CC BY
15
ного теплового излучения. В тех случаях, когда применение холодного экрана затруднено по производственным соображениям, надо широко использовать для экранирования кратковременные перерывы во «время работы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Rubner u. Cramer, Arch. f. Hyg., 20, 1884.— 2. At water, Erg. Physiol., 3, 1904.— 3. Volt, Hermann's Handb. d. Physiol., VI, 1881. —4. Kisskalt, Arch. f. Hyg., 63, 1907.— 5. Фрейд л и н, Труды Воронежского мединститута, VIII, 1939; IX, 1940. — 6. Гигиена и санитария, 4, 1940.
Канд. мед. наук В. П. БОГАТЫРЕВА и инж. С. П. БОЙЦОВ (Москва)
Задачи и методы борьбы с ртутными интоксикациями на тяговых электроподстанциях железных дорог и метрополитена1
Из Центральной научно-исследовательской лаборатории гигиены и эпидемиологии
НКПС
Электрификация железных дорог, увеличение трамвайного движения и расширение сети метрополитена заставляют уделять 'большое внимание вопросам предупреждения ртутных интоксикаций на тяговых электроподстанциях. Это побудило нас, по предложению отдела электрификации НКПС, поставить специальные исследования по данному вопросу.
Ртутные выпрямители устанавливаются на тяговых электроподстанциях для преобразования .переменного тока высокого напряжения, получаемого от электрических станций, в постоянный ток более низкого напряжения. Переменный ток высокого напряжения поступает «а систему шин, где превращается трансформаторами в ток более низкого напряжения, а затем ртутным выпрямителем выпрямляется в постоянный ток и подается фидерами к различным точкам контактной сети, к проводам, подвешенным над железнодорожными путями.
Ртутный выпрямитель |(1РВ) (рис. 1 и 2) представляет собой металлический сосуд, который состоит из конденсационной камеры 1 и вакуумного корпуса с приваренными к нему в верхней части анодными рукавами 2 ив нижней — катодным -фланцем 3. Вакуумный корпус изготовляется из листового железа. Для охлаждения он заключается в металлическую водяную рубашку. В вакуумном корпусе помещаются электроды выпрямителя — аноды и катод. Аноды, которых бывает 6 или 112, вставляются в корпус сверху. Катодом служит ртуть (в количестве 46 г и более), заключенная в металлическую чашку, охлаждаемую проточной водой.
Действие ртутного выпрямителя основано на свойстве ртутных паров пропускать переменный ток в одном направлении, что достигается образованием вольтовой дуги, возникающей при соприкосновении электродов, а затем их раздвигании. На катоде образуется постоянный ток по направлению к анодам, замыкающий их с катодами. При работе ртутного выпрямителя катод находится в раскаленном состоянии. Ртуть испаряется в разреженное пространство вакуумного сосуда, конденсируется на стенках последнего и стекает обратно в катодную чашку.
Разрежение в цилиндре вызывается непрерывной работой ртутного насоса, который, засасывая газы и воздух, нагнетает их в форвакуумный бак, откуда они периодически откачиваются масляным насосом и выбрасываются в атмосферу. Ртутный насос работает непрерывно, масляный же включается по мере надобности. Вакуум измеряется в системе ртутным вакуумметром.
Наиболее опасными моментами в смысле загрязнения воздуха помещений электроподстанций ртутью являются процессы ¡переборки
1 Доложено на заседании транспортной секции 2-го Украинского съезда промсанинс-пекторов в январе 1940 г.
ртутного выпрямителя, которые производятся нерегулярно. При этом рабочий, залезая внутрь корпуса через отверстие катода, очищает стенки корпуса тряпками и металлическими щетками, затем корпус просушивается электрическими печками или лампами в 500—1 ООО "\¥, после чего производится сборка и установка всех частей на место (для проверки правильности установки анодных манжет рабочему вновь приходится влезать внутрь ртутного выпрямителя).
Ртуть вычерпывается из катодной чашки в сосуды или чугунные чашки и очищается на месте или в лаборатории пропусканием через фильтровальную бумагу либо ткань. Ртуть, загрязненная жировыми или другими примесями, очищается пропусканием через соответствующие растворители. В случае Надобности при переборке РВ производится полная или частичная разборка форвакуумного насоса, а также внутренняя очистка ртутного насоса.
Перед пуском в эксплоатацию РВ его формуют. Формовка заключается в Рис" ^р^еля'тип^Жо0 "" прогреве вакуумного корпуса выпрямителя и его электродов постепенно повышаемым током и в одновременной откачке насосами 'выделяющихся при Этом газов.
Рис. 2. Схема ртутного выпрямителя РВ-20
При переборке выпрямителя в воздух выделяются ртутные пары как с открытых поверхностей ¡ртути, так и с загрязненных ею деталей выпрямителя. Кроме того, в процессе выполнения данных операций часто проливается ртуть; попадая на оборудование и в щели полов,
она непрерывно испаряется оттуда в воздух помещения. Не исключена также возможность непосредственного соприкосновения рабочих с загрязненными ртутью частями аппарата.
В обычных условиях эксплоатации ртутного выпрямителя ртутные пары могут поступать в атмосферу при откачке воздуха масляным насосом, производимой 3—4 раза в сутки.
Наконец, возможными источниками загрязнения ртутью воздуха рабочих помещений являются применяемый на обследованных нами электроподстанциях ртутный вакуумметр Мак Леода, имеющий ртут-ницу, которая соприкасается с атмосферой небольшой открытой поверхностью, и ртутный насос во время его очистки.
Мы обследовали подстанции электрифицированных участков железных дорог: Ярославской — 4, Ленинской—1 и | Дзержинской — 2, а также центральную электрическую подстанцию метрополитена. На всех этих подстанциях ртутные выпрямители помещаются в машинных залах хорошо оборудованных новых зданий. Пробы воздуха забирались на уровне 1,2—1,5 м от пола. При обычных эксплоатацион-ных условиях в зимнем и весеннем сезонах 1938—1939 гг. ¡нами было обнаружены следующие концентрации ртути на электрических подстанциях.
Подстанция Концентрация ртути в мг/м3
Яуза........................... Мытищи......................... Подольск ... •..................... Центральная метрополитена ................ Покровская „ ................ 0,18 -0,37 0,141-0,208 0,038—0,31 0,005-0,025 следы—0,01 0,005-0,005 0,036—0,142 следы—0,10 „ -0,033
Наиболее значительные концентрации, обнаруженные на подстанциях Мытищи, Пушкино, Яуза, можно поставить в связь с неоднократно производившейся переборкой ртутного выпрямителя и образованием скоплений ртути в выбоинах плиточного пола и пр. На подстанции Щелково, существующей около 4 лет, переборка ртутных выпрямителей не производилась ни разу; подстанция Подольск пущена в эксплоатацию во второй половине 1939 г. и пока работает с неполной нагрузкой (при двух ртутных выпрямителях вместо пяти).
После 15—20-минутной откачки воздуха для установления вакуума в корпусе ртутных выпрямителей концентрация паров ртути быстро увеличивается. Так, например, на центральной подстанции метрополитена было обнаружено до откачки 0,053—0,142, а после откачки 0,106—1,43 мг/м3 ртути. В воздухе, выбрасываемом из отверстия масляного насоса при откачке, обнаружено на разных станциях содержание ртути от 4,25 до 10,28 !и 12,0 мг/м3.
Разборка ртутного выпрямителя характеризуется более высокими концентрациями ртутных паров в воздухе. Например, на подстанции Яуза было найдено ¡ртути Р,45 мг/м3, на подстанции Пушкино — 1,25 мг/м3.
При формовке количество выбрасываемых из форвакуумного насоса ртутных паров особенно велико на подстанциях Яуза—16,08 мг/м3, Пушкино — 17,71 мг/м3.
Служебные !и вспомогательные помещения, вследствие их непосредственной связи с производственными, также оказались загрязненными
ртутью. Так, например, на подстанциях Яуза, Пушкино и центральной метрополитена в этих помещениях (кабинет начальника, диспетчерская, мастерские) оказалось от 0,09 до 0,125 мг/м3 ртути. Значительное загрязнение ртутью обнаружено и в бытовых помещениях, например, в раздевалке на подстанции Пушкиио было найдено 0,238, на центральной подстанции метро — 0,18 мг/м3 ртути.
Таким образом, результаты анализов говорят о том, что в рабочих и вспомогательных помещениях электроподстанций загрязнения воздуха ртутными парами сравнительно невелики; однако, по данным многих авторов и нашим собственным наблюдениям в других производствах, и они могут вызывать ртутные интоксикации (по советскому законодательству предельно допустимая концентрация паров ртути 0,01 мг/м3).
Поликлиникой Центральной лаборатории гигиены труда НКПС во второй половине 1938 г., а затем поликлиникой ЦНИЛГЭ в 1939 г. при нашем непосредственном участии производилось обследование состояния здоровья 228 работников тяговых подстанций железных дорог и метро, а также 23 лабораторных работников Научного института железнодорожного транспорта (НИИЖТ) и тепло-силовой лаборатории завода им. Кагановича, имеющих дело с ртутью. Все обследованные были распределены на 4 группы: 1-я группа — 45 электромонтеров, принимающих, помимо постоянной работы с ртутными выпрямителями, непосредственное участие в их переборке; 2-я группа—161 дежурный электромонтер, не участвующий в переборке ртутного выпрямителя; 3-я группа — 22 электромонтера по чистке трансформаторного масла, работающие в смежных помещениях с машинными залами и время от времени соприкасающиеся с загрязненными ртутью деталями и маслом; 4-я группа — 23 лабораторных работника, имеющих дело с ртутью. Из общего числа обследованных 127 человек работали с ртутью свыше 2 лет, 81 — от 1 до 2 лет и 43 — до 1 года.
Наиболее распространены были субъективные жалобы обследуемых на головные боли, головокружение, общую слабость, нервную возбудимость, плохой сон, утомляемость и явления вазомоторного характера (38%). Далее следовали жалобы на диспептические расстройства, боли в животе, боли в области печени, запоры, поносы ,и пр., боли и кровоточивость десен (14%), на сердцебиение, одышку, боли в области сердца ,(5%), на боли в конечностях (5,5%).
При обследовании объективные симптомы со стороны органов пищеварения были установлены у 29,9% мужчин и 27,5% женщин, заболевания нервной системы у'28,7% мужчин и 25,6% женщин, заболевания сердечно-сосудистой системы у 9% мужчин и 10,5% женщин. Можно отметить также частые диагнозы у женщин анемии (12;8%) и эндокринопатии (7,0%).
Наличие ртути в моче в количестве от 0,01 до 2 мг на 1 л было установлено у 130 человек (56,2%); из них не свыше 0,2 мг/л — у 109 (83,8%), в пределах 0,3—0,4 мг/л —у 17 (13,1%), выше 0,5 мг/л — только у 4 (3,1%). I
Среди лиц 1-й группы, непосредственно соприкасающихся с ртутью, она была обнаружена в моче у 82,3%; среди лиц 2-й группы, не имеющих непосредственного контакта с ртутью, но работающих в атмосфере, загрязненной парами ртути, — у 50,7%; среди лиц 3-й группы, занятых в соседних с машинными залами помещениях и лишь временно работающих в этих залах, — лишь у ,15,8%. Особо стоит группа лабораторных работников, давших 86% носителей ртути, что можно объяснить большим загрязнением ею лабораторных помещений.
Носительство ртути более чем у половины обследованных в сопо-
ставлении с жалобами подвергавшихся наблюдению лиц и отмеченной у них симптоматикой позволяет с определенностью установить воздействие ртути приблизительно в 50% случаев (2-я группа по степени воздействия ртути по классификации, предложенной Институтом им. Обуха); только в 20 случаях при наличии более резких объективных симптомов и значительных выделений ртути в моче можно говорить об интоксикациях легкой степени (3-я группа по классификации Института им. Обуха)
Мероприятия по оздоровлению условий труда
В целях устранения выделения ртутных паров из отверстия фор-вакуумного насоса было сделано несколько предложений.
И. М. Гелис 2 предложил создать герметическое уплотнение в крышке масляного насоса и устроить от него отсос, присоединив патрубок к вытяжному вентиляционному каналу трансформаторных камер с выбросом воздуха в наружную атмосферу. Приблизительно такое же решение вопроса предложено было Ленинградским институтом гигиены труда и профессиональных болезней. Однако эти предложения не были приняты в производстве из опасения нарушить технологический процесс при непосредственном отсосе от форвакуум-ного насоса и вследствие неудобств, создаваемых вентиляционными трубами, предусматриваемыми установкой.
Э
7777777777777777777777777777777777777777777777
З7777Ж
всасывание
8Ы1Л0П
а
Ж
а
Рис. 3. / — габаритный чертеж форвакуумного агрегата; II—крепление противогаза; ///—разрез форвакуумного насоса; IV — хомут
Тов. Гриненко (Харьков) предложил устанавливать между ртутным насосом и форвакуумным баком конденсатор, охлаждаемый водой, для понижения температуры и осаждения паров ртути, стекающей в ртутный насос. Заводом «Электросила» ртутный выпрямитель обору-
1 Сырое'чковский Е. Е. (Москва), О токсическом действии ртути в производственной обстановке и о состоянии внутренних органов у работающих с ртутью (поликлиника Института им. В. А. Обуха), «Гигиена труда», № 4, 1933 г., стр. 36.
2 Сборник трудов Центральной лаборатории гигиены труда НК'ПС, 1986 г.
дован конденсаторами с водяной рубашкой для улавливания паров ртути. Наши предварительные исследования на подстанции метрополитена показали, что выделение паров ртути при работе ртутных выпрямителей мало ¡зависит от того, оборудованы ли они конденсаторами или нет.
Учитывая недостатки всех описанных способов предупреждения поступления в воздух паров ртути из форвакуумного насоса, мы решили применить специальную установку для поглощения ртутных паров. С этой целью мы остановились на использовании обычного промышленного противогаза марки Г, в котором поглотителем является активированный уголь, обработанный хлором. После опытов по установке противогаза на нагнетательной стороне форвакуумного насоса нами разработана специальная конструкция крепления противогаза (рис. 3).
Для принятия выхлопных газов предусмотрен железный резервуар, который в месте соединения его с поглотителем герметически окаймляется по периметру последнего резиновой лентой шириной 40 мм и толщиной 1—2 мм. Резервуар обеспечивает окончательное отделение масла и некоторую конденсацию ртутных паров. Наша установка, как было засвидетельствовано технологами, не влияла на ход технологического процесса.
• Для определения эффективности поглощения ртути данной установкой нами производились систематические анализы воздуха, проходящего через поглотитель, по методу д-ра Полежаева или иногда применялся более чувствительный метод (поглотитель — 1 см3 йодного раствора). Наблюдения проводились на подстанции Пушкино с 10.УШ 1939 г. по 1.УШ 1940 г. На РВ № 2 эффективность поглотителя оказалась равной 99,83—99,93%, а на РВ № 3 —почти 100%. На РВ № 1 в одном случае получено 0,005 мг/м3 и в другом — следы; на РВ № 4 —от 0,005 мг/м3 до следов.
Значение поглотителя еще больше увеличилось бы после радикальной очистки помещения машинного зала от ртути, скопившейся в щелях и материале полов и адсорбировавшейся на открытых поверхностях оборудования. Однако даже поверхностная очистка стен, полов и кабельных каналов значительно снизила концентрацию паров ртути в воздухе рабочих помещений. Так, например, на подстанции Пушкино в конце июля при открытых окнах были обнаружены концентрации ртути в разных точках помещения машинного зала при температуре 20° от 0,038 до 0,042 мг/м3, повторный же анализ воздуха в тех же точках помещения после установки адсорберов в октябре при закрытых окнах и температуре 18° показал только 0,01, а в ноябре — 0,012 мг/м3; последующие ежемесячные контрольные анализы выявляли ничтожное содержание паров ртути — от 0,008 мг/м3 до едва определимых «следов».
Эти положительные результаты позволили нам рекомендовать' отделу электрификации НКПС (ЦОЭ) применить установки на всех железнодорожных электроподстанциях. Распоряжением ЦОЭ от 7.1.1940 г. было предложено оборудовать на электрифицированных участках железных дорог установки для поглощения ртутных паров от форва-куумных насосов описанной конструкции. В настоящее время Управление метрополитена также приступило к устройству таких установок на некоторых подстанциях.
Для устранения испарения ртути из вакуумметра Мак Леода мы предложили заливку открытой поверхности ртути- в ртутнице трансформаторным маслом. Проверка эффективности этого способа была проведена химиком А. А. Сорокиной. Многочисленные опыты показали, что 1 л воздуха, протянутый над слоем незащищенной ртути, содержал при 18° 0,010 мг паров ртути, а при 35° — 0,040 мг.
15,
Защитный слой масла в 7 и 4 см снизил концентрацию паров ртути в воздухе при 18° на 99,5—99,3%, а слой в 2 см — на 93%; при температуре воздуха в 35° и защитном слое масла в 7 и 4 см1—на 96,25—93,25% и при 2 см — на 88,8%. Применение турбинного масла в качестве защитного слоя дало еще лучшие результаты, снизив выделение ртути на 97%.
Опыт заливки открытой поверхности ртути вакуумметра Мак Леода в производственных условиях на подстанции Пушкино показал, что при этом совершенно не нарушается правильное течение технологического процесса.
Труднее всего устранить загрязнение ртутью воздуха при переборке ртутного выпрямителя. Наиболее эффективной мерой в этом отношении следует признать вынесение переборки ртутного выпрямителя в особое, изолированное помещение, оборудованное согласно требованиям, предъявляемым к помещениям для работ с ртутью (отделка пола и стен непроницаемыми для нее материалами). Ртутный выпрямитель можно подавать в это помещение на роликах или краном, причем корпус ртутного выпрямителя надо несколько приподнять над полом для удобства снимания катода и очистки корпуса внутри. Детали следует очищать на особом столе, специально приспособленном для работы с ртутью. В помещении должна быть мощная вытяжная вентиляция с забором воздуха непосредственно у мест выделения ртути с компенсацией путем подачи подогретого приточного воздуха; во избежание подсоса воздуха в машинный зал необходимо обеспечить создание в этом помещении вакуума. Надо предусмотреть приток воздуха в машинный зал в целях создания воздушного подпора в помещение для переборки ртутного выпрямителя.
Наше предложение оказалось вполне приемлемым, и по распоряжению ЦОЭ в проектах постройки новых зданий предусматривается устройство специального помещения для разборки ртутного выпрямителя.
Гораздо труднее решить эту задачу на уже работающих электроподстанциях вследствие отсутствия в них подходящего помещения. В таких случаях, ввиду того что работа по переборке ртутного выпрямителя является временной и производится нерегулярно, в зависимости от ряда технологических причин, мы предложили оборудовать съемную вентиляционную установку, которая должна применяться только на время разборки ртутного выпрямителя.
Установка состоит из местного укрытия, вентиляционного агрегата и выхлопной трубы с выводом наружу. Укрытие представляет собой кожух диаметром по наружному нижнему габариту корпуса при РВ-20 1 300 мм и высотой 450 мм. Кожух изготовляется из плотной, непроницаемой для воздуха ткани. Он охватывает корпус ртутного выпрямителя снизу и прикрепляется по периметру его. Равномерное крепление обеспечивается двумя резиновыми жгутами. Для входа рабочего внутрь корпуса перед очисткой последнего устраивается в кожухе откидное полотнище размерами 450 X 450 мм. Всасывающий воздуховод диаметром 150 мм также изготовляется из воздухонепроницаемого материала и представляет собой легкий складной каркас длиной 1,5 м.
Вентиляционный агрегат состоит из центробежного вентилятора, спаренного на одной оси с электромотором (например, завода «Электросила» ¡И 10 V), напряжением 200/380 V и мощностью 0,25 kW. Нагнетательный воздуховод от вентилятора диаметром 150 мм и длиной 4—6 м, изготовляемый из того же материала, -можно составить из отдельных, герметически соединенных отрезков. Общий вес всей вентиляционной установки около 50—60 кг, что позволяет легко переносить ее на время переборки PiB с одной электроподстанции на другую.
Хотя количество ртути, выбрасываемой вентиляционным воздухом при переборке ртутного выпрямителя, обычно бывает невелико, все же при расположении подстанции в населенном районе рекомендуется устанавливать перед вентилятором фильтр-поглотитель на отсасы-
вающем воздуховоде. Нами разработана схема и чертежи такой установки.
Для очистки деталей ртутного выпрямителя на время его переборки целесообразно в машинных залах существующих подстанций устраивать разборный стол с отсосом и стойку, где должны храниться аноды. Местный отсос можно изготовить из мягкого воздухонепроницаемого материала и присоединить его рукавом к общему воздуховоду вентиляционной установки. При осуществлении предлагаемой схемы местной отсасывающей вентиляции на период переборки ртутного выпрямителя возможно в существующих машинных залах ограничиться естественным проветриванием помещения с помощью механически открывающихся фрамуг на двух противоположных сторонах помещения.
Выводы
1. Анализы воздуха на ряде электроподстанций железных дорог и метрополитена, оборудованных ртутными выпрямителями, обнаружили загрязнение помещений машинных зал парами ртути в концентрациях, способных при длительном воздействии вызывать ртутные интоксикации, что подтвердилось результатами обследования группы работников электроподстанций.
2. Предложенный нами способ улавливания ртутных паров, выбрасываемых форвакуумным насосом, путем разработанной нами конструкции крепления поглотителя типа противогаза марки Г оказался вполне эффективным; при этом полностью поглощаются ртутные пары и совершенно не нарушается ход технологического процесса ртутного выпрямителя.
3. Экспериментально разработанный нами и химиком А. А. Сорокиной метод устранения испарений ртути с открытой поверхности ее в вакуумметре Мак Леода путем покрытия ее защитным слоем трансформаторного или турбинного масла высотой 4—7 см дает эффект почти на 100%, без нарушения технологического процесса.
4. Для устранения загрязнения ртутью помещений машинных зал во время разборки и формовки ртутного выпрямителя лучше всего проводить этот процесс в особом, изолированном, помещении, оборудованном для работы с ртутью и обеспеченном рациональной вентиляцией. В тех электроподстанциях, где нельзя выделить такое помещение, рекомендуется устройство съемной вентиляции разработанного нами типа.
5. Кроме перечисленных мероприятий, для борьбы с ртутными интоксикациями необходимо проведение ряда обычных мер: аккуратность, устройство настила из линолеума под ртутным выпрямителем, регулярная радикальная очистка помещений от залежей ртути (на основе разработанной нами и принятой НКПС и ЦК профсоюза инструкции), снабжением рабочих индивидуальным защитным приспособлением, широкое проведение санитарного инструктажа.
2 Гигиена и здоровье, № 2
