CC BY
17
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1993
УДК 613.6:в21.928.9|-07
С. А. Жихарь, В. Н. Батраков, Е. П. Пличко, Л. Г. Чалый
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЫЛЕГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ГАЗОВОЙ РЕЗКЕ СУДОВОГО МЕТАЛЛОЛОМА
НПО «Энергосталь», Харьков
В настоящее время объем переработки металлического лома во всем мире значительно вырос, постоянно совершенствуется технология его переработки. Одним из существенных источников металлического лома являются отслужившие свой срок суда морского и речного флотов, поэтому разделке судов для последующей утилизации металла в последнее время уделяется все большее внимание.
В связи с тем что любой корабль представляет собой сложное инженерное сооружение, его разделка на части, готовые к дальнейшей утилизации, сопряжена с большими трудностями и плохо поддается механизации и автоматизации. Основным видом разделки судов продолжает оставаться ручная газовая резка.
В процессе газовой резки корпуса и внутренних переборок судна, покрытых многослойной краской, звуко- и теплоизляцией, в атмосферу выделяется большое количество выбросов, содержащих, кроме пыли, токсичные органические и неорганические соединения. Для оценки количественного и качественного состава выбросов, образующихся при газовой резке металлического и судового лома, были проведены исследования в Севастопольском цехе Крымского ПО «Вторчермет», Запорожском металлургическом заводе «Днепроспецсталь» и Ленинградском ПО «Вторчермет».
Для проведения исследований необходимо было локализовать образующиеся при газовой резке выбросы. С целью их ориентировочной оценки выполнен стехиометрический расчет объема продуктов сгорания, образующихся в результате химической реакции топлива (керосин, газ пропан-бутан) с кислородом. Объем дымовых газов рассчитывали, исходя из того что их температура непосредственно в зоне резки колеблется от 1400 до 1600 °С. Расчет производился для !500°С по формуле:
V*=V
Т+1
где V — объем дымовых газов при нормальных условиях, м3/ч; Уф — объем дымовых газов при 1500 °С; Т — температура абсолютного нуля, К; / — температура газов, °С.
Для кислородно-керосиновой резки этот объем составил 29,7 м3/ч, а для кислородно-газовой резки — 69,8 м3/ч.
Высокая температура в зоне резки, а также большая скорость выхода струи кислорода, достигающая 600—700 м/с, с эжектирующим эффектом приводят к интенсивному перемешиванию образующихся дымовых газов с атмосферным воздухом в тепловом восходящем потоке, температура которого, как показали исследования, составляет 140-150 °С.
Общий объем образующихся дымовых газов
с учетом разбавления наружным воздухом рассчитывали по формуле:
I/ -vJr~tcH
у см- V ф ,
'СМ 'в
где УС11 — объем воздушно-газовой смеси, м3/ч; Уф — объем дымовых газов, м3/ч; /г — температура дымовых газов, °С; /„ температура наружного воздуха, °С; /см— температура воздушно-газовой смеси, °С.
Таким образом, в результате кислородно-газо-вой резки от одного ручного резака выделяется 725 м3/ч. или 0,2 м3/с, дымовых газов, а при использовании керосина — 308 м3/ч, или 0,086 м3/с.
В реальных условиях при проведении исследований количество аспирируемых из укрытия дымовых газов над рабочим местом газорезчика несколько превышало расчетное, что позволяло с достаточной эффективностью локализовать пы-легазовые выбросы.
Анализировали выбросы, образующиеся при кислородно-керосиновой и кислородно-газовой (пропан-бутан) резке малоуглеродистых, низколегированных и легированных сталей. Во время отбора проб резку металлолома производили непрерывно, толщину разрезаемых кусков металла изменяли от 5 до 100 мм.
Пробы газов отбирали пробоотборной трубкой, запыленность исследовали с помощью фильтров АФА-ХП. Химический анализ проб газов и пыли производили по общепринятым методикам [2|. Оксиды азота определяли фотометрически с реактивом Грисса — Илосвая, а оксид углерода — линейно-колориметрическим методом на газоанализаторе ГХ-4 и УГ-2. Химический анализ ныли проводили по методикам [1| с учетом особенностей пылей.
Бенз(а)пирен (БП) и углеводороды (УВ) определяли на хроматографе «Varian-3700» со стеклянной колонкой, заполненной фазой СКТФВ-803. В качестве стандарта использовали 2,3-бензо-дифениленоксид. Пробы газа на содержание БП и УВ брали комбинированным методом согласно методике [2]. Для этого использовали соединенные последовательно стеклянные фильтры и склянки Дрекселя, заполненные бензолом, соблюдая условие изокинетичности.
Анализ газов на органические соединения показал, что углеводороды представляют собой по-лимеризованные продукты термической деструкции органических веществ (краска, пробка,теплоизоляционные облицовочные материалы), содержащиеся на поверхности металлолома. Хромато-графический анализ не выявил наличия в дымовых газах БП. В пробах пылей найдены УВ нормального парафинового ряда от Cis до Сзо.
Исследование дисперсного состава пыли, проведенное с применением электронного мнкроско-
Таблица 1
Таблица 3
Дисперсный состав пыли
Содержание по массе, %
Состав пылегазовых выбросов, образующихся при резке судового лома
Размер фракций. Р"ка механическая м.,„„, „.„п.. марка стали резка, про- г пан-бутан Выделяющиеся вещества, г/с
мкм керосин пропан-бутан
со NO, УВ пыль
<0,01 0,01—0,02 0,02—0,03 0,03—0,04 0,04—0,05 0,05—0,06 0,06—0,08 0,08—0,1 >0,1
2 12 17 16 14 12 13 7 7
2 10 17
13 10 11
14 8
15
1,5 13,5 19 16 12 11 12
7
8
Медианный диаметр, dso. мкм
0,045
0,05
0,04
па, показало, что при ручной газовой резке обра-' зуются чрезвычайно высокодисперсные конденсационные аэрозольные частицы. Электронные микрофотографии частиц, выполненные при увеличении 75 000, показывают, что форма их близка к сферической. Основная масса частиц имеет размер менее 0,1 мкм, медианный размер 0,04 0,05 мкм в зависимости от вида резки и при-' меняемого топлива: при ручной с использованием пропан-бутановой смеси 0,05 мкм, керосина 0,045 мкм; при механической 0,04 мкм. Распределение пыли но фракционному составу приведено в табл. 1.
Высокая дисперсность аэрозольных частиц при газовой резке определяется условиями их образования. Большой перепад температур между металлом в зоне резки и окружающим воздухом, малая концентрация паров металла в дымовых газах и высокая скорость выходящей из резака струи газов способствуют быстрому охлаждению образовавшихся конденсационных частиц и препятствуют их дальнейшему росту в газовой фазе.
Определение химического состава пыли представляло некоторые трудности, так как пыль, отобранная на бумажный фильтр, оказывается прочно связанной с материалом фильтра, присутствие которого влияет на ход анализа. Это влияние носит двоякий характер: с одной стороны, в самом материале фильтра содержатся элементы, подлежащие определению в пыли, с другой стороны, преобладающая органическая составляющая вносит дополнительные осложнения в ход анализа, поэтому при определении состава пыли для получения удовлетворительных результатов необходимо было правильно перевести все опре-
Малоуглеродистые и углеродистые 0,08 0,011 0,13 0,16
Низколегированные и легированные 0,07 0,015 0,12 0,19 Легированные:
гр. Б-22 0,06 0,021 0,012 0,25
гр. Б-26 0.06 0,014 0,024 0,21
деляемые компоненты в единую физико-химическую форму, т. е. разложить пробу. При неправильно проведенном разложении из-за незнания свойств определяемых компонентов можно было потерять до 60 % свинца, 10 % хрома III и 15 % железа.
При растворении проб пылей, отобранных на фильтры АФА, в соляной и азотной кислотах часть ее остается нерастворенной из-за обволакивания частичек пыли волокнами. После растворения в кислотах в раствор переходит до 90 % оксидов железа, никеля, 100 % соединений хрома IV, не растворяется оксид хрома III. Чтобы полностью перевести определяемые элементы в раствор, необходимо применять дополнительные способы разложения (сплавление, спекание, обработку плавиковой кислотой).
Определение соединений свинца, железа, никеля проводили атомно-абсорбционным методом, хрома III и IV и никеля — фотометрическим. Химический состав пыли, содержащейся в выбросах при резке судового лома, приведен в табл. 2.
При резке судового лома происходит увеличение по сравнению с резкой неокрашенного металлолома содержания оксидов свинца и меди. Это связано с тем, что корпус судна окрашивается поливинилацетатными грунтами, сополи-мерно-винилхлоридными и перхлорвиниловыми эмалями, в состав которых входят пигменты, содержащие эти соединения.
При проведении исследований было выявлено, что содержание пыли в пылегазовых выбросах выше при резке легированных сталей с помощью специальных присадок и во всех случаях ниже при резке углеродистых сталей. Химический состав пыли зависит от марки стали и степени ее покрытия грунтами и красками.
Исследования состава пылегазовых выбросов, образующихся в результате резки ручным газовым резаком судового лома и металлолома, по-
та бл и u а 2
Химический состав пыли
Компонент. %
Разрезаемый материал SiO, Fe,Oa обш. МпО CrOj CfjOa NiO РЬО CuO ZnO У В. Си—Сэо БП
Малоуглеродистые стали 1,4 80,3 0,31
Низколегированные и легированные
стали 0,95 62,2 0,43
Примечание, н. о.— не обнаружено.
н. о. 0,02
0,20 0,62 1,54 0,95 3,9 10,3 н. о. 9,3 3,8 1,17 0,6 1,4 16,6 и.о.
казали, что при этом в атмосферу выделяется ряд вредных веществ (табл. 3).
При исследовании дисперсного состава пыли было установлено, что образующаяся при ручной газовой резке пыль носит возгонный характер, размер частиц находится в диапазоне 0,01 0,1 мкм с медианным размером 0,045—0,05 мкм. Дисперсный состав обратно пропорционально зависит от интенсивности газовой резки, давления и расхода кислорода, вида топлива. Так, при
механической резке медианный размер частиц равен 0,04 мкм.
Литература
1. Сборник методик по определению концентраций загрязняющих веществ в промышленных выбросах.— Л., 1987.
2. New effective method exraction the heavy metals from the samples for the air dust // Fresemius Z. analyt. Chem. 1984,— N 7.— S. 495-497.
Поступила 22.01.92
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1993 УДК 613.6:666.1.053.621-07
В. М. Шевцова, С. М. Федотина, М. П. Подорожняк, Н. П. Островская, И. В. Приказчик, О. Б. Бродский, А. И. Ковтун, И. Г. Митютко, В. И. Кудря
ФИЗИОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УСЛОВИЙ ТРУДА И ЭФФЕКТИВНОСТИ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПЕСКОСТРУЙНЫХ РАБОТ
Криворожский НИИ гигиены труда и профзаболеваний; Днепродзержинский городской центр санэпиднадзора
В ряде отраслей промышленности проводятся пескоструйные работы с применением сухого песка, а сведения об эффективности используемых средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) крайне немногочисленны. Углубленное изучение условий труда, эффективности СИЗОД, функционального состояния и здоровья пескоструйщиков остается актуальной задачей. В связи с этим мы провели комплексные исследования условий труда, состояния физиологических функций и здоровья рабочих-пескоструйщиков производственного объединения «Азот».
Исследования проведены в холодный и теплый периоды года при пескоструйной очистке внутренних поверхностей вагонов-цистерн для перевозки хлористого водорода (закрытые емкости) и очистке оборудования различных габаритов на открытой площадке (соответственно участки гум-мировочных работ и гуммировочных и футеро-вочных работ). Оценивали эффективность СИЗОД: фильтрующего противогаза с противогазовой коробкой и аэрозольным фильтром марки КД, изолирующего шлангового противогаза с принудительной подачей воздуха ПШ-2, изолирующего пневмокостюма ЛГ-У, а также (в условиях производственного эксперимента) пневмокостюма ЛГ-У, снабженного индивидуальным вихревым кондиционером ИВК.
Профессиографическая характеристика труда и режима труда и отдыха пескоструйщиков дана на основе фотохронометражных наблюдений в течение 18 рабочих смен. Содержание пыли в воздухе изучали на рабочем месте (в рабочей зоне) пескоструйщика, в подмасочном пространстве СИЗОД, на расстоянии 20—30 м от рабочего места по ходу воздушного потока и на участке забора вентиляционного воздуха для изолирующих СИЗОД. Отбор проб воздуха в подмасочном и подшлемном пространстве проводили при помощи индивидуального пробоотборника ВБ2-02 на фильтры АФА-РСП-3. Всего проанализировано и взято в разработку 127 проб воздуха. Свободная двуокись кремния во взвешенной пыли определена И. П. Последниченко. Определяли также загрязненность пылью кожных покровов под-
масочного (подшлемного), а также пододежного пространства методом смывов. Всего отобрано и проанализировано 57 смывов с кожных покровов. Кроме принятых расчетных показателей содержания пыли на площади кожных покровов 200 см2, мы использовали собственный показатель содержания пыли (в миллиграммах) на единицу площади (на 1 см2) в единицу времени (в 1 мин). Определяли также загрязненность кожных покровов хлористым водородом путем анализа 45 смывов с кожных покровов у пескоструйщиков, работавших в закрытых емкостях. Кроме того, изучена загрязненность хлористым водородом песка, применявшегося для очистки закрытых емкостей.
Изучено содержание основных вредных газов в воздушной среде на рабочих местах пескоструйщиков, а также на участке забора вентиляционного воздуха для подачи в изолирующие СИЗОД и на участке возможного источника загрязнения внетиляционного воздуха. Контролируемые вредные газы выбраны с учетом особенностей технологии цехов, расположенных в зоне пескоструйных работ: на участке очистки закрытых емкостей — аммиак, хлористый водород, окись углерода, стирол, хлорбензол, бензол, этиленбензол, формальдегид, толуол, ксилолы (167 проб); при очистке оборудования на открытой площадке — аммиак, хлористый водород, фосген, окись углерода, стирол, хлорбензол, этилбензол, бензол, толуол, формальдегид (105 проб). Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны определяли в соответствии с требованиями ГОСТа 12.1.005—88, а в вентиляционном воздухе, подаваемом в изолирующие СИЗОД,— в соответствии с требованиями СН-245—73 для систем вентиляции и кондиционирования воздуха. ■
Микроклиматические условия (температура, относительная влажность, скорость движения воздуха) изучали в 8, 13 и 16 ч (314 замеров). Учитывали также уровни освещенности в закрытой емкости, создаваемые установкой искусственного освещения, закрепляемой на лестнице входного люка, шума при работе основного и вспомогательного оборудования, локальной вибрации при зачистке швов шлифовальной машинкой.
