Методические указания

Вредные вещества

к практическому занятию по курсу “Безопасность труда”

_____________________________________________________________

Для изучения предлагаются следующие вопросы:

1. Определение понятий: вредное вещество, рабочее место, предельно‑допустимая концентрация (ПДК), максимальные разовые и среднесменные ПДК.

2. Классификация вредных веществ.

3. Оценка воздушной среды на соответствие нормативным требованиям при содержании в воздухе рабочей зоны: а) одного из вредных веществ, б) нескольких вредных веществ одновременно.

4. Классификация систем вентиляции.

5. Расчет количества воздуха, необходимого для вентиляции: а) по известной интенсивности поступления вредных веществ, б) по нормативной кратности воздухообмена.

6. Определение минимального количества наружного воздуха, требуемого для подачи в помещение.

7. Проветривание помещений по рециркуляционной схеме.

8. Требования к средствам местной вентиляции.

1. Проведение различных видов работ связано с возможностью контакта человека с вредными веществами. Вредными являются вещества, которые при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности могут вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами, как в процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений [6].

Вредные вещества могут поступать в организм человека через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт, неповрежденную кожу и слизистые оболочки глаз. Через дыхательные пути вредные вещества проникают в организм в виде газов, паров, аэрозолей. Большая часть производственных отравлений возникает в результате вдыхания вредных веществ.

Нормативными документами по охране труда устанавливаются предельно‑допустимые концентрации вредных веществ в воздухе на рабочем месте работника.

ПДК вредных веществ – концентрации, которые при ежедневной работе (не более 40 ч в неделю) на протяжении всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований [5].

В соответствии со ст. 209 Трудового кодекса РФ, рабочее место – место, где работник должен находиться или куда ему необходимо прибыть в связи с его работой и которое прямо или косвенно находится под контролем работодателя. Рабочее место включает в себя пространство (рабочую зону) высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которых работники находятся постоянно или временно.

Постоянное рабочее место – место, на котором работающий находится большую часть своего рабочего времени (более 50 % времени или более 2 ч непрерывно).

Для тех химических веществ, ПДК которых еще не определены, временно установлены ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ).

ПДК и ОБУВ являются обязательными санитарными нормативами для использования при проектировании и эксплуатации производственных зданий, технологических процессов, оборудования и вентиляции, а также для предупредительного и текущего надзора за условиями труда.

В ряде случаев контроль содержания вредных веществ на рабочем месте проводится по величине измеренных среднесменных и максимальных концентраций по сравнению с их предельно допустимыми значениями – максимальными разовыми (ПДКм) и среднесменными (ПДКсс) концентрациями [10].

Максимальная разовая концентрация – концентрация вредного вещества при выполнении операций (или на этапах технологического процесса), сопровождающихся максимальным выделением вещества в воздух на рабочем месте.

Среднесменная концентрация – средняя концентрация, полученная путем непрерывного или периодического отбора проб воздуха при суммарном времени не менее 75 % продолжительности рабочей смены, или средневзвешенная концентрация в течение всей смены в зоне дыхания работающих на местах постоянного или временного их пребывания.

В любой промежуток рабочего времени фактическая концентрация вредных веществ не должна превышать нормируемой ПДК, а в случаях, когда нормируется ПДКсс, – максимальной разовой концентрации (ПДКм).

Среднесменные концентрации необходимы для расчета индивидуальной экспозиции, выявления связи изменений состояния здоровья работающих с их профессиональной деятельностью. При этом учитывается верхний предел колебаний концентраций (максимальные концентрации) [2].

Основными нормативными документами, в которых устанавливаются ПДК вредных веществ, являются гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» и ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест». В настоящее время установлены ПДК более 2400 веществ.

ПДК некоторых вредных веществ, а также их агрегатные состояния, классы опасности и особенности действия на организм приведены в табл. 1 [8, 9].

2.По характеру воздействия на организм человека вредные вещества подразделяются на следующие группы [13]:

– токсические;

раздражающие;

сенсибилизирующие;

канцерогенные;

мутагенные;

влияющие на репродуктивную функцию.

Степень воздействия вредного вещества на организм можно оценить по классу опасности, установленному в зависимости от величины некоторых важных токсикологических показателей (ПДК, средняя смертельная концентрация в воздухе и др.). Вредные вещества разделяются на четыре класса опасности: 1 чрезвычайно опасные; 2 высокоопасные; 3 умеренно опасные; 4 малоопасные [6].

Таблица 1

Предельно‑допустимые концентрации вредных веществ

№ п/п Вещество Агрегат- ное состоя-ние** Класс опас- ности Особен- ности действия на организм** ПДК,мг/м3
в рабочей зоне* в атмосферном воздухе*
1 2 3 4 5 6 7  
Азота оксид (в пересчете на NO2) п О 5,0 0,085/0,04  
Акролеин п 0,2 0,03/0,01  
Алюминий и его сплавы а Ф 6/2 – /0,01  
Аммиак п 20,0 0,2/0,04  
Анилин+ п 0,3/01 0,05/0,03  
Ацетон п 800/200 0,35 / –  
Бензол+ п К 15/5 0,3/0,1  
Бериллий и его соединения a К, А 0,003/0,001 – /0,00001  
Борная кислота а – / –  
Бутилацетат п 200/50 0,1/ –  
Бутиловый спирт п 30/10 0,1/ –  
Водород цианид+ п О 0,3 – /0,01  
                         

* В числителе указана максимальная разовая, а в знаменателе – среднесменная ПДК; прочерк в числителе означает, что норматив установлен в виде среднесменной ПДК. Если приведен один норматив, то это означает, что он установлен как максимальная разовая ПДК.

return false">ссылка скрыта

** Для отражения информации об агрегатном состоянии, особенностях воздействия и путях проникновения в организм вредных веществ использованы следующие обозначения: О – вещества с остронаправленным механизмом действия, требующие автоматического контроля за их содержанием в воздухе; А – вещества, способные вызывать аллергические заболевания в производственных условиях; К – канцерогены; Ф – аэрозоли преимущественно фиброгенного действия; п – пары и/или газы; а – аэрозоль; п+а – смесь паров и аэрозоля; + – соединения, при работе с которыми требуется специальная защита кожи и глаз.

Продолжение табл. 1

1 2 3 4 5 6 7
Гексахлорциклогексан+ п+а 0,1 0,03/ –
Дихлорэтан+ п 30/10 3/1
Доломит а Ф – /6 0,5/0,15
Вольфрам а Ф – /6 – / –
Известняк а Ф – /6 0,5 /0,15
Йод+ п 1,0 – /0,03
Кадмий а К 0,05/0,01 – /0,0003
Кальцинированная сода а – / –
Карбофос+ п+а 1,5/0,5 0,015/ –
Керосин п 600/300 – / –
Ксилол п 150/50 0,2/ –
Метафос+ п+а 0,3/0,1 0,008/ –
Метиловый спирт п 15/5 1,0/0,5
Нитроксилол+ п 10/5 – / –
Нитрохлорбензол+ п 3/1 0,004/0,002
Озон п О 0,1 0,16/0,03
Ртуть п 0,01/0,005 – /0,0003
Свинец и его неорганические соединения а – /0,05 0,001/0,0003
Сера а Ф – /6 – / –
Серная кислота+ а 1,0 0,3/0,1
Сернистый ангидрид+ п 0,5/0,05
Сероводород п О 0,008/ –
Сероуглерод п 10/3 0,03/0,005
Стирол а – /5,0 0,002/ –
Тетраэтилсвинец+ п О 0,005 0,0001/ 0,00004
Тиофос+ а 0,05 0,02/0,01
Толуол п 150/50 0,6/ –
Углерод оксид п О 5,0/3,0
Углерод четыреххлористый п 20/10 4,0/0,7
Фенол п А 0,1 0,007/ –
Формальдегид п А 0,05 0,035/0,003
Хлор+ п О 1,0 0,1/0,03
Хлорофос п+а А 0,5 0,04/0,02

Окончание табл. 1

1 2 3 4 5 6 7
Циклогексан п 1,4/ –
Щелочи едкие+ а 0,5 – / –
Этилацетат п 200/50 0,1/ –
Этилбензол п 150/50 0,02/ –
Этилена окись п К 3/1 0,3/0,03
Этиловый спирт п 2000/1000 5/ –

Класс опасности учитывается при разработке требований, обеспечивающих безопасные и здоровые условия труда (по выбору методов защиты от воздействия вредных веществ, по контролю за содержанием вредных веществ в воздухе на рабочем месте, по выбору схем и способов расчета вентиляции в др.). Например, согласно требованиям нормативных документов, за содержанием в воздухе рабочей зоны веществ 1‑го класса опасности устанавливается непрерывный контроль, а за содержанием вредных веществ других классов – периодический контроль[3].

3.Оценка воздушной среды на соответствие нормативным требованиям при содержании в воздухе одного из вредных веществ производится по отношению фактической концентрации его в воздухе к ПДК, которое не должно превышать единицы. Если в воздухе рабочей зоны находятся одновременно несколько вредных веществ, то в таких случаях необходимо учитывать направленность их действия на организм.

Однонаправленным действием на организм, как правило, обладают [10]:

1) Комбинации веществ с одинаковой спецификой клинических проявлений:
– вещества раздражающего типа действия (кислоты, щелочи и др.);

– аллергены (фенол, формальдегид и др.);

– вещества наркотического типа действия (комбинации спиртов и др.);

– фиброгенные пыли;

– вещества, канцерогенные для человека.

2)Комбинации веществ, близких по химическому строению:

– хлорированные углеводороды (предельные и непредельные);

– бромированные углеводороды (предельные и непредельные);

– различные спирты;

– различные щелочи;

– ароматические углеводороды (толуол и бензол, толуол и ксилол);

– аминосоединения;

– нитросоединения и т. п.

3) Комбинации, изученные в эксперименте:

– оксид азота и оксид углерода;

– аминосоединения и оксид углерода;

– нитросоединения и оксид углерода.

При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия (сумма отношений фактических концентраций каждого из них (К1, К2, К3,…, Кn) в воздухе к их ПДК (ПДК1, ПДК2,…,ПДК3) не должна превышать единицы:

 

К1/ ПДК1 + К2/ ПДК2 +,…, + Кn/ ПДКn ≤ 1.

При содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ, не обладающих однонаправленным действием, концентрация каждого из них не должна превышать ПДК, установленного для каждого вещества в отдельности.

4. Одним из эффективных средств нормализации воздушной среды рабочих помещений является вентиляция. По способу перемещения воздуха в рабочих помещениях вентиляция делится на естественную, механическую (искусственную) и смешанную. При естественной вентиляции перемещение воздуха происходит под влиянием естественных факторов (теплового напора или действия ветра). При искусственной вентиляции воздух перемещается с помощью механических устройств (вентиляторов, эжекторов).

В зависимости от назначения вентиляция бывает приточная (для подачи воздуха), вытяжная (для удаления воздуха) или приточно-вытяжная.

По месту действия вентиляция разделяется на общеобменную и местную. При общеобменной вентиляции смена воздуха происходит во всем объеме помещения. Средства местной вентиляции позволяют удалить вредные вещества непосредственно от мест их образования, а также предотвратить их перемешивание с воздухом помещения. К ним относятся вытяжные зонты, вытяжные шкафы, бортовые и кольцевые отсосы и др. [1].

5. Расход воздуха для вентиляции рабочих помещений определяется расчетом в соответствии с требованиями нормативных документов [4, 7]. При этом используются различные методы расчета в зависимости от интенсивности поступления вредных веществ в рабочую зону и способа проветривания помещения.

При известной интенсивности поступления вредных веществ в рабочую зону и удалении их только средствами общеобменной вентиляции расход воздуха, подаваемого в помещения, может быть определено по формуле:

L = P/(Кдоп – Ко),

где L – расход воздуха, подаваемого в помещение, м3/ч; Р – интенсивность поступления вредного вещества, мг/ч; Кдоп ПДК вещества, поступающего в помещение, мг/м3; Кo концентрация того же вещества в поступающем для проветривания воздухе, мг/м3 (она не должна превышать 0,3 ПДК).

Если в помещении выделятся несколько вредных веществ однонаправленного действия, то требуемый расход воздуха определяется по формуле:

Lобщ = L1+L2+,...,+Ln ,

где L1, L2, Lnрасход воздуха, необходимый для разбавления каждого из вредных веществ однонаправленного действия в отдельности.

При выделении веществ разнонаправленного действия расход воздуха для вентиляции помещения следует принимать по большему из значений, полученных расчетом для каждого вещества в отдельности.

Интенсивность поступления вредных веществ определяется по характеристикам установленного в помещении оборудования, по материалам специальных измерений или расчетным способом. Ниже приведены ориентировочные значения интенсивности испарения некоторых жидкостей (г / м2 ч) с открытой поверхности при температуре 20 °С, атмосферном давлении 760 мм рт. ст. и скорости движения воздуха 0,25 м/с:

Метиловый спирт
Этиловый спирт
Ацетон
Бензол
Бензин
Этилацетат
Бутилацетат
Толуол
Амилацетат
Уайт-спирт
Бутиловый спирт
Ксилол
Циклогексан

В тех случаях, когда отсутствуют данные об интенсивности поступления вредных веществ или она незначительна, допускается, в качестве исключения, определить расход воздуха по нормативной кратности воздухообмена.

Кратностью воздухообмена называется отношение количества воздуха, подаваемогоь расход воздуха по нормативной кратности воздухообмена.

Кратностью воздухообмена называется отношение количества воздуха, подаваемого в помещение или удаляемого из него в течение 1 ч, к объему помещения. Иными словами, кратность воздухообмена – количество полных замен воздуха, находящегося в помещении, на свежий в течение 1 ч. Определение расхода воздуха Lкр3/ч) с учетом нормируемой кратности воздухообмена производят по формуле:

Lкр=Vk,

где k – нормативная кратность воздухообмена; V – объем помещения, м3.

Значение нормативной кратности устанавливается отраслевыми нормативными документами в зависимости от назначения помещений. В табл. 2 приведены значения нормативной кратности воздухообмена по притоку и вытяжке для некоторых помещений научно-исследовательских организаций [10].

Таблица 2