Bezpieczeństwo pracy

i ergonomia

Pomiary zapylenia pyłami szkodliwymi dla zdrowia

KRAKÓW 2008

Michał Andrzejewski

Paweł Bała

Marek Dudek

Sławomir Liszka

Wstęp

Podczas procesów technologicznych w zakładach górniczych przy urabianiu wytwarzana jest olbrzymia ilość pyłów kopalnianych. Pyły są jednym z głównych czynników szkodliwych dla zdrowia występujących w środowisku pracy, są to drobne cząstki mogące unosić się w powietrzu i które mogą być przenoszone na bardzo duże odległości, oraz osiadać na wszystkim po drodze. W czasie oddychania, pył a szczególnie jego najdrobniejsza frakcja respirabilna przedostaje się wraz z powietrzem do pęcherzyków płucnych. Szkodliwe działanie pyłów na organizm człowieka może być przyczyną wielu chorób, w tym pylicy płuc i nowotworów. Dlatego ważne jest rygorystyczne przestrzeganie przepisów dotyczących najwyższych dopuszczalny stężeń i nie przekraczanie ich. Pomiary są wykonywane poprzez pobieranie próbek powietrza za pomocą przyrządów indywidualnych wyposażonych w głowicę pomiarową przymocowanych do pracownika, w strefie jego oddychania lub za pomocą przyrządów stacjonarnych (pobór próbki w określonym stałym punkcie środowiska pracy). Celem pomiaru, które musi trwać co najmniej 75% zmiany roboczej, jest określenie stężenia pyłów szkodliwych dla zdrowia w miejscu przebywania pracowników na stanowiskach pracy oraz dokonanie oceny narażenia zawodowego na szkodliwe działanie pyłów i dobór sprzętu ochrony układu oddechowego. Poszczególne zagrożenia są kontrolowane a dopuszczalne ilości stężeń oraz sposoby zwalczania zagrożeń związanych z pyłami szkodliwymi dla zdrowia regulują odpowiednie przepisy, a najważniejsze to:

1. Prawo geologiczne i górnicze, z 4 lutego 1994 r. ( z późn. Zm.)

2. Rozporządzenie Ministra Gospodarki, z 28 czerwca 2002 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych

3. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji, z 14 czerwca 2002 r. w sprawie zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych.

W celu skontrolowania parametrów opisanych powyżej, używa się odpowiednich przyrządów pomiarowych, na których odczytuje się wskazania i podejmuje decyzje dla zapewnienia odpowiednich warunków pracy. W razie przekroczenia dopuszczalnych parametrów przewidzianych przepisami, dokonuje się zmian w technologii lub stosuje odpowiednie środki ochrony przed czynnikami szkodliwymi dla zdrowia. W przypadku pyłów można zastosować zraszanie wodą podczas urabiania oraz zraszanie na przesypach w ten sposób pozbawia się go lotności, usuwanie pyłu poprzez zmywanie oraz stosowanie masek przeciwpyłowych odpowiedniej klasy.

Pomiar pyłów szkodliwych dla zdrowia

W dniu 3 stycznia 2009 roku zostały przeprowadzone pomiary pyłów szkodliwych dla zdrowia. Stanowisko wyposażone było w pyłomierz grawimetryczny Barbara 3A wraz z mikrocyklonem, wagę laboratoryjną, stoper i komorę z pyłem. Wykonano trzy pomiary pyłów szkodliwych, w następujący sposób: zważono filtr membranowy i zbiornik na pyły całkowite, założono je do mikrocyklonu, uruchomiono pyłomierz Barbara 3A na 10 minut, następnie powtórzono ważenie.

Stanowisko do pomiarów pyłów szkodliwych dla zdrowia

Pyłomierz grawimetryczny BARBARA 3A

Jest przyrządem przenośnym, służącym do grawimetrycznego pomiaru stężenia zapylenia powietrza. Jest wyposażony w separator ziaren – mikrocyklon. Można wykonywać dwustopniowy pomiar stężenia zapylenia powietrza, tj. stężenia frakcji respirabilnej i całkowitego zapylenia.

Dane techniczne pyłomierza:

• przepływ powietrza przez pyłomierz 5 dm³/min.

• czas pracy 6 godz.

• zasilanie 4 szt. akumulatorów

• separator ziaren mikrocyklon

• budowa ognioszczelna

Mikrocyklon do pyłomierzy grawimetrycznych

1. wlot zapylonego powietrza

2. zbiornik na pył całkowity

3. oprawka wraz z filtrem membranowym

4. przewód łączący mikrocyklon z pompką zasysającą zapylone powietrze

5. obudowa mikrocyklonu (głowica)

Waga laboratoryjna

z dokładnością 0,0001g

Charakter zagrożenia pyłowego w zależności od rozmiarów ziaren pyłu

Wzory

Wzór na obliczenie ilości pyłu osadzonego na filtrach w czasie pomiaru zapylenia

Wzór na obliczenie ilości powietrza przepływającego przez pyłomierz w czasie pomiaru zapylenia

Δv_i = q_s · t_i

Δv_i = 5 · 12 = 60 [l] = 0,06 [m³]

gdzie:

Δm_i - przyrost masy na filtrze [g]

Δv_i - ilość powietrza przepływającego przez pyłomierz w czasie pomiaru [m³]

q_s – ilość powietrza przepływającego przez pyłomierz = 5 [l/min]

t_i - czas pomiaru [min]

Zawartość wolnej krystalicznej krzemionki (WKK) dla tej próbki pyłu wynosi 2%-10%.

Najwyższe dopuszczalne stężenia (NDS) pyłu w powietrzu przy WKK 2%-10% wynoszą:

• pył całkowity – 4 mg/m³

• pył respirabilny – 2 mg/m³

Pomiary

Masa filtra membranowego (M_F) i zbiornika (M_Zb) przed pomiarem:

M_F = 11,4781 g M_Zb = 10,4413 g

Pomiar I

Masa filtra membranowego (M_F) i zbiornika (M_Zb)

M_F = 11,4784 g M_Zb = 10,4426 g

Przyrost masy filtra membranowego (M_F) i zbiornika (M_Zb)

ΔM_f = 11,4781 - 11,4784 = 0,0003 g = 0,3 mg

ΔM_Zb = 10,4426 - 10,4413 = 0,0013 g = 1,3 mg

Ilość pyłu respirabilnego zebranego w czasie pomiaru na filtrze membramowym

[mg/m³]

Ilość pyłu całkowitego zebranego w czasie pomiaru w zbiorniku

[mg/m³]

Pomiar I I

Masa filtra membranowego (M_F) i zbiornika (M_Zb)

M_F = 11,4786 g M_Zb = 10,4476 g

Przyrost masy filtra membranowego (M_F) i zbiornika (M_Zb)

ΔM_f = 0,2 mg

ΔM_Zb = 5 mg

Ilość pyłu respirabilnego zebranego w czasie pomiaru na filtrze membramowym

[mg/m³]

Ilość pyłu całkowitego zebranego w czasie pomiaru w zbiorniku

[mg/m³]

Średnia arytmetyczna z dwóch pomiarów dla pyłu respirabilnego

Z_Rśr = 4,15 [mg/m³]

NDS dla pyłu respirabilnego = 2 mg/m³

4,15 / 2 = dwa razy przekroczone NDS

Średnia arytmetyczna z dwóch pomiarów dla pyłu całkowitego

Z_Cśr = 56,6 [mg/m³]

NDS dla pyłu całkowitego = 4 mg/m³

56,6 / 4 = 14 razy przekroczone NDS

Wnioski

Jak wynika z obliczeń, najwyższe dopuszczalne stężenia dla pyłu respirabilnego zostały przekroczone dwa razy, a dla pyłu całkowitego 14 razy.

W przypadkach gdy wartość stężenia pyłu na stanowisku pracy:

1) przekroczy najwyższe dopuszczalne stężenie, a nie przekroczy czterokrotności tego stężenia, stosuje się sprzęt filtrujący klasy 1,

2) zawarta jest miedzy wartością 4xNDS i 10xNDS, stosuje się sprzęt filtrujący klasy 2,

3) zawarta jest miedzy wartością 10xNDS i 20xNDS, stosuje się sprzęt filtrujący klasy 3.

Zgodnie z przepisami jest to kategoria B „Do kategorii C zagrożenia pyłami szkodliwymi dla zdrowia zalicza się stanowiska pracy w wyrobiskach, gdzie stosowany filtrujący sprzęt ochrony układu oddechowego 3 klasy ochronnej, ustalonej według Polskiej Normy, zapewnia skuteczną ochrone pracowników”.

Stężenia pyłu w powietrzu, są w granicach zdolności środków ochrony indywidualnej układu oddechowego i przebywanie pracowników na tych stanowiskach jest dozwolone.

Należy jednak zastosować inne środki techniczne lub dokonać zmian technologicznych i organizacyjnych zmierzających do zmniejszenia zapylenia i osiągnięcia mniejszych wartości stężeń pyłów szkodliwych dla zdrowia.