CC BY
17
Снижение влияния загрязнения частицами мелкодисперсной пыли РМ0,5-РМ10 при строительстве на здоровье рабочих
С.Е. Манжилевская, Л.К. Петренко, И.С. Кобелева Донской государственный технический университет, Ростов-на-Дону
Аннотация: В статье представлен анализ воздействия частиц мелкодисперсной пыли, выделяемой при производстве строительных процессов, на здоровье строителей, и предложены мероприятия по его снижению. Серьезную угрозу для здоровья рабочих на строительной площадке и людей, проживающих по соседству с ней, представляют частицы мелкодисперсной пыли во взвешенном состоянии, как сами по себе, так и в общей концентрации вредного загрязнения атмосферного воздуха вблизи строительного производства. Анализ мониторинга концентрации взвешенных веществ показал, что соотношение между временем воздействия взвешенных частиц пыли в различных концентрациях прямо пропорционально влияет на здоровье людей. Загрязнение воздуха рабочей зоны отрицательно влияет на работоспособность, вызывает у рабочих заболевания, может стать причинами травматизма за счет ухудшения видимости. Организация условий, соответствующих охране труда и технике безопасности, здоровой экологической обстановки на строительной площадке обеспечит рост производительности труда до 12% и улучшит качество выполняемых процессов.
Ключевые слова: экологическая безопасность, экологический мониторинг, защита атмосферного воздуха, экология в строительстве, пылеподавление, оседание пыли, системы пылеулавливания, охрана труда в строительстве.
Серьезную угрозу для здоровья рабочих на строительной площадке и людей, проживающих по соседству с ней, представляют частицы мелкодисперсной пыли РМ05-РМ10 (particle matter) во взвешенном состоянии как сами по себе, так и в общей концентрации вредного загрязнения атмосферного воздуха вблизи строительного производства. Основной источник их попадания в организм - это дыхательная система, которая испытывает особо повышенный вред, так как около 50% частиц мелкой фракции размером 0,01 - 0,1мкм, попадая в легкие, оседают в них [1, 2].
Частицы мелкодисперсной пыли РМ05-РМ10 могут навредить здоровью следующими способами:
1. Частицы сами по себе имеют токсический эффект или являются абсорбентом токсичного вещества;
2. Частицы при попадании в дыхательные пути механически затрудняет дыхательную деятельность.
Особое внимание необходимо уделять особо токсичным частицам вещества диоксида серы Б02, чья концентрация значительно повышается в процессе производства земляных работ, производстве бетона. В таблице 1 представлены существующие допустимые пределы концентрации частиц мелкодисперсной пыли для взаимодействия с окружающей средой и человеком [3].
Таблица 1 - Степени воздействия частиц мелкодисперсной пыли с
веществом Б02 на окружающую среду и здоровье людей
Концентрация взвешенных частиц РМ0,5-РМ10, мкг/м3 Условия и временные интервалы воздействия Результаты воздействия на окружающую среду и организм человека
60-180 Среднегодовое с присутствием влажности до 50% Повышенная степень коррозии металла
80-100 Одновременное с присутствие в составе Б02 не менее 30мг/см2 Влияет на повышение уровня смертности населения до 50%
100-150 Среднегодовое с присутствием влажности до 70% Снижение солнечной радиации в 3 раза от обычных показателей
150 Среднегодовое с присутствием влажности до 50% Снижение видимости за счет присутствия частиц во взвешенном состоянии в воздухе
200 Одновременное максимально разовое за 24 часа Заболеваемость рабочих на строительной площадке увеличивается до 15%
260 Среднесуточное с присутствием в составе Б02 не менее 250мг/см2 Повышенные показатели хронических заболеваемости дыхательных путей у рабочих строительного производства
300 Одновременное максимально разовое за 24 часа с присутствием в составе Б02 не менее 250мг/см2 Рабочие с хроническими заболеваниями дыхательных путей испытывают обострение симптомов болезни
750 Среднесуточное с присутствием в составе Б02 не менее 715мкг/см2 Значительное увеличение заболеваемости и смертельных случаев на стройплощадки рабочих и проживающего поблизости населения
Анализ мониторинга концентрации взвешенных веществ показал, что соотношение между временем воздействия взвешенных частиц пыли в различных концентрациях прямо пропорционально влияет на здоровье людей. В данном исследовании важен фактор времени в ожидании последствий. В процессе мониторинга можно наблюдать ситуации, где воздействие взвешенных веществ мелкодисперсной пыли в сочетании, например, с диоксидом серы, приведет к более серьезным последствиям для здоровья, чем воздействие каждого компонента в отдельности [4,5]. Исследования в лабораторных условиях тоже не дадут качественные результаты из-за сложности воспроизведения точных условий, как в окружающей среде.
В таких условиях необходимо полагаться на статистические данные, такие, как увеличение госпитализации людей, посещения врачей в поликлиниках, уменьшение выходов рабочего персонала на работу и анализ смертности от заболеваний, обостряющихся за счет воздействия частиц мелкодисперсной пыли в сопоставлении с показателями мониторинга концентрации загрязнителей в атмосферном воздухе в рассматриваемый период времени. Особое внимание необходимо уделять взаимосвязи изменения концентрации взвешенных веществ и числа пациентов с такими заболеваниями, как инфекции верхних дыхательных путей, сердечная недостаточность, бронхиты, астма, пневмония и т.д. Важны также показатели увеличения смертности пожилых людей от респираторных и сердечных заболеваний, живущих рядом со строительными площадками, когда концентрация взвешенных частиц значительно выше средних значений за продолжительный период.
Растет объем данных, указывающих на то, что большая часть частиц в атмосфере по своей природе канцерогенна, особенно это важно для курящих людей. В таблице 2 представлены данные по оценке выбросов загрязняющих
веществ в 2019 г по разным видам отраслям хозяйственной деятельности, в т.ч. и в строительной отрасли [6].
Таблица 2 - Оценка годового выброса загрязнителей в 2019 г., тыс.
тонн.
Источники Взвешенные частицы Б02 ш Ж N02 %
Все подвижные источники 900 1150 159300 27850 16250 57,3
Энергетические паровые 4083 28150 16053 13,5
котлы
Топливная промышленность 296 4943 10490 2228 5,0
Промышленные котлы 6867 7774 2069 4,7
Утилизация отходов 2993 5320 7283 4,3
Металлургическая 1118 5021 4678 3,0
промышленность
Строительство 3323 0,9
Сельское и лестное хозяйство 2583 275 23 2 0,8
Химическая промышленность 1035 830 115 0,6
Неконтролируемые 8592 631 3623 1593 9,9
источники
Всего 31790 48499 201268 41007 36082 100
Необходимо осуществлять контроль над выбросами пыли в окружающую среду. Выбор точек постоянного контроля производится работниками специальных лабораторий совместно с представителями строительной компании, и согласуется с местной санэпидстанцией (СЭС).
Валовое количество вредных веществ (пыли, газов), поступающих в атмосферу определяют по формуле:
, (1)
ю3 4 /
где Q - количество воздуха, удаляемого от источника загрязнения вентиляционным или технологическим выбросом, м3/^ Сер - средняя концентрация вредных веществ (пыли, газов и т.д.) в отходящем пылевоздушном потоке, мг/ м3 [7].
Усредненный уровень концентрации взвешенных веществ определяется по скорости потока воздуха всех проведенных замеров:
и
С1У1+С2У2+--+СпУп
Сер =- , (2)
г У1+У2+---+УП ' 4 7
где С1, С2, ... , Сп - концентрации вредных веществ в точках отбора проб, мг/ м3; V! V2, . , Vп - скорости воздуха в тех же точках, м/с.
Количество воздуха, выбрасываемого источниками, определяется по средней скорости потока и площади сечения:
Q = УерБ, (3)
где, Vcp - средняя скорость воздушного потока, Уер = — .
Годовой валовый выброс вредных веществ получается умножением величины О на фактическое время производства пылящих процессов в течение года. Такие данные фиксируют путем проведения хронометражных замеров работы оборудования. Скорость воздушной смеси на выбросах измеряют анемометром или трубкой Пито в комбинации с микроманометрами [8].
Концентрацию пыли в выбросе рассчитывают по формуле:
С = — , (4)
где т - масса пробы пыли, мг; Q - объемный расход воздуха через пробоотборник, м3/с; 1 - время отбора пробы, с.
Для отбора проб на запыленность в воздухе рабочей зоны строителей применяют фильтры типа АФА, изготавливаемые из негигроскопичной ткани ФПП [9].
Для постоянного контроля над состоянием воздушной среды используется модернизированная лаборатория ПОСТ-2 [10]
Загрязнение воздуха рабочей зоны отрицательно влияет на работоспособность, вызывает у рабочих заболевания, может стать причинами травматизма за счет ухудшения видимости. Организация условий, соответствующих охране труда и технике безопасности, здоровой экологической обстановки на строительной площадке обеспечит рост
производительности труда до 12% и улучшит качество выполняемых процессов.
Содержание взвешенных частиц в атмосфере снижает видимость, ведет к росту респираторных заболеваний населения, образованию смогов.
Особо опасными для здоровья человека являются частицы мелкодисперсной пыли менее 5мкм - РМ05-РМ5. Они могут проникать в легкие, осесть в них и вызвать заболевания, такие, как бронхит, астма.
Существует также частицы, которые практически не оседают и находятся в постоянном движении в воздухе. Это частицы диаметрами 10мкм (РМ10) и 2,5мкм (РМ25). В настоящее время мониторинг содержания данных частиц на строительной площадке не осуществляется и ранее не проводился.
В предупреждении таких заболеваний важное значение имеют меры законодательного характера, мероприятия по борьбе с образованием и распространением пыли, меры индивидуальной защиты, биологические методы профилактики. Необходимо при выходе на смену работников, выполняющих строительные процессы, с выделением производственной пыли, обязать проходить медосмотр и организовывать рабочее место строителя средствами и оборудованием по пылеулавливанию, что не позволит превысить предельно допустимые концентрации (ПДК) пыли в рабочей зоне.
Можно сделать вывод, что рациональная борьба с загрязнением атмосферы базируется на двух основных положениях:
1. Воздух является общественным достоянием. Такое положение необходимо, если загрязнение атмосферы рассматривать, как общественную проблему, имеющую отношение не только к тем, кто ответственен за загрязнение, но также и к тем, кто может пострадать от него.
2. Загрязнение атмосферы неизбежно сопутствует современной жизни. В настоящее время определился конфликт между экономической деятельностью человека и его биологическими заботами. В прошлом этот конфликт был осознан только после бедствий, причиной которых явилось загрязнение атмосферы. Сейчас мы нуждаемся в систематическом совершенствовании политики и развития программ, направленных на сохранение ее наиболее важной биологической функции.
3. На строительных площадках для снижения вредного воздействия пылевого загрязнения на здоровье рабочих работодателю необходимо организовывать рабочее место строителей системами пылеулавливания и защиты от пылевого загрязнения, проводить медицинские осмотры работников, определять на конкретных работах ограничения по времени нахождения рядом с источником выделения пыли.
Правильно организованная работа по борьбе с пылью значительно увеличивает процент снижения заболеваемости.
В городах на промышленных предприятиях и стройках должен осуществляться постоянный контроль за состоянием атмосферного воздуха.
Литература
1. Беспалов В.И., Котлярова Е.В., Бондаренко А.С. Научно методические основы обеспечения экологической безопасности территорий в условиях урбанизации // Инженерный вестник Дона, 2019. № 1. - URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1 y2019/5553
2. Ганичева Л.З. Анализ состояния атмосферного воздуха в промышленных городах Ростовской области// Инженерный вестник Дона, 2013. № 2. - URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2013/1701
3. Чебанова С.А., Азаров В.Н., Азаров А.В., Поляков В.Г. Влияние организационно-технологических решений строительства в стесненных
условиях на окружающую среду// Инженерный вестник Дона, 2018. № 1. -URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2018/4790
4. Калюжина Е.А., Несветаев Г.В., Азаров В.Н. Исследования значений РМ[10] и РМ [2,5] в выбросах в атмосферу и рабочую зону при ремонтно-строительных работах // Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер. Политематическая, 2012. №1 (20). - URL: vestnik.vgasu.ru/?source=4&articleno=785
5. Глинянова И.Ю. Оценка загрязнения окружающей среды примесями кислых или щелочных веществ с одновременной оценкой их удельной электрической проводимости // Инженерный вестник Дона, 2019. № 6. - URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N6y2019/6066
6. Hritonenko N. Mathematical Modeling in Economics, Ecology and the Environment. Springer Science & Business Media, 2014. 296 p.
7. Gillman M. An Introduction to Mathematical Models in Ecology and Evolution: Time and Space. John Wiley & Sons, 2009. 158 p.
8. Versini P.-A., Gires A., Tchiguirinskaia I., Schertzer D. Fractal analysis of green roof spatial implementation in European cities. Urban Forestry & Urban Greening, volume 49, 2020. Pp.114-122.
9. Shafique Muhammad, Luo Xiaowei, Zuo Jian. Photovoltaic-green roofs: A review of benefits, limitations, and trends. Solar Energy, volume 202, 2020. Pp. 485-497.
10. Bevilacqua Piero, Bruno Roberto, Arcuri Natale. Green roofs in a Mediterranean climate: energy performances based on in-situ experimental data. Renewable Energy, volume 152, 2020. Pp. 1414-1430.
References
1. Bespalov V.I., Kotlyarova E.V., Bondarenko A.S. Inzhenernyj vestnik Dona, 2019. № 1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2019/5553
М Инженерный вестник Дона, №7 (2020) ivdon.ru/ru/magazine/arcliive/n7y2020/6530
2. Ganicheva L.Z. Inzhenernyj vestnik Dona, 2013, № 2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2013/1701
3. Chebanova S.A., Azarov V.N., Azarov A.V., Polyakov V.G. Inzhenernyj vestnik Dona, 2018, № 1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2018/4790
4. Kaluzhina E.A., Nesvetaev G.V., Azarov V.N. Internet-vestnik VolgGASU, 2012. № 1. URL: vestnik.vgasu.ru/?source=4&articleno=785
5. Glinyanova I.U. Inzhenernyj vestnik Dona, 2019, № 6. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N6y2019/6066
6. Hritonenko N. Mathematical Modeling in Economics, Ecology and the Environment. Springer Science & Business Media, 2014. 296 p.
7. Gillman M. An Introduction to Mathematical Models in Ecology and Evolution: Time and Space. John Wiley & Sons, 2009. 158 p.
8. Versini P.-A., Gires A., Tchiguirinskaia I., Schertzer D. Fractal analysis of green roof spatial implementation in European cities. Urban Forestry & Urban Greening, volume 49, 2020. Pp.114-122.
9. Shafique Muhammad, Luo Xiaowei, Zuo Jian. Solar Energy, volume 202, 2020. Pp 485-497.
10. Bevilacqua Piero, Bruno Roberto, Arcuri Natale. Renewable Energy, volume 152, 2020. Pp. 1414-1430.
