Определение содержания пыли в воздухе гравиметрическим методом

Описание установки

1 – пылевая камера; 2 – приборный отсек;

3 – передняя стенка камеры; 4 – бункер-дозатор;

5 – ручка дозатора; 6 – смотровое стекло;

7 – отверстие для взятия пробы воздуха;

8 – аспиратор; 9 – патрон с фильтром, присоединенный к аллонжу (удлинителю)

Рисунок 2.2 – Внешний вид установки ОТ-1

Определение концентрации пыли гравиметрическим методом проводят на специальной установке ОТ-1 (рис.2.2). Через фильтр из фильтрационной ткани протягивается некоторый объём запылённого воздуха с определённой скоростью, при которой выполняется условие изокинетичности, т.е. скорость воздуха перед аллонжем равна начальной скорости в аллонже (аллонж – патрон для установки фильтра).

Содержащаяся в воздухе пыль полностью оседает на фильтре. По разности массы фильтра до и после отбора пылевой пробы и количеству отфильтрованного воздуха определяется массовая концентрация пыли (мг/м³).

В данном лабораторном исследовании распыление пыли в пылевой камере и одновременно просасывание запылённого воздуха через фильтр осуществляется с помощью аспиратора.

В пылевой камере (1), которая имитирует рабочее помещение, с помощью вентилятора создаётся запылённость воздуха. Для этого в камеру через дозатор помещается навеска пыли, которая в ходе экспериментов раздувается потоком воздуха от вентилятора. Двигатель вентилятора вынесен в приборный отсек (2), примыкающий к пылевой камере. Передняя стенка камеры (3) – откидная, уплотняемая, изнутри на ней находится бункер-дозатор (4) с навеской пыли, который выполнен быстроразъёмным для замены пыли. При повороте ручки дозатора (5) на один щелчок в бункер вводится порция пыли. На правой стенке установлен фонарь, испускающий световой луч вдоль прозрачного стекла (6), через которое можно визуально наблюдать наличие пыли в камере.

На передней стенке камеры имеется отверстие (7) для взятия пробы воздуха. В нерабочем положении оно закрыто пробкой. В приборном отсеке находится аспиратор (8) для взятия пробы воздуха, органы электроуправления, электроаппаратура. Установка заземляется. Для взятия пробы воздуха и определения концентрации запылённости массовым методом служит патрон (9) с бумажным фильтром. При взятии пробы патрон устанавливается в отверстие камеры.

При выполнении работы используются следующие приборы: часы с секундной стрелкой, торсионные весы и фильтры типа АФА-ВП-10.

Порядок работы на торсионных весах

1) При закрытой дверце установите горизонтальное положение торсионных весов (рис.2.3) по уровню (4), вращая регулировочные винты (3).

Рисунок 2.3 – Схема торсионных весов

2) При закрытой дверце отблокируйте весы. Отблокирование заключается в повороте головки (9) на 180 градусов и установке красной точки на «О» (отблокировано). Буква «Z» обозначает положение «заблокировано».

3) Вращайте левой головкой (8) шкалу до тех пор, пока подвижная стрелка не займёт положение на красной черте, определяющей равновесие рычага. Правой головкой (7) наведите неподвижную стрелку на нулевое деление шкалы.

4) Положите на чашку весов взвешиваемый объект (фильтр) и закройте дверцу, Вращайте левую головку (8) до тех пор, пока подвижная стрелка не достигнет красной черты равновесия. Вращение головки вызывает вращение подвижной шкалы в том месте, на которое указывает подвижная стрелка.

5) После отсчёта результата шкалу установите в исходное положение с помощью головки (9). Снимите взвешиваемый объект (фильтр), закройте дверцу и заблокируйте весы.

Порядок выполнения работы

1) Взвесьте фильтр (с калькой!) на торсионных весах (рис.2.3) с точностью до 1 мг.

2) Вставьте фильтр без кальки в патрон, а аллонж – в воздухозаборное отверстие пылевой камеры.

3) Включите одновременно аспиратор и отметьте по часам начало просасывания воздуха. Время аспирации и скорость просасывания воздуха задаёт преподаватель или лаборант.

4) Извлеките фильтр из патрона и взвесьте (с калькой!).

5) Измерьте температуру воздуха и барометрическое давление в помещении.

6) Проведите расчёт концентрации пыли (С_п, мг/м³) в воздухе по формулам:

С_п = (М₂ – М₁) / V₀ (2.1)

где М₁ – масса фильтра до отбора пробы, мг; М₂ – масса фильтра после отбора пробы, мг;

V₀ – объём воздуха, протянутого через фильтр, приведенный к нормальным условиям, м³:

V₀ = (273 B V_t) / 760 T (2.2)

где В – барометрическое давление, мм рт. ст.; Т – температура воздуха, К; V_t – объем воздуха, протянутого через фильтр при температуре Т и давлении В, м³:

V_t = (Q t) / 1000 (2.3)

где Q – объёмная скорость пробоотбора, л/мин; t – продолжительность отбора пробы, мин.

Таким образом:

С_п = 2780 Т (М₂ – М₁) / Q t B (2.4)

7) Рассчитайте пылевую нагрузку (ПН) на органы дыхания.

ПН на органы дыхания рабочего (или группы рабочих, если они выполняют аналогичную работу в одинаковых условиях) рассчитывается, исходя из фактических среднесменных концентраций АПФД в воздухе рабочей зоны, объема легочной вентиляции (зависящего от тяжести труда) и продолжительности контакта с пылью:

ПН = С_п N S q (2.5)

где C_п – фактическая среднесменная концентрация пыли в зоне дыхания работника, мг/м³; в данной работе принять равной экспериментальной массовой концентрации пыли (протокол 2.2); N – число рабочих смен в календарном году; N = 250; S – количество лет контакта с АПФД; S = 25 лет; q – объем легочной вентиляции за смену, зависящий от категорий работ по уровню энергозатрат, м³; для работ категории Iа-Iб q= 4 м³.

8) Рассчитайте контрольный уровень пылевой нагрузки (КПН) по формуле:

КПН = ПДК_рз N S q (2.6)

где ПДК_рз – среднесменная предельно допустимая концентрация пыли в зоне дыхания работника, мг/м³; принимается по табл.2.2.

9) Результаты работы оформите протоколом 2.2.

Протокол 2.2

Таблица 2.2 –Предельно допустимые концентрации некоторых аэрозолей, преимущественно фиброгенного действия, в воздухе рабочей зоны