CC BY
12
Вестник Ка^НЖУ №4-2018
УДК 614.894.4:628.51
С.Р. Рузуддинов, А.С. Рузденова, Н.С. Рузуддинов, Ж.Ж. Жамашев
Казахский Национальный медицинский университет имени С.Д. Асфендиярова, кафедра ортопедической стоматологии
РАЗРАБОТКА ФИЛЬТРУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА РЕСПИРАТОРА ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ВРЕДНЫХ ГАЗОВ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ КАЗАХСТАНА
В Республике Казахстан разработан новый фильтрующий элемент к обычному респиратору, который превращает его в противогазовый, противоаэрозольный респиратор. Испытание на заводе тяжелого машиностроения в г.Алматы и аккумуляторном заводе Талдыкоргана показали положительные результаты.
Ключевые слова: вредные газы на производстве, здоровье рабочих, защита органов дыхания
Актуальность. В производстве выделяются вредные газообразные вещества, являющиеся вредными и представляющие потенциальную опасность в развитии профессиональных заболеваний у работающих. Вредные газы распространяются с большой скоростью [1]. Сейчас на промышленных предприятиях применяются комплекс мер по улучшению условий труда. Вместе с тем защита органов дыхания от вредных газов, особенно специфическая защита является наиболее актуальной проблемой современной промышленной медицины.
Цель: Обосновать и разработать фильтрующий элемент для респиратора, в которых рабочие находятся в рабочей зоне для защиты их органов дыхания.
Задачи: Описать негативное влияние отрицательных воздействий вредных газообразных веществ на организм человека и рассмотреть пути нейтрализации вредных выбросов. Повышение активности состава противогазового фильтра в процессе защиты органов дыхания от диоксида серы, фтористого водорода и сероводорода.
Материал и методы: Материалом исследования служили газы SO2, H2S, часто встречающиеся на производстве алюминиевых, фосфорных, минеральных удобрений, цветной металлургии. Концентрацию вредных веществ в воздушной смеси до фильтрующего элемента и после него определяют по методикам, описанным в руководстве [2]. Результаты и их обсуждение: по данным Министерства труда и социальной защиты Республики Казахстан в перечне вредных производственных факторов, профессий в стране насчитывается 45 видов производств и цехов, в которых более 7500 (7599) профессий и должностей более подвержены воздействию вредных веществ, выделяющиеся в процессе работы. Для теоретического исследования взаимодействий вредных веществ мы выделили самые основные промышленные предприятия Казахстана: Карагандинский металлургический
комбинат, Талдыкорганский аккумуляторный завод и Алматинский завод тяжелого машиностроения. Вредные выделения в результате работы металлургического производства оказывает огромный негативный эффект на окружающую среду[3]. Особенно при работе доменных печей и обработке шихты. Вследствие этого выделяются: SO2, CO2, H2S, HF, пыль с содержанием легких и тяжелых металлов (Al, Sb, Hg, Pb, Sn).
H2S образуется при перезарядке свинцово-кислотных аккумуляторов. Газ плотнее воздуха, поэтому сосредотачивается внизу плохо проветриваемого пространства. Он еще опасен тем, что в самом начале можно ощутить присутствие газа, но чуть позже обоняние слабеет, и человек вовсе не ощущает присутствие H2S. В процессе работы выделяется не только вышеописанный газ, но и пыль с содержанием Pb и испарения H2SO4 [4].Окружающая среда подвергается огромному риску под воздействием предприятий машиностроения. Они загрязняют не только воздух, которым мы дышим, но и следует учесть, что данные токсичные вещества попадают в почву и воду. В выбросах содержатся: SO2, Pb, Mn, Hg, CO2 [5]. В атмосферу в год поступают 150 000 000 тонн CO2, CO -200 000 000 тонн, SO2, оксиды азота - 15 000 000 тонн [6]. По данным международного медицинского журнала The Lancet 7 000 000 смертей ежегодно от проблем с загрязнением воздуха.
Поэтому разработка и повышение активности состава противогазового фильтра
универсального фильтрующего элемента в процессе защиты органов дыхания от диоксида серы, фтористого водорода, дополнительно от сероводорода, а также расширение ассортимента универсального фильтрующего элемента является актуальной задачей. Поставленная техническая задача достигается предлагаемым составам противогазового фильтра универсального фильтрующего элемента для защиты органов дыхания от
ЮелЪик ХажМММ №4-2018
фтористого водорода и диоксида серы, включающим углекислый калий, гидроксид и силикат натрия, глицерин, воду и хлопчатобумажную ткань, отличительной особенностью которого является то, что он дополнительно защищает органы дыхания от сероводорода и дополнительно содержит оксид кальция и сернокислый марганец при следующем соотношении компонентов, мас.%: углекислый калий - 22,0-32,0; оксид кальция -0,8-1,1; гидроксид натрия -1,0-1,5; силикат натрия - 10,0-14,0; глицерин - 9,0-13,0; сернокислый марганец - 0,07-0,12; вода - 12,016,0%; хлопчатобумажная ткань - остальное. Предлагаемый состав противогазового фильтра придает универсальному фильтрующему элементу новые свойства. Повышается активность, степень задержки диоксида серы, сероводорода и сорбционная емкость фильтра, что позволяет эффективно использовать фильтр для защиты органов дыхания в производственных помещениях, где содержание диоксида серы в воздухе превышает 15 ПДК, сероводорода - 15 ПДК, а содержание фтористого водорода достигает 30 ПДК. Дополнительная добавка сернокислого марганца в состав предлагаемого фильтра способствует активной регенерации кислорода на его поверхности и, следовательно, повышению сорбционной емкости
универсального фильтрующего элемента. Натриево-кальциевый гидросиликат придает хлопчатобумажной ткани необходимую жесткость.
В качестве носителя используют хлопчатобумажную ткань - марлю (ГОСТ 1110974). Марля удобна тем, что имеет малый вес, низкое сопротивление потоку воздуха, хорошо пропитывается водно-глицериновым раствором с хемосорбентом и быстро подсушивается при комнатной температуре до постоянного веса. Марля, пропитанная водно-глицериновым раствором хемосорбента, указанного выше состава, эффективно задерживает вредные примеси лишь в сочетании ткани -противоаэрозольного фильтра Петрянова (ФПП). Ткань ФПП без марли, пропитанной раствором углекислого калия, оксида кальция, гидроксида и силиката натрия, сернокислого
марганца задерживает лишь пыль и аэрозоли, но не задерживает газы ^02, H2S). Состав получаемого противогазового фильтра, мас.% определяют путем взвешивания на аналитических весах хлопчатобумажной ткани до пропитки и после пропитки водноглицериновым раствором углекислого калия, оксида кальция, гидроксида и силиката натрия, сернокислого марганца, определенной концентрации и последующей подсушкой до постоянного веса при комнатной температуре. Компоненты противогазового фильтра нелетучие, не реагируют с хлопчатобумажной тканью и поэтому то количество компонентов (в г.), которое было в растворе и остается в составе фильтра. Исходя из массового содержания компонентов противогазового фильтра рассчитывают состав противогазового фильтра в мас.%. Приготовленные таким образом составы противогазовых фильтров испытывают далее на эффективность задержки вредных примесей из воздуха
производственных помещений в универсальном фильтрующем элементе, включающем и противоаэрозольный фильтр Петрянова. Предлагаемый состав противогазового фильтра в универсальном фильтрующем элементе обеспечивает высокую степень задержки вредных примесей (97,2-98,3%) и сорбционную емкость, что позволяет эффективно использовать его для защиты органов дыхания в производственных помещениях в течение 1224 часов, где в воздухе содержатся кислые газы - S02 и H2S в концентрациях 15-30 ПДК [7]. На основании данного исследования выдан патент Республики Казахстан автору изобретения профессору Рузуддинову С.Р. (Патент № 28169 РК).Изобретение относится к универсальным фильтрующим элементам бесклапанных противогазных респираторов, предназначенных для защиты органов дыхания от вредных веществ, находящихся в воздухе производственных помещений алюминиевых, фосфорных предприятий, минеральных удобрений и цветной металлургии. Благодаря своей легкости и уникальному составу он фильтрует 97-98% вредных веществ. Основные свойства респираторов Рузуддинова С.Р. представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Свойства универсального фильтрующего элемента противогазовых респираторов
Вес противогазового фильтра, г Вредное вещество Концентрация вредных хим. веществ (мг/м3 ) Средняя степень задержки, % Время защитного действия, час
2,9 ^ 3,0=>0,05 98,3 24,0
S02 250=>6,0 97,6 14,0
H2S 230=>6,0 97,4 13,0
Вестник Ка^ЖМУ №4-2018
Опытная партия данного респиратора была изготовлена на заводе DolcePharm и испытан на Алматинском заводе тяжелого машиностроения и на аккумуляторном заводе в г.Талдыкорган Республики Казахстан.
Испытания в производственных условиях респиратора в основных цехах завода Алматинского завода тяжелого
машиностроение показало, что задержка содержания диоксида серы ^02) в воздухе рабочей зоны составило от 60 % до 75 % в течение 5 часов рабочего времени. Содержание вредных вешеств ^02) в производственной зоне составило 3 ПДК.
Производственные испытания респиратора на аккумуляторном заводе г. Талдыркорган (ТОО «Кайнар» АКБ) показали отличные результаты. Анализ проб воздуха рабочей зоны при использовании испытуемых респираторов показали , что степень задержки паров кислоты (H2S04) в течение 5 часов рабочего времени
составило от 93,8% до 96,8%. Используемый респиратор признан перспективным для защиты органов дыхания рабочих на заводе ТОО «Кайнар». Выводы:
1) Из-за большой концентрации вредных производств в Республике Казахстан, рабочие подвергаются воздействию вредных веществ производства, что представляет опасность для здоровья рабочих и окружающего населения.
2) Применение новых типов респираторов специфически защищающие органы дыхания рабочих промышленных предприятий от вредных газов промышленности поможет сохранить здоровье и их работоспособность на долгое время.
3) Разработанный фильтрующий элемент, введенный в респиратор обладает противогазовыми, противоаэрозольными свойствами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Приказ и.о. Министра труда и социальной защиты населения Республики Казахстан. -2007. - №182. -п.-С. 2-3.
2 Перегуд Е.А., Гернет Е.В. Химический анализ воздуха промышленных предприятий. - Ленинград: Химия, 1973. - С. 65-68.
3 Сосновская Е.Б. Экономическая и региональная география. - М.: 2009. - C.139-140.
4 Nature time URL https://nature-time.ru/2014/07/vred-akkumulyatorov-i-batareek-dlya-zdorovya/
5 Дикань В.Л. Основы экологии и природопользования. - Харьков: 2002. - 384 с.
6 Осовин И. Шестое вымирание. XXI век катастроф. -М.: 2017. - 51 с.
7 Беспамятнов Г.П. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. -Ленинград: 1985. - 66 с.
С.Р. Рузуддинов, А.С. Рузденова, Н.С. Рузуддинов, Ж.Ж. Жамашев
С.Ж. Асфендияров атындагы К,азац Улттыц медицина университету ортопедиялыц стоматология кафедрасы
КАЗАКСТАННЫН, ЗАУЫТТАРЫНДА ЗИЯНДЫ ГАЗДАРДЫ РЕСПИРАТОРМЕН БЕЙТАРАПТАНУ
YШIН ЖАСАЛЫ^АН CY3rL!Ey ЭЛЕМЕНТ
ТYЙiн: Ма;алада Каза;станнын енеркэсш мекемелершде белшш жататын непзп зиянды газ тэрiздi заттар ;арастырылган. Авторлар зиянды газдарды; пайда болу ce6enTepi жэне адамны; агзасына юрмеу Yшiн не ктеу керек екеш аны;тады. Ма;ызды мэселеш шешу Yшiн медицина гылымдарыны; докторы, С.Ж.Асфендияров атындагы Каза; ¥лтты; медицина университетшщ ортопедиялы; стоматология кафедрасыны; профессоры Рузуддинов С.Р. жа;а патенттелген енертабысты шыгарды. Бул енертабыс клапансыз респираторларда ;олданылатын сYзгi болып табылады. Ол зауыттарда эр тYрлi пайда болатын зиянды газдарга агзага ету Yшiн жол бермейдi.
ТYЙiндi сездер: зиянды газдар, eнеркэсiп мекемесiнде, денсаулы;ты са;тау, тыныс алу жYЙесiн са;тау.
Vestnik KazNMU №4-2018
S. Ruzuddinov, A. Ruzdenova, N.Ruzuddinov, Z. Zhamashev
Asfendiyarov Kazakh National medical university, Department of Orthopedic Dentistry
DEVELOPMENT OF A FILTER ELEMENT OF A RESPIRATOR FOR NEUTRALIZATION OF HARMFUL GASES
AT INDUSTRIAL ENTERPRISES OF KAZAKHSTAN
Resume: In the Republic of Kazakhstan, a new filter element has been developed for a conventional respirator, which turns it into an anti-gas, anti-aerosol respirator. The tests at the heavy machinery plant in Almaty and the battery plant in Taldykorgan showed positive results.
Keywords: harmful gases, industrial enterprises, health, respiratory system's health.
