Исследование производственной пыли имеет важное гигиеническое значение. Оно позволяет определить источники и причины, постоянство или периодичность образования пыли, ее количественную и качественную характеристику, выявить значение пыли в развитии профессиональных заболеваний и обосновать профилактические мероприятия.
При санитарном исследовании пробы воздуха берут на рабочем месте в зоне дыхания рабочего, а также на расстоянии не более 1-1,5 м, на высоте 1,5 м от пола (почвы) с учетом моментов наибольшего пылеобразования. При оценке эффективности обеспыливающих устройств пробы воздуха отбирают в момент работы или выключения вентиляции или в воздуховоде перед фильтром и после него.
Периодический гигиенический контроль предполагает кратковременное разовое измерение концентрации пыли. Постоянный контроль осуществляется с помощью автоматических приборов и систем или индивидуальными пылеотборниками. Разрабатываются автоматические системы с дистанционной передачей информации и автоматическим управлением средствами борьбы с пылью. Экспресс-пылемеры - портативные приборы, измеряющие концентрацию пыли за период до 5 минут.
Приборы, аппаратура и устройства, используемые при проведении пылевого контроля на производстве: аспиратор, автоматический пробоотборник, концентратомер радиоизотопный, дозиметр пыли индивидуальный, пробоотборник индивидуальный, пробоотборные устройства.
Среднесменные концентрации - это концентрации аэрозоля, определяемого по результатам отбора проб в зоне дыхания рабочих или в рабочей зоне за период не < 75% продолжительности смены (при основных и вспомогательных технологических операциях, перерывах в работе). Эти концентрации определяются в соответствии с периодичностью медицинских осмотров, а также при изменении технологического процесса, санитарно-технических устройств. Полученные данные обрабатываются графоаналитическим и расчетным методами.
Определение содержания пыли в воздухе весовым методом (гравиметрия).
Метод является точным и объективным. Через аналитический фильтр просасывается определенный объем воздуха, массу всей пыли рассчитывают по привесу фильтра. Для поглощения аэрозолей из воздуха используют фильтры из тонких волокон - аналитические фильтры аэрозольные (АФА) из ткани. Фильтры АФА обладают высокой задерживающей способностью, практически полностью задерживают аэрозоли. Изготавливают круглые аналитические фильтры АФА различных марок и специальные стандартные патроны (аллонжи), куда вставляются фильтры. Для отбора проб воздуха применяют аспираторы. Электрический аспиратор состоит из воздуходувки, электромотора и реометров для определения скорости просасывания воздуха. С помощью электроаспираторов можно отобрать одновременно несколько проб со скоростью до 20 л/мин, но несколько проб со скоростью до 20 л/мин. При отсутствии источника электричества или во взрывоопасных условиях (шахтах), ряде химических предприятий используют эжекторный аспиратор. Исходя из целей, которые стоят во время исследования, устанавливается длительность отбора проб воздуха. Привес фильтра должен составлять не менее 1-5 мг и не более 25-50 мг.
Счетный метод (кониометрический) используется реже, чем весовой. Счетные показатели при оценке запыленности выражаются числом пылевых частиц в 1 см 3 воздуха. При этом проводится определение степени дисперсности пыли с использованием микроскопа. Для характеристики дисперсности пыли определяют процентное содержание частиц, имеющих размеры до 2 мкм, 2-5 мкм, 6-10 мкм и больше 10 мкм. Чаще используют метод микроскопии просветленных фильтров АФА или препаратов, приготовленных по методу экранирования или осаждения. При экранировании предметное стекло помещают в вертикальной плоскости, при осаждении - в горизонтальной плоскости. Через определенный промежуток времени на него накладывают покровное стекло и производят исследование под микроскопом. Метод просветления проводится следующим образом: фильтр укладывают фильтрующей поверхностью на предметное стекло и держат в течение нескольких минут над парами ацетона, подогреваемого на водяной бане. Ткань фильтра расплавляется, на стекле фиксируются пылевые частицы. Затем производят микроскопирование пыли, при этом используют объектив - микрометр и окулярный микрометр. Подсчитывают не менее 100 пылевых частиц, определяют их размеры. Одновременно описывают морфологию пылевых частиц, их конфигурацию, характер краев.
Самостоятельная работа студентов
Определение запыленности учебной аудитории весовым способом.
- Подготовить электроаспиратор для отбора проб пыли.
- Подготовить фильтры к работе. Взвесить фильтр на торсионных весах, вложить его в бумажную обойму, на которой записать вес фильтра.
- Вставить фильтры в аллонжи и при помощи резиновой трубки соединить их с аспиратором (две параллельные пробы).
- Наметить точки отбора проб воздуха с учетом определения запыленности воздуха.
- Измерить и записать температуру воздуха в помещении и атмосферное давление.
- Подключить электроаспиратор к электросети.
- Установить штатив с фильтрами в горизонтальной
плоскости в месте забора пробы пыли. - Включить электроаспиратор, отрегулировать скорость протягивания воздуха (по верхнему краю поплавка реометра), установить ее на уровне 15 л/мин.
- Длительность отбора проб воздуха - не менее 30 минут.
10. После забора проб воздуха отключить электроаспиратор, взвесить фильтры, записать время отбора проб пыли.
11. Определить привес фильтра (ДQ). Из массы фильтра после взятия пробы (Q) вычитают первоначальную массу (Q 0): ДQ=Q –Q 0 .
12. Определить объем протянутого при отборе пробы воздуха (при данной температуре): V t = vt,
где v - скорость протягивания воздуха, л/мин; t - время протягивания воздуха,
13. Объем протянутого при отборе пробы воздуха приводится к нормальным условиям:
V 0 = Vt · 273 · B
(273 + t) · 760
где t - температура воздуха в помещении, °С;
В - барометрическое давление в момент отбора, мм. рт. ст.
14. Определить весовую концентрацию пыли:
X = ∆Q · 1000 мг/м 3 .
v Составить заключение о соответствии запыленности санитарным требованиям.
Ситуационная задача
В литейном цехе на рабочем месте обрубщика запыленность воздуха составляет 30 мг/м 3 , при содержании свободной двуокиси кремния 70%. Местная вытяжная вентиляция представлена в виде решетки от стола.
Проведен медосмотр рабочего С, по профессии - обрубщик, возраст 45 лет, стаж работы в цехе 10 лет. Предъявлял жалобы на кашель без мокроты, одышку при физическом напряжении. Перкуторно обнаружен легочный звук с коробочным оттенком, преимущественно в нижних отделах легких. Дыхание жесткое с наличием сухих хрипов. Рентгенологически обнаружено: легочные поля умеренно эмфизематозны, легочный рисунок деформирован преимущественно в нижних отделах легких, на фоне которого определяются единичные узелковые образования.
Вопросы:
Укажите оздоровительные мероприятия.
Эталон ответа:
Условия труда - неблагоприятные. На это указывают: превышение ПДК свободной двуокиси кремния в 15 раз, неэффективная вентиляция.
У рабочего - силикоз I стадии.
Необходимо проведение технологических санитарно-технических, медико-профилактических мероприятий, направленных на снижение уровней запыленности в данном производстве.
ПРОТОКОЛ исследования и оценки запыленности воздуха
В __
наименование помещения, участка
Дата и время исследований _______________________________________
Исходный вес фильтра _____________________________________________
3. Вес фильтра после аспирации ______________________________________
4. Объем аспирированного воздуха ___________________________________
Объем воздуха, приведенный к нормальным условиям
__________________________________________________________________
Концентрация пыли в воздухе ___________________________________ мг/м 3
ЗАКЛЮЧЕНИЕ: указать - превышает ли обнаруженное содержание пыли ее ПДК для воздуха рабочей зоны (применительно для нетоксической пыли или с учетом химического состава) ____________________________________
Определить дисперсность пыли путем отсчета размеров пылинок
_____________________________________________________________
10. Заключение по дисперсности пыли _______________________________
_____________________________________________________________
Контрольные вопросы:
Классификация производственной пыли.
Физико-химические свойства производственных аэрозолей.
Этиологическое значение пыли в развитии различных заболеваний.
Как классифицируются пневмокониозы?
Какие проводятся оздоровительные мероприятия для профилактики пылевых заболеваний?
Охарактеризовать весовой метод оценки промышленной пыли.
Охарактеризовать счетный метод оценки промышленной пыли.
Контрольно-обучающие тесты:
- Скорость оседания аэрозоля зависит от:
а) электрозаряженности;
б) консистенции;
г) удельного веса.
2. Аэрозоли дезинтеграции чаще имеют форму:
а) кристаллов;
б) шарообразную;
в) глыбок.
3. Наиболее патогенными для легочной ткани являются аэрозоли с размером частиц:
а) 0,3-0,4 мкм;
б) 1-2 до 5 мкм;
в) более 5 мкм.
4. Какой из названых пневмокониозов возникает при действии органической пыли?
а) сидероз;
б) биссиноз;
в) силикоз;
г) асбестоз.
5. Основные изменения рентгенологической картины при силикозе:
а) усиление и деформация легочного рисунка;
б) мелкоузловые образования;
в) уплотнение корней легких;
г) «обрубленность» корней легких;
д) фиброз.
6. Агрессивность пыли увеличивается от большого содержания:
а) асбеста;
б) угольной пыли;
в) талька;
г) свободной двуокиси кремния.
7. Больной предъявляет жалобы на кашель, одышку, боль в груди, слабость. В легких: эмфизема, бронхит, сухой плеврит. Рентгенологически – явления межуточного склероза. Какое профессиональное заболевание вызывает эти явления?
а) асбестоз;
б) антракоз;
в) силикоз.
8. При морфологической картине в легких узелковая форма пневмосклероза характерна при:
а) талькозе;
б) сидерозе;
в) силикозе;
г) асбестозе.
9. Какие мероприятия являются наиболее радикальными при борьбе с пылью?
а) технические;
б) санитарно-технические;
в) медико-профилактические.
10. Индивидуальные приспособления для защиты органов дыхания от пыли:
а) фильтрующие противогазы;
б) шланговые противогазы;
в) марлевые повязки;
г) респираторы.
Практическая работа
ОЦЕНКА ЗАПЫЛЁННОСТИ ВОЗДУХА УЧЕБНОГО ЗАВЕДЕНИЯ И ЕГО ТЕРРИТОРИИ
Шатилов Евгений
2 курс, ПУ № 60, г. Канск
Хартонен Марина Николаевна
научный руководитель, педагог второй категории, преподаватель химии, биологии, мастер п/о, профессиональное училище № 60. г. Канск
Фомина Снежанна Валерьевна
научный руководитель, педагог высшей категории, преподаватель физической культуры, руководитель физического воспитания ПУ № 60, г. Канск
Введение
Современная экология - это наука, познающая основы устойчивости жизни на всех уровнях ее организации. Экология является научной основой грамотных взаимоотношений общества и природы, рационального использования природных богатств, и тем самым - поддержания на Земле человечества. Одна из острых глобальных экологических проблем - проблема загрязнения окружающей среды, и, в частности, атмосферы .
Цель: Экспериментальное изучение оценки запылённости воздуха учебного заведения и его территории.
Задачи: Изучение особенностей функционирования городских экосистем;
Изучение видов загрязнения;
Анализ запылённости воздуха в учебном заведении и на его территории
Объект: Учебное заведение профессионального училища № 60 г. Канска Красноярского края и его территория
Предмет: Листья деревьев и учебные помещения училища
Особенности городских экосистем.
Характерными чертами современного этапа общественного развития являются быстрый рост городов и увеличение числа проживающих в них людей. Процесс роста городов, городского населения, повышения роли городов, широкого распространения городского образа жизни называется урбанизацией (от лат. Urbos - город). Изучением городской среды, ее основных компонентов и факторов, влияющих на них, истории формирования занимается новая научная область знания - урбоэкология, или экология города. Урбосистемы - это системы открытые, вероятностные, управляемые. Важной особенностью урбосистем является их антропоцентризм . Известный эколог Н.Ф. Реймерс писал: «Необходимо повернуться к человеку и спасать Землю от собственного усердия. Сменилась сама цель развития. Еще недавно казалось, что достаточно человека прокормить и сделать богатым. Сейчас же выяснилось, чтобы жить долго и не болеть этого мало. Нужна еще благоприятная среда жизни . Обращение к человеку привело к новой форме антропоцентризма - антропоцентризму. Наконец последний, и наиважнейший компонент урбосистемы - население в результате активной преобразующей деятельности человечества возникла новая экологическая среда с высокой концентрацией антропогенных факторов. Одна из острых проблем таких урбоценозов - загрязнение окружающей среды .
Загрязнение как одна из проблем урбоэкосистемы.
Виды загрязнений.
По определению одного из ведущих экологов России Н.Ф. Реймерса, загрязнение окружающей среды - это привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее физических, химических, информационных или биологических факторов, или превышение естественного уровня содержания данных факторов в среде, приводящих к негативным последствиям. Виды загрязнений многообразны . Т.В. Стадницкий и А.И. Родионов выделяют следующие виды загрязнений экосистемы: параметрическое, биоценотическое, стациально-деструктивное. ингредиентное.
Загрязнение пылью как негативный экологический фактор.
Запыленность воздуха - важнейший экологический фактор, сопровождающий нас повсюду. Пыль - мелкие твёрдые тела органического или минерального происхождения. Безвредной пыли не существует. Экологическая опасность пыли для человека определяется её природой и концентрацией в воздухе. Пыль можно подразделить на две большие группы: мелкодисперсную, крупнодисперсную. Очень важно уметь оценивать качество воздуха по содержанию в нем пыли и представлять ее экологическую опасность . Поэтому я решил изучить запыленность воздуха на территории учебного заведения и в помещениях нашего училища
Практическая часть.
Изучение степени запыленности воздуха в различных местах учебного заведения
Для выполнения работы мне потребовалась прозрачная клейкая пленка.
Мною были собраны листья в разных участках учебного заведения и на разной высоте:
Таблица 1.
Места сбора образцов
К поверхности листьев мною была приложена клеящаяся прозрачная пленка. Затем пленку снял с листьев вместе со слоем пыли и приклеил её на лист белой бумаг. Отпечатки сравнил между собой. Образцы расположил по степени загрязненности, начиная с наибольшей. Мною были получены следующие результаты:
Таблица 2.
Результаты загрязнённости образцов
|
Степень загрязненности |
№ образца |
Таким образом, количество пыли на образцах, собранных около автомагистрали значительно больше, чем на образцах, собранных на участке учебного заведения. А количество пыли на образцах, собранных на высоте 30 см, значительно превышает количество пыли на образцах, взятых на высоте 2 м. По результатам исследования я сделал вывод о важной роли зеленых насаждений в очистке атмосферного воздуха от пыли. Так же мною был проведен эксперимент по определению относительной запыленности воздуха в учебных помещениях. Для выполнения работы мне потребовалась: вода, микроскоп с объективом «Х-8» (восьмикратное увеличение), пипетка, покровные и предметные стекла для микроскопа. На четыре предметных стекла мною были нанесены по 1 капле воды. Предметные стекла на 15 минут установили на высоте 1 м от пола: 1. Предметное стекло № 1 в классе во время перемены, 2. Предметное стекло № 2 в коридоре во время перемены, 3. Предметное стекло № 3 в классе во время урока, 4. Предметное стекло № 4 в коридоре во время урока. Затем накрыл каплю с осевшими на неё пылинками покровным стеклом, приготовив, таким образом, микропрепарат. Микропрепарат поместил на предметный столик микроскопа. Добился такого увеличения, чтобы в поле зрения микроскопа была как можно большая площадь капли. Посчитал количество пылинок в капле и описал их состав: Таблица 3. Результаты исследования пыли Таким образом, относительная запыленность учебных помещений во время перемены значительно больше, чем во время урока. Во время перемены пыли больше в коридорах училища, а во время урока - в классе. Это объясняется местонахождением основного количества учеников . Заключение Загрязнение атмосферного воздуха вызывает у людей большую озабоченность, чем любой другой вид разрушения окружающей среды. Что касается запыленности воздуха нашего училища и на его территории, я считаю, что основными мерами по ее снижению должны стать: 1. уменьшение общей загрязненности атмосферы в городе и в нашем районе; 2. увеличение количества зеленых насаждений на его территории, особенно той ее части, которая граничит с автомагистралью (подсчитано, что один гектар газона связывает 60 тонн пыли ); 3. для уменьшения количества пыли в помещении училища проводить регулярные влажные уборки классов и коридоров; 4. всем обучающимся обязательно иметь сменную обувь в течение всего учебного года. Список литературы:
|
Хорошо изученным и давно используемым на практике методом оценки запыленности воздуха промышленных предприятий является весовой метод, суть которого состоит в определении привеса при пропускании через фильтр определенного объема исследуемого воздуха. В качестве фильтров обычно используют хлопковую (гигроскопическую) или стеклянную вату. В стеклянную трубку, называемую пылевой, или аллонжем, с притертыми пробками помещают 0,5 г гигроскопической или 2 г стеклянной ваты так, чтобы толщина слоя фильтра составляла 3-4 см. Плотность фильтра должна быть такой, чтобы при пропускании через трубку 15-20 мл воздуха в минуту сопротивление фильтра составляло примерно 100 мм вод. ст.
Снаряженную и проверенную пылевую трубку доводят до постоянного веса просушиванием. Пробу берут на уровне дыхания работающего, фиксируя объем пропускаемого воздуха. Для получения более точного результата в каждой точке замера отбирают не менее двух проб.
После окончания замеров пылевую трубку повторно доводят до постоянного веса просушиванием. Разница в весе трубки до и после пропускания запыленного воздуха характеризует содержание пыли в объеме воздуха, прошедшего через трубку. Представление о запыленности исследуемого воздуха дает последующий перерасчет на единицу объема (кубометр воздуха) и сравнение с установленной санитарной нормой.
В ряде случаев необходимо наряду с концентрацией пыли знать также размер частиц (дисперсность) пыли, а иногда и количество пылинок, содержащихся в единице объема воздуха. С этой целью может быть использован метод непосредственного наблюдения и подсчета с применением микроскопа.
В производственных условиях при использовании весового метода обычно применяют серийно выпускаемые аэрозольные аналитические фильтры типа АФА из перхлорвинилового волокна. В последнее время при исследовании запыленных потоков получили распространение радиоизотопный, оптический, электронно-зондовый и другие методы.
Сейчас промышленностью освоен выпуск различных приборов и установок для анализа аэрозолей: радиоизотопный пылемер «Приз–2» (определение концентраций пыли в воздухе рабочей зоны в диапазоне 1–500 мг/м3); контрольно-измерительный комплекс «Пост–1» (автоматическое измерение и запись содержания в атмосферном воздухе пыли и сажи), лаборатория комплексная «Пост–2», автоматический одноканальный пробоотборник АПП–6–1 (отбор аэрозоля из воздуха для
определения концентраций прямым методом), дозиметр пыли индивидуальный ДП–1 (отбор проб аэрозоля для определения концентраций прямым методом при запыленности воздуха более 15 мг/м3), пробоотборное устройство ПУ-ЭР-220, пробоотборное устройство ПУ-ЭР-12 (отбор проб воздуха с последующим определением концентрации, дисперсного, минерального, химического, микробиологического состава и исследования свойств аэрозоля при параллельном использовании весового, оптического, гранулометрического, электронно-зондового и микробиологического анализа осажденных частиц аэрозоля)
Цель работы
Определить запыленность воздуха производственных предприятий в условиях лаборатории.
Задачи работы
Определить условия, при которых происходит запыленность воздуха производственных помещений. Определить наиболее подходящий для данных условий метод исследований. Определить фактическое значение концентрации вредных веществ в воздухе производственных помещений (в условиях лаборатории). Определить соответствие фактической концентрации пыли, определенной экспериментальным путем нормативной, в соответствии с утвержденными государственными стандартами.
Обеспечивающие средства
Приборы и материалы для исследования - электрические аспира-
торы, воздуходувки, пылемеры, различные пробоотборники, кониметры,
фильтры марки АФА различной модификации. Весовое определение количества пыли, находящейся в воздухе, осуществляют с помощью установки, состоящей из шести основных частей:
1. Аспиратора (модель 822) - побудителя движения воздуха.
2. Пылевой камеры для создания искусственных условий запыленности воздуха.
3. Приспособлений для распыления навески пыли в пылевой камере.
4. Аллонжа (фильтродержатель) и соединительного шланга.
5. Фильтров.
6. Аналитических весов.
Примечание: На кафедре имеется стационарная установка, в которой совмещены все эти агрегаты.
Задание
1. Структура исследований: подразделяют исследования в промышленности и для научных целей. В промышленности исследуют запыленность воздуха в зоне дыхания работников на рабочих местах для специальной оценки условий труда или при составлении карты условий труда, а также при выбросах запыленного воздуха в атмосферу, по единой методике. В научных целях исследования запылённости воздуха осуществляют в зависимости от поставленной цели по соответствующим методикам, разрабатываемым отдельно к каждому виду исследования. Методы исследований: весовой, счётный, косвенный.
2. Методы исследования запыленности воздуха
При оценке условий труда, качества воздуха, степени его запыленности в зоне дыхания на рабочих местах используют три метода: весовой, счетный и косвенный.
Весовой метод. Он позволяет определить количество миллиграммов пыли в одном кубическом метре воздуха, для чего необходимо осадить пыль из определенного объема воздуха на фильтре и определять ее вес. В России и ряде других государств весовой метод является стандартным. При использовании весового метода требуется, по меньшей мере, одни сутки.
Расчет весовой концентрации пыли в мг/м 3 ведут по формуле
где т 1 и т 2 - вес фильтра до отбора и после отбора пробы, мг;
v - скорость отбора пробы по прибору, л/мин;
t - продолжительность отбора пробы, мин;
1000 - коэффициент пересчета объема воздуха, с л. на м 3 .
Весовой метод имеет несколько разновидностей в зависимости от материала поглотителя. Наиболее простой, удобный и более совершенный из них - метод с применением аналитических аэрозольных фильтров (АФА), в которых в качестве фильтрующего элемента использует фильтр Петрянова - ФП. Он состоит из равномерного слоя ультратонких волокон полимеров на марлевой подложке или без нее. Для исследования запыленности воздуха обычно применяет фильтры АФА-ВП-18 (иногда букву П опускают, например, АФА-В-18. «В» обозначает «весовой», цифры «18» или «ГО» указывают фильтрующую поверхность фильтров, см 2). В практике используют и другие марки фильтров АФА, например, АФА-БА-20, АФА-ХМ-20 и т.п., которые применяет для бактериальных, дисперсионных и химических анализов воздушной среды.
Кониметрия запыленного воздуха.
Во время отбора проб воздуха на фильтр иногда попадают крупные
частицы, не опасные для организма. Они при взвешивании искажают истинный результат. В то же время более мелкие частицы, представляющие
большую опасность для организма, часто не улавливаются фильтром. По
этому, наряду с применением весового метода, используют счетный (кониметрический) метод, который дает данные о величине и количестве
пылинок, содержащихся в воздухе. Известно, что через дыхательные пути
в организм человека заносятся пылинки размером до 10 мкм. В основе
метода лежит подсчет числа пылинок, содержащихся в 1 см 3 исследуемого воздуха. Метод служит дополнительной характеристикой к стандартному весовому методу.
Косвенные методы. Кроме весового и счётного методов, существуют косвенные, когда о запыленности судят по ряду показателей физических свойств запыленного воздуха или пыли (оптические свойства, электрозаряженность, отражение света, радиоактивность и т.п.). Контроль осуществляют такими приборами, как, например, фотопылемер Ф-1, радиометрический прибор ИЗВ-1, пылемер ДПВ-1 и др. Достоинство метода - быстрота анализа, т.е. немедленная оценка запыленности воздуха в мг/м 3 , простота обслуживания, доступность замера в любых точках помещения. Недостаток - довольно значительная погрешность (у некоторых приборов до 30%), зависящая от свойства пыли или газа, и узкая сфера применения на определенный вид или род пыля.
3. Методика проведения исследований
1. Изучить методику и приборы для определения запыленности воздуха.
2. Экспериментально определить количества пыли, находящейся в
одном кубическом метре воздуха; данные записать в протокол, таблица 1.1.
3. Сопоставить полученные результаты с требованиями ГН 2.2.5.1313-03 и дать гигиеническую оценку состояния воздушной среды в
зоне дыхания.
4. Используя полученные данные, определись область их применения.
Уважаемые читатели, в этой статье мы поговорим о том, как определяется категория помещения с пылью.
Несмотря на то, что математический аппарат СП 12.13130.2009, который предназначен для определения категории пожарной опасности помещения с пылью, достаточно прост, определение ряда параметров вызывает определенные трудности.
Давайте рассмотрим все по порядку. Для начала следует отметить, что помещения с пылью могут относиться к категории Б по взрывопожарной или к по взрывопожарной опасности.
Прежде чем переходить к расчету на принадлежность помещения к одной из категорий В по пожарной опасности, необходимо расчетным путем обосновать, относится ли помещение, где возможно образование аэровзвеси, к категории Б по взрывопожарной опасности.
Основные расчетные формулы содержатся в разделе А.3 Приложения А СП 12.13130.2009.
В соответствии с формулой А.17 свода правил расчетную массу пыли, взвешенной в помещении в результате аварийной ситуации, следует брать минимальной из двух величин:
— суммы масс взвихрившейся пыли и пыли, вышедшей из аппаратов в результате аварии;
— массы пыли, содержащейся в пылевоздушном облаке, способной при появлении источника зажигания сгореть.
Здесь следует отметить, что не вся пыль способна гореть, т.е. коэффициент участия горючей пыли во взрыве, ≤0,5, что подтверждается формулой А.16 свода правил.
Коэффициент участия взвешенной пыли в горении зависит от фракционного состава пыли, а именно параметром, который называется критический размер частиц.
Для большинства органических пылей (древесная пыль, пластмассы, мука и др.) значение критического размера составляет порядка 200-250 мкм.
Пыль, состоящая из частиц более крупного размера, в горении участвовать не будет, за исключением случаев, когда она сжигается в специальных очагах (топках). Когда определяется категория помещения с пылью, как правило имеем дело либо с полностью мелкодисперсной пылью, размер частиц которой менее критического (например, сахарная пудра), либо с пылью, в состав которой входят частицы различного размера, как больше так и меньше критического. К такой пыли относится древесная пыль, зерновая пыль и др.
Фракционный состав пыли определяется экспериментально путем просеивания через системы специальных сит, которые носят название «фракционатор». В такие данные найти вряд ли возможно, хотя для ряда промышленных пылей (порошков) данные о фракционном составе можно запросить у производителя.
При отсутствии данных принимается, что все частицы пыли имеют размер менее критического, т.е. способны распространять горение. Масса пыли, которая способна выйти из аппарата в результате аварийной ситуации, определяется особенностями технологического процесса.
Масса взвихрившейся пыли – та часть отложившейся пыли, которая может перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации.
При отсутствии экспериментальных данных принимается, что 90% массы отложившейся (накопленной) пыли способно перейти в аэровзвесь. Пыль, которая выделяется в небольших количествах в производственном помещении в нормальном режиме работы, оседает на ограждающих конструкциях (стены, пол, потолок), на поверхности оборудования (корпуса технологических аппаратов, транспортные линии и др.), на полу под оборудованием.
На проектируемом производстве определяется периодичность пылеуборок: текущих и генеральных. По СП 12 принимается, что вся пыль, которая оседает на труднодоступных для уборки местах, накапливается там в период между генеральными пылеуборками. Пыль, которая оседает на доступных для уборки местах, накапливается там в период между текущими пылеуборками. Оценка доли пыли, оседающей на той или иной поверхности (доступной или труднодоступной), возможна лишь экспериментальным путем или методами моделирования.
Оценка эффективности пылеулавливания проектируемых производств, как правило, также невозможна, поэтому условно принимается, что вся пыль, выделяющаяся от оборудования в помещение, оседает внутри помещения.
Различным является и количество пыли, оседающей на различных участках поверхности, расположенных в помещении. Пыль, которая выделяется в нормальном режиме, витает в воздухе и за счет силы тяжести постепенно оседает на различных поверхностях.
При этом, ожидается, что наибольшее количество пыли оседает на более низких уровнях помещения, при условии, что источник пыли (оборудование) также расположено на нижнем уровне. Очевидно, что горизонтальные поверхности могут накапливать пыль практически в неограниченных количествах, на вертикальных поверхностях оседает ограниченное количество пыли, зависящее от вида поверхности.
Для , количество пыли, которое оседает на стенах следующее: окрашенные металлические перегородки – 7-10 г/м 2 , кирпичные стены – 40 г/м 2 , бетонные стены – 30 г/м 2 . Скорее всего, приведенные данные можно использовать и для других производств.
Теперь обратимся к формуле для вычисления количества пыли в зависимости от объема пылевоздушного облака. Следует отметить, что какие-либо аналитические выражения, по которым можно вычислить объем пылевоздушного облака, в отечественной литературе отсутствуют.
В зарубежной пожарно-технической литературе такие данные пока тоже не удалось найти, наверное, потому что в США и в Европе такой подход не применяется (имеется ввиду расчет категорий). Поэтому на практике приходится объем облака пыли каким-либо образом оценивать.
Например, можно условно принять за характерную форму облака конус с высотой от пола до источника пыли и основанием с радиусом, превышающим данную высоту в несколько раз. Хотя, не уверен, насколько данное допущение верно, поскольку экспериментальные данные в распоряжении отсутствуют.
Помимо критического размера, определяющим параметром является также стехиометрическая концентрация пыли.
Стехиометрическая концентрация пыли – такая концентрация пыли, при которой происходит ее полное сгорание с учетом количества кислорода, находящегося в единице объема воздуха.
Стехиометрическая концентрация пыли расчетным путем может быть определена лишь для веществ и материалов, для которых известен химический состав. К ним можно отнести большинство полимерных материалов (полиэтилен, полипропилен, полистирол и др.), различные лекарственные препараты, порошки металлов и сплавов.
Для других материалов, например для растительных (древесная и зерновая пыль, чай и др.) и пищевых материалов (мука, сухое молоко, какао и др.), стехиометрическую концентрацию нужно определять либо экспериментально, либо искать химический состав соответствующего материала, из которого состоит пыль.
Определение стехиометрической концентрации сводится к решению следующих последовательных задач:
1. Находится химический состав пыли.
2. Записывается химическое уравнение реакции полного сгорания пыли.
3. Определяется масса кислорода, необходимого для полного сгорания 1 кг пыли.
4. Определяется масса кислорода, содержащаяся в 1 м 3 воздуха, с учетом расчетной температуры.
5. Определяется масса пыли, которая может полностью сгореть в массе кислорода, содержащейся в 1 м 3 воздуха. Полученное значение и есть стехиометрическая концентрация пыли в пылевоздушном облаке.
Определение категории помещения с пылью не учитывает такой показатель пожарной опасности, как нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР). Как правило, концентрация пыли в пылевоздушном облаке при аварийных ситуациях превышает НКПР.
Ну и напоследок пара очень интересных видео о взрывах на производствах с пылью. Даже без знания английского и так все доходчиво и интересно показано. Рекомендую к просмотру!
Жду вас снова на о пожарной безопасности!