Определение запыленности воздуха весовым методом
Концентрацию пыли измеряют весовым методом – фильтрацией определенного объема запыленности воздуха и последующим определением массы уловленной пыли. Зная количество воздуха, прошедшего через фильтр, можно вычислить массу пыли, содержащейся в 1 м 3 воздуха (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Схема лабораторной установки: 1 – камера,
имитирующая производственное помещение; 2 – фильтр;
3 – патрон; 4 – барометр; 5 – аспиратор модели 822
В лаборатории установка находится в собранном виде, поэтому студенту необходимо ознакомиться с нею.
Ø Взвесить на аналитических весах чистый фильтр с точностью до 0,1 мг, 
, мг.
Взвешенный фильтр закрепить в патроне, присоединенном к камере, имитирующей помещение, где отбирается пылевая проба.
Ø Включить аспиратор и в течение 5 мин производить отбор пробы.
В процессе отбора пробы записать показание шкалы реометра (расход воздуха) 
, л/мин.
Ø По истечении времени фильтрации выключить ротационную установку, вынуть запыленный фильтр из патрона и взвесить его на аналитических весах 
, мг.
Ø Рассчитать концентрацию пыли в воздухе, мг/м 3 , по формуле
, (4.1)
где 
– масса пыли, осевшая на фильтрах, мг; 
– объем воздуха, л, пропущенный через фильтр и приведенный к стандартным условиям в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88, температура 293 К, атмосферное давление 760 мм рт. ст.
, (4.2)
где – расход воздуха, л/мин; 
– продолжительность фильтрации, мин; 
– температура воздуха в месте отбора пробы, °С; 
– атмосферное давление, мм рт. ст.
Ø Полученный результат сравнить с предельно допустимой концентрацией, приведенной в табл. 4.1, заполнить табл. 4.2 и сделать выводы.
Источник
Весовой метод
Весовой метод является наиболее гигиенически обоснованным методом оценки запыленности воздуха рабочей зоны. Он положен в основу действующей системы стандартов безопасности труда (ССБТ) как стандартный. Сущность метода заключается в том, что определенный объем запыленного воздуха пропускают через высокоэффективный фильтр и по увеличению массы и объему профильтрованного воздуха рассчитывают массовую концентрацию пыли:
, (2.1)
где с – массовая концентрация пыли, мг/м 3 ; Gn – масса пыли, осевшей на фильтре, мг; V0 – объем профильтрованного воздуха, приведенного к нормальным условиям (температуре 0 о С и барометрическому давлению B0 = 760 мм рт. ст.), м 3 .
, (2.2)
где P0, P – барометрическое давление, Па, соответственно при нормальных и рабочих условиях (P0 = 101325 Па, P = B133,322 Па); Т – температура воздуха в месте отбора пыли, о С; V – объем воздуха, пропущенного через фильтр при температуре Т и давлении В, м 3 ,
, (2.3)
где – объемная скорость просасывания воздуха через фильтр, л/мин; – продолжительность отбора пробы, мин.
Рассчитать массовую концентрацию пыли можно также с помощью подстановки значения V из формулы (2.3) в формулу (2.2) и V0 из формулы (2.2) в формулу (2.1):
. (2.4)
Счетный метод
В ряде отраслей промышленности предъявляются повышенные требования к чистоте воздушной среды, например для изготовления радиоэлектронной аппаратуры, кинофотоматериалов, медицинских препаратов и т.п. Здесь действуют ведомственные нормы к качеству воздуха, которые устанавливают предельно допустимые концентрации пыли в счетных показателях, выражающихся в числе частиц на литр или на см 3 . Контроль запыленности воздуха в этом случае осуществляется счетным методом. Сущность его заключается в предварительном выделении пыли из воздуха и осаждении ее на предметных стеклах с последующим подсчетом числа частиц с помощью микроскопа. Разделив определенное расчетом число частиц на объем воздуха, из которого они осаждены, получают счетную концентрацию пыли (частиц/л):
,
где Кп – количество полей зрения (клеток сетки) в 1 см 2 окуляра микроскопа; nср – среднее количество пылинок в одном поле зрения, определенное на основе подсчета в пяти различных клетках; F – площадь основания емкости, из которой осаждены пылинки, см 2 ; V, h – объем и высота этой емкости соответственно, см 3 и см.
Для определения счетной концентрации пыли применяются кониметры, состоящие из увлажнительной трубки, поршневого насоса, приемной камеры и предметного стекла, поточные ультрамикроскопы ВДК, фотоимпульсные приборы и др. Наиболее распространен автоматический счетчик частиц типа АЗ-2М, позволяющий одновременно с замером счетной концентрации определять дисперсный состав пыли.
Определение концентрации пыли весовым методом
1. Отбор пробы воздуха. Для определения концентрации пыли весовым методом необходимо пропустить определенный объем воздуха (от 200 до 1000 л) через фильтр. Выбор места отбора воздуха зависит от цели исследования. При проверке санитарных условий в производственных помещениях пробу воздуха отбирают на рабочих местах в зоне дыхания работающих, т.е. на высоте 1,2–1,5 м от уровня рабочей площади. На каждом рабочем месте отбирают две пробы.
При проведении лабораторной работы пробу воздуха отбирают из специальной пыльной камеры (рис. 2.4). Предварительно взвешивают фильтр на аналитических весах с точностью до 0,2 мг и вкладывают в патрон 2. В пыльную камеру 1 помещают пыль, которую поддерживает во взвешенном состоянии генератор 3. Объем воздуха, который необходимо пропустить через фильтр, зависит от степени запыленности и контролируется с помощью реометра 5, соединенного с патроном (фильтром) 2 резиновым шлангом 4. Запыленный воздух из пыльной камеры просасывают через фильтр при помощи компрессора.
Рис. 2.4. Установка для отбора пробы воздуха
Включают генератор пыли, затем реометр, регулируя им расход воздуха, отбирают пробу, отмечая время начала и окончания отбора. Пропустив данный объем воздуха, включают генератор пыли и реометр. Для восстановления первоначальной влажности фильтра его выдерживают в камере 20 – 15 мин, затем взвешивают. Таким образом отбирают 3 пробы.
2. Расчет результатов анализа. Концентрацию пыли вычислить по формуле (2.4). Результаты наблюдений и расчетов записать (см. табл. 2.1). Для гигиенической оценки запыленного воздуха на рабочем месте (по ГОСТ 12.1.005–88) экспериментально найденную концентрацию пыли сравнить с предельно допустимой величиной (см. прил. 1). Сделать соответствующий вывод по результатам опытов.
Источник
Исследование запыленности воздушной среды
Печатается по решению РИС НовГУ
Цель работы: определение в воздухе производственных помещений концентрации пыли весовым методом.
Рецензент Канд. техн. наук
Исследование запыленности воздушной среды
производственных помещений: Метод, указания, /сост.: , |], ; НовГУ, Великий Новгород, 2005.- 8 с.
Рассмотрены методы определения в воздухе производственных помещений концентраций пыли.
Методические указания предназначены для студентов всех специальностей.
© Новгородский Государственный Университет, 2005
Производственной пылью называют частицы твёрдых веществ, образующихся при различных производственный процессах (дроблении, размоле, транспортировки, просеивании, подаче в аппараты, расфасовке, затаривании и т. д.) и способные более или менее длительное время находиться во взвешенном состояний воздухе.
Продолжительность нахождения частиц во взвешенном состоянии зависит от их величины и прочности. Величина частиц бывает самых различных размеров» В зависимости от размеров пылевые частицы подразделяются: пыль с частицами размером 10 мкм, оседающими в неподвижном воздухе с возрастающей быстротой — крупнодисперсное облако или пылевой туман; с частицами размером 10-0,1 мкм, медленно оседающими в неподвижном воздухе — среднедисперсная пыль; с частицами менее 0,1 мкм, почти не оседающими и быстро рассеивающимися в окружающей среде — мелкодисперсная.
Физико-химические свойства пыли характеризуется её происхождением и методом образования (размельчением, конденсацией, сгоранием). По происхождению пыль бывает: органическая и неорганическая. К органической относят пыль растительного (древесная, льняная, мучная), животного (шерстяная, волосяная, размолотых костей), химического (пластмасс, химических волокон и других органических продуктов) происхождения. К неорганической пыли относят пыль металлов (медная, чугунная, алюминиевая), различных минералов (известковая, цементная; асбестовая и др.). Пыль, состоящая из органических и неорганических частиц — называется смешанной.
По воспламеняемости и взрывоопасное™ пыль разделяют на негорючую (песчаная, асбестовая и др.), горючую (древесная» хлопковая) и взрывоопасную (угольная, алюминиевая, магниевая, мучная, сахарная и др.).
По химическому составу пыль может быть токсичной и нетоксичной (раздражающей). Токсичная пыль (свинцовая, хромовая, марганцевая и др.) попадая в органы пищеварения даже в относительно малом количестве, вызывает интоксикацию (отравление). Раздражающая паль — известковая, цементная и др. могут вызвать раздражения слизистой оболочки глаз. Возможны и кожные заболевания — особый
вид экземы. По дисперсности — наибольшую опасность для организма представляет мелкодисперсная пыль (частицы размером менее 0,1мм). Они не задерживается в верхних дыхательных путях, а, проникая в • лёгкие оседают в них и приводят к развитию патологического процесса, который получил название пневмокониоза. Пневмокониозы пылевые заболевания лёгких. Наиболее распространёнными являются: силикоз, вызванный воздействием кварцевой пыли, антракоз — угольной, сидероз — железосодержащей, астестоз — асбестовой, амониликоз — алюминиевой, талокоз — талькозой. Наибольшей агрессивностью из перечисленных видов пыли обладает кварцевая пыль.
Государственным комитетом Совета Министров СССР по стандартам от 01.01.01г, утверждён ГОСТ 12.1.005-88. «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования» В нём приведены предельно-допустимые концентраций (ПДК) пыли в воздухе рабочей зоны производственных помещений» мг/м3.
Под предельно-допустимой концентрацией (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны понимается концентрация, которая при ежедневной работе в течение 8 ч, или другой продолжительности, но не более 41ч. в неделю в течение всего рабочего времени не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современным методом исследования в процессе работы или в отдельные сроки жизни настоящего и последующего поколений.
Основные меры по снижению запылённости среды заключаются в герметизации производственных процессов, сопровождающихся пылевыделением, устройстве местных отсосов непосредственно у источников пылевыделения, автоматизация и роботизация технологических процессов с выделением большого количества пыли.
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 пыли в окружающей атмосфере.
II. Основные методы исследования
Исследование пыли проводят весовым, счётным, электрическим и фотоэлектрическим методами.
Сущность способа заключается а том, что точно измеренный объём исследуемого воздуха пропускается через фильтр, заложенный в пылеприёмник (аллонж). Этот способ определения запылённости воздуха в России является основным. Фильтры могут быть из гигроскопической ваты, обеззоленные бумажные фильтры, фильтры АФА-В10, АФА-В-18, АФА-В-20 и другие.
Недостатки фильтров из гигроскопической ваты:
1) большие затраты времени на подготовку и обработку аллонжей;
2) необходимость протягивания через аллонж большого объём
воздуха; 3) большие затрата времени для отбора проб;
3) относительно низкая точность взвешивания, ввиду их большого
веса.
Недостатки использования обеззоленных бумажных фильтров: в основном те же, что и ватных фильтров, но кроме того, эти фильтры нельзя применять при определении запылённости воздуха на угольных, сланцевых и других шахтах, в которых пыль горит или её вес изменяется при прокаливании.
Аспирационный фильтр аналитический АФА-В, предназначенный для определения запылённости воздуха весовым способом, изготовляется из фильтрованной противопылевой ткани ФПП-15, имеющей заряд статического электричества. Для удобства обращения края фильтров спрессовываются, и они помещаются в защитные кольца. После отбора проб рекомендуется фильтры выдержать, перед взвешиванием в эксикаторе в течение 30 мин (если влажность высокая была при отборе).
Приборы для протягивания воздуха через фильтр.
В качестве этих приборов широкое распространение получили эжекторы, работающие от сети сжатого воздуха, электрические воздуходувки аспирационные эжектроные приборы типа АЭР-4М и ФЭРА.
Счётным методом, кроме определения числа пылинок, содержащихся в 1см3 воздуха, определяется также и дисперсный состав пыли, т. е. крупность пылинок, также форма пылинок. Этим способом обычно пользуются при определении эффективности различных средств
борьбы с пылью. Сущность способа заключается в осаждении из определённого объёма воздуха пыли на стекле и исследовании её под микроскопом.
Для отбора проб пользуются конденсационно-ударным счетчиком пали №1, счётчиком ТВ К, счётчиком НИТРИзолото СН-2 и другие.
Определения концентрации пыли заключается в осаждения её в * электрическом поле высокого напряжения и последующем счёте частиц > под микроскопом.
Наиболее простым методом, позволяющим производить систематический контроль запылённости на рабочее месте, является этот метод, при помощи пылемера ФПГ-б, основанном на принципе измерения ослабления монохроматического параллельного пучка световых лучей, проходящего через слой запылённого воздуха,, с помощью сернисто-серебряного фотоэлемента и гальванометра.
III. Описание лабораторной установки.
Определяется концентрация пыли в объёме воздуха Весовой метод — наиболее простой и надёжный способ определения концентрации пыли. Пробы отбираются просасыванием — воздуха ротационной установкой через специальные аналитические аэрозольные фильтры АФА-В №18 или АФА — В — 10 («В» — означает «весовой», а 18 и 10 — величина фильтрирующей поверхности в см2). С помощью ротационной установки ПРУ — 4, можно отбирать одновременно четыре пробы, из них две — со скоростью прохождения воздуха от 1 до 25 л/мин м две — со скоростью 0,3-1,0 л/мин. Фильтром улавливаются содержащиеся в воздухе пылевые частицы. Зная количество примесей, задержавшихся на фильтре, скорость и время просасывания воздуха через данный фильтр, можно определить количество пыли в единице объёма воздуха по формуле:
q\ -вес чистого фильтра, мг.; j
q2 — вес запылённого фильтра, мг.;
VQ — объём воздуха, прошедшего через фильтр, м3
Vt — объём. протянутый через фильтр при температуре и
давлении в условиях опыта;
В — барометрическое давление в месте отбора пробы,
t — температура воздуха в месте отбора пробы, °С
Основные части установки:
1. установка ПРУ-4
2. камера, в которой искусственно создаётся запылённая
производственная среда
3. весы аналитические
4. муфельная печь
Весовой анализ запылённости воздушной среды
1. Предварительно просушенный в сушилке и взвешенный на
аналитических весах специальный фильтр (АФА) поместить в
фильтродержатель и плотно закрепить.
2. Соединить фильтродержатель резиновой трубкой со штуцером
аспиратора.
3. Создать запылённость в пылевой камере (вручную или
вентилятором)
4. Проверить исправность электрической сети и в присутствии
преподавателя включит аспиратор и одновременно секундомер,
отсчёт скорости прохождения воздуха через фильтр производят
по верхнему краю поплавка на шкале аспиратора. Протягивание
воздуха через фильтр продолжают 1-2 мин.
5. Выключить аспиратор и отсоединить фильтродержатель от
камеры.
6. Извлечь пинцетом фильтр, складывая его пополам пылью
внутрь и вторично взвесить.
7. По соответствующим приборам снять показания
барометрического давления и температуры воздуха.
8. Полученные в результате анализа и расчётов данные занести в
протокол.
V. Техника безопасности при выполнении работы
1. Перед экспериментом проверить исправность заземляющего
провода корпуса ПРУ-4.
2. Все приборы для установки держать под напряжением и в
действии только во время эксперимента, а в перерывах —
выключать.
VI. Контрольные вопросы
1. Что такое производственная пыль и каковы её размеры?
2. Как классифицируется пыль по характеру действия на организм
человека?
3. Какие методы исследования воздуха на запылённость и
применяемые приборы?
4. Какова сущность весового метода и его преимущества?
5. Что представляет из себя схема установка для весового метода
анализа пыли?
6. Устройство ПРУ-4.
7. Какие меры безопасности при выполнении работа?
8. Что такое ПДК пыли в воздухе рабочей зоны?
9. Какова сущность счётного метода, его преимущества?
VII. Оформление и содержание отчёта
1. Титульный лист
3. Схема установки
4. Краткое описание установки и приборов
5. Результаты измерений предоставить протоколом № 1.
6. Заключение о санитарно-гигиеническом режиме в данных
производственных условиях
8. Дата и подпись студента, выполнившего работу.
1. и др. Охрана труда в машиностроении. М.:
Машиностроение, 19с.
2. Долин по технике безопасности. М.:
Машиностроение, 1983
3. ГОСТ 12.1005-88, ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие
санитарно-гигиенические требования. М.: издательство
стандартов, 1988. 32с.
2. Основные методы исследования
3. Описание лабораторной установки
4. Порядок выполнения работы
5. Техника безопасности при выполнении работы
Источник
