Загрязнение воздушной среды в помещении

Одним из необходимых условий  здорового и высокопроизводительного труда является обеспечение чистоты воздуха и нормальных метеорологических условий в рабочей зоне помещений, т. е. пространстве высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, где находятся рабочие места.

 Причины и характер загрязнения воздуха рабочей зоны

Атмосферный воздух в своем  составе содержит (% по объему): азота - 78,08; кислорода - 20,95; аргона,  неона и других инертных газов - 0,93; углекислого газа - 0,03; прочих газов - 0,01. Воздух такого состава наиболее благоприятен для дыхания.  Воздух рабочей зоны редко имеет приведенный выше химический состав, так как многие технологические процессы сопровождаются выделением в воздух производственных помещений вредных веществ - паров, газов, твердых и жидких частиц. Пары и газы образуют с воздухом смеси, а твердые и жидкие частицы вещества - дисперсные системы -  аэрозоли, которые делятся на пыль (размер твердых частиц более 1 мкм), дым (менее 1 мкм) и туман (размер  жидких частиц менее 10 мкм). Пыль бывает крупно-  (размер частиц более 50 мкм), средне- (50 -  10 мкм) и мелкодисперсной (менее 10 мкм).

Вредные вещества проникают в организм человека главным образом через дыхательные пути, а также через  кожу и с пищей. Большинство этих веществ относится  к опасным и вредным производственным факторам, поскольку они оказывают токсическое действие на  организм человека. Эти вещества, хорошо растворяясь в биологических средах, способны вступать с ними во взаимодействие, вызывая нарушение нормальной жизнедеятельности. В результате их действия у человека возникает болезненное состояние - отравление, опасность  которого зависит от продолжительности воздействия,  концентрации q (мг/м³) и вида вещества. По характеру воздействия на организм человека вредные вещества подразделяются на:

общетоксические - вызывающие отравление всего организма (окись углерода, цианистые соединения, свинец,  ртуть, бензол, мышьяк и его соединения и др.);

раздражающие - вызывающие раздражение дыхательного  тракта и слизистых оболочек (хлор, аммиак, сернистый газ,  фтористый водород, окислы азота, озон, ацетон и др.);

сенсибилизирующие - действующие как аллергены (формальдегид, различные растворители и лаки на основе  нитро - и нитрозосоединеннй и др.);

канцерогенные - вызывающие раковые заболевания (никель и его соединения, амины, окислы хрома, асбест и др.);

мутагенные  - приводящие к изменению наследственной  информации (свинец, марганец, радиоактивные вещества и др.);

влияющие на репродуктивную (детородную) функцию (ртуть,  свинец, марганец, стирол, радиоактивные вещества и др.).

 

3.3. Параметры микроклимата. Нормирование метеорологических  условий

Оптимальные условия воздушной  среды являются важным фактором сохранения здоровья и работоспособности человека. Неблагоприятные изменения воздуха  могут вызвать значительные нарушения  в организме: перегревание или переохлаждение тела, гипоксию, возникновение инфекционных и других заболеваний, снижение работоспособности.

При комплексной гигиенической  оценке воздуха учитываются:

— физические свойства — температура, влажность, скорость и направление движения воздуха, его охлаждающая способность, атмосферное давление, электрическое состояние (ионизация), уровень солнечной радиации и радиоактивности:

— химический состав — постоянные составные части воздуха и посторонние газы;

— механические примеси в воздухе — пыль, дым,, сажа и пр.;

— бактериальная загрязненность — наличие микробов в воздухе.

Вся совокупность перечисленных  физико-химических и биологических  свойств образует понятие микроклимата.

На самочувствие и работоспособность  школьников наибольшее влияние оказывают  температура, относительная влажность, скорость движения воздуха. Эти параметры  нормируются так: температура воздуха  в классе должна быть 18—19 °С, в физкультурном зале — 16— 17 °С; относительная влажность воздуха в учебных помещениях должна быть 40—60%, в теплое время года возможно ее увеличение до 75% (оптимум — 50—60%). Скорость движения воздуха должна составлять 0,2—0,5 м/с в холодное и переходное время года и 0,5 – 1,5 м/с в теплое время года. (Ощущать воздушные потоки человек начинает при скорости воздуха 0,15 м/с.)

Электрическое состояние, воздуха  сильно влияет на работоспособность. В  воздухе в нормальных условиях находятся  положительно и отрицательно заряженные частички — называемые аэроны (аэроионы). Отрицательные аэроны улучшают самочувствие, повышают работоспособность, а тяжелые,  положительные,— действуют угнетающе. Обычно, по мере пребывания людей в помещении, легкие аэроны, оседая на частицах пыли и капельках влаги, превращаются в тяжелые, т. е. постепенно количество легких аэронов в воздухе закрытого помещения падает, а тяжелых — растет.

Поэтому в классах, особенно компьютерных, необходимо устанавливать  аэронизаторы (люстра Чижевского).

Чем вызвано такое строгое  нормирование температуры, относительной  влажности и скорости движения воздуха? Дело в том, что именно эти физические свойства воздуха сказываются, в  первую очередь, на деятельности системы  терморегуляции. По мере пребывания людей  в помещении, температура и относительная  влажность воздуха повышаются (было замечено, что если не следить за температурой, то к концу урока она повышается на 2-3⁰С, к концу учебного Дня на 5—6 °С). Естественно, что повышение температуры вызывает напряжение системы терморегуляции и получается, что много сил тратится не на полезную работу (усвоение учебного материала), а на борьбу с неблагоприятными условиями внешней среды. В силу этого необходим постоянный контроль за температурой и влажностью воздуха: желательно, чтобы каждый класс или кабинет были снабжены термометром и прибором для определения относительной влажности воздуха (психрометром или гигрометром).

 

3.4. Загрязнение воздушной среды помещений

Воздух учебных помещений  загрязняется пылью, газами, выделяющимися  при работе оборудования, неправильной эксплуатации тепловых аппаратов, при  некоторых технологических процессах  и химических реакциях парами различных  веществ, продуктами обмена веществ  Человека.

Среди загрязнений воздушной  среды встречаются как ядовитые, так и неядовитые вещества.

Ядовитые (токсичные) вещества нарушают нормальную жизнедеятельность  организма, приводят к временным  и хроническим патологическим изменениям его. Работа с такими веществами учащимся запрещена. Однако и неядовитые вещества при длительном воздействии, особенно при больших концентрациях, могут  стать причиной различных заболеваний, например кожных, болезней легких и  т. п.

К ядовитым газовым примесям в атмосферном воздухе относятся: оксид углерода (угарный газ), сероводород, аммиак, выхлопные газы автомобилей  и тракторов и др.

Оксид углерода (СО) образуется при неполном сгорании топлива, при преждевременном закрытии печной задвижки и опасен тем, что он соединяется с гемоглобином крови в 250—300 раз быстрее кислорода. Кровь, насыщенная оксидом углерода, перестает усваивать кислород, и человек погибает от его недостатка.

Сероводород (H₂S) вызывает нарушение внутритканевого дыхания: ткани перестают усваивать кислород.

Аммиак (NH₃) (обладает характерным запахом) вызывает сильное раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей и глаз.

Выхлопные газы двигателей опасны из-за присутствия в них  больших концентраций угарного газа в смеси с другими ядовитыми  компонентами.

По мере пребывания людей в помещении в воздухе появляются и накапливаются летучие продукты обмена веществ человека, обладающие неприятными запахами (запах пота и продуктов его разложения, соединения аммиака, летучие соли жирных кислот, соединения скатонала, индонала — все то, что делает воздух, как говорят, “спертым”). Эти летучие продукты получили название “антропотоксины” и они, в первую очередь, оказывают неблагоприятное влияние на самочувствие и работоспособность человека. При длительном пребывании в такой атмосфере у человека начинает болеть голова, ухудшается внимание, появляется сонливость, апатия, может появиться тошнота (вплоть до рвоты), иногда бывают обмороки.

 

3.5. Предельно-допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ

ПДК - максимальная концентрация вредного вещества в единице объема, которое при ежедневном воздействии в течение неограниченно продолжительного времени не вызывает в организме каких-либо патологических отклонений, а также неблагоприятных наследственных изменений у потомства.

В настоящее время утверждены предельно допустимые концентрации около 1000 веществ.

 

3.6. Вентиляция, кондиционирование, воздушно-тепловой режим

Вентиляция. Для поддержания в учебно-производственных и вспомогательных помещениях нормального, отвечающего гигиеническим требованиям,: состава воздуха, удаления из них вредных газов, паров и пыли используют вентиляцию.

Вентиляция — это регулируемый воздухообмен в помещении. По способу перемещения воздуха в помещении различают. естественную и механическую, вентиляцию. Возможно и сочетание их — смешанная вентиляция. Естественная вентиляция подразделяется на аэрацию и проветривание. Механическая вентиляция в зависимости от направления движения воздушных потоков может быть вытяжной (отсасывающей), приточной (нагнетательной) и приточно-вытяжной. Если вентиляция происходит во всем помещении, то ее называют общеобменной. Вентиляция, сосредоточенная в какой-либо зоне (на объекте загрязнения среды), называется местной (локализующей). По времени действия вентиляция делится на постоянно действующую и аварийную.

При естественной вентиляции воздух поступает в помещение  и удаляется из него вследствие разности температур, а также под воздействием ветра.

Аэрация — это организованная естественная вентиляция, выполняющая роль общеобменной вентиляции. Преимуществами ее являются простота и экономичность в сочетании с возможностью проветривания больших объемов помещений, а недостатками - невозможность подогрева, увлажнения и обеспыливания поступающего воздуха, ограничение возможности, при использовании в холодный период года для локального проветривания.

Механическая вентиляция осуществляется вентиляторами, забирающими  воздух из мест, где он чист, и направляющими  его к любому рабочему месту или  оборудованию, а также удаляющему его из любых мест. При механической вентиляции воздух можно обработать: подогреть, увлажнить или подсушить, обеспылить, а также очистить вперед выбросом в атмосферу.

Приточная вентиляция обеспечивает только подачу чистого воздуха. Вытяжная вентиляция предназначена для удавления  воздуха из вентилируемого помещения. Приточно-вытяжную вентиляцию применяют  в тех помещениях, где, требуется  повышенный и особо надежный обмен  воздуха. 
  Кабинеты й мастерские, независимо от наличия вентиляционных устройств, должны иметь в оконных проемах открывающиеся фрамуги или другие устройства для проветривания.

Кондиционирование. Системой кондиционирования называют совокупность технических средств, служащих для приготовления, перемещения и распределения воздуха, а также для автоматического регулирования его параметров.

Кондиционирование широко используют для поддержания комфрртных условий в зоне пребывания людей. Системы кондиционирования включают средства для очистки, пыли, для нагрева, охлаждения и увлажнения воздуха, автоматического регулирования его параметров, контроля и управления.

Нужно правильно пользоваться кондиционерами:

—жара на улице 30-40 °С и прохладная струя из кондиционера в помещении создает условия для возникновения воспаления легких;

—система кондиционирования больших помещений может представлять угрозу переноса вирусных инфекций по всему зданию;

—обработка воздуха в кондиционерах лишает его одного из важных компонентов, а именно аэронов;

—при пользовании кондиционерами важно следить за влажностью воздуха.

Мероприятия по оздоровлению воздушной  среды

Требуемое состояние воздуха  рабочей зоны может быть обеспечено выполнением определенных мероприятий,  к основным из которых относятся:

1. Механизация и автоматизация производственных процессов, дистанционное управление ими. Эти мероприятия  имеют большое значение для защиты от воздействия вредных  веществ, теплового излучения, особенно при выполнении  тяжелых работ. Автоматизация процессов, сопровождающихся  выделением вредных веществ, не только повышает производительность, но и улучшает условия труда, поскольку рабочие выводятся из опасной зоны. Например, внедрение автоматической сварки с дистанционным управлением вместо ручной дает возможность резко оздоровить условия труда сварщика,  применение роботов-манипуляторов позволяет устранить тяжелый ручной труд.

2. Применение технологических процессов и оборудования, исключающих образование вредных веществ или попадание их в рабочую зону. При проектировании новых технологических процессов и оборудования необходимо добиваться исключения или резкого уменьшения выделения вредных веществ в воздух производственных помещений. Этого можно достичь, например, заменой токсичных веществ нетоксичными, переходом с твердого и жидкого топлива на газообразное, электрический высокочастотный нагрев; применением пылеподавления водой (увлажнение, мокрый помол) при измельчении и транспортировке материалов и т. д.

Большое значение для оздоровления воздушной среды имеет  надежная герметизация, оборудования, в котором  находятся  вредные вещества, в  частности, нагревательных печей, газопроводов,  насосов, компрессоров, конвейеров и т. д. Через неплотности в соединениях, а также вследствие газопроницаемости материалов происходит истечение находящихся под давлением газов. Количество вытекающего газа зависит от его физических свойств,  площади неплотностей и разницы давлений снаружи и внутри оборудования.

3. Защита от источников тепловых излучений. Это важно для снижения температуры воздуха в помещении и теплового облучения работающих.

4. Устройство вентиляции и отопления, что имеет большое значение для оздоровления воздушной среды в производственных помещениях.