Исследование основных показателей выбросов пыли асбестоцемента в атмосферный воздух для оценки их влияния на качество жизни работающих

Определение выбросов пыли асбестоцемента в атмосферный воздух в соответствии со стандартной методикой. Расчет коэффициента оседания для асбестоцементной пыли. Анализ объемов пылевыделений от неорганизованных источников предприятий промышленности.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 29.06.2017
Размер файла 79,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет

Исследование основных показателей выбросов пыли асбестоцемента в атмосферный воздух для оценки их влияния на качество жизни работающих

Азаров В.Н., Кошкарев С.А., Николенко М.А., Бурханова Р.А.

Аннотация

В статье приводятся результаты сравнительного анализа полученных авторами основных показателей при расчете выбросов пыли асбестоцемента в атмосферный воздух в соответствии со стандартной методикой и расчет коэффициента оседания F для асбестоцементной пыли.

Ключевые слова: методика, асбестоцемент, асбестоцементные заводы, объемы пылевыделений, качество жизни, воздействие на здоровье работающих.

Качество жизни человека напрямую зависит от качества окружающей среды для населения, проживающего в районах расположения предприятий стройиндустрии, и от качества производственной среды для работающих на предприятии [1].

При осуществлении многих технологических процессов в асбестоцементной промышленности в рабочие зоны предприятий выделяется большое количество мелкодисперсной пыли [2]. В настоящее время с медицинской точки зрения достаточно изучен патогенез воздействия пылевых частиц на организм работающего, причем их размер является очень важным фактором. Вследствие этого особо важное значение приобретают вопросы, связанные с исследованием дисперсного состава пыли, объема пылевыделений и фракционной концентрации пыли в воздухе рабочих и жилых зон [3,4].

В настоящее время действует целый ряд методик по расчету выбросов, достаточно апробированных на практике и позволяющих определять выбросы в атмосферу с погрешностью, не превышающей точность определения с помощью инструментальных методов [5,6].

В соответствии с методикой для расчетов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу неорганизованными источниками предприятий промышленности строительных материалов [7], объемы пылевыделений от всех этих источников при производстве асбестоцемента могут быть рассчитаны по формуле (1):

(1)

где К1, К2 … K8 - полуэмпирические коэффициенты, учитывающие физико-химические характеристики строительного материала, местные метеоусловия и тип перегрузочного устройства;

К5 - коэффициент, учитывающий влажность пылевой и мелкозернистой фракции материала (d<1мм).

K9 - поправочный коэффициент, учитывающий фактор «залповости» выброса.

Gч - суммарное количество перерабатываемого материала в час, т/час;

B - коэффициент, учитывающий высоту пересыпки.

Особое внимание представляют такие показатели, как весовая доля пылевой фракции в материале (К1) и доля пыли, переходящая в аэрозоль (К2). Анализ справочных данных литературы показывает, что значение данные коэффициентов для пыли асбестоцемента в справочной части методики [7] отсутствуют. асбестоцемент атмосферный пылевыделение

В соответствии с проведённым авторами дисперсным анализом проб асбестоцементной пыли [8], взятых в воздухе рабочей зоны и из систем аспирации, обслуживающих технологическое оборудование и процессы на предприятии Волгоградской области (рис.1), диаметр частиц пыли не превышает 60 мкм. Таким образом, масса пылевой фракции размером от 0 до 200 мкм соответствует всей массе навески.

Следовательно:

= 1

По данным, имеющимся в литературе (ГОСТ 12871-93 (Асбест хризотиловый. Общие технические условия)), размер частиц аэрозоля пыли асбестоцемента установлен авторами и имеет величину 3 мкм.

Таким образом, для пробы, взятой в воздуховоде:

Рис.1. - Интегральные кривые распределения D(dч) массы частиц по диаметрам при производстве асбестоцементных изделий: 1 - из систем аспирации, обслуживающих технологическое оборудование и процессы, характеризующиеся наиболее интенсивным пылеобразованием; 2 - выделяющейся в воздух рабочей зоны.

20 % - доля частиц асбестоцементной пыли, переходящей в аэрозоль, в соответствии с интегральными кривые распределения D(dч) массы частиц по диаметрам (рис.1).

К2 = 0,2

Однако, анализируя [7], табличное значение К1 должно стремиться к 0,05, а значение К2 - к 0,01, как у материала наиболее близкого по своим физико-механическим свойствам к минеральной вате.

Тогда произведение этих коэффициентов составит для асбестоцемента:

Кац = 1·0,2 = 0,2

для минеральной ваты, соответственно методике [7]:

Кмв = 0,05·0,01 = 0,005

Отношение коэффициентов:

Кац / Кмв = 0,2 / 0,005 = 40

В соответствии с (ГОСТ 12871-93 (Асбест хризотиловый. Общие технические условия)), естественная влажность асбеста не должна превышать 2%. Следовательно:

К5 = 0,8

Значение К5 должно стремиться к 1, как у строительного материала наиболее близкого по физико - механическим характеристикам к минеральной вате. Данное условие выполняется.

Согласно технологической схеме производства асбестоцементных изделий, асбест доставляют на заводы в бумажных мешках в железнодорожных вагонах. На заводе хранят в закрытом складе на деревянном полу в отдельных отсеках для разных марок и сортов. Следовательно, в данном случае «залповость» выброса не наблюдается.

К9 = 1

То есть, значение К9 совпадает с табличным значением для минеральной ваты.

Далее авторами был определен коэффициент F для расчётов загрязнения атмосферы от мелкодисперсных взвешенных частиц размерами 10 мкм (РМ10) и 2,5 мкм (РМ 2,5) пыли асбестоцемента с помощью двух различных методик.

Чтобы определить безразмерный коэффициент F, учитывающий скорость оседания частицы, согласно примечания 1 к п. 2.5. ОНД-86 [9], необходимо с помощью интегральной кривой распределения масс частиц по диаметрам (рис.1) выявить такой диаметр dg , чтобы масса всех частиц диаметром больше dg составляла 5 % общей массы частиц пыли и соответствующую dg скорость оседания частицы Vg (м/c).

Далее определяется опасная скорость ветра Uм в соответствии с п. 2.9 ОНД-86 [9]. После чего устанавливается значение коэффициента F в зависимости от соотношения Vg/ Uм, а именно: при Vg/ Uм ?0,015 F=1,0; при 0,015<Vg/ Uм ?0,030 F=1,5; для всех остальных значений Vg/Uм коэффициент оседания F устанавливается согласно п. 2.5 «б» ОНД-86.

Скорость оседания твердых частиц Vg определяется по закону Стокса:

(2)

где dg - диаметр частиц, м;

с- плотность частиц диаметром d5, кг/м3;

n- ускорение свободного падения, м/с2;

м- динамическая вязкость газа, Па·с;

для воздуха

(3)

где t - температура уходящих дымовых газов, °С.

С учетом реальных условий (3) формула (2) преобразуется:

(4)

где T - температура дымовых газов, равная 273+t, К;

Для данного строительного материала авторами получено значение

Vg =3,51·10-4 м/с.

Опасная скорость ветра Uм для г. Волгограда принимается в соответствии со средними многолетними данными, повторяемость превышения которой составляет 5% : Uм1 = 9 м/с и штилевое значение Uм2 = 0,5 м/с. Таким образом, параметр Vg/Uм <0,015 и в первом и во втором случае. Следовательно, согласно приложения Е [10] коэффициент оседания F =1.

В соответствии с методикой [9] скорость оседания примеси зависит от характеристики её частицы и среды, в которой она движется и определяется в зависимости от критерия Рейнольдса Re. Критерий Рейнольдса, в свою очередь, для практических расчётов определяется по графику в зависимости от комплекса о*Re2 [11], который определяется расчётом:

(5)

сср - плотность среды, для воздуха - 1,29 кг/м3,

d - диаметр частицы пыли, м,

g =9,81-ускорение свободного падения,

сч - плотность частицы пыли, кг/м3,

м- вязкость воздушной среды, для воздуха- 18,14·10-6 н*сек/м2.

В зависимости от Re согласно [12] скорость оседания частицы Vg определяется:

при Re <1,0 , м/с (формула Стокса);

при 500 > Re >1,0 , м/с;

при Re>500 , м/с.

Далее определяется опасная скорость ветра Uм в соответствии с п. 2.9 ОНД-86 [9]. После чего устанавливается значение коэффициента F в зависимости от соотношения Vg/ Uм, а именно:

при Vg/ Uм ?0,015 F=1,0, при 0,015<Vg/ Uм ?0,030 F=1,5, для всех остальных значений Vg/Uм коэффициент оседания F устанавливается согласно п. 2.5 «б» ОНД-86 [9].

Авторами статьи было определено значение параметра о·Re2 =0,23·10-7 для асбестоцементной пыли. Далее вычислено значение Vg (Re <1,0), оно составило:

Vg =3,6·10-4 м/с

Параметр vg/uм <0,015. Следовательно, согласно приложения Е [10] коэффициент оседания равен F =1.

Проведенные экспериментальные исследования дисперсного состава пыли позволили получить значения К1 = 1 и К2 = 0,2 для асбестоцементной пыли, которое можно использовать в расчетах выделения пыли по методике [1].

Расчёт ведется по укрупненным показателям для аналогичных по физическим свойствам материалов. Результаты работы показали, что фактические выбросы асбестоцементной пыли превышают в 40 раз ориентировочные значения, полученные расчетом по методике [7] для материалов-аналогов. Значения К5 и К9 для пыли асбестоцемента совпадают с табличными значениями для аналогичных по физическим свойствам материалов.

На основании экспериментальных данных К1 , К2 и F можно с высокой степенью достоверности утверждать, что данная пыль относится к пылям с высокой степенью полидисперсности. Известно, что расчет рассеивания для пыли этого класса не проводится. Данная методика по ОНД-86 не работает для такого диаметра частиц, они стратифицируются на тысячи километров и находятся во взвешенном состоянии в течение нескольких часов. Следовательно, требуется дальнейшее изучение процессов рассеивания с созданием математического аппарата, методики, которая могла бы учесть данные физико-химических свойств частиц при их стратификации и седиментации.

Литература

1. Ильичев В.А. Техносферная безопасность. М.: Либрком, 2011. 240 с.

2. Workbook of atmospheric dispersion estimates: an introduction to dispersion modeling / D. Bruce Turner. Lewis Publishers, 2000. 192 p.

3. Азаров В.Н., Тертишников И.В, Маринин Н.А. Нормирование РМ10 и РМ2,5 как социальные стандарты качества жизни в районах расположения предприятий стройиндустрии // Жилищное строительство. 2012. №3. С. 20-22.

4. Ullrich Teichert. Immissionen durch Asbestzement-Produkte Teil 1. Staub Reinhaltung der Luft, Vol. 46. 1986. No. 10, pp. 432-434.

5. Сергина Н.М., Боровков Д.П., Семенова Е.А. Совершенствование методов очистки воздуха рабочей зоны от пыли известкового щебня, выделяющейся при разгрузке железнодорожных вагонов // Инженерный вестник Дона, 2012, №4. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n1y2009/250/.

6. Сергина Н.М. О применении вероятностного подхода для оценки эффективности многоступенчатых систем пылеулавливания // Инженерный вестник Дона, 2013, №3. ivdon.ru/magazine/archive/n3y2013/1866/.

7. Методическое пособие по расчету выбросов от неорганизованных источников в промышленности строительных материалов. Новороссийск: ЗАО «НИПИОТСТРОМ», 2001. 31 с.

8. Азаров В.Н., Юркъян В.Ю., Сергина Н.М., Ковалева А.В. Методика микроскопического анализа дисперсного состава пыли с применением персонального компьютера (ПК) // Законодательная и прикладная метрология. 2004. №1. С. 46-48.

9. ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. М.: Гидрометеоиздат, 1987. 92 с.

10. Методические указания по определению коэффициента оседания F при оценке загрязнения атмосферы твердыми выбросами ТЭС с учетом дисперсности летучей золы. М.: Российское акционерное общество энергетики и электрификации «ЕЭС России», 2001. 12с.

11. Рапопорт О.А., Копылов И.Д., Рудой Г.Н. К вопросу о нормировании выбросов мелкодисперсных частиц размерами менее 10 мкм (РМ10) и менее 2,5 мкм (РМ2,5). Екатеринбург: ООО «УГМК-Холдинг», 2009. 36 с.

12. Авербух Я.Д., Заостровский Ф.П., Матусевич Л.Н. Процессы и аппараты химической технологии. Ч.1. Свердловск: УПИ, 1969. 288 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Проблема поступления загрязняющих веществ в атмосферный воздух из рабочей зоны промышленных предприятий. Воздействие древесной пыли на человека. Источники древесной пыли, измерение ее содержания в воздухе. Приборы для определения запыленности воздуха.

    курсовая работа [754,2 K], добавлен 30.12.2015

  • Атмосферный воздух как объект правовой охраны. Естественное и искусственное загрязнение атмосферы. Нормативы воздействия на атмосферный воздух. Создание зеленых зон вокруг предприятий-загрязнителей, лесопосадок для нейтрализации вредных выбросов.

    контрольная работа [196,4 K], добавлен 01.03.2009

  • Мониторинг атмосферного воздуха Беларуси. Государственное управление и контроль за охраной атмосферного воздуха. Определение выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от неорганизованных источников аппаратных дворов технологических производств.

    курсовая работа [130,2 K], добавлен 11.02.2014

  • Нормативы и разрешение выбросов вредных веществ в атмосферный воздух. Санитарно-защитные зоны. Государственный учет вредных воздействий на атмосферный воздух. Очистка выбросов в атмосферу, угрожающих жизни людей. Безотходное и малоотходное производство.

    курсовая работа [39,6 K], добавлен 04.12.2010

  • Токсикологическая характеристика загрязнителей. Расчет схемы очистки производственных газов от пыли и химических загрязнителей. Разработка природоохранных мероприятий, позволяющих снизить вредное воздействие выбросов на окружающий атмосферный воздух.

    курсовая работа [586,7 K], добавлен 08.12.2011

  • Нормативы допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Порядок рассмотрения заявлений на выдачу разрешений. План действий при утрате разрешения или реорганизации предприятия. Продление срока действия, внесение изменений в разрешение.

    реферат [19,2 K], добавлен 19.11.2009

  • Прием, хранение, отпуск зерновых культур и семян подсолнечника. Характеристика основных источников загрязнения атмосферного воздуха на перспективу и прогнозируемая оценка состояния атмосферы. Дисперсный состав пылевых частиц. Расчет рукавного фильтра.

    дипломная работа [95,3 K], добавлен 04.05.2009

  • Виды и источники загрязнения атмосферного воздуха, основные методы и способы его очистки. Классификация газоочистного и пылеулавливающего оборудования, работа циклонов. Сущность абсорбции и адсорбции, системы очистки воздуха от пыли, туманов и примесей.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 09.12.2011

  • Негативные изменения атмосферы Земли. Воздушная экологическая проблема истощения озонового слоя. Антропогенное загрязнение. Расчет выбросов угольной пыли, загрязняющих веществ топлива в котлоагрегатах, диоксида серы, оксида углерода, твердых частиц.

    курсовая работа [37,4 K], добавлен 24.03.2009

  • Расчет годового валового выброса вредных веществ от автотранспорта по территории города, его снижение при строительстве объездной дороги. Платежи за выбросы в атмосферный воздух. Расчет количества выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива.

    контрольная работа [44,5 K], добавлен 23.01.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.