Материал: Лекция 1 Введение в дисциплину Основные понятия История развития производственной санитарии и гигиены труда

1. 
   Методы исследования вредных веществ
   

Порядок осуществления контроля за содержанием вредных химических веществ и аэрозолей преимущественно фиброгенного действия (АПФД) в воздухе рабочей зоны регламентируется «Общими методическими требованиями к организации и проведению контроля содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны» («Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» Р 2.2.2006-05).В современных промышленных условиях рабочая зона – место, где в течение трудовой смены периодически или постоянно находятся люди – может быть повышено опасной территорией. В связи с технологическими процессами или в ходе аварийных выбросов воздух рабочей зоны загрязняют токсичные, горючие и взрывоопасные газовые компоненты. Содержание опасных газообразных примесей в производственной среде измеряется специальными приборами – газоанализаторами. Газоанализаторы – устройства, с помощью которых определяется состав газовой смеси как качественный (какие именно газы присутствуют), так и количественный (сколько определённых газов находится в смеси). В первую очередь газоанализаторами оснащаются пожаро-, взрыво- и химически опасные производства, а также шахты, где имеются скопления рудничного газа (метана). Обязательно применяют газоанализаторы перед тем, как проводить огневые работы в подвалах и колодцах, а также чтобы аттестовать рабочие места на вредных производствах. Портативные газоанализаторы небольших размеров, которыми снабжаются работники опасных производств, можно считать первичными средствами индивидуальной защиты. Они своевременно сигнализируют о повышенном содержании вредных примесей в воздухе, при котором следует покинуть рабочую зону либо применить средства защиты органов дыхания. Способ работы устройства. Ручные анализаторы, которые приводятся в действие оператором, основаны на том, что отдельные газообразные компоненты поглощаются специальными реагентами. Воздух производственной зоны пропускается через поглотитель, который связывает определённый газ. После этого первоначальный объём смеси уменьшается. По уменьшению объёма рассчитывается, сколько газа, связанного поглотителем, там изначально содержалось. В зависимости от квалификации оператора, измерение занимает от пяти до десяти минут. Работа автоматических анализаторов непрерывного действия основана на физических и химических процессах, а также их сочетании. Физический принцип измерения результата вспомогательной химической реакции обеспечивает работу объёмно-манометрических или химических анализаторов. В этих приборах измеряется, насколько изменился объём либо давление смеси газов после того, как её компоненты вступили в определённые химические реакции. Физико-химический принцип действия, совмещённый с физическим, имеют следующие устройства:

Хроматографические. В них проба разделяется за счёт того, что разные газы проходят поглотительный слой каждый со своей индивидуальной скоростью. Результат разделения фиксируется, проводится автоматический расчёт. Термохимические. В этих устройствах проходит окисление (с дополнительными катализаторами) составных частей газовоздушной смеси. При окислении выделяется тепло; температура измеряется терморезистором. По степени нагрева определяется концентрация компонентов. Фотоколориметрические. В них содержание компонентов измеряется по результату их цветной реакции с веществами-индикаторами. Электрохимические газоанализаторы определяют концентрацию газа в смеси по величине электропроводности раствора, который поглощает этот газ. Чисто физические принципы работы имеют следующие автоматические газоанализаторы: Термокондуктометрические. При изменении состава газовой смеси меняется её теплопроводность. Это изменение регистрируется терморезисторами. Денсиметрические. Измеряют плотность газовой смеси, которая меняется в зависимости от качества и количества газов, входящих в неё. Магнитные. Применяются для измерения концентрации кислорода в воздухе производственной среды по его магнитным свойствам. Оптические. Анализируют состав газовой смеси по её оптической плотности, а также спектрам испускания или поглощения. Кроме различия по способу действия (ручные или автоматические) и принципу работы, газоанализаторы для воздуха рабочей зоны подразделяют на типы: Стационарные. Такие приборы автоматически отслеживают концентрацию газов. В промышленном исполнении, если допустимое содержание опасной газовой составляющей превышено, они подают световые и звуковые сигналы, а также включают вентиляцию и прочие системы безопасности; Переносные. Предназначены для определения концентрации газовых примесей в разных местах производственной зоны; Портативные. Индивидуальные устройства. Имеют малые габариты и вес, измеряют концентрацию вредных примесей непосредственно там, где находится работник. Кроме того, по количеству измеряемых примесей эти приборы бывают одно- и многокомпонентными, а по числу каналов (датчиков или точек отбора пробы) – одно- и многоканальными.

Чтобы правильно выбрать прибор для контроля воздуха рабочей зоны, нужно, прежде всего, исходить из перечня примесей, которые нужно определять. Кроме того, имеет значение класс опасности примесей: есть модификации устройств для взрывоопасной и взрывобезопасной среды. Образцы моделей промышленных газоанализаторов представлены на фото: В зависимости от поставленных задач – общий это контроль, локальный или индивидуальный, выбирают стационарные, переносные либо портативные модели газоанализаторов. И, наконец, устройства с разным принципом действия имеют присущие им преимущества и недостатки. Так, термохимические устройства имеют низкую стоимость, но при этом непродолжительный срок службы датчика газоанализатора, невысокое быстродействие и чувствительность, небольшой диапазон измеряемых концентраций. Термохимические анализаторы используют преимущественно для контроля воздуха производственной зоны на содержание горючих газов, например, СО. Электрохимические анализаторы занимают среднюю ценовую позицию. У них высокая чувствительность, широкий диапазон определяемых веществ, низкое потребление энергии. Вместе с тем, они имеют крупные габариты, сложны в обслуживании. Оптические приборы имеют прекрасное быстродействие, высокую избирательность и чувствительность. Диапазон их измерения охватывает практически весь спектр возможных загрязнений. При этом стоимость оптических газоанализаторов – самая высокая. Установка, использование и поверка газоанализаторов воздуха рабочей зоны должны проходить в строгом соответствии с условиями, указанными предприятием-изготовителем. Требования к хранению зависят от устройства анализатора. Так, например, электрохимические приборы хранятся в упаковке поставщика в отапливаемом хранилище при температуре от +5ºС до +40ºС и выдерживают высокую влажность. Оптические устройства допускают температурный интервал от -50ºС до +50ºС, однако чувствительны к резким перепадам температуры и влажности, а также к пыли, агрессивным парам и другим вредным примесям. Гарантийный срок хранения, как правило, составляет 12 месяцев, а период обслуживания по гарантии не превышает полутора лет. Адекватно подобранный, исправный и правильно используемый газоанализатор предоставляет точную и своевременную информацию о составе воздуха рабочей зоны. Эта информация может оказаться не только нужной, но и жизненно важной для работника.

Контроль за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны проводится путем измерения среднесменных (К_сс) и максимально разовых (К_м) концентраций и последующего их сравнения с предельно допустимыми значениями, представленными в документе «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» (ГН 2.2.5.1313-03) (рис.1).Наличие двух величин ПДК требует оценки условий труда как по минимальным, так и по среднесменным концентрациям; класс условий труда в этом случае устанавливается по более высокой степени вредности.Среднесменная концентрация - это концентрация, усредненная за 8-часовую рабочую смену. Она определяется для характеристики уровней воздействия вещества в течение смены, расчета индивидуальной экспозиции (в том числе пылевой нагрузки), выявления связи изменений состояния здоровья работника с условиями труда.Максимальная (максимально разовая) концентрация - концентрация вредного вещества при выполнении операций (или на этапах технологического процесса), сопровождающихся максимальным выделением вещества в воздух рабочей зоны, усредненная по результатам непрерывного или дискретного отбора проб воздуха за 15 мин для химических веществ и 30 мин для аэрозолей преимущественно фиброгенного действия. Для веществ, опасных для развития острого отравления (с остронаправленным механизмом действия*, раздражающих веществ), максимальную концентрацию определяют из результатов проб, отобранных за возможно более короткий промежуток времени (как это позволяет существующий метод определения вещества).Информация о максимальных концентрациях необходима для проведения инспекционного и производственного контроля за условиями труда, выявления неблагоприятных гигиенических ситуаций, оценки технологического процесса, оборудования, санитарно-технических устройств.По среднесменным концентрациям (К_сс) контролируются аэрозоли преимущественно фиброгенного действия и канцерогены - бензол, кадмий, мышьяк, их неорганические соединения и др.По максимально разовым концентрациям (К_м) контролируются биопрепараты, вещества с остронаправленным механизмом действия (азота диоксид, водород мышьяковистый, бром, фтор и др.), раздражающего действия (азотная кислота, аммиак, йод, серная кислота и др.), аллергены (никель, соли хромовой кислоты, гентамицин и др.).

По среднесменным (К_сс) и максимально разовым (К_м) концентрациям определяются все остальные химические вещества (рис.1).Контроль воздуха  осуществляется при характерных производственных условиях с учетом:•  характера технологического процесса (непрерывный, периодический), температурного режима, количества выделяющихся вредных веществ и др.;•  физико-химических свойств контролируемых веществ (агрегатное состояние, летучесть и др.);* Вещества с остронаправленным механизмом действия - это вещества, опасные вследствие возможного развития острого отравления при кратковременном воздействии, обусловленном выраженными особенностями механизмов действия (гемолитические, угнетающие дыхательный, сосудодвигательный центры и др.).Рис. 1. Определяемые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны•  класса опасности и биологического действия вещества;•  планировки помещений (этажность здания, наличие межэтажных проемов, связь со смежными помещениями и др.);•  количества и вида рабочих мест (постоянные и непостоянные);•  фактического времени пребывания работающих на производственном участке и в течение рабочей смены.Отбор проб воздуха проводят в зоне дыхания работника либо с максимальным приближением к ней воздухозаборного устройства (на высоте 1,5 м от пола при работе стоя или 1 м при работе сидя). Если рабочее место непостоянное, отбор проб проводят там, где рабочий находится большую часть своего времени.Устройства для отбора проб воздуха могут размещаться в фиксированных точках рабочей зоны (стационарный метод) или закрепляться непосредственно на одежде работника (персональный мониторинг).Стационарный метод отбора проб применяют для решения следующих задач:•  гигиенической оценки источников загрязнения воздуха рабочих зон (технологических процессов и производственного оборудования);•  гигиенической оценки эффективности вентиляционных систем;•  определения соответствия фактических уровней содержания вредных веществ их предельно допустимым концентрациям.Персональный мониторинг концентраций вредных веществ в зоне дыхания работающих рекомендуется применять в тех случаях, когда выполнение трудовых операций проводится на непостоянных рабочих местах.