POMIARY ZAPYLENIA
1. WSTĘP:
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. Pył w kontakcie z organizmem człowieka może być przyczyną mechanicznego uszkodzenia błon śluzowych, skóry, choroby uczuleniowej, pylicy płuc, a nawet choroby nowotworowej.
Pomiaru zapylenia dokonujemy za pomocą pyłomierzy. W Polsce powszechnie stosowane są dwa rodzaje pyłomierzy: konimetry i pyłomierze grawimetryczne. Ze względu na prostotę konstrukcji i łatwość obsługi w górnictwie częściej stosowano konimetry, jednak obecnie zastępuje się je bardziej dokładnymi pyłomierzami grawimetrycznymi jak np.: model „Barbara-3a”.
Szkodliwe działanie pyłu na organizm człowieka zależy m.in. od:
- rodzaju pyłu (toksyczne, drażniące, alergiczne, rakotwórcze)
- wielkości poszczególnych cząstek
- stężenia pyłu w powietrzu;
- czasu ekspozycji;
- zawartości wolnej krystalicznej krzemionki;
- rozpuszczalności pyłu w cieczach ustrojowych
2. Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia było zapoznanie się ze sposobem badania zapylenia powietrza przez obsługę pyłomierza, a następnie określenie wielkości zapylenia i porównaniu jej z normą najwyższego dopuszczalnego stężenia (NDS).
3. POMIARY I PRZYRZĄDY POMIAROWE:
Na stanowisko badawcze składały się takie urządzenia jak: pyłomierz grawimetryczny „Barbara 3a”, komora pyłowa, zasilacz, waga laboratoryjno-analityczna z dokładnością do 0,0001g.
Pomiary wykonano w następujący sposób: na wstępie zważono filtr membranowy i zbiornik na pyły, następnie umieszczono je w mikrocyklonie, uruchomiono zasilanie. Wytwarzane było zapylone powietrze w komorze pyłowej stanowiącej zamknięty zbiornik połączony z pyłomierzem. Po 5 minutach wyłączono zasilanie i zważono elementy biorąc pod uwagę przyrost masy pyłu na filtrze i zbiorniczku. Czynność tę wykonano 3 razy.
| FILTR[g] | ZBIORNICZEK[g] | |
|---|---|---|
| Waga przed pomiarem | 11,65893 | 10,54106 |
| 1 pomiar | 11,65910 | 10,54583 |
| 2 pomiar | 11,65939 | 10,54696 |
| 3 pomiar | 11,65958 | 10,54960 |
Zawartość krzemionki Si02 w badanej próbce wynosiła 4%.
NDS dla takiej ilości krzemionki wynosi:
-w pyle respirabilnym 2mg/m3
-w pyle całkowitym 4mg/m3
4. OBLICZENIA:
Ważenie początkowe:
Masa filtra membranowego (MF): 11,65893 [g]
Masa zbiorniczka (MZb): 10,54106 [g]
Wyznaczenie objętości powietrza przepływającego przez urządzenie w trakcie pomiaru:
ΔV = q * t
ΔV = 5 * 5 = 25 [l]= 0,025 [m3]
Pomiar pierwszy:
Masa filtra membranowego (MF): 11,65910 [g]
Masa zbiorniczka (MZb): 10,54583 [g]
Przyrost masy całkowitej filtra membranowego (MF) oraz zbiorniczka (MZb) po 5 minutach zapylania:
ΔMF1 = 11, 65910 - 11, 65893 = 0,00017 [g] = 0,17 [mg]
ΔMZb1 = 10,54583 - 10,54106 = 0,00477 [g] = 4,77 [mg]
Ilość pyłu zebrana na filtrze membranowym w czasie pomiaru:
ZR1 = ΔMF1/ΔV [mg/m3]
ZR1 = 0,17/0,025 = 6,8 [mg/m3]
ZC1 = (ΔMF1 + ΔMZb1)/ΔV [mg/m3]
ZC1 = (0,17+4,77)/0,025 = 197,6 [mg/m3]
Pomiar drugi:
Masa filtra membranowego (MF): 11,65939 [g]
Masa zbiorniczka (MZb): 10,54696[g]
Przyrost masy całkowitej filtra membranowego (MF) oraz zbiorniczka (MZb) po 10 minutach zapylania:
ΔMF2 = 11, 65939 - 11, 65893 = 0.00046 [g] = 0,46 [mg]
ΔMZb2 =10, 54696 - 10, 54106 = 0,00590 [g] = 5,90 [mg]
Ilość pyłu zebrana na filtrze membranowym w czasie pomiaru:
ZR2 = ΔMF2/ΔV [mg/m3]
ZR2 = 0,46/0,025 = 18,4[mg/m3]
ZC2 = (ΔMF2 + ΔMZb2)/ΔV [mg/m3]
ZC2 = (0,46+5,90)/0,025 = 254,4 [mg/m3]
Pomiar trzeci:
Masa filtra membranowego (MF): 11,65958[g]
Masa zbiorniczka (MZb): 10,54960[g]
Przyrost masy całkowitej filtra membranowego (MF) oraz zbiorniczka (MZb) po 21 minutach zapylania:
ΔMF3= 11,65958 - 11, 65893 = 0,00065 [g] = 0,65 [mg]
ΔMZb3=10,54960 - 10,54106 = 0,00854 [g] = 8,54 [mg]
Ilość pyłu zebrana na filtrze membranowym w czasie pomiaru:
ZR3 = ΔMF3/ΔV [mg/m3]
ZR3 =0,65/0,025 = 26 [mg/m3]
ZC3 = (ΔMF3 + ΔMZb3) /ΔV [mg/m3]
ZC3 = (0,65+8,54)/0,025 = 367,6 [mg/m3]
Porównanie otrzymanych wyników z najwyższymi stężeniami dopuszczalnymi przy stężeniu procentowym krzemionki wynoszącym 4%:
ZRŚr = (6,8 + 18,4 + 26)/3 = 51,2/3 = 17,066 [mg/m3]
Największe dopuszczalne stężenie dla pyłu respirabilnego przy stężeniu krzemionki wynoszącym 4% : 2 mg/m3
Otrzymana wartość jest 8,533 razy większa od NDS
ZCŚr = (197,6 + 254,4 + 367,6)/3 = 819,6/3 = 273,2 [mg/m3]
Największe dopuszczalne stężenie dla pyłu całkowitego przy zawartości krzemionki wynoszącym 4%: 4 mg/m3.
Otrzymana wartość jest ponad 68,3 razy większa od NDS
5. Wnioski:
W wyniku przeprowadzonego doświadczenia uzyskano stężenia pyłu całkowitego i respirabilnego. Obie te wartości zostały zdecydowanie przekroczone. Stężenie pyłu całkowitego ponad 68– krotnie przewyższyło jego dopuszczalną wartość. Natomiast stężenie pyłu respirabilnego było ponad 8 razy większe od dopuszczalnej wartości. Ze względu na duże stężenie pyłu całkowitego należy przyjąć, iż badana próbka zapylonego powietrza stanowi trzeci poziom zagrożenia, gdyż stężenie znacznie przekracza dopuszczalną wartość 16 mg/m3.