Методы отбора проб воздуха рабочей зоны. Методы определения газообразных веществ в воздухе. Методы определения пыли в воздухе.

Для того, чтобы обеспечить безопасную для жизни и здоровья производственную среду, не наносить вред окружающей среде, необходимо осуществлять контроль над загрязнениями, поступающими, в том числе в воздух рабочей зоны. С этой целью разработан целый ряд нормативных документов и критериев, в основе которых положены величин предельно допустимых концентраций.

Под предельно допустимой концентрацией веществ в воздухе рабочей зоны понимается концентрации, которые при ежедневной работе в течение 8 часов, но не более 40 часов в неделю, в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в процессе работы или отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений (ГОСТ 12.1.005-88).

По степени воздействия на организм человека, вредные вещества разделяются на четыре класса опасности. Первый класс — вещества чрезвычайно опасные, ПДК в воздухе рабочей зоны должна быть не более 0,1 мг/м³. Второй класс — вещества высоко опасные, ПДК 0,1 — 1,0 мг/м³. Третий класс — вещества умеренно опасные, ПДК 1,1 — 10,0 мг/м³. Четвертый класс — вещества малоопасные, ПДК более 10,0 мг/м³. В каждом классе вещества обладают различной токсичностью.

Для гигиенической оценки воздуха необходимо отобрать пробы, определять содержание вредных веществ, сравнить с предельно допустимой концентрацией и сделать заключение о соответствии.

При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия допустимыми для проектирования и санитарного надзора считаются такие концентрации (С) вредных веществ, которые отвечают уравнению:

С₁/ПДК₁ + С₂/ПДК₂ + С₃/ПДК₃ + ….. С_n/ПДК_n ≤ 1

Т.е сумма отношений фактических концентраций веществ (С₁; С₂;... С_n) в воздухе к их предельно допустимым концентрациям (ПДК₁; ПДК₂;... ПДК_n) не должна превышать единицы — принцип совместного действия.

К веществам однонаправленного действия относятся вещества, которые близки по химическому составу и характеру воздействия на организм. Примерами веществ однонаправленного действия являются: хлорированные и бромированные углеводороды, спирты, щелочи, кислоты, ароматические углеводороды (толуол, ксилол, бензол), аминосоединения, нитросоединения.

В государственных стандартах приведено более 700 веществ, для которых установлено ПДК. Риском последствий (R), обуславливающих возникновение профессиональных заболеваний является присутствие в рабочей зоне токсических веществ, концентрация которых превышает ПДК, т. е. R ≥ ПДК.

Для контроля концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны (рабочих мест) используют: экспресс-методы, лабораторные методы, методы непрерывного контроля.

Экспресс метод нашел наиболее широкое применение и позволяет быстро и с достаточной точностью определять концентрацию вредных веществ, непосредственно, на рабочем месте. Суть его заключается в протягивании определенного объема воздуха через контрольные трубки с индикаторным порошком, который реагирует изменением цвета на содержание вредных веществ в воздухе. К приборам экспресс-метода относятся газоанализаторы.

Лабораторный метод является более точным, но требует отбора проб воздуха в рабочей зоне с последующим анализом его состава в лабораторных условиях в течение ближайшего времени. К таким методам относятся: хроматографический, фотокалориметрический и др.

Метод непрерывного автоматического контроля применяется 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 воздуха в рабочей зоне производится следующими методами: весовой, счетный, фотоэлектрический, ультразвуковой и т. д. В нашей стране наиболее широко применяется весовой аспирационный метод контроля. Суть его заключается 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.

Массовая концентрация пыли, мг/м³:

Q = m₂-m₁/V

Где m₂ и m₁ - масса фильтра до и после отбора пробы пыли, мг; V - объем воздуха, протянутого через фильтры, приведенный к нормальным условиям, л; t — время отбора пыли, мин.

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

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 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 обогащеии кислородом — способны гореть.

Концентрации, которые находятся между верхним и нижним концентрационными пределами, называются взрывоопасными.