Лабораторная работа №6

«Определение концентрации вредных паров и газов в воздухе рабочей зоны»

Цель работы

1.Ознакомиться со свойствами и местами возможного появления наиболее распространенных вредных и токсичных газов;

2. Изучить методы и средства определения вредных веществ.

Содержание работы

1. Изучить устройство и принцип действия имеющихся газоанализаторов.

Общие сведения

Одним из наиболее опасных факторов, воздействующих на человека в производственных условиях, являются вредные вещества (ВВ).

Вредные вещества - вещества, для которых органами санпина, установлена предельно допустимая концент­рация (ПДК).

ПДК - это концентрация, которая при ежедневной работе в течение 8 часов, но не более 41 часа в неделю, на протяжении всего рабочего стажа, не может вызвать профессиональных заболеваний или отклонений состояния здоровья.

ПДК для большинства веществ являются максимально разовыми, т. е. содержание вещества в зоне дыхания рабо­тающих усреднено периодом кратковременного отбора проб воздуха: 15 мин для токсических веществ и 30 мин для ве­ществ, преимущественно фиброгенного действия. Для вы­сококумулятивных веществ, наряду с максимально разовой, установлена среднесменная ПДК. Средняя концентрация – это концентрация, полученная при непрерывном или прерывистом отборе проб воздуха при суммарном времени не менее 75% про­должительности рабочей смены или концентрация средне­взвешенная во времени длительности всей смены в зоне дыхания работающих на местах постоянного или времен­ного их пребывания.

Кроме ПДК на рабочем месте могут возникать следующие виды концентрации:

1. Опасная концентрация – это такая концентрация, которая допускает проведение кратковременных аварийных работ только при наличии средств индивидуальной защиты (СИЗ);

2. Смертельная концентрация – это концентрация, когда человек без средств индивидуальной защиты (СИЗ) через 2-3 вдоха получает смертельное отравление.

Другой важнейшей величиной, характеризующей уро­вень загрязнения воздуха рабочей зоны, является предель­но допустимый выброс (ПДВ). В отличие от ПДК, ПДВ яв­ляется научно-техническим нормативом. Его измеряют во времени и устанавливают для каждого источника организо­ванного выброса при условии, что выброс вредных веществ от данного источника и от совокупности источников района (с учетом перспективы развития промышленных предприя­тий и рассеивания вредных веществ в атмосфере) не созда­ет приземной концентрации, превышающей ПДК для атмо­сферного воздуха.

Под воздействием применяемого оборудования и техно­логических процессов в рабочей зоне создается определенная внешняя среда. Ее характеризуют микроклимат, содер­жание вредных веществ, уровень шума, вибраций, излуче­ний, освещенность рабочего места. Вредные вещества (ВВ) образуются в воздухе рабочей зоны при выполнении следующих видов работ:

• электросварочных (СО - окись углерода);

• газопламенных (SO2 - сернистый газ);

• строительство дорог в летнее время (выделяются пары битума, асфальтобетонной смеси);

• при прогреве техники.

Классификация ВВ

1. по агрегатному состоянию (газы, пары, аэрозоли, жидкости, тв. в-ва, смешанные)

2. по химическому строению (органические, неорганические, смешанные)

3. по растворимости (нерастворимые, растворимые в воде)

4. по дисперсности (крупнодисперсные, средне дисперсные, мелкодисперсные)

5. по характеру воздействия на человека (раздражающие, удушающие, наркотические, соматические)

Согласно ГОСТ 12.1.007-76* «Классификация и общие требования безопасности» все вредные вещества по степени воздействия на организм человека под­разделяют на четыре класса опасности:

- Первый класс - чрезвычайно опасные с ПДК < 0,1 МГ/МЗ (свинец, ртуть - 0,001 мг/м^з);

- Второй класс - высокоопасные с ПДК = 0,1 ... 1,0 мг/м^З (хлор - 0,1 мг/м3; серная кислота – 1 мг/м^З);

- Третий класс - умеренно опасные с ПДК = 1,1 ... 1,0 мг/м^з (спирт метиловый - 5 мг/м^з; дихлорэтан - 10 мг/м^З));

- Четвертый класс - малоопасные с ПДК > 1,0 мг/м^з (например, аммиак - 20 мг/м^З; ацетон- 200 мг/м^з; бензин, керосин - 300 мг/м^З; спирт этиловый ­1000 мг/м^З).

Негативное воздействие вредных веществ на организм человека.

Вредные вещества негативно воздействуют:

• на кожный покров, вызывая сухость кожи, трещинообразование, возможны дерматиты (проф. заболевание);

• на состав крови (Окись углерода (СО), выделяясь при сварке, может вызвать у человека белокровие);

• на слизистые оболочки глаз, трахей и бронхов. Возможны отеки дыхательных путей, трахеиты, бронхиты, коньюктивиты, (как проф. заболевание);

• на общее состояние организма, могут быть вызваны острые отравления (пары ртути и свинца).

В настоящее время ПДК установлены для воздуха рабочей зоны более чем для 850 веществ. В таблице 1 приведен ПДК ацетона в воздухе рабочей зоны и атмосферного воздуха населенных мест.

 Таблица 1

Загрязняющее вещество	Предельно допустимые концентрации, мг/м³
	рабочей зоны	максимальная разовая	средняя суточная
Ацетон	200	0,35	0,35

Средства коллективной защиты (СКЗ): устройства естественной, искусственной, местной вентиляции.

Средства индивидуальной защиты (СИЗ): респираторы, защитные очки, щитки, спецодежда.

Ход выполнения работы

Сущность метода определения концентрации вредных веществ с помощью газоанализатора заключается в изменении окраски индикаторного порошка в результате реакции с вредным веществом (газом или паром) в анализируемом воздухе, протягиваемом через трубку.

5 4

1

2

3

Рисунок 1. Газоанализатор УГ - 2. 1-резиновая трубка, 2-сильфон, 3-металлические пружины, 4- стопорный винт, 5-дозирующий шток.

Современные газоанализаторы.

В ленточных газоанализаторах(Рис.2) анализируемый газ поступает в газовую камеру, через которую непрерывно или с заданной периодичностью протягивается лента с нанесенным на нее реактивом. В результате реакции с определяемым компонентом на ленте образуется цветовое пятно, интенсивность окраски которого пропорциональна концентрации компонента. Разность (или отношение) световых потоков, отраженных от окрашенных и неокрашенных участков ленты, - мера концентрации контролируемого компонента в смеси. Иногда используют индикаторную ленту с жидким реактивом. В этом случае реактив наносится на ленту из капельницы непосредственно перед ее контактом с газом.

Рис.2. Ленточный фотоколориметрический газоанализатор: 1 - источник излучения; 2-индикаторная лента; 3-светофильтр; 4 и 4'-приемники излучения; 5-газовая камера; 6-усилитель; 7-вторичный прибор.

Пневматические газоанализаторы не обладают высокой избирательностью. Они пригодны для анализа смесей, в которых изменяется концентрация только одного из компонентов, а соотношение между концентрациями других остается постоянным. Диапазон измерения - от единиц до десятков процентов. Пневматические газоанализаторы не содержат электрических элементов и поэтому могут использоваться в помещениях любой категории пожаро- и взрывоопасности. Элементы схемы, контактирующие с газами, выполнены из стекла и фторопласта, что позволяет анализировать весьма агрессивные газы (хлор-, серосодержащие и др.).К ним относятсяпневмоакустические газоанализаторы (Рис.3), которые содержат два свистка с близкими частотами (3-5 кГц), через один из которых проходит анализируемый газ, через второй - сравнительный. Частота биений звуковых колебаний в смесителе частот зависит от плотности анализируемого газа. Биения (частота до 120 Гц) усиливаются и преобразуются в пневматические колебания усилителем. Для получения выходного сигнала (давления) служит частотно-аналоговый преобразователь.

Рис.3. Пневмоакустический газоанализатор: 1 - свисток; 2-смеситель частот; 3 - усилитель - преобразователь; 4 - частотно-аналоговый преобразователь; 5-вторичный прибор.

В пламенно - ионизационных газоанализаторах анализируемые органические соединения ионизуют в водородном пламени. Эффективность ионизации пропорциональна числу атомов С, поступающих в пламя в единицу времени, но зависит также от наличия в молекуле вещества атомов др. элементов. Схема такого прибора представлена на рис.4. Горелка служит одним из электродов ионизационной камеры. Второй электрод ("коллекторный") - тонкостенный цилиндр или кольцо. Эти газоанализаторы используют для определения органических веществ в воздухе и технологических газах. При совместном присутствии ряда органических компонентов находят либо их сумму, либо концентрацию компонентов со значительно большей эффективностью ионизации. С помощью пламенно-ионизационных газоанализаторы контролируют изменения суммарного содержания углеводородов в атмосфере и токсичные примеси в воздухе промышленных помещений, чистоту выхлопных газов автомобилей, утечки газов из трубопроводов и подземных коммуникаций. Диапазон измеряемых концентраций 10-5-1%. Имеется непосредственная взаимосвязь между эффективностью ионизации органических газов и паров и степенью взрывоопасности их смесей с воздухом. Это позволяет контролировать довзрывные концентрации органических веществ в промышленных помещениях, шахтах, туннелях.

Рис.4. Пламенно - ионизационный газоанализатор: 1-ионизац. камера; 2-горелка; 3-коллекторный электрод; 4-источник напряжения; 5-усилитель; 6-вторичный прибор.

Использованная литература

1. А.В. Фролов Практикум по безопасности жизнедеятельности Ростов- на-Дону «Феникс» 2009г., 493 с.;

2. Занько Н.Г., Малаян К.Р., Русак О.Н. Безопасность жизнедеятельности. Учебник . 12-е изд., перераб., и доп. / под ред. Русака О.Н. - СПб.: Издательство «Лань», 2007 – с. 672

3. СНиП 12.1.005-88* «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»;

4. ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны». - М.: Минздрав России, 2003г;