Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский Государственный университет пищевых производств

Кафедра: «Пищевая безопасность»

Курсовая работа по промышленной экологии

Тема: «Пыль, как экологическая проблема. Особенности загрязнения воздуха рабочей зоны предприятия»

Выполнил: студент гр.11-ИУК-30

Орипов Азиз

Принял: ст.пр. Свиридова Д.А.

Москва 2014-15

Содержание

• Введение
• 1. Пыль с экологической точки зрения
• 2. Понятие пыли. Классификация
• 3. Основные свойства пыли и их определение
• 4. Источники образования пыли
• 5. Воздействие пыли на организм человека
• 5.1 Специфические заболевания, возникающие под влиянием производственной пыли
• 5.2 Неспецифические заболевания, возникающие под влиянием производственной пыли
• 6. Методы и средства защиты от пыли
• 6.1 Вентиляция как средство защиты воздушной среды производственных помещений
• 6.2 Оборудование для вентиляционных систем
• 6.3 Устройства очистки воздуха
• 7. Нормирование содержания пыли в воздухе рабочей зоны
• 7.1 Понятие и принципы нормирования опасных и вредных факторов
• 7.2 Требования к организации и проведению контроля пыли в воздухе рабочей зоны
• Заключение
• Список литературы

Введение

Научно-технический прогресс, начавшийся в XX веке, привел к одной из самых сложных проблем: ухудшению природной среды человека. Действия человека нарушили природное равновесие, развили стихийно-разрушительные процессе, такие как загрязнение атмосферы, истощение ленных и водных ресурсов и т.д. Исходя из этого, вопросам охраны и нормированного использования природных ресурсов придают особое значение.

Одним из жизненно важных элементов окружающей нас природной среды является атмосферный воздух. Он ничего не стоит, но нет ничего важнее для человека, так как воздух - это жизнь.

Атмосфера загрязняется из-за естественных причин, не нарушая природного равновесия, за исключением, конечно, катастрофических случаев. Главными и одними из самых опасных источников загрязнения атмосферы считаются транспортные, промышленные и бытовые выбросы.

Характеристикой состояния атмосферного воздуха является изменение его природного состава, что также включает в себя увеличение количества диоксида углерода. В тропосфере сосредоточены вредные вещества, которые являются выбросами промышленных предприятий, создающие опасные облака примесей. Через определенное время загрязняющие вещества накапливаются и распределяются неравномерно. Их концентрация в некоторых местах теперь уже является недопустимо высокой.

Качество атмосферного воздуха - главный фактор, который влияет на здоровье, на санитарную и эпидемиологическую ситуацию. Больше половины населения нашей страны живет на территориях, в которых уровень загрязнения атмосферного воздуха очень высок и не соответствует принятым гигиеническим нормам.

Одной из наиболее актуальных проблем современного общества является загрязнение атмосферного воздуха. Согласно данным ВОЗ, из-за промышленной и хозяйственной деятельности людей в атмосферу планеты ежегодно поступает свыше 50 млрд. т различных углеводородов и других их вредных веществ, до 25 млрд. т диоксида серы.

Согласно новым опубликованным данным ВОЗ, согласно которым около порядка 7 миллионов человек умерли - каждый восьмой умерший в мире - из-за загрязнения воздуха. Этот показатель больше чем вдвое превышает предыдущие оценки и приводит к выводу, что в данное время загрязнение воздуха - это самый крупный в мире экологический риск для здоровья. Поэтому сокращение загрязнения воздуха может сохранить миллионы жизней.

Новые данные говорят о более сильной зависимости между воздействием загрязненного воздуха как внутри помещений, так и в атмосфере и сердечнососудистыми заболеваниями, такими как инсульты и ишемическая болезнь сердца, в том числе между загрязнением воздуха и раком. Также стоит учитывать роль загрязнения воздуха в развитии респираторных заболеваний, таких как острые респираторные инфекции и хронические обструктивные заболевания легких.

Научно-техническая революция затрагивает все стороны жизни общества, высокие темпы развития и роста производства, чрезмерное использование атмосферы. Она требует повышенного внимания к защите атмосферного воздуха.

1. Пыль с экологической точки зрения

Чтобы создать нормальные условия труда, нужно обеспечить комфортный производственный микроклимат, а также необходимую чистоту воздуха. Из-за производственной деятельности в воздушную среду помещений поступают различные вредные вещества, используемые в технологических процессах. В санитарно-гигиенической практике разделяют вредные вещества на химические вещества и промышленную пыль. Производственная пыль очень распространенный опасный и вредный производственный фактор. В горнодобывающей промышленности, машиностроении, металлургии, текстильной промышленности, сельском хозяйстве, в производстве строительных материалов (огнеупорные изделия, кирпич, цемент) и т.д. встречаются очень высокие концентрации пыли.

Пыль оказывает на человека фиброгенное воздействие, когда в легких разрастаются соединительные ткани, что нарушает нормальное строение и функцию органа. Вредность производственной пыли характеризуется ее способностью приводить к профессиональным заболеваниям легких, в главной степени к пневмокониозам.

Согласно новым опубликованным данным Всемирной Организации здравоохранения (ВОЗ), загрязнение воздуха играет большую роль в развитии респираторных заболеваний, таких как острые респираторные инфекции и хронические обструктивные заболевания легких.

ВОЗ привела оценку смертности людей из-за конкретных болезней, которая очень ярко показывает то, что наибольшее количество смертей от загрязнения воздуха связаны с сердечнососудистыми заболеваниями. Ниже приведена диаграмма смертности с процентным соотношением к ее причинам:

Борьба с производственной пылью - это не только гигиеническая, но и экономическая задача. Некоторые виды пыли, такие как цементная, сахарная, мучная, содовая и др. очень ценны как продукт производства, а в случае их потери, наносится большой экономический ущерб. Из-за пыли оборудование быстро изнашивается. Пыль также является причиной брака, особенно при точном приборостроении. Пыль при определенных условиях также может послужить причиной пожаров.

2. Понятие пыли. Классификация

Пыль - это дисперсные частички с размерами до 80 мкм, которые образуются в процессах дробления, измельчения и разных других способах механического разрушения. Патогенное (болезнетворное) действие оказывают пыли пищевых предприятий - органические пыли, в том числе мука, сахар, зерно, декстрин и др., и минеральные (известняк и др.), которые относятся к нетоксичным и неядовитым.

Если вредные газы и пары, находящихся в воздухе в виде молекул распространяются воздушными потоками по всему производственному помещению, то пыль при диффузии еще и подчинена действию гравитационных сил, которые могут повлият на ее выпадение из воздуха. Чем меньше скорость у воздушного потока и крупнее пылинки, тем ближе пыль оседает от источника образования. Пыль, витающая в воздухе, называется аэрозолем, а осевшая - аэрогелем.

Классификация пыли:

По способу образования:

· аэрозоли дезинтеграции, которые поступают в воздух в результате механического измельчения твердых материалов (взрыв, дробление, помол и др.) - дисперсионные аэрозоли.

· аэрозоли конденсации - образуются при возгонке твердых веществ (газорезка, электросварка, когда два металла доводят до температуры кипения, и при этом плавится не только электрод, но и сам металл и др.) - конденсационные аэрозоли.

По дисперсности:

· высокодисперсные аэрозоли - менее 5 микрон;

· аэрозоли средней дисперсности - 5-10 микрон;

· грубодисперсные аэрозоли - более 10 микрон.

Дисперсность аэрозолей определяет скорость оседания частиц. Мельчайшие частицы (размером 0,01 - 0,1 мкм) имеют возможность находиться в воздухе долгое время, находясь в состоянии броуновского движения. Более крупные оседают из воздуха со скоростью, которая обусловлена их размером и удельным весом. Крупные частицы оседают со скоростью, подчиненной закону Ньютона, т.е. с ускорением силы тяжести, тогда как скорость мелких пылинок (0,1 - 100 мкм) подчинена закону Стокса, то есть с ускорением свободного падения. Так как в производственных условиях из-за конвекционных потоков, работы машин, вентиляционных установок воздух весьма подвижен, он является помехой для выпадения мельчайших частиц пыли. экологический пыль вредный вентиляция

По происхождению:

· органическая. Бывает естественного, животного или растительного происхождения, таких как древесная, хлопковая, льняная, костяная, шерстяная и др.; от микроорганизмов, продуктов распада и искусственных веществ, т.е. пыль пластмасс, резины, смол, красителей и других синтетических веществ.

· неорганическая - минеральная, как пример кварцевая, силикатная, асбестовая, цементная, наждачная, фарфоровая и др., и металлическая, такие как цинковая, железная, медная, свинцовая, марганцевая.

· смешенная; состоит из минеральных и металлических частиц, к примеру, смесь пыли железа и кремния; органическая и неорганическая (например, пыль злаков и почвы).

3. Основные свойства пыли и их определение

Агрессивное воздействие пыли на организм зависит от ее концентрации, химического состава, дисперсности, физико-химических свойств.

Химический состав пыли. По составу пыль может оказать на организм фиброгенное, раздражающее, токсическое, аллергическое воздействия. Пыль некоторых веществ и материалов, таких как стекловолокно, слюда, оказывают раздражающее воздействие на верхние дыхательные пути, слизистую оболочку глаз, кожу.

Пыли токсичных веществ (свинца, хрома, бериллия и др.), попадают через легкие в организм человека и оказывают токсическое действие в зависимости от их физико-химических и химических свойств. Фиброгенное воздействие - это такое воздествие пыли, когда в легких разрастается соединительная ткань и нарушает нормальное строение и функции легких.

Очень высокую фиброгенную активность имеет диоксид кремния (кремнезем). Растворимость пыли, которая зависит от ее химического состава, имеет как положительное, так и отрицательное гигиеническое значение. Если пыль не токсична, к примеру, сахарная, то хорошая растворимость такой пыли - весьма хороший фактор, способствующий быстрому удалению ее из легких. Если пыль токсична (пыли никеля, бериллия) хорошая растворимость отрицательный фактор, так как в данном случае токсичные вещества попадают в кровь и приводят к развитию у человека явлений отравления. Нерастворимая пыль, к примеру, волокнистая пыль долго задерживается в слизистой оболочке дыхательных путей, что часто приводит к патологическому состоянию.

Дисперсность -- это степень измельчения вещества. Под дисперсным (зерновым, гранулометрическим) составом имеется в виду распределение частиц пыли по размерам. Она является показателем размерности частиц пыли, а также и массы или количества частиц соответствующего размера.

Дисперсность в наибольшем количестве случаев определяет свойства пыли. После того как производят измельчение, изменяются некоторые свойства вещества и приобретаются новые. Это вызывается тем, что при диспергировании вещества в несколько крат увеличивается суммарная поверхность вещества.

При резком увеличении суммарной поверхности вещества увеличивается поверхностная энергия, которая влечет за собой повышение физической и химической активности. Реакции окисления таких веществ протекают очень быстро и интенсивно. Например, при измельчении вещества растворяются во много раз быстрее, чем исходный материал.

Взвешенная газообразная среда имеет в составе влагу, пары кислот, щелочей и в результате их поглощения, частицы имеют свойства, отличимые от исходного материала.

Дисперсный состав характеризует пыль с различных сторон. Кроме физических и химических свойств, дисперсный состав определяет в значительной мере характер и условия распространения пыли в воздушной среде. Мелкодисперсная пыль осаждается значительно медленнее, а особо мелкодисперсная пыль практически вовсе не осаждается. Таким образом, рассеивание пылевых частиц в воздухе в значительной мере определяется дисперсным составом пыли. Важнейший вопрос пылеулавливания -- выбор пылеулавливающего оборудования -- решается главным образом на основании дисперсного состава пыли.

Частицы, составляющие аэрозоль, тем вредней, чем больше дисперсность пыли. Так как при этом увеличивается суммарная поверхность раздробленного вещества, и оно активнее вступает в химические реакции, у него становится больше объемных электрических зарядов. Наибольшей агрессивной активностью обладают частицы пыли размером 0,2 - 5 мкм. Это объясняется тем, что частицы больших размеров попадают в легкие в небольшом количестве и задерживаются в альвеолах, основное же количество частиц таких размеров задерживается слизистыми верхних дыхательных путей и выводится при чихании и кашле. Частицы же размером менее 0,2 мкм легко транспортируются из альвеол в лимфатические узлы и, не задерживаясь в них, выводятся из организма.

От дисперсности пыли зависит и оседание ее частиц. Крупные частицы оседают быстрее. На частицы размером 0,1 - 1 мкм оказывают влияние воздушные тепловые потоки и броуновское движение, и они гораздо дольше находятся во взвешенном состоянии.

При движении частиц в воздухе происходит их столкновение, при этом отдельные частицы высокодисперсной пыли соединяются (коагулируют) в более крупные частицы. Чем выше степень дисперсности аэрозоля и больше частиц в единице объема, тем быстрее идет коагуляция с последующим осаждением.

Электрозаряженность пыли - это наличие на частицах дисперсной фазы электрических зарядов, которые облегчают осаждение пыли в легких. Установлено, что больший повреждающих эффект наблюдается при вдыхании частиц с отрицательным зарядом (развитие фиброза).

Пылевые частицы получают электрический заряд как в процессе образования, так и после образования, находясь во взвешенном состоянии, в результате взрыва, диспергирования, взаимного трения, трения о воздух, а также вследствие адсорбции ионов при ионизации среды. Последний способ электризации является основным для взвешенных частиц.

Электрическое состояние аэрозольной системы не остается постоянным во времени. В результате взаимодействия друг с другом и с окружающей средой взвешенные частицы получают заряд, отдают его, нейтрализуются.

Электрические свойства пыли оказывают определенное воздействие на устойчивость аэрозоля, а также на характер воздействия пылевых частиц на живой организм. Известно также, что импульсом в процессе взрывообразования может быть заряд статического электричества. Для отведения статического электричества предусматривается заземление оборудования, трубопроводов.

По данным некоторых гигиенистов, пылевые частицы, имеющие электрический заряд, в два раза интенсивнее задерживаются в дыхательных путях, чем нейтральные.

Обычно неметаллические частицы заряжаются положительно, а металлические -- отрицательно. Соли NaCl, СаС1% заряжаются положительно, а СоСО3; AZ20.3; Fe2O3; MgCO3 -- отрицательно.

Взвешенные частицы ряда аэрозолей несут электрические заряды следующего знака:

Частицы, имеющие одноименные заряды, при взаимодействии отталкиваются, разноименные -- притягиваются.

Взаимодействие двух тел, размерами которых можно пренебречь, описывается законом Кулона (рассматривается в разд. 3). При высокой концентрации частиц во взвешивающей среде кулоновские силы способствуют процессам коагуляции.

Слипаемость - это способность частиц пыли образовывать малоподвижные конгломераты, приводящие к накоплению отложений на внутренних поверхностях газоходов, бункеров и пылеспускных каналов.Устойчивая работа пылеулавливающего оборудования во многом зависит от слипаемости пыли, так как повышенная слипаемость частиц может привести к частичному или полному забиванию аппаратов.

Установлено, что чем меньше размер частиц, тем легче они прилипают к поверхности аппарата. Пыли, у которых 60-70 % частиц имеют диаметр меньше 10 мкм, ведут себя как слипающиеся.

Слипаемость пыли в большей мере зависит от ее аутогезионной и адгезионной способности, особенно в отсутствии связывающих жидкостей. Микроскопические частицы в газовой среде слипаются между собой (аутогезия) и прилипают к поверхности более крупных частиц, либо к стенкам аппарата (адгезия) под действием межмолекулярных капиллярных сил, кулоновского взаимодействия разноименно заряженных частиц.

Способность слипаться у пылей оценивают по величине разрывной прочности. Количественно она равна силе, отнесенной к площади контакта, необходимой для разрыва слоя. По величине разрывной прочности слоя пылевидные материалы разделяют на четыре группы.

Гигроскопичностью пыли называется способность пыли поглощать влагу из окружающей среды до равновесия с влагосодержанием этой газовой среды.

Поглощенная пылью влага оказывает влияние на такие свойства пыли, как электрическая проводимость, слипаемость, сыпучесть и др. Содержание влаги в пыли выражается величиной влагосодержания или влажности.

Влагосодержание (кг/кг) - отношение количества влаги в пыли к количеству абсолютно сухой пыли.

Влажность (%) - отношение количества влаги в пыли ко всему количеству влажной пыли.

Существуют несколько методов определения гигроскопической влаги. Наиболее распространен метод высушивания пробы до постоянной массы при температуре 105 ± 2 °С. Однако этот метод не подходит для веществ с температурой разложения или плавления ниже 110 °С.

Под смачиванием понимают способность капли жидкости растекаться по поверхности твердого тела (частицы пыли). По способности к смачиванию твердые вещества делятся на хорошо смачиваемые - гидрофильные - и плохо смачиваемые - гидрофобные.

Абразивность ? это способность частиц пыли вызывать истирание стенок конструкций и аппаратов, с которыми соприкасается пылегазовый поток. Она зависит от твердости и плотности вещества, из которого образовалась пыль, размера частиц, их формы, скорости потока.

При значительной абразивности пыли воздуховоды, газоходы, стенки пылеулавливающих аппаратов выходят из строя за весьма короткий срок.

Абразивность пыли нужно учитывать при выборе материала и толщины стенок каналов, по которым перемещается пылегазовый потоки аппаратов для очистки этих потоков, а также при необходимости ограничивать скорость движения потоков. В ряде случаев применяют специальные облицовочные защитные материалы.

Считают, что износ металлических элементов вследствие абразивности пыли возрастает по мере увеличения размера частиц вплоть до 80 мкм, а затем, по мере дальнейшего увеличения размера, абразивные свойства уменьшаются.

Способность образовывать с воздухом взрывоопасную смесь и способность к воспламенению являются важнейшими отрицательными свойствами многих видов пыли, поскольку именно эти свойства способны вызывать (провоцировать) на предприятиях несчастные случаи с людьми, разрушение и повреждение оборудования, строительных конструкций и т.д.

В наибольшей степени различие физико-химических свойств пыли и твердых веществ, из которых она образована, проявляется в ее пожаро- и взрывоопасности. Такие вещества, как зерно и сахар хотя и способны сгорать при определенных условиях, не являются взрывоопасными веществами. Будучи же приведенными в пылевидное состояние, они становятся не только пожаро-, но и взрывоопасными.

Пыль, находящаяся во взвешенном состоянии в воздухе помещений, взрывоопасна. Осевшая пыль (гель) пожароопасна. При этом взрывоопасные свойства являются значительно более опасными, нежели пожароопасные. При взрыве реакция протекает значительно быстрее, распространяясь со скоростью сотни и тысячи метров в секунду, при горении - со скоростью несколько десятков метров в секунду. Процесс горения пыли, находящейся во взвешенном состоянии, протекает гораздо интенсивнее, чем горение осевшей пыли (аэрогель).

Локальный взрыв пыли может перевести во взвешенное состояние осевшую пыль, в результате чего фронт взрыва расширится. При первом или последующем взрыве происходит встряхивание здания и расположенного в нем оборудования. Пыль, покрывающая тонким слоем их поверхности, переходит во взвешенное состояние, образуя взрывоопасную смесь, которая вновь становится питательной средой для следующего взрыва.

Последующий более мощный взрыв способен разрушить ёмкости, где хранятся пылевидные материалы. Это уже будет средой для мощного взрыва, способного разрушить здание.

Взрыв - одна из разновидностей реакции горения. Ее характерным отличием является исключительно быстрое, практически мгновенное протекание реакции в объеме. Возбуждение взрыва пыли возможно при сочетании определенных условий, необходимых для взрыва. Если отсутствует хотя бы одно из этих условий, взрыв не произойдет, несмотря на наличие остальных. Такими условиями являются:

— концентрация пыли в воздухе между нижним и верхним пределами;

— наличие источника возбуждения взрыва достаточной температуры и мощности в запыленной зоне;

— питание кислородом, достаточное для обеспечения процесса горения.

Нижний концентрационный предел распространения пламени по пылевоздушным смесям (НКПРП), г/м3, - минимальное содержание пыли в воздухе, достаточное для возникновения взрыва (при наличии других условий).

НКПРП соответствует определенному среднему значению расстояния между пылевыми частицами, при котором происходит достаточно интенсивный теплообмен между частицами. При этом накапливается необходимая для взрыва тепловая энергия. Если концентрация пыли в воздухе незначительна, расстояния между частицами пыли велики и теплообмен становится ограниченным.

Верхний концентрационный предел распространения пламени пылевоздушных смесей (ВКПРП), г/м3 - максимальное содержание пыли в воздухе, при котором взрывообразование прекращается, несмотря на наличие прочих необходимых условий.

При концентрациях больше ВКПРП кислорода становится недостаточно для реакции, и процесс прекращается.

Между НКПРП и ВКПРП находится концентрация пыли в воздухе, которая является наиболее взрывоопасной. Ей соответствует наибольшее значение взрывного давления. Такое значение, естественно, имеется для каждого вида пыли.

НКПРП зависит от химического состава, дисперсности пыли и скорости газа в помещении. Высокодисперсный материал имеет большую поверхность контакта с окислителем (кислородом воздуха). У материала с развитой поверхностью большая электрическая ёмкость, следовательно, значительная способность получать заряды статического электричества вследствие трения частиц, что увеличивает пожарную опасность вещества.

На НКПРП пыли влияет также наличие в ее составе минеральных добавок, не участвующих во взрывообразовании. Являясь инертным компонентом, минеральная составляющая сдерживает взрывообразование в результате экранирования и поглощения теплоты.

При движении воздуха со скоростью 5 м/с нижний предел повышается в 2 - 3 раза.Уменьшить взрыво- и пожароопасность пыли можно путем ее увлажнения - мокрой уборки помещений.

Взрыво- и пожароопасные пыли делят на четыре класса. Критерием является значение НКПРП и температуры самовоспламенения.

§ I класс - наиболее взрывоопасные пыли с НКПРП до 15 г/м3;

§ II класс - взрывоопасные пыли с НКПРП 16 - 65 г/м3;

§ III класс - наиболее пожароопасные пыли с температурой самовоспламенения в куче, в токе воздуха до 250 °С;

§ IV класс - пожароопасные пыли, обладающие температурой самовоспламенения при тех же условиях выше 250 °С.

Температура самовоспламенения - самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.

Форма пылинок влияет на устойчивость аэрозоля в воздухе и поведение в организме. Форма пылевых частиц, образующихся в производственных условиях, может быть различной: сферической, плоской, волокнистой, оскольчатой, игольчатой и др.

При образовании аэрозолей конденсации пылинки большей частью имеют округлую форму, а в составе аэрозолей дезинтеграции - неправильную многоугольную, плоскую форму. Частицы сферической формы быстрее выпадают из воздуха, но и легче проникают в легочную ткань. Пылевые частицы, имеющие пластинчатую и игольчатую форму, могут длительно витать в воздухе, даже если размер их равен 50 мкм и более. Нитевидные частицы практически не оседают из воздуха, даже если длина их превышает сотни и тысячи микрон. Пылинки, имеющие острые края, попадая на слизистые оболочки верхних дыхательных путей, глаз и кожу, могут оказывать травмирующее и раздражающее действие.

4. Источники образования пыли

Производственная пыль относится к числу наиболее распространенных вредных факторов в процессе трудовой деятельности человека. Многочисленные технологические процессы и операции в промышленности и строительстве, на транспорте и в сельском хозяйстве сопровождаются образованием и выделением пыли, ее воздействию подвержены значительные количества работающих.

Например, в горнодобывающей промышленности с пылеобразованием связаны процессы бурения, взрывных работ, сортировки, работа горных механизмов - комбайнов, экскаваторов, бульдозеров и т.д. На обогатительных фабриках пыль поступает в воздух при дроблении и разломе породы. В промышленности строительных материалов все процессы технологии связаны с дроблением, помолом, смещением и транспортировкой пылевидного сырья и продукта (цемент, кирпич, шамот, динас и др.). В машиностроении процессы пылеобразования имеют место в литейных цехах при приготовлении формовочной земли, при выбивке, обдирке, обдувке форм и очистке литья, а также в механических цехах - при шлифовке и полировке изделий.

Многие процессы в металлургии, электросварочные работы, плазменная и электроискровая обработка металла сопровождается выделением в воздух пыли и паров, конденсирующихся в аэрозоли. В текстильной - пыль может быть при очистке и сортировке шерсти и других видов ткани.

В сельском хозяйстве производственная пыль образуется при рыхлении и удобрении почвы, использовании порошкообразных пестицидов (ядохимикатов), очистке зерна и семян, хлопка, льна и др.

В различных производствах многочисленные процессы связаны с пылеобразованием. К ним относятся дробление, измельчение сыпучих материалов, выемки и погрузки горной массы, взрывные работы.

В нефтяной и газовой промышленности пыль образуется при бурении, эксплуатации и ремонте скважин. В состав этой пыли входят алюмосиликаты калия, натрия или кальция, барит (сульфат бария)Б гашеная и негашеная известь, цементы различного состава.

На нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях во многих технологических процессах используются катализаторы, пыль от которых может содержать компоненты никеля, алюминия, оксиды хрома, железа и др.

На газоперерабатывающих заводах в качестве побочного продукта получают твердую серу, которая в процессе транспортировки образует высокодисперсную пыль.

При неполном сгорании твердого топлива образуются отходы - золи и шлаки, которые на 80-90% состоят из диоксида кремния, оксидов железа, кальция, магния. При их переработке и захоронении образуются пыли аналогичного состава.

При проведении электрогазосварочных работ возникает аэрозоль, который опасен содержанием марганца и оксидов хрома.

С пылью естественного происхождения приходится сталкиваться, главным образом, при решении вопросов очистки приточного воздуха перед поступлением его в вентилируемые помещения. Промышленная пыль возникает в процессе производства. Почти каждому виду производства, каждому материалу или виду сырья сопутствует определенный вид пыли.

Многие технологические процессы направлены на получение различных материалов, состоящих из мелких частиц, например, цемента, строительного гипса, муки и т. д. Совокупность этих частиц правильно называть пылевидным материалом. Соответствующей пылью (например, цементной, мучной и т. д.) обычно называют наиболее мелкие частицы этих материалов, разносимые потоками воздуха.

Большая часть видов пыли возникает в результате процессов, связанных с обработкой материалов (резание, шлифование и т. п.), их сортировкой и транспортированием (погрузка, разгрузка и т. п.).

Значительная часть промышленных пылей -- смешанного происхождения, т. е. состоит из частиц неорганических и органических или, будучи органической, включает в себя частицы минеральной и металлической пыли. Например, зерновая пыль, кроме частиц, образующихся при измельчении зерна, содержит также минеральные частицы, попавшие в массу зерна при выращивании и сборе урожая. Пыль, выделяющаяся при шлифовании металлических изделий, кроме металлических частиц, содержит минеральные частицы, образующиеся при взаимодействии обрабатываемого металла и орудий его обработки (абразивного круга и т. д.). Это нужно учитывать при выборе методов очистки и пылеулавливающего оборудования.

5. Воздействие пыли на организм человека

В организм человека вредные вещества могут проникать через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы и слизистые оболочки. Отравления вредными веществами могут быть острыми и хроническими. Острые отравления развиваются быстро, и обусловлены высокими концентрациями вредных паров и газов. Встречаются острые отравления в основном в аварийных ситуациях. Хронические отравления развиваются медленно в результате накопления в организме вредных веществ (т.н. «материальная кумуляция») или суммирования функциональных изменений, вызванных действием таких веществ («функциональная кумуляция»).

Действие вредных химических веществ на человека зависит от их физико-химических свойств.

А. По характеру их воздействия на человека вредные вещества, согласно ГОСТ 12.0.003, подразделяются на следующие подгруппы: 1) Общетоксические, т.е. вызывающие отравление всего организма (СО, цианистые соединения, Pb, Hg, бензол, As и его соединения, ароматические углеводороды и их производные и т.д.) 2) Раздражающие, т.е. вызывающие раздражение органов дыхания, слизистых оболочек (Cl2, NH3, HF, SO2, NOx, O3, ацетон и т.д.) 3) Сенсибилзирующие, т.е. действующие как аллергены (формальдегид, различные растворители и лаки на основе нитросоединений и др.) 4) Канцерогенные, т.е. вызывающие образование злокачественных опухолей (никель и его соединения, окись хрома, асбест, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), образующиеся при термической (выше 350оС) переработке горючих ископаемых (нефти, каменного угля, сланцев, древесины) или неполном их сгорании, продукты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности (мазуты, гудрон, биту-лин, масла, сажа и др.), ароматические амины и др.) 5) Мутагенные, т.е. влияющие на генетический аппарат зародышевых и соматических клеток и приводящие к изменениям (мутациям) наследственной информации (Pb, Mn, радиоактивные элементы, формальдегид и др.) 6) Влияющие на репродуктивную функцию (Hg, Pb, Mn, никотин, стирол, радиоактивные вещества и др.)

В. По степени воздействия на организм человека вредные вещества подразделяются на 4 класса:

* Чрезвычайно опасные.

* Высоко опасные.

* Умеренно опасные.

* Малоопасные.

Весьма распространенным опасным и вредным производственным фактором является производственная пыль. Она может оказывать на человека фиброгенное, раздражающее и токсическое действие. Раздражающее действие на верхние дыхательные пути, слизистую глаз, кожу оказывает пыль стекловолокна, слюды и др. Токсическое действие оказывают пыли токсичных веществ (свинца, хрома, бериллия и др.) Фиброгенное действие пыли проявляется в разрастании соединительной ткани в легких. Поражающее действие пыли во многом определяется ее дисперсностью, т.е. размером частиц пыли. Наибольшей фиброгенной активностью обладают аэрозоли дезинтеграции с размером частиц до 5мкм (особенно 1…2мкм), осаждающиеся в легких, а также аэрозоли конденсации с частицами менее 0,3…0,4мкм, не задерживающимися в верхних дыхательных путях, и проникающими в легкие. Вредность производственной пыли обусловлена ее способностью вызывать профессиональные заболевания легких - пневмокониозы. Наиболее распространенной и тяжелой формой пневмокониоза является силикоз - пылевой фиброз легких, развивающийся при вдыхании пыли. Содержащей SiO2. К профессиональным заболеваниям относятся так же пылевые бронхиты, пневмонии, бронхиальная астма и т.п. Решающее влияние на степень поражения организма человека вредными химическими веществами и пылью имеет: - концентрация их в воздухе рабочей зоны. - продолжительность воздействия.

В зависимости от дисперсности пыль задерживается или преимущественно в верхних дыхательных путях (частицы размерами более 5 мкм) или проникают в глубоких отделы легкого (частицы менее 2 мкм). Производственная пыль, как правило, полидисперсна, т.е. в воздухе содержатся одновременно пылевые частицы разных размеров. В большинстве случаев (до 60-80 %) частицы пыли имеют диаметр до 2 мкм, 10-20 % - от 2 до 5 мкм и до 10 % - свыше 10 мкм, причем масса пылевых частиц размером менее 2 мкм не превышает 1 - 2 % общей массы пыли витающей в воздухе.

Вредное влияние производственной пыли на здоровье работающих зависит от физико-химических свойств пыли, ее концентрации в воздухе рабочей зоны и степени дисперсности, длительности действия в течение смены и профессионального стажа, сочетанного эффекта одновременного воздействия других вредных производственных факторов и характера трудового процесса.

При высоких концентрациях, в зависимости от своего химического состава пыль может оказывать фиброгенное, токсическое, аллергическое, фотосенсибилизирующее, канцерогенное, ионизирующее действия.

В условиях производства чаще всего человек подвержен риску воздействия так называемых фиброгенных пылей.

Эта особая группа видов пыли носит название - «аэрозоли преимущественно фиброгенного действия (АПФД)», вызывающие при длительном вдыхании повышенных концентраций развитие в легочной ткани и бронхах патологического процесса, приводящего в конечном итоге к склеротическим изменениям (фиброзу), мельчайшему рубцеванию легких соединительной тканью (эмфиземе), развитию профессиональных заболеваний органов дыхания (силикоз, пылевой бронхит) у работающих пылеопасных производств. Первостепенное значение для возникновения данных заболеваний имеет минералогический состав пыли, особенно содержание в ней кремнезема или диоксида кремния (SiO2). Это обусловлено высокой фиброгенностью кремнезема и большой распространенностью его в природе. После кислорода кремний является наиболее распространенным на Земле. Он составляет около 28 % массы земной коры, которая в значительной степени построена из различных его соединений, главным образом кремнезема (в виде кварца) и силикатов. Исходя из наибольшей агрессивности кремнеземсодержащей пыли установлено нормирование предельно допустимых концентраций (ПДК), составляющих при содержании в пыли свободного диоксида кремния более 70% - 1 мг/м3, от 10 до 70% - 2 мг/м3, от 2 до 10% - 4 мг/м3 и менее 2% - 10 мг/м3 . Усугубляют вредное воздействие производственной пыли на организм тяжелый физический труд, охлаждение, шум и вибрация, другие токсичные газы в воздухе рабочей зоны.

Растворимые пыли, задерживаясь в дыхательных путях, всасываются, попадают в кровь, а в последующем оказывают влияние на организм в зависимости от их химического состава (например, пыль свинца, меди, кадмия и других металлов обладает токсическим действием). Пылевидные частицы сорбируют своей поверхностью радиоактивные вещества с последующим проявлением при вдыхании такой пыли тонизирующего воздействия на организм.

Отдельные виды пылей могут вызывать развитие злокачественных новообразований (например, рак легких при воздействии пыли минерала асбеста), пневмоний (пыль марганца, шлака), бронхиальной астмы (аэрозоли бериллия, никеля, хрома, растений, кожи, шерсти, канифоли, формовочной земли). У работников, контактирующих с пылью мышьякосодержащих соединений, анилиновых красок, акрихина, возможны проявления воспалительных процессов в слизистой оболочке глаз - конъюнктивиты.

Пыль мышьяка, извести, карбида кальция, суперфосфата, раздражая кожу, может вызывать ее воспаление - дерматиты.

Цементная пыль является риском развития у работников аллергических дерматитов и экзем, а также образования у них носовых камней (ринолитов). К веществам, обладающим фотодинамическим (фотосенсибилизирующим) действием, относятся продукты переработки каменного угля и нефти (смола, гудрон, асфальт, пек). Загрязнение кожи этими соединениями на фоне инсоляции вызывает у работников фотодерматит открытых участков кожи и тяжелые кератоконъюнктивиты - «пековые офтальмии» (в результате сенсибилизирующего действия на слизистую оболочку и роговицу глаз пыли каменноугольного пека).

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

Значительная часть задержанной пыли выделяется обратно при чихании и кашле. По данным разных авторов, количество выделяемой пыли колеблется от 10 до 70%. В среднем принято считать, что около 50% пыли достигает легких и там задерживается.

Вне зависимости от физико-химических свойств все виды пылевых частиц вначале оказывают механическое действие на легочную ткань, которая реагирует на них как на инородное тело пролиферативной клеточной реакцией. В легких происходит процесс фагоцитоза пылевых частиц, в первую очередь клетками легочного эпителия. Фагоцитоз является защитной функцией организма и способствует очищению легких от пыли. Клетки, поглотившие пылевые частицы, так называемые пылевые клетки, стремятся удалить пыль из легких различными путями. Один из путей -- удаление пыли вместе с мокротой, другой -- удаление пыли по лимфатическим путям легкого в бронхиальные «железы и по направлению к плевре, где, скапливаясь, пыль вызывает пролиферативную реакцию. Активность фагоцитоза различных видов пыли неодинакова.

Хорошо фагоцитирующаяся пыль, как, например, угольная, сравнительно легко удаляется из легких, в то время как кварцевая пыль, несмотря на высокую активность фагоцитоза, вследствие быстрой гибели фагоцитов удаляется медленно и накапливается в легких. Пыль, транспортируемая пылевыми клетками по лимфатическим путям, может задерживаться в местах бифуркации и изгибов лимфатических сосудов, закупоривать их, вызывать лимфостаз, способствующий в дальнейшем развитию соединительной ткани.

Часть пылевых клеток под влиянием токсического действия пыли (кварца) разрушается, пылевые частицы в этом случае задерживаются в альвеолах, внедряются в ткань межальвеолярных перегородок и вызывают пролиферативную клеточную реакцию.

В дальнейшем в зависимости от агрессивности пыли процессы могут протекать в двух направлениях:

§ развитие специфических процессов -- образование патологической соединительной ткани, т. е. фиброза легких.

§ развитие неспецифических патологических процессов, например, воспаление легких, туберкулез легких, рак легких и др.

5.1 Специфические заболевания, возникающие под влиянием производственной пыли

Профессиональные заболевания под действием пыли относятся к числу наиболее тяжелых и распространенных во всем мире.

Пневмокониозы - профессиональные заболевания органов дыхания от воздействия промышленной пыли, проявляющиеся хроническим диффузным пневмонитом с развитием фиброза легких.

Классификация. В классификации 1976 г. выделялось шесть групп пневмокониозов:

· силикоз;

· силикатозы (асбестоз, талькоз, цементоз и др.);

· металлокониозы (бериллиоз, сидероз, алюминоз и др.);

· карбокониозы (антракоз, графитоз и др.);

· пневмокониозы от смешанных пылей (сидеросиликоз, силикатосиликоз, пневмокониоз электросварщиков и др.);

пневмокониозы от органической пыли (хлопка, льна, зерна и др.).

В новой классификации пневмокониозов предусмотрены три группы пневмокониозов.

· Пневмокониозы, развивающиеся от воздействия высоко- и умереннофиброгенной пыли (с содержанием свободного диоксида кремния более 10%), -- силикоз и приближающиеся по своей сущности к силикозу пневмокониозы от смешанных пылей с исключением пневмокониозов от воздействия рентгеноконтрастных пылей (пневмокониоз электросварщиков, сидероз, манганокониоз и др.). Эти пневмокониозы наиболее распространены среди пескоструйщиков, обрубщиков, проходчиков, земледелов, стерженщиков, огнеупорщиков, среди рабочих по керамическим материалам, обработке кварца, гранита и др.

· Пневмокониозы от вдыхания слабофиброгенной пыли (с содержанием диоксида кремния меньше 10% или не содержащей его). К ним относятся силикатозы (асбестоз, пневмокониоз от воздействия цементной пыли и др.), карбокониозы (антракоз, графитоз и др.). Пневмокониозы этой группы наиболее распространены среди рабочих и отличаются более мягким, доброкачественным течением -- умеренно выраженным слабо (медленно) прогрессирующим фиброзом, однако в связи с наличием у некоторых пациентов сопутствующего клинически очерченного хронического бронхита отмечается прогрессирование заболевания за счет нарастающих обструктивных изменений дыхательных путей и изменений рестриктивного типа с формированием эмфиземы легких.

· Пневмокониозы от вдыхания аэрозолей токсико-аллергического действия (пыль, содержащая металлы-аллергены пластмассу и другие полимерные материалы, органические пыли и др.) -- бериллиоз, алюминоз, легкое фермера и другие хронические гиперчувствительные пневмониты. Для развития данных заболеваний концентрация пыли не играет решающей роли. Клинические проявления на изначальном этапе протекают в виде хронического бронхиоло-альвеолита, альвеолита с исходом в диффузный фиброз.

Среди различных пневмокониозов наибольшую опасность представляет силикоз, связанный с длительным вдыханием пыли, содержащей свободную двуокись кремния (Si0₂). Силикоз -- это медленно протекающий хронический процесс, который, как правило, развивается только у лиц, проработавших несколько лет в условиях значительного загрязнения воздуха кремниевой пылью. Однако в отдельных случаях возможно более быстрое возникновение и течение этого заболевания, когда за сравнительно короткий срок (2-4 года) процесс достигает конечной, терминальной, стадии.

5.2 Неспецифические заболевания, возникающие под влиянием производственной пыли

Производственная пыль может оказывать вредное влияние и на верхние дыхательные пути. Установлено, что в результате многолетней работы в условиях значительного запыления воздуха происходит постепенное истончение слизистой оболочки носа и задней стенки глотки. При очень высоких концентрациях пыли отмечается выраженная атрофия носовых раковин, особенно нижних, а также сухость и атрофия слизистой оболочки верхних дыхательных путей.

Развитию этих явлений способствуют гигроскопичность пыли и высокая температура воздуха в помещениях. Атрофия слизистой оболочки значительно нарушает защитные (барьерные) функции верхних дыхательных путей, что, в свою очередь, способствует глубокому проникновению пыли, т. е. поражению бронхов и легких.

Производственная пыль может проникать в кожу и в отверстия сальных и потовых желез. В некоторых случаях может развиться воспалительный процесс. Не исключена возможность возникновения язвенных дерматитов и экзем при воздействии на кожу пыли хромощелочных солей, мышьяка, меди, извести, соды и других химических веществ.

Действие пыли на глаза вызывает возникновение конъюнктивитов. Отмечается анестезирующее действие металлической и табачной пыли на роговую оболочку глаза. Установлено, что профессиональная анестезия у токарей возрастает со стажем.

Понижение чувствительности роговицы обусловливает позднюю обращаемость рабочих по поводу попадания в глаз мелких осколков металла и других инородных тел. У токарей с большим стажем иногда обнаруживают множественные мелкие помутнения роговицы из-за травматизма пылевыми частицами.

Известна так называемая томасшлаковая пневмония, возникающая при вдыхании пыли, образующейся при размоле шлака при бессемеровском процессе (шлак состоит из силикатов и фосфатов и является хорошим удобрением для полей).

Однако более важное значение имеет вдыхание производственной пыли для течения и частоты обычной пневмонии. При этом отмечается заболевание большого числа рабочих.

Можно считать установленной определенную связь заболеваний рака легких с асбестозом.

Наиболее важным неспецифическим заболеванием легких в связи с вдыханием пыли является туберкулез легких. В настоящее время можно утверждать, что пыль способствует возникновению туберкулеза легких, однако не вое виды пыли одинаково активны. Имеются многочисленные статистические данные, подтверждающие сказанное.

Заболевания верхних дыхательных путей. Под воздействием пыли слизистая оболочка носа претерпевает значительные гистологические изменения. Как уже указывалось, почти половина пылевых частиц задерживается в полости носа, причем это наиболее крупные частицы, способные травмировать слизистую оболочку. Первоначальное раздражение слизистой переходит в гипертрофический катар с гиперемией и усилением секреции, что повышает фильтрующие свойства полости носа. При дальнейшем развитии гипертрофических процессов дыхание через нос затрудняется и осуществляется преимущественно через рот.

При длительном воздействии пыли гипертрофические процессы сменяются постепенно атрофическими с заменой мерцательного эпителия плоским и гибелью железистого аппарата. Фильтрующая способность носовой полости значительно снижается. Таким образом, возникающие под действием пыли гипертрофические и атрофические катары слизистой оболочки носа представляют собой два этапа единого процесса. Темпы развития обоих процессов зависят от количества пыли, ее физических и химических свойств, длительности работы в пыльных условиях и индивидуальных особенностей. Наиболее агрессивной является кварцевая пыль, под ее воздействием процессы протекают значительно быстрее.

Из других заболеваний полости носа можно указать на изъязвление и прободение носовой перегородки.

Под влиянием пыли, вследствие поражения окончания чувствительных нервов слизистой оболочки носа, может развиваться гипосмия и даже аносмия. Наконец, заболевания носовой астмой под влиянием пыли, обладающей аллергенными свойствами. Заболевание это протекает по типу острого ринита.

Поражение слизистой оболочки более нижних отделов дыхательных путей, а также среднего отдела (носоглотка, гортань, трахея и бронхи) имеет такой же характер, как и поражение слизистой носа. Под воздействием пыли возможно развитие катаральных явлений: фарингита, ларингита, трахеита и бронхита. Однако патологический процесс в этих отделах дыхательных путей развивается более медленно, так как в эти отделы попадает меньше пыли, и пылевые частицы имеют значительно меньшие размеры.

Пылевые заболевания глаз. Чаще всего заболевания глаз под воздействием пыли проявляются в виде конъюнктивита. Описаны случаи анестезии роговицы у табачниц и токарей по металлу. Длительное механическое травмирование ведет в конечном итоге к воспалительным явлениям с исходом в помутнение роговицы. Такие поражения могут быть вызваны не только металлической, но и минеральной пылью.

Пылевые заболевания кожи. Под влиянием различных видов пыли может возникнуть ряд поражений кожи: шероховатость и шелушение, утолщение и огрубение, перхоть и выпадение волос, расширение фолликулов, угри, сыпи, фурункулез, бородавки, сикоз и экзема. При этом нередки случаи временной потери трудоспособности. Своеобразны поражения кожи -- асбестовые бородавки, описанные при воздействии асбестовой пыли; при воздействии мучной пыли может возникнуть себорея (у хлебопекарей); у развесчиц чая наблюдаются красные угри. Ряд заболеваний кожи возникает вследствие воздействия на организм пыли, обладающей аллергенными свойствами, например древесной (бук, ольха, дуб, сосна, пихта и др.). Возможны также аллергические заболевания кожи под влиянием различных видов пыли: зерна, льняного семени, хлопка, муки, хмеля, шерсти, волоса и др. Эти заболевания проявляются в виде экземы, дерматитов, различных высыпаний, длительно протекающих при контакте с пылью. Под воздействием пыли могут возникнуть и так называемые профессиональные стигмы -- аргироз, антракоз кожи вследствие импрегнации пылевых частиц серебра, угля.

6. Методы и средства защиты от пыли

Требуемое состояние воздуха рабочей зоны может быть обеспечено выполнением определенных мероприятий, к основным из которых относятся:

1. Механизация и автоматизация производственных процессов, дистанционное управление ими. Эти мероприятия имеют большое значение для защиты от воздействия вредных веществ, теплового излучения, особенно при выполнении тяжелых работ. Автоматизация процессов, сопровождающихся выделением вредных веществ, не только повышает производительность, но и улучшает условия труда, поскольку рабочие выводятся из опасной зоны. Например, внедрение автоматической сварки с дистанционным управлением вместо ручной дает возможность резко оздоровить условия труда сварщика, применение роботов-манипуляторов позволяет устранить тяжелый ручной труд.

2. Применение технологических процессов и оборудования, исключающих образование вредных веществ или попадание их в рабочую зону. При проектировании новых технологических процессов и оборудования необходимо добиваться исключения или резкого уменьшения выделения вредных веществ в воздух производственных помещений. Этого можно достичь, например, заменой токсичных веществ нетоксичными, переходом с твердого и жидкого топлива на газообразное, электрический высокочастотный нагрев; применением пылеподавления водой (увлажнение, мокрый помол) при измельчении и транспортировке материалов и т. д.

...