CC BY
5
удк 614.76:547.8141:831.17
А. Н. Яковлев
О ВОЗМОЖНОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ БЕ Н3( А) ПИ РЕ НОМ ПОЧВЫ И ВОЗДУХА В ЗОНЕ РАБОТ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ
МАШИН
Усть-Каменогорский строительно-дорожный институт
Изучение циркуляции полициклических ароматических углеводородов в окружающей среде на примере канцерогенного вещества бенз(а)пнрена (БП) показало, что повышенное содержание химических соединений этой группы наблюдается практически повсеместно, причем отмечено сезонное колебание концентрации БП в почве сельскохозяйственных полей. Так, в Павлодарской области на глубине О—10 см содержание БП, по данным 1972 г., составило в мае 0,1—0,8 мкг/кг, в августе 1,2—3,5 мкг/кг. Это достаточно низкие показатели даже для сельской местности. В Ферганской области содержание БП возросло с 4,7 мкг/кг в мае до 8,2 мкг/кг в сетябре и находится на одном уровне с количеством БП, обнаруженным в почвах Западной Европы.
Возможность миграции БП в растительные и животные организмы привела к тому, что с целью профилактики злокачественных заболеваний наряду с атмосферным воздухом и водой в настоящее время узаконены предельно допустимые нормы на содержание БП в почве культурных полей (20 мкг/кг).
Причиной возрастания содержания БП могут служить отработавшие газы (ОГ) двигателей, применяемых на мобильных тракторных агрегатах и сельскохозяйственных машинах, однако их роль в загрязнении почвы и воздуха пока не установлена, не выявлены и масштабы распространения БП. Все это необходимо для выяснения составляющих существующего уровня содержания БП в почве, а также для разработки мероприятий по предотвращению загрязнений.
С целью гигиенической оценки сельскохозяйственных тракторных агрегатов мы расчетным путем определили величину возможного загрязнения почвы и воздуха в зоне их работы БП, выбрасываемым с ОГ двигателей при обработке пашни. Расчет произведен с помощью уравнения (1), полученного нами ранее при экспериментальных исследованиях закономерностей выброса БП дизелем Д-37Е.
1УБ = 0,1ЕХР (2,036—0,276*| + 1,078*2 — 0,05*? +
+ 0,639*2 "Ь 0,232Х1*2) • 0)
где №б—концентрация БП в ОГ дизеля (в мкг/м3);
п— 1500 ре— 0,4
— 300 > х* ~ 0,2 •
где п — частота вращения коленчатого вала (в мин-1), Ре — среднее эффективное давление газа в цилиндре дизеля (в МПа).
Приведенное уравнение связывает концентрацию БП в ОГ с основными режимными параметрами дизеля (п, Р,) и позволяет в любой момент в зависимости от нагрузки дизеля определить выброс БП с ОГ по формуле:
0Б = \УБУог, (2)
где СБ—выброс БП с ОГ дизеля (в нг/с), —концентрация БП в ОГ (в мкг/м3 или нг/л), Уог —количество (выделение) ОГ (в л/с).
Кривые выброса БП при различных значениях Р, в зависимости от частоты вращения коленчатого вала представлены на рисунке. Надежность результатов на 10 % уровне значимости не ниже 0,85.
Загрязненность поверхности обрабатываемого участка определится по формуле:
СЯ = °Б/«7. (3)
где Gn —загрязненность поверхности слоя поля (в мкг/га), GB—выброс БП с ОГ дизеля (в мкг/ч), 1У —производительность агрегата (в га/ч).
Из рисунка видно, что при Р„=0,60—0,62 МПа выброс БП составляет 180—200 нг/с, т. е. 650—720 мкг/ч. Производительность (W) агрегата, оснащенного дизелем Д-37Е, при вспашке двухкорпусным плугом составляет 0,55 га/ч. Тогда согласно формуле (3), загрязненность обрабатываемого участка (Gn) в этом случае составляет 1200— 1300 мкг/га. Считаем, что величину загрязненного участка, особенно при обработке больших площадей, можно принять равной площади вспаханного поля. В безветренную погоду все твердые компоненты ОГ постепенно оседают на землю симметрично выхлопной трубе, при боковом же ветре — разница только в месте осаждения БП относительно траектории движения агрегата за счет переноса ОГ в направлении ветра.
Концентрация БП в почве обработанного участка (на 1 кг сухой почвы) за счет выброса его дизелем увеличится на величину
Wn = Gn/Mn = Gn/(p.h.S), (4)
где й?п— приращение концентрации БП в почве участка (в мкг/кг), Gn—загрязненность поверхностного слоя почвы (в мкг/га), Мп—масса поверхностного слоя почвы на участке 1 га; р—1.3 -103 — плотность сухой почвы (в кг/м3), А — 0,1—глубина отбора проб почвы (в м), S — площадь участка ] га (в м2).
При подстановке в формулу (4) соответствующих численных значений приращение концентрации БП (Wb) оказывается равным приблизительно 1,0—Ю-3 мкг/кг.
Среднее значение величины Gб, входящей в формулу (3), при изменении характера сельскохозяйственных работ изменяется незначительно, так как зависит в основном от нагрузки дизеля [см. формулы (1) и (2)], которая при правильном комплектовании агрегатов близка к номинальной. Производительность при бороновании, лущении, культивации, посеве зерновых культур, уборке урожая п других сельскохозяйственных работах, выполняемых широкозахватными агрегатами, значительно выше, чем на пахоте. Нетрудно показать, что загрязнение почвы на этих работах согласно формуле (3) на порядок ниже подсчи-
65,нг/с
МО
100
SO
го
1200 laso 1SOO 1650 п.мин'
Выброс БП с ОГ тракторного дизеля Д-37Е в зависимости от частоты вращения коленчатого вала (п) при различных значениях среднего эффективного давления газа в цилиндре
(Я.).
О- — выброс БП с ОГ.
ганного нами ранее для вспашки значения Й7п- Комплектование сельскохозяйственных агрегатов на базе более мощных дизелей не может существенно отразиться на численных значениях относительных величин Об' и поскольку увеличение выброса БП с ОГ дизеля сопровождается увеличением производительности агрегатов. Отсюда следует, что в ходе проводимых агротехнических мероприятий (за сезон 7—10 последовательных операций) мобильные сельскохозяйственные агрегаты, оснащенные исправными и хорошо отрегулированными дизелями, не могут вызвать нрнращения концентрации БП в почве на 2,5— 3,5 мкг/кг, отмеченного в упомянутых областях.
На практике вследствие неравномерной нагрузки машин, износа двигателя, нарушения его регулировок и других причин выброс БП дизелем может быть в десятки и даже сотни раз выше показанного на рисунке. В наших исследованиях наблюдалось 30—40-кратное увеличение концентрации БП в ОГ дизеля при закоксовывании верхнего поршневого кольца или хотя бы одного отверстия распылителя. Однако даже с учетом возрастания концентрации БП в указанных пределах суммарное загрязнение почвы за счет выброса его с ОГ техники, непосредственно привлеченной для уборки и возделывания сельскохозяйственных культур, составляет 0,05—0,1 мкг/кг, т. е. не более 5—10 % зафиксированного сезонного колебания концентрации БП.
Концентрация БП в воздухе обрабатываемого участка определится по формуле
*в = (5)
где — концентрация БП в воздухе участка (в мкг/м3), бп — загрязненность БП, приходящаяся на единицу площади обрабатываемого поля (в мкг/га), V — объем воздуха над участком 1 га (в м3).
При обработке обширных площадей пашни какой-то участок воздушного бассейна поля можно рассматривать как замкнутое пространство объемом где V —
объем загрязняемого атмосферного воздуха над участком (в м3), 5 — площадь рассматриваемого участка (в м2), И — высота выброса БП с ОГ (в м). Н зависит от положения выхлопной трубы на тракторе, скорости истечения ОГ и для большинства машин может быть принята равной «4 м, а объем загрязняемого воздуха над участком 1 га — 4-10* м3.
Тогда при выбросе БП с ОГ дизеля в количестве 1200 мкг/га (12-10' нг/га — вспашка) среднее значение кон-
центрации БП в воздухе обрабатываемого участка составит 30 иг/м3 (предельно допустимая концентрация БП в воздухе населенных мест 1 нг/м3, в воздухе рабочей зоны 150 нг/м3). При работе широкозахватных агрегатов загрязнение воздуха зоны обрабатываемого участка также превышает 1 нг/м3.
Следует подчеркнуть, что все приведенные рассуждения и выкладки касаются только загрязнения, обусловленного выбросом БП за время непосредственной работы агрегата на данном участке (в 1 га), которое суммарно по всем видам работ (боронование, посев, культивация и пр.) измеряется буквально часами, так как производительность агрегатов намного больше 1 га в час. Остальное время техника эксплуатируется на многочисленных вспомогательных работах, что способствует загрязнению атмосферного воздуха сельской местности, а следовательно, и почвы.
Выводы. 1. Загрязнение почвы БП, выбрасываемым с ОГ дизелей в ходе непосредственной обработки почвы, в случае исправного и хорошо отрегулированного дизеля (1-10—3 мкг/кг) незначительно по сравнению с установленной предельно допустимой концентрацией БП в почвах культурных полей и не объясняет существующего уровня загрязненности сельскохозяйственных почв БП. Изношенный и технически неисправный дизель может выбрасывать БП в количестве, загрязняющем почву (на пахоте) до 0,05—0,1 мкг/кг, что соизмеримо с уровнем содержания БП в малозагрязненных для сельской местности почвах. В обоих случаях количество выбрасываемого дизелями БП не может вызвать за время летних сельскохозяйственных работ приращения содержания БП в почвах на 2,5— 3,5 мкг/кг, отмеченного Ю. Л. Коганом.
2. Причиной существующей загрязненности псчв БП может служить постоянное его осаждение из атмосферы, одним из основных источников загрязнения которой служат двигатели внутреннего сгорания, выбрасывающие с ОГ свыше 60 % атмосферного БП. Преобладающая часть БП (90—95 %) попадает в почву в результате постоянного осаждения его из атмосферы, для обеспечения чистоты которой необходимо снижать выброс БП двигателями всех марок независимо от места их эксплуатации.
Литература. Коган Ю. Л. — В кн.: Некоторые итоги изучения загрязнения внешней среды канцерогенными веществами. М., 1972, с. 56—59.
Поступила 19.01.82
УДК 613.633:877.71
В. И. Свидовый, М. Н. Канета
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УСЛОВИЙ ТРУДА РАБОТНИЦ КАНАТНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Ленинградский санитарно-гигиенический медицинский институт; Санэпидемстанция Ка
лининского района Ленинграда
Нашей задачей была гигиеническая оценка условий труда и состояния здоровья работающих в канатном производстве.
Исходным сырьем для выпуска шпагата, кабельной пряжи, шнуров и хлопчатобумажных фал являются пенька, джут, кенаф и лен. Сырье доставляют с заводов первичной обработки в кипах, которые поступают в отделение первичной сортировки. Короткую пеньку и льняное волокно пропускают через эмульсатор, вследствие чего происходит разложение пектиновых веществ, что способствует созданию прядомости волокну. Созревшее волокно поступает на гру-бочесальные машины, где частично оно смешивается и очищается, удаляются непрядомые примеси, формируется лента. В последующем лента проходит очистку в тонкочесальных машинах и нарабатывается в тазы массой до 9,5 кг. Общая масса таза с лентой 11 кг. На прядильных машинах
происходят вытяжение пряжи, скручивание и наматывание ее на катушки. При наработке початков их снимают вручную (масса около 3 кг) и на тележках доставляют в шпагатный цех. Здесь на крутильных машинах происходит соединение нитей в шпагат, который поступает на полировальные машины, где с помощью шлихты обрабатывается. На крестомотальных машинах шпагат сматывается, а затем упаковывается.
Большинство производственных операций рабочие выполняют в вынужденной позе, стоя с наклоном туловища вперед под углом 60°, что требует определенных статических и динамических усилий. Динамическая работа в основном связана с переходом от машины к машине.
В результате обследования нами было установлено, что рабочие канатного производства подвергаются воздействию комплекса неблагоприятных факторов: пыли от 12 до
