Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Аналитический обзор и выбор направления исследований
1.1 Обзор существующих классификаций пыли строительных производств по дисперсности 12
1.2. Анализ существующих методов определения дисперсного состава пыли и обработки результатов 15
1.3. Анализ существующих методов описания дисперсного состава пыли, поступающей в воздух рабочих зон и в инженерно-экологические системы предприятий стройиндустрии 21
1.4. Описание дисперсного состава пыли как случайной функции 33
1.5. Существующие критерии оценки качества воздуха в отношении взвешенных частиц в России и за рубежом 36
1.5.1. Обзор международных подходов к нормированию качества воздуха 36
1.5.2. Нормирование качества воздуха в Российской Федерации 39
1.6. Обзор существующих подходов к оценке эффективности инерционных пылеуловителей 41
1.7. Обоснование выбора направлений исследования 45
1.8. Выводы по первой главе 46
ГЛАВА 2. Экспериментальные и теоретические исследования дисперсного состава пыли в воздухе рабочих зон и инженерно-экологических системах строительных производств
2.1. Усовершенствованный способ определения эквивалентного диаметра частиц через их объем при анализе дисперсного состава пыли строительных производств микроскопическим методом с помощью применения приставки к микроскопу
2.2. Анализ результатов дисперсного состава пыли, поступающей в рабочие зоны и в инженерно-экологические системы предприятий строительных производств 51
2.3. Теоретическое обоснование применения метода «рассечения» для разделения генеральной совокупности исследуемой пыли на крупные и мелкие фракции при анализе дисперсного состава пыли 57
2.4. Алгоритм расчета диаметра «рассечения» при разделении генеральной совокупности исследуемой пыли на крупные и мелкие фракции 61
2.5. Расчетная модель определения общего проскока пыли для пылеуловителей инерционного типа строительных производств 67
2.6. Выводы по второй главе 78
ГЛАВА 3. Опытно-промышленные исследования возможности применения метода «рассечения» при анализе дисперсного состава пыли и эффективности инженерно-экологических систем предприятий стройиндустрии
3.1. Опытно-промышленные исследования дисперсного состава клинкерной пыли, выделяющейся в воздух рабочей зоны от узла пересыпки предприятия по производству цемента 79
3.2. Методика и программа эксперимента исследований дисперсного состава клинкерной пыли, выделяющейся в воздух рабочей зоны от узла пересыпки предприятии по производству цемента 83
3.3. Анализ результатов проведенного опытно-промышленного эксперимента исследований дисперсного состава клинкерной пыли 85
3.4. Исследование дисперсного состава пыли в воздухе рабочей зоны завода железобетонных изделий для определения концентраций РМ10иРМ2,5 89
3.5. Исследование эффективности работы пылеулавливающего оборудования инженерно-экологической системы дробильно-сортировочного завода с использованием сведений о дисперсном составе пыли, поступающей на очистку 94
3.6. Выводы по третьей главе 101
ГЛАВА 4. Практическая реализация результатов исследований
4.1. Основные положения усовершенствованной методики микроскопического анализа дисперсного состава пыли с помощью использования приставки к микроскопу и применения метода «рассечения» 102
4.2. Усовершенствованный метод контроля дисперсного состава пыли в воздухе рабочих зон предприятий стройиндустрии с применением метода «рассечения» 106
4.3. Усовершенствованная методика расчета инерционных пылеулавливающих устройств 111
4.4. Эффективность реализованных мероприятий, разработанных на основе результатов контроля и оценки содержания мелких фракций пыли в воздухе рабочих зон предприятий стройиндустрии 117
4.4.1. Социально-экономическая эффективность 117
4.4.2. Эколого-экономическая эффективность 123
4.5. Выводы по четвертой главе 135
Заключение 137
Список литературы 139
Приложения: 157
- Анализ существующих методов определения дисперсного состава пыли и обработки результатов
- Анализ результатов дисперсного состава пыли, поступающей в рабочие зоны и в инженерно-экологические системы предприятий строительных производств
- Анализ результатов проведенного опытно-промышленного эксперимента исследований дисперсного состава клинкерной пыли
- Усовершенствованный метод контроля дисперсного состава пыли в воздухе рабочих зон предприятий стройиндустрии с применением метода «рассечения»
Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время в ряде стран, в том числе и в России, нормируется содержание в атмосферном воздухе частиц с размерами не более 2,5 мкм (РМ 2,5) и не более 10 мкм (РМ 10), поскольку наибольшую опасность представляют частицы пыли малого размера, которые способны проникать в легкие человека. Однако для воздуха рабочих зон предприятий характерно нормирование концентрации взвешенных веществ без учета размеров их частиц. Система контроля и оценки дисперсного состава и концентрации частиц именно малых размеров в воздухе рабочих и санитарно-защитных зон в настоящее время отсутствует, что не позволяет объективно оценить степень воздействия пыли на качество производственной и окружающей сред.
При решении задач по снижению запыленности принят детерминированный подход к определению, как дисперсного состава пыли, так и к ее общей концентрации. В производственных условиях дисперсный состав пыли воздуха рабочих зон, как правило, непостоянен вследствие колебаний параметров технологических процессов, атмосферного воздуха и других факторов. Поэтому представляется актуальным решение задач охраны труда и экологической безопасности с использованием подхода к анализу дисперсного состава в воздушной среде предприятий как случайной функции и на основе данного подхода совершенствование методов проектирования инженерно-экологических систем и оценки пылевого фактора предприятий стройиндустрии.
Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ГОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.
Целью работы является совершенствование методов оценки и контроля мелкодисперсной составляющей пылевого фактора предприятий для разработки на основании полученных данных мероприятий по улучшению условий труда и повышению экологической безопасности строительных производств.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
исследования возможности применения дифференцированного подхода к описанию мелких и крупных фракций пыли в воздухе рабочих зон и инженерно-экологических системах строительных производств;
определение значения диаметра «рассечения» при разделении совокупности частиц пыли на крупные и мелкие фракции для раздельного исследо-
вания их законов распределения;
исследования вероятностных характеристик функции прохода пыли, поступающей в инженерно-экологические системы и воздух рабочих зон предприятий стройиндустрии;
совершенствование способа определения эквивалентного диаметра частиц при исследовании дисперсного состава пыли микроскопическим методом;
экспериментальные исследования состава мелких фракций пыли, выделяющейся от узла перегрузки клинкера;
определение концентрации мелких фракций пыли строительных производств (РМ10, РМ 2,5);
теоретические и экспериментальные исследования зависимости эффективности пылеулавливающего инерционного оборудования от дисперсного состава пыли, поступающей на очистку в производстве стройматериалов.
Основная идея работы состояла в использовании дифференцированного и вероятностного подходов при оценке и контроле содержания мелкодисперсной пыли в воздухе рабочей и санитарно-защитной зон для разработки мероприятий по снижению запыленности и подбора наиболее эффективного пылеулавливающего оборудования для решения задач охраны труда и экологической безопасности – защиты работников от пыли.
Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, математическое моделирование, лабораторные и опытно-промышленные исследования, обработку экспериментальных данных методами математической статистики и корреляционного анализа с применением ПК.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением классических положений теоретического анализа, моделированием изучаемых процессов, планированием необходимого объема экспериментов, подтверждена удовлетворяющей требуемым критериям сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных и опытно-промышленных условиях.
Научная новизна работы состоит в том, что:
усовершенствован аналитический способ описания дисперсного состава пыли в воздухе рабочей зоны и инженерно-экологических системах на базе метода «рассечения» совокупности частиц пыли на мелкие и крупные фракции с использованием предложенного алгоритма расчета значения диаметра «рассечения»;
на основании экспериментальных исследований получены зависимости дисперсного состава и концентрации пыли от времени и расстояния до источника пыления в воздухе рабочей зоны;
предложено применение метода «рассечения» для контроля и оценки дисперсного состава пыли в воздухе рабочих зон и эффективности инженерно-экологических систем предприятий стройиндустрии;
усовершенствован метод контроля и оценки дисперсного состава пыли в воздухе рабочих зон предприятий стройиндустрии с учетом раздельных законов распределения крупных и мелких фракций пыли;
усовершенствован метод расчета инерционных пылеулавливающих устройств, где в качестве исходных данных используются результаты анализа дисперсного состава пыли, поступающей на очистку, полученные с помощью применения метода «рассечения».
Практическое значение работы:
определены и систематизированы данные опытно-промышленных исследований дисперсного состава пыли, поступающей в инженерно-экологические системы и рабочую зону предприятий по производству гипса, цемента и железобетонных изделий;
показана эффективность применения метода «рассечения» для оценки дисперсного состава пыли при исследованиях запыленности воздуха рабочей зоны предприятий стройиндустрии и расчете эффективности пылеудаляющих устройств;
определено соотношение концентраций мелких фракций пыли (РМ 10 и РМ 2,5) и общей запыленности воздуха рабочей зоны бетоносмесительного отделения завода ЖБИ;
усовершенствована и апробирована методика микроскопического анализа дисперсного состава пыли, поступающей в воздух рабочих зон и инженерно-экологические системы предприятий стройиндустрии, с использованием объемного способа определения эквивалентного диаметра частиц с помощью использования приставки к микроскопу (свидетельство на полезную модель №2005115216) и применением метода «рассечения» для исследования законов распределения частиц мелких фракций пыли.
Реализация результатов работы:
использованы результаты контроля и оценки дисперсного состава пыли гипсового камня с применением метода «рассечения» для разработки и внедрения проектных решений по улучшению качества воздуха рабочей зоны дробильно-сортировочного завода;
определены концентрации мелких фракций РМ 10 и РМ 2,5 пыли воздуха рабочей зоны бетоносмесительного отделения завода по производству железобетонных изделий по результатам проведенного обследования технологического оборудования как источника пылевого загрязнения;
прошла испытания промышленная установка удаления запыленного воздуха от технологического оборудования дробления гипсового камня для снижения запыленности воздуха рабочих и санитарно-защитных зон ДСЗ ООО «КНАУФ ГИПС КУБАНЬ»;
приняты для использования ООО «Ассоциация Экотехмониторинг» рекомендации по расчету и подбору пылеудаляющего оборудования и усовершенствованная методика микроскопического анализа дисперсного состава пыли, поступающей в воздух рабочих зон и инженерно-экологические системы предприятий стройиндустрии;
материалы диссертационной работы использованы кафедрой БЖДТ ГОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 280101 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере», 280102 «Безопасность технологических процессов и производств».
На защиту выносятся следующие основные научные положения:
метод «рассечения», усовершенствованный посредством использования алгоритма расчета диаметра «рассечения», позволяет исключить влияние случайных параметров как технологических процессов, так и производственной среды предприятия на функции прохода мелких фракций пыли и использовать полученные данные для контроля и оценки дисперсного состава пыли в воздухе рабочей зоны и эффективности инженерно-экологических систем предприятий строительных производств;
экспериментальные зависимости дисперсного состава и концентрации общей массы пыли от времени и расстояния до источника пыления в воздухе рабочей зоны позволяют прогнозировать распространение пыли в производственном помещении, в то время как данные характеристики для мелких фракций пыли остаются неизменными в пределах интервалов варьирования факторов эксперимента;
усовершенствованный метод расчета инерционных пылеулавливающих устройств позволяет определять их расчетную эффективность с учетом колебаний дисперсного состава поступающей на очистку пыли;
усовершенствованный метод контроля дисперсного состава пыли при оценке воздуха рабочей зоны предприятия позволяет определить необходимость разработки и эффективность мероприятий, направленных на улучшение условий труда за счет снижения концентрации мелкодисперсных частиц пыли в воздухе рабочих зон строительных производств.
Апробация работы.
Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на: Международной конференции «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды» (Самарканд, 2010 г.); XVI международной научно-технической конференции «Машиностроение и техносфера XXI века» (Донецк, 2009 г.); IV международной научно-технической конференции «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды» (Волгоград, 2010 г.); научно-технической конференции «Проблемы охраны производственной и окружающей среды» (Волгоград, 2005, 2010 гг.); ежегодных научно-технических конференциях Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета (Волгоград, 2005-2010 г.).
Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации изложены в 11 работах, в том числе 1 патент на полезную модель.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы 190 страниц, в том числе: 138 страниц – основной текст, содержащий 19 таблиц на 16 страницах, 35 рисунков на 28 страницах; список литературы из 179 наименований на 18 страницах, 5 приложений на 34 страницах.
Анализ существующих методов определения дисперсного состава пыли и обработки результатов
Для оценки дисперсного состава пыли в рабочей и производственной зонах предприятий необходим отбор большого количества проб пыли, исследование которой может быть проведено различными методами: ситовыми, седиментометрическими, гидроаэродинамические, микроскопическими [3, 6, 31, 32, 40, 46, 63, 86, 92, 97, 103, 104, 105, 106, 130, 137, 154, 158, 144, 166]. Ситовый анализ измельченных материалов основан на механическом разделении частиц по крупности [3, 32, 105, 106]. Материал загружается на сито ячейками известного размера и путем встряхивания, постукивания, вибрации или другими способами разделяется на две части - остаток и проход. Полный ситовой анализ для определения степени дисперсности пыли можно проводить двумя путями. Первый, применяемый в основном при машинном просеве, заключается в том, что анализируемая проба помещается на сито с наибольшими отверстиями в используемом наборе. Проход из этого сита падает на следующее, более тонкое, и так до последнего, самого тонкого. Такая последовательность позволяет сита всего набора поставить друг на друга и разделить пробы на фракции за одну рабочую операцию. Второй путь состоит в том, что пробу в начале помещают на наиболее тонкое сито, а полученный остаток перекладывают на следующее по крупности ячеек сито. Преимущество такой последовательности в том, что грубое зерно способствует процессу просева на наиболее тонких ситах. Поэтому при ручном просеве этот способ настоятельно рекомендуется. В настоящее время стандартизованы только сита с ячейками от 40 мкм и более [3, 32, 105, 106]. Поэтому для анализа порошкообразных веществ в подситовой области, как правило, используются седиментометрические или аэродинамические методы.
Самым распространенным седиментометрическом методом является пофракционное оседание [3, 32, 105, 106]. Анализируемая проба измельченного материала диспергируется в верхней части столба дисперсионной среды. В первую очередь из верхнего слоя этой среды выпадают фракции наиболее тяжелых и крупных частиц, которые пройдя к определенному времени х высоту столба Н, оседают на дне седиментационного цилиндра. По скорости оседания [3, 32, 105, 106] со = Н / х можно всегда найти наименьший диаметр осевших диаметр меньше 5. При сопоставлении результатов седиментометрических анализов с результатами, получаемыми другими методами, следует иметь в виду, что размеры частиц, условно называемые их диаметрами будут совпадать только при частицах строго шарообразной формы. Для сопоставления седиментационного и эквивалентного геометрического диаметров используется динамический коэффициент формы %.
В отличие от седиментометрических методов, где частицы дисперсной фазы под влиянием внешних сил оседают в дисперсионной среде, находящейся в спокойном состоянии, в динамических методах среда в период анализа находится в постоянном движении [3, 32, 105, 106].
В практике анализа дисперсного состава измельченных веществ находят широкое применение динамические методы, основанные на разделении дисперсной фазы на фракции в восходящем потоке [3, 32, 104, 105]. Их можно разделить на две группы: в одной используются приборы с постоянной скоростью жидкости или газа, в приборах другой группы скорость движения среды переменная. Разделение дисперсной фазы на фракции в достижимых пределах точности происходит путем выноса фракции наиболее тонких частиц - меньше заданного диаметра. В ряде аэродинамических методов выделение частиц дисперсной фазы происходит во вращающемся? воздушном потоке под влиянием инерционных сил (в основном центробежной). В этих приборах дисперсная фаза не делится на фракции. Поэтому в каждом из этих методов применяется специфическая методика расчета распределения частиц на фракции, основанная на теоретических или экспериментальных зависимостях. Преимуществом динамических методов по сравнению с методами седиментометрии является отсутствие необходимости таких трудно выполнимых условий, как «абсолютно спокойная» среда и равномерное распределение частиц всех фракций по высоте [3, 32, 105, 106].
Дисперсный анализ, проводимый с помощью оптического микроскопа, является одним из старейших прямых методов изучения дисперсного состава твердых и жидких аэрозольных частиц [105, 106]. Большая трудоемкость этого метода привела к созданию значительного числа менее точных, но зато менее трудоемких косвенных методов анализа, и микроскопия надолго утратила свое значение. В настоящее время в связи с появлением телеметрических систем классификации частиц по размерам метод микроскопии для дисперсных анализов пыли стал приобретать прежнее значение. Изучение дисперсного состава пыли или порошка методами микроскопирования основано на визуальном изучении отдельных частиц - определении их числа, формы и размеров. Наблюдения производят либо непосредственно под микроскопом, либо просматривая фотоснимки или проекции препарата на экран. Подсчет числа частиц в поле зрения под микроскопом и их распределение по фракциям можно осуществлять при помощи автоматических устройств.
Анализ результатов дисперсного состава пыли, поступающей в рабочие зоны и в инженерно-экологические системы предприятий строительных производств
Дисперсный» состав пыли, поступающей как в воздух рабочих зон, так ив инженерно-экологические системы, является одним из; доминантных показателей, определяющих качество производственной и окружающей среды, а соответственно и степени вреда здоровью человека.
Проведенные теоретические исследования методов определения и описания дисперсного состава пыли показали, что, учитывая современное развитие промышленности и техники пылеулавливания, необходим не только комплексный, но и дифференцированный подход к анализу дисперсного состава пыли, поступающей в рабочую зону и инженерно-экологические системы предприятий; стройиндустрии.
Изучение дисперсного состава пыли, особенно ее мелких фракций, необходимо для проведения санитарно-гигиенического и технологического контролен производств; Подбор и расчет, эффективности пылеулавливающего оборудования, инженерно-экологических систем, а также разработка и реализация мероприятий; связанных с охраной; труд а на предприятиях; должны быть ориентированы именно на мелкие: фракции частиц пыли, выделяющихся от технологического- оборудования. Необходимость в разработке усовершенствованного метода расчета- аппаратов инерционного типа возникла в связи с тем, что существующие методики при расчете эффективности работы аппаратов не учитывают стохастичноств параметров реальных технологических процессов и воздухе рабочей зоны, предприятий, например, как было рассмотрено выше при производстве строительных материалов.
Перечисленные выше факторы обуславливают выбор следующего направления исследования:, использования дифференцированного и вероятностного подходов при оценке и контроле содержания мелкодисперсной пылив воздухе рабочей и санитарно-защитной зон для разработки мероприятий по снижению запыленности и подбора наиболее эффективного пылеулавливающего оборудования для решения задач охраны труда и экологической безопасности — защиты работников от пыли.
Дисперсность является одной из основных характеристик пыли, влияющих на ее физико-химические свойства, а также определяющей степень ее вредности. Однако до настоящего времени единой классификации пыли по дисперсности не существует, поэтому в зависимости от поставленных задач возможно использовать любую из классификаций.
Метод микроскопического анализа является наиболее применимым для исследования дисперсного состава пыли, как поступающей в воздух рабочей зоны, так и в инженерно-экологические системы. По стандартной методике микроскопического анализа дисперсного состава пыли эквивалентный диаметр ее частиц определяется по площади, И Не учитывает геометрические формы и размеры частицы в различных плоскостях. 3. Проведенный анализ методов, аналитического описания показал, что наиболее обоснованным является логарифмически нормальное распределение для продуктов размола, и усеченного логарифмически нормального распределения для пыли, поступающей как в воздух рабочих зон, так и в инженерно-экологические системы предприятий стройиндустрии. 4. Анализ результатов дисперсного состава пыли различных строительных производств показал, что наблюдаются значительные колебания функции прохода пыли, выделяющейся от оборудования в воздух рабочей зоны и поступающей в инженерно-экологические системы. В связи с этим, целесообразно рассматривать процесс выделения пыли от оборудования как случайный, а дисперсный состав пыли как случайную функцию. 5. Анализ отечественного и зарубежных подходов к нормированию качества атмосферного воздуха по содержанию взвешенных частиц показал, что во многих странах (в настоящее время уже и в России) существует классификация взвешенных частиц по размерам (РМ 10 и РМ2.5 — частицы размером 10 мкм и 2,5 мкм соответственно). Однако для воздуха рабочих зон предприятий в России принят детерминированный подход к оценке общей концентрации взвешенных частиц без учета их размеров. Кроме того, в настоящее время отсутствует система контроля и оценки содержания мелких фракций в генеральной совокупности пыли, поступающей в воздух рабочей зоны и инженерно-экологические системы предприятий. 6. Проведенный анализ различных способов определения эффективности инерционных пылеуловителей показал, что погрешность метода М.И. Шиляева, основанный на аппроксимации фракционной эффективности циклонов экспоненциальной зависимостью от числа Стокса, считается удовлетворительной и составляет менее 10%. Соответственно представляется возможным определение общей эффективности работы инерционных аппаратов на основе расчета их фракционной эффективности улавливания строительных пыл ей.
Анализ результатов проведенного опытно-промышленного эксперимента исследований дисперсного состава клинкерной пыли
Как и предполагалось, дисперсный состав клинкерной пыли с размерами частиц до 10 мкм описывается единой функцией прохода (кривая 1) независимо от расстояния от источника загрязнения и времени после прекращения перегрузки. В тоже время совокупность крупных частиц описывается вероятностным коридороміих распределения.
Кроме того, для подтверждения предположения о том, что концентрация мелких фракций пыли также имеет постоянное значение не зависимо от расстояния от источника пыления и времени после перегрузки, были проведены ее измерения для каждой из 9 проб. Учитывая тот факт, что и концентрация и дисперсный состав пыли являются массовыми характеристиками пыли, то методом пропорции возможно определить из общей концентрации каждой отдельной пробы концентрацию ее частиц с размерами менее и равных 10 мкм.
В результате вычислений получен диапазон изменения концентрации мелких фракций (частиц менее или равных 10 мкм) 2,85-2,87 мг/мЗ. Учитывая, что данное колебание значений, не превышает ошибку метода измерений (10 %), соответственно можно говорить, о постоянстве концентрации мелких фракций (в нашем случае менее или равных 10 мкм) клинкерной пыли, выделяющейся от технологического оборудовании и поступающих в воздух рабочей зоны предприятия по производству цемента.
На заводе по производству железобетонных изделий для исследования дисперсного состава мелких фракций пыли, поступающих в воздух рабочей зоны, а также концентрации РМ10 и РМ 2,5 были отобраны пробы пыли возле ленточного транспортера бетоносмесительного отделения. Запыленность определялась весовым методом согласно [76, 77, 95] возле узлов перегрузки материала с конвейера на конвейер и в местах выгрузки материала из бункера на ленточный транспортер. Анализ дисперсного состава пыли выполнен микроскопическим методом [30, 105, 114] с использованием приставки к микроскопу [132] и применением ПК.
В вероятностно - логарифмической сетке по результатам измерений построены интегральные функции распределения массы частиц пыли по диаметрам в различных точках рабочей зоны (рис. 3.8). Все кривые удовлетворительно описываются усеченным логарифмически-нормальным распределением [105]. Графически результаты представлены в виде двузвенной ломаной, левый участок которой описывает более мелкие частицы, правый - более крупные.
Полученные данные не позволяют определить содержание мелких фракций в генеральной совокупности пыли вследствие значительного разброса результатов измерений, которые можно объяснить изменениями параметров как технологических процессов, так и производственной среды. Следовательно, разброс значений функции прохода не следует считать ошибочным. Так, значения медианного диаметра исследуемой пыли изменяются в диапазоне 18-76 мкм, а максимального — в диапазоне 27-90 мкм.
Как было показано во второй главе, причина заключается в том, что на интегральную функцию распределения наиболее существенное влияние оказывает доля крупных фракций, а информацию о закономерности распределения мелких фракций в стандартной форме, представленной на рис.3.8, получить невозможно.
Для этого рассматриваем функции, описывающие дисперсный состав взвешенных частиц в рабочей зоне предприятий по производству железобетонных изделий не как детерминированные, а как случайные [5, 21].
Состав крупных фракций (d4 20 мкм) наиболее удобно описывать с помощью вероятностного подхода, и рассматривать функции D(d4) как случайные. По результатам замеров концентрация генеральной совокупности пыли составила в среднем 21 мг/мЗ. Применение метода «рассечения» при анализе дисперсного состава пыли позволило получить единую кривую распределения, которая дает полное представление о составе мелких фракций и позволяет определить концентрации мелких фракций пыли для любого диаметра менее 20 мкм (рис.3.9). В1 результате проведенных исследований установлено, что доля мелких фракций (до 20 мкм) составляет 30%, т.е. их концентрация составляет 6,3 мг/м . Содержание РМ10 в полученной единой кривой распределения мелких фракций равно 31% соответственно их концентрация составляет 1,95 мг/м . Однако установленных норм ПДК для РМ10 в воздухе рабочих зон предприятий в настоящее время не существует ни в России, ни за рубежом. Применяя аналогию ПДК для взвешенных веществ, можно рассчитать, что ПДК для воздуха рабочей зоны в 10 раз превышает ПДК для атмосферного воздуха. На основании вышеуказанных предположений можно сделать вывод о том, что концентрация РМ 10 в воздухе рабочей зоны бетоносмесительного отделения завода ЖБИ превышает нормы более чем в 3 раза. Аналогичным образом вычислена концентрация РМ 2,5, равная 0,028 мг/мЗ.
Усовершенствованный метод контроля дисперсного состава пыли в воздухе рабочих зон предприятий стройиндустрии с применением метода «рассечения»
Метод контроля дисперсного состава и концентрации пыли в воздушной среде предприятий с применением метода «рассечения» является экспериментальным, так как основаны на использовании статистических данных, получаемых при исследовании воздуха рабочей зоны промышленных предприятий.
Контроль дисперсного состава и концентрации пыли в рабочей среде предприятия должен включать: отбор проб воздуха; получение и обработку результатов дисперсного состава пыли и ее концентрации; проведение метода «рассечения» для определения состава мелких фракций; принятие решения о соответствии или несоответствии воздуха рабочей зоны установленным требованиям (ПДК); анализ причин и последствий с целью разработки мероприятий по уменьшению запыленности воздушной среды предприятий мелкодисперсными фракциями пыли. План контроля дисперсного состава пыли и ее концентрации в воздушной среде предприятий должен включать следующие конкретные параметры: периодичность отбора проб (например, для определения диапазона изменений во времени как состава взвешенных веществ, так и их концентраций 1 раз в месяц, а затем после проведения анализа состояния воздушной среды для производственного контроля— 2 раза в год); число отбираемых единовременно проб (см. в методике микроскопического анализа), места отбора проб (рекомендуется выбирать несколько рабочих мест на: одинаковом расстоянии от источника загрязнения, на которых постоянно находятся сотрудники предприятия) и т.д.
Отбор проб и определение концентрации пыли в воздухе рабочей зоны производятся гравиметрическим способом как с использованием приборов, для которых требуется замена фильтров в ручную; так и приборов с автоматической заменой! фильтра. .
При ручном отборе проб гравиметрическим способом атмосферный воздух забирается через фильтр с постоянной скоростью потока. Частицы собираются на фильтре. Maccai частиц определяется; путем взвешивания. В обоих случаях- перед; каждым взвешиванием; фильтры должны быть уравновешены в. комнате для взвешивания с кондиционированием воздуха. Период отбора1 проб /обычно составляет 30 минут. Единственное, но весьма существенное отличие использования! автоматического заменителя фильтров? от ручного отбора проб и гравиметрии; заключается в том, что данное устройство имеет обойму для хранения до 16 фильтров и- механизм для автоматической замены фильтров через заданные промежутки времени.
Анализ дисперсного состава генеральной совокупности пыли, поступающей в воздух рабочих зон предприятий стройиндустрии, и отдельно ее мелкодисперсной составляющей производится с помощью усовершенствованной методики микроскопического анализа. Полученные результаты в виде интегральных функций распределения общей массы частиц пыли по диаметрам и интегральных функций распределения мелких частиц пыли по диаметрам наносятся на логарифмически-нормальную сетку.
Данный метод контроля позволяет определять и наблюдать изменения дисперсного состава как общей совокупности пылевых частиц, так и отдельно мелких фракций пыли, а также изменения концентрации пыли, находящейся, в воздухе рабочей зоны предприятия. Благодаря полученным результатам представляется возможным разработка и реализация комплекса мероприятий, направленных на уменьшение запыленности воздуха рабочей зоны, в том числе и мелкодисперсными частицами пыли, а также определение эффективности проведенных мероприятий в отношении именно мелких фракций пыли.
На дробильно-сортировочном заводе был апробирован метод контроля дисперсного состава пыли гипсового камня в воздухе рабочей зоны с применением дифференцированного подхода к определению крупных и мелких фракций. Пробы пыли отбирались ежемесячно в Зх точках рабочей зоны в местах постоянного нахождения работников завода.
По его результатам определено, что содержание мелкодисперсных частиц в генеральной совокупности пыли высоко, следовательно, необходимо проведение мероприятий по минимизации пылевыделений в рабочую зону предприятия, особенно мелких фракций; пыли. На основе полученных данных разработаны мероприятия по уменьшению запыленности, в воздухе рабочей зоны дробильно-сортировочного завода, которые включают в себя: модернизация узлов перегрузки с целью их укрытия и герметизации; соблюдение технологии производства разгрузочных работ сыпучих материалов; увеличение расхода воздуха удаляемого от оборудования за счет установки дополнительных местных отсосов от источников пыления; усовершенствование существующих местных отсосов, которое заключалась в расчете необходимых размерно-конструктивных параметров и увеличении расхода воздуха; замена вентилятора системы аспирации на более производительный по развиваемому давлению и расходу воздуха; замена циклона на аппарат ПВ ВЗП с большей эффективностью очистки и производительностью; перераспределение потоков воздуха приточной системы вентиляции на рабочие места (воздушное душирование).
