Особенности улавливания и возврата мелкодисперсной пыли
Пыль – совокупность находящихся в воздухе взвешенных твердых частиц. Пыль может быть классифицирована по нескольким признакам, в том числе по дисперсности (размеру). Частицу пыли произвольной формы условно считают шарообразной, а ее размер определяют по эквивалентному диаметру. Фракцией называют массовую долю пылевых частиц, размеры которых находятся в некотором интервале значений нижнего и верхнего пределов.
Пыль, содержащую частицы размером до 100 мкм, условно можно разделить на несколько фракций:
I – крупнодисперсная пыль, размер частиц 40…100 мкм;
II – среднедисперсная пыль, размер частиц 10…40 мкм;
III – мелкодисперсная пыль, размер частиц 1…10 мкм;
IV – очень мелкодисперсная пыль, размер частиц менее 1 мкм.
Принцип работы рукавного фильтра основан на улавливании частиц пыли фильтрующим материалом при прохождении через него запыленного воздуха. По мере увеличения толщины слоя пыли на материале рукавного фильтра, возрастает сопротивление движению воздуха и снижается пропускная способность фильтра, во избежание чего автоматической системой управления проводится регенерация запыленных рукавов импульсами сжатого воздуха посредством электромагнитных клапанов. Стряхиваемая пыль осыпается в бункер, и может быть вывезена автотранспортом или возвращена в технологический процесс с использованием шлюзового питателя и шнекового транспортера.
На предприятиях по производству щебня, минеральных порошков и наполнителей, микрокальцита, глинозема, некоторых видов цемента остро стоит вопрос качества рециркуляции рукавных фильтров и улавливания мелкодисперсной пылевой фракции размером до 10 мкм, которая является ценным сырьем и должна возвращаться в технологический процесс. Процесс регенерации обычного рукавного фильтра может быть затруднен, так как небольшая масса пылевых частиц не позволяет им эффективно осыпаться в бункер. Трудности с регенерацией могут вызвать снижение эффективности пылеулавливания, пропуски пылевых частиц через материал рукавов. Специально для таких производственных процессов специалистами компании «Фаском» (Санкт-Петербург) была разработана конструкция рукавного фильтра ФР-П-(О) с отсекаемой (отключаемой) секцией (см. Рисунок 1). Конструктивно такой фильтр выполнен из нескольких независимых секций одинаковой производительности, где регенерация фильтра осуществляется по принципу «off-line», т.е. с поочередным отключением одной секции на продувку. В этом состоит принципиальное отличие от обычного рукавного фильтра. В момент срабатывания системы импульсной регенерации, специальный отсечный клапан отсекает (отключает) одну секцию рукавного фильтра. Такими отсечными клапанами (поворотными заслонками), отделяющими секцию по «чистому» воздуху, оснащена каждая секция фильтра. Заслонки комплектуются приводами, отключение секции происходит автоматически в заданном режиме по значениям гидравлического сопротивления фильтра. При необходимости проведения безостановочного осмотра и обслуживания газоочистной установки, на фильтр устанавливаются отсечные заслонки и по «грязному» воздуху, работающие в ручном режиме.
При такой конструкции фильтра процесс регенерации осуществляется более эффективно, что позволяет эксплуатировать оборудование при повышенных газовых и пылевых нагрузках на фильтровальные материалы.
Рисунок 1. Рукавный фильтр ФР-П-(О) с отсекаемой секцией
Преимущества фильтров ФР-П-(О) с отсекаемой секцией:
— Эффективное улавливание тонкодисперсных, легких, сильнослипающихся видов пыли;
— Возможность работы при высоких входных концентрациях пыли (до 150 г/м3);
— Возможность проведения регламентных и ремонтных работ на рукавном фильтре без остановки технологического процесса;
— Длительный срок службы фильтровальных рукавов;
— Высокая степень очистки (остаточная запыленность не более 10 мг/м3).
Без применения специальных мер, фильтры с отсекаемой секцией позволяют улавливать пылевые частицы тонкой фракции с размерами от 5 мкм. Для улавливания более мелких пылевых частиц, применяется сочетание рукавных и/или картриджных фильтров, выбор специальных фильтровальных тканей и др.
Конструктивно фильтры ФР-П-(О) выполняются в различных климатических исполнениях, в том числе и для работы вне помещений. Производительность по очищаемому газопылевому потоку может составлять до 500 000 м3/час.
Прогресс неизбежен — наука и техника, пытаясь отвечать на запросы современности, всегда будут идти вперед. К сожалению, новые достижения приносят новые угрозы, к которым общество может быть не готово. Потребности человечества обгоняют его возможности, что неизбежно вызывает появление опасных компромиссов в решении задач по их удовлетворению. Благодаря технологическому развитию бытовые условия за последние сто лет заметно улучшились, но были и перемены, которые нельзя увидеть невооруженным взглядом. Обычная пыль, неизменный спутник человека со времен сотворения мира, все это время тоже менялась, и совсем не в лучшую сторону.
Что есть пыль и откуда она берется
Пыль — наиболее общий и часто встречающийся загрязнитель воздуха. Основным ее творцом во все времена была естественная эрозия почвы, камня или песка. Природными источниками могут выступать выделяющие пыльцу растения, микроскопические организмы, шелушащаяся кожа животных или обычная сухая трава. Под воздействием трения любая материя механически истирается и разрушается на мелкие частички. Размер и химический состав таких частиц бывает абсолютно разным. В зависимости от дисперсности и токсичности пыль ранжируется по различным классам опасности.
Обычная домашняя пыль, которую можно обнаружить в среднестатистической квартире, в основном состоит из микроскопических волокон тканей, образовавшихся в результате износа покрывал, штор, постельного белья, одежды или ковров. В меньшей степени ее состав формируется из частиц побелки потолка, обоев и других отделочных материалов. Сам хозяин и его домашние животные также могут продуцировать пыль, состоящую из эпидермиса, выпавшей шерсти или волос. Через воздуховоды, окна и двери в жилье может проникать пыль из внешних источников, однако ее количество и состав зависят от района проживания, поэтому такую пыль нельзя считать типичной.
Антропогенная деятельность привела к возникновению новых видов пыли, концентрация которых особенно высока в урбанизированных районах, где источником загрязнения является широкий спектр человеческой активности — от садоводства до индустриального производства. Многие современные технологические процессы характеризуются выделением значительного количества вредной для живого организма пыли, вдыхание которой неизбежно вызывает проблемы со здоровьем. Уголь, цемент, металлы, пестициды, зола, сажа, пластик, резина — все это можно обнаружить в воздухе типичного мегаполиса современности.
Меньше — значит опаснее
Пыль может быть видимой или невидимой. Всего лишь десять процентов всей существующей на сегодняшний день пыли имеет частицы, размеры которых достаточно велики для того, чтобы их можно было визуально обнаружить без использования специальной аппаратуры. Человеческий глаз не видит предметы диаметром меньше пятидесяти микрон. Около ста микрон имеют толщину стандартный лист бумаги и человеческий волос. Четыреста двадцать микрон — диаметр частиц пыли, взвесь которой все еще является взрывоопасной. Классическая бытовая пыль варьируется в размерах от половины до ста микрон. Пестициды имеют частицы в тысячную микрона.
Крупная пыль, не успевая пройти сколь-нибудь значительные расстояния, очень быстро оседает в непосредственной близости от источника ее возникновения. Слои такой пыли можно наблюдать на полированных поверхностях мебели или зеркалах. Чем меньше частица, тем дольше она остается в воздухе и тем дальше может переместиться. Оседание промышленных выбросов, глины или сажи может занимать недели или вообще не происходить, если погода на местности ветреная. Мелкодисперсная пыль способна совершать длительные путешествия, в том числе по разветвленным воздуховодам жилых и промышленных зданий.
Крупные пылинки легко застревают в носу и носоглотке, поэтому могут быть легко выдохнуты либо высморканы обратно, что делает их сравнительно безопасными. Очень мелкие частицы, напротив, легко проникают сквозь верхние дыхательные пути и оседают в легких. Исключительную опасность представляют те разновидности, размер которых настолько мал, что они могут проникать и дальше — в систему кровообращения.
Химический и биологический состав, а также размер частиц пыли напрямую влияет на вред ими приносимый. Другим фактором, определяющим негативный эффект, является ее количество и время нахождения человека в загрязненной среде. Частицы размером 2,5 микрона, свободно попадая в легкие, оседают в их нижних отделах. Часть из них растворяется в крови, после чего выводится через почки наружу. Другая же часть, оказавшись достаточно твердой, остается в легких навсегда. Клинически доказано наличие накопительного эффекта вдыхания такой пыли и его связи с развитие тяжелых болезней легких, включая рак и астму. Отмечается, что вероятность возникновения проблем со здоровьем статистически выше среди:
В типичных условиях девяносто процентов обнаруживаемых в воздухе пылевых частиц обладает размерами около пяти микрон. Когда вы видите парящую в пространстве пылинку, то на нее приходится еще девять, о чьем присутствии вы совсем не подозреваете. Такая мелкая пыль, опасность которой заключается в ее проникающей способности, может быть задержана исключительно при помощи HEPA фильтра. Подобные фильтры эффективно улавливают даже наиболее вредные для человека частицы размером 2,5 микрона. Для лучшего понимания можно привести примеры некоторых частиц и их размеров в микронах:
Пластик — наш новый друг и враг
Около 16% всего производимого в мире пластика идет на создание синтетических тканей. За последние десятилетия ежегодный прирост их производства составлял стабильные 6% и сейчас равен 60 миллионам тонн. Частицы пластика и резины, образующиеся в результате износа одежды из синтетики, полимерных покрытий и автомобильных покрышек, обнаруживаются уже не только в воздухе, но и в питьевой воде. Пластик сейчас находят даже в дожде, выпадающем в больших городах типа Лондона или Парижа — там наблюдаются самые большие концентрации пластиковых частиц в воздухе в мире. Из одних лишь автопокрышек, в пересчете на каждого жителя Земли, в год получается около килограмма резиновой крошки. Примерно 3% этой крошки составляют частицы размером 2,5 микрона.
Пластиковые микроволокна можно обнаружить не только снаружи, но и внутри помещений. Любой современный дом наполнен вещами, сделанными с использованием синтетических материалов. При их истирании образуется мелкая пыль, угроза которой уже была описана выше. Исследования показывают, что в течение часа среднестатистический горожанин вдыхает примерно одиннадцать частиц такой пыли. По подсчетам, приблизительно 33% тканей в жилище двадцать первого века соткано из тех или иных видов искусственных нитей. В течение года в таком домохозяйстве образуется до двадцати килограммов пыли, шесть из которых — волокна полиэстера, нейлона, спандекса и других синтетических тканей.
Насколько вредно вдыхание пластиковой пыли? Впервые пластик был обнаружен в 1990 году в альвеолах больных раком легких. Ученые доказали, что пластик может надолго сохранятся в легких, особенно у лиц с уже имеющимися их заболеваниями. Поскольку пластмассы в основном не являются биоразлагаемыми материалами, то попадая в легкие и оставаясь в них долгое время, они неизбежно вызывают воспаление. Повреждая легочные ткани, пластиковые микрочастицы вызывают рост раковых опухолей, провоцируют приступы астмы, ухудшают дыхание. Недавно было обнаружено, что нейлоновые волокна могут мешать росту клеток легких, вследствие чего дети дополнительно оказываются в группе риска.
Обнаруживаемая в быту подобного рода мелкая пыль чем опасна вдвойне, так это наличием в ней токсичных вспомогательных веществ, вводимых производителями в пластик для улучшения его характеристик. Бисфенол А, используемый в качестве отвердителя, вызывает широкий спектр нарушений, наиболее известными из которых являются болезни сердца и сосудов, диабет второго типа и отклонения в химическом составе печеночных ферментов. Тетрабромбисфенол А, добавляемый в пластмассы в качестве антипирена, в ходе множества исследований был признан ответственным за нарушения в работе щитовидной железы и гипофиза.
Вместо заключения
Пока проблема пыли глобально остается нерешенной, единственными возможными способами борьбы с ней являются очистка помещений от ее присутствия, а также предотвращение проникновения в них. Эффективные системы фильтрации и осторожный выбор материалов — залог вашего здоровья и отличного настроения.
Мелкая пыль: скрытая угроза
Что такое пыль? Первое, что приходит на ум, – это слой грязи на мебели и подоконнике. Это крупная пыль. А есть еще пыль мелкодисперсная – она состоит из мельчайших частиц размером до 5 микрон. Мы не видим и не чувствуем их, хотя именно они наносят нам наибольший вред.
В городском воздухе содержится много мелкодисперсной пыли. В ней содержится сажа, цементная крошка и другие мельчайшие частицы. Их размер позволяет им проходить сквозь наши физиологические фильтры и попадать напрямую в легкие, где они всасываются в кровь. Организм не в состоянии вывести такое количество «мусора», и он откладывается на стенках сосудов и в соединительной ткани вокруг них. Результат — сужение просвета сосудов и затруднение тока крови.
Вдобавок, многие частицы являются канцерогенами. А сажа, помимо прочего, еще и собирает на себя вредные летучие соединения. Уголь, как вы знаете, является отличным сорбентом, поэтому на него легко «садятся» загрязнители – например, оксиды азота и серы. Затем эти соединения растворяются в крови, повреждая стенки сосудов. А мы этого даже не замечаем.
Как избавиться от этих частиц? Увы, на улице вы не можете контролировать состав воздуха, которым дышите. Но в своем доме вам под силу создать здоровый микроклимат – с помощью механических воздушных фильтров. Стандартные фильтры в вентиляции могут задержать лишь крупные частицы: пух и крупную пыль. Для фильтрации частиц до 5 микрон необходимо использовать специальные фильтры класса HEPA (high efficiency particle absorbtion) с мелкоячеистой структурой. Они задерживают не только мелкие частицы сажи и пыли, но и вирусы с бактериями.
Однако одного механического фильтра недостаточно. Вредные соединения могут проникнуть в кровь не только с частицами сажи, но и в свободном виде. И даже HEPA фильтр не сможет обеспечить фильтрацию на молекулярном уровне. Эту задачу решают адсорбционные или адсорбционно-каталитические фильтры. В них имеется сорбент, на котором оседают молекулы вредных газов.
Совокупность HEPA и адсорбционно-каталитического фильтра обеспечивает высокий уровень очистки воздуха. Для того, чтобы срок эксплуатации HEPA фильтра был максимально длинным, перед ним устанавливается грубый фильтр, который защищает HEPA от наиболее крупных загрязнителей. Таким образом, оптимальный набор фильтров должен быть организован в виде последовательного каскада:
1 ступень: Грубый фильтр для удаления пуха и крупной пыли
2 ступень: HEPA фильтр для удаления мельчайших частиц
3 ступень: Адсорбционно-каталитический фильтр для удаления вредных газов и запахов
Вы можете закрыть все окна в доме и забыть об опасностях уличного воздуха. Однако источники загрязнений есть и внутри вашего дома: выделения от мебели и техники, бытовая химия, строительные материалы. В этом случае вам поможет очиститель воздуха с правильным набором фильтров.
Но у очистителя есть один существенный недостаток: он не удаляет из помещения углекислый газ (CO2). Понятно, что для создания здорового микроклимата одного очистителя недостаточно. Необходимо не только фильтровать воздух, но и обеспечивать его приток снаружи. С этими задачами справляется бризер — компактная приточная вентиляция с многоступенчатой очисткой воздуха. Бризер подает воздух снаружи с помощью вентилятора, предварительно нагревает его до указанной температуры (функция климат-контроля) и очищает тремя фильтрами: грубым, HEPA и адсорбционно-каталитическим.
Какая пыль самая вредная для человека? И как помочь легким справиться с «пыльной» нагрузкой?
Мелкодисперсные взвешенные частицы РМ2.5 (или попросту пыль) – явление повсеместное. Главные источники пыли – транспорт, строительство, добыча полезных ископаемых, промышленные производства. Даже разрушенный асфальт и шины образуют пыль.
Сайт «Экология России» – нацпроектэкологи РФ» выяснил, какие виды микрочастиц самые опасные для человека, откуда берется аллергия на пыль и как защитить легкие от невидимого «врага».
Люди привыкли бояться явных загрязнителей – выбросов и вредных газов. Но пыль не менее опасна – она также имеет свойство накапливаться в организме и оседать в легких, вызывая проблемы с дыхательной и сердечной системами.
«Вредность пыли зависит, прежде всего, от ее дисперсности – то есть размера пылевых частиц, от ее концентрации в воздухе рабочей зоны. Наиболее вредными видами пыли можно считать кварцевую и асбестовую пыль», – рассказал профессор, заведующий кафедрой профессиональных болезней и клинической фармакологии СамГМУ Сергей Бабанов.
Так, кварцевая пыль образуется при измельчении песка, а асбестовая – от работы с одноименным минералом. На третьем месте по «вредности» – угольная пыль. Но к какому типу она бы не относилась, пыль может вызывать разные болезни легких: пневмокониоз, пылевой бронхит и другие.
Какая именно пыль осела на подоконнике, сказать можно только при тщательном анализе под микроскопом. Она может содержать целый «коктейль» вредных частиц.
Недавно ученые выяснили, что пыль от выхлопных газов может проникать в сердце, засорять клапаны и повреждать митохондрии в сердечной мышце. Эксперименты, проведенные в Великобритании, показали, что от грязного воздуха страдают даже органы детей. Микрочастицы попадают в организм человека, вызывая астму, аллергию и другие болезни.
Врач антивозрастной медицины, научный руководитель сети Grand Clinic Ольга Шуппо называет аллергию «истерикой иммунной системы».
«Организм может ненормально реагировать на собственные клетки, он страдает от внутренней интоксикации. Иммунная система не распознает, кто свой, а кто чужой, начинает выдавать реакции», – отметила специалист.
Микрочастицы пыли могут быть очень незаметными. Меньше их только молекулы газов. Размер частиц – от нескольких нанометров до микрометров.
Все «микрочастицы» доставляют сегодня большой вред не только здоровью, но и экологии. Взять, например, микропластик – мелкие структуры искусственных полимеров или пластиковая пыль. Она образуются от любого пластикового мусора – пакетов, бутылок, контейнеров, крышек, упаковок. Вдыхает ли человек частицы пластика, пока наукой не подтверждено. Зато достоверно известно, что частицы попадают в организм вместе с водой и морской фауной.
КАК СПАСТИ ЛЕГКИЕ ОТ ГОРОДСКОЙ САЖИ
Эксперты рассказывают, что защитить дыхательную систему на 100% не получится. Но предпринять меры для снижения негативного влияния смога и пыли на организм все же можно.
Медики и Роспотребнадзор во время сильных задымлений от лесных пожаров или «черного неба» советуют ограничить пребывание на свежем воздухе, сократить прогулки и временно держать окна закрытыми.
Очиститься от шлаков поможет простая вода или зеленый чай – еще медики рекомендуют отказаться от вредной и жирной пищи, а также воздержаться от курения.
Лаки, дезодоранты, спреи и освежители могут дополнительно раздражать дыхательную систему. Стоит на время убрать аэрозоли подальше.
На улице от пыли может помочь маска. Этот защитный атрибут еще до пандемии носили во многих азиатских странах, в том числе в Пекине.
Дома спастись от пыли поможет влажная уборка. Медики советуют часто протирать поверхности и цветы. «Осадить» микрочастицы может увлажнитель воздуха или обычный пульверизатор.
Гигиеническая оценка запыленности воздуха и метод определения
» data-shape=»round» data-use-links data-color-scheme=»normal» data-direction=»horizontal» data-services=»messenger,vkontakte,facebook,odnoklassniki,telegram,twitter,viber,whatsapp,moimir,lj,blogger»>
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА И МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ
1.1. Источниками запыленности атмосферного воздуха могут быть:
1.2. Бытовая пыль. Запыленность воздуха жилых, общественных, учебных, спортивных помещений обусловлена:
1.3. Производственная пыль. Запыленность воздуха рабочей зоны в цехах промышленных предприятий обусловлена:
По химическому составу:
По действию на организм:
2.5. По механизму образования:
3. Поведение аэрозолей и аэросуспензий в воздухе (законы Джибса-Стокса)
3.1. Аэросуспензии и крупнодисперсные аэрозоли оседают из воздуха с ускорением, поскольку силы гравитации (земного притяжения) действуют на них значительно сильнее, чем сопротивление воздуха.
3.2. Аэрозоли среднедисперсные оседают с постоянной скоростью: силы гравитации при этом уравновешены с силами сопротивления воздуха.
3.3. Аэрозоли мелкодисперсные не оседают, а находятся в состоянии броуновского движения, так как силы сопротивления воздуха для них больше сил гравитации. Со временем мелкодисперсные частички конгломерируют, или абсорбируют на себе влагу, становятся более тяжелыми и оседают.
4. Анатомическое строение дыхательных путей и физические законы, на которых основана защита дыхательной системы от пыли
Дыхательная система довольно надежно защищена от попадания пыли в альвеолы легких. Эта защита заключается в искривленности дыхательных путей: три носовых хода с изогнутыми костными пластинками и бронхиальное дерево легких с его разветвлениями оказывают содействие завихрению воздуха. Поэтому аэросуспензии и крупнодисперсные аэрозоли, подчиняясь закону инерции движения Ньютона, центробежной силой отбрасываются к стенкам дыхательных путей, а потом благодаря мерцательному эпителию вместе со слизью удаляются наружу.
Среднедисперсные аэрозоли проникают несколько глубже к бронхам, а мелкодисперсные, подчиняясь броуновскому движению из-за малой массы, вместе с воздухом довольно легко проникают к альвеолам и могут вызвать пневмокониозы или другие заболевания. Некоторые ученые считают, что мелкодисперсные частицы могут частично, как и молекулы воздуха, выдохнуться наружу.
5. Неблагоприятные проявления и заболевания, связанные с действием пыли на организм
5.1. Запыленность атмосферного воздуха снижает освещенность, интенсивность УФ-радиации, способствует появлению пасмурных погод (частицы пыли – ядра конденсации влаги), туманов, смога.
5.2. Действие пыли на кожу и слизистые оболочки заключается в закупорке выводных протоков сальных и потовых желез, развитию мацерации кожи, слизистых оболочек, возникновению пиодермий, аллергии, а липотропные составляющие пыли могут всасываться, вызывая общетоксическое действие. Загрязняя одежду, пыль снижает ее вентилирующую, паропроводимую функцию, отрицательно влияя на теплообмен и дыхание кожи.
5.3. В результате действия пыли на дыхательную систему возникает ряд патологических состояний:
6. Гигиеническое нормирование запыленности воздуха
Таблица 1. Предельно допустимые концентрации аэрозолей преимущественно фиброгенного действия
| Вещества | ПДК, мг/м 3 | Класс опасности |
| Алюминия окись в виде аэрозоля конденсации | 2 | 4 |
| Алюминия окись в виде аэрозоля дезинтеграции (глинозем, электрокорунд) | 6 | 4 |
| Кремния двуокись кристаллический при содержании его в пыли: 4 | ||
| Кремния двуокись аморфный, в виде аэрозоля конденсации | 1 | 3 |
| Пыль растительного и животного происхождения с примесями двуокиси кремния больше 10 % | 2 | 4 |
| Силикаты и пыль, содержащая силикаты: асбестоцемент, цемент, апатит, глина тальк, слюда, мусковит | 2 4 | |
| Чугун | 6 | 4 |
| Шамото-графитовые огнеупорные | 2 | 4 |
| Електрокорунд в смеси с легированными сталями | 6 | 4 |
| Електрокорунд хромистый | 6 | 4 |
Рис. 12.1. Морфология пылевых частиц.
A, B – древесная пыль; C – пыль щетины; D – пыль шамота; G – конопляная пыль; Н – хвойная пыль; J – каменноугольная пыль; К – стеклянная пыль; L – бронзовая пыль; M – пыль при очистке литья.
Методы измерения запыленности воздух делятся: по способу отбора проб на седиментационные и аспирационные, а по определению результатов исследования на весовые и счетные.
Седиментационные методы (методы осаждения)
2.1. Седиментационно-весовой метод используется в наше время для определения количества пыли, которая оседает на единицу поверхности из атмосферного воздуха вокруг промышленных предприятий, на территорию городов и других населенных пунктов.
Отбор проб осуществляется:
2.2. Седиментацийно-счетный метод – осаждение пыли на предметное стекло, смазанное глицерином, вазелином или 2 % раствором канадского бальзама в ксилоле из столбика воздуха 10 см с целью определения под микроскопом формы и степени дисперсности пылинок и расчета “пылевой формулы” (процентное соотношение количества пылинок в единице объема воздуха в зависимости от их размера). С этой целью используют также аспирационные методы (приложение 3).
Аспирационные методы определения запыленности воздуха
3.1. Аспирационно-весовой метод заключается в протягивании определенного объема воздуха с помощью электроаспиратора Мигунова или пылесоса с реометром (прибор, который показывает скорость аспирации) через аэрозольный фильтр АФА-В-18 из нетканого синтетического фильтровального полотна Петрянова (ФПП), закрепленного в специальном воронкообразном аллонже (рис. 12.2).
Фильтр (без бумажного фиксирующего кольца) взвешивают на аналитических или торсионных весах до и после аспирации воздуха.
Рис. 12.2. Кассеты и аллонжи для отбора проб воздуха на фильтры.
1 – фильтр из ткани ФПП; 2 – пластмассовый аллонж с фильтром; 3 – металлический аллонж; 4 – корпус кассеты; 5 – гайка кассеты; 6 – кольцо прокладки.
Продолжительность отбора проб воздуха зависит от степени запыленности воздушной среды, скорости аспирации воздуха при отборе проб и необходимой минимальной навески на фильтре. Время отбора пробы определяют за формулой:
где: Т – время аспирации воздуха, мин.;
а – минимальная необходимая навеска пыли на фильтре, мг;
C – ПДК исследуемой пыли, мг/м 3 ;
W – скорость аспирации воздуха, л/мин.
При небольшой собственной массе фильтра (до 100 мг) максимальная довеска должна быть не больше 25–50 мг.
Расчет концентрации пыли (мг/м 3 ) проводят за формулой:
где: С – концентрация пыли мг/м 3 ;
q 1 – масса фильтра до аспирации воздуха;
q 2 – масса фильтра после аспирации воздуха;
V0 – объем воздуха, приведенный к нормальным условиям за формулой Гей-Люссака.
3.2. Аспирационно-счетный метод используется в двух вариантах.
В первом варианте фильтры АФА, которые были использованы для определения массового содержания пыли в воздухе, накладывают фильтрующей поверхностью на предметное стекло и держат несколько минут над парами ацетона до расплавления тканей фильтра. В результате расплавления фильтра образуется прозрачная пленка, в которой под микроскопом хорошо видны фиксированные пылевые частички.
Препараты, полученные как седиментационным, так и аспирационным способом, исследуют под микроскопом с помощью окулярного микрометра, который представляет собой линейку, нанесенную на круглое стекло с диаметром, который равняется внутреннему диаметру окуляра микроскопа.
Для определения размеров пылевых частичек следует установить цену деления микрометрической линейки. Для этого в окуляр микроскопа помещают окулярный микрометр с делениями от 0 до 50. Объективный микрометр с ценой деления 10 мкм фиксируют на предметном столике микроскопа. Затем совмещают деления окулярного микрометра с каким-либо делением объективного микрометра. По количеству делений окулярного микрометра, которые попали в определенное количество делений объективного микрометра, определяют цену деления окулярной шкалы (рис. 12.3).
Например, 12 делений шкалы окулярного микрометра совпадают с одним делением шкалы объективного микрометра, которая равняется 10 мкм. Отсюда, одно деление окулярного микрометра равняется 10/12 = 0,83 мкм.
Сохраняя ту же самую оптическую систему, определяют размеры пылевых частиц, поместив предметное стекло с пылью вместо объектива-микрометра. Например, наибольший размер пылевой частички отвечает трем делениям шкалы окулярного микрометра, отсюда размер этой пылинки составляет 0,83 3 = 2,49 мкм.
В разных участках поля зрения микроскопа определяют размеры не менее 100 – 300 пылевых частиц, группируют их количество по размерам (заносят в табл. 2) и рассчитывают пылевую формулу – процентное соотношение пылевых частиц по размерам к их общему количеству. Пылевая формула позволяет оценить степень опасности пыли для легочной системы: чем больший процент мелкодисперсной пыли, тем она опасней с точки зрения развития пневмокониозов или общетоксического воздействия.
Таблица 2. Расчет пылевой формулы
| Размер пылинок, мкм | Количество пылинок | Проценты |
| До 2 | ||
| 2….5 | ||
| 5….10 | ||
| Свыше 10 | ||
| Общее количество | 100 % |
Рис. 12.3. Измерение цены деления окулярной микрометрической линейки.
1 – окулярная микрометрическая линейка; 2 – объектив-микрометр
Определение концентрации пыли пылемером ВКП-1
Подготовка прибора к работе. Поставьте переключатель “РЕЖИМ РАБОТЫ” в положение “ВКЛ”, переключатель “ДИАПАЗОНЫ” в положение “1”. Включите прибор в электросеть. При этом прибор заземляется автоматически с помощью трехполюсной вилки. Переключатель “РЕЖИМ РАБОТЫ” поставьте в положение “КАЛИБР”. Ручкой “калибровка” устанавливают стрелку микроамперметра на 50÷ делений шкалы.
Порядок работы. Переключатель “РЕЖИМ РАБОТЫ” поставьте в положение “ИЗМЕРЕНИЕ”, через 10 сек. снимите показание микроамперметра, учитывая поддиапазон измерения. По градуировочной характеристике определите концентрацию пыли в помещении. При необходимости перейдите на другой диапазон и повторите определение.
По окончании работы поставьте переключатель “РЕЖИМ РАБОТЫ” в положении “ВЫКЛ”, а переключатель “ДИАПАЗОНЫ” в положение “4”, выключите прибор из электросети.
Результаты измерения оценивают согласно таблице 3.
Таблица 3. Таблица для оценки результатов измерения прибором ВКП-1