Белов С.В. (ред.) Безопасность жизнедеятельности

Подождите немного. Документ загружается.

Зеленый цвет покоя и свежести, устраняет спазмы кровеносных

сосудов и понижает кровяное давление, успокаивающе действует на

нервную систему, а в сочетании с желтым благотворно влияет на на-

строение.

Синий и голубой цвета свежи и прозрачны, кажутся легкими, воз-

душными, обладают противомикробным действием. Под их воздей-

ствием уменьшается физическое напряжение, они могут регулиро-

вать ритм дыхания, успокаивать пульс. Однако следует помнить, что

темно-синий цвет при длительном воздействии на человека может

вызвать усталость и депрессию.

Черный цвет — мрачный и тяжелый, резко снижает настроение.

Белый цвет — холодный, однообразный, способный вызвать апатию.

Разностороннее эмоциональное воздействие цвета на человека

позволяет широко использовать его в гигиенических целях. Поэтому

при оформлении интерьера производственного помещения цвет ис-

пользуют как композиционное средство, обеспечивающее гармони-

ческое единство помещения и технологического оборудования, как

фактор, создающий оптимальные условия зрительной работы и спо-

собствующий повышению работоспособности; как средство инфор-

мации, ориентации и сигнализации для обеспечения безопасности

труда.

Поддержание рациональной цветовой гаммы в производствен-

ных помещениях достигается правильным выбором осветительных

установок, обеспечивающих необходимый световой спектр. В про-

цессе эксплуатации осветительных установок необходимо преду-

сматривать регулярную очистку от загрязнений светильников и ос-

текленных проемов, своевременную замену отработавшей свой срок

службы лампы, контроль напряжений питания осветительной сети,

регулярную и рациональную окраску стен, потолка, оборудования.

Сроки очистки светильников и остекления зависят от степени за-

пыленности помещения: для помещений с незначительными выделе-

ниями пыли — 2 раза в год; со значительным выделением пыли —

4... 12 раз в год. Для удобства и безопасности очистки осветительных

установок применяют передвижные тележки, телескопические лест-

ницы, подвесные люльки. При высоте подвеса светильников до 5 м

допускается обслуживание их с приставных лестниц и стремянок.

Очищать светильники следует при отключенном питании.

Контрольные вопросы к главе 9

1. Каково основное назначение промышленной вентиляции?

2. В чем различие естественной и механической вентиляций?

3. В чем основное отличие аэрации от инфильтрации?

261

4. Какие виды механической вентиляции вы знаете? Назовите область при-

менения отдельных видов вентиляции.

5. В каких производственных помещениях следует устраивать приточную

(вытяжную) вентиляцию?

6. Как определить потребный воздухообмен при наличии в воздухе помеще-

ний «однонаправленных» или «разнонаправленных» вредных выделений?

7. Чем отличается промышленная вентиляция от системы кондиционирова-

ния воздуха?

8. Назовите качественные и количественные показатели освещения.

9. Каким параметром нормируется искусственное (естественное) освеще-

ние? От каких факторов зависит его численное значение?

10. Перечислите основные технические характеристики источников света.

11. Назовите основные технические характеристики электрических све-

тильников.

Глава 10

ЗАЩИТА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА, ГИДРОСФЕРЫ

И ЗЕМЕЛЬ. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЧИСТОТЫ ПИТЬЕВОЙ

ВОДЫ И ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

10.1. ЗАЩИТА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

10.1.1. Состав и расчет выбросов загрязняющих веществ

в атмосферу

Промышленные предприятия. Окружающий человека атмосфер-

ный воздух непрерывно подвергается загрязнению. Воздух производ-

ственных помещений загрязняется выбросами технологического

оборудования или при проведении технологических процессов без

локализации отходящих веществ. Удаляемый из помещения вентиля-

ционный воздух может стать причиной загрязнения атмосферного

воздуха промышленных площадок и населенных мест. Кроме того,

воздух промышленных площадок и населенных мест загрязняется

технологическими выбросами цехов, выбросами ТЭС, транспортных

средств и других источников.

Воздух жилых помещений загрязняется продуктами сгорания

природного газа и других топлив, испарениями растворителей, мою-

щих средств, древесно-стружечных конструкций и т. п., а также ток-

сичными веществами, поступающими в жилые помещения с приточ-

ным вентиляционным воздухом. В летний период года при средней

наружной температуре 20°С в жилые помещения проникает около

90 % примесей наружного воздуха, а в переходный период при темпе-

262

ратуре 2,5°С — 40 %. Номенклатура токсичных примесей в воздухе

производственных помещений и в технологических выбросах, про-

мышленного объекта определяется совокупностью технологических

процессов, видом используемого сырья и материалов, характеристи-

ками применяемых машин и оборудования.

Современное машиностроение развивается на базе крупных про-

изводственных объединений, включающих заготовительные и куз-

нечно-прессовые цехи, цехи термической и механической обработки

металлов, цехи покрытий и крупное литейное производство. В со-

став предприятий также входят испытательные станции, ТЭЦ и

вспомогательные подразделения. В процессе производства машин и

оборудования широко используют сварочные работы, механиче-

скую обработку металлов, переработку неметаллических материа-

лов, лакокрасочные операции и т. п. Ниже даны рекомендации по

расчету выбросов загрязняющих веществ основными цехами маши-

ностроительного производства. Источники и выбросы в атмосфер-

ный воздух предприятий других отраслей подробно рассмотрены в [9

и 10].

Масса выброса /-го загрязняющего вещества

= т

уд

Пк( 1 - л), (

10Л

)

где /я

уд/

— удельное выделение /-го загрязняющего вещества на еди-

ницу продукции; П — расчетная производительность технологиче-

ского процесса (агрегата и т. п.); к — поправочный коэффициент для

учета особенностей технологического процесса; г\ — эффективность

средств очистки выбросов в долях единицы; при отсутствии средств

очистки Г| = 0.

Наиболее крупными источниками пыле- и газовыделений в атмо-

сферу в литейных цехах являются: вагранки, электродуговые и индук-

ционные печи, участки складирования и переработки шихты и фор-

мовочных материалов; участки выбивки и очистки литья.

Удельные выделения загрязняющих веществ (кг/т) при плавке чу-

гуна в открытых чугунолитейных вагранках и в электродуговых печах

производительностью 7 т/ч приведены ниже:

Пыль Оксид уг- Углеводо- Оксиды Диоксид

лерода роды азота серы

Открытая вагранка 19 200 2,4 0,014 1,5

Электродуговая печь 8,1 1,5 — 0,29 —

Удельные выделения загрязняющих веществ (кг/т) при плавке

цветных металлов и сплавов составляют:

263

Пыль

Оксиды Диоксид

Оксид уг-

Прочие

азота серы лерода вещества

Индукционные печи

1,2

0,7

0,4

0,9

0,2

Электродуговые печи

1,8

1,2

0,8

1,1

0,3

Печи сопротивления

1,5

0,5 0,7

0,5 0,3

Газомазутные плавильные пе-

чи (плавка алюминия) .... 2,8 0,6 0,6 1,4 0,18

При работе плавильных агрегатов кроме организованных нужно

учитывать неорганизованные выделения, произошедшие вследствие

неплотностей технологического оборудования и при выполнении не-

которых операций (например, при выпуске расплавленного металла в

изложницы). Они составляют в среднем 40 % массы веществ, выде-

ляемых плавильными агрегатами, поэтому для учета количества не-

организованных выбросов в формуле (10.1) принимают к= 1,4.

При выпуске 1 т чугуна из вагранок в ковш в атмосферу цеха выде-

ляется 18...22 г графитовой пыли и 125... 130 г оксида углерода. При

разливе чугуна в формы в атмосферу цеха дополнительно выделяется

оксид углерода в количестве:

Масса отливок, т 0,1 0,2...0,3 0,5...1 1...2

Удельное выделение оксида углерода, кг/т. . 1,05 0,9 0,75 0,7

При литье под действием теплоты жидкого металла из формовоч-

ных смесей выделяются бензол, фенол, формальдегид и другие ток-

сичные вещества. Их количество зависит от состава формовочных

смесей, массы и способа получения отливки и других факторов. Вы-

деления газов при заливке форм металлом и их охлаждении можно

определить по данным [10].

От участков выбивки отливок на 1 м

площади решетки выделяет-

ся до 45...60 кг/ч пыли, 5...6 кг/ч оксида углерода, 3 кг/ч аммиака. Зна-

чительными выделениями пыли сопровождаются процессы очистки

и обрубки отливок в дробеметных и дробеструйных камерах, очист-

ных барабанах и на столах.

Много пыли и газов выделяют в атмосферу участки литейных це-

хов по приготовлению, переработке и использованию шихты и фор-

мовочных материалов. Интенсивность выделения вредных веществ

(приведено к формальдегиду) при изготовлении стержней из холод-

нотвердеющей смеси зависит от состава связующего вещества (газо-

выделение отнесено к 1 дм

площади поверхности стержня):

264

При заполнении ящи- При отверждении

ков смесью, мг/(кг • ч) смеси, мг/(дм

• ч)

фенолформальдегидные (ОФ-1) .... 9,2 1,46

Карбамидоформальдегидные (УКС) . . 215 37,8

Карбамидофурановые (БС-40) 41 5,7

На основе синтетических смол УГТС 61 10,3

В процессах нагрева и обработки металла в кузнечно-прессовых

цехах выделяются пыль, оксид углерода, диоксид серы и другие вред-

ные вещества.

Для определения массы выделений вредных веществ от пламен-

ных нагревательных печей целесообразно пользоваться удельными

показателями по выбросам, приведенными к единице массы (т) или

объема (м

) сжигаемого топлива (S — содержание серы в исходном

топливе, %; А

— зольность топлива, %)

Пыль Оксиды Диоксид Оксид уг- Углеводо-

азота серы лерода роды

Мазут, кг/т 1,2Л 12,4 \9S 4,8 • 10

0,38

Природный газ, кг/тыс. м

2,4 • 10~

6,24 — Следы Следы

Общеобменная вентиляция кузнечно-прессового цеха выбрасы-

вает в атмосферу оксиды углерода и азота, диоксид серы. От пролетов

с молотами выбросы оксида углерода на 1 т мазута составляют 7 кг,

диоксида серы — 5,2; от пролетов с прессами и ковочными машина-

ми — 3 и 2,2 кг.

Вентиляционный воздух, выбрасываемый из термических цехов,

обычно загрязнен парами и продуктами горения масла, аммиаком,

циановодородом и другими веществами, поступающими в систему

местной вытяжной вентиляции от ванн и агрегатов для термической

обработки. Источниками загрязнений в термических цехах являются

нагревательные печи, работающие на жидком и газообразном топливе,

а также дробеструйные и дробеметные камеры. Концентрация пыли в

воздухе, удаляемом из дробеструйных и дробеметных камер, где металл

очищается после термической обработки, достигает 2...7 г/м

. При за-

калке и отпуске деталей в масляных ваннах в отводимом от ванн воз-

духе содержится до 1 % паров масла от массы металла. При цианиро-

вании выделяется до 6 г/ч циановодорода на один агрегат цианирова-

ния.

В воздухе, удаляемом из гальванических цехов, вредные вещества

находятся в виде тонкодиспресного тумана, паров и газов. Наиболее

265

интенсивно вредные вещества выделяются в процессах кислотного и

щелочного травления.

Масса вредных веществ, выделяющихся при травлении с поверх-

ности зеркала ванны (мг/мин), т = m

S, где т

уд

— интенсивность

выделения вредных веществ с единицы площади зеркала ванны,

мг/(м

• мин); S— площадь зеркала ванны, м

Так, при травлении стали 20 в 15%-м растворе серной кислоты

при температуре 70°С выделяются пары и туман кислоты в количестве

до 200, а при травлении стали 10 в 20 %-м растворе соляной кисло-

ты — 26 000 мг/(м

• мин).

При нанесении гальванических покрытий (воронении, фосфати-

ровании, анодировании и т. д.) образуются различные вредные веще-

ства. Так, при фосфатировании изделий выделяется фтороводород,

концентрация которого в отводимом воздухе достигает 1,2... 15 г/м

Концентрации кислот, оксидов хрома, циановодорода и др. в удаляе-

мом от гальванических ванн воздухе колеблются в значительных пре-

делах, что требует специальной очистки воздуха перед выбросом в ат-

мосферу. При проведении подготовительных операций в гальваниче-

ских цехах (механической очистке и обезжиривании поверхностей)

выделяются пыль, пары бензина, керосина, трихлорэтилена, туманы

щелочей. Анализ дисперсного состава туманов показал, что размер

частиц находится в пределах 5...6 мкм при травлении, 8... 10 мкм при

хромировании и 5...8 мкм при цинковании.

Механическая обработка металлов на станках сопровождается вы-

делением пыли, туманов, масел и эмульсий, которые через вентиля-

ционную систему выбрасываются из помещений. Значительное вы-

деление пыли наблюдается при механической обработке древесины,

стеклопластика, графита и других неметаллических материалов. Так,

при обработке текстолита выделение пыли составляет (г/ч) на токар-

ных станках — 50...80; на фрезерных — 100... 120; на зубофрезер-

ных - 20...40.

При механической обработке полимерных материалов одновре-

менно с пылью могут выделяться пары различных химических ве-

ществ и соединений (фенола, формальдегида, стирола и др.), входя-

щих в состав обрабатываемых материалов.

На участках сварки и резки металлов состав и масса выделяющихся

вредных веществ зависит от вида и режимов технологического про-

цесса, свойств применяемых сварочных и свариваемых материалов.

Наибольшие выделения вредных веществ характерны для процесса

ручной дуговой сварки покрытыми электродами: при расходе 1 кг

электродов в процессе сварки стали образуется до 40 г пыли, 2 г фто-

роводорода, 1,5 г оксидов углерода и азота; при сварке чугунов — до

266

45 г пыли и 1,9 г фтороводорода. При полуавтоматической и автома-

тической сварке (в защитной среде и без нее) общая масса выделяе-

мых вредных веществ меньше в 1,5...2 раза, а при сварке под флю-

сом — в 4...6 раз.

Сварочная пыль на 99 % состоит из частиц размером 10~

...1 мкм,

около 1 % — 1...5 мкм, частицы размером более 5 мкм составляют

всего десятые доли процента. Химический состав выделяющихся при

сварке загрязнений зависит в основном от состава сварочных мате-

риалов (проволоки, покрытий, флюсов) и в меньшей степени от со-

става свариваемых металлов. В состав сварочного аэрозоля входят со-

единения хрома, марганца, фториды и др. Валовые выделения вред-

ных веществ при сварке находят в расчете на 1 кг расходуемых свароч-

ных материалов.

Газовая и плазменная резка металлов сопровождается выделени-

ем пыли и вредных газов. Пыль представляет собой конденсат окси-

дов металлов, размер частиц которого не превышает 2 мкм. Химиче-

ский состав пыли определяется главным образом маркой разрезаемо-

го материала. При резке обычно выделяются токсичные соединения

хрома и никеля, марганец, вредные газы — оксид углерода и оксиды

азота, а при плазменной резке образуется еще и озон.

Для приближенной оценки массы (г) токсичных веществ, входя-

щих в состав пыли и выделяющихся при резке 1 м металла при толщи-

не листа 8, мм, можно использовать следующие соотношения:

Оксиды алюминия при плазменной резке сплавов алюминия . 1,28

Оксиды титана при газовой резке титановых сплавов ... 35

Оксиды железа при газовой резке легированной стали. . . 0,255

Марганец* при газовой резке легированной стали 0,255 Мп/100

Оксиды хрома* при резке высоколегированной стали ... 0,0655 Сг/100

В вентиляционный воздух на участках пайки и лужения выделя-

ются токсичные газы (оксид углерода, фтороводород), аэрозоли (сви-

нец и его соединения) и т. п. Удельные выделения аэрозоля свинца

(размер частиц 0,7...7 мкм) при лужении и пайке оловянно-свинцо-

выми припоями ПОС-40 и ПОС-61 при пайке электропаяльниками

мощностью 20—60 Вт составляют 0,02—0,04 мг/100 паек; при луже-

нии погружением в припой (отнесено к поверхности ванны) —

300...500 мг/(м

• ч); при лужении и пайке волной (отнесено к поверх-

ности волны) — 3000...5000 мг/(м

• ч).

* Мп, Сг — содержание марганца и хрома в стали, %.

267

В окрасочных цехах токсичные вещества выделяются при обезжи-

ривании поверхностей органическими растворителями перед окра-

ской, подготовке лакокрасочных материалов, нанесении их на по-

верхность изделий и сушке покрытия. Воздух, удаляемый вентиляци-

онными отсосами от окрасочных камер, напольных решеток, су-

шильных установок и других устройств, всегда загрязнен парами

растворителей, а при окраске распылением, кроме того, окрасочным

аэрозолем. При окраске изделий порошковыми полимерными мате-

риалами в вентиляционном воздухе содержится пыль.

Концентрации вредных веществ в вентиляционных выбросах,

удаляемых от мест окраски, зависят от состава и расхода лакокрасоч-

ных материалов, способа их нанесения на окрашиваемую поверх-

ность, устройства вентиляции, окрасочного оборудования, метода

окрашивания. В вентиляционных выбросах окрасочных цехов могут

содержаться окрасочный аэрозоль (до 1 т/и

) и пары растворителей

(до 10 т/и

Масса паров растворителей, выбрасываемых в атмосферу от окра-

сочного и сушильного оборудования,

m = mikik

(l -г|

где т

— расход лакокрасочных материалов, г/ч; к

— доля раствори-

телей в лакокрасочных материалах (при покрытии лаком в лакокра-

сочных машинах к

равен 0,6 и 0,8 соответственно для металлических

и деревянных изделий); к

— коэффициент, учитывающий количест-

во выделяющегося растворителя из лакокрасочного материала за вре-

мя окраски и сушки (для камер окраски распылением к

= 0,3, для су-

шильных установок 0,7); к

— коэффициент, учитывающий поступ-

ление паров растворителей в рабочую зону (обычно 2...3 %);

= 0,975; г|

— эффективность улавливания паров растворителей в

системе очистки вентиляционных выбросов (для гидрофильтров

0,3...0,35).

Масса выбросов аэрозоля от окрасочного оборудования с венти-

ляционным воздухом в атмосферу

= т

(\ - т|

где к

— доля лакокрасочных материалов, расходуемых на образова-

ние окрасочного аэрозоля; зависит от способа распыления краски;

— коэффициент, учитывающий поступление окрасочного аэрозо-

ля в рабочую зону; обычно к

= к

\ г\

— эффективность улавливания

окрасочного аэрозоля гидрофильтрами; обычно 0,92...0,98.

Значения к

и к

для различных способов окраски металлических

изделий приведены ниже:

268

Распыление:

безвоздушное. .

Электроосаждение

Окунание

Струйный облив.

пневматическое

0,4 0,3

0,22 0,25

0,1

0,35

0,25

Энергетические установки. Много загрязняющих веществ посту-

пает в атмосферный воздух от энергетических установок, работаю-

щих на углеводородном топливе (бензине, керосине, дизельном топ-

ливе, мазуте, угле и др.). Количество этих веществ определяется со-

ставом, массой сжигаемого топлива и организацией процесса сгора-

ния.

Основными источниками загрязнения атмосферы являются

транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) и

тепловые электрические станции (ТЭС).

Основные вещества, выбрасываемые в атмосферу при сжигании

различных видов топлива в энергоустановках,— нетоксичные диок-

сид углерода и водяной пар. Однако, кроме них, в атмосферу выбра-

сываются и вредные вещества, такие как оксид углерода, оксиды

серы, азота, соединения свинца, сажа, углеводороды, в том числе

канцерогенный бенз(а)пирен, несгоревшие частицы твердого топли-

ва и т. п.

При сжигании твердого топлива в котлах ТЭС образуется большое

количество золы, диоксида серы, оксидов азота. Например, подмосков-

ные угли имеют в своем составе 2,5...6,0 % серы и 30...50 % золы. Мате-

риальный баланс современной угольной ТЭС показан на рис. 10.1.

Перевод котлов на жидкое топливо (мазут) существенно умень-

шает образование золы, но практически не снижает выбросы диокси-

да серы, так как мазуты, применяемые в качестве топлива, содержат

2 % и более серы. Дымовые газы, образующиеся при сжигании мазу-

та, содержат, кроме того, оксиды азота, газообразные и твердые про-

дукты неполного сгорания. Так же как и при сгорании твердого топ-

лива, отходящие газы содержат соединения тяжелых металлов. При

сжигании природного газа в дымовых выбросах содержатся оксиды

азота.

Исследования показывают, что вблизи электростанции, выбра-

сывающей в сутки 280...360 т диоксида серы, максимальные концен-

трации его с подветренной стороны на расстоянии 200...500,

500... 1000 и 1000...2000 м составляют соответственно 0,3...4,9; 0,7...5,5

и 0,22...2,8 мг/м

269

С0

, 560 т/ч

Рис. 10.1. Материальный баланс современной угольной ТЭС мощностью

1000 МВт с эффективностью очистки выбросов от твердых веществ 0,99:

1 — электрофильтр; 2 — парогенератор; 3 — турбина; 4 — генератор; 5 — конденсатор

Автомобильный транспорт также является источником загрязне-

ния атмосферы. Так как число автомобилей непрерывно возрастает,

особенно в крупных городах, то растет и валовой выброс вредных

продуктов в атмосферу. Автотранспорт относится к движущимся ис-

точникам загрязнения, широко встречающимся в жилых районах и

местах отдыха.

Токсичными выбросами ДВС являются отработавшие и картер-

ные газы, пары топлива из карбюратора и топливного бака. Основная

доля токсичных примесей поступает в атмосферу с отработавшими

газами ДВС. С картерными газами и парами топлива в атмосферу по-

ступает ~ 45 % углеводородов от их общего выброса.

270