ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный университет»
Филиал в г.Братске
РЕФЕРАТ
по дисциплине: «Безопасность жизнедеятельности»
Тема: Вредные вещества
Выполнила
Студентка группы:
ДиДОУз-10 Е.В. Андреева
Проверил: Н.А. Ласица
Братск-2012
ВРЕДНЫЕ ВЕЩЕСТВА
В настоящее время известно около 7 млн. химических веществ и соединений (далее вещество), из которых 60 тыс. находят применение в деятельности человека. На международном рынке ежегодно появляется 500...1000 новых химических соединений и смесей.
Вредным называется вещество, которое при контакте с организмом человека может вызывать травмы, заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе контакта с ним, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Химические вещества (органические, неорганические, элементорганические) в зависимости от их практического использования классифицируются на:
– промышленные яды, используемые в производстве: например, органические растворители (дихлорэтан), топливо (пропан, бутан), красители (анилин);
– ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве: пестициды (гексахлоран), инсектициды (карбофос) и др.;
– лекарственные средства;
– бытовые химикаты, используемые в виде пищевых добавок (уксусная кислота), средства санитарии, личной гигиены, косметики и т. д.;
– биологические растительные и животные яды, которые содержатся в растениях и грибах (аконит, цикута), у животных и насекомых (змей, пчел, скорпионов);
– отравляющие вещества: зарин, иприт, фосген и др.
Ядовитые свойства могут проявить все вещества, даже такие, как поваренная соль в больших дозах или кислород при повышенном давлении. Однако к ядам принято относить лишь те, которые свое вредное действие проявляют в обычных условиях и в относительно небольших количествах.
К промышленным ядам относится большая группа химических веществ и соединений, которые в виде сырья, промежуточных или готовых продуктов встречаются в производстве.
В организм промышленные химические вещества могут проникать через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и неповрежденную кожу. Однако основным путем поступления являются легкие. Помимо острых и хронических профессиональных интоксикаций, промышленные яды могут быть причиной понижения устойчивости организма и повышенной общей заболеваемости.
Бытовые отравления чаще всего возникают при попадании яда в желудочно-кишечный тракт (ядохимикатов, бытовых химикатов, лекарственных веществ). Возможны острые отравления и заболевания при попадании яда непосредственно в кровь, например, при укусах змеями, насекомыми, при инъекциях лекарственных веществ.
Что такое токсины, токсиканты и токсические вещества?
Само слово «токсин» не подразумевает специфического класса веществ, а скорее означает то, что может принести вред организму. Другими словами, токсин или токсическое вещество – это химикат или смесь, которая может причинить вред организму или представляет собой риск для здоровья при воздействии на организм. По некоторым определениям слово «токсин» может применяться лишь в отношении ядовитых веществ животного и растительного происхождения, поэтому чтобы избежать путаницы Организация по Защите Окружающей среды (EPA) и другие правительственные учреждения используют слово «токсикант» для обозначения токсинов. Каждое токсическое вещество имеет определенную концентрацию или токсическую дозу, при достижении которой начинается токсическое действие вещества. Однако, большинство веществ, считающихся токсикантами окружающей среды, вредны и при низких дозах.
Яды, наряду с общей, обладают избирательной токсичностью, т. е. они представляют наибольшую опасность для определенного органа или системы организма. По избирательной токсичности выделяют яды:
– сердечные с преимущественным кардиотоксическим действием; к этой группе относят многие лекарственные препараты, растительные яды, соли металлов (бария, калия, кобальта, кадмия);
– нервные, вызывающие нарушение преимущественно психической активности (угарный газ, фосфорорганические соединения, алкоголь и его суррогаты, наркотики, снотворные лекарственные препараты и др.);
– печеночные, среди которых особо следует выделить хлорированные углеводороды, ядовитые грибы, фенолы и альдегиды;
– почечные – соединения тяжелых металлов этиленгликоль, щавелевая кислота;
– кровяные – анилин и его производные, нитриты, мышьяковистый водород;
– легочные – оксиды азота, озон, фосген и др.
Показатели и критерии токсичности вредных веществ – это количественные показатели токсичности и опасности вредных веществ. Токсический эффект при действии различных доз и концентраций ядов может проявиться функциональными и структурными (патоморфологическими) изменениями или гибелью организма. В первом случае токсичность принято выражать в виде действующих, пороговых и недействующих доз и концентраций, во втором – в виде смертельных концентраций.
Смертельные, или летальные дозы DL при введении в желудок или в организм другими путями или смертельные концентрации CL могут вызывать единичные случаи гибели (минимальные смертельные) или гибель всех организмов (абсолютно смертельные). В качестве показателей токсичности пользуются среднесмертельными дозами и концентрациями: DL50, CL50 – это показатели абсолютной токсичности. Среднесмертельная концентрация вещества в воздухе CLso – это концентрация вещества, вызывающая гибель 50 % подопытных животных при 2-4-часовом ингаляционном воздействии (мг/м3); среднесмертельная доза при введении в желудок (мг/кг), обозначается какDL50,среднесмертельная доза при нанесении на кожу DLК50.
Степень токсичности вещества определяется отношением 1/DL50 и 1/CL50; чем меньше значения токсичности DL50 и CL50 тем выше степень токсичности.
Об опасности ядов можно судить также по значениям порогов вредного действия (однократного, хронического) и порога специфического действия.
Порог вредного действия (однократного или хронического) – это минимальная (пороговая) концентрация (доза) вещества, при воздействии которой в организме возникают изменения биологических показателей на организменном уровне, выходящие за пределы приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология.
Опасность вещества – это вероятность возникновения неблагоприятных для здоровья эффектов в реальных условиях производства или применении химических соединений.
По характеру развития и длительности течения различают две основные формы профессиональных отравлений – острые и хронические интоксикации.
Острая интоксикация наступает, как правило, внезапно после кратковременного воздействия относительно высоких концентраций яда и выражается более или менее бурными и специфическими клиническими симптомами. В производственных условиях острые отравления чаще всего связаны с авариями, неисправностью аппаратуры или с введением в технологию новых материалов с малоизученной токсичностью.
Хронические интоксикации вызваны поступлением в организм незначительных количеств яда и связаны с развитием патологических явлений только при условии длительного воздействия, иногда определяющегося несколькими годами.
Большинство промышленных ядов вызывают как острые, так и хронические отравления. Однако некоторые токсические вещества обычно обусловливают развитие преимущественно второй (хронической) фазы отравлений (свинец, ртуть, марганец).
Помимо специфических отравлений токсическое действие вредных химических веществ может способствовать общему ослаблению организма, в частности снижению сопротивляемости к инфекционному началу. Например, известна зависимость между развитием гриппа, ангины, пневмонии и наличием в организме таких токсических веществ, как свинец, сероводород, бензол и др. Отравление раздражающими газами может резко обострить латентный туберкулез и т. д.
Развитие отравления и степень воздействия яда зависят от особенностей физиологического состояния организма. Физическое напряжение, сопровождающее трудовую деятельность, неизбежно повышает минутный объем сердца и дыхания, вызывает определенные сдвиги в обмене веществ и увеличивает потребность в кислороде, что сдерживает развитие интоксикации.
Чувствительность к ядам в определенной мере зависит от пола и возраста работающих. Установлено, что некоторые физиологические состояния у женщин могут повышать чувствительность их организма к влиянию ряда ядов (бензол, свинец, ртуть). Бесспорна плохая сопротивляемость женской кожи к воздействию раздражающих веществ, а также большая проницаемость в кожу жирорастворимых токсических соединений. Что касается подростков, то их формирующийся организм обладает меньшей сопротивляемостью к влиянию почти всех вредных факторов производственной среды, в том числе и промышленных ядов.
ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗМ
Основными путями поступления вредных веществ в организм являются дыхательные пути, пищеварительный тракт и кожный покров.
Наибольшее значение имеет поступление их через органы дыхания. Поступившие в воздух помещений токсические пыли, пары и газы вдыхаются рабочими и проникают в легкие. Через разветвленную поверхность бронхиол и альвеол они всасываются в кровь. Вдыхаемые яды оказывают неблагоприятное действие практически на протяжении всего времени работы в загрязненной атмосфере, а иногда даже и по окончании работы, так как всасывание их еще продолжается. Поступившие через органы дыхания в кровь яды разносятся по всему организму, вследствие чего токсическое их действие может сказываться на самых различных органах и тканях.
Вредные вещества поступают в органы пищеварения при заглатывании токсической пыли, осевших на слизистых оболочках полости рта, либо путем занесения их туда загрязненными руками.
Поступившие в пищеварительный тракт яды на всем его протяжении всасываются через слизистые оболочки в кровь. В основном всасывание происходит в желудке и кишечнике. Поступившие через органы пищеварения яды кровью направляются в печень, где некоторые из них задерживаются и частично обезвреживаются, потому что печень является барьером для поступающих через пищеварительный тракт веществ. Только пройдя через этот барьер, яды поступают в общий кровоток и разносятся им по всему организму.
Токсические вещества, обладающие способностью растворять или растворяться в жирах и липоидах, могут проникать через кожный покров при загрязнении последнего этими веществами, а иногда и при наличии их в воздухе (в меньшей степени). Проникшие через кожный покров яды сразу поступают в общий кровоток и им разносятся по организму.
Поступившие в организм тем или иным путем яды могут относительно равномерно распределяться по всем органам и тканям, оказывая на них токсическое действие. Некоторые же из них скапливаются преимущественно в каких-то одних тканях и органах: в печени, костях и др. Такие места преимущественного скопления токсических веществ называют депоида в организме. Для многих веществ характерны определенные виды тканей и органов, где они депонируются. Задержка ядов в депо может быть как кратковременной, так и более длительной - до нескольких дней и недель. Постепенно выходя из депо в общий кровоток, они также могут оказывать определенное, как правило, слабо выраженное токсическое действие. Некоторые необычные явления (прием алкоголя, специфическая пища, болезнь, травма и др.) могут вызвать более быстрое выведение ядов из депо, в результате чего их токсическое действие проявляется более выражено.
Выделение ядов из организма происходит главным образом через почки и кишечник; наиболее летучие вещества выделяются также и через легкие с выдыхаемым воздухом.
Экологическое нормирование предполагает учет так называемой допустимой нагрузки на экосистему. Допустимой считается такая нагрузка, под воздействием которой отклонение от нормального состояния системы не превышает естественных изменений и, следовательно, не вызывает нежелательных последствий у живых организмов и не ведет к ухудшению качества среды. К настоящему времени известны лишь некоторые попытки учета нагрузки для растений суши и для сообществ водоемов рыбохозяйственного назначения.
Как экологическое, так и санитарно-гигиеническое нормирование основаны на знании эффектов, оказываемых разнообразными факторами воздействия на живые организмы. Одним из важных понятий в токсикологии и в нормировании является понятие вредного вещества.
В специальной литературе принято называть вредными все вещества, воздействие которых на биологические системы может привести к отрицательным последствиям. Кроме того, как правило, все ксенобиотики (чужеродные для живых организмов, искусственно синтезированные вещества) рассматривают как вредные.
Установление нормативов качества окружающей среды и продуктов питания основывается на концепции пороговости воздействия. Порог вредного действия – это минимальная доза вещества, при воздействии которой в организме возникают изменения, выходящие за пределы физиологических и приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология. Таким образом, пороговая доза вещества (или пороговое действие вообще) вызывает у биологического организма отклик, который не может быть скомпенсирован за счет гомеостатических механизмов (механизмов поддержания внутреннего равновесия организма).
Нормативы, ограничивающие вредное воздействие, устанавливаются и утверждаются специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды, санитарно-эпидемиологического надзора и совершенствуются по мере развития науки и техники с учетом международных стандартов. Отметим, что утвержденные в СССР нормативы были весьма жесткими, но редко соблюдались на практике. В основе санитарно-гигиенического нормирования лежит понятие предельно допустимой концентрации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Под вредным понимается вещество, которое при контакте с организмом человека вызывает производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья.
Степень и характер вызываемых веществом нарушений нормальной работы организма зависит от пути попадания в организм, дозы, времени воздействия, концентрации вещества, его растворимости, состояния воспринимающей ткани и организма в целом, атмосферного давления, температуры и других характеристик окружающей среды.
Следствием действия вредных веществ на организм могут быть анатомические повреждения, постоянные или временные расстройства и комбинированные последствия. Многие сильно действующие вредные вещества вызывают в организме расстройство нормальной физиологической деятельности без заметных анатомических повреждений, воздействий на работу нервной и сердечно-сосудистой систем, на общий обмен веществ и т.п.
Основой проведения мероприятий по борьбе с вредными веществами является гигиеническое нормирование.
Снижение уровня воздействия на работающих вредных веществ, его полное устранение достигается путем проведения технологических, санитарно-технических, лечебно-профилактических мероприятий, а также применением средств индивидуальной защиты.
К технологическим мероприятиям относятся такие как внедрение непрерывных
и т.д.................
Безопасность жизнедеятельности Виктор Сергеевич Алексеев
30. Классификация вредных веществ по степени воздействия на организм человека
Эффект токсического воздействия зависит от количества попавшего в организм АХОВ (аварийные химически опасные вещества), их физико-химических свойств, длительности и интенсивности поступления, взаимодействия с биологическими средами (кровью, ферментами).
По избирательной токсичности выделяют:
1) сердечные с преимущественным кардиотоксическим действием;
2) нервные, вызывающие нарушение психической активности;
3) печеночные;
4) почечные;
5) кровяные;
6) легочные.
Токсический эффект при действии различных доз и концентраций АХОВ может проявиться функциональными и структурными (патоморфологическими) изменениями.
Порог вредного действия – это минимальная концентрация вещества, при воздействии которой в организме возникают изменения биологических показателей на организменном уровне, выходящие за пределы приспособительных реакций, или скрытая патология.
Характер воздействия вредных веществ на организм и общие требования безопасности регламентируются ГОСТом 12.0.003–74, который подразделяет вещества на:
1) токсические, вызывающие отравление всего организма или поражающие отдельные системы (ЦНС, кроветворения), вызывающие патологические изменения печени, почек;
2) раздражающие, вызывающие раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, легких, кожных покровов;
3) сенсибилизирующие, действующие как аллергены (формальдегиды, растворители, лаки на основе нитросоединений);
4) мутагенные, приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственной информации (свинец, марганец, радиоактивные изотопы);
5) канцерогенные, вызывающие злокачественные новообразования (циклические амины, ароматические углеводороды, хром, никель, асбест);
6) влияющие на репродуктивную (детородную) функцию (ртуть, свинец, стирол, радиоактивные изотопы).
Промышленные яды – химические вещества, используемые на производстве и оказывающие при нарушении правил техники безопасности и гигиены труда вредное действие на организм человека.
Воздействуя на организм человека, промышленные яды могут оказывать неблагоприятное влияние на потомство.
Очень важным является научное обоснование актов санитарного законодательства в области гигиенического нормирования факторов окружающей среды. Необходимо установление предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны, т. е. таких концентраций, которые в течение всего рабочего стажа не могут вызвать у работающих заболеваний или отклонений в состоянии здоровья непосредственно в процессе работы или в отдаленные сроки.
Из книги Военная токсикология, радиобиология и медицинская защита автора Эдуард Петрович Петренко Из книги Справочник логопеда автора Автор неизвестен - Медицина Из книги Общая гигиена автора Юрий Юрьевич Елисеев Из книги Общая гигиена: конспект лекций автора Юрий Юрьевич Елисеев Из книги Бронхиальная астма. Доступно о здоровье автора Павел Александрович Фадеев Из книги Искусство врачевания автора Леонид Кононович Розломий Из книги Как продлить быстротечную жизнь автора Николай Григорьевич Друзьяк Из книги Золотые правила питания автора Геннадий Петрович Малахов Из книги Вещи, которые нас убивают автора Елена Семенова Из книги Тянь-ши: Золотые рецепты исцеления автора Алексей Владимирович Иванов Из книги Чистые сосуды по Залманову и еще чище автора Ольга Калашникова Из книги Экологичное питание: натуральное, природное, живое! автора Любава Живая Из книги Лучшее для здоровья от Брэгга до Болотова. Большой справочник современного оздоровления автора Андрей Моховой Из книги Йога дважды рожденных автора Николай Иванович Норд Из книги Защити свое тело – 2. Оптимальное питание автора Светлана Васильевна Баранова Из книги Вредные товары автора Леонид Витальевич РудницкийПод вредным понимается вещество, которое при контакте с организмом человека вызывает производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья.
Источниками выделения вредных веществ в различных отраслях промышленности могут быть: негерметичное оборудование, недостаточно механизированные (автоматизированные) операции загрузки сырья и выгрузки готовой продукции, ремонтные работы. Вредные вещества могут поступать в производственные помещения и через приточные вентиляционные системы в тех случаях, когда атмосферный воздух загрязнен химическими продуктами, являющимися выбросами данного производства.
Непосредственными источниками выделения вредных веществ при плохом хранении могут быть подготовительные операции: размол и просеивание материалов, транспортирование сырья, травление, сушка.
На предприятиях связи в процессе монтажа, наладки, эксплуатации могут представлять опасность следующие вещества и соединения: сургуч, штемпельная краска, керосин, бензин, спирт, кислоты (серная, соляная, борная), щелочи, свинец, олово, флюсы, водород, сентабик (вместо хлорки), антисептики (уралит, триолит, фтористый натрий, креозотовое и антраценовое масло) для пропитки столбов и опор, отработанные газы в генераторных и дизельных установках.
По химическому строению вредные вещества можно разделить на следующие группы:
По агрегатному состоянию вредные вещества делятся на газы, пары, аэрозоли и их смеси.
По действию на организм человека вредные вещества подразделяются на:
токсичные - вступающие во взаимодействие с организмом человека, вызывающие различные отклонения в состоянии здоровья работающего. У словно по физиологическому воздействию на человека токсичные вещества могут быть разделены на четыре группы:
раздражающие - действующие на дыхательные пути и слизистую оболочку глаз: сернистый газ, хлор, аммиак, фтористый и хлористый водород, формальдегид, окислы азота,
удушающие - нарушающие процесс усвоения кислорода тканями: оксид углерода, хлор, сероводород и др.,
наркотические - азот под давлением, трихлорэтилен, бензил, дихлоэтан, ацетилен, ацетон, фенол, четыреххлористый углерод, соматические - вызывающие нарушение деятельности организма или его отдельных систем: свинец, ртуть, бензол, мышьяк и его соединения, метиловый спирт;
сенсибилизирующие - вызывающие нейроэндокринные нарушения, сопровождающиеся гнездковой плешивостью, депигментацией кожи;
канцерогенные - вызывающие рост раковых клеток (от греческого «канцеро» - краб, в виде которого представляли раковые опухоли);
генеративные - гонадотропные (действующие на половую сферу), эмбриотропные (действующие на эмбрионы), мутагенные (действующие на наследственность);
аллергены - вызывающие различные аллергические реакции.
По степени опасности для организма человека все вредные вещества разделены на 4 класса опасности (ГОСТ 12.1.007-76): 1-й класс - чрезвычайно опасные; 2-й класс - высоко опасные; 3-й класс - умеренно опасные; 4-й класс - мало опасные.
Для воздуха рабочей зоны производственных помещений устанавливается предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ, аэрозолей и пыли, представляющих собой массу вредного вещества, содержащегося в 1 м 3 воздуха (мг/м 3).
ПДК - концентрация, которая при ежедневной работе в течение 8 ч (40 ч в неделю) за время всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами медицинских исследований, в процессе работы или в отдельные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Степень и характер вызываемых вредным веществом нарушений нормальной работы организма зависит от пути попадания в организм, дозы, времени воздействия, концентрации вещества, его растворимости, состояния воспринимающей ткани и организма в целом, атмосферного давления, температуры и других характеристик окружающей среды.
Следствием действия вредных веществ на организм могут быть анатомические повреждения, постоянные или временные расстройства и комбинированные последствия. Многие сильно действующие вредные вещества вызывают в организме расстройство нормальной физиологической деятельности без заметных анатомических повреждений, воздействий на работу нервной и сердечно-сосудистой систем, на общий обмен веществ и т.п.
Вредные вещества попадают в организм через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и через кожный покров. Наиболее вероятно проникновение в организм веществ в виде газа, пара и пыли через органы дыхания (около 95% всех отравлений).
Выделение вредных веществ в воздушную среду возможно при проведении технологических процессов и производстве работ, связанных с применением, хранением, транспортированием химических веществ и материалов, их добычею и изготовлением.
Наибольший вред человеческому организму наносят яды - вещества, которые, попадая в организм в небольших количествах, вступают в нем в химическое или физико-химическое взаимодействие с тканями и при определенных условиях вызывают нарушение здоровья. Хотя ядовитые свойства могут проявить практически все вещества, даже такие, как поваренная соль в больших дозах или кислород при повышенном давлении, к ядам принято относить лишь те, которые свое вредное действие проявляют в обычных условиях и в относительно небольших количествах.
Производственные (промышленные) яды влияют на человека в условиях трудовой деятельности и вызывают ухудшение работоспособности или нарушение здоровья - профессиональные или производственные отравления.
Бытовые яды воздействуют на человека в быту. Это вещества, содержащиеся в препаратах бытовой химии, косметике.
Действие ядов может быть общим или местным. Общее действие развивается в результате всасывания ядов в кровь. При этом нередко наблюдается относительная избирательность, выражающаяся в том, что преимущественно поражаются те или иные органы и системы, например, нервная система - при отравлении марганцем, органы кроветворения - при отравлении бензолом. При местном действии преобладает повреждение тканей на месте соприкосновений их с ядом: явление раздражения, воспаления, ожоги кожных и слизистых покровов - чаще всего при контакте со щелочными и кислотными растворами и парами.
Местное действие, как правило, сопровождается и общими явлениями вследствие всасывания продуктов распада тканей и рефлекторных реакций в результате раздражения нервных окончаний.
Производственные отравления протекают в острой, подострой и хронической формах.
Острые отравления чаще бывают групповыми и возникают в случаях аварий. Эти отравления характеризуются:
В развитии острого отравления, как правило, имеются две фазы: первая - неспецифические проявления (головная боль, слабость, тошнота) и вторая - специфические проявления (например, отек легких при отравлении окислами азота).
Хронические отравления возникают постепенно, при длительном действии ядов, проникающих в организм в относительно небольших количествах. Они развиваются вследствие накопления самого яда в организме или вызываемых им изменений. Поражаемые органы и системы в организме при хроническом и остром отравлениях одним и тем же ядом могут различаться. Например, при остром отравлении бензолом в основном страдает нервная система и наблюдается наркотическое действие, при хроническом - система кроветворения.
Наряду с острыми и хроническими отравлениями выделяют подострые формы, которые, хотя и сходны по условиям возникновения и проявления с острыми отравлениями, но развиваются медленнее и имеют более затяжное течение.
Производственные яды могут быть причиной не только специфических, острых, подострых и хронических отравлений, но и других отрицательных последствий. Они могут снижать иммунобиологическую сопротивляемость организма, способствовать развитию таких болезней, как катар верхних дыхательных путей, туберкулез, заболевания почек, сердечно-сосудистой системы, ВИЧ-инфекция и др. Имеются производственные яды, вызывающие аллергические заболевания (бронхиальная астма, экзема и др.) и ряд отдельных последствий. Например, некоторые яды влияют на генеративную функцию, поражая гонады, оказывая эмбриотоксическое действие, вызывая развитие уродств.
Среди ядов имеются и способствующие развитию опухолей - так называемые канцерогены, к которым относятся ароматические амины, полициклические углеводы.
Реакция организма на яд зависит от:
Пыль наряду с ядами также наносит большой вред человеческому организму.
Пыль является наиболее распространенным неблагоприятным фактором производственной среды. Многочисленные технологические процессы и операции в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве сопровождаются образованием и выделением пыли. Ее воздействию могут подвергаться большие контингенты работающих.
Пыли - это тонкодисперсионные частицы, которые образуются при различных производственных процессах - дроблении, размалывании и обработке твердых тел, при просеивании и транспортировке сыпучих материалов и т.п. Пыли, взвешенные в воздухе, называются аэрозолями, скопление осевших пылей - аэрогелями.
Промышленная пыль бывает органическая (древесная, торфяная, угольная) и неорганическая (металлическая, минеральная).
По степени токсичности пыли делятся на ядовитые и неядовитые.
Вредность воздействия зависит от количества вдыхаемой пыли, степени ее дисперсионности, от химического состава и растворимости.
Глубоко в легкие проникают пылинки размером от 1 до 10 микрон. Более мелкие выдыхаются обратно, а более крупные задерживаются в носоглотке. Нетоксичные пыли, кроме того, могут адсорбировать ядовитые и радиоактивные вещества, приобретать электрический заряд, что увеличивает их вредное действие.
От электрических свойств пылевых частиц в ряде случаев зависит процесс осаждения, а следовательно, и время нахождения их в воздухе. При разноименном заряде пылинки притягиваются друг к другу и быстро оседают. При одинаковом заряде пылинки, отталкиваясь одна от другой, могут долго находиться в воздухе.
Пыль может быть носителем микробов, клещей, яиц гельминтов и др.
Основой проведения мероприятий по борьбе с вредными веществами является гигиеническое нормирование, т.е. ограничение содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны до предельно допустимых концентраций. ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны установлены ГОСТ 12.1.005-88.
Снижение уровня воздействия на работающих вредных веществ и его полное устранение достигается путем проведения организационных, технологических, технических, санитарно-гигиенических мероприятий и применением средств индивидуальной защиты.
К организационным мероприятиям относятся предварительные и периодические медицинские осмотры, сокращенный рабочий день, предоставление дополнительных отпусков, учет и регистрация профессиональных заболеваний и отравлений, запрет на работу с вредными веществами для подростков и женщин.
К технологическим мероприятиям относятся такие, как внедрение непрерывных технологий, автоматизация и механизация производственных процессов, дистанционное управление, замена опасных технологических процессов и операций менее опасными и безопасными.
Технические мероприятия: установка систем вентиляции и кондиционирования воздуха, герметизация оборудования, сигнализация и др.
Если организационные, технологические и технические меры не исключают наличия вредных веществ в воздушной среде, проводятся санитарно-гигиенические мероприятия: дыхательная гимнастика, обеспечение лечебно-профилактическим питанием и молоком и др.
Наряду с мерами защиты используются и средства индивидуальной защиты (фильтрующие и изолирующие противогазы, респираторы, защитные очки, специальная одежда).
В настоящее время синтезированы миллионы химических веществ и смесей, из которых 60 тысяч находят свое практическое применение. Ежегодно разрабатывается от "500 до 1000 новых химических веществ с широкой перспективой использования, В связи с этим возникает определенный, риск для здоровья людей. Итак количество химических соединений, используемых в настоящее время настолько велико, а характер биологического действия настолько разнообразен что применяют несколько видов классификаций. В основу существующих классификаций вредных химических веществ положены различные принципы, учитывающие агрегатное состояние веществ, характер воздействия на организм, степень токсичности, опасности и другие признаки.
По агрегатному состоянию
в воздушной среде вредные вещества могут быть классифицированы как газы, пары и аэрозоли (жидкие или твердые).По химическому строению
вредные химические вещества делят на органические, неорганические и элементоорганические. Исходя из принятой химической номенклатуры, определяют класс и группу этих веществ.По пути проникновения в организм
выделяют вещества, действующие через дыхательные пути, пищеварительную систему и кожу.По цели применения выделяют следующие вещества:
Мутагенного действия, которые повреждают генетическую наследственную функцию организма;
Тератогенного действия, которое приводит к отклонениям в развитии эмбриона, находящегося в чреве матери;
Канцерогенного действия, которые приводят в конечном счете к возникновению раковых заболеваний;
Репродуктивного действия, которые снижают детородную функцию у мужчин и женщин.
Многие химические вещества, принятые внутрь в оптимальной дозе, приводят к восстановлению нарушенных какой-либо болезнью функций организма и тем самым проявляют лечебные свойства. Другие вещества являются составной частью живого организма (белки, жиры и т.д.), поэтому для проявления их токсических свойств нужны особые условия. Чаще токсическое влияние оказывают чуждые живому организму вещества, которые получили название ксенобиотики. Таким образом, одно и то же химическое вещество может быть ядом, лекарственным и необходимым для жизни средством в зависимости от ряда условий, при которых оно встречается и взаимодействует с организмом.
Вредное воздействие химических соединений проявляется в виде заболевания или нарушения состояния здоровья, обнаруживаемых современными методами как в процессе контакта с веществами, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.
Патологическое состояние, развивающееся вследствие взаимодействия вредного химического вещества с организмом, называется интоксикацией или отравлением. В соответствии с принятой терминологией отравлением обычно называют только те интоксикации которыё вызваны «экзогенными» ядами, поступившими в организм извне. В результате воздействий вредных веществ на организм могут развиться острые и хронические отравления.
Острые отравления характеризуются кратковременностью действия относительно больших количеств вредных веществ и ярким типичным проявлением непосредственно в момент воздействия или через сравнительно небольшой (обычно в несколько часов) скрытый (патентный) период.
Хронические, отравления развиваются постепенно, при длительном воздействии вредных веществ в относительно небольших количествах, Эти отравления возникают вследствие накопления вредного вещества в организме (материальная кумуляция) или вызываемых ими изменений (функциональная кумуляция). Хроническое профессиональное заболевание - это заболевание, являющееся результатом длительного воздействия на работника вредного производственного фактора (факторов), повлекшее за собою временную или стойкую утрату трудоспособности.
Любой организм представляет собой открытую систему, которая находится в постоянном обмене веществом, энергией и информацией с окружающей средой. Живой организм постоянно подвергается различным воздействиям среды, часто негативным, однако он сохраняет свои морфологические, функциональные и биохимические характеристики в определенных пределах, в пределах нормальных параметров жизнедеятельности и реакций на эти воздействия. Это достигается посредством автоматической саморегуляции гомеостаза.
Гомеостаз - свойство живых организмов сохранять относительное динамическое постоянство внутренней среды, сложившееся в процессе эволюции и генетически детерминированное. Существует три уровня (три типа) саморегуляции: низший - регулирует относительное постоянство основных физиологических и биохимических параметров жизнедеятельности; средний-регулирует приспособительные реакции в связи с изменением внутренней среды организма; высший - регулирует поведение организма и его адаптацию к внешней среде, здесь осуществляется выход на более высокий уровень межорганизменных популяционных взаимодействий и регуляций. Основными механизмами, регулирующими гомеостаз на организменном уровне, являются: нервный, гормональный, иммунный и генетический.
Изучение воздействия токсических веществ можно проводить на любом уровне регуляции гомеостаза. Однако каждый уровень имеет свои специфические особенности ответного реагирования на токсическое воздействие.
Вмешиваясь в молекулярные механизмы функционирования, химические агенты изменяют нормальное течение биосинтетических процессов, активность ферментов, чувствительность молекулярных рецепторов. Изменения в молекуле ДНК могут давать мутации, приводящие к различным генетическим отклонениям на клеточном, тканево- органном и организменном уровнях. Действуя на клеточном уровне, химические агенты вызывают разрушение клеточных мембран, изменяют их проницаемость, дезорганизуют клеточный метаболизм и могут вызвать гибель клеток. На тканево-органном уровне токсические воздействия нарушают жизненно важные функции организма, вызывают стресс, шок, гипоксию, аллергические реакции. Токсические нарушения на уровне организма вызывают острую или хроническую интоксикацию с различной симптоматикой вплоть до летального исхода и различные химические бопезни. Действуя на популяционном уровне, токсические агенты изменяют численность популяций, вызывают их гибель, смену экологических ниш и биоценозов.
Вторгаясь в живой организм, химические агенты производят чрезвычайные нарушения на самом глубоком молекулярном уровне, вмешиваясь в интимные биохимические процессы. Нарастая, первичные нарушения молекулярного уровня переходят на уровни более высокого порядка: клеточный, тканево-органный, организменный. Если количество токсина и скорость его поступления превышают детоксикационные возможности организма, нарушения гомеостаза на разных уровнях его регуляции становятся более существенными и могут стать несовместимыми с жизнью. Чем сильней и внезапней удар по гомеостазу, тем меньше возможностей для противостояния ему организма. При постепенном развитии явлений интоксикации гомеостатические механизмы успевают включиться в процесс детоксикации, что обеспечивает восстановление гомеостаза до уровня, совместимого с жизнью, и даже до уровня адаптации организма к химическому воздействию.
Выполнение различных видов работ в промышленности сопровождается выделением в воздушную среду вредных веществ.
Вредное вещество - это вещество, которое в случае нарушения требований безопасности может вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые как в процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни настоящих и последующих поколений.
Проникновение вредных веществ в организм человека происходит через дыхательные пути (основной путь), а также через кожу и с пищей, если человек принимает ее, находясь на рабочем месте.
Действие этих веществ следует рассматривать как воздействие опасных или вредных производственных факторов, так как они оказывают негативное (токсическое ) действие на организм человека.
В результате воздействия этих веществ у человека возникает отравление - болезненное состояние, тяжесть которого зависит от продолжительности воздействия, концентрации и вида вредного вещества.
В современном производстве находит применение более 60 тысяч химических соединений, большинство из которых синтезировано человеком и не встречается в природе.
Существуют различные классификации вредных веществ, в основу которых положено их действие на человеческий организм.
В соответствии с наиболее распространенной (по Е.Я. Юдину и СВ. Белову) классификацией вредные вещества делятся на шесть групп:
Общетоксические химические вещества (углеводороды, спирты, анилин, сероводород, синильная кислота и ее соли, соли ртути, хлорированные углеводороды, оксид углерода) вызывают отравление всего организма, приводящее к расстройствам нервной системы, мышечным судорогам, нарушениям структуры ферментов, влияют на кроветворные органы, взаимодействуют с гемоглобином.
Раздражающие вещества (хлор, аммиак, диоксид серы, туманы кислот, оксиды азота и др.) воздействуют на слизистые оболочки, верхние и глубокие дыхательные пути.
Сенсибилизирующие вещества (органические азокрасители, диметиламиноазобензол и другие антибиотики) повышают чувствительность организма к химическим веществам, а в производственных условиях приводят к аллергическим заболеваниям.
Канцерогенные вещества (бенз(а)пирен, асбест, нитроазосоединения. ароматические амины и др.) вызывают развитие всех видов раковых заболеваний. Этот процесс может быть отдален от момента воздействия вещества на годы, и даже десятилетия.
Мутагенные вещества (этиленамин, окись этилена, хлорированные углеводороды, соединения свинца и ртути и др.) оказывают воздействие на неполовые (соматические) клетки, входящие в состав всех органов и тканей человека, а также на половые клетки (гаметы). Воздействие мутагенных веществ на соматические клетки вызывают изменения в генотипе человека, контактирующего с этими веществами. Они обнаруживаются в отдаленном периоде жизни и проявляются в преждевременном старении, повышении общей заболеваемости, злокачественных новообразований. При воздействии на половые клетки мутагенное влияние сказывается на последующее поколение, иногда в очень отдаленные сроки.
Химические вещества, влияющие на репродуктивную функцию человека (борная кислота, аммиак, многие химические вещества в больших количествах), вызывают возникновение врожденных пороков развития и отклонений от нормальной структуры у потомства, влияют на развитие плода в матке и послеродовое развитие и здоровье потомства.
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.
Вредные вещества, выделяющиеся в воздух рабочей зоны, изменяют его состав, в результате чего он существенно может отличаться от состава атмосферного воздуха.
При проведении различных технологических процессов в воздух выделяются твердые и жидкие частицы, а также пары и газы.
Пары и газы образуют с воздухом смеси, а твердые и жидкие частицы - аэродисперсные системы - аэрозоли.
Аэрозолями называют воздух или газ, содержащие в себе взвешенные твердые или жидкие частицы. Аэрозоли принято делить на пыль, дым, туман.
Пыли или дымы - это системы, состоящие из воздуха или газа и распределенных в них частиц твердого вещества.
Туманы - системы, образованные воздухом или газом и частицами жидкости.
Размеры твердые частиц пылей превышают 1 мкм (1 микрометр = 10 -6 м – микрон), а размеры твердых частиц дыма меньше этого значения.
Различают крупнодисперсную (размер твердых частиц более 50 мкм), среднедисперсную (от 10 до 50 мкм) и мелкодисперсную (размер частиц менее 10 мкм) пыль. Размер жидких частиц, образующих туманы, обычно лежит в пределах от 0,3 до 5 мкм.
Пыль , попадая в организм человека, оказывает фиброгенное воздействие, заключающееся в раздражении слизистых оболочек дыхательных путей.
Оседая в легких, пыль задерживается в них. При длительном вдыхании пыли возникают профессиональные заболевания легких - пневмокониозы .
При вдыхании пыли, содержащей свободный диоксид кремния (SiO 2), развивается наиболее известная форма пневмокониоза - силикоз .
Если диоксид кремния находится в связанном с другими соединениями состоянии, возникает профессиональное заболевание - силикатоз .
Среди силикатозов наиболее распространены асбестоз, цементоз, талькоз .
При вдыхании пыли, содержащей «живые» микроорганизмы – кандидоз.
Изучение потенциальной опасности вредного воздействия химических веществ на живые организмы является предметом химико-биологической науки - токсикологии .
Токсикология изучает механизмы токсического действия химических веществ, диагностику, профилактику и лечение отравлений.
Вредное вещество , т.е. химический элемент или соединение, вызывающее заболевание организма, является центральным понятием токсикологии.
Область токсикологии, изучающая действие на человека вредных веществ, встречающихся в производственных условиях, называется промышленной токсикологией.
Изучение биологического действия химических веществ на человека показывает, что вредное их воздействие всегда начинается с определенной пороговой концентрации .
Для количественной оценки вредного воздействия на человека химического вещества в промышленной токсикологии используются показатели, характеризующие степень его токсичности.
Средняя смертельная концентрация в воздухе ЛК 50 - концентрация вещества, вызывающая гибель 50 % животных при двух-, четырехчасовом ингаляционном воздействии на мышей или крыс.
Средняя смертельная доза ЛД 50 - доза вещества, вызывающая гибель 50 % животных при однократном введении в желудок.
Средняя смертельная доза при нанесении на кожу ЛК 50 - доза вещества, вызывающая гибель 50 % животных при однократном нанесении на кожу.
Порог хронического действия Lim cr - минимальная (пороговая) концентрация вредного вещества, вызывающего вредное действие в хроническом эксперименте по 4 часа 5 раз в неделю на протяжении не менее 4 месяцев.
Порог острого действия Lim ac - минимальная (пороговая) концентрация вредного вещества, вызывающая изменение биологических показателей на уровне целостного организма, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций.
Зона острого действия Z ас - отношение средне смертельной концентрации (ЛК 50 к порогу острого действия Lim ac)
Z ас =ЛК 50 / Lim ac .
Это соотношение показывает размах концентраций, оказывающих действие на организм при однократном поступлении, от начальных до крайних, влияющих наиболее неблагоприятно.
Зона хронического действия Z cr - отношение порога острого действия Lim ac к порогу хронического действия Lim cr
Z cr = Lim ac / Lim cr .
Это соотношение показывает, насколько велик разрыв между концентрациями, вызывающими начальные явления интоксикации при однократном и длительном поступлении в организм.
Чем меньше зона острого действия, тем опаснее вещество, поскольку даже небольшое превышение пороговой концентрации может вызвать смертельный исход. Чем шире зона хронического действия, тем опаснее вещество, так как концентрации, оказывающие хроническое действие, значительно меньше вызывающих острое отравление.
Коэффициент возможного ингаляционного отравления (КВИО) - отношение максимально достигаемой концентрации вредного вещества в воздухе при 20° С к средней смертельной концентрации вещества для мышей.
Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны ПДК р.з - такая концентрация вещества в воздухе рабочей зоны, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов или другой продолжительности, но не более 40 часов в неделю, в течение всего рабочего стажа не может вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
ПДК р.з. устанавливается на уровне в 2-3 раза ниже, чем порог хронического действия Lim cr . Такое снижение называется коэффициентом запаса (К з).
Взаимосвязь токсикологических параметров химического вещества представлена на следующем рисунке.
Рис. Токсикологические показатели Д(К)
Зависимость биологического действия химических веществ от токсикологических показателей
Для воздуха рабочей зоны производственных помещений в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 «ССБТ Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» устанавливают предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ. ПДК выражаются в миллиграммах (мг) вредного вещества, приходящегося на 1 кубический метр воздуха, т. е. мг/м 3 .
В соответствии с этим ГОСТом установлены ПДК для более чем 1300 вредных веществ. Еще приблизительно для 500 вредных веществ установлены ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ).
По ГОСТ 12.1.007-76 «ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности» все вредные вещества по степени воздействия на организм человека подразделяются на следующие классы :
1 - чрезвычайно опасные,
2 - высоко опасные,
3 - умеренно опасные,
4 - малоопасные.
Опасность устанавливается в зависимости от величины ПДК, средней смертельной дозы и зоны острого или хронического действия.
Если в воздухе содержится вредное вещество, то его концентрация не должна превышать величины ПДК.
Например, ПДК для свинца 0,01 мг/м 3 , паров бензпирена – 0,00015 мг/м 3 (1 класс опасности), а для паров топливного бензина – 100 мг/м 3 , ацетона – 200 мг/м 3 (4 класс опасности).
Для санитарно-химического анализа воздуха применяют различные методы контроля, основанные на химических, физических, физико-химических и биохимических процессах улавливания и анализа вредных веществ воздуха.
Лабораторные методы (фотометрические, хроматографические, спектроскопические и другие) не всегда достаточно оперативны и их применяют в основном при научно-исследовательских работах.
Экспресс-методы, выполняемые при помощи газоанализаторов с индикаторными трубками, достаточно просты. Автоматические методы (механические, акустические, магнитные, тепловые, оптические) позволяют быстро и точно получить информацию, а приборы, настроенные на определенный уровень загазованности воздуха (газосигнализаторы), при превышении этого уровня через систему автоматики подают сигнал на пульт управления.
Методы контроля запыленности воздуха разделяют на две группы: а) с выделением дисперсной фазы из аэрозоля - весовой (гравиметрический), счетный (кониметрический), радиоизотопный, фотометрический; б) без выделения дисперсной фазы из аэрозоля - фотоэлектрические, оптические, акустические, электрические.
Весьма перспективны новые методы измерения концентрации пыли в воздухе рабочей зоны с использованием лазерной техники.
В нашей стране наиболее распространен прямой весовой (гравиметрический) метод измерения концентрации пыли в воздухе рабочей зоны. Он заключается в отборе всей находящейся в зоне дыхания пыли на специальные аэрозольные фильтры типа АФА ВП. Отбор проб осуществляется с помощью различных аспираторов.
Для воздуха рабочей зоны производственных помещений в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 "Воздух рабочей зоны. Общие требования безопасности", ГН 2.2.5.686 - 98 "Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны" в настоящее время действуют ПДК вредных газов, паров и аэрозолей в воздухе рабочей зоны для 445 химических веществ.
ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест, включающие 109 наименований, установлены согласно СанПиН 2.1.6.983-00 "Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест". Для того чтобы обеспечить ПДК для атмосферного воздуха населенных мест установлена еще одна нормативная величина - предельно допустимый выброс (ПДВ), характеризующая объем вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу отдельными источниками загрязнения, при котором в приземном слое обеспечивается соблюдение ПДК. ПДВ рассчитывают по методам, изложенным в ГОСТ 17.2.3.002-78 и ОВД- 86(90).
Основные индивидуальные средства защиты , предназначенные для защиты органов дыхания человека от вредных веществ, находящихся в воздухе рабочей зоны. Указанные средства защиты делятся на фильтрующие и изолирующие. В фильтрующих устройствах вдыхаемый человеком загрязненный воздух предварительно фильтруется, а в изолирующих - чистый воздух подается по специальным шлангам к органам дыхания человека от автономных источников.
Фильтрующими приборами (респираторами и противогазами) пользуются при невысоком содержании вредных веществ в воздухе рабочей зоны (не более 0,5% по объему) и при содержании кислорода в воздухе не менее 18%.
Респираторы предназначены для защиты человека от пыли и делятся на фильтр-маски , в которых закрывающая лицо человека маска является одновременно фильтром, и патронные , в которых лицевая маска и фильтрующий элемент разделены.
Один из наиболее распространенных отечественных респираторов - бесклапанный респиратор ШБ-1 «Лепесток» - предназначен для защиты от воздействия мелкодисперсной и среднедисперсной пыли. Различные модификации «Лепестка» применяются для защиты от пыли, если ее концентрация в воздухе рабочей зоны в 5-200 раз превышает величину ПДК.
Промышленные фильтрующие противогазы предназначены для защиты органов дыхания от различных газов и паров. Они состоят из полумаски, к которой подведен шланг с загубником, присоединенный к фильтрующим коробкам, наполненным поглотителями вредных газов или паров.
Каждая коробка в зависимости от поглощаемого вещества окрашена в определенный цвет, например: коричневый (марка А) – органические вещества, желтый (марка В) – кислотные газы, белая (марка СО) – оксид углерода, а красная (марка М) – все газы, включая оксид углерода.
Изолирующие противогазы применяются в тех случаях, когда содержание кислорода в воздухе менее18%, а содержание вредных веществ более 2 %.
Различают автономные и шланговые противогазы. Автономный противогаз состоит из ранца, наполненного воздухом или кислородом, шланг от которого соединен с лицевой маской. В шланговых изолирующих противогазах чистый воздух подается по шлангу в лицевую маску от вентилятора, причем длина шланга может достигать нескольких десятков метров.
6.4. Оздоровление воздушной среды. Системы вентиляции, кондиционирования воздуха и отопления
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 вредных веществ в воздух рабочей зоны или значительно снижает в нем их концентрацию. 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 зашиты работающих (респираторы, противогазы), однако следует учитывать, что при этом существенно снижается производительность труда персонала.
Для создания требуемых параметров микроклимата в производственном помещении применяют системы вентиляции и кондиционирования воздуха , а также различные отопительные устройства .
Вентиляция представляет собой смену воздуха в помещении, предназначенную поддерживать в нем соответствующие метеорологические условия и чистоту воздушной среды. Вентиляция помещений достигается удалением из них нагретого или загрязненного воздуха и подачей чистого наружного воздуха.
По месту действия вентиляция бывает общеобменной и местной.
Общеобменная вентиляция обеспечивает поддержание требуемых параметров воздушной среды во всем объеме помещения, а местная - в определенной его части.
Для эффективной работы системы общеобменной вентиляции при поддержании требуемых параметров микроклимата количество воздуха, поступающего в помещение (L пр), должно быть практически равно количеству воздуха, удаляемого из него (L выт).
Количество приточного воздуха, требуемого для удаления избытков явной теплоты из помещения (Q изб, кДж/ч), определяется выражением:
L пр = Q изб /Q ρ пр (t выт - t пр), (1)
где: L пр - требуемое количество приточного воздуха, м 3 /ч; С - удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении, равная 1 кДж/(кг. град); ρ пр - плотность приточного воздуха, кг/м 3 ; t выт - температура удаляемого воздуха, °С; t пр - температура приточного воздуха, °С.
Для эффективного удаления избытков явной теплоты температура приточного воздуха должна быть на 5 -8°С ниже температуры воздуха в рабочей зоне.
Количество приточного воздуха, необходимого для удаления влаги, выделившейся в помещении, рассчитывают по формуле:
L пр = G вп / ρ пр (d выт - d прит), (2)
где G вп - масса водяных паров, выделяющихся в помещении, г/ч; d выт - содержание влаги в удаляемом из помещения воздухе, г/кг; d прит - содержание влаги в наружном воздухе, г/кг; ρ пр - плотность приточного воздуха, кг/м 3 .
При одновременном выделении в производственном помещении паров влаги и избыточной теплоты последовательно проводят расчет по формулам (1) и (2) и в качестве искомого результата используют большее из полученных значений.
По способу перемещения воздуха вентиляция может быть как естественной , так и с механическим побуждением (принудительная) , возможно также сочетание этих двух способов.
При естественной вентиляции воздух перемещается за счет разности температур в помещении и наружного воздуха (плотностей), а также в результате ветрового давления (действия ветра).
Способы естественной вентиляции: неорганизованная - инфильтрация, проветривание; организованная - аэрация, с использованием отражателей, дефлекторов и других технических средств.
При механической вентиляции воздух перемещается с помощью специальных воздуходувных машин-вентиляторов, создающих определенное давление и служащих для перемещения воздуха в вентиляционной сети.
Чаще всего на практике используют осевые и радиальные (центробежные) вентиляторы.
Воздух, всасываемый вентиляторами из атмосферы, после очистки и подогрева поступает в специальные каналы, называемые воздуховодами, и разводится по производственному помещению. Такая вентиляция называется приточной .
Нагретый воздух из помещения, содержащий водяные пары, отводится из помещения с помощью системы вытяжной вентиляции.
Приточная и вытяжная ветвь вентиляции могут быть объединены, в этом случае система вентиляции называется приточно-вытяжной .
Большое распространение на практике получила приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией воздуха. Для нее характерно использование части воздуха, удаляемого из помещения и прошедшего очистку в системе приточной вентиляции. При этом циркулирующий воздух разбавляется частью свежего воздуха, поступающего из атмосферы. Использование такой системы вентиляции позволяет снизить расходы на очистку воздуха, поступающего из атмосферы, и на его нагрев в холодное время года.
Для создания требуемых параметров микроклимата на определенном участке производственного помещения служит местная приточная вентиляция.
В отличие от общеобменной приточной вентиляции она подает воздух не во все помещения, а лишь в ограниченную часть. Различают следующие устройства местной приточной вентиляции: воздушные души и оазисы, а также воздушно-тепловые завесы.
Воздушные души применяются для защиты работающих от воздействия теплового излучения интенсивностью 350 Вт/м 2 и более.
Принцип действия этого устройства основан на обдуве работающего струёй увлажненного воздушного потока, скорость которого составляет 1 - 3,5 м/с. При этом увеличивается теплоотдача от организма человека в окружающую среду.
В воздушных оазисах , представляющих собой часть производственного помещения, ограниченного со всех сторон переносными перегородками, создаются требуемые параметры микроклимата. Указанные источники используются в горячих цехах.
Для защиты людей от переохлаждения в холодное время года в дверных проемах и воротах устраивают воздушные и воздушно-тепловые завесы .
Принцип их работы основан на том, что под углом к холодному воздушному потоку, поступающему в помещение, направлен воздушный поток (комнатной температуры или подогретый), который либо снижает скорость и изменяет направление холодного воздушного потока, уменьшая вероятность возникновения сквозняков в производственном помещении, либо подогревает холодный поток (в случае воздушно-тепловой завесы). Такие воздушно-тепловые завесы установлены на входах на станции метрополитена, а также в дверях крупных магазинов.
Для удаления вредных веществ у источников их образования служит местная вытяжная вентиляция . Использование устройств местной вытяжной вентиляции практически полностью позволяет удалить пыль и другие вредные вещества из производственного помещения.
Устройства местной вентиляции изготавливают в виде отсосов открытого типа и отсосов от полных укрытий.
Отсосы открытого типа находятся за пределами источников выделения вредных веществ. Это вытяжные зонты, вытяжные панели, бортовые отсосы и другие устройства.
Отсосы от полных укрытий - это вытяжные шкафы, кожухи и вытяжные камеры, а также ряд других устройств, внутри которых находятся источники выделения вредных веществ-
Для более эффективного удаления из помещений вредных веществ система общеобменной вентиляции обычно комбинируется с местной.
Необходимое количество воздуха , подаваемого в помещение для снижения содержания в нем вредных веществ до нормы, может быть определено из выражения:
G + L пр q пр = L выт q выт, (3)
где L пр - требуемое количество поступающего (приточного) воздуха, м 3 /ч;
L выт - требуемое количество удаляемого (вытяжного) воздуха, м 3 /ч;
q пр - концентрация вредного вещества в поступающем воздухе, мг/м 3 ;
q выт - концентрация вредного вещества в удаляемом воздухе, мг/м 3 ;
G - выделяющиеся в помещении с внутренним объемом V (м 3) вредные пары или газы, мг/ч.
Если неизвестны состав и концентрация выделяющихся в воздух рабочей зоны вредных веществ, для ориентировочных расчетов L может быть использовано выражение:
где k - кратность воздухообмена, показывающая, сколько раз в течение часа воздух меняется в помещении, ч -1 ;
V - объем вентилируемого помещения, м 3 .
Участок окраски и сушки машин - 17
Участок сварки - 26
Участок ремонта электрооборудования - 15
Кузнечное отделение - 20
Помещение очистных сооружений - 8
В производственном помещении необходим постоянный контроль за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны. С целью определения этих веществ обычно проводят отбор проб воздуха рабочего месте на уровне дыхания работающего.
В настоящее время для поддержания требуемых параметров микроклимата широко применяются установки для кондиционирования воздуха (кондиционеры).
Кондиционированием воздуха называется создание и автоматическое поддержание в производственных или бытовых помещениях независимо от внешних метеорологических условий постоянных или изменяющихся по определенной программе температуры, влажности, чистоты и скорости движения воздуха, сочетание которых создает комфортные условия труда или требуется для нормального протекания технологического процесса. Кондиционер - это автоматизированная вентиляционная установка, которая поддерживает в помещении заданные параметры микроклимата. Эксплуатация установок для кондиционирования воздуха обычно дороже, чем вентиляционных систем.
Для поддержания заданной температуры воздуха в помещениях в холодное время года используют различные системы отопления : водяная, паровая, воздушная и комбинированная.
В системах водяного отопления в качестве теплоносителя используется вода, нагретая либо до 100°С либо перегретая выше этой температуры. Эти системы отопления наиболее эффективны в санитарно-гигиеническом отношении.
Системы парового отопления используются, как правило, в промышленных помещениях. Теплоносителем в них является водяной пар низкого или высокого давления.
В воздушных системах для отопления используется нагретый в специальных установках (калориферах) воздух. Комбинированные системы отопления используют в качестве элементов рассмотренные выше системы отопления.
