исследуемой точке пространства.

Так как чувствительность слухового аппарата человека различна

для различных частот, то для того, чтобы приблизить результаты объ- ективных измерений к субъективному восприятию человеком, введе- но понятие корректированного уровня звукового давления. Для кор- рекции используются зависящие от частот звука поправки к уровню

звукового       давления.   Эти   поправки   стандартизированы;   наиболее употребительна коррекция «А».

Уровень звука – выраженное в логарифмических единицах от-

ношение среднего квадратического значения звукового давления, скорректированного  по  стандартизованной  частотной  характеристи- ке «А», к стандартизованному исходному значению звукового давле- ния; измеряется в децибелах по частотной характеристике «А» (дБА) и определяется по формуле

L = 20 ⋅ lg PА  ,       (8.5)

P0

где L – уровень звука, дБА; РА  – среднее квадратическое значение звукового давления с учетом коррекции «А», Па; Р0 = 2 ⋅ 10–5 – исход-

ное значение звукового давления в воздухе, Па.

При исследовании шумов весь диапазон частот разбивают на по- лосы частот. За ширину полосы принята октава, т. е. интервал частот, в котором высшая частота f2 в два раза больше низшей f1. В практике

 

используют октавные (

f 2  = 2 ) и третьоктавные ( f 2

f1         f1

= 3  2 ) полосы час-

тот. В качестве частоты, характеризующей полосу в целом, берется

среднегеометрическая частота        f =

f1 ⋅

f 2  . Например, октавную по-

лосу 22,4–45 Гц выражает среднегеометрическая частота 31,5 Гц; 45–

90 Гц – 63 Гц и т. д. В результате сформирован стандартный ряд из девяти октавных полос со среднегеометрическими частотами 31,5; 63;

125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.

Сложный шум может быть разложен на простые составляющие тона с указанием интенсивности и частоты каждого из них. Графиче-

ское изображение состава шума называется спектром и является его важнейшей характеристикой. Спектр шума показывает распределение

колебательной энергии по звуковому диапазону частот.

Шумы классифицируются в соответствии с СанПиН «Шум на ра-

бочих местах, в транспортных средствах, в помещениях жилых, обще-

ственных зданий и на территории жилой застройки».

По характеру спектра шум следует подразделять на широкопо-

лосный и тональный.

Широкополосный шум – шум с непрерывным спектром шириной более одной октавы.

Тональный шум – шум, в спектре которого имеются выраженные дискретные (тональные) составляющие.

Тональный характер шума для практических целей устанавлива- ется измерением в третьоктавных полосах частот по превышению уровня звукового давления в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.

По временным характеристикам шума выделяют постоянный и непостоянный шум.

Постоянный шум – шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) или за время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки из- меняется не более чем на 5 дБА при измерениях на стандартизованной

временной характеристике измерительного прибора «медленно».

Непостоянный шум – шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) или за время измерения в помещениях

жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки из- меняется более чем на 5 дБА при измерениях на стандартизованной временной характеристике измерительного прибора «медленно».

Непостоянный  шум  подразделяют  на  колеблющийся,  прерыви-

стый и импульсный.

Колеблющийся шум – шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени.

Прерывистый шум – шум, уровень звука которого изменяется во времени ступенчато (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, со-

ставляет 1 с и более.

Импульсный шум – шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни

звука, измеряемые на стандартизованных временных характеристиках шумомера «импульс» и «медленно», отличаются на 7 дБА и более.

Объективный  уровень  звукового  давления  (или  интенсивности

звука) не дает представления о его физиологическом восприятии. Ухо человека неодинаково чувствует различные частоты, поэтому звуки одной и той же интенсивности, но различной частоты субъективно оцениваются как неодинаково громкие. И, наоборот, звуки, различной интенсивности и частоты могут восприниматься органом слуха при разном уровне их интенсивности как одинаково громкие. Например, звук частотой 100 Гц и силой 50 дБ воспринимается как равногромкий звуку частотой 1000 Гц и силой 20 дБ. Субъективное ощущение ин- тенсивности звука оценивается уровнем его громкости.

За единицу уровня громкости – фон – принимается разность уровней интенсивности в 1 дБ эталонного звука частотой 1000 Гц. На

частоте 1000 Гц уровни громкости приняты равными уровням звуко-

вого давления.

Соотношения между уровнем звукового давления в децибелах и уровнем громкости в фонах хорошо иллюстрируются кривыми равной

громкости, представленными на рис. 8.1. Каждая кривая представляет собой геометрическое место точек, координаты которых – частота и

интенсивность звука – обеспечивают одинаковую слышимость.

L, дБ

 

120

100

80

60

40

20

0

Порог болевого ощущения

Подпись: Уровень громкости,  фонПорог слышимости

120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

 

20        100      500      1 000   5 000  10 000   f, Гц

Рис. 8.1. Кривые равной громкости

Вибрация – механические колебания и волны в твердых телах, воспринимаемые организмом человека как сотрясения. Часто вибра- ции сопровождаются слышимым шумом.

Принято считать, что диапазон колебаний, воспринимаемый че- ловеком как вибрации при непосредственном контакте с колеблющей- ся поверхностью, лежит в пределах 12–8000 Гц. Колебания с частотой

до 12 Гц воспринимаются всем телом как отдельные толчки.

По способу передачи на человека вибрация подразделяется на об-

щую и локальную.

Общая вибрация – вибрация, передающаяся через опорные по-

верхности на тело стоящего или сидящего человека.

Локальная вибрация – вибрация, передающаяся через руки чело- века, воздействующая на ноги сидящего человека или предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями.

Основные  параметры,  характеризующие  вибрацию:  частота  f (Гц); амплитуда смещения А (м) (величина наибольшего отклонения колеблющейся точки от положения равновесия); колебательная ско- рость v (м/с); колебательное ускорение а (м/с2).

Также как и для шума, весь спектр частот вибраций, восприни-

маемых человеком, разделен на октавные и третьоктавные полосы.

Поскольку диапазон изменения параметров вибрации от порого-

вых значений, при которых она не опасна, до действительных боль- шой, то удобнее измерять не действительные значения этих парамет- ров, а логарифм отношения действительных значений к пороговым. Такую величину называют логарифмическим уровнем параметра, а единицу ее измерения – децибел (дБ).

Логарифмические уровни виброускорения

L  , дБ, в i-й октавной

a

 
i

или третьоктавной полосе – уровни, непосредственно измеряемые в ок-

тавных или третьоктавных полосах частот или определяемые по формуле

 

a

 
L          = 20 ⋅ lg ai

i           a0

,           (8.6)

 

где аi – средние квадратические значения виброускорения в октавных или третьоктавных полосах частот, м/с2; а0  – исходное значение виб-

роускорения, а0 = 3 ⋅ 10–4 м/с2.

Логарифмические уровни виброскорости

L  , дБ, в i-й октавной

v

 
i

или третьоктавной полосе – уровни, непосредственно измеряемые в ок-

тавных или третьоктавных полосах частот или определяемые по формуле

 

v

 
L          = 20 ⋅ lg vi

i           v0

,           (8.7)

 

где vi  – средние квадратические значения виброскорости в октавных или третьоктавных полосах частот, м/с; v0 – исходное значение вибро-

скорости, v0 = 5 ⋅ 10–8 м/с.

Корректированный по частоте уровень параметра вибрации Lu,

дБ, – одночисловая характеристика вибрации, непосредственно изме-

ряемая с применением виброметров с корректирующими фильтрами или определяемая  как  результат  энергетического  суммирования  уровней

вибрации  в  октавных  (третьоктавных)  полосах  с  учетом  октавных

(третьоктавных) весовых коэффициентов (поправок) по формуле

n          0,1(L   +ΔL   )

u

 
L  = 10 ⋅ lg 10       ui         ui    ,    (8.8)

i=1

где Lu  – корректированный по частоте уровень параметра вибрации,

дБ; n – число октавных (третьоктавных) полос; i – порядковый номер

октавной  (третьоктавной)  полосы;

L          –  октавные  (третьоктавные)

u

 
i

u

 
уровни параметра вибрации, дБ; Δ L        – октавные (третьоктавные) ве-

i

совые поправки, дБ.

Общая вибрация в зависимости от источника ее возникновения

подразделяется:

• на общую вибрацию 1-й категории – транспортную вибрацию,

воздействующую на человека на рабочих местах самоходных и при-

цепных машин, транспортных средств при движении по местности

(тракторы, самоходные машины, грузовые автомобили);

• общую       вибрацию       2-й       категории       –          транспортно-техноло-

гическую вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах

машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхно- стям производственных помещений, промышленных площадок, гор- ных выработок (экскаваторы, краны промышленные и строительные, напольный производственный транспорт), а также на рабочих места водителей легковых автомобилей и автобусов;

• общую вибрацию 3-й категории – технологическую вибрацию,

воздействующую на человека на рабочих местах стационарных машин

или передающуюся на рабочие места, не имеющие источников вибра- ции (станки, кузнечно-прессовое оборудование, электрические маши- ны, стационарные электрические установки, насосные агрегаты и вен- тиляторы и др.). Общую вибрацию категории 3 по месту действия подразделяют на следующие типы:

а) на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий;

б) на рабочих местах складов, столовых, бытовых, дежурных и

других производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию;

в) на рабочих местах административных и служебных помещений

заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских поме- щений, рабочих комнат и других помещений для работников умст- венного труда.

Локальная вибрация в зависимости от источника возникновения

подразделяется на передающуюся от ручных машин с двигателем или

ручного механизированного инструмента; органов управления машин и оборудования; ручных инструментов без двигателей и обрабатывае- мых деталей.

По направлению действия вибрация подразделяется:

• на  общую  вибрацию,  действующую  вдоль  осей  ортогональной

системы координат Хо, Yо, Zо, где Хо (от спины к груди) и Yо (от правого

плеча  к  левому)  –  горизонтальные  оси,  направленные  параллельно

опорным поверхностям; Zо – вертикальная ось, перпендикулярная опор-

ным поверхностям тела в местах его контакта с сиденьем, полом и т. п.;

• локальную вибрацию, действующую вдоль осей  ортогональной

системы координат Хл, Yл, Zл, где ось Хл совпадает или параллельна оси

места охвата источника вибрации (рукоятки, рулевого колеса, рычага

управления, удерживаемого в руках обрабатываемого изделия и т. п.), ось Yл перпендикулярна ладони, а ось Zл лежит в плоскости, образован- ной осью Хл и направлением приложения силы или подачи обрабаты- ваемого изделия (или осью предплечья, когда сила не прикладывается).

По характеру спектра вибрация подразделяется:

• на узкополосную вибрацию, для которой уровень контролируе-

мого параметра в одной третьоктавной полосе частот более чем на

15 дБ превышает уровень в соседних третьоктавных полосах;

• широкополосную вибрацию с непрерывным спектром шириной

более одной октавы.

По частотному составу вибрация подразделяется:

• на  низкочастотную вибрацию  (с  преобладанием  максималь-

ных уровней в октавных полосах частот 1–4 Гц – для общей вибрации,

8–16 Гц – для локальной);

• среднечастотную вибрацию (8–16 Гц – для общей вибрации,

31,5–63 Гц – для локальной);

• высокочастотную вибрацию (31,5–63 Гц – для общей вибра-

ции, 125–1000 Гц – для локальной).

По временным характеристикам вибрация подразделяется:

•        на постоянную вибрацию, для которой величина нормируе-

мых параметров изменяется не более чем в 2 раза (6 дБ) за время на-

блюдения при измерении с постоянной времени 1 с;

•        непостоянную вибрацию, для которой величина нормируе-

мых параметров изменяется более чем в 2 раза (6 дБ) за время наблю-

дения при измерении с постоянной времени 1 с, в том числе:

а) колеблющуюся во времени вибрацию, для которой величина нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени;

б) прерывистую вибрацию, когда контакт человека с вибрацией прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с;

в) импульсную вибрацию, состоящую из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов), каждое длительнос- тью менее 1 с.

1.2. Воздействие шума и вибрации на организм человека

Борьба с шумом стала в настоящее время социальной проблемой. Производственный шум отрицательно действует не только на людей, работающих на шумных производственных участках, но и на весь контингент лиц, обслуживающих данное производство, и на населе- ние, проживающее вблизи территории завода.

Установлено, что производственный шум, превышающий пре- дельно допустимый уровень звукового давления, при длительном воз- действии приводит к профессиональным заболеваниям органов слуха, вызывая частичную или полную глухоту, к болезням нервной, сердеч- но-сосудистой систем и кишечно-желудочного тракта. Функциональ- ные нарушения нервной системы развиваются значительно раньше, чем слухового аппарата. Такое общее заболевание организма под воз- действием шума называют шумовой болезнью.

На основании всесторонних исследований, проведенных на рабо- чих различных профессий, выявлен характерный комплекс рас- стройств. Постоянными являются жалобы, указывающие на наруше- ние нервно-психического равновесия, повышенную утомляемость, го- ловную боль, головокружение, бессонницу, раздражительность, вя- лость и др. У некоторых людей имеет место нарастающая неперено- симость к шуму, заставляющая их менять профессию.

Лица, работающие на шумных производствах, предъявляют жа-

лобы, свидетельствующие и о нарушениях сердечно-сосудистой сис- темы: боли в области сердца, приступы сердцебиения, одышка. Отме- чается повышение или понижение артериального давления.

Длительное воздействие шума приводит к утомлению органа слу-

ха и с течением времени вызывает патологические изменения, кото- рые появляются в результате истощения адаптационной способности и нарушения нормальных процессов в слуховом рецепторе.

Минимальный уровень звукового давления, при котором начина- ет сказываться утомляющее действие шума на орган слуха человека, зависит от частоты воспринимаемых звуков. Так, для звуков диапазо-

на 2000–4000 Гц утомляющее действие начинается с 80 дБ, а для зву-

ков 5000–6000 Гц – с 60 дБ.

Появление утомляемости следует рассматривать как ранний сим-

птом развития шумовой болезни.

Рабочие всех профессий, связанных с шумом, в той или иной мере страдают тугоухостью, в особенности, если общий уровень интен-

сивности шума достигает 90 дБ и более.

Люди, работающие в условиях большого шума, быстро утомля- ются – следствием чего является значительное понижение производи- тельности труда и увеличение брака. Нередко шум является косвен- ной причиной увеличения травматизма на предприятии вследствие притупления внимания и реакции работающих.

Некоторые виды вибрации оказывают неблагоприятное воздейст- вие на нервную систему, вестибулярный аппарат и сердечно- сосудистую систему организма человека. С увеличением мощности двигателей и скоростей движения агрегатов параметры вибрации уве- личиваются и гигиеническое значение их возрастает.

Наиболее вредное воздействие на организм человека оказывает вибрация, частота которой совпадает с частотой резонанса отдельных частей тела человека (частота резонанса человека). При этом особенно неприятны колебания в области низких звуковых и дозвуковых (ин- фразвуковых) частот.

И общая, и местная вибрация могут привести к развитию вибра- ционной болезни. Эта болезнь характеризуется нарушением деятель- ности различных функций организма, и в первую очередь перифери- ческой и центральной нервной системы. Больные жалуются на голов- ные боли, бессонницу, повышенную утомляемость, раздражитель- ность. К числу характерных симптомов вибрационной болезни следу- ет отнести также нервно-сосудистые нарушения, проявляющиеся в побелении кожи на руках. Кроме того, возникают изменения в мыш- цах и костно-суставные нарушения в кистях, реже в области лучезапя- стных, локтевых и плечевых суставов. У больных вибрационной бо- лезнью отмечаются функциональные нарушения пищеварительного тракта, вызывающие гастриты и тому подобные заболевания.

Работы последних лет, посвященные изучению воздействия виб-

раций на организм человека, позволили установить:

а) что специфика вибрационной болезни определяется спектраль-

ным составом вибраций;

б) человек более чувствителен к воздействию вибраций статисти-

ческого характера, чем гармонического;

в) степень воздействия вибраций однозначно определяется пере-

данной человеку колебательной энергией.

Экспериментальными исследованиями установлена зависимость развития вибрационной болезни от продолжительности воздействия вибраций. Монотонная работа, однообразные движения в течение ра- бочего дня без переключения на другие операции, отсутствие микропа- уз в работе способствуют быстрому развитию вибрационной болезни.

При совместном воздействии на организм вибраций и шума насту- пают более ярко выраженные изменения со стороны некоторых показа- телей функционального состояния организма. Это относится к слуховой и вибрационной чувствительности центральной нервной системы. При сочетании шума и вибраций порог слуховой чувствительности повыша- ется в 1,7–1,8 раза, а порог вибрационной чувствительности в 1,1–1,2 раза больше, чем при раздельном воздействии вибраций или шума.

Восстановление физиологических функций после одновременно- го воздействия шума и вибраций протекает более длительно, чем по- сле раздельного их воздействия.

1.3. Нормирование и контроль шума и вибрации на производстве

Условия труда по шуму нормируются в соответствии с СанПиН

«Шум на рабочих местах, в транспортных средствах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

Нормируемыми параметрами постоянного шума являются:

• уровни звукового давления (дБ) в октавных полосах со средне-

геометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000;

8000 Гц, определяемые по формуле (8.1);

• уровни звука (дБА), определяемые по формуле (8.5).

Оценка постоянного шума на соответствие предельно допусти-

мым уровням должна проводиться как по уровням звукового давле-

ния, так и по уровню звука. Превышение хотя бы одного из указанных показателей должно квалифицироваться как несоответствие санитар- ным правилам.

Предельно допустимый уровень (ПДУ)  шума  –  это  уровень

фактора, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всей трудовой деятельности, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих

поколений. Соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоро-

вья у сверхчувствительных лиц.

Нормируемыми параметрами непостоянного шума являются:

•        эквивалентный (по энергии) уровень звука (дБА), определяе-

мый по формуле (8.9);

•        максимальный уровень звука (дБА).

Эквивалентный  (по  энергии)  уровень  звука  непостоянного

шума – уровень звука постоянного широкополосного шума (дБА), ко-

торый имеет такое же среднее квадратическое звуковое давление, что и данный непостоянный шум в течение заданного интервала времени; определяется по формуле

 

      T  P

 

2

 
(t )    

LАэкв

= 10 ⋅ lgT −1     A      

dt  ,   (8.9)

      0       P0                 

где LАэкв – эквивалентный (по энергии) уровень звука непостоянно- го шума, дБА; Т – заданный интервал времени, с; РА(t) – текущее значение среднего квадратического звукового давления с учетом коррекции «А», Па.

Максимальный уровень звука – уровень звука (дБа), соответст- вующий максимальному показанию измерительного прибора (шумо- мера) при визуальном отсчете, или значение уровня звука, превышае- мое в течение 1\% времени измерения при регистрации автоматиче- ским устройством.

Оценка непостоянного шума на соответствие предельно допусти-

мым уровням должна проводиться как по эквивалентному, так и по максимальному уровням звука. Превышение хотя бы одного из ука- занных показателей должно квалифицироваться как несоответствие санитарным правилам.

Предельно допустимые уровни звукового давления в октавных по-

лосах частот и уровни звука постоянного шума, а также эквивалентные уровни звука для основных наиболее типичных видов трудовой дея-

тельности и рабочих мест с учетом условий тяжести и напряженности труда представлены в табл. 8.2. Для тонального и импульсного шума предельно  допустимые  уровни  должны  приниматься  на  5 дБ  (дБА)

меньше значений, указанных в табл. 8.2. Для шума, создаваемого в по- мещениях установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления, предельно допустимые уровни принимаются на

5 дБ (дБА) меньше значений, указанных в табл. 8.2 (поправка для то-

нального и импульсного шума при этом не учитывается).

 

 

Таблица 8.2

Предельно допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот и уровни звука постоянного шума, а также эквивалентные уровни звука непостоянного шума для основных наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест с учетом тяжести и напряженности труда

 

 

Вид трудовой деятельности,

рабочее место

Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц

 

Уровни звука и эквивалент- ные уровни звука, дБА

 

31,5

 

63

 

125

 

250

 

500

 

1000

 

2000

 

4000

 

8000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1. Творческая деятельность, руководящая работа с по- вышенными требованиями, научная деятельность, конструирование и проектирование, программирова- ние, обучение и воспитание, медицинская деятель- ность. Рабочие места проектно-конструкторских бюро, расчетчиков, программистов вычислительных машин, в лабораториях для теоретических работ и обработки данных, для приема пациентов в здравпунктах

 

86

 

71

 

61

 

54

 

49

 

45

 

42

 

40

 

38

 

50

2. Высококвалифицированная работа, требующая со-

средоточенности, административно-управленческая деятельность, измерительные и аналитические работы в лаборатории. Рабочие места в помещениях цехового управленческого аппарата, в рабочих комнатах кон- торских помещений, в лабораториях

 

93

 

79

 

70

 

63

 

58

 

55

 

52

 

50

 

49

 

60

3. Работа, выполняемая с часто получаемыми указа-

ниями и акустическими сигналами, работа, требующая постоянного слухового контроля; операторская работа по точному графику с инструкцией, диспетчерская работа. Рабочие места в помещениях диспетчерской

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

159

 

Окончание табл. 8.2

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

службы, кабинетах и помещениях наблюдения и дис-

танционного управления  с речевой связью  по теле- фону, машинописных бюро, на участках точной сбор- ки, на телефонных и телеграфных станциях, в поме- щениях мастеров, в залах обработки информации на вычислительных машинах

 

96

 

83

 

74

 

68

 

63

 

60

 

57

 

55

 

54

 

65

4. Работа, требующая сосредоточенности; работа с по-

вышенными требованиями к процессам наблюдения и дистанционного управления производственными цик- лами. Рабочие места за пультами в кабинах наблюде- ния и дистанционного управления, без речевой связи по телефону, в помещениях лабораторий с шумным оборудованием, в помещениях для размещения шум- ных агрегатов вычислительных машин

 

103

 

91

 

83

 

77

 

73

 

70

 

68

 

66

 

64

 

75

5. Выполнение всех видов работ (за исключением пе-

речисленных в пп. 1–4 и аналогичных им) на постоян- ных рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятий

 

107

 

95

 

87

 

82

 

78

 

75

 

73

 

71

 

69

 

80

6. Рабочие места водителей и обслуживающего персо-

нала грузовых автомобилей

 

103

 

91

 

83

 

77

 

73

 

70

 

68

 

66

 

64

 

75

7. Рабочие места водителей и обслуживающего персо-

нала тракторов, самоходных шасси, прицепных и на- весных сельскохозяйственных машин, строительно- дорожных и других аналогичных машин

 

107

 

95

 

87

 

82

 

78

 

75

 

73

 

71

 

69

 

80

 

160

 

Для колеблющегося во времени и прерывистого шума макси- мальный  уровень  звука  не  должен  превышать  110 дБА,  а  для  им- пульсного шума – 125 дБАI.

Для импульсного шума с уровнем 110 дБАI и более следует до-

полнительно проводить измерения шума в режиме «пик» шумомера.

Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах с уров- нем звука или уровнем звукового давления в любой октавной полосе свыше 135 дБА (дБ).

Измерения шума проводятся в соответствии с ГОСТ 12.1.050-86

ССБТ «Методы измерения шума на рабочих местах». Измерения шума должны производиться для контроля соответствия фактических уров- ней шума на рабочих местах, допустимых по санитарным нормам.

Устанавливаются следующие измеряемые и рассчитываемые ве- личины в зависимости от временных характеристик шума: уровень звука, дБА, и октавные уровни звукового давления, дБ, – для постоян- ного шума; эквивалентный уровень звука и максимальный уровень звука, дБА, – для колеблющегося во времени шума; эквивалентный уровень звука, дБА, и максимальный уровень звука, дБАI, – для им- пульсного шума; эквивалентный и максимальный уровни, дБА, – для прерывистого шума. Результаты измерений должны характеризовать шумовое воздействие за время рабочей смены (рабочего дня).

Устанавливается следующая продолжительность измерения непо- стоянного шума: половина рабочей смены (рабочего дня) или полный технологический цикл. Допускается общая продолжительность изме- рения 30 мин, состоящая из трех циклов каждый продолжительностью

10 мин – для колеблющегося во времени; 30 мин – для импульсного;

полный цикл характерного действия шума – для прерывистого.

Измерения шума необходимо производить при работе не менее

2/3 установленных в данном помещении единиц технологического оборудования в наиболее часто реализуемом (характерном) режиме его работы. Во время проведения измерений включается оборудова- ние вентиляции, кондиционирования воздуха и другие обычно ис- пользуемые в помещении устройства, являющиеся источником шума.

Микрофон  шумомера  следует  располагать  на  высоте  1,5 м  над уровнем пола или рабочей площадки (если работа выполняется стоя) или на высоте уха человека, подвергающегося воздействию шума (ес- ли работа выполняется сидя). Микрофон должен быть ориентирован в направлении максимального уровня шума и удален не менее чем на

0,5 м от оператора, проводящего измерения.

Для оценки шума на постоянных рабочих местах измерения сле- дует проводить в точках, соответствующих установленным постоян- ным местам. Для оценки шума на непостоянных рабочих местах из- мерения следует проводить в рабочей зоне в точке наиболее частого пребывания работающего.

Контроль нормируемых параметров шума на рабочих местах должен производиться не реже одного раза в год.

Условия труда по вибрации нормируются в соответствии с СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-33-2002 «Производственная вибрация, вибра- ция в помещениях жилых и общественных зданий».

Гигиеническая оценка постоянной и непостоянной вибрации, воздействующей на человека, должна производиться следующими методами: частотным (спектральным) анализом нормируемого па- раметра; интегральной оценкой по частоте нормируемого парамет- ра; интегральной оценкой с учетом времени вибрационного воз- действия по эквивалентному (по энергии) уровню нормируемого параметра.

Нормируемый диапазон частот измерения вибрации устанавли- вается: для общей производственной вибрации – в октавных (широко- полосная вибрация) или третьоктавных (узкополосная вибрация) по- лосах со среднегеометрическими частотами 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5;

3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0;

80,0 Гц соответственно; для локальной производственной вибрации –

в октавных полосах со среднегеометрическими частотами: 8; 16; 31,5;

63; 125; 250; 500; 1000 Гц.

Нормируемыми параметрами постоянной производственной вибрации являются средние квадратические значения виброускоре- ния и виброскорости, измеряемые в октавных или третьоктавных полосах частот, или их логарифмические уровни, определяемые по формулам 8.6 и 8.7; корректированные по частоте значения виброу- скорения и виброскорости или их логарифмические уровни, опреде- ляемые по формуле 8.8.

Нормируемыми параметрами непостоянной производственной вибрации являются эквивалентные (по энергии) корректированные по частоте значения виброускорения и виброскорости или их логариф- мические уровни.

Предельно допустимый уровень (ПДУ) вибрации – уровень параметра вибрации, при котором ежедневная (кроме выходных дней) работа, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа,

не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоро- вья, обнаруживаемых современными методами исследований, в про- цессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последую- щих поколений. Соблюдение ПДУ вибрации не исключает нарушения здоровья у сверхчувствительных лиц.

Предельно допустимые величины нормируемых параметров ло- кальной производственной вибрации при длительности вибрационно- го воздействия 480 мин (8 ч) устанавливаются согласно табл. 8.3.

Таблица 8.3

Предельно допустимые значения производственной локальной вибрации

 

 

Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц

 

Предельно допустимые значения по осям Хл, Yл, Zл

 

виброускорение

 

виброскорость

м/с2

 

дБ

м/с ⋅ 10–2

 

дБ

 

8

 

1,4

 

73

 

2,8

 

115

 

16

 

1,4

 

73

 

1,4

 

109

 

31,5

 

2,7

 

79

 

1,4

 

109

 

63

 

5,4

 

85

 

1,4

 

109

 

125

 

10,7

 

91

 

1,4

 

109

 

250

 

21,3

 

97

 

1,4

 

109

 

500

 

42,5

 

103

 

1,4

 

109

 

1000

 

85,0

 

109

 

1,4

 

109

 

Корректированные и эквива- лентные            корректированные значения и их уровни

 

2,0

 

76

 

2,0

 

112

 

Работа в условиях воздействия вибрации с уровнями, превышаю- щими приведенные в табл. 8.3 значения более чем на 12 дБ по инте- гральной оценке или в какой-либо октавной полосе частот, не допус- кается.

Предельно допустимые величины нормируемых параметров об- щей производственной вибрации рабочих мест при длительности виб- рационного воздействия 8 ч устанавливаются согласно табл. 8.4–8.6.

Таблица 8.4

Предельно допустимые значения вибрации рабочих мест категории 1 – транспортной

 

 

Среднегеометриче- ские частоты октав- ных полос, Гц

Предельно допустимые значения

виброускорение

виброскорость

м/с2

дБ

м/с ⋅ 10–2

дБ

Xо, Yо

Xо, Yо

Xо, Yо

Xо, Yо

1,0

1,12

0,40

71

62

20,0

6,3

132

122

2,0

0,80

0,40

68

62

7,1

3,5

123

117

4,0

0,56

0,80

65

68

2,5

3,2

114

116

8,0

0,56

1,60

65

74

1,3

3,2

108

116

16,0

1,12

3,15

71

80

1,1

3,2

107

116

31,5

2,24

6,30

77

86

1,1

3,2

107

116

63,0

4,50

12,50

83

92

1,1

3,2

107

116

Корректированные и эквивалентные кор- ректированные значе- ния и их уровни

 

0,56

 

0,40

 

65

 

62

 

1,1

 

3,2

 

107

 

116

 

Таблица 8.5

Предельно допустимые значения вибрации рабочих мест категории 2 – транспортно-технологической

 

 

Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц

Предельно допустимые значения по осям Хо, Yо, Zо

виброускорение

виброскорость

м/с2

дБ

м/с ⋅ 10–2

дБ

2,0

0,40

62

3,50

117

4,0

0,28

59

1,30

108

8,0

0,28

59

0,63

102

16,0

0,56

65

0,56

101

31,5

1,12

71

0,56

101

63,0

2,25

77

0,56

101

Корректированные и экви- валентные корректирован- ные значения и их уровни

 

0,28

 

59

 

0,56

 

101

Таблица 8.6

Предельно допустимые значения вибрации рабочих мест категории 3 – технологической типа «а»

 

 

Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц

Предельно допустимые значения по осям Хо, Yо,

виброускорение

виброскорость

м/с2

дБ

м/с ⋅ 10–2

дБ

2,0

0,14

53

1,30

108

4,0

0,10

50

0,45

99

8,0

0,10

50

0,22

93

16,0

0,20

56

0,20

92

31,5

0,40

62

0,20

92

63,0

0,80

68

0,20

92

Корректированные и экви- валентные корректирован- ные значения и их уровни

 

0,10

 

50

 

0,20

 

92

 

Контроль вибрации должен проводиться в типовых условиях экс- плуатации, которые выбирают из наиболее распространенных условий практического применения контролируемого объекта. Контроль про- водят в точках, для которых определены санитарные и технические нормы в направлениях координатных осей, установленных санитар- ными правилами. Периодичность контроля локальной вибрации должна быть не реже двух раз в год, общей – не реже раза в год. Для оценки вибрационной нагрузки на оператора точки измерения выби- рают в местах контакта оператора с вибрирующей поверхностью. При измерении локальной вибрации с участием человека-оператора виб- ропреобразователь устанавливают на переходном элементе-адаптере. При измерении общей вибрации вибропреобразователь устанавлива- ют на промежуточной платформе около ног оператора, работающего стоя, или на промежуточном диске, размещаемом на сиденьи под опорными поверхностями оператора, работающего сидя.

Время усреднения (интегрирования) прибора при измерении ло- кальной вибрации должно быть не менее 1 с, а общей вибрации – не менее 10 с. Измерения проводят непрерывно или через равные про- межутки времени (дискретно).

При дискретном измерении спектров и корректированных по час-

тоте значений интервал между снятием отсчетов для локальной виб-

рации должен быть не менее 1 с, для общей – не менее 10 с. При не-

прерывном измерении спектров и корректированных по частоте зна- чений длительность измерения должна быть для локальной вибрации не менее 3 с, для общей вибрации – не менее 30 с. При непрерывном измерении дозы вибрации или эквивалентного корректированного значения контролируемого параметра длительность наблюдения должна быть для локальной вибрации не менее 5 мин, для обшей виб- рации – не менее 15 мин.

1.4. Защита от шума и вибрации

Во всех случаях наибольшая эффективность достигается при уменьшении интенсивности шума и вибрации в источнике их возник- новения путем выбора специальной конструкции совершенного, бес- шумного оборудования и инструмента, использования соответствую- щих материалов, высокого качества изготовления деталей, их пра- вильного монтажа и эксплуатации. Следует иметь в виду, что при ра- боте всех технических устройств около 40\% шума создают различные зубчатые передачи и другие трансмиссии.

При выборе способов и средств защиты следует использовать возможность замены шумного оборудования или технологии менее

шумными, выносить шумное оборудование за пределы рабочего по-

мещения, более широко использовать средства подавления шума на путях его распространения (локализация шума и вибрации). Рацио-

нально также использовать дистанционное управление, ограничивать время работы шумного оборудования, предупреждать опасное маски- рующее воздействие интенсивных источников, затрудняющих эффек-

тивную борьбу с шумом в отдельных производственных помещениях.

В последние годы разработано и внедрено на практике много весьма  эффективных  звукоизолирующих  материалов,  специальных

конструкций и звукоизолирующих преград. Широкое использование их для изоляции, локализации, снижения уровня шума должно быть од- ним из важных профилактических направлений.

Все более широко используются также виброизолирующие уст-

ройства и вибропоглощающие материалы.

К высоким уровням шума при работе технологического оборудо-

вания часто приводят:

1) конструктивные особенности машин (удары и трение узлов и деталей); недостаточная жесткость крепления отдельных частей ма- шины, создающая вибрацию; изготовление механизмов из звенящих металлов и др.;

2) технические  недостатки  из-за  низкого  качества  изготовления оборудования: плохая динамическая балансировка вращающихся де- талей и узлов, неточное выполнение шага зацепления и формы про- филя зуба. Даже ничтожно малые отклонения в размерах деталей ма- шин отражаются на спектре, уровне и других характеристиках шума;

3) некачественный  монтаж  оборудования  на  производственных площадках, приводящий к перекосам при работе деталей и узлов ма- шин, а также к вибрациям несущих конструкций;

4) нарушение правил технической эксплуатации машин и агрега- тов: отклонение в режиме работы оборудования по сравнению с пас- портным, плохой уход за ним и др.;

5) несвоевременный   и   некачественный   ремонт   оборудования, ухудшающий качество работы машины и увеличивающий уровень производственного шума;

6) использование      высокошумных         технологических       процессов,

операций, отдельных машин и инструментов.

Интенсивным источником низкочастотных вибраций и шума яв- ляется неуравновешенность вращающихся частей машин, выбор не- рационального, излишне жесткого фундамента и т. д.

Комплекс мер по борьбе с шумом и вибрациями включает:

• жесткое крепление вибрирующих деталей и узлов;

• амортизацию, демпфирование, виброизоляцию с помощью рес-

сор, упругих материалов (резина, войлок, асбест и др.), при которых

невозможна передача собственных колебаний вибрирующих узлов и механизмов (за счет высокого внутреннего трения) основанию (фун- даменту), другим частям оборудования. При этом собственная часто- та колебаний системы должна быть в 2/3 раза меньше возбуждающей частоты. Образование шума и вибраций в этих условиях будет ис- ключено, если одновременно будет обеспечена изоляция фундамента оборудования от грунта с помощью воздушных разрывов (акустиче- ских швов);

• снижение уровня шума от вентиляционных и нагревательных

установок путем уменьшения скорости движения воздуха (газа) в ус-

тановках и воздуховодах (увеличения площади их поперечного сече- ния), а также уменьшения числа поворотов, разделения воздушных (газовых) потоков, устранения вибрации трубопроводов от пульси- рующих потоков и др.

При встрече с преградой одна часть энергии звуковой волны отра-

жается от нее, другая поглощается ею, третья проходит через нее. Уве-

личением поглощающей и отражающей способности преграды (звуко-

изоляции) эффективно снижается уровень шума на рабочих местах.

Звукопоглощающие материалы (войлок, минеральная шерсть, ас- бест, асбосиликат, арболит, пористые штукатурки и др.) способны уменьшать шум. Эта способность различна для звуков разной частоты (высокочастотные звуки поглощаются лучше, чем низкочастотные) и зависит от толщины звукопоглощающих преград. Особенно эффек- тивно использовать многослойные звукоизолирующие кожухи, со- стоящие из гладких плотных материалов, между которыми размещены рыхлые, пористые звукопоглотители и др. Коэффициент звукопогло- щения указанных выше современных материалов при частоте 1000 Гц равен 0,3–0,9, бетона и кирпича – 0,01–0,03.

Особое значение для профилактики шума имеют архитектурно- планировочные решения. Снижение уровня шума в воздухе пропорцио- нально квадрату расстояния от источника шума. Защита расстоянием от шума является весьма эффективной. Мощным естественным звукопо- глотителем является лиственный лес. При частоте 800–1000 Гц уровень звукового давления в лесу на 1 м расстояния снижается на 0,15 дБ.

Все это рекомендуется использовать для борьбы с шумом. При этом наиболее шумные производственные объекты следует выносить за пределы предприятий и жилых массивов на необходимое расстоя- ние и располагать их с учетом розы ветров, направления, распределе- ния звуковых волн (шум слышится дальше и сильнее по направлению ветра), рационально использовать лесонасаждения и водоемы.

Борьба с шумом должна быть направлена на устранение наиболее мощных высокочастотных источников, которые в основном опреде- ляют условия труда по шуму на рабочих местах и маскируют большое количество других источников с более низким уровнем шума. Если комплекс технических, организационных, архитектурно-планиро- вочных и других мер не обеспечивает нормальных условий труда по шуму и вибрациям, используются различные средства индивидуаль- ной защиты (антифоны, беруши, шумозащитные наушники и шлемы), изготовленные из пластичных (неопрен, воск) и твердых (резина, эбо- нит) материалов. Использование антифонов снижает уровень шума средней частоты на 15–30 дБ. Противошумные наушники ВЦНИИОТ – на 10–40 дБ. Антифоны эффективнее защищают от наиболее вредного высокочастотного шума.

Для защиты от вибраций широкое применение находят виброизо-

лирующие перчатки и обувь.

Устранение отмеченных недостатков в технологии, технике, ор- ганизации производства, комплексное использование современных методов борьбы с шумом позволят значительно снизить уровни шума и вибрации и улучшить условия труда на производстве.

2. Экспериментальная часть

2.1. Описание лабораторного стенда

Лабораторный стенд (рис. 8.2) позволяет производить оценку эф-

фективности звукопоглощающих экранов и амортизаторов.

3

1          2          4          5

Рис. 8.2. Стенд для измерения параметров шума и вибрации:

1 – шумовая камера; 2 – измеритель шума и вибрации ВШВ-003-М2;

3 – электродвигатель; 4 – амортизаторы; 5 – панель управления стендом

Он включает в себя: шумовую камеру 1, позволяющую измерять параметры шума непосредственно от источника и после прохождения через различные звукопоглощающие экраны; измеритель шума и виб- рации ВШВ-003-М2 2; электродвигатель 3, установленный на четырех амортизаторах 4, которые при зажиме винтов превращаются в жесткое крепление двигателя, и панель управления 5, подающую электриче- скую энергию к стенду и позволяющую включать источник шума, прибор ВШВ-003-М2, электродвигатель.

Шумовая камера (рис. 8.3) представляет собой прямоугольную конструкцию 1, изготовленную из оргстекла с прорезью посередине, в которую можно вставлять звукопоглощающие экраны 2 из различных

материалов. С одной стороны внутри установлен источник шума 4, с другой – микрофон 5. В торцевой части 3 хранятся различные звуко- поглощающие экраны.

1          2

3          4          5

Рис. 8.3. Шумовая камера:

1 – корпус; 2 – звукопоглощающий экран;

3 – кассета со звукопоглощающими экранами из различных материалов;

4 – источник шума; 5 – микрофон

Шумомер ВШВ-003-М2 используется для измерения уровня зву-

ка, дБА; уровня звукового давления, дБ; виброскорости, дБ.

При измерении первых двух параметров используется микрофон типа М-101, третьего параметра – датчик ДН-3-М1.

Питание прибора осуществляется от сети переменного тока на-

пряжением 220 В или от батарей.

Лицевая панель прибора представлена на рис. 8.4. Переключатель 2 предназначен для включения прибора в режим калибровки. Отсчет уровня звукового давления и уровня звука осуществляется стрелочным индикатором 3 (пределы измерений нижней шкалы: –10…+10 дБ). Ин- дикатор ПРГ 6 предназначен для индикации перегрузки измеритель- ного тракта. С помощью переключателя «Род работы» 7 прибор вклю- чается в режим измерения с различной «выдержкой»: «F» – быстро,

«S» – медленно, «10S» – 10 секунд. Для установки верхнего предела измерений  по  шкале  4  используются  ступенчатые  переключатели

«ДЛТ 1, dB» 15 и «ДЛТ 2, dB» 13. Для включения измерителя в режим

измерения виброскорости нажимается кнопка «a/V» 14, для включения фильтра низких частот 10 кГц или 4 кГц – кнопка «10 kHz/4 kHz» 12. Переключатель «ФЛТ ОКТ» 11 с кнопкой «kHz/Hz» 10 используется для включения одного из четырнадцати октавных фильтров со средне- геометрическими частотами от 1 до 8000 Гц. Переключатель «ФЛТ, Hz» 9 имеет следующие положения: «1; 10» – для включения фильтра высоких частот, ограничивающего частотный диапазон при измере- нии виброускорения или виброскорости; «ЛИН» – для включения фильтра низких частот, ограничивающего частотный диапазон при измерении  уровня  звукового  давления  по  характеристике  «ЛИН»;

«А», «В», «С» – для включения корректирующих фильтров А, В, С;

«ОКТ» – для включения режима частотного анализа в октавных поло- сах. Для измерений в режиме свободного или диффузного поля ис- пользуется кнопка «СВ/ДИФ» 8.

3          4          5          6          7

2

1

15        14        13        12        11        10        9          8

Рис. 8.4. Лицевая панель измерителя шума и вибрации ВШВ-003-М2:

1 – гнездо подключения микрофона; 2 – переключатель; 3 – стрелочный индикатор; 4, 5 – соответственно шкала и ряд индикаторов верхнего предела измерений шумомера; 6 – индикатор ПРГ; 7 – переключатель «Род работы»;

8 – кнопка «СВ/ДИФ»; 9 – переключатель «ФЛТ, Hz»; 10 – кнопка «kHz/Hz»;

11 – переключатель «ФЛТ ОКТ»; 12 – кнопка «10 kHz/4 kHz»;

13 – переключатель «ДЛТ 2, dB»; 14 – кнопка «a/V»;

15 – переключатель «ДЛТ 1, dB»

2.2. Порядок выполнения работы

2.2.1. Измерение шума

Задачей исследования является выявление эффективности звуко-

поглощающего (звукоотражающего) экрана.

Перед началом работы подготовить табл. 8.7 для занесения ре-

зультатов измерения.

 

Эффективность звукопоглощающего экрана

 

Таблица 8.7

 

 

Показатели

Уровень звукового давления, дБ, на средне- геометрических частотах октавных полос, Гц

Уро- вень звука, дБА

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Нормативные значения по

СанПиН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фактический уровень шу- ма

 

без экрана

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с экраном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Превышение нормативных значений

 

без экрана

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с экраном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Измерение уровня звука (дБА). На стенде включить тумблеры

«Сеть» и «ВШВ». Переключатели прибора установить в положения:

«Род работы» – F; «ДЛТ 1, dB» – 80; «ДЛТ 2, dB» – 50; «ФЛТ, Hz» –

ЛИН; все кнопки должны быть отжаты.

При этом должен светиться индикатор 130 дБ, что свидетельству-

ет об исправности прибора.

Для измерения уровня звука переключатель «ФЛТ, Hz», поста-

вить в положение А.

Включить источник шума тумблером на стенде.

Произвести измерение шума без экрана и с экраном (вставить в камеру между источником шума и микрофоном экран 2 (рис. 8.3)). Если при измерении стрелка измерителя находится в начале шкалы, то следует ввести ее в спектр 0–10 дБ шкалы децибел стрелочного инди- катора (нижняя шкала) поочередно переключая переключатели «ДЛТ 1, dB» и «ДЛТ 2, dB». Для определения результата измерения следует сложить показание, соответствующее светящемуся индикатору (верх- няя строчка 4 (рис. 8.4)), и показание по шкале децибел стрелочного индикатора (нижняя шкала 3 (рис. 8.4)).

При измерениях низкочастотных составляющих могут возникнуть колебания стрелки измерителя, тогда следует перевести переключа- тель «Род работы» из положения F в положение S.

Полученные  результаты  записать  в  графу  «Уровень  звука,

дБА» (табл. 8.7).

2. Измерение уровня звукового давления, дБ. Переключатели прибора поставить в положения: «Род работы» – F; «ДЛТ 1, dB» – 80;

«ДЛТ 2, dB» – 50; «ФЛТ, Hz» – ОКТ.

Измерение  уровня  звукового  давления  на  частотах  31,5,  63 Гц производится при нажатой кнопке «kHz/Hz», а на частотах 125, 250,

500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц – при отжатой кнопке. Переключатель

«ФЛТ ОКТ» 11 (рис. 8.4) устанавливается при этом на измеряемую частоту. Записать показания прибора в табл. 8.7.

Построить графики нормативного и фактического уровней звуко-

вого давления шума по примеру рис. 8.5.

L, дБ120

100

80

60

107

95

87

82

78        75        73

71        69

 

40

20

0

31,5     63        125      250      500      1000    2000    4000    8000

Рис. 8.5. Уровни звукового давления шума

 

f, Гц

 

По полученным данным сделать вывод об эффективности экрана,

применяемого для снижения шума.

2.2.2. Измерение общей вибрации

К  прибору  присоединить  предусилитель  ВПМ-101,  к  которому подключить эквивалент вибропреобразователя, а к нему с помощью

соединительного шнура – вибропреобразователь ДН-3-М1.

Установить переключатели измерителя в положения: «Род рабо-

ты» – F; «ДЛТ 1, dB» – 80; «ДЛТ 2, dB» – 50; «ФЛТ, Hz» – 1.

Кнопки «a/V», «10 kHz/4 kHz» должны быть нажаты. Включить электродвигатель с закрепленным на его основании вибропреобразо- вателем ДН-3-М1 и произвести измерения при жестком креплении двигателя (винты амортизаторов зажать) и на амортизаторах (винты отжать) на частотах 8, 16, 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц.

Измерение уровня виброскорости на частотах 8, 16, 31,5, 63 Гц производится при нажатой кнопке «kHz/Hz», а на частотах 125, 250,

500, 1000 Гц – при отжатой кнопке. Переключатель «ФЛТ ОКТ» 11

(рис. 8.4) устанавливается при этом на измеряемую частоту.

Для определения результата измерения следует сложить показа- ние, соответствующее светящемуся индикатору (верхняя строчка 4 (рис. 8.4)), и показание по шкале децибел стрелочного индикатора (нижняя  шкала  3  (рис.  8.4)).  К  полученному  результату  прибавить

26 дБ и записать в соответствующую графу табл. 8.8.

 

Исследование эффективности амортизаторов

 

Таблица 8.8

 

 

Показатели

 

Уровень виброскорости, дБ, на среднегеометри-

ческих частотах октавных полос, Гц

 

8

 

16

 

31,5

 

63

 

125

 

250

 

500

 

1000

Допустимые значения ло- кальной вибрации Lдоп по СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-33-2002

 

 

 

 

 

 

 

 

Фактический уровень вибра-

ции:

–  при  жестком  креплении двигателя L1

– на амортизаторах L2

 

 

 

 

 

 

 

 

Превышение  допустимого значения:

–  при  жестком  креплении двигателя L1 – Lдоп

– на амортизаторах L2 – Lдоп

 

 

 

 

 

 

 

 

Снижение уровней вибро- скорости вибропоглотителем L1 – L2

 

 

 

 

 

 

 

 

Определить снижение уровней виброскорости вибропоглотителем.

По данным табл. 8.8 сделать вывод об эффективности применяе-

мых амортизаторов.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что такое шум и как он подразделяется?

2. Назовите основные физические характеристики звука, дайте их определения.

3. Измеряемые величины звука и их пороговые значения.

4. Дайте классификацию шумов в соответствии с СанПиН «Шум на рабочих местах, в транспортных средствах, в помещениях жилых,

общественных зданий и на территории жилой застройки».

5. Какую физиологическую характеристику шума Вы знаете?

6. Что такое вибрация? Как подразделяется вибрация по способу передачи на человека?

7. Назовите основные физические характеристики вибрации, дай-

те их определения.

8. Как подразделяется общая вибрация?

9. Как воздействует шум и вибрация на организм человека? Какие профессиональные заболевания они вызывают?

10. Как осуществляется нормирование и контроль шума и вибра- ции на производстве? Назовите нормируемые параметры и норматив- ные документы.

11. Назовите способы и средства защиты от шума и вибрации на производстве.

12. Какие характеристики можно измерить с помощью шумомера

ВШВ-003-М2?

ЛИТЕРАТУРА

1. Санитарные нормы, правила и гигиенические нормативы «Шум на рабочих местах, в транспортных средствах, в помещениях жилых, общественных  зданий  и  на  территории  жилой  застройки».  –  Введ.

01.01.12. – Минск: М-во здравоохранения Респ. Беларусь, 2012. – 22 с.

2. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных   зданий:   СанПиН № 2.2.4/2.1.8.10-33-2002.   –   Введ.

01.01.03. – Минск: М-во здравоохранения Респ. Беларусь, 2003. – 24 с.

3. Гармаза, А. К. Охрана труда: учеб. пособие для студентов выс-

ших     учебных         заведений       по        специальностям        лесного           профиля         /

А. К. Гармаза, И. Т. Ермак, Б. Р. Ладик. – Минск: БГТУ, 2010. – 366 с.