CC BY
8
Ученый и коммунист, проф. С. Р. Дихтяр свою научную, практическую и педагогическую работу всегда сочетал с активной общественной деятельностью. Многие годы заведуя кафедрой гигиены труда Ташкентского медицинского института, он являлся председателем Узбекского медицинского научного общества гигиенистов и санитарных врачей, а также членом правления Всесоюзного научного общества гигиенистов.
В течение многих лет Соломон Романович был заместителем председателя Ученого медицинского совета Минздрава Узбекской ССР. Не-
однократно избирался и с честью выполнял свои обязанности в местных партийных, советских органах и профсоюзных организациях.
Партия и правительство высоко оценили более чем полувековую научную, педагогическую и общественную деятельность С. Р. Дихтяра. Он был награжден орденами, медалями и почетными грамотами.
Соломон Романович Дихтяр был отзывчивым, благожелательным товарищем, строгим и требовательным руководителем в совместной научной работе.
Поступила 0S.07.84
Методы исследования
УДК ви.Иг-07+615.9.015.9-057
А. К. Панков, В. М. Исаев, В. П. Арсенькин
ОЦЕНКА УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ В РАБОЧЕЙ ЗОНЕ МЕТОДОМ ИЗМЕРЕНИЯ ДОЗ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ
ВНИИ химических реактивои и особо чистых химических веществ, Москва
Одной из основных задач токсикологии в области промышленного производства является установление ПДК, не вызывающих у работающих каких-либо патологических изменений или заболеваний. Однако установление факта загазованности газоанализатором и определение концентрации вредного вещества не характеризует величину токсической дозы, полученной человеком, более того, если вредное вещество обладает способностью накапливаться, доза может с течением времени опасно нарастать и при концентрациях, меньших ПДК.
Наиболее целесообразным и перспективным методом контроля воздушной среды, с нашей точки зрения, является метод измерения доз, как наиболее универсальный, так как приборы-дозиметры работают в ждущем режиме и время для определения разовой дозы не ограничено. В настоящее время еще не установлены предельно допустимые дозы (Д) при непрерывном и длительном их воздействии на организм человека, но эти нормы при необходимости могут быть установлены ориентировочно, исходя из предельно допустимой концентрации вредного вещества в воздухе рабочей зоны [4].
За рубежом известны дозиметры [1, 6] для автоматического контроля уровня промышленных загрязнений. На международной выставке «Контроль загрязнения природной среды—82» фирмой «Compur Elektronik GmbH» (ФРГ) были представлены минидозиметры [3], действующие по электрохимическому принципу и вклю-
чающие блок контроля и сигнализации, который выдает среднее за рабочую смену значение дозы от различных загрязнителей.
Основной задачей данной работы является рассмотрение теоретических аспектов определения доз и концентраций вредных веществ (аммиак, хлор, хлористый водород) фотометрическими приборами-дозиметрами и обоснование метода оценки уровня токсичности производственных вредностей [2].
Измерение токсических доз является наиболее надежным методом, характеризующим санитарно-гигиеническую обстановку в рабочей зоне.
Предложен метод измерения доз вредных веществ в воздухе рабочей зоны с помощью пере-^ носных газовых дозиметров, которые характеризуют величину предельно-допустимой токсической дозы.
Как известно, при фотометрии окрашенных растворов существует связь между оптической плотностью раствора и концентрацией определяемого компонента. Эта связь выражается законом Бугера — Ламберта — Бера [5]:
О = еС/, (I)
где О — оптическая плотность раствора; С — концентрация, моль/дм3; I — толщина фотомет-рируемого слоя, см; е— молярный коэффициент погашения, см3/моль.
Закон Бугера — Ламберта — Бера не может быть непосредственно использован для описа-
отражения света от неоднородной окрашенной среды, имеющей дисперсное строение.
Теоретический расчет светового потока, испы-1 тавшего поглощение внутри такой среды и вышедшего обратно в виде рассеянного по всем направлениям света, представляет собой сложную математическую задачу, требующую учета деталей внутренней структуры.
Экспериментально установлено, что для целого ряда индикаторных рецептур различных индикаторных элементов (ИЭ) для определения вредных веществ (аммиак, хлор, хлористый водород и др.) величина экстинкции (оптической плотности) окрашенного пятна на ИЭ, измеренная в отраженном свете, является функцией величины т.
Величина т выражает количество определяемого вещества в миллиграммах, прошедшего через 1 см2 площади ИЭ, и определяется по формуле:
т = СтУуд мг/смг, (2)
где С — концентрация определяемого вещества анализируемом воздухе, мг/дм3; т — время
™ V Уо°
анализа, мин; Иул= —5 — удельная скорость
просасывания воздуха, дм3/мин • см2; У об— объемная скорость воздуха, дм3/мин; 5 — площадь окрашенного пятна, см2.
В диапазоне оптических плотностей окрашенных пятен полученных от воздействия вредного вещества на ИЭ, практически для всех ИЭ имеет место линейная зависимость оптической плотности АОп от количества определяемого вещества т. Это означает, что в этом диапазоне соблюдается зависимость, аналогичная выражению закона Бугера — Ламберта — Бера, и с помощью приборов-дозиметров, основанных на фотометрическом принципе, можно определять дозы с достаточно небольшой погрешностью (±10 %).
Таким образом, в основу метода измерения доз с помощью дозиметров для оценки уровня .токсичности в рабочей зоне положена зависимость Д 0„ = /(т), аналогичная закону Бугера — Ламберта — Бера:
Д0„ = 1т, (3)
где Д£>„—экстинкция (оптическая плотность) окрашенного пятна на индикаторной ленте; | — связующий коэффициент (названный нами условным коэффициентом экстинкции), см2/мг [аналогично молярному коэффициенту погашения в формуле (1)]; т — количество определяемого вещества, мг/см2. Подставляя значение т из формулы (2) получим:
SDn = £СтКу„. (4)
Анализ формулы (4) показывает, что произведение Ст (в мг/дм3 мин) является разовой токсической дозой, которая постоянна для при-
бора-дозиметра и не зависит от концентрации вредного вещества (ВВ) и времени его воздействия.
Ууд=Const для приборов-дозиметров Ууд= = 2 м/мнн.
Условный коэффициент экстинкции рассчитывается из графика зависимости &Dn = f(m) для каждого ИЭ. Физический смысл | — это площадь (в см2) окрашенного пятна, образующегося от воздействия 1 мг определяемого вещества при ADns^0,2, £ = Const. При AD„>0,2 наблюдается отклонение от линейной зависимости. Это отклонение обусловлено несколькими причинами: во-первых, использование широкополосных светофильтров (строго говоря, закон Бугера — Ламберта — Бера применим для монохроматического света), во-вторых, на характер зависимости AD„=f(m) влияют характеристики фотоприемников и, в-третьих, имеет место «истощение» индикатора ИЭ, которое приводит к уменьшению коэффициента захвата анализируемого ВВ индикаторной лентой.
Из формулы (4) следует, что накопленная за цикл измерения разовая доза (Ст)ц будет равна:
д £>„
(Ст)ц = мг • мин/дм', (5)
а средняя концентрация С равна: Д Dn
С = мг/дм'. (6)
' АРп
Величина , входящая в правую часть
формул (4) и (5), является постоянной для конкретного прибора, обозначим ее буквой Р.
Д Dn
Р = —рг^- мг-мин/лм*. (7)
1
Величина^- в формуле (6) не что иное, как
частота сигналов (мин-1), обозначим ее буквой V.
-мин-1, (8)
тогда
Стц = Р мг-мин/дм*, (9)
С = Р\ мг/дм». (10)
Таким образом, средняя концентрация, определяемая прибором-дозиметром, является функцией частоты сигналов, выдаваемых прибором, а общая доза, полученная работающим за определенное время, может быть определена путем суммирования разовых доз, т. е.
(Ст)0бш = Рп МГ МИН/ДМ*, (11)
где п — число разовых доз.
Рассмотренные теоретические предпосылки по определению доз и концентраций ВВ фотометрическим методом были реализованы в опыт-
Рис. 2. Зависимость оптической плотности от количества
вещества для различных вредных примесей. По осы абсцисс — количество определяемого вещества (1 • 10—» иг/см'); по оси ординат — оптическая плотность, а — аммиак; б — хлор; в — хлористый водород.
Рис. 1. Общий вид прибора-дозиметра.
ном образце прибора-дозиметра (рис. 1).
Основными элементами фотоэлектрической схемы прибора-дозиметра являются сравнительный и рабочий фоторезисторы, которые включены в мостовую схему.
Электромеханический счетчик с помощью кулисы связан с эквивалентом разовой дозы, который вводится в рабочий канал для автоматической отстройки датчика оптической плотности. После отстройки датчика оптической плотности эквивалент разовой дозы выводят из рабочего канала и проводят накопление оптической плотности на индикаторной ленте от взаимодействия вредного вещества до плотности, равной разовой дозе, после чего срабатывает электромеханический счетчик и лентопротяжный механизм передвигает ленту на новый рабочий участок. Определение уровня токсичности проводят путем суммирования разовых доз.
Техническая характеристика прибора-дозиметра:
Определяемая разовая доза (аммиак) 0,017 мг-мин/дм'
Предел измерения разовых доз (аммиак) 104 Время определения концентрации (аммиак):
минимальной 20 мин
максимальной 2 с
предельно допустимой 51 с Основная погрешность определения от измеряемой величины:
по дозе ±10 %
по концентрации ±20 %
Питание прибора 220 В, 50 Гц
Масса 6 кг
Испытания прибора-дозиметра показали, что прибор обеспечивает надежность и экспресс-ность автоматического определения дозиметри-
ческого уровня токсичности от воздействия на оператора вредных веществ при работе в загазованных помещениях.
Построен график зависимости = /(m),
представленный на рис. 2 для различных ВВ (аммиак, хлор, хлористый водород), по этому графику выбирается величина отстройки, соо^ ветствующей разовой дозе: m
Ст = —7}-мгмин/дм»;
'УД
Ст аммиак = 0,017 мг-мин/дм3: Ст хлор = = 0,020 мг-мин/дм3; Ст хлористый водород= = 0,025 мг-мин/дм3.
Выводы. 1. Рассмотрены теоретические вопросы оценки уровня токсичности в рабочей зоне методом измерения доз вредных веществ.
2. Найден простой способ измерения доз с помощью прибора-дозиметра, основанного на фотометрическом принципе.
3. Проведено испытание прибора-дозиметра при экспрессном определении различных загрязнителей.
Литература
1. Автономный дозиметр газообразных загрязнений,— Пат. 4269804 (США), 1981. àk
2. Арсенькин В. П., Булатицкий К■ К-. Исаев В. М. Отстав для индикаторных лент на пары аммиака.— А. с. 834078 (СССР).
3. Дубоссарская В. Я. — Приборы и системы управления, 1983, № 6, с. 44.
4. Прохорова Е. К. — В кн.: Всесоюзная конф. по анализу неорганических газов. 1-я. Тезисы докладов. Л., 1983, с. 181.
5. Сапожников Р. А. Теоретическая фотометрия. М., 1977.
6. Tompkins F. С,— Amer, industr. Hyg. Ass. J., 1977, v. 38, p. 371.
Поступила 03.09.84
