Методы и средства защиты от опасностей технических систем и технологических процессов

Защита от вредных веществ

Вредные вещества — это вещества, которые при контакте с организмом человека, например в случае нарушения требований безопасности, могут вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе работы, так и в последующие сроки жизни настоящего и будущего поколений. В санитарно-гигиенической практике вредные вещества подразделяются на производственную пыль и химические вещества.

Вредные вещества в виде паров, газов и пыли встречаются во многих отраслях. Так, в угольной промышленности, в шахтах, встречаются вредные газы: оксиды азота, углерода, метан; в металлургической промышленности — окислы серы, окись углерода, аэрозоли редких металлов (вольфрама, молибдена, бериллия, лития и др.). В металлообрабатывающей промышленности при процессах травления металлов, гальванических покрытиях, покрытиях красками и т.п. в воздух рабочих помещений выделяется большое количество вредных газов и паров органических растворителей. Большое количество вредных веществ может собираться в воздухе производственных помещений предприятий химической промышленности (основная химия, коксохимия, анилинокрасочная промышленность, производство пластмасс, химических волокон и т.д.). В сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и сорняками используются ядохимикаты.

Вредные вещества могут проникать в организм человека через дыхательные пути, пищеварительный тракт, кожные покровы и слизистые оболочки. Первый путь наиболее опасен, поскольку вредные вещества через разветвленную легочную ткань поступают непосредственно в кровь и разносятся по всему организму. Большинство случаев профессиональных заболеваний связано с поступлением газов, паров, туманов в организм через органы дыхания. При приеме пищи, курении, загрязнении рук вредные вещества могут попасть в желудочно-кишечный тракт. Причем фенолы, цианиды и другие соединения могут всасываться уже из полости рта, сразу поступая в кровь; ртуть, медь, цезий могут быть причиной поражения слизистой оболочки желудка, нарушения его секреции. Вредные вещества могут попадать в организм человека через поврежденные кожные покровы. Это возможно не только при загрязнении кожи растворами и пылью, но и при наличии в воздухе рабочей зоны газов и паров вредных веществ. Такие вещества, как бензол, анилин, ароматические амины, способны растворяться в поту и жировом покрове кожи, затем они всасываются через кожу и поступают в кровь.

После всасывания в кровь вредные вещества распределяются в организме человека в зависимости от интенсивности кровообращения и сорбционных свойств тканей. Некоторые металлы (марганец, хром, ванадий, кадмий и др.) быстро выводятся из крови, но накапливаются в почках и печени; соединения бария, бериллия, свинца образуют прочные соединения, накапливающиеся в костной ткани. Органические соединения чаще подвергаются окислению, расщеплению, восстановлению и т.д., что в конечном итоге приводит в основном к возникновению менее вредных и активных в организме веществ. Некоторые металлы, накапливаясь в печени, почках и других органах, могут вновь поступать в кровь. Пути выведения вредных веществ зависят от их физико-химических свойств и превращений в организме человека. Тяжелые металлы выделяются в основном через желудочно-кишечный тракт и почки, некоторые органические соединения частично выделяются с выдыхаемым воздухом, другие — через кожу.

По характеру воздействия на человека вредные вещества можно разделить на две группы: токсичные вещества — вступая во взаимодействие с организмом человека, они вызывают отравления или отклонения в состоянии здоровья работающего; нетоксичные вещества — они, как правило, раздражают слизистые оболочки дыхательных путей, глаз и кожу.

В производственных условиях отравления могут быть острыми и хроническими. Острые отравления происходят быстро (в течение смены) при высоких концентрациях газов или паров, сильном загрязнении кожных покровов; чаще всего это случается в результате аварий или грубых нарушений норм безопасности труда. Хронические отравления возникают постепенно, при длительном действии токсичных веществ, проникающих в организм в относительно небольших количествах. Они развиваются вследствие накопления массы вредного вещества в организме и вызываемых им изменений. При хронических и острых отравлениях одним и тем же токсичным веществом могут поражаться разные органы и системы организма человека. Например, при остром отравлении бензолом страдает в основном нервная система, при хроническом — кроветворная.

В связи с острыми и хроническими заболеваниями следует рассмотреть и привыкание к вредному веществу, т.е. понижение чувствительности в результате систематического его поступления в организм. Известно, например, привыкание к мышьяку, наркотикам (морфину, кокаину), эфиру, алкоголю, раздражающим газам и т.д. В производственных условиях привыкание достигается значительным напряжением компенсаторных функций организма. При срыве компенсаторных функций привыкание переходит в хроническое заболевание.

Токсичное действие разных веществ зависит от ряда факторов: концентрации вредного вещества в воздухе и его токсичности; длительности, путей поступления и выделения вредных веществ; температуры и влажности воздуха. Например, повышенная температура приводит к расширению пор в коже, а влажность — к увеличению растворимости вредного вещества. Таким образом, токсичное действие вещества зависит от параметров вредного вещества, организма и окружающей среды. Причем токсичными могут оказаться многие вещества, даже поваренная соль в больших дозах, но относят к токсичным лишь те вещества, которые проявляют свое вредное действие в обычных условиях и в относительно небольших количествах. Токсичное действие некоторых веществ зависит от колебания их концентрации в течение смены. Например, вдыхание оксида углерода переменной концентрации отягчает отравление им по сравнению с отравлением при постоянной концентрации.

Вредные химические вещества по характеру биологического воздействия на организм человека согласно ГОСТ 12.0.003-74* «Система стандартов безопасности труда. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация» подразделяются:

— на общетоксичные, вызывающие отравление всего организма или отдельных его систем, а также патологические изменения печени, почек (оксид углерода, цианистые соединения, бензол и др.);

— раздражающие, вызывающие раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, кожных покровов (оксиды серы, азота, хлор, аммиак и др.);

— сенсибилизирующие, действующие как аллергены (соединения никеля, хрома);

— канцерогенные, вызывающие злокачественные образования (асбест, бензапирен, соединения, входящие в состав угля, нефти при неполном их сгорании или термической обработке);

— мутагенные, приводящие к нарушению генетического кода (свинец, марганец, радиоактивные изотопы);

— влияющие на репродуктивную функцию (сероуглерод, ртуть, свинец).

Действие вредных веществ последних трех групп проявляется не сразу, а спустя годы или в последующих поколениях.

Согласно ГОСТ 12.1.007—76 «ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности» по степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности:

I класс — вещества чрезвычайно опасные — ПДК менее 0,1 мг/м³ (бериллий, ртуть, сулема, свинец и др.);

II класс — вещества высокоопасные ПДК 0,1-1.0 мг/м³ (оксиды азота, анилин, бензол, марганец и др.);

III класс — вещества умеренно опасные ПДК 1,1-10.0 мг/м³ (вольфрам, борная кислота, спирт метиловый и др.);

IV класс — вещества малоопасные — ПДК более мг/м³ (аммиак, ацетон, керосин, спирт этиловый и др.).

Степень опасности устанавливается по максимальным концентрациям вредных веществ, а при наличии соответствующего норматива и по среднесменным величинам.

Пыль может оказывать на человека общетоксичное, раздражающее и фиброгенное воздействие. Фиброгенное действие пыли заключается в том, что она вызывает в легких развитие соединительных тканей, нарушающих функцию органа, приводя к профессиональным заболеваниям - пневмокониозам. Наиболее распространенная форма пневмокониоза — силикоз — развивается при действии диоксида кремния.

В производственных условиях часто имеет место комбинированное действие на организм одновременно двух или нескольких вредных веществ.

Меры защиты воздушной среды помещений

от вредных веществ

Основными направлениями профилактики профессиональных заболеваний, возникающих при воздействии вредных веществ, являются:

замена вредных веществ на невредные и менее вредные;
ограничение концентраций вредных веществ в смесях;
соблюдение требований, предъявляемых к технологическому процессу и оборудованию. Среди такого рода требований комплексная механизация и автоматизация процессов, дистанционное управление, непрерывные технологические процессы, передача жидкостей самотеком, герметизация оборудования, автоматический контроль за ходом процесса, сигнализация об угрозе аварии, планово-предупредительный ремонт. Под особым присмотром должно находиться оборудование, работающее под давлением или в условиях вакуума;
правильная организация ремонтных работ;
изоляция вредных цехов;
вентиляция;
медико-профилактические мероприятия.

В связи с тем, что требование полного отсутствия токсичных веществ на рабочих местах часто нереально или трудновыполнимо, особую значимость приобретает гигиеническая регламентация содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны по ГОСТ 12.1.005-88 «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». Вредные вещества могут привести к нарушению здоровья, если их концентрация в воздухе превышает определенную для данного вещества величину — ПДК.

Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (ПДК) это концентрация, которая при ежедневной восьмичасовой работе в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболевания или отклонения в состоянии здоровья работающего или его потомства. ГОСТ 12.1.005-88 устанавливает ПДК для более 1300 вредных веществ.

Организационные меры защиты. Особого внимания требует проведение работ с высокотоксичными веществами. Для обеспечения безопасности повышенные требования предъявляются к устройству и содержанию складов, хранению и уничтожению этих веществ; проведению работ; личной гигиене. Основное условие безопасности — устранение непосредственного контакта с высокотоксичными веществами.

Контроль воздуха осуществляют при характерных производственных условиях с учетом:

особенностей технологического процесса (непрерывный, периодический), температурного режима, количества выделяющихся вредных веществ и др.;
физико-химических свойств контролируемых веществ (агрегатное состояние, плотность, давление пара, летучесть и др.) и возможности их превращения в результате окисления, деструкции, гидролиза и других процессов;
класса опасности и биологического действия вещества;
планировки помещений (этажность здания, наличие межэтажных проемов, связь со смежными помещениями и др.);
количества и вида рабочих мест (постоянные и непостоянные);
реального времени пребывания работающих на производственном участке в течение рабочей смены.

Контроль за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны устанавливается:

→ для веществ I класса опасности — непрерывный;

→ для веществ II, III и IV классов опасности — периодический.

Отбор проб воздуха проводят в зоне дыхания работника либо с максимальным приближением к ней воздухозаборного устройства (на высоте 1,5 м от пола). Нарушение технологического процесса, неисправное состояние или неправильная эксплуатация оборудования и всех предусмотренных средств предотвращения загрязнения производственной атмосферы (вентиляция, укрытия) должны быть устранены либо отмечены в протоколе измерения. После устранения нарушения или неисправности вновь проводят измерение концентраций.

Для предотвращения загрязнений воздуха важное значение имеет проведение планово-предупредительных ремонтов. На участках с вредными условиями труда установлен льготный режим труда и отдыха (сокращенный рабочий день, дополнительный отпуск и др.).

В цехах с большими выделениями пыли производят регулярную уборку — мокрую или вакуумную, которая позволяет собирать пыль в любом труднодоступном месте. В этих цехах предусматривают помещения для обеспыливания рабочей одежды.

К работе по хранению, выдаче и транспортировке химических веществ допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование и инструктаж по охране труда.

Работники, занятые выдачей, получением, переливанием и транспортировкой легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), должны проходить специальное курсовое обучение и ежегодную проверку знаний. Выдача ЛВЖ, ГЖ и ядовитых веществ из складов, их получение и транспортировка могут производиться только лицами, назначенными приказом или распоряжением руководителя предприятия.

Погрузочно-разгрузочные работы, а также транспортировка, выдача, разлив, фасовка химических веществ должны осуществляться наиболее безопасными и удобными способами с использованием средств механизации.

При работе с химическими веществами категорически запрещается есть, пить, курить до того, как будут выполнены соответствующие требования личной гигиены: тщательное мытье рук, полоскание полости рта.

Технические меры защиты. К техническим мерам защиты от вредных веществ относятся автоматизация и дистанционное управление вредными технологическими процессами; совершенствование технологических процессов и оборудования с целью уменьшения выделения вредных веществ; герметизация оборудования, особенно печей и газопроводов; применение местных вытяжных устройств, покрытий, защищающих от источников вредных выделений, пневмо- и гидротранспорта.

Дистанционное управление позволяет исключить непосредственный контакт с токсичными веществами (соединениями фтора, хлора и др.). Замена твердого топлива на газообразное приводит к уменьшению загрязнения воздуха помещений. Для транспортировки сыпучих материалов предпочтителен пневмо- или гидравлический транспорт.

При применении местных приточно-вытяжных устройств воздух для приточной вентиляции должен быть достаточно чистым, при необходимости очищенным. В помещениях с источниками вредных веществ общеобменная вентиляция применяется лишь в дополнение к местным отсосам. В помещениях с вредными (и взрывоопасными) газами используются только местные вытяжные устройства. Необходимы средства очистки воздуха, загрязненного пылью и газами.

Средства индивидуальной защиты. При невозможности устранить воздействие вредных веществ на организм работающего техническими средствами применяют индивидуальные средства защиты. Важное значение эти средства приобретают при ликвидации аварий, сильных пыле- и газовыделениях.

Защита тела человека обеспечивается спецодеждой (при работе с токсичными и загрязняющими веществами применяются комбинезоны, халаты, фартуки; для защиты от щелочей и кислот — из резиновых тканей), обувью, головным убором и рукавицами. Для защиты кожи лица, шеи и рук применяют антитоксичные, масло- и водостойкие защитные пасты. Глаза от возможных ожогов и раздражений защищают очками с герметичной оправой, голову — каской, шлемом.

Органы дыхания защищают фильтрующими и изолирующими приборами. Фильтрующие приборы — это промышленные противогазы и респираторы. Последние состоят из резиновой полумаски (маски) и сменного фильтра. Изолирующие дыхательные приборы (шланговые и кислородные) используют при высоких концентрациях вредных веществ, инертных газов.

Для контроля содержания вредных веществ в воздухе применяют лабораторные и экспрессные методы. В производственной практике чаще используются первые, когда по отобранным в цехах пробам проводится их анализ в лабораторных условиях. Современные газоанализаторы с цифровой индикацией позволяют быстро определить степень загрязнения воздушной среды.