2.1. ДЕЙСТВИЕ ПЫЛИ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

Пыль – мельчайшие частицы вещества, взвешенные в воздухе и пред­ставляющие собой дисперсную систему (аэрозоль), в которой дисперсной фа­зой является твердое вещество, дисперсной средой – воздух.

В условиях производства выделение пыли связано с процессами механи­ческого измельчения – дробления, помола, истирания, транспортирования и загрузки твердых пылящих материалов. Пыли, возникающие при горении, плавлении, возгонке, термических процессах, называются дымами.

По способу образования пыль делится на аэрозоль дезинтеграции и аэро­золь конденсации. Аэрозоль дезинтеграции получается в результате измельче­ния твердого вещества – при размоле, дроблении, механической обработке, транспортировании сыпучих материалов. Например, выделение в воздух пыли сахара при его размоле, пыли муки при транспортировании, пыли корицы, перца при фасовке.

Аэрозоль конденсации выделяется в результате испарения и последующей конденсации в воздухе. Например, при электросварке образуется аэрозоль ме­таллов электродов, при литье полимеров – аэрозоль ди-тримеров.

По химическому составу пыль подразделяется на органическую, неорга­ническую и смешанную. К органической пыли относится пыль растительная: мучная, сахарная, крахмальная, корицы, перца, какао и др., а также живот­ная – костная, рыбная, волосяная и др. К неорганической пыли относится пыль минеральная: песчаная, стеклянной ваты, цементная, угольная и т. д., металлическая (медная, никелевая, алюминиевая и т. д.).

К смешанной пыли относится смесь пыли органической и неорганической, например примесь диоксида кремния в зерновой пыли.

Действие пыли на организм зависит от ее характеристик. Важное значе­ние имеют размеры пылевых частиц. Размеры взвешенных в воздухе частиц обусловливают их свойство – способность удерживаться в воздухе или выпа­дать из него. Каждая взвешенная в воздухе частица подвергается воздейст­вию силы тяжести и силы трения с воздухом при ее падении. Более мелкие пылинки оседают во много раз медленнее крупных. Для частиц размером 0,5 мкм броуновское перемещение соизмеримо с перемещением при падении, для частиц размером 0,015–0,005 мкм броуновское перемещение при свобод­ном падении является определяющим.

Дисперсность пылевых частиц имеет важное значение, так как наиболь­шей биологической активностью обладает пыль с пылинками размером до 5 мкм, наиболее глубоко проникающими в легкие и задерживающимися в них.

При оценке действия пыли на организм имеют значение форма частиц (округлая или игольчатая), твердость, острота краев.

Растворимость пыли в средах организма также влияет на опасность пы­ли. Так, мучная и сахарная пыли хорошо растворяются и относительно легко выводятся из легких. Пыль зерновая, хлопковая и другие надолго задержи­ваются в легких и вызывают развитие заболевания.

Важное значение в характере действия пыли имеют химический состав и примеси в ней, особенно примеси свободного диоксида кремния.

Электрические свойства пыли оказывают воздействие на устойчивость аэ­розоля, скорость осаждения частиц и характер действия на организм. При разноименном заряде частицы притягиваются друг к другу и оседают из воз­духа.

Пыль может быть загрязнена микробами, бактериями, грибками и др. Так, хлопковая, зерновая, мучная пыли могут содержать грибки.

Однако решающее значение в биологическом действии пыли имеет коли­чественное содержание ее в воздухе производственного помещения, превы­шающее уровень предельно допустимой концентрации (ПДК) (табл. 5).

1. Предельно допустимые концентрации пыли, выделяющейся в воздух предприятий (ГОСТ 12.1.005–76 ССБТ)

2. Характеристика взрыво- и пожароопасности некоторых пылей пищевых производств

Многие виды пыли способны образовывать с воздухом взрывоопасную смесь. К ним относится большинство пылей пищевых производств; мучная, крахмальная, сахарная, табачная и др.

Взрыво- и пожароопасные пыли делятся на четыре класса. Критерием от­несения пыли к тому или иному классу является значение нижнего предела взрыва.

Пыли, характерные для пищевых производств, относятся ко всем четы­рем классам (табл. 6).

I  класс включает наиболее взрывоопасные пыли с нижним пределом взры­ва до 15 г/м³ (шрот подсолнечный и хлопковый, сахарная пыль).

II   класс – взрывоопасные пыли с нижним пределом взрыва 16–65 г/м³
(крахмальная, чайная, мучная и др.).

• класс – наиболее пожароопасные пыли с температурой самовоспла­менения в куче до 250°С (табачная пыль).
• класс включает пыли с температурой самовоспламенения при тех же условиях – выше 250°С

Пыль, находящаяся во взвешенном состоянии в воздухе помещений, взры­воопасна. Осевшая пыль (аэрогель) пожароопасна. При определенных усло­виях она способна переходить во взвешенное состояние, образовывая взры­воопасные смеси.

Пыль может оказывать неблагоприятное действие на организм, вызывая заболевания органов дыхания, кожи и слизистых оболочек глаз:

пыль, содержащая свободный диоксид кремния, – силикоз, наиболее тяже­лые заболевания легких;

мучная пыль – бронхиальную астму, кожный зуд, заболевания верхних дыхательных путей – риниты;

пыль ванили, корицы – кожные заболевания, особенно на пальцах, тыль­ной поверхности кистей, на запястье и предплечье;

табачная пыль – бронхиты, конъюнктивиты, атрофические состояния сли­зистой оболочки носа, глотки и гортани.

Зерновая пыль может вызвать острое общее заболевание организма че­ловека – «зерновую лихорадку», выражающуюся ознобом, сильной головной болью, головокружением, болью в глазах, сердцебиением, тошнотой, кашлем, повышением температуры тела, одышкой; хронические заболевания верхних дыхательных путей – хронические риниты, фарингиты, бронхиты, пневмонии, изъязвление носовой перегородки.

Зерновая пыль может также вызвать поражение кожи, которое получи­ло название «зерновой чесотки». Пыль, образующаяся при просеивании соло­да, может вызвать заболевание кожи, получившее название «чесотка солодов­ников», которое характеризуется зудом и мелкопузырчатой или мелкопапулез­ной сыпью.

«Легкие фермера» – остро и подостро протекающий микоз с выраженным аллергическим компонентом.

Все указанные изменения в состоянии здоровья связаны как с воздейст­вием самой органической пыли с примесью диоксида кремния, так и с нали­чием на зерне, особенно на лежалом или обработанном с нарушением регла­мента, и в зерновой пыли спор и грибков плесени, а также актиномицетов. Действие плесневых грибков одновременно токсическое и сенсибилизирующее. Определенное значение имеет и бактериальная обсемененность зерновой пыли.

2.2 КОНТРОЛЬ ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА

Запыленность воздуха характеризуется: 1) количеством пыли в милли­граммах на кубический метр воздуха; 2) дисперсным составом пыли; 3) фи­зико-химическими свойствами пыли (химическим составом, морфологией пыле­вых частиц, их зарядом).

Количество пыли в воздухе. Определяется весовым методом, путем про­тягивания воздуха производственного помещения через фильтр, который взве­шивается до и после протягивания запыленного воздуха. Отбор проб воздуха проводится на уровне дыхания человека.

Необходимые приборы:

1) побудитель движения воздуха. В качестве побудителя движения воз­духа могут быть использованы электроаспиратор, бытовой пылесос, эжектор. Электроаспиратор состоит из воздуходувки, создающей отрицательное давле­ние электромотором, и четырех реометров (рис. 6). Два реометра градуиро­ваны от 0 до 20 л/мин и служат для отбора проб воздуха на запыленность. Два других реометра градуированы от 0 до 1 л/мин для отбора проб на со­держание в воздухе газов. Реометры применяются при отборе проб воздуха в невзрывоопасных помещениях при наличии подводки электрического тока, скорость отбора 10 л/мин. При малой запыленности протягивают до 0,5 м³ воздуха, при большой– 100–120 м³.

Рис 6. Приборы для контроля запыленности воздуха:

1 – аллонжи с фильтром; 2 – штатив; 3 – резиновая трубка; 4 – электроаспиратор с
реометрами

Бытовой пылесос может быть использован в качестве побудителя движе­ния воздуха с присоединенными к нему реометрами: жидкими или сухими.

Эжекторный аспиратор АЭРА протягивает воздух через аллонж с фильт­ром с помощью эжекционного устройства во взрывоопасных помещениях и при отсутствии подводки электрического тока;

2)    фильтрующие материалы. Используются из перхлорвиниловой ткани ФПП, ваты стеклянной, бумажной. Фильтр аналитический аэрозольный (АФА) применяется для разных видов анализа с учетом маркировки. Например, фильтры АФА-ВП-10 предназначены для определения концентрации аэродисперсных примесей (пыли, дыма и тумана). Фильтр АФА-Х-10 аэрозоля химического, цифра «10» обозначает фильтрующую поверхность (10 см²);

• аллонжи металлические или пластмассовые для отбора проб на фильт­ре АФА и стеклянные для отбора проб на вату (рис. 7);
• весы аналитические или торзионные.

Рис. 7. Аллонжи для отбора проб воздуха на фильтры АФА:

1 – фильтры АФА из ткани ФПП-15; 2 – пластмассовый аллонж с фильтром; 3 –ме­таллический аллонж; 4 – корпус кассеты; 5 – прокладки; 6– кассета бумажная

Ход анализа: фильтр до и после отбора пробы взвешивают на аналитических или торзионных весах на подложке из алюминиевой фольги. Перед взвешиванием фильтры выдер­живают в помещении 30 мин. Бактериологиче­ское исследование воздуха проводится с помо­щью прибора Кротова (рис. 8).

Рис. 8. Прибор Кротова для бактериологического исследования воздуха:

1 – клиновидная щель; 2 – вращающийся диск; 3 – рео­метр

Концентрацию пыли в воздухе К (в мг/м³) производственного помещения рассчитывают по формуле

К = Р₂ – Р₁ • 1000 / Q_t,

где Р₂ – масса фильтра после отбора пробы, мг; Р₁ – масса фильтра до отбора пробы, мг; Q – расход воздуха, л/мин; t – продолжи­тельность отбора пробы, мин; 1000 – пересчет литров в кубические метры.

Полученный результат сравнивается с ПДК пыли, указанной в ГОСТ 12.1.005–76.

Дисперсность пыли. Определяется путем микроскопии осветленного фильтра АФА после вычисления содержания пыли в воздухе. Фильтр укладывают загрязненной пылью сто­роной на предметное стекло и обрабатывают парами ацетона, под влиянием которых он превращается в прозрачную пленку и фиксиру­ет пыль на поверхности стекла.

Дисперсность пыли определяют под микро­скопом с использованием микрометрической линейки. Предварительно устанавливают цену деления ее при помощи объ­ектива-микрометра.

После определения цены деления на столик микроскопа устанавливают пылевой препарат. Подводя пылинки под линейку, определяют размер каж­дой по наибольшему ее диаметру. Измерение проводят для 100 пылинок или более и рассчитывают дисперсность пыли в процентах пылевых частиц.

2.3. СРЕДСТВА КОЛЛЕКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ

Профилактические мероприятия по ограничению неблагоприятного дейст­вия пыли на производстве включают комплекс технических, санитарно-технических, организационных и медико-профилактических мероприятий. Наиболее эффективными мероприятиями являются:

технические мероприятия, направленные на гигиеническую оптимизацию технологического процесса, оборудования, комплексную автоматизацию произ­водства, механизацию процессов, особенно связанных с загрузкой, дозирова­нием, разгрузкой, размолом, транспортированием сыпучих материалов, бес­тарное хранение муки, сахара и др.;

герметизация оборудования, герметичное соединение аппаратов в техно­логической цепочке;

укрытие и аспирация воздуха на участках пылеобразования (дозирова­ние, размол, смешение и др.) с дальнейшей очисткой удаляемого воздуха от пыли.

Ориентировочно допустимое содержание пыли в вентиляционных выбро­сах С₁ (в кг/м³) при расходе воздуха более 4,16 м³/с определяют по фор­муле

С₁ = 100K,

где К – коэффициент, определяемый в зависимости от величины ПДК пыли в воздухе производственных помещений:

Для кондитерской и хлебопекарной отраслей пищевой промышленности С₁ = 100 • 1,0 = 100 кг/м³ (ПДК органической пыли – мучной, сахарной, какао и др. 6 мг/м³).

При объеме вентиляционных выбросов меньше 4,16 м³/с допустимое со­держание пыли в выбросах С₂ (в мг/м³) определяют по формуле

С₂ = (160 – 4L) K:,

где L – объем вентиляционного выброса, м³/с

Почти все виды пыли, улавливаемые пылеочистными устройствами на предприятиях пищевой промышленности, могут быть использованы для пере­работки.

В связи с тем что практически все пыли пищевых производств являются взрывоопасными и горючими, при проектировании аспирации и пылеулавли­вания должны быть обеспечены взрыво- и ложаробезопасностью.

Для борьбы со статическим электричеством все отопительно-вентиляционное оборудование (в том числе и пылеулавливающие устройства), металличе­ские воздуховоды и трубопроводы, предназначенные для помещений с произ­водствами категорий А, В и Е, а также воздуховоды, трубопроводы и уста­новки, предназначенные для удаления взрывоопасных веществ от местных от­сосов, заземляются.

Возникновение зарядов статического электричества при перемещении взрыво- и пожароопасной среды по трубопроводам и воздуховодам, если не будут приняты специальные меры, может привести к взрыву и пожару.

Системы местных отсосов и системы общеобменной вентиляции проекти­руются отдельно.

Электродвигатели местных отсосов, удаляющих взрывоопасные вещества, блокируются с пусковыми устройствами технологического оборудования, с тем чтобы они не могли работать при бездействии местных отсосов.

Вентиляционное оборудование, в том числе пылеулавливающие устройст­ва, системы местной вытяжной вентиляции и местных отсосов для помещений с производствами категорий А, Б и Е допускаются во взрывобезопасном ис­полнении.

ПУЭ предусматривают типы электрооборудования, допускаемого к разме­щению непосредственно в обслуживаемых помещениях, а также в помещени­ях, предназначенных для вентиляционного оборудования в зависимости от класса помещения.

Очистка воздуха от взрывоопасной пыли, удаляемой системами местных отсосов, как правило, проводится в мокрых пылеулавливающих устройствах, если это не противоречит технологическим требованиям, с последующим воз­вратом в производство (пыль сахарная, крахмальная, глюкозная).

Сухие пылеотделители для очистки воздуха от взрывоопасной пыли, уда­ляемой местными отсосами, устанавливаются перед вентиляторами.

Концентрация взрывоопасных газов, паров и пыли в воздуховодах не должна превышать 50% нижнего предела взрываемости, что определяется количеством воздуха, перемещаемого по воздуховодам вытяжных систем местных отсосов.

Помещения для сухих пылеотделителей и другого оборудования местных отсосов, удаляющих взрывоопасные вещества, не допускается размещать под помещениями с постоянным или временным, но массовым пользованием лю­дей, к которым, например, относятся помещения для обогрева работников, помещения общественного питания, здравпункты, красные уголки, залы со­вещаний и т. п.

Отдается предпочтение вакуумной уборке помещений от пыли посредст­вом промышленных пылесосов или центральных пылесосных установок (ЦПУ). Ручная уборка, а тем более сдув пыли с очищаемой поверхности струей сжа­того воздуха недопустимы, так как вторично поднимаются в воздух осевшая пыль и в первую очередь тонкодисперсная пыль.

Рис. 9. Средства индивидуальной защиты органов дыхания:

а – противопылевой   респиратор   ШБ-1   «Лепесток»;   б – противопылевой   респиратор «Астра-2»; в – шланговый противогаз ПШ-1; г – кислородный изолирующий противогаз КИП-5; д – универсальный респиратор РУ-60М

2.4. СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ

Средствами индивидуальной защиты органов дыхания от пыли являются противопылевые респираторы «Лепесток-200», «Лепесток-40» и «Лепесток-5». Цифры означают максимальное превышение ПДК (не более чем в 200, 40 или 5 раз) (рис 9).

Респиратор «Астра-2» предназначен для защиты от высокодисперсных аэ­розолей. Лицевой частью респиратора служит резиновая полумаска, снабжен­ная клапаном выхода и двумя полиэтиленовыми патронами с клапанами вхо­да. В патроны вкладываются гофрированные сменные фильтры из материала ФПП-15. При тяжелых работах используются также респираторы типа Ф-62Ш.

Универсальный респиратор РУ-60М представляет собой резиновую полу­маску со сменными патронами тех же четырех марок и фильтрами для защи­ты от аэрозолей.

Защита кожи от воздействия пыли достигается использованием рацио­нальной спецодежды, защитных мазей и паст. В комплекс санитарно-бытовых помещений производств, связанных с пылевыделением, входят душевые, поме­щения для обеспыливания одежды, хранения и перезарядки респираторов.