u_cours

203

задерживается значительно больше частиц с электрическими зарядами, чем нейтральных. Кроме того, положительно заряженные частицы более агрес- сивны, чем отрицательно заряженные. С технической точки зрения от степе- ни электрозаряженности частиц зависит выбор фильтров и различных обес- пыливающих систем.

•Взрываемость пыли обуславливает степень опасности производства. От этого зависит выбор инженерно-технических решений и отнесение зданий

копределенной категории по взрывопожароопасности.

•Растворимость пыли влияет на скорость вывода ее из организма че- ловека и всасывание ее составляющих в кровь, что в целом влияет на степень поражения организма и проявление профессиональных заболеваний.

Остальные 30 свойств пыли имеют значение в технике обеспыливания, в процессах пылеуборки, в пожаротушении, транспорте отходов, при разра- ботке приборов, регистрации и контроля различных явлений в воздушной среде.

6.4 Воздействие пыли на организм человека

Наряду с рассмотренными классификациями пыли отличают классифи- кации и по ее санитарно-гигиеническим признакам. Например, одна из них

по характеру воздействия на организм подразделяет пыли на две большие группы. К первой группе относят аэрозоли из ядовитых веществ, опасные для организма в целом, а ко второй – пыли, вредно действующие на органы ды- хания. Вредность пыли первой группы (свинцовая, мышьяковая и т. п.) в меньшей мере зависит от размера частиц, что значительно упрощает проб- лему их изучения. Пыли второй группы вызывают заболевания, известные под названием пневмокониозы (гр. pneumon – легкие + konia – пыль), введенным в 1866 г. Ценкером. Исключение составляют пыли марганца, ва- надия, кадмия и бериллия, вызывающие пневмонит.

Наибольшее распространение по санитарно-гигиеническим признакам получила классификация Фейля, в основу которой положено болезнетворное действие пыли. Согласно этой классификации пыли подразделяют на:

1 Активные:

• токсичные (свинцовая, ртутная, мышьяковая и т. п.);

204

•инфекционные (например, карбидная);

•едкие (томасовский шлак);

2 Вызывающие уплотнение легочной ткани (кремниевые соедине- ния); 3 Нейтральные (пассивные):

•мягкие и гибкие (хлопковая, перьевая);

•твердые, ранящие (угольная, опилки).

Часто какую-либо пыль, вызывающую уплотнение легочной ткани (фиброз), относят к активным видам пыли, что увязывается с общей теорией пневмокониоза.

Пневмокониозами называют болезни легких, возникающие при вдыха- нии пыли. При этом имеются ввиду только аэрозоли с твердыми частицами без микроорганизмов.

Отличают ряд заболеваний, обуславливаемых специфическими видами пыли: • силикоз, возникающий при вдыхании пыли, содержащей свободный кремнезем (Si02) и являющийся тяжелым заболеванием, конечным выраже- нием которого является уплотнение легочной ткани – фиброз; • сидероз лег- ких – у работающих, вдыхающих металлическую пыль ( сварщики); • бисси- ноз вызывается пылью, образующейся при обработке хлопка; • цементоз – при вдыхании цементной пыли; • табакоз – от воздействия табачной пыли;

• багассоз – от воздействия пыли при размоле сахарного тростника и т.д. Когда трудно установить различие между этими заболеваниями из-за

смешанной пыли, то заболевание определяют как пневмокониоз в какой-то отдельной отрасли промышленности, например, пневмокониоз в деревообра- ботке.

Помимо физико-биологического воздействия пыли на организм чело- века, большое значение имеет и ее механическое воздействие (размер, форма и твердость частицы). Крупные частицы обычно задерживаются в верхних

дыхательных путях и при длительном воздействии вызывают повреждение эпителия и слизистых оболочек. Игловидные или с зазубренными краями частицы плохо удаляются наружу путем чихания, отхаркивания и т. д.

Пыль также воздействует на кожу. Чрезмерное потение способствует поражению кожи: покраснение, экзема, что может привести, как считают не- которые ученые, к развитию рака кожи.

205

6.5 Источники пыли и оценка их опасности

Где бы не находился человек, качество воздушной среды почти всегда не отвечает гигиеническим нормативам. Отличают 4 типа воздушных сред;

•воздушная среда населенного пункта;

•воздушная среда жилых помещений;

•воздушная среда транспортных средств;

•воздушная среда цехов, офисов, общественных заведений и т.п.; Взрослый человек за один прием вдыхает до 500 см3 воздуха. В сред-

нем он делает 18-20 вдыханий в минуту, 1200 вдыханий в час и 10000 – за 8 ч. работы, т. е. вдыхает 5 м3 воздуха. В зависимости от того, сколько пыли находится в одном кубическом метре воздуха, создается наибольшая опас- ность попадания ее в организм.

•Воздушная среда населенного пункта. Запыленность воздушной среды населенных пунктов зависит от их крупности, количества производст- венных предприятий, выбрасывающих в атмосферу вредные вещества, коли- чества автомобилей, передвижение которых по дорогам сопровождается большими воздушно-пылевыми облаками. Даже в городах, где нет промыш- ленных гигантов, запыленность воздуха превышает ПДК в несколько раз, а качество воздушной среды не всегда не отвечает нормативным значениям. В больших мегаполисах с населением более трех млн. человек, чудовищный смог над городом – обычное явление. С борта авиалайнеров, пролетающих над такими гигантами, пылевое покрывало над городом видно за десятки ки- лометров. Как правило, в воздушной среде над промышленными центрами содержится более двухсот вреднейших веществ, концентрация которых пре- вышает нормативные значения в несколько раз.. Ряд городов характеризуют- ся такими явлениями, а в результате – раковые заболевания, продолжитель- ность жизни горожан на 5 лет меньше, чем в среднем по стране.

•Воздушная среда жилых помещений. Только на первый взгляд ка-

жется, что воздушная среда жилища не загрязнена вредными веществами. Ее качество зависит от типа квартиры, населенного пункта, типа дома и его рас- положения относительно заводских объектов и транспортных артерий. Если вблизи дома проложена автомобильная дорога, то запыленность и загазован- ность воздуха в квартирах значительно превышает нормативные значения.

206

Обстановку усугубляет действия квартиросъемщиков: использование вени- ков вместо пылесосов, встряхивание простыней, скатертей и т.п. Все это ста- новится причиной повышенного содержания пыли в воздушной среде жили- ща, наличие которой впечатляет в луче фонарика при потушенном свете от электрических ламп. Кроме того, в подушке, в постельных принадлежностях также имеется пыль, которую мы вдыхаем во время сна. С учетом пыли, вдыхаемой нами вне жилища, в целом в организм человека за сутки попадает одна столовая ложка пыли.

Впечатляет и количество вредных веществ, содержащихся в воздушной среде жилого помещения. В зависимости от типа квартиры, применяемых материалов в облагораживании интерьера, образа жизни членом семьи в воз- духе помещения насчитывается более 2000 тыс. веществ разного класса опасности. Только одно нас утешает, что их концентрация в воздухе относи- тельно мала.

•Воздушная среда транспортных средств. Человек особенно нега-

тивно ощущаем такую среду в маршрутных автобусах, когда происходит частое открывание дверей. При этом воздушные потоки срывают осевшую пыль, и она клубами врывается в пространство салона. Это хорошо видно в солнечных лучах. Выше было отмечено, что в воздушной среде городов со- держится более двухсот вредных веществ, большую долю которых поставля- ет автомобили. Современные города перегружены такими средствами транс- порта. Например, по отдельным данным в России в 1992 году насчитывалось 10 млн. машин, а в 2003 г. – 22 млн. Только в Москве в 2003 г. их количество составляло 3 млн. Поэтому воздушная среда приземного слоя атмосферы в мегаполисах и крупных городах губительна для всего живого. Какой же вы- ход из создавшегося положения? Во многих странах эта проблема решается с учетом самых разных проектов. Наиболее перспективный из них по ограни- чению загазованности воздуха - электромобили. Однако их применение не снизит запыленности воздушной среды.

•Воздушная среда цеха. Производственные цехи, в которых много пыли, наиболее опасны для работающих. Например, в деревообработке - это цехи, где установлены станки, особенно шлифовальные. Выше было сказано, что не вся пыль проникает в организм. Бóльшая часть вдыхаемой пыли за- держивается в носовой полости, некоторая ее часть заносится в легкие и же-

207

лудок. Количество пыли, попадающей в организм, зависит от размера пыле- вых частиц. Например, проведенные нами исследования показывают, что древесная пыль содержит в себе, в зависимости от породы дерева, 15-42 % частиц, легко заносимых в организм, и 30-54 % частиц, которые могут зано- ситься в органы дыхания. Итого 85 % пыли от общей ее массы, образующей- ся при обработке древесины шлифованием, могут попасть в организм чело- века. Даже безвредная пыль при вдыхании в большом количестве может стать вредной, а древесная пыль – вредное вещество. Следует учесть еще действие микробов и бактерий, вдыхаемых одновременно с пылью, которые ослабляют защитные свойства организма и способствуют заболеваниям.

Пыль от источников под действием воздушных потоков быстро рас- пространяется по цеху, оседает на поверхности или длительное время витает в воздухе. Например, в деревообрабатывающих цехах основным источником пыли являются станки. Только от работы одного шлифовального станка типа ШлПС-2М может образоваться – 2-4 кг пыли в час, большая часть которой, как наиболее тонкодисперсной, попадает в воздушное пространство цеха, не уловленная приемником. Если в цехе установлено хотя бы два таких станка, то за смену в воздушное пространство цеха попадает более 20 кг пыли в за- висимости от конструкции пылеприемника и эффективности отсоса. Если учесть, что по дисперсному составу пыль содержит до 80 % частиц, способ- ных заносится в органы дыхания, то не составляет трудности определить массу пыли из этих 20 кг, которая попадет в организм станочнику. Учитывая наличие других источников пыли, можно определить массу пыли, попадаю- щей в воздух, а, следовательно, теоретически обосновать ее концентрацию в помещении в зависимости от работы определенного количества оборудова- ния и спроектировать эффективную систему вентиляции.

Необходимо заметить, что запыленность воздуха отрицательно влияет не только на здоровье работающих, но и сокращает срок эксплуатации обо- рудования, ухудшает культуру производства, снижает эстетическое воспри- ятие интерьера и производительность труда, увеличивает пожаровзрыво- опасность цехов.

Запыленность воздуха в цехах зависит от степени автоматизации тех- нологических процессов и механизации пылеуборки. Там, где преобладает позиционное оборудование, запыленность воздуха всегда превышает ПДК в

208

несколько раз. В зависимости от технологического процесса, уровня его ав-

томатизации и совершенства пылеулавливающих устройств запыленность воздуха в цехах превышает ПДК в 1 – 5 раз.

Уборка пыли в производственных цехах все еще не механизирована. Обычно рабочие сжатым воздухом сдувают пыль со станков, а затем сметают с пола осевшую пыль (аэрогель) метлами или щетками. Такая уборка превы- шает ПДК в 10-15 раз. И только спустя 2 ч. после окончания уборки, запы- ленность воздуха снижается до допустимой нормы, если работа продолжает- ся только одну смену.

6.6 Контроль и нормирование чистоты воздуха

При определении концентрации пыли в воздухе используют около 50 терминов. Основные из них: пыль, запыленность воздуха, концентрация пы- ли, ПДК, чистота воздуха, воздействие на организм, класс опасности, норми- рование и др.:

•рабочее место – место постоянного или непостоянного пребывания работающих в процессе трудовой деятельности (ГОСТ 12.1.005).

•рабочая зона – пространство высотой до 2 м над уровнем пола или пло-

щадки, на которых находятся рабочие места постоянного или непостоянного пребывания работающих.

•постоянное рабочее место – место, на котором работающий находится большую часть своего рабочего времени (более 50 % или более 2 ч непрерывно);

•зона дыхания - пространство в радиусе до 50 см от лица работника.

•чистота воздуха - состояние воздуха, характеризуемое концентрацией в нем пыли;

•концентрация пыли в воздухе - относительное весовое содержание пы-

ли в единице объема воздуха ( мг/м3).

Различают 4 уровня концентраций, которые вызывают различные воз- действия на человека и окружающую среду в зависимости от продолжитель- ности нахождения человека в загрязненной воздушной среде.

Первый уровень концентраций - наиболее безопасный. Его характери- зует отсутствие каких-либо прямых или косвенных воздействий, а четвертый - сопровождается острыми заболеваниями или смертью наиболее чув- ствительных групп населения. Эти четыре уровня чаще всего используют в оценке чистоты атмосферного воздуха;

209

• запыленность воздуха (мг/м3) - характеристика состояния воздушной среды по содержанию в ней пыли.

Различают нормируемую, повышенную и опасную запыленность воз-

духа.

Нормируемая запыленность воздуха в какой-либо среде предопределя- ет степень его относительной безвредности. При этом предполагается, что весовое содержание пыли в воздухе, при попадании ее в легкие человека за любую продолжительность работы в данных условиях, не вызовет никаких последствий;

•повышенная запыленность воздуха - это вредный производственный фактор, вызывающий негативные последствия;

•опасная запыленность воздуха - весовая концентрация пыли, приводя-

щая к тяжелым последствиям: пожару, взрыву и смерти человека;

•максимальная концентрация – максимальная концентрация, определенная в течение всей рабочей смены;

•минимальная концентрация – минимальная концентрация, определен-

ная в течение всей рабочей смены.

Для предупреждения последствий устанавливают предельно допусти- мые концентрации (ПДК) в зависимости от класса опасности вещества: чем опаснее этот класс, тем меньшее значение ПДК. Например, для древесной пыли, класс опасности которой IV, ПДК составляет 6 мг/м3, а для стрептоми- цина с классом опасности I – 0.1 мг/м3 .

Различают 8 видов ПДК. Наиболее употребительны из них три:

•среднесменная предельно допустимая концентрация – предельная концентрация, усредненная за 8-часовую рабочую смену;

•максимальная предельно допустимая концентрация – максима-

льная концентрация, возникающая при ведении технологического процесса, усредненная при отборе проб за промежуток времени, равный 15 мин.;

•максимальная предельно допустимая концентрация веществ, опасных для развития острого отравления (с остронаправленным механизмом действия, раздражающие вещества) – максимальная концентра-

ция, которая должна быть измерена за возможно более короткий промежуток времени, как это позволяет метод определения данного вещества (см. также п. «Загазованность воздуха»).

210

Нормирование ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны регла- ментируют ГН 2.2.5.686 – 98, 10 дополнений к ним c учетом основопола-

гающего ГОСТ 12.1.005 – 88 и Р 2.2.2006 – 05 и др..

Контроль чистоты воздуха Контроль содержания вредных веществ в воздухе проводится при

сравнении фактических концентраций с ПДК. Для решения вопроса о полно- те контроля на предприятии для каждого рабочего места специалист состав- ляет список веществ, которые могут выделяться в воздух рабочей зоны при ведении технологического процесса с соответствующим классом опасности.

При выделении в воздушную среду нескольких веществ контроль осу- ществляют как по ведущему веществу, так и наиболее характерному загряз- нителю.

При выборе конкретных методов контроля руководствуются методиче- скими указаниями на методы определения вредных веществ в воздухе рабо- чей зоны, утвержденными Минздравом России, требованиями и положения-

ми ГОСТ 12.1.016, ГОСТ 8.505, ГОСТ 12.1.014, ГОСТ 12.1.005 и Р 2.2.2006.

Контроль качества воздуха осуществляют при характерных производ- ственных условиях (работа всего оборудования и т.д.).

Отбор проб воздуха проводят в зоне дыхания работника (1.5 м от пола для стоящего работника и 1 м – сидящего человека). Длительность отбора одной пробы воздуха определяется методом анализа и зависит от концентра- ции вещества в воздухе рабочей зоны.

При контроле максимальных концентраций, если метод анализа позво- ляет отобрать 2-3 и более проб в течение 15 мин, вычисляют среднеарифме- тическую (при равном времени отбора отдельных проб) или средневзвешен- ную (если время отбора проб разное) величину из полученных результатов, которую сравнивают с ПДКм.

В зависимости от класса опасности вредного вещества (ВВ) контроль осуществляют для ВВ: • I класса опасности – не реже 1 раза в 10 дней;

•II класса – 1 раз в месяц; • III класса – 1 раз в 3 месяца;

•IV класса – 1 раз в 6 месяцев.

Контроль среднесменных концентраций осуществляют применительно к определенной профессиональной группе или конкретному рабочему месту. При этом анализ воздушной среды проводят как для рабочих основных про-

211

фессий, так и для вспомогательного персонала. Количество проб воздуха за

смену зависит от концентрации вещества в воздухе и определяется методом контроля.

Нормирование запыленности воздуха

Впрактике обеспыливания воздуха различают два вида норм: для на- ружного воздуха и для воздуха внутри помещения.

Нормирование ПДК пыли в воздухе в различных государствах неоди- наков. В основном эти различия заключаются в принципах:

• нормирования ПДК;

• выбора количества наименований пыли, на которые установлены нормативы;

• выбора градаций ПДК силикозоопасной пыли и их абсолютных зна- чений.

ВРоссии в основу нормирования ПДК положены весовые показатели содержания вредного вещества в воздухе, измеряемые в мг/м3. Следует отме- тить, что принципиальным отличием при этом является то, что узаконенные ПДК являются максимально разовыми, которые не должны превышаться в любой момент смены.

Нормативы на ПДК в каждой стране установлены на разное число пы- ли. Например, наибольшее количество регламентированных ПДК в 1980-х гг. было в России - 91, наименьшее в Перу - 1. Зарубежные нормативы в основ- ном установлены на кварцесодержащие пыли, вызывающие тяжелейшие за- болевания.

Граничная градация ПДК пыли в зависимости от содержания в ней свободной двуокиси кремния имеет принципиальное значение в профилакти- ке пневмокониоза. Поэтому в настоящее время нормирование ПДК с учетом этого показателя принято в большинстве ведущих стран мира. Причем, диа- пазон градаций, принятый в различных странах, довольно широк. Например,

вРоссии. Румынии, Болгарии, Югославии от 3 до 12, США, Чехии, Японии, Великобритания – 3, Швеции и Италии – 12.

Отсутствие единого мнения при решении этого вопроса можно объяс-

нить различными методами подхода к оценке силикозоопасности пыли и критериями ее количественного содержания в воздухе.

212

Нормирование содержания вредных веществ в рабочей зоне производ- ственных цехов в России регламентируется рядом нормативных документов, среди которых предписывающий ГОСТ 12.1.005-88, устанавливающий пра- вила отбора проб воздуха, применение отдельных видов ПДК и т.д. В его приложении к 2000 г. было учтено 1307 вредных веществ. В соответствии с требованиями нормативных документов содержание вредных веществ в воз- духе рабочей зоны не должно превышать ПДК. Это положение является юридической основой. При несоблюдении этого должностное лицо предпри- ятия подвергается к ответственности согласно действующему законодатель- ству Российской Федерации.

В настоящее время в России действует более десятка нормативных до- кументов, регламентирующих содержание вредных веществ в воздухе рабо- чей зоны. Их можно разделить на 4 группы:

∙предписывающие (основополагающие): ГОСТ 12.1.005, ГОСТ 12.1.016, которые определяют требования к средствам и методам измерения концентраций вредных веществ;

∙группа гигиенических нормативов: ГН 2.2.5.552-96, ГН 2.2.4.002-93,

ГН 2. 2. 5. 012-93, ГН 2. 2. 5. 009-94, ГН 2. 2. 5.038-95, ГН 2.2.5.649-96, ГН

1.1.029-95, ГН 2.2.5.553-96 и др., устанавливающие ПДК отдельных веществ;

∙ПДК № 4617-88 и др. ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны (ВВвВРЗ), устанавливаются как дополнение к основному нормативному до- кументу с присвоением индекса дополнения. Например, “ПДК ВВвВРЗ № 4696 – 88. Дополнение № 1”. Список таких ПДК пополняется ежегодно по мере их утверждения в установленном порядке;

∙ОБУВ 5203-90, ГН 2.2.5.687-98, (ориентировочные безопасные уров- ни воздействия) и 6 дополнений (2003г.): ГН 2.2.4.00393, ОБУВ 580191.

Основной принцип нормирования содержания вредных веществ в воз- духе зависит от класса их опасности. С уменьшением класса опасности уменьшается и значение ПДК. Например, для вещества дихлорацетон пер- вого класса опасности ПДК равна 0.05 мг/м3, а для древесной пыли четвер- того класса опасности - 6 мг/м3. Кроме того, существенное значение имеет и вид вещества, его токсичность и другие характеристики, определяющие его опасность. Так, для веществ гексаметилендиамин и гексахлорбутадиен

первого класса опасности ПДК, соответственно, равны 0.1 и 0.005 мг/м3, а