Исследование запыленности воздуха

Лабораторная  работа

 

ИССЛЕДОВАНИЕ  ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА

Цель и значение работы. Научиться оценивать запыленность весовым методом. Полученные знания и первичные навыки пригодятся при дипломном проектировании и оценке запыленности при работе на производстве.

Задание. Определить концентрацию пыли в воздухе и оценить запыленность по санитарным нормам.

Базовый материал. Для проведения работы студент должен знать, какой вред человеку от пыли, на что она влияет отрицательно [2,3]. Как разделять пыль по своим вредным свойствам. На каких производствах наиболее запыленные условия труда. [1,3,4,8].

Приборы оборудование Барометр, термометр. Ротационная установка (РПУ) или аспиратор(модель 822). Патрон со шлангом (аллонж). Набор фильтров АФА-Б-18. Пылевая камера. Секундомер. Весы аналитические.

Схема аспиратора

1- аспиратор; 2- шкала реометров; 3- кран для регулировки скорости  протягивания; 4- патрон с фильтром; 5- пылевая камера; 6- резиновый шланг; 7- штуцеры для присоединения шлагов

Методические указания

Все методы определения запыленности воздуха делятся на две группы:

- методы точные, применяемые  в лаборатории и требующие  длительного времени, например: счетный,  электрический, фотоэлектрический  и другие.

- метод экспрессный,  позволяющий определять запыленность  воздуха быстро и непосредственно в производственном помещении (весовой метод).

Счетный метод заключается  в том, что пыль, содержащуюся в  определенном объеме воздуха, осаждают на предметное стекло, например с помощью  электростатического поля в стаканчике при подаче на контакты установки высокого напряжения. Затем производят подсчет пылинок с помощью микроскопа.

Весовой метод служит для определения массы пыли, содержащейся в единице объема воздуха (мг/м³). Метод основан на использовании фильтра типа АФА (аналитический фильтр аэрозольный), изготовленного из гидрофобного высокоэффективного фильтрующего материала ФПП-115. Фильтр взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,1 мг до и после протягивания через него определенного объема запыленного воздуха через фильтр. Схема установки изображения на рисунке.

В учебных целях используют пылевые камеры. На производстве пробы  берут в рабочей зоне, т.е. на высоте 1,3 м, в течение времени, достаточного для определения массы пыли (2-4 ч). По истечении времени отбора пробы выключают аспиратор, вынимают и взвешивают фильтр.

Весовую концентрацию пыли определяют по формуле

                                     (3.1)

 

где:

- концентрация пыли, мг/м³;

- масса фильтра до и после отбора пробы, мг;

- скорость просасывания воздуха  через фильтр, м³/мин

- время просасывания, мин;

- коэффициент приведения воздуха  к нормальным условиям.

(3.2)

 

где 101325 – нормальное атмосферное давление, Па;

- барометрическое давление, Па;

- температура воздуха, ⁰С.

 

Порядок выполнения работы

1) Изучить методику, приборы,  оборудование и правила техники безопасности при выполнении работы.

2) Под наблюдением  преподавателя взять фильтр из  кассеты и взвесить его на  аналитических весах.

3) Осторожно вставить  фильтр в аллонж и плотно  закрыть его с помощью крышки.

4) Снять показания  барометра, термометра и психрометра.

5) Проверить производительность  аспиратора, установить с помощью  вентилей рекомендуемый расход  воздуха (15-25 л/мин).

6) Собрать установку  для отбора проб, т.е. подсоединить  к аспиратору пылевую камеру  и вставить в нее аллонж.

7) Произвести опыт в течение 1 мин, контролируя и корректируя скорость просасывания воздуха.

8) Разобрать аллонж  около аналитических весов, осторожно  взвесив фильтр.

9) Определить концентрацию  пыли.

10) Убрать рабочее место.  Составить отчет.

 

Отчет должен содержать методику исследования, результаты всех замеров и расчетов, таблицу, санитарные нормы, выводы и рекомендации.

 

Таблица показателей  по определению концентрации пыли
Атмосферное давление, мм рт.ст.
Температура воздуха  в зоне замера, 0С
Масса фильтра без  пыли, мг
Масса фильтра с пылью, мг
Скорость просасывания воздуха, л/мин
Время опыта, мин
Объем пропущенного через  фильтр воздуха, м3
Масса пыли, мг
Концентрация пыли, мг/ м3
Предельно допустимая концентрация пыли, мг/ м3
Превышение ПДК, раз

 

Контрольные вопросы и задания

1) В чем заключается  вредность производственной пыли? От чего она зависит?

2) Какие методы используются  для определения запыленности  воздушной среды?

3) В чем заключается  сущность весового и счетного  метода определения запыленности?

4) Как определяется  запыленность воздушной среды  с использованием ротационной  установки?

5) Как влияют температура  и атмосферное давление воздуха  на результат при определении  концентрации пыли?

6) Оценить запыленность, если мельница выделяет 4 г пыли  в час при удалении воздуха 1 м/ч.

 

Лабораторная  работа 4.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАГАЗОВАННОСТИ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ

Цель и значение работы. Научиться использовать газоанализатор типа УГ-2 для определения загазованности. Расширить знания по оценке загазованности воздуха. Эти знания потребуются для улучшения условий труда на производстве, предохранения от действия вредных газов и обучения профилактике заражения опасными и вредными газами.

Задание. С помощью газоанализаторов определить концентрацию вредных газов в сосуде и оценить загазованность среды по сравнению с нормами. Изучить способы и средства защиты от ядовитых газов.

Базовый материал. Для проведения работы студент должен знать какие вредные газы имеют место в сельскохозяйственном производстве, какой от них вред, как действуют на человека, через какие органы [2,3]. Как разделяются вредные газы. Основные защитные способы и средства от действия вредных газов [1,3,4,8].

Приборы и оборудование. Газоанализаторы АМ-4 (схема),УГ-2 – макет и действующий прибор. Емкость с источниками загазованности, сосуд. Ампулы с индикаторным порошком, трубки, вата, пыжи, воронки, шомпол, фильтрующий патрон. Шкалы для контроля концентраций, таблицы, нормы, коробки и емкости для содержания оборудования. Секундомер или часы.

Методические указания Для анализа воздушной среды отбирают пробы воздуха в рабочей зоне на высоте 1,3-1,5 м от пола, При оценке фактической концентрации вредных газов ее сравнивают с предельно допустимой концентрацией (ПДК) по ГОСТ 12.1.005-76 “Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования”.

Исследование воздушной среды  с целью определения содержания в ней вредных газов и паров  производится различными методами.  Наиболее простой и быстрый –  экспрессный метод, основанный на быстропротекающих реакциях химикатов, помещенных в индикаторные трубки, при контакте с вредными газами.

 

Рис. 1.а) Схема устройства аспиратора АМ-4

1 - сильфон, 2 – пружина, 3 – ремешки, 4 – резиновая трубка, 5 – клапан, 6 – фильтр, 7 – отламыватель  концов индикаторных трубок. б) - индикаторная трубка

 

Рис 2.а) – схема устройства газоанализатора УГ-2:

1 – наконечник, 2- резиновая  трубка, 3 – шток, 4 – фиксатор, 5 –  индикаторная трубка, 6 – фильтрующий  патрон, 7 – сильфон, 8 – пружина;  б) – порядок заполнения индикаторной трубки: 1 – установка пыжа, 2 - заполнение порошком, 3 – уплотнение, 4 – установка второго пыжа.

 

Используют метод определения  загазованности по кислороду, сущность которого заключается в определении  процентного содержания кислорода  в воздухе путем поглощения его некоторыми химическими веществами. Концентрацию многих горючих гадов (метана, этилена, пропана, паров спирта, бензина и др.) определяют по изменения электрического спирали из специального сплава при сгорании пробы газа в измерительной камере прибора. В настоящее время для анализа газов широко применяют хроматографию, колориметрию, спектрохронометрию, потенциометрию и другие методы.

Анализ газов экспрессным  методом осуществляется по ГОСТ 12.1.014-79 “Воздух рабочей зоны. Метод измерения  концентраций вредных веществ индикаторными трубками”. Сущность его заключается в изменение окраски индикаторного порошка в результате реакции с вредным веществом (газом или паром) в анализируемом воздухе, проталкиваемом через трубку. Длина изменившего первоначальную окраску слоя индикаторного порошка пропорциональна концентрации вредных веществ. Количество воздуха, протягиваемого через индикаторные трубки, устанавливается в соответствии с нормативно-технической документацией на эти трубки. При использовании прибора АМ-4 (рис.1) оно определяется числом сжатий сильфона. При использовании универсального газоанализатора УГ-2 (рис-2) количество воздуха определяется величиной разжатия сильфона, ограничиваемого штоком с делениями. Концентрацию вредного вещества в воздухе рабочей зоны (мг/м³) определяют по длине изменившего окраску слоя порошка, накладывая индикаторную трубку на шкалу, нанесенную на кассету. Измерение производят от середины размытости границы раздела. При размытости границы, превышающей 2 мм, измерение необходимо повторить. Погрешность измерения составляет ± 35%.

ГОСТ 12.1.005-76 “Воздух рабочей  зоны” предусматривает изменение  ПДК окиси углерода в зависимости  от длительности работы в атмосфере, содержащей окись углерода. При одновременном  содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия сумма отношений фактической концентрации каждого из них (С₁, С_2, …,С ) в воздухе помещений и их ПДК не должна превышать единицу:

 

Порядок выполнения работ

1) Изучить методику, приборы и оборудование. При измерении концентрации вредных веществ соблюдать нормы и правила охраны труда.

2) Приготовить три  индикаторные трубки. Для этого  в трубки диаметром 2,5 мм и  длинной 90 мм, промытые хромовой  смесью, вложить вату и пыж (рис. 2,б), в другой конец трубки вставить воронку и насыпать индикаторный порошок, постукивая шомполом. Длина уплотненного столбика порошка должна быть 68-70 мм. Вставить пыж и вату.

3) Проверить действия  газоанализатора и продуть фильтрующий  патрон воздухом. Для этого соединить патрон с резиновой трубкой прибора УГ-2, подобрать шток, соответствующий всасываемому объему исследуемому газу (объем определяется расстоянием между выемками штоков, сдавливающего “мех” сильфона). Сдавить пружину сильфона до верхней выемки и, освободив защелку, позволить штоку выйти до щелчка, т.е. до нижней выемки.

4) Убедившись в работоспособности  прибора УГ-2, установить его на  всасывание требуемого объема  газа и собрать установку по  схеме (рис.2.а), т.е. с индикаторной  трубкой и патроном.

5) Создать в замкнутом  объеме (под колпаком или в  сосуде) вредную атмосферу путем  открытия емкости с источником  загазованности.

6) Засекая время, произвести  определение концентрации вредного  газа, т.е., опустив защелку, позволить  прибору  всасывать через патрон и индикаторную трубку вредный газ.

7) После окончания  всасывания путем наложения индикаторной  трубки на градуированную шкалу  определить концентрацию вредных  газов. 

8) Если время просасывания  меньше указанного на трубке, то опыт повторить со второй и третьей трубкой, проверив их уплотнение.

9) Убрать рабочее место.  Вымыть руки. Составить отчет.

 

Отчет должен содержать методику, результаты измерений, таблицу, выводы и рекомендации.

 

Таблица отчета
Показатель	Результаты
Место отбора проб
Исследуемый газ (примесь)
Объем просасываемого воздуха, мл
Цвет индикаторного  порошка,
до анализа
после анализа
Фактическая концентрация вредного газа
при каждой повторности, мг/м3
Пределдьно допустимая концентрация, мг/м3