Методичка: Исследование запыленности в рабочем помещении

Эти методы, основанные на измерении предварительного осаждения пыли, менее чув-ствительны к изменению дисперсного и химического состава пыли, однако существенным их недостатком является цикличность измерения и высокая трудоемкость, которая обусловлена длительностью отбора проб, особенно, при малых концентрациях пыли.

Методы второй группы позволяют непрерывно измерять концентрацию пыли, обладают высокой чувствительностью, но точность их в значительной степени зависит от дисперсного и химического состава и других свойств пыли. Эти методы используются в атмосферных выбросах промышленных предприятий.

Для гигиенического нормирования содержания пыли в воздухе рабочей зоны применяется весовой метод. При гигиеническом нормировании предъявляются следующие требования:

1. Максимальная общая погрешность определения не должна превышать 25%;

2. Степень задержания пыли фильтром должна быть не менее 95%;

Отбор проб должен проводиться в зоне дыхания человека на рабочих местах при характерных производственных условиях с учетом основных технологических процессов, источников выделения пыли и функционирования технологического оборудования;

Результаты определения концентрации пыли приводятся к нормальным условиям (температура +20є C, атмосферное давление 760 мм.рт.ст.).

При определении содержания пыли в рабочей зоне пробы воздуха отбирают на высоте примерно 1,5м от уровня пола (что соответствует зоне дыхания) в непосредственной близости к месту работы. Для оценки распространения пыли по цеху пробы воздуха отбирают также в нейтральных точках, т.е. на некотором расстоянии от мест образования пыли и в проходах между рабочими местами.

Иногда запыленность воздуха необходимо определить для оценки эффективности вентиляционного или обеспыливающего оборудования, или после их реконструкции. В этом случае пробы воздуха отбирают до и после их установки, или при включенном и выключенном их состоянии. В период отбора проб воздуха регистрируют условия отбора: вид выполняемой операции, время и длительность отбора, скорость протягивания воздуха, температуру воздуха, барометрическое давление, факторы, которые могут повлиять на запыленность воздуха (включена или выключена вентиляция, открыты или закрыты фрамуги и т.п.).

Определение концентрации пыли весовым методом

Метод основан на измерении протянутого запыленного воздуха через фильтр, задерживающий пылевые частицы. Зная массу фильтра до и после отбора пробы, а также количество протянутого воздуха, можно определить содержание пыли в единице объема воздуха (в мг/мЗ). Преимуществом весового метода являются: простота техники определения, возможность получения пробы с количеством пыли, необходимым для проведения исследования дисперсного состава.

Основными недостатками весового метода является возможность ошибок при исследовании запыленности воздуха c низкой концентрацией пыли, а также продолжительность отбора проб.

В качестве пылеулавливающей среды используются различные фильтры: из гигроскопической или стеклянной ваты, из ткани ФПП, бумажных и др. Перед отбором проб фильтры устанавливают в специальные патроны или аллонжи.

Для протягивания воздуха сквозь фильтр необходимо побудить движения воздуха, в качестве которого чаще всего используют аспираторы. При отсутствии аспиратора можно использовать пылесос, воздуходувку или вакуум-насос с приборами для измерения и регулирования скорости движения воздуха.

Для измерения и регулирования скорости движения воздуха предназначены реометры жидкостные и пневматические (ротаметры).

Пневматические ротаметры (рис. 1) представляют собой вертикальную стеклянную трубку, слегка расширенную кверху, через которую снизу вверх протягивают воздух.

.

Рис. 1 Пневматический ротаметр:

1 - стеклянная трубка; 2 - шкала; 3 - поплавок; 4 - панель; 5 - трубка, по которой воздух поступает в ротаметр; 6- трубка, по которой воздух выходит из ротаметра.

В трубке имеется легкий поплавок, который поднимается в потоке движущегося воздуха на определенную высоту, зависящую от скорости просасывания воздуха.

Стеклянная трубка ротаметра укреплена на панели и имеет шкалу, градуированную в литрах в минуту. Для определения запыленности воздуха используются ротаметры РС-3 и PC-5э.

Два ротаметра градуированы от 0 до 20 л/мин и предназначены для отбора пылевых проб, а два других - от 2 до 1 л/мин - для отбора проб воздуха на содержание газов и паров. Аллонжи с фильтрами с помощью резиновых трубок присоединяют к штуцерам реометров 4 для пылевых проб.

Перед включением аспиратора тумблером 2 его заземляют, присоединив один конец провода к клемме 8, а другой - к металлическим предметам (водопроводным трубам или отопительным приборам). Колодку соединительного шнура вставляют в гнездо 1, а вилку включают в сеть. Открывают предохранительный клапан 6, установив его в положение 1, поворотом влево открывают вентили реометров 3. После того, как установка собрана, производят пробный пуск поворотом тумблера 2. При этом загорается лампочка шкалы, и поплавки в реометрах поднимаются током воздуха, показывая скорость его движения. Скорость нужно отрегулировать поворотом ручек вентилей 3 в.пределах 10-20 л/мин. Если нужная скорость не устанавливается, закрыть вентили газовых, реометров и клапан 6.

При отборе проб воздуха аллонж закрепляют в штативе в горизонтальном положении в точке отбора пробы. В этом случае скорость движения воздуха регулируют зажимами, закрепленными на соединительных резиновых трубках.

Электрический аспиратор изображен на рис. 2.

Рис. 2. Электроаспиратор:

1 - гнездо для подключения электрошнура; 2 - тумблер включения в сеть; 3 - вентили ротаметров; 4 - штуцеры ротаметров; -5 - ротаметры; 6 - предохранительный клапан; 7 - клемма присоединения электропитания; 8 -клемма для заземления; 9 - резиновый шланг; 10 - аллонж с фильтром

Электрический аспиратор, изображенный на рис. 2, состоит из электрического вакуум-насоса и четырех ротаметров.

Весовой метод определения концентрации пыли не дает полной гигиенической оценки запыленности: одно и то же количество пыли может иметь различный фракционный состав. Поэтому данные о весовом содержании пыли в воздухе должны дополняться определением ее дисперсности счетным методом.

Для определения концентрации пыли в аспирационном воздуховоде или газоходе пробивается отверстие, в которое вставляется специальная изогнутая пылезаборная трубка. Носик ее устанавливается параллельно и навстречу потоку. Второй наружный конец трубки с помощью конусного переходника герметично соединяется с пылезаборным патроном.

Счетный метод исследования запыленности воздуха

Счетные методы исследования запыленности воздушной среды позволяют определить общее число пылевых частиц в определенном объеме воздуха. При этом может быть установлено и соотношение частиц разного размера, т.е. получена характеристика дисперсности пыли. Подсчет пылевых частиц может быть произведен путем выделения их из воздушной среды, а также непосредственно в потоке запыленного воздуха. При счетных методах исследования воздуха применяется целый ряд приборов:

Приборы струйного типа, в которых при протягивании исследуемого воздуха, пылинки осаждаются на поверхности стекла за счет удара струи о его влажную поверхность или прилипания пылинок к стеклу.

Приборы, применение которых основано на свойстве пылевых частиц, находящихся во взвешенном состоянии ч нагретом воздухе, оседать на охлажденную поверхность.

Приборы, действующие по принципу придания пылевым частицам электрического заряда и последующего осаждения на электроде, несущем противоположный заряд.

Ультрамикроскопы, основанные на визуальном определении числа и размеров пылевых частиц в потоке.

Фотоэлектрические счетчики, основанные на объективной регистрации числа и размеров пылевых частиц в потоке благодаря эффекту рассеивания света.

6. Седиментаторы - приборы, позволяющие изолировать определенный объем исследуемого воздуха, осадить на стекле пыль, вследствие собственной силы тяжести ее, и в дальнейшем произвести подсчет пылинок под микроскопом.

Наибольшее применение в практике исследования производственной пыли имеют ультрамикроскопы (для лабораторных исследований), фотоэлектрические счетчики и седиментаторы (при изучении пыли на производстве).

При гигиенических исследованиях обязательным является определение дисперсности пыли. Для характеристики дисперсности пыли определяют процентное содержание частиц, имеющих размеры до 2 мкм, от 2 до 5 мкм, от 5 до 10 мкм и более 10. Исследование дисперсности может быть выполнено различными методами. Дисперсность пыли может быть определена методом микроскопии просветленных фильтров из ткани ФПП, фильтров АФА или препаратов, приготовленных по методу экранирования или осаждения.

Для определения дисперсности аэрозоля применены способы отбора проб путем естественного оседания пыли из неограниченного объема воздуха по методу осаждения. Для этого предметное стекло, сухое или покрытое каким-либо клейким веществом (глицерин, вазелин), помещают в горизонтальной плоскости и через некоторое время покрывают покровным стеклом. Осевшую пыль исследуют под микроскопом, определяя размер пылинок по наибольшему сечению. Затем подсчитывают в процентах степень дисперсности пыли. Одновременно с определением размеров пылевых частиц изучают их морфологические особенности.

В некоторых случаях, например, при изучении аэрозолей конденсации, когда в составе пыли много частиц ультрамикроскопического размера, морфологические особенности исследования целесообразно проводить с помощью электронного микроскопа. В результате исследования дают характеристику морфологических особенностей пылевых частиц, указывая на преобладание частиц, округлой или неправильной формы, наличие волокнистых структур, включений и др. Такая оценка позволяет судить об устойчивости аэрозоля, о вещественном составе пыли и возможных особенностях ее действия на организм.

Чаще всего изучение дисперсности пыли и ее морфологических особенностей проводится методом обычной микроскопии.

Определение запыленности воздуха

Лабораторная установка для определения запыленности воздуха весовым методом представлена на рис. 6.

Рис. 6. Лабораторная установка:

1 - порция пыли; 2 - вентилятор; 3 - пылевая камера; 4 - респиратор; 5 - конусная оправка; 6 - аллонж; 7 - резиновая трубка; 8 - аспиратор типа 822; 9 - вентили ротаметров; 10 ротаметры; 11 - выходные штуцеры ротаметров.

Порядок выполнения работы

1. Взвесить на аналитических весах фильтр АФА с точностью до 0,01 мг.

Снять крышку пылевой камеры и установить фильтр в аллонж, затем закрыть пылевую камеру.

Включить электроаспиратор и вентилятор, засечь время и протягивать воздух через пылевую камеру с фильтром в течение 1 мин.

4. Во время протягивания воздуха через установку определить объемную скорость просасывания воздуха при помощи реометра.

5. По окончании отбора пробы одновременно выключить электраспиратор и секундомер.

6. Извлечь фильтр из аллонжа и взвесить его на аналитических весах с точностью до 0,01мг.

7. Определить температуру воздуха с помощью термометра.

8. Определить барометрическое давление с помощью барометра.

9. Определить концентрацию пыли в воздухе.

Для определения концентрации пыли в воздухе необходимо определить объем воздуха, протянутого через фильтр, приведенный к нормальным условиям, т.е. к объему, какой он занимал бы при температуре 0°С и давлении 760 мм рт.ст.

Для определения объема воздуха, приведенного к нормальным условиям, производится по формуле.

Vo =

Где: Vo - объем воздуха, приведенный к нормальным условиям (м3 );

Vt - объем воздуха, протянутый через фильтр при температуре t и давлении P (определяется по показанию ротаметра);

P - барометрическое давление в момент отбора пробы (мм. рт.ст.):

t - температура во время опыта (°С).

Определение концентрации пыли по результатам замеров производится по формуле:

K =

где К - весовая концентрация пыли (мг/м3); q1 - вес фильтра до опыта (мг); q2 - вес фильтра после опыта (мг); Vo -объем воздуха, приведенный к нормальным условиям (мі ).

Результаты расчета записать в. табл. 4.

Таблица 4