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)

Вещество

ПДК, мг/м3

Класс опас­ности

Алюминия диоксид в виде аэрозоля дезинтегра­ции (глинозем, электрокорунд, монокорунд)

6

4

Железа диоксид с примесью окислов марганца до 3%

6

4

Железа диоксид с примесью фтористых или от 3 до 6% марганцевых соединений

4

4

Зерновая пыль (вне зависимости от содержания диоксида кремния)

4

4

Зола горючих сланцев

4

4

Известняк

6

4

Кремнеземсодержащие пыли:

   

а) кремния диоксид кристаллический: кварц, кристобалит, тридимит при содер­жании их в пыли свыше 70% (кварцит, динас и др.)

1

3

б) кремния диоксид кристаллический при содержании его в пыли от 10 до 70% (гранит, шамот, слюда-сырец, углеродная пыль и др.)

2

4

в) кремния диоксид кристаллический при со­держании его в пыли от 2 до 10% (горю­чие кукерситные сланцы, медно-сульфидные руды, углепородная и угольная пыль, глина и др.)

4

4

Кизельгур

1

2

Кремния карбид (карборунд)

6

4

Магнезит

10

4

Никель

0,5

2

Нитроаммофоска

4

4

Пыль растительного и животного происхождения:

   

с примесью диоксида кремния более 10% (лубяная, хлопковая, хлопчатобумажная, льняная, шерстяная, пуховая и др.)

2

4

с примесью диоксида кремния от 2 до 10%

4

4

с примесью диоксида кремния менее 2% (мучная, какао, хлопчатобумажная, древес­ная, сахарная, крахмальная, сухого молока и др.)

6

4

Сажи черные промышленные с содержанием 3,4-бенз-(α)-пирена не более 35 мг на 1 кг Силикаты и силикатсодержащие пыли:

4

4

асбест природный и искусственный, а также смешанные асбестопородные пыли при содер­жании в них асбеста более 10%

2

4

асбестоцемент

6

4

асбестобакелит (волокнит), асбесторезина

8

4

тальк, слюда-флагопит и мусковит

4

4

стеклянное и минеральное волокно

4

4

Цемент, оливин, апатит, форстерит, глина

6

4

Табак

3

3

Тальк

4

4

Углеродные пыли:

   

кокс нефтяной, сланцевый, электродный

6

4

Каменный уголь с содержанием диоксида крем­ния менее 2%

10

4

  1. Характеристика взрыво- и пожароопасности некоторых пылей пищевых производств

Пыль

Влаж­ность, %

Золь­ность, %

Температура самовоспла­менения, °С

Нижний предел взрыва, г/м3

Класс пожаро- и взрыво­опасности

Шрот

подсолнечный

8,39

7,45

775

7,6

I

хлопковый

7,63

7,10

875

10,1

I

Мука

         

ячменная

11,28

2,54

750

32,8

II

пшеничная

11,05

1,49

825

35,3

II

Крахмал картофельный

17,80

3,35

40,3

II

Мука

         

ржаная

10,3

1,9

875

27,7

II

овсяная

10,9

3,3

775

30,2

II

Пыль

         

табачная

1,8

7,7

205 (гель)

101,0

III

чайная

900

32,8

II

Сахар свекловичный

525

8,9

I

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 / Qt,

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:

ПДК пыли, мг/м3

до 2

от 2 до 4

от 4 до 6

от 6 до 10

K

0,3

0,6

0,8

1,0

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

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.