Оздоровление воздушной среды: вредные вещества и микроклимат

Оздоровление воздушной
среды. Вредные вещества
в промышленности.
Микроклимат.
Что такое воздушная среда?
Воздушная среда – это смесь газов, обеспечивающая жизнь на Земле.
В основном состоит из азота (78%), кислорода (21%) и других газов (1%).
Воздушная среда влияет на климат и погоду. Состояние воздушной
среды может изменяться под воздействием естественных факторов и
человеческой деятельности, что в свою очередь может привести к
загрязнению и изменению климата.
Воздушная среда формируется в результате физических и химических
процессов. Она состоит из различных слоев атмосферы, каждый из
которых имеет свои характеристики и функции.
Качество воздушной среды напрямую влияет на здоровье человека и
экосистемы. Загрязнение, вызванное выбросами промышленных
предприятий, транспорта и сельского хозяйства, может иметь
серьезные последствия для здоровья и климата.
Ограничение загрязнения и устойчивое использование ресурсов
является важным для сохранения чистоты воздуха. Это требует
совместных усилий на уровне государств, организаций и общества в
целом.
Вредные вещества
Вредное вещество - это вещество, которое
при контакте с организмом человека может
вызывать
травмы,
заболевания
или
отклонения
в
состоянии
здоровья,
обнаруживаемые современными методами
как в процессе контакта с ним, так и в
отдаленные сроки жизни настоящего и
последующих поколений.
Классификация вредных веществ по
характеру воздействия (6 групп)
1. Общетоксические вещества, вызывающие
отравление всего организма (CO2, Pb, Hg,
C6H6, As и его соединения и др.).
2. Раздражающие вещества, вызывающие
раздражение
дыхательного
тракта
и
слизистых оболочек (Cl, NH3, SO2, O3 и др.).
3. Сенсибилизирующие вещества, действующие
как аллергены (формальдегид, различные
растворители и лаки)
4. Канцерогенные вещества, вызывающие
развитие раковых заболеваний (Be и его
соединения, бензапирен и др.).
5. Мутагенные вещества, приводящие к
нарушению генетического кода, изменению
наследственной информации (Pb, Mn,
радиоактивные изотопы и др.).
6. Вещества, влияющие на репродуктивную
функцию (Hg, Pb, стирол, радиоактивные
изотопы и др.).
Источники загрязнения
воздушной среды
Основными технологическими процессами, являющимися
источниками загрязнения воздушной среды, изменения его
газового состава являются:
• механическая обработка материалов (в том числе
пескоструйная обработка, дробление, размол, транспортировка
измельченного материала и т.п.);
• металлизация и травление деталей и элементов в растворах
кислот, щелочей и солей;
• нанесение защитных покрытий с использованием различных
красок, лаков, обработка эпоксидными смолами;
• обезжиривание поверхностей в органических растворителях;
• газо- и электросварка, лужение и пайка, упаковка,
изготовление тары и др.
Аэрозольное загрязнение атмосферы
Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы,
находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе.
Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно
опасны для организмов, а у людей вызывают
специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные
загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы
или дымки.
Основными
источниками
искусственных
аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые
потребляют уголь высокой зольности, обогатительные
фабрики, металлургические, цементные и другие заводы.
Аэрозольные частицы от этих источников отличаются
большим разнообразием химического состава.
Постоянными источниками аэрозольного загрязнения
являются промышленные отвалы - искусственные насыпи
из переотложенного материала, преимущественно
вскрышных пород, образуемых при добыче полезных
ископаемых или же из отходов предприятий
перерабатывающей промышленности, ТЭС.
Предельно допустимая концентрация
вредного вещества в воздухе рабочей зоны
ПДК- это
концентрация,
которая
при
ежедневной (кроме выходных дней) работе в
течение 8 ч или другой продолжительности, но не
более 40 ч в неделю, в течение всего рабочего
стажа не может вызвать заболеваний или
отклонений
в
состоянии
здоровья,
обнаруживаемых
современными
методами
исследований в процессе работы или в
отдаленные сроки жизни настоящего и
последующих поколений.
Классы опасности вредных веществ
(по степени воздействия на организм
человека)
1 - чрезвычайно опасные вещества,
ПДК < 0,1 мг/м3;
2 - высокоопасные вещества,
0,1 ≤ ПДК ≤ 1,0 мг/м3;
3 - умеренно опасные вещества,
1,0 < ПДК ≤ 10 мг/м3;
4 - малоопасные вещества,
ПДК >10 мг/м3.
ПДК некоторых вредных веществ в воздухе рабочей зоны
№
Название вещества
п.п.
ПДК
мг/м3
Класс
опасности
Агрегатное
состояние
1
Азота оксиды
5
3
П
2
Аммиак
20
4
П
3
Анилин
0 .1
2
П
4
Ацетон
200
4
П
5
Бензол
5
2
П
6
Бензин (топливный)
100
4
П
7
Керосин
300
4
П
8
Серная кислота
1
2
П
9
Марганца оксиды
3
2
А
10 Едкие щелочи
0,5
2
А
11 Озон
0,1
1
П
12 Ртуть металлическая
0,01
1
П
13 Свинец
0,01
1
А
14 Углерода оксид
20
4
П
15 Хлор
1
2
П
Примечание: П — пары; А — аэрозоль.
Основные методы и средства
защиты воздушной среды
1. Механизация
и
автоматизация
производственных
процессов, дистанционное управление ими.
2.
Применение
технологических
процессов
или
оборудования, исключающих образование вредных веществ
или попадание их в рабочую зону.
3. Устройство вентиляции, отопления и кондиционирования.
4. Применение СИЗ.
5. Нейтрализация отходов производства (улавливание,
утилизация), очистка от вредных веществ технологических
выбросов.
Механизация и автоматизация производства.
Дистанционное управление.
М е х а н и з а ц и я – это замена ручных операций применением машин и
механизмов. Основной целью механизации является повышение производительности
труда за счет освобождения человека от выполнения тяжелых трудоемких операций,
что приводит также к снижению утомляемости трудящихся и повышению
безопасности их труда. Хотя, с другой стороны, применение механизмов зачастую
приводит к появлению новых опасных зон, причинителей травм и травмирующих
факторов, изменяя соотношение основных причин травматизма.
А в т о м а т и з а ц и я – высшая форма организации производства, при которой
функции контроля за производственными процессами и управления (частично или
полностью) ими передаются приборам и автоматическим устройствам. Это позволяет
полностью исключить воздействие вредных и опасных факторов на человека, т.е.
обеспечить наилучшие условия труда.
Устройства дистанционного управления наиболее надежно решают проблему
обеспечения безопасности, так как позволяют осуществлять управление работой
оборудования участков за пределами опасной зоны. Устройства дистанционного
управления подразделяют: по конструктивному исполнению — на стационарные и
передвижные; по принципу действия — на меха нические, электрические,
пневматические, гидравлические и комбинированные.
Применение технологических процессов
При проектировании новых технологических процессов и оборудования
необходимо добиваться исключения или резкого уменьшения выделения
вредных веществ в воздух производственных помещений. Этого можно
достичь, например, заменой токсичных веществ нетоксичными, переходом
с твердого и жидкого топлива на газообразное, электрический
высокочастотный
нагрев;
применением
пылеподавления
водой
(увлажнение, мокрый помол) при измельчении и транспортировке
материалов и т. д.
Большое значение для оздоровления воздушной среды имеет надежная
герметизация оборудования, в котором находятся вредные вещества, в
частности, нагревательных печей, газопроводов, насосов, компрессоров,
конвейеров и т. д.
Системы вентиляции
Вентиляция — организованный воздухообмен, который
обеспечивает удаление из помещения воздуха, загрязненного
избыточным теплом и вредными веществами и тем самым
нормализует воздушную среду в помещении.
В зависимости от способа перемещения воздуха вентиляция
может быть естественной (аэрация) или механической.
Естественная вентиляция осуществляется за счет разности
температур воздуха в помещении и наружного воздуха
(тепловой напор) или действия ветра (ветровой напор).
При механической вентиляции воздухообмен достигается за
счет напора, создаваемого центробежным или осевым
вентилятором.
Достоинства и недостатки систем
естественной и механической вентиляций
Естественная
1. Не требует значительных
Достоинства затрат на создание
2. Простота в эксплуатации
1. Отсутствие систем очистки
Недостатки
2. Зависимость от погодных
условий
Механическая
1. Независимость от погодных
условий
2. Возможность оснащения
системами очистки
1. Дополнительные затраты
(при проектировании,
изготовлении и
эксплуатации).
2. Может быть доп.
источником ОВПФ
(например, шум)
Методы очистки
Наиболее
реализации:
распространенные
методы
и
устройства
для
их
Механические методы (в основном, для очистки от дисперсных
частиц)
▪ Пылеуловители (сухие (камеры, циклоны) и мокрые (скрубберы));
▪ Фильтры и туманоуловители (бумажные; тканевые; электрические;
ультразвуковые; масляные; гидравлические; комбинированные)
Физико-химические методы (очистка от газообразных примесей)
▪ Сорбционные (адсорбция , абсорбция (жидкость), хемосорбция)
▪ Каталитические (обезвреживание газообразных примесей в
присутствии катализатора)
▪ Термические (дожигание ВВ).
Системы очистки воздуха
В зависимости от используемых технических средств,
очистку подразделяют на:
▪ грубую (концентрация более 100 мг/м3 вредных веществ
(ВВ));
▪ среднюю (концентрация 100 - 1 мг/м3 ВВ);
▪ тонкую (концентрация менее 1 мг/м3 ВВ).
Очистку воздуха от пыли и создание оптимальных
параметров микроклимата на РМ, обеспечивает система
кондиционирования.
Система кондиционирования
Кондиционирование воздуха – создание и поддержание в закрытых
помещениях и средствах транспорта параметров воздушной среды
(температуры, относительной влажности, чистоты, состава, скорости
движения и давления воздуха), наиболее благоприятных для
самочувствия людей, ведения технологических процессов, действия
оборудования и приборов, обеспечения сохранности ценностей
культуры и искусства и т.п.
Системы кондиционирования воздуха часто выполняют функции
приточной вентиляции. В тёплый период года они охлаждают и
осушают воздух, в холодный – подогревают и увлажняют; могут
работать совместно с системами отопления или выполнять их функции.
Различают
системы
комфортного
кондиционирования,
обеспечивающие в помещении постоянные комфортные условия для
человека,
и
системы
технологического
кондиционирования,
предназначенные для поддержания в производственном помещении
требуемых технологическим процессом условий.
Отопление
Необходимо предусматривать защиту работающих от охлаждения.
Отопление может быть местным и центральным. В качестве
теплоносителей используются вода, пар или воздух. Теплый воздух,
подаваемый в помещение, обычно нагревается в калориферах с помощью
горячей воды, пара или электричества. В соответствии с этим отопление
бывает водяное, паровое, воздушное и комбинированное.
Центральные системы воздушного отопления обычно совмещаются с
приточными вентиляционными системами. Калориферы таких систем
устанавливаются вне отапливаемых помещений.
Отоплению подлежат здания, сооружения и помещения любого
назначения с постоянным или длительным (более 2 ч) пребыванием людей в
них во время проведения основных и ремонтно-восстановительных работ.
В качестве местного отопления иногда используется печное отопление.
Одной печью допускается отапливать не более трех помещений.
Индивидуальные средства защиты от
воздействия вредных веществ
К индивидуальным средствам защиты относятся
противогазы
и
респираторы,
спецодежда,
спецобувь, головные уборы, рукавицы, перчатки.
Очистка атмосферных выбросов
Очистка атмосферных выбросов от вредных веществ по способу нейтрализации
загрязнений производится двумя способами:
• сухим;
• мокрым.
Сухой способ очистки выбросов от примесей осуществляется в следующем
оборудовании:
• циклоны;
• рукавные (картриджные) фильтры;
• электрические фильтры;
• осадительные камеры.
Циклоны, рукавные и электрические фильтры относятся к физическим методам
очистки выбросов и широко используются в металлургической, химической,
горнодобывающей, энергетической, деревообрабатывающей промышленности, в
сферах производства строительных материалов, сельском хозяйстве.
Мокрые методы очистки выбросов в атмосферу применяются в определенных
установках:
• скрубберы;
• труба Вентури;
• орошаемый циклон.
Методы утилизации отходов
К современным методам утилизации отходов производства относятся:
• Механический, подразумевающий первичное отстаивание жидких
отходов и последующую их фильтрацию;
• Термический, или сжигание;
• Химический –
нейтрализации отходов в процессе химических
реакций;
• Физико-химический, совмещенный способ, происходит за счет
сорбции, экстракции, окисления, коагуляции и электролиза;
• Биологический основан на естественных процессах трансформации
отходов, с использованием горячего воздуха и кислорода и
микроорганизмов. Такой способ обезвреживания применяется как в
случае твердых, так и жидких отходов.
Микроклимат
Микроклимат – это искусственно создаваемые
климатические условия в закрытых помещениях для
защиты от неблагоприятных внешних воздействий и
создание зоны комфорта.
Микроклимат
представляет
собой
комплекс
физических
факторов,
обуславливающих
теплообмен человека с окружающей
средой, его тепловое состояние,
влияющих
на
самочувствие,
здоровье, работоспособность.
Работоспособность человека –
способность человека выполнять
заданную функцию с той или иной
эффективностью.
Микроклимат оценивают сочетанием четырёх факторов:
1. Температура воздуха tв, 0С.
2. Скорость движения воздуха Vв, м/с.
3. Относительная влажность φ, %.
4. Радиационная температура излучающих стен tрад., 0С.
Организм человека постоянно находится в состоянии
теплообмена с окружающей средой.
Вследствие белкового, углеводного и жирового обмена в
организме вырабатывается тепло (теплопродукция) Qт.,
количество которого зависит от рода деятельности и
интенсивности выполняемой работы. Это тепло для
спокойного состояния человека составляет 80 - 100 вт.
Влияние параметров климата на
здоровье человека
Относительная влажность
низкая
неприятные ощущения в
виде сухости слизистых
оболочек дыхательных
путей работающего
высокая
При высокой
температуре воздуха:
перегревание
организма
При низкой
температуре:
переохлаждение
Тем п е р а т ур а воз д у х а
Низк ая :
Выс ок ая :
местное или общее
охлаждение
организма,
простудное
заболевание,
обморожение
быстрая
утомляемость
работающего,
перегрев
организма,
тепловой удар
Требования к микроклимату
▪ Температура воздуха в помещениях – 22 ± 2°С (не более 25°С).
▪ Допустимая относительная влажность воздуха: не более 75% в
холодный период, в теплый для 25°С – не более 65%, для 24°С и
ниже – не более 70%.
▪ Идеальные условия: температура 22 ± 2°С, влажность 55 ± 5%.
▪ Оптимальная скорость потока воздуха – 0.2 м/с (не более 0.3 м/с –
для холодного периода, 0.5 м/с – для теплого периода).
▪ Запыленность воздуха помещений не должна превышать: в
серверной – 0,75 мг/м3, с размерами частиц не более 3 мкм (атм.
пыль, сажа, дым, споры, асбест); в помещениях обработки данных –
2 мг/м3.
▪ Допустимый уровень шума – не более 65 дБ
Контроль параметров воздушной среды
Контроль
параметров
воздушной
среды
осуществляется с помощью приборов:
 термометр (температура);
 психрометр (относительная влажность);
 анемометр (скорость движения воздуха);
 актинометр (интенсивность теплового излучения);
 газоанализатор (концентрация вредных веществ).
При нормировании микроклимата в
производственных помещениях учитывают
1. время года;
2. физическую тяжесть выполняемых работ;
3. количество избыточного тепла в помещении.
Микроклимат зависит от
времени года:
Холодное время года – средняя
температура воздуха вне рабочих
помещений ниже +100С.
Теплое время года – средняя
температура воздуха вне рабочих
помещений +100С и более.
Зависимость от категории работы:
I категория – лёгкие
физические работы:
• К лёгким физическим работам относятся работы, не требующие
систематического физического напряжения труда или поднятия
тяжестей (все работники умственного труда, работа у различных
пультов управления, работа, выполняемая сидя, стоя или в
движении, перемещение легких предметов до 1 кг)
II категория –
физические работы
средней тяжести:
• К средним физическим работам относятся работы, связанные с
ходьбой, переноской небольших тяжестей, выполняемые стоя (в
механосборочных цехах, текстильном производстве, при
обработке древесины, сварка, работа по металлообработке и
др.)
III категория –
тяжёлые
физические работы:
• К тяжелым физическим работам относятся работы, связанные с
систематическим физическим напряжением труда, постоянным
передвижением, переноской значительных тяжестей – более 10
кг (в кузнечных, литейных цехах с ручными процессами и др.)
Воздействие тепловых излучений на
человека
Наиболее опасным
следствием воздействия теплового
излучения являются тепловые ожоги , которые бывают
четырех степеней:
▪ I степени – покраснение, небольшая припухлость кожи, боль
на месте ожога,
▪ II степени – появление водяных пузырей, по краям которых
кожа краснеет и отекает,
▪ III степени – омертвение всей толщи кожи, покрытие ее
темными струпьями, впоследствии – образование рубцов,
▪ IV степени – омертвение кожи с повреждением мышц,
сухожилий, костей
ВЫВОД
КАЧЕСТВО ВОЗДУХА –
ПРИОРИТЕТ № 1 СРЕДИ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ
СРЕДЫ
Без пищи человек может прожить несколько недель, без
воды или сна – несколько суток, без воздуха в течение 5-6
минут наступают необратимые изменения в коре головного
мозга, а затем наступает клиническая смерть.
33