Производственная пыль и её влияние на организм человека

Содержание

Введение

Производственная пыль является одним из наиболее распространенных неблагоприятных факторов профессиональной вредности. При этом производственный процесс и факторы производственной среды оказывают на организм человека многостороннее действие. Пыль  встречается на подавляющем числе производств, где самые разнообразные технологические процессы и операции сопровождаются образованием и выделением пыли в зону влияния на большие контингенты работающих.[1]

По данным Госкомстата России, в 2000 г. в промышленности, строительстве, транспорте и связи более 2 млн. 317 тыс. человек работали в условиях повышенной запыленности и загазованности воздуха рабочей среды, при этом в 17,43 % случаев отмечено превышение ПДК.

В горнорудной промышленности значительное количество пыли возникает во время бурения и при взрывных работах. В угольной — при работе комбайнов и породопогрузочных машин, при сортировке угля и т.д. Отмечается, что на большинстве предприятий угольной промышленности отсутствуют эффективные средства борьбы с пылью, в связи, с чем концентрации угольно-породной пыли при бурении, погрузке и транспортировке угля превышают ПДК от 2 до 150 раз. На обогатительных фабриках пыль поступает в воздух при дроблении и размоле породы. Вся промышленность строительных материалов связана с процессами дробления, помола, смешения и транспортировки пылевидного сырья и продукта (цемент, кирпич, шамот, динас и др.). В машиностроительной промышленности процессы пылеобразования имеют место в литейных цехах при приготовлении формовочной земли; при выбивке, обдирке, обдувке форм и очистке литья, а также в механических цехах — главным образом при шлифовке и полировке изделий. Многие процессы в металлургии, электросварочные работы, плазменная и электроискровая обработка металла сопровождаются выделением в воздух пыли и паров, конденсирующихся в аэрозоли. При неполном сгорании топлива в воздух рабочих мест наряду с продуктами возгонки и смолистыми веществами могут поступать копоть и сажа, также представляющие собой аэрозоли в виде дыма и пыли. В химической промышленности многие процессы также связаны с пылеобразованием. В сельском хозяйстве пыль образуется при рыхлении и удобрении почвы, использовании порошкообразных пестицидов, очистки зерна и семян, хлопка, льна и др.[3]

Основной целью данной работы являлось: охарактеризовать производственную пыль, как один из вредных факторов на производстве.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

• Дать определение производственной пыли;
• Рассмотреть физическо-химические свойства;
• Изучить влияние производственной пыли на организм человека;
• Ознакомится с методами и средствами защиты от пыли.

Теоретическая часть

Раздел 1 Производственная пыль и физико-химические свойства

1. Производственная пыль

Производственная пыль является одним из широко распространенных неблагоприятных факторов, оказывающих негативное влияние на здоровье работающих. Целый ряд технологических процессов сопровождается образованием мелкораздробленных частиц твердого вещества (пыль), которые попадают в воздух производственных помещений и более или менее длительное время находятся в нем во взвешенном состоянии.

За последние годы появились крупные учреждения массового обслуживания населения (супер- и гипермаркеты, комбинаты сервисного обслуживания, косметические салоны, выставочные комплексы, залы для обслуживания клиентов финансовых предприятий), в которых движение больших людских и товарных потоков создает повышенное содержание пыли в помещениях.  Производственная пыль занимает одно из первых мест среди причин профессиональной патологии. Это обусловлено тем, что большое количество пыли образуется при многих производственных процессах: при размоле, шлифовке, сверлении, дроблении, просеивании, электросварке, взрывных работах и транспортировке пылящих материалов. Большая запыленность воздуха имеет место в шахтах, рудниках и при некоторых сельскохозяйственных работах.

Производственной пылью называют взвешенные в воздухе, медленно оседающие твердые частицы размерами от нескольких десятков до долей микрона. Многие виды производственной пыли представляют собой аэрозоль, т.е измельченные или полученные иным путем мелкие частицы твердых веществ, витающие (находящиеся в движении) некоторое время в воздухе. Такое витание происходит вследствие малых размеров этих частиц (пылинок) под действием движения самого воздуха. [9]

Воздух всех производственных помещений в той или иной степени загрязнен пылью; даже в тех помещениях, которые обычно принято считать чистыми, не запыленными, в небольших количествах пыль все же есть (иногда она даже видна невооруженным глазом в проходящем солнечном луче). Однако во многих производствах в силу особенностей технологического процесса, применяемых способов производства, характера сырьевых материалов, промежуточных и готовых продуктов и многих других причин происходит интенсивное образование пыли, которая загрязняет воздух этих помещений в большой степени. Это может представлять определенную опасность для работающих. В подобных случаях находящаяся в воздухе пыль становится одним из факторов производственной среды, определяющих условия труда работающих; она получила название промышленной пыли.

Пыли образуются вследствие дробления или истирания (аэрозоль дезинтеграции), испарения с последующей конденсацией в твердые частицы, (аэрозоль конденсации), сгорания с образованием в, воздухе твердыхчастиц — продуктов горения (дымы), ряда химических реакций и т. д.

В производственных условиях с образованием пыли чаще всего связаны процессы дробления, размола, просева, обточки, распиловки, пересыпки и других перемещений сыпучих материалов, сгорания, плавления и др. [11]

1.2 Физико-химические свойства  производственной пыли

Гигиеническое значение промышленных аэрозолей с твердой фазой обусловливается их физическими и химическими свойствами, из которых наиболее важными являются дисперсность, форма частиц, их консистенция, электрический заряд, растворимость, химический состав. С некоторыми из указанных свойств связана взрывчатость пыли.

Для гигиенической оценки пыли важным признаком является степень дисперсности ее, или размеры пылевых частиц, так как с этим связана как длительность пребывания взвешенной пылевой частицы в воздушной среде, так и глубина проникновения в дыхательные пути, патогенность и физико-химическая активность, электрозаряд частиц и другие свойства.[23]

Физико-химические свойства пыли в основном зависят от ее природы, то есть от того материала или вещества, из которого образовалась эта пыль, и механизма ее образования - каким образом она получена: размельчением, конденсацией, сгоранием и т. п. По природе образования пыли делятся на две группы:

• органическую
• неорганическую.

К органической относятся: пыли растительного происхождения (древесины, хлопка, льна, различных видов муки и др.), животного (шерсти, волоса, размолотых костей и др.), химического (пластмасс, химических волокон и других органических продуктов химических реакций). В группу неорганических пылей входят пыль металлов и их окислов, различных минералов, неорганических солей и других химических соединений. Однако выделяют ещё один тип: смешанная, т.е.содержащая пыли первой и второй групп например, пыль, получающаяся при заточке инструментов и состоящая из минеральных и металлических частиц. В зависимости от происхождения пыли она может быть растворимой и нерастворимой в воде и в других жидкостях, включая и биосреды (кровь, лимфу, желудочный сок и т. п.). От происхождения пыли зависит также ее химический состав, удельный вес и ряд других свойств.[16]

Однако наиболее важные физические и химические свойства пылей обуславливаются их дисперсностью, формой частиц, способностью к растворению и химическим составом. Структура пыли, то есть форма пылинок, зависит и от природы и от механизма образования пыли. По структуре пыль может быть аморфной (пылинки округлой формы), кристаллической (пылинки с острыми гранями), волокнистой (пылинки удлиненной формы), пластинчатой (пылинки в виде слоистых пластинок) и др.

Для гигиенической оценки пыли наиболее важным признаком является ее дисперсность. С размерами пылевых частиц связаны длительность пребывания их во взвешенном состоянии в воздухе, глубина проникновения в дыхательные пути, физико-химическая активность и другие свойства.

Дисперсность и поведение пылевых частиц в воздухе. 

При измельчении твердого вещества образующиеся пылинки получают то или иное количество электричества вследствие частичного перехода механической энергии в электрическую, кроме того, пылинки получают электрический заряд, адсорбируя на себе ионы из воздушной среды. Таким образом, пыль, находящаяся в воздухе, в той или иной степени несет на себе электрический заряд. Степень электрозаряженности оказывает существенное влияние на поведение пыли в воздухе. Электрозаряженные пылинки с противоположным знаком соединяются между собой (схлапливаются), образуя более крупные частицы, за счет чего быстрее осаждаются; пылинки с одинаковым зарядом, наоборот, отталкиваются друг от друга, что усиливает их движение в воздухе и замедляет осаждение. Исследования показывают, что высокодисперсная пыль в большей степени подвержена электрическим зарядам. Электрозаряженности способствует также нагревание пыли. Повышенная влажность воздуха или самой пыли снижает ее электрозаряженность.

Высокодисперсная пыль вследствие электрозаряженности обладает активной поверхностью, поэтому на ней сарбируются газы и другие мелкие частицы, находящиеся в воздухе. Чем меньше пылевые частицы, тем больше их активность. Газы, обволакивая пылевую частицу, способствуют более длительному витанию ее в воздухе, то есть сорбирование на пылевых частицах газов замедляет осаждение пыли.

При значительной запыленности воздуха высокодисперсной пылью электрические заряды пылевых частиц могут суммироваться и, достигнув определенного потенциала, образовывать электрические разряды — взрывы. Чаще всего такие взрывы пыли возникают при наличии огня или сильно нагретого предмета в чрезмерно запыленной атмосфере, так как при повышении температуры резко увеличивается заряженность пылевых частиц, быстрее и с большей силой происходит электрический разряд.[20]

Степень дисперсности промышленных аэрозолей зависит прежде всего от способа их образования. Только что образовавшиеся аэрозоли конденсации (дымы) имеют размеры меньше 1 мкм. С течением времени они агрегируются и в виде хлопьев выпадают из воздуха. Размеры аэрозолей дезинтеграции (пыли) зависят от вещества, из которого они получены, и интенсивности его размельчения. Чем тверже вещество и чем интенсивнее его размельчение, тем выше степень дисперсности пылевых частиц.

Благодаря сравнительно быстрому оседанию крупных пылевых частиц от 10 мкм и более, обычно в воздухе производственных помещений преобладают пылевые частицы до 10 мкм, причем 70—90% из них составляют частицы размером до 5 мкм.

Микроскопические частицы размером от 200 до 0,1 мк, как и все прочие тела, подчиняются закону тяготения. Но вследствие относительно большой поверхности на единицу массы они испытывают большое сопротивление воздуха и поэтому не оседают с постоянной скоростью по закону Стокса. В начале падения сила тяжести уравновешивает сопротивление воздуха, дальнейшее увеличение скорости падения вследствие этого прекращается и микроскопическая частица оседает с постоянной незначительной скоростью, измеряемой сантиметрами или миллиметрами в час. Сопротивление воздуха при движении в нем частицы изменяется в зависимости от ее размеров и формы, скорости ее оседания и подвижности воздуха.

В неподвижном воздухе кварцевые частицы диаметром 10 мк оседают медленно, а частицы менее 0,1 мк практически не оседают и находятся в постоянном броуновском движении. Таким образом, чем меньше размер пылевых частиц, тем дольше они задерживаются взвешенными в воздухе, следовательно, тем больше возможность попадания их в дыхательные пути. 
Некоторые изменения скорости оседания пылевых частиц возникают в связи с процессом флоккуляции. Это имеет значение в основном для аэрозолей конденсации, которые даже в неподвижном воздухе благодаря энергичному броуновскому движению часто сталкиваются друг с другом, агрегируются и в виде хлопьев выпадают из воздуха. Аэрозоли дезинтеграции не поддаются агрегированию главным образом вследствие относительно больших размеров-частиц; более того, пылевые частицы в них могут приобретать меньшие размеры.

Аэрозоли конденсации окиси магния минимальных размеров с течением времени превращаются в хлопья, а аэрозоли дезинтеграции мела в виде хлопьев — в мельчайшие пылевые частицы. Влияние движения воздуха на флокуляцию незначительно. Увлажнение воздуха оказывает эффективное влияние на флокуляцию лишь в том случае, если оно интенсивное. Исследования показали, что аэрозоли дезинтеграции малого диаметра могут флокулироваться при наличии в воздухе водяных аэрозолей размером 0,55—0,4 мк в количестве, значительно превышающем количество твердых аэрозолей.

Степень дисперсности промышленных аэрозолей зависит прежде всего от способа их образования. Свежеполученные аэрозоли конденсации (дымы) имеют размеры частиц меньше 1 мк. Величина частиц аэрозолей дезинтеграции (пыль) зависит от вещества, из которого они получены, интенсивности дезинтеграции и возраста аэрозолей. Чем тверже вещество, чем интенсивнее дезинтеграция и чем больше возраст аэрозолей, тем больше пыли и тем выше степень дисперсности ее частиц.[23]