Примечание : п – пар; а - аэрозоли; п +а – смесь паров и аэрозолей; О – остронаправленное действие; А – аллергическое действие; Ф – фиброгенное действие; ПДК 0,01/0,05 – максимальная разовая ПДК (числитель), среднемесячная ПДК (знаменатель).
Экспресс-метод нашел наиболее широкое применение и позволяет быстро и с достаточной точностью определять концентрацию вредных веществ, непосредственно, на рабочем месте. Суть его заключается в протягивании определенного объема воздуха через контрольные трубки с индикаторным порошком, который реагирует изменением цвета на содержание вредных веществ в воздухе. К приборам экспресс-метода относятся газоанализаторы: УГ-2; ГХ-100; ГХ-4 и др. (рис. 2.3.1., 2.3.2).
а – разрез по воздухозаборной части; б – общий вид;
1 – дистанционные цепочки, ограничивающие ход меха;
2 – пружины, удерживающие мех;
3 – резиновый мех;
4– выпускной клапан;
5 – проушина для отламывания концов индикаторной трубки;
6– мундштук с резиновой шайбой, являющейся гнездом для вставки индикаторной трубки.
Лабораторный методявляется более точным, но требует отбора проб воздуха в рабочей зоне с последующим анализом его состава в лабораторных условиях в течение ближайшего времени. К таким методам относятся: хроматорафический, фотокалорометрический и др.
Метод непрерывного автоматического контроляприменяется на рабочих местах с постоянным воздействием вредных веществ, которые могут вызвать серьезные нарушения в состоянии здоровья людей или привести к авариям за счет возникновения взрывоопасности и пожароопасности. Контроль проводится автоматизированными системами с записью изменений вредностей в воздухе во времени с применением газоанализаторов: Сирена-2 для аммиака, Фотон для сероводорода, ФКГ-3М для хлора и др.
Контроль запыленности воздухав рабочей зоне производится следующими методами: весовой, счетный, фотоэлектрический, ультразвуковой и т.д. В нашей стране наиболее широко применяется весовой аспирационный метод контроля. Суть его заключатся в протягивании определенного объема загрязненного воздуха за определенное время через специальный фильтр. Зная вес фильтра до и после протягивания воздуха и объем протянутого воздуха, вычисляется загрязненность воздуха (рис.3.2.3.).
Массовая концентрация пыли, мг/м3
Q = m2-m1/V0×t, (2.3.2)
где: m1 и m2 – масса фильтра до и после отбора пробы пыли, мг; V0 – объем воздуха, протянутого через фильтры в 1 мин, приведенный к нормальным условиям, л; t - время отбора пыли, мин.
Счетный электрический метод служит для определения числа пылинок, находящихся в 1см3 воздуха. Подсчет производится с помощью микроскопа:
X = N/V = K×hcр/ h (2.3.3)
где: Х – искомое число пылинок в 1см3 исследуемого воздуха; N – общее количество пылинок в воздухе; V – вместимость емкости, см3; K – количество клеток в 1см3 окуляра микроскопа; hср - среднее число пылинок, подсчитываемых в пяти различных полях зрения окуляра микроскопа; h – высота емкости, равна 3см.
Фотоэлектрический метод основан на изменении светового потока, проходящего через слой исследуемого воздуха, падающего на фотоэлемент. Изменение в фотоэлементе тока, возбуждаемого световым потоком, фиксируется гальванометром, отградуированном в мг пыли, отнесенных к 1л воздуха.
Рис. 2.3.3. Аспиратор для отбора проб воздуха.
При определении концентрации вредных веществ в воздухе результаты должны приводится к нормальным условиям: температура 200С, атмосферное давление 760 мм ртутного столба, относительная влажность 50%.
Для анализа проб воздуха строителям при ведении работ в колодцах, емкостях, отделочных работах очень удобен газоанализатор ГХ-100. Этот компактный прибор прост в конструктивном решении, в применении не требует особых условий его хранения. В приложении 10, СНиП 111-4-80* приведен перечень приборов для определения содержания газов в воздухе строительного производства.
Пары и газы могут быть причинами крупных аварий и взрывов. Основную опасность представляет взрыв горючих газов, скопившихся в изолированном пространстве. Горение в смесях горючих газов или паров с воздухом способно распространяться в определенных соотношениях, называемых концентрационными пределами воспламенения (взрыва).
Минимальную и максимальную концентрацию газов и паров в воздухе, способных воспламеняться, называют нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения (взрыва). Физический смысл нижнего концентрационного предела заключается в том, что если в воздухе, при появлении источника воспламенения, концентрация паров и газов достаточна для химического процесса, то происходит его развитие и, как следствие, взрыв при горении. При более низких концентрациях горючих газов не хватает вещества или веществ для поддержания процесса горения и взрыв не происходит. При больших концентрациях больше верхнего концентрационного предела процесс горения (взрыва) не происходит т.к. не хватает кислорода на развитие процесса.
Если на рабочем месте в помещении содержание газов в воздухе ниже нижнего предела, то при участии пыли, повышении температуры или мощности источника этот предел может снижаться. А при больших концентрациях, выше верхнего предела воспламенения, при выходе из замкнутого объема, и обогащении кислородом – способны гореть.
Концентрации, которые находятся между верхним и нижним концентрационными пределами, называются взрывоопасными. Концентрационные пределы воспламенения определяются в лабораторных условиях. ССБТ и ГОСТ 12.1.004 – 91 даны нижние пределы воспламенения газов, паров, веществ и их продуктов. Нижний (верхний) концентрационный предел воспламенения (СНt) газа или пара в воздухе при атмосферном давлении и температуре газо-воздушной системы равен:
СHt = CH х (1,020 – 0,000799t) (2.3.4)
где СH – нижний концентрационный предел воспламенения газа или пара в воздухе при атмосферном давлении и температуре 200С.
t – температура пара или газа, К.
Согласно ССБТ и ГОСТ 12.1.010 – 76 производственные процессы должны осуществляться так, чтобы вероятность возникновения взрыва на любом участке работ не превышала 10-6. Поэтому предельно допустимая взрывобезопасная концентрация (ПДВК) при степени надежности невоспламеняемости смеси равной 0,999999 определяется по формуле:
ПДВК = CH1×t / K²s3 (2.3.5)
где K²s3 - коэффициент безопасности к нижнему концентрационному пределу воспламенения.
Значения CH1 приведены для веществ (табл.1), продуктов и смесей (табл.2) в ГОСТ 12.1.004 – 91. Обычно для вычисления нижнего и верхнего пределов воспламенения смеси горючих газов или паров в воздухе применяется формула Ле-Шателье:
Cн = 100/ (C1/ C1н+ C2/ C2н+××× Cn/ Cnн ) (2.3.6)
где Сн – нижний концентрационный предел воспламенения смеси нескольких горючих компонентов в объемных процентах: С1; С2; Сn; концентрация горючих компонентов в объемных процентах, причем С1+С2+ +Сп=100%; C1н, C2н, Cnн - нижние приделы воспламенения горючих компонентов смеси в объемных процентах.
По этой же формуле вычисляются и верхние концентрационные пределы. В практике широкое распространение получили как объемные, так и весовые проценты. Пересчет мг/л в объемные проценты производится по следующей формуле:
1мг/л =831,396T/M∙P (2.3.7)
где Т – абсолютная температура, К; M– молекулярный вес; Р – атмосферное давление, Па.
Для пересчета объемных % в весовые 1 об % = M∙P/831,396T. Находим, что один мг/л при данных условиях равен1 мг/л = 831,396 × 298 / 50×99991,5 = 0,5. Соответственно 3 мг/л = 0,15%.
Для того, чтобы рассчитать верхние (ВПК) и нижние пределы (НПК) воспламенения смесей газов и паров воздуха, необходимо определить какие газы и пары входят в состав атмосферы цеха, участка. Если результаты показывают, что концентрация горючих газов и паров лежит между верхним и нижним пределом, то такие концентрации считаются взрывоопасными или выше санитарных норм (ПДК), то необходимо немедленно принимать меры профилактики.
через фильтры в 1 мин, приведенный к нормальным условиям, л; t - время отбора пыли, мин.