книги / Основы технологической безопасности производств энергонасыщенных материалов и изделий

Атмосферный воздух вокруг человека постоянно загрязняется. Эти загрязнения представляют собой примеси различных ядовитых и неядовитых газов и пыль различного происхождения. К ядовитым газовым примесям атмосферного воздуха относятся: оксид углерода (угарный газ), сероводород, аммиак, выхлопные газы и др.

Оксид углерода (СО), образующийся при неполном сгорании топлива, опасен тем, что он соединяется с гемоглобином крови в 250–300 раз энергичнее кислорода. Кровь, насыщенная оксидом углерода, перестает усваивать кислород, и человек погибает от его недостатка. Слабые признаки отравления появляются уже после пребывания в течение нескольких часов в атмосфере, содержащей 0,016 % по объему угарного газа. При содержании угарного газа в 10 раз больше этой величины отравление наступает через 1 ч, а концентрация, равная 0,4 %, смертельно опасна даже при кратковременном пребывании.

Сероводород (H2S) вызывает нарушение внутритканевого дыхания: ткани перестают усваивать кислород. При вдыхании воздуха с содержанием сероводорода более 0,06–0,07 % возникает отек легких. При содержании более 0,08 % человек теряет сознание и может наступить смерть от паралича дыхания. При малых концентрациях (0,02 %) уже через 5–10 мин появляется жгучая боль слизистых оболочек глаз и дыхательных путей.

Аммиак (NН3), обладающий характерным запахом, также вызывает сильное раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей и глаз.

Выхлопные газы двигателей опасны из-за присутствия в них больших концентраций угарного газа в смеси с другими ядовитыми компонентами.

Помимо газов, в воздухе могут содержаться мельчайшие частицы твердого вещества размерами от одного до тысячных долей миллиметра. Загрязнение воздуха пылью ухудшает сани- тарно-гигиенические условия. Такой воздух может стать причиной ряда болезней.

51

По действию на организм человека пыль разделяют на ядовитую (свинцовая, ртутная, мышьяковистая) и неядовитую (угольная, известняковая, древесная). Ядовитая пыль, попадая

ворганизм или оседая на коже, может вызвать острое или хроническое отравление. Растворяясь в слюне или на слизистых оболочках дыхательных путей, она превращается в жидкий яд.

Заболевания, вызываемые действием неядовитой пыли на организм, называют пневмокониозами (от греческих слов «пневма» – дыхание и «кониос» – пыль). Наиболее тяжелые формы этого заболевания происходят при вдыхании кремнистой пыли (силикоз) и пыли асбеста (асбестоз). Сущность заболевания сили-

козом состоит в том, что пылевые частицы (размером менее 5·10–6 м) проникают вместе с вдыхаемым воздухом в легочные пузырьки – альвеолы – и задерживаются в них. Когда пыли мало, легкие самоочищаются от нее: пыль захватывается особыми подвижными клетками фагоцитами и удаляется из легких. При большом количестве пыли и наличии в ней свободного диоксида

кремния (SiО2), который под влиянием тканевых жидкостей переходит в кремниевую кислоту, оказывающую вредное воздействие на весь организм, очищения легких уже не происходит. Фагоциты, скапливаясь в больших количествах в легких, превращаются в волокна соединительной ткани, которая замещает альвеолы, что, в свою очередь, приводит к дальнейшим необратимым изменениям в организме. Кроме того, образующаяся кремниевая ки-

слота (Н2SiО3) разъедает ткань легких.

Крупная пыль (размером частиц более 5·10–6 м) не проникает в легкие, она задерживается в носоглотке и в дыхательных путях, но и ее присутствие в воздухе нежелательно.

Другим фактором, определяющим опасность пыли для человека, является ее концентрация – массовое содержание частиц

вединице объема воздуха (мг/м3).

Естественно, что масса вдыхаемой пыли, вызывающей заболевание, при всех равных условиях зависит от интенсивности дыхания человека, от вида выполняемой работы. Например, человек

52

внеподвижном состоянии потребляет 10–12 л воздуха в минуту, апри интенсивном физическом труде– 50–70 л/мин. Следовательно, человек, выполняющий тяжелую физическую работу, в запыленной атмосфере быстрееподвергаетсязаболеванию.

Вентиляция – это регулируемый воздухообмен в помещении. Вентиляцией называют также устройства, которые его создают. Задача вентиляции состоит в создании в производственном помещении или ограниченном рабочем объеме интенсивного воздухообмена, в результате чего происходит удаление загрязненного, охлажденного или перегретого воздуха и подача нормального, отвечающего гигиеническим требованиям состава воздуха. Если вентиляция происходит во всем помещении, то ее называют общеобменной. Вентиляция, сосредоточенная в какой-либо зоне (на объекте загрязнения среды), называется местной (локализующей). Повремени действия вентиляция делится на постоянно действующую и аварийную. По способу перемещения воздуха вентиляционные системы подразделяются на естественную, механическую или их сочетание– смешанную. По направлению воздушных потоков – навытяжную, приточнуюиприточно-вытяжную.

Естественная вентиляция, обеспечиваемая перемещением воздуха под действием естественных факторов: теплового или ветрового напоров воздуха, должна быть предусмотрена во всех помещениях.

Механическая вентиляция состоит из двух основных элементов: вентилятора, создающего разность давлений, и воздуховодов. Достоинством механической вентиляции является возможность обработки воздуха: его можно подогреть, увлажнить или подсушить, обеспылить, а также очистить перед выбросом

ватмосферу. Недостатки: необходимость звукоизоляции, дополнительного оборудования, потребление энергии.

Механическая вентиляция позволяет управлять направлением движения воздушных потоков: она может быть вытяжной (отсасывающей), приточной (нагнетательной) и приточно-вытяжной. Наиболее распространенной является приточно-вытяжная общеобменная механическая вентиляция, комбинируемаясместной.

53

Расчет вентиляции начинают с определения воздухообмена для данного помещения. Минимальное количество воздуха, которое необходимо заменить в рабочем помещении с вредными продуктами, рассчитывается по формуле

где V – объем заменяемого (подаваемого или удаляемого) воздуха, м3/ч; СПДК – предельно допустимая концентрация вредного вещества, мг/м3; С0 – масса вредных веществ в подаваемом воз-

духе, мг/м3 (не более 0,3 СПДК); G – масса вредных веществ, выделяющихся в рабочем помещении, г/ч.

Значения СПДК и С0 часто встречающихся веществ приведены в табл. 2.

Таблица 2

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны СПДК и в атмосферном воздухе С0

(ГОСТ 12.1.005–88 и СН 3086–84)

54

Для расчета потребного воздухообмена необходимо в каждом случае определять количество вредных веществ G, выделяющихся в воздух помещения.

1. Определение воздухообмена при испарении растворителей при обработке поверхностей изделий лаками, красками или чистыми растворителями. Количество летучих растворителей G (г/ч), выделяющихся в воздухе помещений, можно определить по формуле

где а – средняя производительность одного рабочего, м2/ч; при обработке поверхности тампоном или кистью а = 12 м2/ч; пульверизатором а = 50 м2/ч; А – расход материалов, г/м2, при обработке поверхности тампоном или кистью расход материала принимают равным 180–200 г/м2; пульверизатором – 60–90 г/м2; m, % – процент летучих растворителей, содержащихся в лакокрасочных материалах; n – число рабочих, одновременно занятых на даннойоперации.

П р и м е р. Определить количество выделяющихся в воздух помещения летучих растворителей при окраске двумя работающими поверхности изделия цветным аэролаком на основе ацетона (m = 75 %).

Решение. Принимаем А равным 90 г/м2,

G = 50 90 75 2/100 = 6750 г/ч.

Определяем потребный воздухообмен в помещении по

формуле (1). Для ацетона находим из табл. 2 СПДК = 200 мг/м3,

С0 = 0,35 мг/м3.

L= 6750 1000/(200 – 0,35) = 33 750 м3/ч.

2.Определение потребного воздухообмена при выделении газов (паров) через неплотности аппаратуры, находящейся под давлением. Производственная аппаратура, работающая под

55

давлением, как правило, не является вполне герметичной. Степень герметичности аппаратуры уменьшается по мере ее износа.

Если истечение происходит адиабатически, количество газов, просочившихся через неплотности (кг/ч), можно определить по формуле

где k – коэффициент, учитывающий повышение утечки от износа оборудования (k = 1…2); c – коэффициент, учитывающий влияние давления газа в аппаратуре (pa):

v – внутренний объем аппаратуры и трубопроводов, находящихся под давлением, м3; М – молекулярный вес газов, находящихся в аппаратуре; Т – абсолютная температура газов в аппаратуре, К.

П р и м е р. Система, состоящая из аппаратуры и трубопроводов, заполнена сероводородом. Рабочее давление в аппаратуре ра = 3 атм, а в проводящих трубопроводах ра = 4 атм.

Внутренний объем аппаратуры vа = 5 м3, объем трубопроводов vтр = 1,2 м3. Температура газа в аппаратуре tа = 120 °C, в трубопроводе tтр = 25 °C. Определить потребный воздухообмен в помещении.

Решение. Определяем величины утечек сероводорода (H2S) из аппаратуры и трубопроводов.

Принимаем k = 1,5; с = 0,169 (давление примерно 2 атм);

М = 34 для H2S.

Утечка газа из аппаратуры

G = 1,5 0,169 5 34 = 0,372 кг/ч.

56

Утечка газа из трубопроводов

G = 1,5 0,172 1,2 34 = 0,104 кг/ч.

G = Ga + Gтр = 0,372 + 0,104 = 0,476 кг/ч = 476 г/ч.

Используя табл. 2, находим для сероводорода СПДК = 10 мг/м3;

С0 = 0,008 мг/м3.

Потребный воздухообмен L = 476 1000 / (10 – 0,008) =

=47638,1 м3/ч.

Ввоздух помещения одновременно могут выделяться несколько вредных веществ, которые по действию на организм человека могут быть однонаправленными и разнонаправленными. Для однонаправленных веществ расчетные значения потребного воздухообмена суммируются, а для разнонаправленных веществ выбирается наибольшее значение потребного воздухообмена.

Если характер и количество вредных примесей (веществ) не поддаютсяучету, воздухообменL (см3/ч) определяютпократности:

L = Vпом Kр,

где Vпом – объем помещения, м3;

Kр – минимальная кратность воздухообмена, ч–1. Кратность воздухообмена зависит от типа помещения:

В отсутствие дополнительных вредностей норму воздухообмена принимают 20 м3/ч на 1 чел. Общий расход воздуха определяют как произведение числа работающих в данном помещении на эту норму.

57

2.2.3. Освещение рабочих помещений

Хорошее освещение рабочих мест – одно из важнейших требований техники безопасности и промышленной санитарии. Особенно большое значение придается нормальной освещенности, потому что около 90 % всей получаемой информации человеком воспринимается с помощью зрения.

При недостаточном освещении зрительное восприятие снижается, развивается близорукость, появляются болезни глаз и головные боли. Из-за постоянного напряжения зрения наступает зрительное утомление. При недостаточном освещении работающий наклоняется к оборудованию, вследствие чего возрастает опасность несчастного случая. Постоянный перевод взгляда с достаточно освещенного предмета на плохо освещенный вызывает профессиональную болезнь – нистагм. Длительная работа при высокой освещенности может привести к светобоязни – повышенной чувствительности глаз к свету с характерным слезотечением, воспалением слизистой оболочки или роговицы глаза. Зрительное утомление – одна из часто встречаемых причин возможных ошибок персонала.

Обычно применяют три вида освещения: естественное, искусственное и смешанное.

Естественное освещение, создаваемое природными источниками света, имеет высокую биологическую и гигиеническую ценность и оказывает сильное воздействие на психику человека. Освещенность помещений естественным светом зависит от светового климата данной местности, ориентации окон, качества и содержания оконных стекол, окраски стен, глубины помещения, размеров световой поверхности окон, а также предметов, закрывающих свет.

Естественное освещение помещений осуществляется через световые проемы и может быть выполнено в виде бокового, верхнего или комбинированного. Боковое освещение происходит через окна в наружных стенах; верхнее – через световые

58

фонари, располагаемые в перекрытиях; комбинированное – через окна и световые фонари.

Естественную освещенность внутри помещений оценивают коэффициентом естественной освещенности (КЕО):

КЕО = Евн/Енар·100 %.

Коэффициент естественной освещенности – выраженное в процентах отношение естественной освещенности Евн, созданной в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственным или после отражений), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Енар, создаваемой светом полностью открытого небосвода.

Освещение помещения естественным светом характеризуется коэффициентом естественного освещения ряда точек, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и горизонтальной плоскости, находящейся на 1 м над уровнем пола. Минимальный коэффициент естественного освещения в зависимости от выполняемой работы при верхнем и комбинированном освещении должен составлять от 10 до 2 %, а при боковом освещени 3,5–0,5 %.

Приближенно естественное освещение рассчитывают через отношение площади световых проемов к площади пола – световой коэффициент. Для химических цехов он составляет 1/5–1/6.

При недостаточном естественном освещении устраивают искусственное освещение, которое подразделяется на рабочее, дежурное, аварийное и охранное.

Рабочее освещение может быть общим для обеспечения освещенности всего производственного помещения или местным, применяемым в случае недостаточности общего освещения рабочих мест, станков, столов в читальнях и т.д.

Общая система освещения – это освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное) или применительно к расположению оборудования (общее локальное).

59

Местная система освещения – освещение, создаваемое светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах.

Комбинированное освещение – это сочетание общего и местного освещения. В мастерских (цехах) одно местное освещение не допускается.

Рабочее освещение нормируется в пределах от 5 до 5000 лк в зависимости от назначения помещений, условий и рода выполняемой работы. Требования к освещению помещений промышленных зданий содержатся в СНИП 23-05–2010, часть которых приведена в табл. 3.

Таблица 3 Требования к освещению помещения промышленных зданий

Важным гигиеническим требованием является защита глаз от слепящего действия света, что достигается применением соответствующей осветительной арматуры и нормиро-

60