Материал: Экологический мониторинг лесозаготоки

4. Воздействие на человека

Вредность пыли обусловлена ее способностью вызывать профессиональные заболевания. Пыль может оказывать на организм человека фиброгенное, раздражающее и токсическое действие. Фиброгенным называется такое действие пыли, при котором в легких происходит разрастание соединительной ткани, приводящее к нарушению нормального строения и функций этого органа. Наиболее тяжелые заболевания возникают при попадании пыли в легкие. Эти виды профессиональных заболеваний входят в группу пневмокониозов (от греч. "пневмо" - легкие, "конис" - пыль).

Впрочем, перечень опасных заболеваний не ограничивается пневмокониозами. Как уже говорилось, пыль твердолиственных пород может способствовать возникновению и развитию рака носовой полости. Твердые пылинки с острыми краями зачастую вызывают травмы глаз. Древесная пыль в носовых проходах способна уменьшить чистоту реснитчатого эпителия и ослабить обонятельную чувствительность. Это может обернуться раздражением, частым чиханием, носовыми кровотечениями и инфекциями носовых пазух.

Древесная пыль даже в небольших концентрациях оказывает раздражающее, а в некоторых случаях - и токсичное воздействие. Кстати, этим отличается большинство известных тропических пород древесины. Для пород же, произрастающих на территории России, данное свойство выражено слабее, но все же древесная пыль, образующаяся в результате обработки древесины ольхи, клена, бука, пихты и некоторых других пород, способна вызвать аллергические реакции: ринит, конъюнктивит, аллергический контактный дерматит. Кроме того, доказано, что работа с некоторыми тропическими породами древесины может стать причиной астмы.

Нередко древесина содержит и биологические загрязнители: плесень и грибки, живущие на коре деревьев, способны вызывать аллергические реакции. Наконец, в древесине содержатся и экзогенные химические вещества, применяемые в ходе ее обработки. К ним относятся клеи, растворители, смолы, инсектициды и фунгициды, гидроизолирующие составы, краски, пигменты и лаки. Многие из этих соединений летучи и выделяются при обработке, нагревании или горении древесины. Все они также содержатся в древесной пыли.

5. Измерение содержания древесной пыли в воздухе

Решающее влияние на степень поражения человеческого организма вредными химическими веществами и пылью оказывает уровень концентрации этих веществ в воздухе рабочей зоны и продолжительность их воздействия. Поэтому для создания здоровых и безопасных условий труда и выбора их оптимального варианта на каждом рабочем месте, где образуется пыль, следует периодически контролировать ее концентрацию.

Концентрация пыли в воздухе рабочей зоны измеряется в весовых (гравиметрических) показателях (мг/м3). В зависимости от цели измерения определяется максимально разовая и среднесменная концентрация всей витающей в воздухе пыли по массе частиц. Измерение концентрации и оценка результатов измерения проводится в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88, МУ 44.36-87 и СНиП 2.23.570-96.

Здесь разрешается использовать устройства и приборы, основанные на прямом и косвенном методах измерения массы пыли. При этом одноступенчатые приборы и устройства должны обеспечивать отбор проб или измерение (или и то и другое) всех витающих в воздухе рабочей зоны частиц. Двухступенчатые приборы предназначены для получения данных о дисперсном составе пыли - по массе различных фракций, получаемых при разделении всей отбираемой пыли первой ступенью (циклоном или другим устройством).

Оценка пылевого фактора проводится путем сравнения полученных значений максимально разовых концентраций с предельно допустимыми концентрациями пыли, утвержденными Минздравом РФ. При расчете пылевой нагрузки используются значения среднесменных концентраций пыли.

На рабочих местах концентрацию пыли необходимо измерять в зоне дыхания, а в случае невозможности такого отбора - с максимальным приближением к ней воздухоприемного отверстия пылеотборника или пылемера, но не далее 1-1,5 м и на высоте 1,5 м от пола (почвы). Если рабочее место не зафиксировано, измерение концентрации пыли проводят в точках рабочей зоны, в которых человек находится более половины времени своей смены.

Фактическое содержание пыли в воздухе производственных помещений чаще всего определяют массовым методом, основанным на протягивании определенного количества воздуха рабочей зоны через специальный фильтр (фильтры АФА и ФПП из ткани). Разница в массе фильтра до и после протягивания, поделенная на объем прошедшего через него воздуха, соответствует фактической концентрации пыли в воздухе рабочей зоны.

При счетном методе заданное количество запыленного воздуха в виде струи, вытекающей из сопла, направляют на стеклянную пластинку, покрытую клеящим составом. Запыленность оценивается подсчетом под микроскопом числа пылинок к объему протянутого воздуха. Однако этот метод применяют редко из-за его трудоемкости и больших погрешностей.

Существуют приборы для косвенного измерения концентрации пыли. В большинстве случаев они основаны на измерении интенсивности ослабленного пылегазовой средой модулированного электромагнитного излучения (т. н. оптический абсорбционный принцип действия). Эти приборы обладают высокой точностью и широким диапазоном измерений, оперативностью получения результатов и способностью проводить автоматический мониторинг состояния воздушной среды в рабочих зонах.

Значение предельно допустимой концентрации (ПДК) древесной пыли определено в ГОСТ 12.1.005 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны". Это значение составляет для пыли с содержанием минеральных включений до 2% - 6 мг/м3, от 2 до 10% - 4 мг/м3 и свыше 10% - 2 мг/м3.

6. Приборы для определения запыленности воздуха

Приборы для количественного определения пыли в воздухе можно разделить на две группы: приборы для отбора проб и анализирующие приборы.

Приборы для отбора проб (пробоотборники, аспираторы) предназначены только для отбора проб с целью контроля газового и аэрозольного загрязнения воздуха. Отбор проб производится на фильтры или поглотители. Для получения данных о запыленности воздуха фильтры с осевшей пылью взвешивают. Большинство пробоотборников снабжены таймером, который прекращает пробоотбор по истечении заданного времени. Эти приборы более доступны по цене, чем анализирующие. Основным недостатком данных приборов является необходимость дальнейшего анализа отобранных проб, что значительно увеличивает время получения результатов.

Анализирующие приборы (анализаторы пыли, измерители концентрации пыли, пылемеры) позволяют отобрать и сразу проанализировать пробу воздуха. Полученные данные о запыленности высвечиваются на дисплее в виде отдельных значений, таблицы или гистограммы, а также могут быть распечатаны или записаны в память прибора. Достоинствами анализирующих приборов являются быстрота получения данных (от 30 секунд до нескольких минут) и возможность их получения в распечатанном виде, возможность работы в непрерывном режиме измерений, наличие системы сигнализации превышения заданной концентрации. Недостатком же является их высокая стоимость, которая в 3-20 раз может превышать стоимость пробоотборников.

Особенно важно учесть возможность работы прибора от аккумуляторов при определении запыленности воздуха в хранилищах, где часто в целях соблюдения пожарной безопасности отсутствуют электрические розетки.

6.1 Принцип действия аспиратора модели 822

Аспиратор М 822 (рис. 2) предназначен для отбора проб воздуха с целью анализа содержащихся в нем примесей. Области применения аспиратора 822: службы санитарно-эпидемиологических станций, лабораторий, НИИ гигиены труда и профзаболеваний, санитарных лабораторий промышленных предприятий на рабочих местах, в производственных помещениях.

Рис. 2 Внешний вид аспиратора М 822.

К входному штуцеру аспиратора с помощью гибкого шланга присоединяется фильтр в фильтродержателе. Воздух просасывается через фильтр, оставляя на нем содержащиеся примеси. Зная скорость прохождения воздуха и время отбора пробы, определяют объем воздуха, прокаченный через фильтр. Количество осевшей на фильтре пыли определяют весовым методом. Запыленность воздуха рассчитывают, исходя из количества пыли и объема прокаченного воздуха.

Недостатками аспиратора модели 822 являются большой вес (8,5 кг), высокий уровень шума при работе, отсутствие аккумулятора, длительность отбора пробы (обычно от 5 мин и больше). К достоинствам аспиратора можно отнести его цену: она в 3-5 раз ниже, чем на другие аналогичные пробоотборники.

Аспиратор работает от сети переменного тока и потребляет мощность 100 Вт. Необходимая скорость прохождения воздуха регулируется путем вращения ручек вентилей ротаметров. Ротаметры, предназначенные для измерения расхода воздуха, представляют собой градуированные стеклянные трубки с поплавками. Первые два ротаметра аспиратора служат для отбора проб воздуха на запыленность (от 0 до 20 л/мин), вторые - на загазованность (от 0 до 1 л/мин) [1, 8]. Для определения загазованности воздуха используют специальные поглотительные трубки.

Рис. 3 Органы управления аспиратора М 822: 1 - входная колодка; 2 - предохранитель; 3 - поплавок ротаметра; 4 - тумблер включения и выключения аспиратора; 5 - разгрузочный клапан; 6, 7 - ротаметры для определения запыленности; 8, 9 - ротаметры для определения загазованности; 10 - ручка вентиля ротаметра; 11 - входной штуцер.

В качестве фильтрующего материала используют пористые вещества (вату, асбест, бумагу, стекловолокно). В отечественных приборах давно применяют аналитические аэрозольные фильтры АФА, которые обладают высокой эффективностью фильтрации и малым аэродинамическим сопротивлением. Эти фильтры улавливают частицы размером 0,1-0,2 мкм при объемной скорости прокачивания воздуха до 6 м3/ч.

Для весового метода удобно использовать перхлорвиниловые фильтры АФА-ВП-10 и АФА-ВП-20 (табл. 1), однако их невозможно использовать для сред, содержащих ацетон, бензол, ксилол.

Таблица 1. Технические характеристики фильтров АФА-ВП.

Для соединения фильтров с аспиратором используют различные фильтродержатели (алонжи, аэрозольные патроны), например, изготовленные из алюминия или ударопрочного полистирола ИРА-10 и ИРА-20. Цифры в маркировке указывают на размеры используемого фильтра, например, фильтродержатель ИРА-10 используется для фильтров АФА-10 (рис.4).

При определении концентрации пыли в воздухе также есть несколько моментов, которые необходимо учесть.

. Включать аспиратор без фильтров нельзя, иначе он может преждевременно выйти из строя из-за загрязнения воздуходувки. Поэтому для установления необходимой скорости прохождения воздуха используют пробный фильтр.

. В комплект поставки фильтров АФА-ВП, как правило, входят сами фильтры с бумажной подложкой и бумажные держатели для фильтров (рис.5). Поскольку фильтры изготовлены из тонких волокон, которые легко отделяются, то в процессе работы волокна могут остаться на пальцах или фильтродержателе. Кроме этого, как показал наш опыт использования фильтров АФА, фильтры нельзя складывать один на другой, так как впоследствии их трудно отделить друг от друга. Поэтому для исключения потери массы фильтров целесообразно их сразу вставлять в бумажные держатели и после взвешивания каждый фильтр в бумажном держателе помещать в отдельный пакет.

Рис. 4 Фильтродержатель ИРА-10: 1 - фильтродержатель, 2 - фильтр АФА, 3 - фильтр в фильтродержателе, соединенном с гибким шлангом.

Рис. 5 Фильтр АФА-ВП-10: 1 - бумажная подложка, 2 - фильтр, 3 - бумажный держатель для фильтра, 4 - фильтр в бумажном держателе.

. Фильтры АФА-ВП-10 не требуют особой подготовки, так как обладают водоотталкивающими свойствами, но их взвешивают вместе с бумажными держателями, а бумага хорошо впитывает и отдает влагу. Поэтому, как и при определении запыленности документов, мы должны учитывать влажность фильтров с держателями, так как абсолютные величины оседающей пыли очень малы (в среднем 0,1-10 % от массы фильтра).

6.2 Прибор контроля запылённости воздуха ПКА-01

Рис. 6 Общий вид прибора ПКА-01.

Прибор предназначен для измерения массовой концентрации пыли при технологическом, производственном и гигиеническом контроле воздуха.

Особенности:

Прибор может использоваться для измерения массовой концентрации витающей пыли любого происхождения во всех отраслях промышленности.

Режимы измерения выбираются в зависимости от вида пыли.

Режим 1 и 2: для пыли горных, горно-рудных месторождений и производств.

Режим 3 и 4: для пыли растительного происхождения.

Режим 5 и 6: для пыли строительных материалов.

В настоящее время прибор является единственным в мире малогабаритным экспресс-прибом оперативного контроля запыленности воздуха с широким диапазоном измерения.

Прибор компактен, имеет современный дизайн и оснащен новейшими микропроцессорами.

Устройство:

Принцип действия прибора основан на определении аэродинамического сопротивления фильтрующего элемента за счет падения объемного расхода прокачиваемой пробы. С помощью встроенного процессора объемный расход пересчитывается в массовую концентрацию аэрозольных частиц, которая отражается на цифровом табло прибора.

Преимущества:

.        Широкий диапазон измерений

2.      Высокая надежность работы прибора

.        Высокая точность результата измерений

.        Компактность, малый вес прибора

.        Простота и удобство в эксплуатации

.        Различные режимы измерений

.        Применение современных технологий

.        Современный дизайн

.        Взрывозащищенность прибора

.        Прибор не имеет аналогов, запатентован

.        Собственное производство и сервис-центр

Технические характеристики: (таблица 2.)

Таблица 2. Технические характеристики.

Рис. 7 Комплектация прибора.

Заключение

В данной курсовой работе было выяснено, какие загрязняющие элементы деревообрабатывающих и лесозаготовительных предприятий, имеют существенное значение для геоэкологии и охраны окружающей среды. Так же было рассмотрено, как вредные элементы влияют на организм человека.

Рассмотрены приборы и устройства, которые обеспечивают достоверные результаты, как для крупных, так и для малых промышленных предприятий учитывая спектр загрязняющих веществ. В ходе работы было установлено количество выбросов при лесозаготовительных работах, территориальное распространение древесной пыли при использовании различных технологий.

Сформулированы аргументы и обоснована необходимость приведения предельно - допустимой концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны, что позволит обеспечить экологическую безопасность воздействия производств на состояние качества атмосферного воздуха.

Литература

1.       Байтелова А.И. Оценка и прогноз качества атмосферного воздуха урбанизированной территории, прилегающей к сложным площадным источникам выбросов примесей: 25.00.36: Дисс. канд. техн. наук-Оренбург, 2004.

2.      Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометиоиздат, 1975. - 448 с.

.        Мамаева, Н.Ю. Оценка запыленности воздуха.

4.      ПРОИЗВОДСТВЕННО-КОММЕРЧЕСКАЯ ГРУППА "ГРАНАТ" [Электронный ресурс] // <http://granat-e.ru/pribor_pka-01.html> (Дата обращения 17.05.2015)

.        ДЕРЕВО.ru - Деловой журнал по деревообработке [Электронный ресурс] // <http://www.derewo.ru/publikatsii/74-biznes-analitika/bezopasnost/860-agressivnaya-pyl.html> (Дата обращения 17.05.2015)