Лабораторная работа 1. Исследование запыленности воздуха в производственных помещениях
 Скачать 87.5 Kb.
|
|
Исследование запыленности воздуха в производственных помещениях Цель работы: определение в воздухе производственных помещений концентрации пыли весовым методом, дисперсионного состава, формы, числа пылинок счетным методом. Теоретическая частьПроизводственной пылью называют задерживаются бумажными фильтрами, медленно осаждаются в неподвижном воздухе. Молекулярные системы, невидимые даже в ультрамикроскоп (менее 0.001 мкм), проходят через бумажные фильтры и могут задерживаться только специальными ионитовыми фильтрами, и не осаждаются в абсолютно спокойном воздухе. Промышленная пыль может быть органического (растительная, животная, синтетическая) или неорганического (мeтaлличecкaя, минеральная) происхождения. По xарактеру действия на организм промышленная пыль подразделяется на раздражающую (нетоксичную) и токсичную. К раздражающим производственным пылям относятся: минеральная пыль, (песчано-кварцевая, карборундовая, цементная, асбестовая и др.) органическая (древесная, угольная, мучная, фенолальдегидная), металлическая (чугунная, железная, медная, алюминиевая). К ядовитым токсичным производственным пылям относятся: свинцовая, марганцевая, мышьяковая). Чем выше растворимость этих пылевых частиц, тем токсичнее пыль. Попадая в органы дыхания, пылевые частицы поражают их. Степень поражения дыхательных путей зависит от количества выдыхаемой пыли, дисперсности, формы и характера поверхности пылевых частиц, их химического состава, а также электрозаряженности. Наиболее опасны для организма пылевые частицы размером в 8-10 мкм: они проникают в легкие и задерживаются в них. Систематическое пребывание в воздушной среде с большой концентрацией производственной пыли может привести к тяжелым профессиональным заболеваниям, отравлениям и поражениям органов дыхания, зрения, слуха. Такое вдыхание раздражающей пыли, задерживающейся в верхних дыхательных путях. Длительное вдыхание пыли, проникающей в легкие, приводит к развитию особого заболевания легких – пневмокониоз различных видов: силикатоза, антракоза, апатиоза. Кроме профессиональных заболеваний и отравлений, запыление воздушной среды может привести к созданию условий, способствующих к возникновению пожаров, взрывов. Для предупреждения профессиональных заболеваний, отравлений содержание пыли в воздухе не должно превышать предельно-допустимых концентраций (ПДК). В связи с этим необходимо регулярно проводить исследование воздушной среды в данных производственных условиях. При исследовании отбирается проба воздуха непосредственно на рабочем месте у источника вредностей или в атмосфере. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯИсследование пыли проводят весовым, счетным, а также электрическим и фотоэлектрическим методом. 1. Весовой метод. Запыленность воздушной среды определяется по принципу привеса фильтра после протягивания через него определенного количества воздуха ротационной установки (электропылесосом). В качестве фильтрующего слоя используется стеклянная минеральная вата, фильтры из специальной ткани. Концентрация пыли выражается весом пылевых частиц в единице объема (мг/м3). 2Счетный метод. С помощью прибора пыль из определенного объема воздуха осаждается на покровном стекле, а затем под микроскопом проводится анализ формы, определение размеров, подсчет количества пылинок. По этому методу определяют число пылинок данного размера в единице объема, обычно в 1 см воздуха. 3. Электрический метод. Определение концентрации пыли заключается в осаждении ее в электрическом поле высокого напряжения и в последующем счете частиц под микроскопом. 4. Фотоэлектрический метод. Определение концентрации пыли производят при помощи фотоэлемента, в котором лучи света, падающие параллельными пучками и проходящие через слой запыленного воздуха, возбуждают ток. УСТАНОВКИ И ПРИБОРЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ
а) фильтр-датчик (аллонж), стеклянная трубка d=15-20мм (заполненная 0.5 г гигроскопической ваты или 2 г стеклянной ваты; б) реометр (ротаметр) для измерения скорости прокачки запыленного воздуха; в) воздушный насос (пылесос) для прокачки запыленного воздуха. 1.2. Специальная переносная ротационная установка ПРУ-4, в которой воздуходуховка совмещена с электродвигателем и реометром. Установка ПРУ-4 состоит из следующих основных частей:
Приборы для счетного метода исследования запыленности воздушной среды называются кониметрами и содиметрами. К ним относятся: а) струнный счетчик, в который исследуемый воздух втягивает насос в увлажненную трубку и далее через щелевидное отверстие в охлажденную камеру. При резком расширении воздуха в охлажденной камере температура его понижается и влага конденсируется на пылинках, которые при дальнейшем движении ударяются о покровное стекло и оседают на нем в виде пылевой дорожки. Покровное стекло извлекается из прибора и укладывается на предметное стекло микроскопа; б) пылемер 6Н-2 действует аналогично струйному счетчику, но имеет несколько отличную от него форму; в) седиментатор представляет собой камеру определенного объема с покровным стеклом на дне. После взятия пробы воздуха в камере пыль осаждается по действием собственного веса или принудительно. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬВ данной работе мы определим концентрации пыли в объеме воздуха весовым методом, форму, дисперсность, число пылинок данного размера в см" воздуха счетным методом. Весовой метод является наиболее простым и надежным способом определения • концентрации пыли. По этому методу отбор проб производится путем просасывания воздуха через специальные аэрозольные фильтры АФА-В-18 и АФА-В-10. С помощью ротационной установки ПРУ-4 можно отбирать одновременно 4 пробы, из них две пробы отбираются со скоростью прохождения воздуха от 2 до 20-25 л/мин и 2 пробы со скоростью от 0.1 до 1.0 л/мин. Основные части установки: 1. установка ПРУ-4 для аспирации /просасывания воздуха/ 2. аналитические весы 3. патрон с фильтром 4. камера, в которой создается запыленный воздух (пылесосом) 5. пылесос Методика определения запыленности воздуха с использованием фильтров АФА-В-18 наиболее прогрессивная и достоверная по сравнению с ранее существующими методами пылевого контроля. Фильтры АФА обладают рядом преимуществ: а) высокая эффективность пылеулавливания б) возможность их взвешивания без высушивания в) небольшой собственный вес. Они применяются в виде комплекта, состоящего из собственного фильтра и бумажных защитных колец. Края фильтров отпрессованы для удобства обращения. Внешний диаметр фильтра 7.0 см., площадь рабочей поверхности 18 см. Фильтры улавливают содержащиеся в воздухе пылевые частицы. Зная количество примеси, задерживающийся на фильтре, скорость и время прохождения воздуха через данный фильтр, можно определить количество пыли в единице объема воздуха по формуле: С=Р*103 / V* t мг/м3 , (1) Где: P=Р2 - Р1 - количество пыли в мг, осевшей на фильтре Pi и Р.- вес фильтра до и после опыта /в мг/ V - расход воздуха через фильтр /л/мин/ t - время прохождения воздуха / мин./ Счетный метод. Для определения дисперсионного состава пыли, формы пылинок. подсчета числа пылинок данного размера в воздухе используется кониметр. Измеряемая проба воздуха, с содержанием в ней частиц пыли, с большей скоростью всасываются воздушным насосом через впускное отверстие. При этом пыль осаждается на установленном под форсункой поле объект-шайба смазано тонким слоем вяжущего вещества. Пыльное пятно исследуется под микроскопом. Кониметр состоит из трех частей: воздушного насоса, ручного микроскопа, вращающейся объект-шайба с десятью нумерованными полями. Части кониметра закреплены на общем основании. Прибор ставится на штатив с зеркалом. Воздушный насос с поршнем имеет цилиндр объемом 5 см3. В патрон всасывания кладется пылевой фильтр из ткани покрытой медью с диаметром отверстия 50 мкм. Окуляр микроскопа устанавливается на сетевой микрометр, чтобы путем вращения кольца с рефлением сделать изображение пылевого пятна ярче. Сетевой микрометр кроме того служит для оценки размеров пылевых частиц, на расстоянии 5 мкм от сторон центрального квадрата нанесены параллельные линии. Величина пылинок, заключенных между ними составляет не более 5 мкм. Настройка нумерования полей объек-шайбы на прием пыли и ее рассмотрение под микроскопом производится с помощью подвижного фланца основания: поле напротив черной отметки под микроскопом. Кониметр применяется на асбестовых заводах, в шахтах, на химических заводах и др. Кроме того, он служит для контроля КПД на пылечистительных установках. Особые преимущества данного кониметра: - быстрое и простое его использование - равномерное кругообразное распределение пылевого пятна на шайбе - всасывание точно измеренного воздуха - точная установка пылевого пятна за счет нумерации объектива. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫВесовой анализ запыленности воздушной среды
2. а) включить электроспиратор в сеть напряжения 220 В б) открыть правый вентиль, регулирующий скорость прохождения воздуха (вращая его против часовой стрелки) в) перемещением тумблера снизу вверх включить .электроаспиратор г) путем вращения рукоятки крайнего правого вентиля установить скорость просасывания воздуха 25 л/мин. д) выключить электроспиратор (перемещением тумблера вниз) 3. Подготовить фильтр-датчик к работе: а) из кассеты извлечь комплект фильтра, вскрыть пакет, развернуть защитные кольца. Пинцетом взять фильтр и положить на весы б) взвесить фильтр на аналитических весах. ПРИМЕЧАНИЕ: В связи с тем, что взвешивание фильтров на аналитических весах требует специальной подготовки, то эту операцию производит преподаватель или лаборант. Поэтому просьба к студентам - не производить самим взвешивание фильтров. 4. Отвернуть гайку и снять прижимное кольцо в воздухозаборной воронке, поместить взвешенный фильтр в углубление воздухозаборной воронки, поставить прижимное кольцо v- завернуть гайку 5. Установить воздухозаборную воронку с фильтром в отверстие пылевой камеры, а конец резиновой трубки присоединить к крайнему правому штуцеру установки ПРУ-4 6. Включить бытовой электропылесос на 5-10 секунд, создав тем самым запыленную воздушную среду в пылевой камере 7. Одновременно с выключением бытовою эл/пылесоса включить установку ПРУ-4, протягивая через фильтр запыленный воздух в течении 4 минут, заметив время включения установки. По истечению четырех минут установку ПРУ-4 выключить 8. Отсоединить воздухозаборную воронку от пылевой камеры, отвернуть гайку, снять прижимное кольцо и фильтр. Фильтр взвесить на аналитических весах. 9. Данные опыта занести в таблицу 1, рассчитать концентрацию пыли, содержащейся в воздухе по формуле 1 Таблица 1
ПРИМЕЧАНИЕ: Величины предельных допустимых концентрации даны в приложении 1. СЧЕТНЫЙ АНАЛИЗ 1. Ознакомиться с устройством кониметра. 2. Рассмотреть пыльное пятно в микроскоп, для чего: а) вращением фланца основания добиться расположения под номером указанным преподавателем, под микроскопом; б) включить настольную лампу; в) вращением кольца с рефлением микроскопа и поворотом зеркала добиться ясной видимости сетки микроскопа, параллельных центральному квадрату линий, частичек пыли. 3. Определить размер пылинок, зная, что расстояние между сторонами центрального квадрата и параллельными линиями на сетке микрометра составляет 5 мкм. 4. Подсчитать число пылинок разных размеров в видимом поле микроскопа: до 5 мкм: более 15 мкм. Результаты внести в таблицу 2. Подсчитать % пылинок вышеуказанных размеров от общего количества пылинок для известного вещества. 5. Рассмотреть форму пылинок и указать в выводах. 6. Подсчитать число пылинок в 1 см воздуха, если известно, что отобрано 5 см запыленного воздуха. Таблица 2
Выводы: ОТЧЁТНОСТЬ В РАБОТЕ: 1. Начертить схему установки для определения запыленности воздуха и напел переносной ротационной установки. 2. После определения запыленности по весовому методу нанести данные в таблицу 1 экспериментальных и расчетных данных, сделать заключение о санитарно-гигиеническом режиме в данных производственных условиях. 3. Начертить схематический разрез кониметра. 4. После анализа пыли по счетному методу внести данные в таблицу 2 и сделать заключение о дисперсном составе данной пыли, форме ее частиц. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ1. Как изменяются физико-химические свойства вещества измельченного до высокодисперсного состояния? 2. Что такое производственная пыль и каковы ее размеры? 3. Классификация пыли по характеру действия на организм? 4. Методы исследования воздуха на запыленность и применяемые приборы? 5. Сущность весового метода и его преимущества? Сущность счетного метода и его преимущества? 7. Преимущества данного кониметра перед другими типами кониметров? 8. Схема установки для весового анализа пыли, устройство ПРУ-4? 9. Меры .безопасности при выполнении работы? 10. Что такое предельно-допустимая концентрация пыли в воздухе производственных помещений? литература
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Предельно-допустимая концентрация пыли в воздухе производственных помещений
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||