Требования к средствам измерения

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова»

Горный институт

Кафедра «Промышленная безопасность»

Методические указания по выполнению лабораторных работ по теме «Измерение запыленности воздушной среды» по дисциплине «Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело»

для студентов по направлению «Техносферная безопасность»

профиль 280700.62 «Безопасность технологических процессов и производств»

Якутск, 2015 г.

Утверждено учебно-методическим советом университета

Составители:

Яковлев В.Б., зав. лабораторией

Яковлев В.А., зав. лабораторией

Методические указания по выполнению лабораторных работ по теме «Исследование запыленности воздушной среды» предназначены для студентов очной формы обучения по программе бакалавриата 280700.62 «Безопасность технологических процессов и производств».

Измерение запыленности воздушной среды.

Цель работы – знание требований к содержанию пыли в воздухе и методов определения запыленности воздушной среды; навыки экспериментального определения содержания пыли в воздухе.

Нормативные документы

К нормативным документам относятся:

- ГН 2.2.5.1313-03 Гигиенические нормативы. «Предельно-допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»;

- ГН 2.2.5.1314-03 Гигиенические нормативы. «Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»;

- ГОСТ 12.1.005-88 «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»;

- ГОСТ 12.1.007-76 «ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности»;

- ГОСТ 12.1.014-84 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Метод измерения концентраций вредных веществ индикаторными трубками»;

- ГОСТ 12.1.016-79 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Требования к методикам измерения концентраций вредных веществ»;

- Р 2.2.755-99 (в ред. методических указаний МУ 4.3.1517-03, с внесенным дополнением №1) Руководство «Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса».

Требования к организации контроля и методам измерения.

Контроль содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны проводится для сравнения измеренных концентраций с их предельно допустимыми значениями. Для веществ, имеющих два норматива – максимальную разовую и среднесменную, ПДК контролируют и не допускают превышения как средней за смену, так и максимальной концентрации.

Аэрозоли преимущественно фиброгенного действия (АПФД) контролируются по среднесменным концентрациям.

Для вредных химических веществ, не относящихся к раздражающим и к веществам с остронаправленным механизмом действия и имеющих один норматив – ПДКм, также необходимо определять фактические среднесменные и максимальные концентрации (сравнивая их с ПДКм).

При выборе конкретных методов контроля необходимо руководствоваться утвержденными методическими указаниями относительно методов определения вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

Контроль воздуха осуществляют при характерных производственных условиях (ведение производственного процесса в соответствии с техническим регламентом) с учетом:

- особенностей технологического процесса (непрерывный, периодический), температурного режима, количества выделяющихся вредных веществ и др.;

- физико-химических свойств контролируемых веществ (агрегатное состояние, плотность, давление пара, летучесть и др.) и возможности превращения последних в результате окисления, деструкции, гидролиза и других процессов;

- класса опасности и биологического действия вещества;

- планировки помещений (этажность здания, наличие межэтажных проемов, связь со смежными помещениями и др.)

- количества и вида рабочих мест (постоянные и непостоянные);

- реального времени пребывания работающих на производственном участке в течение рабочей смены.

Контроль за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны устанавливается:

- непрерывный, для веществ 1-го класса опасности;

- периодический, для веществ 2-го, 3-го и 4-го классов опасности.

В отдельных случаях по согласованию с органами государственного санитарного надзора допускается проводить периодический контроль содержания веществ 1-го класса опасности. Отбор проб воздуха проводят в зоне дыхания работника, либо с максимальным приближением к ней воздухозаборного устройства (на высоте 1,5 м от пола).

Отбор проб при осуществлении контроля за соблюдением максимальных концентраций производится на тех рабочих местах и с учетом тех технологических операций, при которых возможно выделение в воздушную среду наибольшего количества вредного вещества.

Длительность отбора одной пробы воздуха определяется методом анализа и зависит от концентрации вещества в воздухе рабочей зоны.

При контроле за максимальными концентрациями, если метод анализа позволяет отобрать несколько (2-3 и более) проб в течение 15 минут, вычисляют среднеарифметическую (при равном времени отбора отдельных проб) или средневзвешенную (если время отбора проб разное) величину из полученных результатов, которую сравнивают с ПДКм.

Требования к средствам измерения

Аппаратура и приборы, используемые при санитарно-химических исследованиях, подлежат поверке в установленном порядке.

Общие сведения

Пыль – дисперсная система с газообразной средой и твердой дисперсной фазой, обладающей свойством находиться в взвешенном состоянии продолжительное время.

Многие производственные процессы в металлургической, химической, строительной и других отраслях промышленности сопровождаются выделением значительных количеств пыли. Пыль оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека, повышаем пожаро- и взрывоопасность производства и агрессивно действует на окружающую среду.

Как вредный производственный фактор пыль может оказать на организм человека различное физиологическое действие – фиброгенное, аллергическое и токсическое. Специфическое для пыли фиброгенное действие выражается в избирательном поражении тканей легких человека.

Степень вредного физиологического действия пыли зависит как от ее физико-химической природы, так и в значительной мере от дисперсного состава пыли. Известно, что частицы, крупнее 10-15 мкм, в основном задерживаются в верхних дыхательных путях, следовательно, представляют меньшую опасность. Наибольшей фиброгенной активностью обладают аэрозоли дезинтеграции с размерами частиц до 5 мкм и аэрозоли конденсации с частицами 0,3-0,4 мкм. Решающее значение на развитие фиброзного процесса в легких имеет масса поступившей в организм человека пыли.

С целью исключения и уменьшения неблагоприятного воздействия пыли на человека и окружающую среду допустимое содержание пыли в воздухе производственных помещений и в вентиляционных выбросах ограничивается. Так, содержание пыли в воздухе рабочей зоны ограничивается установленным уровнем предельно допустимых концентраций (ПДК). В нашей стране за ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны приняты концентрации, которые не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья.

Вредные вещества по степени воздействия на организм подразделяются на четыре класса опасности:

I – вещества чрезвычайно опасные (ПДК менее 0,1 мг/м³);

II – вещества высокоопасные (ПДК от 0,1 до 1,0 мг/м³);

III – вещества умеренно опасные (ПДК от 1,0 до 10,0 мг/м³);

IV – вещества малоопасные (ПДК более 10 мг/м³).

Таблица 1.

Нормы предельно допустимых концентраций некоторых видов минеральной пыли

№ п/п	Вид пыли	Предельно допустимая концентрация, мг/м³
1.	Пыль, содержащая более 70% свободной SiO₂ в ее кристаллической модификации (кварц, кристабалит, тридимит, конденсат SiO₂)	1,0
2.	Пыль, содержащая от 10 до 70% свободной SiO₂	2,0
3.	Асбестовая пыль и пыль смешанная, содержащая более 10% асбеста	2,0
4.	Пыль силикатов (тальк, оливин и др.), содержащая 10% свободной SiO₂	4,0
5.	Пыль барита, апарита, фосфорита, цемента, содержащего менее 10% SiO₂	5,0
6.	Пыль угольная и угольно-породная, содержащая более 10% свободной SiO₂	2,0
7.	Пыль угольная, содержащая до 10% свободной SiO₂	4,0
8.	Пыль угольная, не содержащая свободной SiO₂	10,0
9.	Прочие виды пыли	10,0

В зависимости от класса опасности вредных веществ предъявляются требованиями к периодичности контроля воздушной среды на рабочих местах, а именно, для веществ I и II классов опасности необходим непрерывный контроль, для веществ III и IV классов опасности – периодический. При непрерывном контроле за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны предусматривается применение систем самопишущих автоматических приборов, выдающих сигнал превышения ПДК. Частота отбора проб при периодическом контроле устанавливается органами санитарного надзора в зависимости от класса опасности веществ, находящихся в воздушной среде, и от характера технологического процесса. Для защиты воздушного бассейна населенных мест от вредных выбросов предприятий и содержание пыли в вентиляционных выбросах должно быть не более:

C^B = 100k, для Q≥4;

(1)

C^B = (160-15Q)k, для Q≤4.

где С^В – допустимое содержание пыли в вентиляционных выбросах, мг/м³;

Q – расход вентиляционных выбросов, м³/сек;

k – коэффициент, применяемый в зависимости от ПДК пыли в воздухе рабочей зоны помещения (табл. 1).

Таблица 2.

Коэффициент	ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м³
k	2 и менее	2-4	4-6	6 и более
k	0,3	0,5	0,8	1,0

При содержании пыли, превышающей допустимые концентрации, вентиляционные выбросы необходимо подвергать пылеочистке.

К методам контроля предъявляются следующие требования:

1. максимальная общая погрешность определения не должна превышать ±25 %;

2. степень задержания пыли фильтром должна быть не менее 95%;

3. отбор проб должен проводиться в зоне дыхпния человека при характерных производственных условиях с учетом основных технологических процессов, источников выделения пыли и функционирования технологического оборудования;

4. результаты определения концентрации пыли приводятся к нормальным условиям (температура +20 ^оС, атм. давление 760 мм.рт.ст., относительная влажность 50%).

В настоящее время существует несколько методов по определению содержания пыли в воздухе, которые могут подразделены на две группы – с выделением дисперсной фазы и без ее выделения. К первой группе относятся гравиметрический (весовой) и счетный методы, а ко второй – оптический, радиационный, фотоэлектрический и др.

Для гигиенического нормирования содержания пыли в воздухе рабочей зоны применяется гравиметрический метод. Применение аппаратов и методика определения зависят от условий отбора пробы запыленного воздуха. Наиболее типичными являются следующие случаи отбора, представленные на рис. 1:

а) из открытой (свободной атмосферы в производственных помещениях (рис. 1, а);

б) из закрытых объемов, находящихся при нормальных условиях (камеры, боксы и т.п.) (рис. 1, б);

в) из закрытых объемов, находящихся под разряжением или под давлением с направленным потоком воздуха (вентиляционные каналы, воздухопроводы и т.п.) (рис. 1, в).

рис. 1.

Для любых условий отбора пробы установка состоит из следующих основных узлов: пробоотборной трубки 1; фильтра 2; фильтродержателя 3; регулятора скорости отбора воздуха 4; респиратора 5; расходометра 6.

Наибольшее распространение среди применяемых фильтров нашли аналитические аэрозольные фильтры (АФА), которые имеют высокую степень осаждения (~99,9%) твердых частиц из фильтрующего элемента и защитных бумажных колец (рис.2). Фильтры закрепляются в специальных устройствах – аллонжах, которые могут иметь закрытое и открытое исполнение (рис.3).

рис. 2.

рис. 3.

Условия проведения работы

Лабораторная установка, схема которой представлена на рис. 4, позволяет определить содержание пыли в закрытом объеме, находящемся при нормальных условиях. Установка состоит из камеры 8, распыливающего устройства 7, пробоотборной трубки 1, «закрытого» аллонжа 3 с фильтром АФА 2, ротационной установки 5, секундомера, аналитических весов, термометра, барометра (на схеме указаны). Остановка 5 имеет на передней панели четыре ротаметра 6 с регулирующим устройством 4, которые позволяют контролировать расход воздуха через фильтр.

рис. 4.

Методика определения заключается в следующем. Запыленный воздух из исследуемого объема просасывается с определенной скоростью через фильтр. Привес на фильтре будет равен массе уловленной пыли. Содержание пыли в исследуемом объеме можно вычислить по формуле (2):

где С – содержание пыли в исследуемом объеме, мг/м³;

m₂ – масса фильтра с пылью, мг;

m₁ – масса чистого фильтра, мг;

V – объем прососанного через фильтр воздуха (м³), приведенный к стандартным условиям по формуле (3):

где, q – расход просасываемого через фильтр запыленного воздуха, м³/сек;

τ – время отбора пробы, сек;

T – температура воздуха в исследуемом объеме, ^оС;

P – давление в исследуемом объеме, мм.рт.ст.

Расход просасываемого через фильтр воздуха определяется из условий механической прочности и площади фильтра, а время отбора – максимальной пылеемкостью фильтра.

В камере, имитирующей производственное помещение создается запыленная среда с помощью механического распылителя 7. Давление и температура воздуха в камере принимаются равными давлению и температуре в лаборатории. Число проб запыленного воздуха ограничивается двумя, ввиду кратковременности исследований и малого объема камеры. Приведение результатов измерений к относительной влажности 50% не производится из-за кратковременности опытов и пространства параметров воздушной среды в камере и в помещении.

Порядок выполнения работы

1. Подготовить фильтр АФА к работе:

а) вынуть за выступ фильтр из бумажной кассеты;

б) вскрыть пакетик из кальки и развернуть защитные кольца;

в) с помощью пинцета поместить фильтрующий элемент в центр чашечки весов;

г) взвесить фильтрующий элемент (взвешивание фильтра АФА с защитными кольцами недопустимо);

д) взвешенный фильтрующий элемент вновь поместить в защитные кольца;

е) вставить фильтр АФА в аллонж и закрепить в нем.

2. Создать запыленную среду в опытной камере путем включения тумблера на 2-3 мин.

3. Включить установку 5 с одновременным пуском секундомера и отрегулировать скорость отбора до заданного значения регулятором 4 (рис. 4).

4. Через заданное время выключить установку 5.

5. Разобрать аллонж и вынуть фильтр АФА за выступы защитного кольца.

6. Освободить фильтрующий элемент от защитных колец, свернуть уловленным осадком внутрь и взвесить.

7. Снять с приборов значения температуры и давления воздуха в помещении лаборатории.

8. По результатам двух опытов вычислить среднее содержание пыли в опытной камере по формулам (2) и (3).

9. Сравнить опытное значение содержания пыли в камере с ПДК на рабочем месте для пыли заданного состава и сделать выводы.

10. По заданному расходу вентиляционных выбросов и значению ПДК определить по формуле (1) допустимую концентрацию запыленного воздуха, выбрасываемого системами вентиляции в окружающую среду. Сделать вывод о необходимости предварительной очистки воздуха перед выбросом в атмосферу.

11. Результаты исследований и выводы занести в бланк отчета.

Порядок взвешивания

1. Привести весы в рабочее состояние:

- освободить рычаг весов ручкой арретира, которая расположена на корпусе весов в центре – внизу.

2. Положить на чашку коромысла сложенный чистый фильтр, предварительно открыв стеклянную дверцу.

3. Произвести взвешивание:

а) снять весы с арретира;

б) путем вращения рукоятки (штурвала), расположенной на правой стороне весов, определить массу фильтра.

4. Закрепить рычаг весов на арретир и снять чистый фильтр.

5. Произвести запыление фильтра по варианту задания и произвести его взвешивание (по п.3-4).

Варианты заданий

Параметры	Значения по вариантам
Параметры	1	2	3
Расход воздуха, просасываемого через фильтр, л/мин	20	15	10
Время отбора пробы из опытной камеры, мин	1	2	2,5
ПДК пыли в опытной камере, мг/м³	1	3	7
Расход вентиляционных выбросов, м³/сек	2	3	5

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 157; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!