Мета роботи – навчитися визначати запиленість повітря в робочій зоні ваговим методом.

Теоретична частина

Серед виробничих процесів є такі, що являють собою джерело утворення пилу: подрібнення речовини, зняття поверхневого шару при точінні та шліфуванні, завантаження і вивантаження сипких матеріалів тощо. Виробничим пилом (аерозолем) називають найдрібніші тверді частинки, зважені в повітрі приміщень і поза ними, де здійснюється трудова діяльність людини.

Залежно від походження розрізняють органічний і неорганічний пил. До органічного відносять рослинний і тваринний пил, а також пил деяких синтетичних речовин. До неорганічного – металічний (залізо, мідь тощо) і мінеральний (кварц, азбест, цемент тощо) пил.

За характером дії на організм людини виробничий пил може бути подразнюючим та загальнотоксичним (отруйним). Подразнюючу дію має мінеральний, металевий, деревний пил. Токсичні властивості має свинцевий, цинковий, фосфорний, арсеновий пил. При розчиненні в біологічних рідинах такий пил діє як внесена до організму отрута та викликає отруєння. Ступінь шкідливої дії пилу на організм людини залежить від кількості пилу, що вдихає людина, дисперсності пилинок, їх форми та хімічного складу.

Пил здатний адсорбувати з повітря деякі отруйні речовини, в результаті чого неотруйний пил може стати отруйним. Наприклад, вугільний пил і сажа можуть адсорбувати окис вуглецю, канцерогенні вуглеводні. Пил може мати електричний заряд, який полегшує осадження його в легенях, збільшуючи кількість пилу, який затримується в організмі.

Часточки пилу мають різні розміри, від 850 до 1 мкм та менше. Пил тим шкідливіший, чим менші його часточки. Особливо небезпечним є пил з розміром часток від 1 до 10 мкм, бо вони можуть легко потрапляти до легенів; більший за розмірами пил затримується слизовою оболонкою верхніх дихальних шляхів, а менший пил легко видихається.

Тривала робота в запиленому приміщенні може призводити до хронічних захворювань легенів – пневмоконіозів, що призводять до обмеження дихання поверхні легенів та змінам у всьому організмі людини. Залежно від характеру пилу розвиваються різні види пневмоконіозів. Наприклад, при тривалому впливі пилу, що містить часточки кварцу, піщаника, гравію, слюдяного сланцю – розвивається силікоз, при дії силікатного пилу (азбесту, тальку тощо) розвивається силікатоз, вугільного пилу – антракоз, алюмінієвого пилу – алюміноз.

Пил у повітрі робочої зони збільшує знос обладнання.

При певному вмісті горючого пилу в повітрі можуть утворюватися вибухонебезпечні суміші.

Для визначення запиленості повітряного середовища існують електричний, фотоелектричний, ваговий, рахунковий та інші методи.

Електричний метод заснований на електризації аерозольних часток у полі негативного коронного розряду та й наступному замірі їх сумарного заряду, який індуктивно наводиться на стінках циліндру вимірювальної камери. Зміряний сумарний заряд пропорційно залежний від вмісту пилу у повітрі. Пиломір ЕПМ заснований на вимірюванні електропровідності запиленого повітря, дозволяє протягом 2–3 хв оцінювати вміст пилу в повітрі з точністю до 0–2 мг/м³. Проте цей прилад не придатний для виміру вмісту в повітрі вугільного пилу.

Для фотоелектричного методу застосовують пиломір ФПГ-6, заснований на вимірюванні за допомогою селенового фотоелемента порівняльної зміни сили світлового потоку при проходженні останнього через запилену атмосферу. Тривалість визначення менше хвилини, але точність невелика: 0,5–1,0 г/м³.

Рахунковий метод слугує для визначення числа пилинок, які знаходяться в 1 см³ повітря і дає уявлення щодо якісної характеристики пилу. Для підрахунку пилових частинок шляхом виділення їх з повітряного середовища слугує седиментатор Гріна – прилад, який дозволяє ізолювати певний об’єм досліджуваного повітря, осадити на склі пил в результаті його власної ваги і у подальшому провести підрахунок пилинок під мікроскопом. Використовують також прилад ОУЭНС–1. Метод поширений в практиці визначення запиленості повітря в гірничій промисловості. Може застосовуватися на цементних заводах і в інших галузях промисловості.

За допомогою вагового методу визначають масу пилу, який міститься в  1 м³ повітря. Для визначення вагової концентрації пилу в повітрі робочої зони використовують ряд приладів: ИКП-1 (вимірювач концентрації пилу), ДПВ-1 (пиломір денситометричний), ежекторний аспіратор «АЕРА», електроаспіратор та інше.

Пиломір денситометричний (ДПВ-1) – переносний пристрій, призначений для експрес-вимірювань. Застосовується у вугільних шахтах, в приміщеннях вуглезбагачувальних і брикетних фабрик, у вуглерозмельних цехах. Робота приладу заснована на визначенні оптичної щільності фільтру, яка змінюється при пропусканні через нього запиленого повітря.

Ежекторний аспіратор «АЕРА» – переносний пристрій, дія якого заснована на протягуванні за допомогою ежекційного пристрою необхідного об’єму запиленого повітря через алонж з фільтром.

Ваговий метод

Ваговий метод засновано на затриманні пилу з відомого об’єму повітря на фільтрі. Кількість пилу визначається за різницею ваги фільтра АФА-10 до і після просмоктування через нього запиленого повітря. Фільтр виготовляється з перхлорованого фільтруючого матеріалу і характеризується невеликим аеродинамічним опором руху повітря.

Фільтр АФА-10 застосовується в комплекті, до якого входять фільтр і металічна касета, яка забезпечує герметизацію фільтра в патроні. В непрацюючому стані фільтри зберігаються в пакетиках з кальки.

Повітря просмоктується через фільтр за допомогою електроаспіратора.

Електроаспіратор (рис. 1.1) призначений для відбору проб з навколишнього середовища просмоктуванням запиленого повітря через спеціальні фільтри. Прилад змонтовано на металічному шасі, яке в’їжджає до металічного футляру. На передній панелі приладу змонтовано регулюючі крани, клема «Земля» і тумблер. Через оглядове вікно спостерігають за показаннями ротаметрів. Прилад працює від мережі змінного струму напругою 220 В. Максимальна кількість одночасного відбору зразків повітря – 4 (за кількістю ротаметрів). Ціна поділу шкали кожного ротаметра, л/хв: 0,5; 1; 2; 3 у двох ротаметрів або 5; 10; 15; 20 у двох ротаметрів.

Рисунок 1.1 – Схема передньої панелі електроаспіратору: 1 – ротаметри; 2 – ручки вентилів ротаметрів; 3 – тумблер ввімкнення і вимкнення; 4 – клема «Земля»; 5 – штуцери

Хід роботи

Прилади: електроаспіратор; фільтри для уловлювання пилу; пилова камера; секундомір; аналітичні ваги. Схема установки наведена на рисунку 1.2.

Рисунок 1.2 – Схема установки: 1 – електроаспіратор; 2 – патрон з фільтром;                      3 – шланг; 4 – пилова камера

Перед відбором зразка необхідно зважити фільтр на аналітичних вагах. Для цього дістати фільтр з пакетика за виступ, розвернути захисні кільця, скласти фільтр вчетверо і зважити його. На місці відбору зразка зважений фільтр вставити до касети і притиснути до упору гайкою.

Включити до мережі електроаспіратор (попередньо його необхідно заземлити), перевести тумблер у положення «Вкл.». При цьому електродвигун повинен обертатися і загорітися електролампочка (6,3 В), яка освітлює екрани ротаметрів. Встановити певну швидкість просмоктування повітря (15–20 л/хв). За допомогою шланга патрон з фільтром приєднати до електроаспіратора. Створити запилене середовище у пиловій камері за допомогою груші. Просмоктувати повітря на протязі 2–3 хв. Після відбору зразка дістати фільтр з касети і зважити його на аналітичних вагах.