Современные способы борьбы с пылеобразованием

10

Удельное электрическое сопротивление пыли осадочных пород составляет 4,7´105–1,3´108 Ом´м в зависимости от ее влажности.

Электрические заряды пылевых частиц осадочных пород в основном имеют следующее распределение по знакам зарядов; положительные заряды 62-69% частиц, отрицательные 22-33%, нейтральные 3-9% (за исключением пылевых частиц известняка, из которых 58% заряжаются отрицательно, 40% положительно и 2% остаются нейтральными.

Метаморфические породы – гнейс, кварцит, талькомагнезит – используются в производстве огнеупорных материалов. Пыль, выделяющаяся в процессе производства, имеет физико-механические свойства, зависящие от стадии обработки, степени дробления. Для пыли метаморфических пород характерны средний размер частиц 20-30 мкм и площадь удельной поверхности – от 2500 до 4000 см2/см3. По слипаемости метаморфические породы разделяются на слабослипающиеся и неслипающиеся. Среднее удельное электрическое сопротивление (за исключением графитовой пыли) 105 – 108 Ом´м.

Следует отметить силикозоопасность пыли метаморфических пород, так как наличие свободной двуокиси кремния в кварцевой пыли достигает 70-85%.

Пыль строительных материалов вторичной обработки можно разделить на несколько групп со свойственными каждой из них специфическими физико-химическими и механическими свойствами. Пыль неорганических вяжущих веществ включает пыль основных вяжущих материалов – цемента, извести и гипса. Производство цемента занимает значительную долю в промышленности строительных материалов. Цементная пыль отличается высокой дисперсностью. Пылинки диаметром менее 5 мкм составляют по массе до 39%, а менее 20 мкм – до 79% выбросов цементных мельниц. Для цементной пыли характерны высокое удельное электрическое сопротивление – 1,5´107-1,9´1010 Ом´м, высокая гигроскопичность, резко выраженная щелочная реакция.

 

11

Для изготовления других неорганических вяжущих материалов – извести, гипса – используют оборудование и аппараты, аналогичные применяемым при производстве цемента, поэтому физико-химические и механические свойства и характеристики пыли, образующейся в процессе получения этих материалов, весьма близки к свойствам цементной пыли [3].

Пыль керамических изделий включает пыль кирпича, керамзита и облицовочных изделий. Она содержит значительное количество свободной двуокиси кремния: при обжиге глиняного кирпича более 7%, при обжиге керамзита – до 32%.

Пыль искусственных каменных необожженных материалов, например пыль бетона, выделяется при изготовлении, погрузке, выгрузке и транспортировке железобетонных изделий.

Добыча и обработка асбеста являются крупной отраслью промышленности. Асбестовая пыль выделяется на разных этапах производства асбеста и асбестоцементных изделий. Основная масса пылевых частиц, выделяющихся в производстве асбестового картона, имеет размер 1-4 мкм, волокнистые частицы составляют 8,5-17 %.

Таким образом, пыль строительных материалов и конструкций по своим физико-химическим и механическим свойствам очень разнообразна, поэтому при определении концентрации пыли и принятии мер по снижению запыленности требуется тщательное ее исследование.

1.3. Влияние пылевых выбросов на окружающую среду

Вредное действие пыли не ограничивается влиянием на здоровье человека. Атмосфера способна в некоторой мере самоочищаться от промышленных загрязнений пылью в результате осаждения твердых частиц, вымывания их из воздуха осадками, растворения и поглощения вредных веществ растениями. В настоящее время процессы самоочищения уже не всегда способны справиться с возрастающим промышленным загрязнением. Загрязняющие атмосферу вещества накапливаются, и в некоторых районах их

12

концентрация уже теперь является недопустимо высокой. Исследования показали, что общая запыленность атмосферного воздуха за полвека значительно возросла. Запыленность атмосферы оказывает сложное влияние на климат. Крупнейшие ученые пришли к выводу, что часть выбрасываемой в воздух промышленной пыли (около 10%) не выпадает из атмосферы, а воздушными течениями выносится в заоблачное пространство. Пыль, вынесенная выше облаков, не очищается осадками и способствует замутнению атмосферы. Она создает как бы экран солнечного света и изменяет отражательную способность земли. Загрязнение атмосферы городов аэрозолями и газами приводит к резкому уменьшению солнечной радиации. Ультрафиолетовая радиация, обладающая бактерицидным действием, уменьшается до 30%, а видимая составляющая солнечной радиации – более чем на 50%. При этом снижается видимость, увеличиваются повторяемость туманов, количество осадков и облачность, изменяется циркуляция воздушных потоков. Над центром города образуется конвективная струя, вызывающая движение воздушных потоков из периферийных, нередко промышленных, районов к центру города, что ведет к повышению концентрации вредных веществ в центральной его части.

Содержание углекислого газа в атмосфере увеличивается на 0,02% за каждые 10 лет. Углекислый газ обладает специфическими свойствами: он прозрачен для большей части солнечного спектра, но не полностью пропускает инфракрасные лучи, солнечная энергия видимой части спектра проходит через него, а тепловая энергия от поверхности земли в диапазоне инфракрасных волн поглощается и отражается им. Чем выше концентрация углекислого газа, тем большая часть солнечной радиации усваивается землей. Это способствует повышению средней температуры земли. С другой стороны, при увеличении количества аэрозолей в атмосфере уменьшается количество солнечной энергии, поступающей к земле [3].

 

13

Загрязнение воздушной среды наносит огромный материальный ущерб и экономике, обусловленный ускоренным разрушением строительных материалов, металлов, резины, тканей, бумаги, красок и т. п. Скорость коррозии железа в промышленных городах в 3 раза выше, чем в городах со слаборазвитой промышленностью, и в 20 раз, чем в сельской местности. Содержание вредных веществ в воздухе городов сокращает срок службы покрытий из цинка в 5-6 раз. Дерево, хлопок, кожа в загрязненном воздухе разрушаются значительно быстрее, чем в чистом. Требует больших расходов постоянная очистка и окраска различных сооружений и ограждающих конструкций, а также реставрация памятников архитектуры. Загрязнение приводит к гибели сельскохозяйственных растений и животных. Ущерб от загрязнения во всем мире исчисляется огромными суммами.

Пыль, выделяющаяся в производственных помещениях, приводит к быстрому износу оборудования. Пыль, содержащаяся в воздухе, разрушающе действует на поршни и цилиндры двигателей внутреннего сгорания. Очень чувствительны к пыли электрические машины. Незащищенные обмотки электродвигателей покрываются коркой, уменьшается их охлаждение, и вследствие их перегрева двигатель может выйти из строя. Различные приборы в запыленной атмосфере быстрее выходят из строя. Защита от пыли в таких производствах, как радио- и электропромышленность, является частью технологического процесса.

Пыль, образующаяся при выгрузке транспорта и переработке сыпучих навалочных грузов, загрязняет территорию, примыкающую к месту выгрузки, и производственные помещения и для ее уборки требуются дополнительные непроизводительные затраты труда. 

1.4. Нормирование содержания вредных веществ в атмосфере воздуха и в воздухе производственных помещений

Чистота атмосферного воздуха в населенных пунктах нашей страны оценивается двумя показателями: максимальными разовыми и

14

среднесуточными предельно допустимыми концентрациями (ПДК) вредных веществ. В основу нормирования положено предотвращение последствий кратковременного и постоянного действия токсичных веществ на организм человека. Значения ПДК вредных веществ в воздухе населенных пунктов приведены в санитарных нормах проектирования промышленных предприятий (СН 245-71).

В воздухе рабочей зоны производственных помещений также установлены ПДК вредных веществ, превышение значений которых недопустимо. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны – это концентрации, которые при ежедневной работе (41 ч в неделю) в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего или последующего поколений. Предельно допустимые концентрации вредных веществ и аэрозолей преимущественно фиброгенного действия приведены в ГОСТ 21.1.005-76 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования».

Из сказанного следует, что эффективная очистка воздуха от пыли, выбрасываемой предприятиями строительной индустрии; представляет собой важную народнохозяйственную задачу.

Очистка воздуха, выбрасываемого в атмосферу, установками пылеулавливания

В нашей стране действуют Государственные стандарты системы «Охрана природы. Атмосфера». Стандарты учитывают современные гигиенические, экологические и экономические требования защиты атмосферы от промышленных выбросов. Они регламентируют правила установления и контроля допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу промышленными предприятиями, обеспечивая сохранение чистоты воздушного бассейна.

15

Промышленные производства и технологическое оборудование, являющиеся источниками загрязнения атмосферы, разделяются на четыре группы: 1) имеющие условно чистые выбросы, в которых концентрация вредных веществ не превышает гигиенических норм; 2) имеющие дурнопахнущие выбросы; 3) содержащие нетоксичные вещества; 4) имеющие выбросы, содержащие канцерогенные токсичные или ядовитые вещества.

Различают неорганизованные промышленные выбросы, поступающие в атмосферу в виде ненаправленных загрязненных потоков газа в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газа в местах загрузки, выгрузки или хранения продукта, и организованные промышленные выбросы, поступающие в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и трубы.

Выбросы в зависимости от состава вредных веществ классифицируются по их агрегатному состоянию. В зависимости от агрегатного состояния вредных веществ выбросы подразделяются на следующие классы:

I – газообразные и  парообразные; II – жидкие; III – твердые; IV – смешанные.

Выбросы по химическому составу делятся на группы, а в зависимости от размера частиц – на подгруппы. Твердые выбросы подразделяются на четыре подгруппы с размерами частиц, мкм: менее 1; 1-10; 10-50 и свыше 50.

При выбросе вентиляционного воздуха концентрация вредных веществ в приземном слое атмосферы не должна превышать значений, установленных санитарными нормами. Для обеспечения этого условия СНиП 11-33-75 устанавливают предельно допустимые концентрации (ПДК) выбросов в зависимости от объемов воздуха, удаляемого от технологического оборудования.

 

 

16

Предельно допустимая концентрация пыли С1, мг/м3, в очищенных вентиляционных выбросах при объеме воздуха более 15000 м3/ч определяется по формуле:

С1 = 100 К (1)

Значение коэффициента К зависит от ПДК пыли в рабочей зоне производственных помещений:

ПДК, мг/м3 ...<2 >2 и<4 >4и<6 >6 и<10

К 0,3 0,6  0,8  1

При объеме очищенных вентиляционных выбросов L менее 15000 м3/ч предельное остаточное содержание пыли С2 мг/м3 в них определяется по формуле:

С2 = (160-4L)´К. (2)

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны производственных помещений принимаются в соответствии с ГОСТ 12.1.005 – 76. ПДК наиболее часто встречающихся в строительной индустрии аэрозолей преимущественно фиброгенного действия приведены в табл. 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1. Предельно допустимые концентрации пыли в воздухе рабочей зоны

Вещество	ПДК	Класс опасности
Пыли, содержащие кремний двуокись                                          кристаллическую пыль, %: свыше 70 (кварцит, динас и др.) 10 - 70 (гранит, шамот, слюда-сырец, углепородная пыль и др.) 2 - 10 (углепородная и угольная пыль, глина и др.) Доломит Диатомит Известняк Силикаты и силикатсодержащие пыли: асбест природный и искусственный, а также смешанные асбестопородные пыли при содержании в них асбеста более 10% асбестоцемент гальк, стеклянное и минеральное волокно цемент, оливин, апатит, фостерит	1   2        4 6 1 6                 2 6   4 6 6	3   4 4 4 4 3   4 4   4 4 4

 

1.5.Определение класса условий труда по химическому фактору

Таблица 2. Классы условий труда в зависимости от содержания в воздухе рабочей зоны вредных веществ (превышение ПДК, раз)

 

Вредные вещества*			Класс условий труда
			допустимый	вредный				опасный7)
			2	3.1	3.2	3.3	3.4	4
1			2	3	4	5	6	7
Вредные вещества 1—4 классов опасности1) за исключением перечисленных ниже			£ ПДКмакс	1,1-3,0	3,1-10,0	10,1-15,0	15,1-20,0	> 20,0
			£ ПДКсс	1,1-3,0	3,1-10,0	10,1-15,0	> 15,0	—
Особенности действия на организм	вещества опасные для развития острого отравления	с остронаправленным механизмом действия2), хлор, аммиак	£ ПДКмакс	1,1-2,0	2,1-4,0	4,1-6,0	6,1-10,0	> 10,0
		раздражающего действия2)	£ ПДКмакс	1,1-2,0	2,1-5,0	5,1-10,0	10,1-50,0	> 50,0
	канцерогены3); вещества, опасные для репродуктивного здоровья человека4)		£ ПДКсс	1,1-2,0	2,1-4,0	4,1-10,0	> 10,0	—
	аллергены5)	Высокоопасные	£ ПДКмакс	—	1,1-3,0	3,1-15,0	15,1-20,0	> 20,0
		Умеренноопасные	£ ПДКмакс	1,1-2,0	2,1-5,0	5,1-15,0	15,1-20,0	> 20,0
	Противоопухолевые лекарственные средства, гормоны (эстрогены)6)						+
	Наркотические анальгетики6)				+
1) В соответствии с ГН 2.2.5.1313—03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны», дополнениями к нему. 2) В соответствии с ГН 2.2.5.1313—03, ГН 2.2.5.1314—03 «Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны», дополнениями к ним и разделами 1, 2 прилож. 2 настоящего руководства. 3) В соответствии с ГН 1.1.725—98 «Перечень веществ, продуктов, производственных процессов, бытовых и природных факторов, канцерогенных для человека» и разделами 1, 2 прилож. 3 настоящего руководства (Асбестсодержащие пыли сравнивают согласно табл. 3). 4) В соответствии с СанПиН 2.2.0.555—96 «Гигиенические требования к условиям труда женщин», методическими рекомендациями № 11-8/240—02 «Гигиеническая оценка вредных производственных факторов и производственных процессов, опасных для репродуктивного здоровья человека»; Detailed review document on classification systems for reproductive toxicity in OECD member countries / OECD series on testing and assessment № 15. Paris: OECD. 1999 и прилож. 4 настоящего руководства. 5) В соответствии с ГН 2.2.5.1313—03, дополнениями к нему и прилож. 5 настоящего руководства. 6) Вещества, при получении и применении которых, должен быть исключен контакт с органами дыхания и кожей работника при обязательном контроле воздуха рабочей зоны утвержденными методами (в соответствии с ГН 2.2.5.1313—03, дополнениями к нему, разделами 1, 2 прилож. 6 настоящего руководства. 7) Превышение указанного уровня может привести к острому, в т. ч. и смертельному, отравлению. + Независимо от концентрации вредного вещества в воздухе рабочей зоны условия труда относятся к данному классу.