Тема:Дослідження загазованості атмосферного повітря

Мета роботи: вивчити теоретичний матеріал, засвоїти методикувизначення концентрації шкідливих газів і парів у повітрі, визначити фактичну їх концентрацію, порівнятиз допустимими нормами і зробити відповідні висновки.

План підготовки до вивчення і виконання роботи

1. Вивчити теоретичний матеріал до даної теми.

2. Познайомитисьз будовою і принципом робота газоаналізатора УГ-2.

3.Засвоїти методику підготовки газоаналізатора УГ-2 до роботи і порядоквиконання вимірів.

4.Визначити концентрації шкідливих газів і парів у повітрі.

5.Результати досліджень записати в таблицю і дати їм оцінку.

6.Дати відповіді на питання для контролю та самоконтролю.

Теоретичні відомості

Атмосферне повітря - це суміш азоту (78,09%), кисню (20,95%), інертних газів (0,93%), вуглекислого газу (0,03%). Але повітря постійно забруднюється шкідливими для здоров'я людини газами, парами і пилом різноманітного походження. Шкідливими називаються речовини, які можуть викликати різні види захворювань, розлади здоров'я, а також травми як у момент контакту, так і через певний проміжок часу. В організм людини шкідливі речовини можуть проникати через органи дихання, органи травлення, а також шкіру та слизові оболонки.

Через дихальні шляхи потрапляють пари, газо- та пилоподібні речовини, через шкіру переважно рідкі речовини. Через шлунково-кишкові шляхи потрапляють речовини під час ковтання або при внесенні їх до роту забрудненими руками.

За характером впливу на організм людини хімічні речовиниподіляються на:

- загальнотоксичні, що викликають отруєння всього організму та впливають на окремі системи людського організму (наприклад, накровотворення, центральну нервову систему). До них належать ртуть, оксидвуглецю, селітра, концентровані розчини кислот, толуол, аміни;

-подразнюючі, що викликають подразнення дихальних шляхів та слизових оболонок, очей, легень, шкіри (хлор, аміак, сірководень, азот, пари кислот, лугів);

- сенсибілізуючі, що діють як алергени (альдегіди, формалін, розчинники, лаки на основі нітросполук);

- канцерогенні, що викликають злоякісні новоутворення -пухлини (ароматичні вуглеводні, аміносполуки, азбест, нікель, хром);

- мутагенні, що викликають зміни спадкової інформації(свинець, радіоактивні речовини, формальдегід);

- речовини, що впливають на репродуктивну (народжувальну)функцію (ртуть, свинець, радіоактивні ізотопи, нікотин, бензол);

- задушливі, що приводять до токсичного набряку легенів(оксид вуглецю, оксиди азоту).

Ступінь отруєння шкідливими речовинами залежить від токсичності речовини, її концентрації, часу дії, шляху проникнення, вибіркової дії, метеорологічних умов, індивідуальних особливостей організму.

Потрапивши в організм людини, шкідливі речовини можуть викликати гострі чи хронічні отруєння. Гострі отруєння виникають в результаті одноразової дії великих доз шкідливих речовин (чадний газ, метан), хронічні - внаслідок тривалої дії на людину невеликих концентрацій (свинець, ртуть, марганець).

За вибірковою дією шкідливі речовини поділяються на:

- серцеві–кардіотоксичної дії (солі калію, кобальту, кадмію);

- нервові,що спричиняютьпорушення психічної активності людини (чадний газ,фосфорорганічні сполуки);

- печінкові - альдегіди, феноли, хлоровані вуглеводні;

- ниркові - сполуки важких металів, етиленгліколь, щавлева кислота;

- кров'яні - анілін та його похідні, нітрити;

- легеневі - оксиди азоту, озон, фосген.

За тривалістю дії шкідливі речовини поділяються на три групи:

- летальні, що призводять або можуть, призвести до смерті (у 5% випадків) - термін дії до 10 діб;

- тимчасові, що призводять до нудоти, блювоти, набрякання легенів, болю у грудях - термін дії від 2 до 5 діб;

- короткочасні - тривалість дії яких декілька годин, що призводить до подразнення у носі, ротової порожнини, головного болю, задухи, загальної слабості, зниження температури.

Для послаблення впливу шкідливих речовин на організм людини, встановлені гранично допустимі концентрації (ГДК). ГДК деяких шкідливих речовин у повітрі робочої зони приведені в табл.2.3. додатку.

ГДК (мг/м³) шкідливої речовини - це максимальний вміст шкідливої речовини в одиниці об'єму повітря, який протягом
8-годинного робочого дня (не більше 40 годин на тиждень) під час всього робочого стану не шкодить здоров'ю у разі постійного контакту, а також не викликає негативних наслідків у нащадків.

За величиною ГДК у повітрі робочої зони шкідливі речовини поділяються на чотири класи небезпеки:

- надзвичайно небезпечні: ГДК менше 0,1 мг/м³ (свинець, ртуть, озон,бензопілен, фосген);

-високонебезпечні: ГДК 0,1-1,0 мг/м³ (кислота сірчана та соляна, хлор, їдкі луги, оксиди азоту, йод, марганець, бензол);

-помірно небезпечні: ГДК 1,0-10,0 мг/м (толуол, ксилол, спирт метиловий, тютюн, ангідрид сірки);

-мало небезпечні: ГДК понад 10,0 мг/м³ (ацетон, аміак, бензин, гас, оксид вуглецю, етиловий спирт, скипидар).

В списку ГДК, поряд з величиною нормативу, може стояти літера, яка вказує на особливість дії цієї речовини на організм людини.

О –гостронаправленої дії;

A - алергічної дії;

К - канцерогенної дії;

Ф - фіброгенної дії.

При вмісті в повітрі робочої зони декількох речовин односпрямованої дії слід дотримуватись наступної умови:С₁/ГДК₁, + С₂/ГДК₂+ ... + С₃/ГДК₃ 1, (2.1)

де С₁, С₂, ... С₃ - фактичні концентрації шкідливих речовин у повітрі, мг/м³; ГДК₁, ГДК₂, ... ГДК₃ - гранично допустимі концентрації (табличні дані) шкідливих речовий, мг/м³.

До шкідливих речовин односпрямованої дії відносяться шкідливі речовини, які близькі за хімічною будовою та характером впливу на організм людини.

Шкідливі речовини у виді газів, парів, аерозолів проникають в організм людини головним чином через органи дихання.Цей шлях дуже небезпечний тому, що шкідливі речовини потрапляють у кров, а саме в велике коло кровообігу і розносяться по всьому організм. При цьому дія їх набагато сильніша і швидша, ніж при попаданні в організм іншими шляхами. Поступаючи в кров, вони викликають інтоксикацію.

Вуглецю оксид (чадний газ, СО) - газ без запаху, без кольору, виникає під час неповного спалювання органічних з'єднань. Попадаючи в легені, надзвичайно легко (в 250-300 разів швидше кисню) з'єднується з гемоглобіном крові, позбавляє еритроцити (червоні кров'яні тільця) здатності транспортувати кисень, настає кисневе голодування, запаморочення, задуха, втрата свідомості й навіть смерть. При вмісті 0,16% СО в повітрі отруєння наступає через 1 год., а при концентраціїСО0,4% смертельнонебезпечно навіть при короткочасному перебуванні. Необхідно також відзначити, що СО сприяє відкладанню ліпідів на стінах кровоносних судин, погіршуючи їх прохідність, особливо в коронарних судинах серця і головного мозку.

Азоту оксиди (N0, N0₂) - надзвичайно небезпечні гази. Велика їх концентрація в районах ТЕС, хімічних та металургійних заводів. З'єднуючись з водою вдихальних шляхах, вони утворюють азотну та азотисту кислоти, що спричиняє сильні подразнення слизових оболонок, тяжкі захворювання.

Свинець і його сполуки проникають в організм людини через шкіру, органи дихання, з питною водою та продуктами харчування і накопичуються в крові людини, що призводить до анемії (важкого свинцевого отруєння), головного і м'язового болю, втрати свідомості, функціональних змін у центральній нервовій системі.

Автомобільний бензин - при кімнатній температурі випаровується із швидкістю 40 г/год. з поверхні в 1м². Концентрація бензину 3-4 г/м³ через 2-3 хв. викликає кашель, виділення сліз; концентрація 30-40 г/м³ призводить до отруєння із втратою свідомості після 3-4 вдихів.

Сірки двооксид (сірчаний ангідрид, SO₂) - газ без кольору, з різким запахом. Надзвичайно токсичний, особливо для людей, які хворіють на серцево-судинні і легеневі захворювання. Подразнює слизову оболонку очей, органи дихання, викликає важкі форми бронхіту. При концентрації 50 мг/м³ утворює, з'єднуючись з вологою, сірчисту і сірчану кислоти.

Сірководень (H₂S) - викликає порушення внутрішньотканинного дихання, тканини перестають засвоювати кисень. При концентрації 0,02% вже через 5-10 хв. з'являється пекучий біль слизових оболонок очей і органів дихання; при 0,06-0,07% - набухання легенів; понад 0,08% - втрата свідомості і може настати смерть від паралічу дихання.

Коротка характеристика деяких інших шкідливих речовин наведена в табл. 2.4. додатку.

До основних засобів захисту людини від впливу шкідливих речовин відносять:

- гігієнічне нормування їх вмісту у повітрі;

- герметизація виробничого устаткування, локалізація шкідливих речовин за рахунок місцевої вентиляції;

-різні методи очищення газових викидів в атмосферу(адсорбція, абсорбція, хімічне перетворення);

-нормальне функціонування загальної обмінної вентиляції, кондиціювання повітря;

- контроль за вмістом шкідливих речовин у повітрі.

Для визначення концентрації шкідливих речовин в повітрі використовують наступні методи:

- лабораторний метод, що полягає у відборі проб повітря і проведенніфізико-хімічного аналізу влабораторних умовах(хроматографічного, фотоколориметричного). Цей метод дозволяє одержати точні результати, однаквимагає значного часу;метод неперервної автоматичної реєстрації в повітрі шкідливих хімічних речовин з використанням газоаналізаторів та газосигналізаторів (наприклад "Сирена-2" на аміак, "Фотон" - на сірководень);

- експрес-метод, який базується на явищі колориметрії (зміна кольоруіндикатора в результаті дії відповідної шкідливої речовини) і дозволяє швидко із достатньою точністю визначити концентрацію шкідливої речовинибезпосередньо у робочій зоні. Для цього методу використовуютьгазоаналізатори УГ-2, ГХ-4 та інші.