- контроль за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны;
- использование средств индивидуальной защиты.
4. Вредные вещества в атмосфере САО г. Москвы
Степень загрязненности воздуха оценивается с помощью систем мониторинга. Система мониторинга качества воздуха в Москве основана на 28 автоматических станциях контроля (АСК), измеряющих концентрации 18 наиболее важных загрязняющих веществ, включая ТЧ10 и озон. АСК расположены во всех районах: жилых, промышленных, расположенных вдоль шоссе и в защитных зонах. Все данные АСК отправляются в информационно- аналитический центр - государственное природоохранное учреждение «Мосэкомониторинг».
Рис. 1
|
Атмосферные загрязнители
|
Источники |
Влияние на здоровье человека |
|
|
Твёрдые частицы РМ 10 (мелкие взвешенные частицы) |
Образуются при сжигании ископаемых и других видов топлива. Основной вклад вносит автотранспорт (истирание дорожного полотна), цементные заводы и крупномасштабный атмосферный перенос. |
Вызывают поражение дыхательных путей (бронхи, лёгкие), злокачественные новообразования. |
|
|
Взвешенные вещества |
Неполное сгорание топлива на транспорте, мусоросжигательных и цементных заводах, тепловых электростанциях, в результате лесных пожаров, почвенная эрозия, сдув с асфальтовых покрытий и др. |
Влияют на респираторный тракт и на другие органы за счет токсического воздействия входящих в состав частиц компонент. Вызывают нарушение системы дыхания и кровообращения. |
|
|
Диоксид серы |
Поступает в атмосферу при сгорании топлива, содержащего серу (в первую очередь угля и тяжёлых фракций нефти). Главным источником диоксида серы являются электростанции, котельные и предприятия металлургии. |
Раздражает верхние дыхательные пути. Отмечается действие на слизистые оболочки носоглотки, трахею. Вызывает нарушение функций дыхания. |
|
|
Диоксид азота и оксид азота |
Образуется при сгорании топлива при очень высоких температурах (выше 650о С) и избытке кислорода. Основными источниками являются: выхлопные газы автомобилей, выбросы ТЭЦ, сжигание твёрдых отходов, сгорание газа. |
Диоксид азота раздражает нижний отдел дыхательной системы, особенно лёгочную ткань. Повышает предрасположенность к острым респираторным заболеваниям, пневмонии. |
|
|
Оксид углерода |
Основными источниками являются: выхлопные газы автомобилей (образуются при неполном сгорании бензина при недостаточных температурах или плохой настройке системы подачи воздуха в двигателях внутреннего сгорания), выбросы ТЭЦ, сжигание древесины, ископаемого топлива, табака, при сжигании твёрдых отходов и частичном анаэробном разложении органики. |
Снижает способность крови переносить кислород к тканям. Приводит к нарушению психомоторных функций, к нарушению сердечной деятельности и дыхания, головной боли, сонливости, тошноте.
|
|
|
Фенол
|
Поступает в атмосферу при неполном сгорании углеводородов. Основными источниками являются: автотранспорт, ТЭЦ, кожевенное и мебельное производство (клеи, пластики). При асфальтировании дорог отмечается повышение уровня загрязнения воздуха фенолом, так как он является составляющей асфальта. |
Вызывает поражение дыхательных путей (бронхи, легкие), злокачественные новообразования, сердечно-сосудистые заболевания, заболевания системы кровообращения, нарушение вегетативной нервной системы.
|
|
|
Формальдегид |
Поступает в атмосферу при неполном сгорании углеводородов. Основными источниками являются: автотранспорт, ТЭЦ, химические и нефтеперегонные заводы, производство древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит, фанеры, текстильная промышленность, содержится в табачном дыме |
Вызывает поражение дыхательных путей (бронхи, легкие), злокачественные новообразования, мутацию, сердечно-сосудистые заболевания. Под влиянием формальдегида могут развиваться дегенеративные изменения печени, почек, сердца и головного мозга |
|
|
Озон |
Первый источник - образуется на солнечном свету при реакции оксидов азота и углеводородов - фотохимическая реакция. Продуктом такой реакции является фотохимический смог. Второй источник - при высокой температуре часть озона попадает в тропосферу из вышележащих слоёв, из стратосферы, при разрыве тропопаузы. |
Вызывает поражение дыхательных путей (бронхи, легкие), раздражение слизистых оболочек глаз, носа, горла. |
|
|
Углеводороды |
Поступает в атмосферу при неполном сгорании углеводородов (при значительном недостатке воздуха в топливовоздушной смеси двигателя). Основными источниками являются: автотранспорт, ТЭЦ, химические и нефтеперегонные заводы. |
Токсичность смеси углеводородов выше токсичности ее отдельных компонентов. Влияют на сердечно-сосудистую систему и на показатели крови (снижение содержания гемоглобина и эритроцитов). Вызывают поражение печени, нарушение деятельности эндокринных желез, оказывают канцерогенное влияния. |
|
|
Сероводород
|
Основными источниками являются: предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, очистные сооружения, целлюлозно - бумажное производство, коксохимические, нефтеперерабатывающие предприятия, станции водоочистки, производство бумаги сульфатным методом. В природе образуется при разложении белковых веществ (органических отходов). |
Поражает слизистые оболочки, дыхательные органы |
|
|
Аммиак
|
В атмосферу попадает с выбросами сельскохозяйственных предприятий, очистных сооружений. Основными источниками являются: предприятия по производству азотных минеральных удобрений, азотной кислоты, синтетических волокон. |
Раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. . |
5. Инженерная защита биосферы
биосфера воздух защита
Для очистки воздуха от твёрдых взвешенных частиц на промышленных предприятиях широко используются циклоны. Циклон представляет собой цилиндрический резервуар с конусом внизу. Неочищенный воздух поступает внутрь цилиндра в его верхней части, где воздушный поток закручивается вокруг центральной трубы. Под действием центробежной силы твёрдые пылевые частицы ударяются о стенки, и, теряя свою энергию, падают в нижнюю половину конусообразной части циклона, где располагается пылесборник. Хотя воздушный (газовый) поток и теряет свою мощность, его давление остаётся постоянным за счёт сужения поперечного сечения в нижней части циклона. Очищенный воздух по центральной трубе удаляется в атмосферу или поступает в другое устройство, предназначенное для более тонкой очистки.
Пример оценки эффективности улавливания промышленных выбросов
Предположим, что для расчёта циклона имеются следующие исходные данные:
- объём очищаемого газа Q = 1,5 м3/с
- плотность газа при рабочих условиях с = 1,7 кг/м3
- плотность частиц пыли сч = 2000 кг/м3
- дисперсный состав пыли dм = 20 мкм и lgд = 0,8
- входная концентрация пыли Свх = 10 г/м3
- вязкость при рабочей температуре t° µ = 17,5 * 106 Па*с
Требуется рассчитать циклон для заданного источника выделения пыли с эффективностью очищения з = 0,8.
Расчёт циклона проводится в следующем порядке.
По таблице, выбираем циклон, для которого диаметр частиц пыли ориентировочно dм > 2dT50 (мкм). dм - медианный размер частиц, который представляет такой размер, при котором количество частиц крупнее dм, равно количеству частиц мельче dм.
По выбранному типу циклона, определяем оптимальную скорость движения газа щоп в сечении циклона диаметром D, с учётом данных таблицы. ЦН-24 => щоп = 5м/с.
Рассчитываем размер циклона D, м, по формуле.
Полученное значение D округляем о ближайшего типового значения внутреннего диаметра циклона. Если расчётный диаметр циклона превышает его максимально допустимое значение, то необходимо применять два или более параллельно устанавливаемых циклона.
Типовое значение внутренних диаметров D, мм: 200, 300, 400, 500, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2400, 3000.
Ближайшее типовое значение внутреннего диаметра циклона D = 700 мм.
По диаметру циклона находим действительную скорость движения газа в циклоне по формуле, где n - число циклонов. Действительная скорость в циклоне не должна отклоняться от оптимальной более чем на 15%.
Определяем коэффициент гидравлического сопротивления точного циклона, где k1 - поправочный коэффициент, учитывающий диаметр циклона, k2 - поправочный коэффициент, учитывающий запылённость газа; ж500 - коэффициент гидравлического сопротивления циклона диаметром 500 мм.
Определяем значение гидравлического сопротивления циклона по формуле, где с - плотность газа в расчётном сечении аппарата; щ - скорость газа в расчётном сечении аппарата.
Определяем коэффициент очистки газов в циклоне по формуле
Значения lg дт берутся из таблицы. Значения dT50, приведённые в таблице, определены по условиям работы типового циклона, для которого справедливы следующие значения: DT=0,6 м; сЧТ =1930 кг/м3; µT=22,2*106 Па*с; щT=3,5 м/с.
В случае отклонений условий работы циклона от типовых
Полученное значение d50 должно быть меньше dм (заданного). Если это не выполняется, необходимо выбрать другой тип циклона с меньшим значением dT50.
Если расчётное значение з окажется меньше значения, требуемого по условиям допустимого выброса пыли в атмосферу, то необходимо выбрать другой тип циклона с большим значением коэффициента гидравлического сопротивления. Концентрация пыли на выходе из циклона определяется по формуле Свых = Свх*(1-з) = 10*0,16 = 1,6 г/м3.
Таблица 3
|
Тип циклона |
ЦН-24 |
ЦН-15У |
ЦН-15 |
ЦН-11 |
СДК-ЦН-33 |
СК-ЦН-34 |
СК-ЦН-34м |
|
|
щоп |
4,5 |
3,5 |
3,5 |
3,5 |
2,0 |
1,7 |
2,0 |
|
|
8,5 |
6,0 |
4,5 |
3,65 |
2,31 |
1,95 |
1,3 |
||
|
0,308 |
0,283 |
0,352 |
0,352 |
0,364 |
0,308 |
0,340 |
||
|
Значение ж500 |
75 |
155 |
155 |
245 |
520 |
1050 |
1050 |
Таблица 4
|
Тип циклона |
Значение k1 для D, мм |
|||||
|
150 |
200 |
300 |
450 |
500 и > |
||
|
ЦН-11 |
0,94 |
0,95 |
0,96 |
0,99 |
1,0 |
|
|
ЦН-15У, ЦН-15, ЦН-24 |
0,85 |
0,9 |
0,93 |
1,0 |
1,0 |
|
|
СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34, СК-ЦН-34м |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
Таблица 5
|
Тип циклона |
Значение k2 при Свх, г/м3 |
|||||||
|
0 |
10 |
20 |
40 |
80 |
120 |
150 |
||
|
ЦН-11 |
1 |
0,96 |
0,94 |
0,92 |
0,90 |
0,87 |
- |
|
|
ЦН-15 |
1 |
0,93 |
0,92 |
0,91 |
0,90 |
0,87 |
0,86 |
|
|
ЦН-15У |
1 |
0,93 |
0,92 |
0,91 |
0,89 |
0,88 |
0,87 |
|
|
ЦН-24 |
1 |
0,95 |
0,93 |
0,92 |
0,90 |
0,87 |
0,86 |
|
|
СДК-ЦН-33 |
1 |
0,81 |
0,785 |
0,78 |
0,77 |
0,76 |
0,745 |
|
|
СК-ЦН-34 |
1 |
0,98 |
0,947 |
0,93 |
0,915 |
0,91 |
0,90 |
|
|
СК-ЦН-34м |
1 |
0,99 |
0,97 |
0,95 |
0,915 |
0,91 |
0,90 |
Список использованной литературы
1. Гузенкова А.С. Лекции по курсу «Безопасность жизнедеятельности».
2. Кривошеин Д.А., Муравей Л.А., Роева Н.Н. Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000, -447 с.
3. Жидецкий В.Ц., Джигирей В. С., Мельников А. В. Основы охраны труда. Учебник. - Изд. 2-е, дополненное. - Львов: Афиша, 2000 - 351 с.
4. Сборник практических заданий по экологии. Учебно - методическое пособие. / Московский институт электроники и математики Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики»; Сост.: О.В. Аксенова, А.С. Гузенкова. М., 2013. - 31 с.
5. Безопасность жизнедеятельности в энергетике: учебник для студ. высш. учеб. заведений / [В. Г. Ерёмин, В. В. Сафронов, А.Г. Схиртладзе, Г.А. Харламов]. -- М.: Издательский центр «Академия», 2010. -- 400 с.
6. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
7. ГОСТ 12.1.007-76. Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.
8. ГН 2.2.5.1313-03. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны.
9. Интернет ресурс - http://www.mosecom.ru/map/img/SAO_prom.jpg, дата обращения 24.05.2014.
10. Интернет ресурс - http://www.mosecom.ru/map/img/SAO_air.jpg, дата обращения 25.05.2014.
11. Интернет ресурс - http://ecoedu.ru/index.php?r=13&id=75, дата обращения 25.05.2014.