Расчет циклона

 

 

 

Таблица 3.

Задержка в организме пылевых частиц каолина в зависимости от размеров.

Диаметр частиц, мк	Общая задержка, %	Задержка в верхних дыхательных путях, %	Задержка в альвеолах, %
0,3	47,8	9,2	34,5
0,9	63,5	16,5	50,5
1,3	68,7	26,7	34,8
1,6	71,7	46,5	25,9
5,0	90,3	82,7	9,8

 

Таблица 4.

Размеры частиц, обнаруженные в легких людей, умерших от силикоза

Диаметр частиц, мк	В первом случае, %	Во втором случае,
до 0,4	46	50,0
0,4 - 0,8	24	27,2
0,8 - 1,6	16	18,0
1,6 - 3,2	10	10,0
более 3,2	4	4,8

 

Такие же примерно соотношения размеров пылевых частиц, найденных в легких умерших, работавших на пыльных производствах, но не болевших силикозом. На основании данных о поведении пыли в воздухе и ее задержке в органах дыхания в связи с дисперсностью можно сделать вывод, что гигиеническое значение практически имеют пылевые частицы размером 5 мк и меньше. В опытах с введением в легкие интратрахеально одинакового по весу количества кварцевой пыли разной дисперсности показано, что наибольшей фиброгенной активностью обладают пылевые частицы размером 1 – 2 мк. Это объясняется тем, что частицы значительных размеров попадают в легкие в небольшом количестве и задерживаются в альвеолах. Частицы же размером менее 1 мк легко транспортируются из альвеол пылевыми клетками в лимфатические узлы и, не задерживаясь в них, удаляются из организма. Частицы величиной 1 – 2 мк легко транспортируются по лимфатическим путям и долго задерживаются в лимфатических узлах. На основании этих опытов, по-видимому, можно сделать вывод, что так называемая ультрамикроскопическая пыль (размером 0,1 мк и меньше) малопатогенна.

Гарднер, например, не мог получить у животных фиброза легких при введении пыли с размером частиц 20 Å (0,002 мк). Приведенные данные о фиброгенной активности пыли в связи с ее дисперсностью следует иметь в виду при гигиенической оценке пылевого фактора на производстве.уже указывалось выше, аэрозоли дезинтеграции имеют неправильную форму и представляют по существу обломки в виде пластинок, глыбок, многогранников, вытянутых волокон с острыми зазубренными, иногда сглаженными краями (рис. 2).

Аэрозоли конденсации представляют собой чаще всего рыхлые агрегаты, состоящие из кристаллов или частиц шарообразной формы. От формы пылевой частиц зависит скорость ее оседания. Частица неправильной формы оседает медленно, так как она падает всегда в положении наибольшей своей поверхности, встречающей наибольшее сопротивление воздуха.

О роли формы пылевой частицы в патогенезе пылевых заболеваний не достаточной ясности. Старое представление о том, что острые края пылевой частицы травмируют легочную ткань и приносят больше вреда, не доказано. Такое представление можно было бы допустить, если бы пылевая частица имела значительную массу.

Нет также основания придавать какое-либо значение консистенции пылевых частиц. Об этом свидетельствует известный факт, что пыль корунда – вещества, значительно более твердого, чем многие минералы (кроме алмаза), не является агрессивной в биологическом отношении.

Электрические свойства пыли. Пылевые частицы, взвешенные в воздухе, несут как положительный, так и отрицательный заряд независимо от химических свойств первичного вещества.

Как видно из таблицы 5, почти все пылевые частицы имеют заряд, причем количество частиц с отрицательным и положительным зарядом почти одинаково. Обращает на себя внимание устойчивость заряженных частиц. Так, в забое до начала бурения, где работали минимум 8 часов, общая заряженность очень высока и преобладают отрицательные заряды. Какие же данные получены через 3 часа после взрывных работ. Это, возможно, указывает на меньшую устойчивость положительных частиц. Пылевые частицы больших размеров могут иметь несколько элементарных зарядов, а малые – обычно 1 элементарный заряд.

Биологическое и гигиеническое значение электрозаряженности пыли почти не изучены. Имеются указания на то, что процент задержки в дыхательных путях электрозаряженной пыли в 2 – 3 раза больше, чем нейтральной. Показано, что биполярно электрозаряженная пыль более фиброгенна, чем нейтральная. По-видимому, характер заряда может иметь значение для фагоцитоза пыли. Возможно также, что знак заряда играет определенную роль при осаждении пыли из воздуха распыленной водой, поскольку водяные аэрозоли также несут на себе электрозаряд.

Химический состав пыли. Для гигиенической оценки пыли важно знать ее химический состав, от которого зависит биологическая активность, в частности фиброгенное, аллергенное, токсическое и раздражающее действие. Фиброгенность пыли зависит главным образом от содержания в ней свободной двуокиси кремния (SiO2).

Пыль, образующаяся в производстве огнеупорного кирпича, содержит 98% свободной двуокиси кремния, формовочная земля в чугунолитейных цехах – 60 – 80 %, железная руда – до 30 %, вмещающие ее породы – кварцит – содержат до 70 %; почти все вмещающие породы угольных пластов Донбасса содержат больше 10 % свободной двуокиси кремния. Чем больше содержание в пыли свободной двуокиси кремния, тем более она агрессивна. Ряд видов пыли обладает аллергенными свойствами, вызывая такие заболевания, как носовая и бронхиальная астма. К аллергенам относятся, например, пыль ипекакуаны, канифоли, кожи, льна, муки, перламутра, пихты, рисовой муки, соломы, сосны, сухих спор хлебной головни, хлопка, шерсти, шелка, хрома. Общеизвестно, что к аллергенам существует индивидуальная чувствительность, поэтому не все соприкасающиеся с указанными видами пыли заболевают носовой или бронхиальной астмой.

Растворимость пыли. Растворимость пыли в воде и тканевых жидкостях может иметь положительное и отрицательное значения. Если пыль не токсична и действие ее на ткань сводится к механическому раздражению, хорошая растворимость такой пыли является фактором благоприятным, способствующим удалению ее из легких. В случае токсичной пыли хорошая растворимость является отрицательным фактором.

Удельная поверхность пыли и физико-химическая активность. Дисперсность пыли в большой мере влияет на ее физико-химическую активность. Объясняется это значительным увеличением поверхности диспергированного тела. В этом легко убедиться на следующем примере. Раздробление 1 см3твердого тела до частиц размером 0,1 мкм увеличивает общую поверхность с 6 до 600000 см2, т. е. в 100000 раз. Такое увеличение поверхности резко повышает адсорбционную способность вещества к газовым молекулам. Хорошей иллюстрацией может служить пыль доменного газа, сорбирующая окись углерода. В спокойном состоянии сорбированная окись углерода из пыли не выделяется; при перелопачивании же она десорбируется в количествах, способных вызвать острое отравление.

Увеличение удельной поверхности диспергированных веществ связано с повышением их химической активности. В связи с этим пыль приобретает свойства взрывчатости. Активная сорбция кислорода пылевыми частицами делает их легко воспламеняющимися при наличии открытого огня. Взрывчатыми свойствами может обладать любая пыль, но особенно взрывоопасны органические виды пыли. Практике хорошо известны взрывы каменноугольной, пробковой, сахарной, мучной пыли. Опасность взрыва зависит от концентрации пыли, дисперсности ее, содержания в ней летучих веществ, зольности (то есть наличия неорганических веществ), влажности. Особенно взрывоопасна каменноугольная пыль, содержащая значительное количество органических летучих веществ.

Таблица 5.

Электрозаряженность пылевых частиц в производственных условиях

Производственный процесс	Количество частиц	Содержание частиц, %
		Всего заряженных	Положительно заряженных	Отрицательно заряженных	нейтральных
До начала бурения	272	82,0	37,9	44,1	18,0
Сухое бурение по кварцитам	745	93,8	49,8	44,0	6,2
Мокрое бурение по кварцитам	2162	90,0	46,7	43,3	10,0
Бурение с сухим пылеулавливателем	1546	87,1	45,4	41,7	12,9
Через три часа после взрыва	174	85,1	34,5	50,6	14,9
Пескоструйная очистка отливок	650	97,2	48,7	48,5	2,8
Измельчение гипса в мельнице	409	98,5	59,4	39,1	1,5
Измельчение гипса в дробилках	100	99,0	60,0	39,0	1,0
Транспортировка измельченного гипса элеватором	248	97,7	55,7	42,0	2,3

 

1.3. Содержание  пыли в воздухе рабочих помещений

Предельно допустимые концентрации

Многочисленные исследования показывают, что запыленность воздуха рабочих помещений колеблется в широких пределах в зависимости от характера производства, технологического процесса, состояния оборудования, характера производственных операций, состояния технических мер борьбы с пылью и др.

В зависимости от указанных условий в воздухе рабочих помещений можно обнаружить количество пыли от 1 мг/м3и меньше до десятков и сотен миллиграммов в 1м3воздуха и от 200 до десятков тысяч микроскопических пылевых частиц в 1 см3воздуха, а ультрамикроскопических частиц – до нескольких сотен тысяч. Следует, однако, отметить, что, несмотря на интенсификацию производственных процессов и в связи с этим, увеличение пылеобразования, запыленность воздуха рабочих помещений в настоящее время значительно ниже, чем была 10 – 20 лет назад. Объясняется это рационализацией технологических процессов и оборудования, а также совершенствованием и широким применением специальных технических мер по борьбе с пылью.

Исходя из установленного положения о наибольшей агрессивности кварцевой (SiO2) пыли, в России установлены следующие предельно допустимые концентрации пыли в воздухе рабочих помещений в весовыхединицах: при содержании в пыли более 70% свободной двуокиси кремния – 1 мг/м3, при содержании ее от 10 до 70%—2 мг/м3, для асбестовой пыли и смешанной, содержащей более 10% асбеста,— 2 мг/м3, для пыли стеклянного и минерального волокна – 4 мг/м3. Всего нормировано более 30 видов нетоксичной пыли, причем для пыли, содержащей свободную двуокись кремния в количестве меньше 10%, установлены предельно допустимые концентрации в пределах 2—6 мг/м3, а для пыли, не содержащей свободной двуокиси кремния, например угольной и др., установлена предельно допустимая концентрация 10 мг/м3. Предельно допустимые концентрации пыли, установленные в России, значительно ниже, чем в других странах, в частности в США; к тому же там они являются только рекомендациями, а не законодательными нормативами.

Перемещение пыли в организме

Не вся пыль, попадающая в дыхательные пути, достигает легких: часть ее задерживается в верхних дыхательных путях, в первую очередь в полости носа. Волоски слизистой оболочки носа, извилистые ходы, липкая слизь, покрывающая оболочку, мерцательный эпителий слизистой носа являются отличными механизмами, задерживающими пылевые частицы. Большое значение в задержании пыли в полости носа имеют изменения направления и скорости движения воздушной струи по воздухоносным путям. Такого же рода механизмы, задерживающие пыль, имеются в средних отделах воздушных путей: изменение сечения, задержка в голосовой щели, бифуркация и перистальтика бронхов, фагоцитоз на поверхности слизистой оболочки бронхов. Количество задержанной пыли в верхних дыхательных путях зависит от физико-химических свойств пыли, размеров пылевых частиц, состояния дыхательных путей и др.