CC BY
12
УДК 613.5:643.3]:613.155
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ И МИКРОКЛИМАТА ГАЗИФИЦИРОВАННЫХ КУХОНЬ
Заслуженный врач РСФСР М. С. Соколовский, Е. М. Пинчук, канд. техн. наук К■ Н. Правоверов
Городская санэпидстанция и Всесоюзный научно-исследовательский институт
природных газов, Москва
Массовая газификация квартир, способствуя существенному повышению благоустройства жилищ, нередко сопровождается загрязнением бытовых помещений продуктами неполного сгорания газа. Принятые сейчас способы и средства вентиляции жилых и бытовых помещений газифицированных квартир не всегда в состоянии обеспечить необходимую чистоту их воздуха. В результате живущие в таких квартирах в зимние месяцы оказываются в условиях воздействия повышенной концентрации окиси углерода (СО). Важно заметить, что в наибольшей степени это относится к домашним хозяйкам, лицам преклонного возраста и детям. Проведенные авторами настоящей статьи исследования показывают, что среди многих факторов, обусловливающих накопление СО в газифицированных квартирах, наибольшее значение имеет неудовлетворительное сжигание газа в конфорочных горелках газовых плит. Для количественной оценки состояния воздушной среды в зависимости от качества работы горелок, их тепловой нагрузки, продолжительности работы и кратности воздухообмена можно воспользоваться уравнением баланса СО в помещении. Окончательное расчетное выражение для определения концентрации СО в помещении выразится следующим образом:
Х = х0 + гхп,±(\-е-пх), (1)
где X — концентрация окиси углерода в помещении через какой-то промежуток времени т после зажигания горелки; Хо — начальная концентрация СО в помещении; .Хпр— содержание СО в сухих продуктах сгорания газа в конфорочных горелках.
V О V
_ с.г. _ ^гор. с.г.
пом. <2Н -Упом_
где 1 —• относительное количество сухих продуктов сгорания газа Ус.г.. поступающих в единицу времени в помещение объемом УПОм.. Фгор. — нагрузка горелки (в ккал/час); Ус.г. —количество сухих продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 им3 газа. Для природного газа К.г. = 8,52 нм3/нм3; С?® —теплотворная способность газа (в ккал/нм3). Для природного газа =8500 ккал/нм3; п — кратность воздухообмена, равная отношению часового объема воздуха Ув, проходящего через помещение, к его объему УПОи ■
Результаты расчета по загрязненности помещения кухни, определенные по формуле (1) при нагрузке конфорочной горелки, равной <3гор.= 1600 ккал/час, при различном качестве сжигания в ней природного газа (С0 = 0,1 %, 0,05%, 0,01% и 0,005%) и при условии, что начальное содержание СО в помещении равно нулю (Хо = 0), представлены на рисунке. Из этого рисунка видно, что если содержание СО в продуктах сгорания составляет 0,1%, то уже через минуту после включения горелки концентрация газа достигает 0,002 мг/л, через 2'/г мин. — 0,020 мг/л, через 10 мин. — 0,054 мг/л, а через 30 мин. — 0,080 мг/л.
Это значительно превышает величину 0,002 мг/л, установленную ГОСТ 5542-50 для жилых помещений.
При увеличении нагрузки горелки сверх 1600 ккал/час, например до 2500 ккал/час, при одновременном ухудшении качества горения (С0 = 0,2 — 0,25%), концентрация СО в воздухе кухни может возрасти до 0,250—0,350 мг/л. Следует отметить, что загазованность квартир в указанных пределах неоднократно наблюдалась многими исследователями.
Необходимые гигиенические условия в бытовых помещениях могут быть обеспечены лишь в том случае, если содержание СО с продуктах сгорания из конфорочных горелок не будет превышать 0,005%, а нагрузка горелки не выйдет за пределы 1600 ккал/час.
До последнего времени наша промышленность выпускает газовые плиты с конфорочными горелками пламенного типа, пригодными в основном для сжигания горючих газов с небольшой теплотворной способностью (3500—4000 ккал/час) и высоким содержанием водорода. Качественное сжигание газа в таких горелках не обеспечивается; содержание СО в продуктах сгорания по ГОСТ 10798-64 не должно превышать 0,03%.
Наиболее полное сгорание газа в конфорочных горелках газовых плит может быть достигнуто лишь при беспламенном его сжигании. В этом случае за счет того, что в зону горения подается однородная газо-воздушная смесь стехиометрического состава, подогретая до высокой температуры, сгорание газа происходит практически мгновенно, без следов пламени. Продукты сгорания газа состоят при этом из азота, углекислого газа, водяного пара и кислорода.
Содержание СО или каких-либо других токсических продуктов незавершенных реакций горения приближается к нулю и, во всяком случае, при хорошо изготовленной керамике не должно превышать 0,005%.
Как видно из рисунка (теоретический расчет), содержание СО в воздухе бытовых помещений при применении конфорочных горелок беспламенного типа находится в пределах, регламентируемых ГОСТ 5542-50, т. е. не превышает 0,002 мг/л (2 мг/м3).
Для проверки приведенных выше теоретических соображений мы в феврале 1962 г. провели обследование кухонь ряда квартир Москвы, оборудованных газовыми плитами с конфорочными горелками пламенного и беспламенного типа. При исследовании воздушной среды определяли содержание СО, кислорода и углекислого газа, а также температуру и относительную влажность воздуха. Наблюдения проводили как при ограниченном воздухообмене в помещении (форточки окон, вентиляционный канал и двери из кухни в жилые помещения закрыты), так и при включении вентиляции (дверь в кухню и вентиляционный канал форточки). Пробы воздуха отбирали через 10 мин. в течение первого получаса испытания, а затем в конце его, т. е. через час после включения горелки.
со/иг/л
о.оэо о,о?о
0,070 О, О 60 0,050 0,04 О 0,030 0,020 о,ою о
—
/
/
/ У
/
и
ГО го оО 40 50 60 Л1инуты
Рост концентрации СО в помещении кухни с шестикратным воздухообменом при нагрузке конфорочной горелки по ГОСТ 4137-57, равной 1600 ккал/час.
1 — содержание СО в продуктах сгорания при пламенном сжигании газа*=0,1%; //—содержание СО —0,05%; III — содержание С0=0,01%: IV — содержание СО = 0,005%; V — содержание СО в продуктах сгорания при беспламенном сжигании газа.
2 Гигиена и санитария № 8
17
Во всех испытаниях теплопроизводительность горелок пламенного и беспламенного типа была одинаковой. На конфорке устанавливали посуду одного и того же размера с одинаковым количеством воды; продолжительность нагрева воды до кипения была одинаковой.
Результаты исследований воздушной среды в газифицированных кухнях
Е £ <и 2
а о
= 5 я§2-й и (- ш а
2 в'— =
£ г
Н ш я и
Состав воздуха (в мг/м1)
СО,
О,
СО
Я я н 5-5 ~ * >•а
о-^Гг аа.«
Примечание
Велозаводская улица
0 18 0,2 20,7 9,8 0 В работе 2 горелки
10 21 1,6 19,6 107,1 97,3 пламенного типа.
20 24 1,4 19,0 148,6 138,8 Вентиляция
30 27 1,6 18,6 205,8 196,0 выключена
60 30 1,8 18,2 214,8 205,0
0 18 0,2 20,7 9,8 0 В работе 2 горелки
10 — — — 18,4 8,6 беспламенного
20 22 0,5 19,9 22,0 12,2 типа. Вентиляция
30 24 0,8 19,8 25,2 15,4 выключена
60 26 1,0 19,8 25,0 15,2
Петровка
0 19 0,2 20,7 5,6 0 В работе 4 горелки
10 20 0,3 20,6 8,4 2,8 беспламенного ти-
20 21 0,5 20,5 14,0 8,4 па. Вентиляция
30 22 0,6 20,4 16,8 11,2 выключена
60 22 0,8 20,3 21,0 14,4
0 15 0,2 20,7 5,6 0 В работе 4 горелки
10 15 0,3 20,6 9,2 3,6 беспламенного ти-
20 16 0,3 20,5 9,8 4,2 па. Вентиляция
60 18 0,3 20,5 10,2 4,6 включена
0 22 0,2 20,7 5,6 0 В работе 4 горелки
10 22 0,8 19,8 — — пламенного типа.
15 23 1,2 19,6 105 ■ 99,4 Вентиляция вы-
30 24 1,6 19,4 120 114,4 ключена
0 22 0,2 20,7 5,6 0 В работе 4 горелки
10 22 0,4 20,2 — — пламенного типа.
15 23 0,6 20,0 65,6 60,0 Вентиляция вклю-
30 23 0,8 19,8 93,6 88,0 чена
Обстановка опытов и результаты наблюдений приведены в таблице. Из этой таблицы видно, что нарастание концентрации СО в воздухе помещений происходит в первые 20—30 мин. работы горелок. В дальнейшем концентрации СО не изменяются и остаются почти постоянными.
Содержание СО в воздухе помещений при ограниченном воздухообмене за вычетом ее начальной концентрации при работе горелок бес-
пламенного типа составило 10—15 мг/м3, при работе горелок пламенного типа — 198—205 мг/м3.
Столь же заметные различия наблюдались при измерении концентраций кислорода и углекислого газа в помещении кухонь. Если при работе горелок беспламенного типа содержание кислорода в наихудших условиях не снижалось за пределы 19,8%, то при работе горелок пламенного типа оно снижалось через час после зажигания горелок до 18,2%. Концентрация углекислоты в помещении при работе горелок беспламенного типа была в 1,8—2 раза меньше, чем при работе в аналогичных условиях горелок пламенного типа.
Основная деталь конфорочной горелки беспламенного типа — керамический излучатель, представляющий собой тонкий диск, сетку с большим числом каналов диаметром 1 —1,7 мм. При работе горелки наружная сторона керамической сетки нагревается до 900° и становится мощным источником инфракрасного излучения. За счет высокой прямой или лучистой отдачи тепла в горелках беспламенного типа коэффициент полезного действия их достигает 75% против 55%, установленного ГОСТ 10798-64 для конфорочных горелок пламенного типа и 40% для горелок плит с отводом продуктов сгорания в дымоход.
Ввиду наличия в горючих газах водорода в продуктах сгорания, поступающих в бытовые помещения из плит, содержится значительное количество водяного пара. На каждый кубический метр сожженного природного газа в помещение выделяется 1,6 кг воды. За 3—4 зимних месяца это составит внушительную цифру.
Вредные последствия повышенного содержания в продуктах сгорания СО и водяного пара возрастают во много раз из-за увеличенного расхода газа в плитах ввиду низкой их экономичности (средний эксплуатационный коэффициент полезного действия не превышает 40— 45%) и стремления населения к «экономии» времени за счет форсированной нагрузки конфорочных горелок (до 3000—3500 ккал/час вместо 1500—1700 ккал/час). Уместно отметить, что нагрузка наиболее распространенных плиток, достаточно хорошо отвечающих потребностям населения, равна 500—800 вт/час, или в тепловых единицах — около 450—700 ккал/час. С учетом коэффициента полезного действия электрических плиток и газовых конфорочных горелок полезная тепло-производительность последних оказывается выше в 4—8 раз.
Замена существующих конфорочных горелок горелками беспламенного типа, имеющими более высокий коэффициент полезного действия (75 вместо 45—50%), с более совершенным сжиганием газа (содержание СО в продуктах сгорания, не превышающее 0,005% вместо 0,03%) может сократить на 40% выделение в бытовые помещения водяного пара и почти в 10 раз уменьшить загрязнение их СО.
Заметное улучшение воздушной среды бытовых помещений возможно в том случае, когда производительность конфорочных горелок будет ограничена разумными пределами и, во всяком случае, не будет превышать производительность электрических плиток. Это вполне реальная задача, если учесть, что в связи с быстрым развитием сети общественного питания необходимость в горелках большой производительности отпадает.
Выводы
1. Регламентированные ГОСТ 10798-64 заниженные требования, касающиеся полноты сжигания газа и коэффициента полезного действия конфорочных горелок, способствуют выпуску некачественных газовых плит. Следует пересмотреть эти требования и установить допустимое содержание СО в продуктах сгорания на уровне 0,005% при коэффи-
2*
19
циенте полезного действия горелок 70—75% и полезной теплопроизво-дительности их не выше 700 ккал/час.
2. Замена в существующих плитах горелок пламенного типа беспламенными позволит заметно уменьшить загрязнение бытовых помещений токсическими продуктами неполного сгорания газа и улучшить микроклимат газифицированных квартир.
Поступила I/III 1965 г.
HYGIENIC ASSESSMENT OF AIR AND MICROCLIMATE IN GAS-SUPPLIED
KITCHENS
M. S. Sokolovsky, E. M. Pinch.uk, K. N. Pravoverou
The paper demonstrates that the accumulation of carbon monoxide in the gas-sup-plied apartments is mainly due to unsatisfactory burning of gas in the gas-stove burners. The author suggests the permissible contents of carbon monoxide in the combustion products to amount to 0.005% at an efficiency coefficient of 70—75% and a heat production coefficient within 700 kcal/hr. A considerable improvement of the microclimate of the gas-supplied apartments may be attained by the use of flameless burners.
УДК 613.155.3:547.491
К ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ЦИАНИСТОГО БЕНЗИЛА В ВОЗДУХЕ РАБОЧИХ ПОМЕЩЕНИЙ
Г. П. Галибин, В. И. Федорова, Н. М. Карамзина Институт гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР, Москва
Цианистый бензил (ЦБ) служит исходным сырьем для получения люминала, широко применяемого при лечении различных заболеваний. ЦБ относится к ароматическим нитрилам, представляет собой прозрачную слегка желтоватую жидкость с неприятным запахом, нерастворимую в воде; его удельный вес 1,015, температура кипения 234°, температура плавления 23,8°, абсолютная летучесть при 20° 1,3 мг/л.
Данных о токсичности ЦБ в литературе нет, в связи с чем мы провели соответствующее исследование с целью нормирования этого вещества и разработки санитарно-гигиенических рекомендаций при использовании его на производстве. Опыты были поставлены на 200 белых крысах, 200 белых мышах и 6 кроликах. Показателями действия вещества на организм животных являлись выживаемость, клиническая картина, динамика веса тела, функциональное состояние нервной системы, печени и почек. Анализировали периферическую кровь, измеряли кровяное давление и внешнее дыхание, производили патоморфологи-ческое изучение внутренних органов забитых и погибших животных. Кроме того, при острых и повторных ингаляционных воздействиях определяли состояние тканевого дыхания по методу Варбурга.
В опытах установлено, что при введении ЦБ в желудок однократно Ь084 для белых крыс составляет 285 мг/кг, ЬО50 — 270 мг/кг и ЫЬ16 — 230 мг/кг. Смертельные дозы вещества для белых мышей в 4—5 раз меньше: ЛО50 = 78 мг/кг, Ь084=106 мг/кг и Ь016 = 38 мг/кг. Смертельные концентрации паров ЦБ для белых крыс при однократном воздействии в течение 2 часов: ЬС50 = 0,43 мг/л, ГС84 = 0,81 мг/л и ЬС|6 = 0,21 мг/л.
Смертельные концентрации для белых мышей при той экспозиции в 3—4 раза меньше; при концентрации 0,1 мг/л отмечена гибель 50% животных.
