CC BY
9
Вольф Н. И., Бунимович Г. И. и др., там же, стр. 213—221.— Иванова М. Г., в кн.: Пневмокониоз, стр. 17—29, Киев, 1954. — Козловский В. С., Бюлл. экспе-рим. биол. и мед., 1954, т. 38, № 7, сгр. 41—45. — Он же, Врач, дело, 1955, № 9, стр. 889—890,—К и т а е в М. И., Сов. злравоохр. Киргизии, 1953. № 2, стр. 30—35,— Он же, Сов. здравоохр. Киргизии, 1955, № 1, стр. 19—23. — Левин С. И., е. кн.: Борьба с силикозом. Сб. 1, стр. 240—243, М., 1953. — Мешенгиссер С. М., в кн.; Силикоз, стр. 84—98, М., 1951.—Морозов А. Л., в кн.: Борьба с силикозом, Сб. 1, стр. 199—212, М., 1953. — Серафимов Б. И., Журн. невропатол. и психиатр, им. Корсакова, 1952, в. 8, стр. 39—45. — Серов С. Ф., Здравоохр. Казахстана, 1951, № 5, стр. 22—31. — Успенский В. И., в кн.: Научные работы аспирантов и клинич. ординаторов Центр, ин-та усов, врачей, в. 1, стр. 6—29, М., 1952. — Ш ере шее-ска я И. С., в кн.: Труды Акад. мед. наук СССР, т. XVII, стр. 77—84, М„ 1951. — Юделес А. Л. и Казанцева Т. И., в кн.: Борьба с силикозом, стр. 301—308, 1953.—King Е. a. oth., J. Path. a. Bact., 1945, v. 57, p. 491—493. — К i n g E. J., Occup. Med. 1947, v. 4, p. 26—49. — King E. J., Wright B. M„ Ray S. C. a. Harrison С. V., Brit. J. Ind. Med., 1950, v. 7, p. 27—36. — Siegmund H„ Arch. f. Gewerbepath. u. Gewerbebyg., 1935, Bd. 6, H. 1, S. 1—7. - Gardner L. U., J. Am. Med. Ass., 1938, v. Ill, p. 1925—1936. — G e e v e r F. F., Am. J. Med. Sc., 1947, v. 214, p. 292—304.
Поступила 9/XI 1955 r.
* ft ft
НОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕЙСТВИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПЫЛИ
НА ОРГАНИЗМ
Научный сотрудник В. Б. Латушкина
Из Московского института охраны труда ВЦСПС и кафедры гигиены труда I Московского ордена Ленина медицинского института имени И. М. Сеченова
Современная гигиена труда широко использует метод экспериментального исследования для характеристики разных видов производственной пыли. Особенно значительно число работ, посвященных изучению фиброгенного действия производственной пылл, а также направленных на установление степени токсичности различных аэрозолей. Одной из основных трудностей постановки подобных исследований является создание условий для обеспечения нормального респираторного поступления изучаемых веществ в органы дыхания.
Пылевые камеры, предложенные разными авторами, технически сложны, дороги и к тому же имеют и существенные с точки зрения достоверности эксперимента недостатки.
Во все описанные в литературе камеры, служащие для запыления животных, осуществляется подача полидисперсной пыли. Получение в этих камерах монодиспероной пыли или пыли с небольшим диапазоном дисперсности представляет большие трудности. К тому же запыление животных производится большей частью групповым способом, при котором животные бывают свободно размещены в запыленном пространстве камеры. При этом они сбиваются в группы в наименее пыльных участках камеры, прячут мордочки в шерсть и дышат как бы через «фильтр», и таким образом защищают себя от пыли, поступающей в органы дыхания. Мы поставили перед собой задачу разработать такой тип камеры, в которой можно длительно поддерживать постоянную концентрацию и желательную дисперсность пыли, обеспечив равномерное ее распределение в потоке воздуха. При этом зона дыхания должна постоянно находиться в этом потоке. С этой целью нами приспособлен так называемый воздушный классификатор1, предложенный Гонелем в 1928 г. Принцип действия
1 Консультация по устройству и работе воздушного классификатора была нам оказана в лаборатории промышленной вентиляции Московского института охраны труда ВЦСПС Г И. Красиловым и В. В. Кучеруком.
его заключается в следующем: при продувании воздуха с разным расходом (объемной скоростью) через пыль, помещенную в насадку, происходит насыщение воздуха пылью. Те частицы пыли, скорость падения которых меньше скорости потока воздуха, выносятся из насадки и поднимаются к верху цилиндра (трубы) классификатора.
Поэтому если поместить у верхнего края цилиндра подопытных животных, то мордочки их будут находиться в воздушном потоке, содержащем в себе определенное количество пылевых частиц желательной дисперсности.
В соответствии с поставленной задачей нами была смонтирована установка, которая после тщательного испытания была применена для экспериментального изучения действия пыли абразивов при респираторном поступлении ее в органы дыхания. Установка состоит в основном из двух частей (рис. 1): воздушного классификатора (а) -как пылеподаю-щей части и камеры (б), в которой размещены животные.
Воздушный классификатор
(рис. 1,а) состоит из металлического цилиндра высотой 1 м и диаметром 150 мм (/) металлического съемного конуса (2), стеклянной насадки (3) (рис. 2), воздуходувки (4), ресси-вера (5)и реометра (5).
Камера для запыления животных (рис. 3) представляет собой цилиндрическую коробку, открытую кверху, высотой 100 мм и диаметром 550 мм. В центре дна камеры имеется отверстие диаметром 150 мм. Камера разделена перегородками на 10 равных секший (/); в каждой секции .
помещается металлический станочек (2). для одного подопытного животного. Подопытное животное, обращенное мордочкой к центру камеры, помещают в чистый металлический станочек. В указанное выше отверстие вставляют сплошной конус — рассечку (3) для распределения и отклонения пылевого потока в зону дыхания животных. Сверху Камера закрывается съемной крышкой из плексигласа (4) и стеклянным колпаком (5), имеющим отверстия для выхода воздуха (отверстия закрываются фильтром из лигнина в 1 слой или марля в 3 слоя).
Когда все животные размещены в секциях, камеру сверху закрывают крышкой и в таком виде закрепляют на воздушном классификаторе. В центр отверстия камеры вставляют конус — рассечку. Сверху
Рис. 1. Общий вид установки.
70 --4-- во
- 150 -
Рис. 2. Стеклянная насадка к воздушному классификатору.
2*
19
Рис. 3. Вид камеры сверху.
внутреннюю часть камеры и конус покрывают стеклянным колпаком.
При респираторном запылении животных указанным способом необходимо в потоке воздуха иметь в состоянии витания пыль определенной дисперсности, для чего требуется рассчитать скорость витания данной пыли. Это в свою очередь требует знания ее удельного веса. Определение удельного веса производится с помощью пикнометра. Зная удельный
вес вещества пыли, можно рассчитать скорость витания пылевых частиц, воспользовавшись графическим способом расчета скоростей витания в воздухе частиц пыли различного размера и разного удельного веса, разработанным Г. И. Ромашевым. График Г. И. Ромашева построен для расчета скорости витания пылинок размером от 1 до 1000|а.
Для гигиенических исследований необходимо рассчитывать скорость витания пылинок в основном до 10— 25 р. и максимум до 50 Поэтому мы построили график для частиц размером до 100 р. с соответствующими скоростями витания (рис. 4). Он начерчен в логарифмическом масштабе для пылинок, удельный вес которых равен единице. На оси абсцисс отло жен диаметр частиц, на оси ординат — скорость витания частиц. Пр1 определении скорости витания частиц пыли другого удельного веса на до вводить поправку, равную Уз логарифма удельного веса ( ;). Эта по правка вводится с помощью номограммы, имеющейся внизу рисунка Найдя отрезок, соответствующий одной трети логарифма заданного удель ного веса, откладываем вправо величину этого отрезка на оси абсцисс от точки, отвечающей размеру частиц с1; затем на графике на оси ординат находим соответствующую точку, прибавляем к ней тот же отрезок С/з 1ёт) и получаем ординату, по которой читаем скорость витания в см/сек.
Например: задан диаметр пылинки карборунда 10 ¡л и удельный вес 7= =3,08 г/см3; определить скорость витания №.
По номограмме находим отрезок, соответствующий '/з 'й Т- равный 6 мм.
На основном графике по оси абсцисс от точки 10 откладываем вправо отрезок длиной в 6 мм (точка А). От точки А проводим вертикальную линию. От точки ее пересечения Б с линией О откладываем вверх отрезок длиной в 6 мм и получаем новую точку В, которая лежит на горизонтальной линии, соответствующей скорости витания И' = 1 м/сек.
Зная скорость витания частиц пыли определенной дисперсности, соответствующего удельного веса, находим расход воздуха (объемную скорость), необходимый для поддержания пыли во взвешенном состоянии. Для этого мы пользовались следующей общепринятой формулой:
<3 = 6 Ш7,
где<3—-расход воздуха или объемная скорость (в л/мин); №—скорость витания заданных пылевых частиц (в см/сек); Р — поперечное сечение цилиндра воздушного классификатора (в дц2); 6 — коэфициент пересчета при переводе сантиметров в дециметры и секунд в минуты.
Найденный расход воздуха регулируется по реометру.
В наших опытах подавались в зону дыхания животных пылинки диаметром не более 5, 7 и 12:ч Расход воздуха в воздушном классификаторе при продувке отдельных фракций рассчитывали по скорости витания пылинок, имеющих наибольший размер, т. е. соответственно 5, 7 и 12 (1
Создаваемая концентрация пыли в камере, как показали наши исследования (более 500 опытов), стоит в прямой зависимости от дисперсности пыли и от весового содержания тех или иных размерностей в общей
сд к - 1/з 1д[
Размер частиц—Л (микроны)
Рис. 4. График для расчета скорости витания.
навеске пыли. Поэтому необходимо прежде всего определить дисперсный состав исследуемой пыли, т. е. составить характеристику ее по дисперсности.
Для разделения пыли по диспероности брали чистую стеклянную насадку известного веса, в которую помещали 1—2 г пыли и на воздуш-
ном классификаторе производили постепенно отдувку пыли нужной дисперсности. В табл. 1 приводится пример определения дисперсного состава пыли (пыль карборунда, удельный вес 3,08, навеска 1 г).
Таблица 1
Желательная дисперсность пыли (в ¡а) Скорость Требуемый расход воздуха (в л/мин) Количество улетевшей пыли
витания (в см/сек) в г в процентах к навеске
От 0 до 5 0,192 2,4 0,342 34,2
» 5 »10 0,97 10,1 0.358 35,8
Выше 10 Остаток 0,300 30,0
Зная весовое содержание разных фракций в данной навеске пыли и необходимый расход воздуха для выделения каждой фракции пыли, мы могли производить затравку животных пылью желательной дисперсности.
При раздувке пыли особенно размером до 4—5 некоторые виды пыли образуют хлопья (особенно кварцевая пыль), что затрудняет создание. требуемой взвеси частиц в потоке воздуха. С целью лучшего разделения пыли по дисперсности в насадке и более равномерного выноса пыли в камеру нами добавлялся к основной навеске пыли балласт из крупных фракций той же самой пыли, порядка 150 (с сита 180 американского стандарта). Хорошее взмучивание пыли в насадке наблюдалось при прибавлении к навеске пыли 2 г балласта. Таким способом вся насыпанная в насадку пыль приводится во взвешенное состояние.
Экспериментально установлено, что навеска в 1,5 г пыли карборунда достаточна для поддержания требуемой дисперсности до 5 м концентрации в среднем 0,76 мг/л воздуха в течение 2 часов при скорости витания W =0,23 см/сек и расходе воздуха Q =2,4 л/мин. При отдувке фракций пыли карборунда размером до 7 р (из той же навески пыли) со скоростью витания 0,46 см/сек и расходе воздуха 49 л/мин средняя концентрация пыли была равна 0,59 мг/л.
При отдувке пыли до 12^и соответствующем режиме (W= 1,35 см/сек и Q =14,1 л/мин) средняя концентрация пыли составляла 0,51 мг/л с колебаниями порядка 0,5—0,56 мг/л воздуха.
Аналогичные распределения концентрации пыли были получены для пыли нормального электрокорунда.
Скорость движения воздуха в зоне дыхания животных (у места выхода пыли из цилиндра) была незначительной. При наших исследованиях скорость движения воздуха е зоне дыхания животных при отдувке пыли размером до 5 ¡а колебалась от 0,23 см/сек (при раздувке карборунда) до 0,27 см/сек (при раздувке пыли нормального электрокорунда) и максимальной 1,35—1,6 см/сек была при отдувке пыли размером до 12 ц.
Таким образом был получен режим работы камеры на протяжении опыта (1—2 часа) и определены концентрации пыли, с помощью которых можно производить запыление животных пылью различной дисперсности. Путем смены насадок с пылью (заранее подготовленных) можно проводить запыление животных пылью избранной дисперсности в течение более длительного времени — 4—8 часов и более—при малом изменении концентрации пыли.
В наших опытах запыление крыс производили пылью размером до 12 fi. Если требуется проводить исследования с более крупной пылью
(до 30—40 |i и выше), необходимо применять воздушные классификаторы меньшего диаметра.
Значительный интерес представляет вопрос, как распределяется пыль, оседающая в камере.
Визуально различаются две зоны осевшей пыли: одна с более густым слоем концентрируется в пределах круга, находящегося под колпаком, а другая с еле видимым слоем пыли помещается в кольце под плоской крышкой. В границах каждой зоны оседание пыли на глаз происходит равномерно.
Равномерное распределение пыли происходит за счет одинаковых скоростей потока воздуха по концентрическим сечениям камеры, а также вследствие равномерного отклонения запыленного воздуха верхним конусом от выходной части воздушного классификатора. При этом зона дыхания животных находится в потоке наиболее запыленного воздуха. Количественное распределение пыли и равномерность ее по кольцевым сечениям нарушается при изъятии одного или нескольких станочков из секций камеры. В этом случае наиболее густой слой пыли отмечался не только по указанному выше первому кругу, но и в секциях камеры, в которых отсутствовали станочки, так как в этих местах уменьшено сопротивление воздушному потоку. Изучая равномерность распределения пыли н ее дисперсность в зоне дыхания при разных режимах запыления, мы установили, что при отдувке пыли до достигается хорошая равномерность распределения пылевых частиц по полям зрения. Максимальные отклонения от среднего арифметического значения числа пылинок по полям зрения у пыли карборунда составляют — 4 + 16, у пыли нормального электрокорунда—18+16 и у пыли кварца — 6+13. При отдувке пыли от 7 до 12 ц максимальные отклонения были .менее значительными: у пыли карборунда— 10+8, у пыли нормального электрокорунда — 5+7 и у пыли кварца — 7+12.
Результаты изучения дисперсного состава пыли1 при разных режимах отдувки показаны в табл. 2, из которой видно, что пылевые частицы у выхода из воздушного классификатора (уровень дыхания животных) большей частью в поперечнике были меньше расчетных, а по длине некоторые из них превышали расчетные (1,3—2,2%).
Таблица 2
Дисперсный состав пыли в камере на уровне дыхания животных при разных режимах, выраженный в процентном соотношении числа пылинок (средние данные)
Вещества При отдувке до 5(а пыли При отдувке до 7|i пыли При отдувке пыли до 12[д.
до 2(х до 4,и 4—5;х А. СМ о ч А ■Ч" О ч А о ч а. со 1 U3 а. см § до 4 ¡ж А. t i о см Ч—• ю т СМ А.
Карборунд ....... 83,25 14,37 2,4 39,5 20,4 35.9 4,2 10,8 9,4 36,2 42,3 1,3
Нормальный электроко
РУВД........ 85,3 11,7 3 50 20,5 25,7 3,8 8,58 17 50.96 21,26 2,2
Кварц......... 86,2 11,4 2,4 46,2 24,1 23 5,8 6,5 9,441 1 41,5 1.6
Количество пыли, прилипающей к внутренним стенкам цилиндра воздушного классификатора, разное. Оно зависит от общей потери пыли в насадке, состояния внутренней поверхности стенок воздушного классификатора (хромированные дают меньшее прилипание) и от характера самой пыли. Так, при общем количестве улетевшей пыли из насадки
1 Для определения дисперсного состава пыли применялся метод непосредственного осаждения на предметных стеклах в исследуемой зоне.
100—150 мг «а стенках цилиндра оседало 10—30 мг пыли и при отдувке 400—-700 мг осажденной пыли было порядка 60—250 мг. Как показали опыты, наименьшее прилипание пыли на цилиндре было у пыли кварца, наибольшее — у нормального электрокорунда.
Расчет концентрации пыли, создаваемой на уровне дыхания животных, производится по следующей формуле:
Q ■ t
где К — концентрация пыли (в мг/л); А — количество улетевшей пыли из насадки (в мг); а— количество пыли, осевшей на внутренних стенках цилиндра воздушного классификатора; Q — расход воздуха (или объемная скорость) (в л/мин); t — время в минутах.
Проверка концентрации проводилась путем составления полного баланса пыли. С одной стороны, учитывалась потеря пыли в весе (в насадке), с другой — прибавка пыли на бумажном фильтре, который закрывал верхний выход классификатора, и на внутренних стенках воздушного классификатора. Проверка концентрации таким путем каждые полчаса дала хорошие результаты.
Выводы
1. С помощью предложенной установки достигается обеспечение постоянной концентрации пыли (по Бесу) в течение длительного времени^
2. Установка позволяет производить запыление животных пылью в диапазоне избранной дисперсности. Отдуваемые фракции пыли, полученные в зоне дыхания животных, в большинстве своем соответствуют расчетным. Лишь небольшое число частиц превышает расчетные по длине.
3. Установка позволяет производить одновременное запыление 10 животных. При этом животные находятся в одинаковых и постоянных в течение опыта условиях.
4. На уровне дыхания животных создаются незначительные скорости движения воздуха, которые не оказывают отрицательного действия на терморегуляцию животных.
5. Поскольку животные зо время опыта фиксированы, т. е. не могут произвольно изменять свое положение в потоке запыленного воздуха, имеется возможность более точно рассчитать количество пыли,, поступающей в органы дыхания.
Поступила 4/У 1935 г.
-й- -йг -и
ИЗМЕНЕНИЯ В ЛЕГКИХ ПОДОПЫТНЫХ ЖИВОТНЫХ ПРИ ИНТРАТРАХЕАЛ ЬНОМ ВВЕДЕНИИ ПЫЛИ МИНЕРАЛЬНОЙ ШЕРСТИ
Ассистент В. А. Гримайловскоя, ассистент В. В. Паустовская, ст. лаборант А. X. Шаповалова
Из кафедры гигиены труда и кафедры патологической анатомии Киевского
медицинского института
В СССР быстрыми темпами развивается новая отрасль строительной промышленности — производство минеральной шерсти.
К началу 1953 г. выпуск минеральной шерсти по сравнению с довоенным уровнем возрос примерно в 20 раз.
