В соответствии с указанным выше ГОСТом
установлены ПДК для более чем 1300 вредных
веществ. Еще приблизительно для 500 вредных
веществ установлены ориентировочно безопасные
уровни воздействия (ОБУВ).
Предельно допустимые
концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе
рабочей зоны – это концентрации, которые при ежедневной
(кроме выходных дней) работе в течение
8 ч. или при другой продолжительности,
но не более 41 ч. в неделю, в течение всего
рабочего стажа не могут вызвать заболеваний
или отклонений в состоянии здоровья,
обнаруживаемых современными методами
исследований в процессе работы или в
отдаленные сроки жизни настоящего и последующих
поколений. При обосновании ПДК вредных
веществ учитываются физико-химические
свойства веществ, результаты экспериментальных
исследований, данные гигиенических наблюдений
на производстве, материалы о состоянии
здоровья и заболеваемости рабочих.
Класс опасности вредного вещества устанавливается
по семи показателям (табл. №1).
По ГОСТ 12.1.005–88
все вредные вещества по степени воздействия
на организм человека подразделяются
на следующие классы:
- вещества 1-го класса – чрезвычайно
опасные вредные вещества;
- вещества 2-го класса – высоко
опасные вещества;
- вещества 3-го класса – умеренно
опасные вещества;
- вещества 4-го класса – слабо
опасные вещества.
Таблица
№1
Классификация производственных
вредных веществ по степени опасности
№ |
Показатель |
Класс опасности |
I-й класс |
II-й класс |
III-й класс |
IV-й класс |
|
ПДК вредных веществ в воздухе
рабочей зоны, мг/м3 |
Менее 0,1 |
0,1 – 1,0 |
1,1 – 10,0 |
Более 10 |
|
Средняя смертельная доза при
введении в желудок DLж50, мг/кг |
Менее 15 |
15 – 150 |
151 – 5000 |
Более 5000 |
|
Средняя смертельная доза при
нанесении на кожу DLк50, мг/кг |
Менее 100 |
100 – 500 |
501 – 2500 |
Более 2500 |
|
|
Средняя смертельная
концентрация СL50
в воздухе, мг/м3 |
Менее 500 |
500 – 5000 |
5001 – 50000 |
Более 50000 |
|
Зона острого действия Zас |
Менее 6 |
6 – 18 |
18,1 – 54 |
Более 54 |
|
Зона хронического действия
Zch |
Более 10 |
10 – 5 |
4,9 – 2,5 |
Менее 2,5 |
|
|
Коэффициент возможности
ингаляционного
отравления (КВИО) |
Более 300 |
300 – 30 |
29 – 3 |
Менее 3,0 |
Примечания:
DLж50 – средняя смертельная доза
при введении в желудок, вызывающая гибель
50% подопытных животных;
DLк50 – доза вещества, вызывающая
гибель 50% подопытных животных при однократном
нанесении на кожу;
СL50 – концентрация вещества, вызывающая
гибель 50% подопытных животных
при 2–4-часовом ингаляционном воздействии;
Zас – отношение средней смертельной
концентрации вредного вещества к минимальной
(пороговой) концентрации, вызывающей
изменение биологических показателей
на уровне целостного организма, выходящих
за пределы приспособительных физиологических
реакций;
Zch – отношение минимальной (пороговой)
концентрации, вызывающей изменение биологических
показателей на уровне целостного организма,
выходящих за пределы приспособительных
физиологических реакций, к минимальной
(пороговой) концентрации, вызывающей
вредное действие в хроническом эксперименте
по
4 часа пять раз в неделю на протяжении
не менее четырех месяцев;
КВИО – отношение максимально достижимой
концентрации вредного вещества в воздухе
при 20°С к средней смертельной концентрации
вещества для мышей.
Опасность устанавливается в зависимости
от величины ПДК (предельно допустимой
концентрации), средней смертельной дозы
и зоны острого или хронического действия.
Если в воздухе
содержится вредное вещество, то его концентрация
не должна превышать величины ПДК.
ПДК вредных веществ – это концентрации,
которые при ежедневной работе в течение
восьми часов или другой продолжительности,
но не более 41 часа в неделю, в течение
всего рабочего стажа не могут вызвать
заболевание или отклонения в состоянии
здоровья обнаруживаемых современными
методами исследований в процессе работы
или в отдаленные сроки жизни настоящих
и последующих поколений.
При одновременном присутствии в воздушной
среде нескольких вредных веществ, обладающих
однонаправленным действием, должно соблюдаться
следующее условие:
- где C1, C2, C3, …, Cn, – фактические концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м3;
- ПДК1, ПДК2, ПДК3, .., ПДКn, – предельно допустимые концентрации этих веществ в воздухе рабочей зоны.
Таблица №2.
Предельно допустимые
концентрации некоторых вредных веществ.
Название вещества |
Химическая формула |
ПДК, мг/м3 |
Класс опасности |
Агрегатное состояние |
Бензпирен
(3,4–бензпирен) |
С20H12 |
0,00015 |
1 |
Пары |
Бериллий и его соединения (в
пересчете на бериллий) |
Be |
0,001 |
1 |
Аэрозоль |
Свинец |
Pb |
0,01 |
1 |
Аэрозоль |
Хлор |
Cl2 |
1,0 |
2 |
Газ |
Серная кислота |
H2SO4 |
1,0 |
2 |
Пары |
Хлорид водорода |
HCl |
5,0 |
2 |
Газ |
Диоксид азота |
HNO2 |
2,0 |
3 |
Газ |
Спирт метиловый |
СH3OH |
5,0 |
3 |
Пары |
Оксид углерода |
СO |
20 |
4 |
Газ |
Топливный бензин |
С7H16 |
100 |
4 |
Пары |
Ацетон |
CH3СOCH3 |
200 |
4 |
Пары |
- Оздоровление воздушной
среды.
Наиболее благоприятен для дыхания атмосферный
воздух, содержащий (% по объему) азота
– 78,08, кислорода – 20,95, инертных газов
– 0,93, углекислого газа – 0,03, прочих газов
– 0,01.
Необходимо обращать внимание и на содержание
в воздухе заряженных частиц – ионов.
Так, например, известно благотворное
влияние на организм человека отрицательно
заряженных ионов кислорода воздуха.
Оздоровление воздушной среды
достигается снижением содержания в ней
вредных веществ до безопасных значений
(не превышающих величины ПДК на данное
вещество), а также поддержанием требуемых
параметров микроклимата в производственном
помещении.
Снизить содержание вредных
веществ в воздухе рабочей зоны можно,
используя технологические процессы и
оборудование, при которых вредные вещества
либо не образуются, либо не попадают в
воздух рабочей зоны. Например, перевод
различных термических установок и печей
с жидкого топлива, при сжигании которого
образуется значительное количество вредных
веществ, на более чистое – газообразное
топливо, а еще лучше – использование
электрического нагрева.
Большое значение имеет надежная
герметизация оборудования, которая исключает
попадание различных вредных веществ
в воздух рабочей зоны или значительно
снижает в нем концентрацию их. Для поддержания
в воздухе безопасной концентрации вредных
веществ используют различные системы
вентиляции. Если перечисленные мероприятия
не дают ожидаемых результатов, рекомендуется
автоматизировать производство или перейти
к дистанционному управлению технологическими
процессами. В ряде случаев для защиты
от воздействия вредных веществ, находящихся
в воздухе рабочей зоны, рекомендуется
использовать индивидуальные средства
защиты работающих (респираторы, противогазы),
однако следует учитывать, что при этом
существенно снижается производительность
труда персонала.
Движение воздуха достигается
за счет использования специальных воздуходувных
машин – вентиляторов. Такая система
общеобменной вентиляции носит название
механической.
В ряде случаев, особенно
в горячих цехах и помещениях
со значительным избытком явной
теплоты, может быть использован
и другой
тип общеобменной вентиляции – естественная.
Перемещение воздуха при естественной
вентиляции достигается за счет разности
температур в производственном помещении
и наружного воздуха (холодный воздух
вытесняет из помещения теплый), а также
в результате действия ветра (ветрового
давления). Простейшим способом естественной
вентиляции является проветривание помещений
через окна, форточки или фрамуги. Кроме
того, воздух может поступать в помещение
и удаляться из него через различные щели
и неплотности стен, окон и т.д. (инфильтрация
воздуха). Кроме того, естественная вентиляция
производственных помещений может осуществляться
с помощью специальных технических приемов:
аэрацией и с использованием дефлекторов.
Наиболее часто для снижения содержания
вредных веществ в воздухе рабочей зоны
используется механическая вентиляция,
иногда возможно использование вентиляции,
состоящей из естественной и механической
систем.
Необходимое количество воздуха,
подаваемого в помещение для снижения
содержания в нем вредных веществ до нормы,
может быть определено из выражения:
где Lпр – требуемое количество
поступающего (приточного) воздуха, м3/ч;
Lвыт – требуемое количество удаляемого
(вытяжного) воздуха, м3/ч;
qпр – концентрация вредного вещества
в поступающем воздухе, мг/м3;
qвып – концентрация вредного вещества
в удаляемом воздухе, мг/м3;
G – выделяющиеся в помещении
с внутренним объемом V (м3) вредные пары
или газы, мг/ч.
Учитывая, что Lпр ≈ Lвыт и обозначая
количество приточного или удаляемого
воздуха через L (м3/ч), перепишем равенство:
Отсюда находим:
Если в
помещении одновременно выделяются несколько
вредных веществ, то для определения общего
воздухообмена нужно смотреть на направленность
действия данных веществ.
При нормальном
микроклимате и отсутствии вредных веществ
или содержании их в пределах норм воздухообмен
(м3/ч) можно определить по формуле:
L=NL',
где N — число работающих;
L' — расход воздуха на одного
работающего, принимаемый в зависимости
от объема помещения, приходящегося на
каждого работающего.
В производственных помещениях
с объемом воздуха на каждого работающего
менее 20 м3 расход воздуха на одного работающего
должен быть не менее 30 м3/ч, т. е. L' ≥ 30 м3/ч,
а в помещениях с объемом от 20 до 40 м3 —
L ≥ 20 м3/ч.
В помещениях с объемом воздуха
на каждого работающего более 40 м3 и при
наличии естественной вентиляции (открывание
створок переплета окон и дверей) воздухообмен
не рассчитывается. В тех же случаях, когда
естественная вентиляция отсутствует,
расход воздуха на одного работающего
должен составлять не менее 60 м3/ч, т. е.
L' ≥ 60 м3/ч.
При выделении
паров или газов в помещении необходимый
воздухообмен определяется исходя из
их разбавления до допустимых концентраций.
Предположим, что в помещении
с внутренним объемом V м3 (рис. 1) выделяются
вредные пары или газы в количестве G мг/ч.
Количество выделяющихся вредных
веществ принимается по данным технологической
части проекта или берется из справочной
литературы.
Для обеспечения нормальных
санитарно-гигиенических условий труда
в помещение должно поступать и одновременно
удаляться L м3/ч воздуха.
рис.
1
Рис. 1. Схема воздухообмена
в помещении
Допуская, что вредные вещества
выделяются равномерно по помещению и
при длительной работе вентиляции изменения
их содержания не происходит, искомый
расход воздуха может быть определен из
условия баланса поступающих в помещение
и удаляемых из него вредных веществ:
G+Lqпр=Lqвыт,
где qпр и qвыт — концентрации
вредных веществ в приточном и в удаляемом
воздухе; L — объем приточного
или удаляемого воздуха, равный L =G/(qвыт-qпр)м3/ч.
Если наружный воздух не содержит
вредных веществ, то
L=G/qвыт м3/ч.
Концентрация qвыт не должна
превышать предельно допустимую концентрацию,
т. е. qвыт ≤ qпдк (иначе будет нарушение
санитарных норм), а концентрация qпр должна
быть по возможности минимальной (тогда
потребный воздухообмен будет относительно
небольшим); по санитарным нормам qпр ≤
0,3 qпдк.
При одновременном выделении
в воздух рабочей зоны помещения нескольких
вредных веществ, не обладающих
характером однонаправленного действия,
количество воздуха допускается принимать
по тому вредному веществу, для которого
требуется подача чистого воздуха наибольшего
объема. Требуемое количество приточного
воздуха L должно рассчитываться
для каждого из этих веществ, после чего
выбирают наибольшее из полученных значений L.
В тех же случаях, когда происходит
одновременное выделение нескольких вредных
веществ однонаправленного
действия (например, пары различных
кислот, щелочей, спиртов), расчет общеобменной
вентиляции выполняют путем суммирования
объемов воздуха, необходимого для разбавления
каждого вещества до его предельной допустимой
концентрации С. При совместном
действии вредных веществ (эти концентрации С меньше нормируемых qпдк). Такими
допустимыми считаются концентрации С,
отвечающие формуле
C1/(qпдк)+C2/(qпдк)+...+Cn(qпдк)≤1.
А затем суммируют полученные
значения L. Сумма значений L и используется
для расчетов вентиляции в этом случае.
Если неизвестны
состав и концентрация выделяющихся в
воздух рабочей зоны вредных
веществ, то для ориентировочных расчетов
L может быть использовано выражение:
L = kVпом,
где k – кратность
воздухообмена, показывающая, сколько
раз в течение часа воздух меняется в помещении,
ч-1;
V – объем вентилируемого
помещения, м3.
Метод определения необходимого
количества воздуха по кратности воздухообмена
применяется для ориентировочных расчетов,
когда неизвестны виды и количество выделяющихся
вредных веществ.
Кратность воздухообмена k показывает, сколько раз в час
меняется воздух в помещении:
k= L /Vпом
где L — воздухообмен,
м3/ч;
Vпом — объем помещения, м3.
Величина К обычно составляет
от 1 до 10 (большие величины для помещений
небольшого объема).
В
качестве примера приведем рекомендуемые значения
k для следующих технологических процессов
и производств:
Участок окраски и сушки машин – 17
Участок сварки – 26
Участок ремонта электрооборудования
– 15
Кузнечное отделение – 20
Помещение очистных сооружений – 8