ПДК некоторых вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Примечание : п – пар; а - аэрозоли; п +а – смесь паров и аэрозолей; О – остронаправленное действие; А – аллергическое действие; Ф – фиброгенное действие; ПДК 0,01/0,05 – максимальная разовая ПДК (числитель), среднемесячная ПДК (знаменатель).

в воздухе. К приборам экспресс-метода относятся газоанализаторы: УГ-2; ГХ-100; ГХ-4 и др. (рис. 2.3.1, 2.3.2).

Рис. 2.3.1. Химический газоанализатор АМ-5( ГХ-100):

а – разрез по воздухозаборной части; б – общий вид;

1 – дистанционные цепочки, ограничивающие ход меха; 2 – пружины, удерживающие мех; 3 – резиновый мех; 4 – выпускной клапан; 5 – проушина для отламывания концов индикаторной трубки; 6 – мундштук с резиновой шайбой, являющейся гнездом для вставки индикаторной трубки.

Метод непрерывного автоматического контроляприменяется на рабочих местах с постоянным воздействием вредных веществ, которые могут вызвать серьезные нарушения в состоянии здоровья людей или привести к авариям за счет возникновения взрывоопасности и пожароопасности. Контроль проводится автоматизированными системами с записью изменений вредностей в воздухе во времени с применением газоанализаторов: Сирена-2 для аммиака, Фотон для сероводорода, ФКГ-3М для хлора и др.

Контроль запыленности воздухав рабочей зоне производится следующими методами: весовой, счетный, фотоэлектрический, ультразвуковой и т.д. В нашей стране наиболее широко применяется весовой аспирационный метод контроля. Суть его заключатся в протягивании определенного объема загрязненного воздуха за определенное время через специальный фильтр. Зная вес фильтра до и после протягивания воздуха и объем протянутого воздуха, вычисляется загрязненность воздуха (рис. 2.3.3.).

Рис.2.3.2. Универсальный газоанализатор УГ-2

а – общий вид; б – схема; 1 –сильфон; 2 – корпус; 3 – шток; 4 – воздухозаборная трубка; 5 – пружина.

Массовая концентрация пыли, мг/м³

Q = m₂-m₁/V₀×t, (2.3.3)

где: m₁ и m₂ – масса фильтра до и после отбора пробы пыли, мг; V₀ – объем воздуха, протянутого через фильтры в 1 мин, приведенный к нормальным условиям, л; t - время отбора пыли, мин.

Счетный электрический метод служит для определения числа пылинок, находящихся в 1см³ воздуха. Подсчет производится с помощью микроскопа:

X = N/V = K×h_cр/ h (2.3.4)

где: Х – искомое число пылинок в 1см³ исследуемого воздуха; N – общее количество пылинок в воздухе; V – вместимость емкости, см³; K – количество клеток в 1см³ окуляра микроскопа; h_ср - среднее число пылинок, подсчитываемых в пяти различных полях зрения окуляра микроскопа; h – высота емкости, равна 3см.

Фотоэлектрический метод основан на изменении светового потока, проходящего через слой исследуемого воздуха, падающего на фотоэлемент. Изменение в фотоэлементе тока, возбуждаемого световым потоком, фиксируется гальванометром, от градуированном в мг пыли, отнесенных к 1 л воздуха.

При определении концентрации вредных веществ в воздухе результаты должны приводится к нормальным условиям: температура 20 ⁰С, атмосферное давление 760 мм ртутного столба, относительная влажность 50 %.

Рис. 2.3.3. Аспиратор для отбора проб воздуха.

Для анализа проб воздуха строителям при ведении работ в колодцах, емкостях, отделочных работах очень удобен газоанализатор ГХ-100. Этот компактный прибор прост в конструктивном решении, в применении не требует особых условий его хранения. В приложении 10, СНиП 111-4-80^* приведен перечень приборов для определения содержания газов в воздухе строительного производства.

Пары и газы могут быть причинами крупных аварий и взрывов. Основную опасность представляет взрыв горючих газов, скопившихся в изолированном пространстве. Горение в смесях горючих газов или паров с воздухом способно распространяться в определенных соотношениях, называемых концентрационными пределами воспламенения (взрыва).

Минимальную и максимальную концентрацию газов и паров в воздухе, способных воспламеняться, называют нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения (взрыва). Физический смысл нижнего концентрационного предела заключается в том, что если в воздухе, при появлении источника воспламенения, концентрация паров и газов достаточна для химического процесса, то происходит его развитие и, как следствие, взрыв при горении. При более низких концентрациях горючих газов не хватает вещества или веществ для поддержания процесса горения и взрыв не происходит. При больших концентрациях больше верхнего концентрационного предела процесс горения (взрыва) не происходит т.к. не хватает кислорода на развитие процесса.

Если на рабочем месте в помещении содержание газов в воздухе ниже нижнего предела, то при участии пыли, повышении температуры или мощности источника этот предел может снижаться. А при больших концентрациях, выше верхнего предела воспламенения, при выходе из замкнутого объема, и обогащении кислородом – способны гореть.

Концентрации, которые находятся между верхним и нижним концентрационными пределами, называются взрывоопасными. Концентрационные пределы воспламенения определяются в лабораторных условиях. ССБТ и ГОСТ 12.1.004 – 91 даны нижние пределы воспламенения газов, паров, веществ и их продуктов. Нижний (верхний) концентрационный предел воспламенения (С_Нt) газа или пара в воздухе при атмосферном давлении и температуре газовоздушной системы равен:

С_Ht = C_H х (1,020 – 0,000799t) (2.3.5)

где С_H – нижний концентрационный предел воспламенения газа или пара в воздухе при атмосферном давлении и температуре 20⁰С.

t – температура пара или газа, К.

Согласно ССБТ и ГОСТ 12.1.010 – 76 производственные процессы должны осуществляться так, чтобы вероятность возникновения взрыва на любом участке работ не превышала 10^-6. Поэтому предельно допустимая взрывобезопасная концентрация (ПДВК) при степени надежности невоспламеняемости смеси равной 0,999999 определяется по формуле:

ПДВК = C_H1×t / K²_s3 (2.3.6)

где K²_s3 - коэффициент безопасности к нижнему концентрационному пределу воспламенения.

Значения C_H1 приведены для веществ (табл.2.3.1), продуктов и смесей (табл.2.3.2) в ГОСТ 12.1.004 – 91. Обычно для вычисления нижнего и верхнего пределов воспламенения смеси горючих газов или паров в воздухе применяется формула Ле-Шателье:

C_н = 100/ (C₁/ C¹н+ C₂/ C²н+××× C_n/ Cⁿн) (2.3.7)

где С_н – нижний концентрационный предел воспламенения смеси нескольких горючих компонентов в объемных процентах: С₁; С₂; С_n; концентрация горючих компонентов в объемных процентах, причем С₁+С₂+ +С_п=100%; C¹н, C²н, Cⁿн - нижние приделы воспламенения горючих компонентов смеси в объемных процентах.

По этой же формуле вычисляются и верхние концентрационные пределы. В практике широкое распространение получили как объемные, так и весовые проценты. Пересчет мг/л в объемные проценты производится по следующей формуле:

1мг/л =831,396T/M∙P (2.3.8)

где Т – абсолютная температура, К; M– молекулярный вес; Р – атмосферное давление, Па.

Для пересчета объемных % в весовые 1 об % = M∙P/831,396T. Находим, что один мг/л при данных условиях равен1 мг/л = 831,396 × 298 / 50×99991,5 = 0,5.Соответственно 3 мг/л = 0,15%.

Один объемный процент при данных условиях равен

1 % об = 50×99991,5 / 831.396 × 298 =20,2 мг/л (2.3.9)

Следовательно, в 3% = 60,6 мг/л.

Для того чтобы рассчитать верхние (ВПК) и нижние пределы (НПК) воспламенения смесей газов и паров воздуха, необходимо определить какие газы и пары входят в состав атмосферы цеха, участка. Если результаты показывают, что концентрация горючих газов и паров лежит между верхним и нижним пределом, то такие концентрации считаются взрывоопасными или выше санитарных норм (ПДК), то необходимо немедленно принимать меры профилактики.