Projektowanie nowej technologii:

1.Chemiczna koncepcja metody:

-Wybranie szeregu reakcji chemicznych prowadzących od surowców do zamierzonego produktu;

-obliczenia stechiometryczne;

-obliczenia termodynamiczne;

-próby laboratoryjne;

-zestawienie chemicznej koncepcji metody

2.Technologiczna koncepcja metody wg następujących zasad:

- zasada najlepszego wykorzystania surowców;

-zasada najlepszego wykorzystania energii;

-zasada najlepszego wykorzystania aparatury.

Stechiometria zajmuje się stosunkami masowymi w jakich reagują pierwiastki i związki chemiczne oraz podstawowymi prawami dot. składu ilościowego związków chemicznych;

Prawa te to:

-Prawo zachowania masy: suma mas substancji reagujących nie ulega zmianie.

-Prawo stosunków stałych (niezmienności składu zw. chemicznych): niezależnie od sposobu otrzymywania związku chem. jego skład jakościowy i ilościowy pozostaje taki sam. Masy pierw. tworzących dany związek są w nim w stałych ściśle określonych stosunkach charakteryst. dla danego związku.

-Prawo stosunków wielokrotnych;Prawo stosunków objętościowych Gay-Lussaca;

Podstawowe pojęcia termodynamiczne:

ENTALPIA (H). Jej definicja to:

H=U+pV gdzie :

U-energia wewnętrzna układu

p-ciśnienie; V-objętość.

Oznacza to, że ciepło dostarczone do układu pod działaniem stałego ciśnienia rozdziela się na przyrost energii wewnętrznej układu i na pracę wykonaną przez ten układ (pV). Entalpia jest funcją stanu ponieważ U,p,V zależą tylko od aktualnego stanu układu.

Zmiana entalpii ΔH pomiędzy stanem końcow. i początkow., nie zależy od drogi przemiany pomiędzy nimi. ΔH =ΔU+pΔV gdzie:

ΔU-zmiana energii wewnętrznej, p - ciśnienie,

ΔV-zmiana objętości układu podczas reakcji.

ENTROPIA (S) jest funkcją stanu, tzn. zależy tylko od stanu początkowego i końcowego danej przemiany. Zmiana entropii nie zależy od sposobu przejścia między tymi stanami. Entropia pozwala określić czy dany stan jest osiągalny w procesie samorzutnym. Procesy samorzutne to takie, które nie wymagają wykonania pracy aby zachodziły. Entropia wyraża liczbę sposobów podziału energii wewnętrznej pomiędzy poszczególne cząstki układu. W procesach samorzutnych entropia układu izolowanego rośnie:

ΔS_całk.>0 gdzie ΔS jest całkowitą entropią układu i jego otoczenia.

Termodynamiczną definicją entropii jest wyrażenie:

dS=

gdzie:dq_odwr. = energia przekazywana jako ciepło na drodze odwracalnej; T-temperatura.

Jeżeli mamy dwa stany: początkowy (p) i końcowy (k) to otrzymamy wyrażenie:

ΔS=

Tłumacząc to równanie: aby obliczyć różnicę entropii pomiędzy p i k, najpierw znajdujemy drogę odwracalną łączącą te stany, a następnie całkujemy ciepła dostarczone na każdym etapie drogi podzielone przez temperaturę w jakiej ono zostało dostarczone.

Przyczyny nie osiąg. 100% wydajności reakcji chem.:

-reakcja jest odwracalna i przebiega tylko do momentu osiągnięcia stanu równowagi, gdy jeszcze nie cała ilość substratów przereagowała;

- szybkość reakcji jest zbyt mała w związku z czym osiągnięcie pełnego przereagowania surowców wymagałoby długiego czasu;

-występowanie reakcji ubocznych a więc powstawanie produktów ubocznych i odpadowych;

- straty systematyczne, które zależa od przyjętej metody technologicznej;

- straty przypadkowe wynikające z niedokładności wykonania procesu, ewentualnych awarii.

Warunkiem uzyskania wysokiej wydajności procesu

(dla ogólnego zapisu reakcji:

Aa+bB+Cc+…⇔rR+sS+qQ…

jest:- duża wartość stałej równowagi reakcji (K_p -w odniesieniu do ciśnienia; K_c- w odniesieniu do stężeń molowych; K_x - do ułamków molowych) w której biorą udział substraty A,B,C i produktu R,S,Q; a,b,c,r,s,q = ilość moli a jednocześnie współcz. stechiometryczne:

-a,-b,-c; r,s,q:

K_p=

Wartość stałej równowagi możemy obliczyć gdy jest znana wartość potencjału termodynamicznego reakcji Δg

Δg=-RTlnK_p

Δg=Δh-TΔS gdzie:

Δg-potencjał termodynamiczny

T-temperatura bezwzględna

R-stała gazowa

Δh-zmiana entalpii

Δs-zmiana entropii układu.

Δg=

Δh=

Δs=

ΔG= potencjały termodynamiczne poszczególnych składników reakcji dostępne w tablicach.

ΔH=zmiana entalpii poszczególnych składników

S=entropia poszcz.składników

r,s,q,-a,-b,-c=współc.stechiom.

CEL obliczeń termodynamicznych: oprócz wstępnej oceny teoretycznej wydajności procesu, gdy występują jednocześnie reakcja główna i reakcje uboczne - określenie optymalnych (takich, w których wydajność reakcji głównej będzie jak największa) warunków przeprowadzania procesu.

Sporządza się tu wykres zależności potencjału termodynamicznego reakcji głównej i ubocznych zachodz. w procesie np. od temperatury. Wybiera się ten zakres temp. dla którego ujemna wartość potencjału termodynamicznego reakcji głównej jest najwyższa (pozostaje najdalej od temp. stanu równowagi), a dla reakcji ubocznych najmniejsza.

ZASADY TECHNOLOGICZNE są pomocne w dokonaniu wyboru najkorzystniejszego rozwiązania technologicznego:

- Zasada najlepszego wykorzystania surowców;

- Zasada najlepszego wykorzystania energii;

- Zasada najlepszego wykorzystania aparatury;

- Zasada umiaru technologicznego.

Z.NAJLEP.WYK.SUROWC.

Bardzo ważnym jest tu, przeprowadzony po badaniach w skali półtechnicznej, bilans materiałowy surowców, produktów głównych i ubocznych. Przedstawia on ilościowo jak wykorzystywane są materiały w rzeczywistych warunkach w procesie technologicznym. Dla zoptymalizowania stopnia wykorzystania materiałów stosujemy kilka technik:

-Technika przeciwprądu materiałowego stosowana jest w układach , w których występuje granica rozdziału faz. W stykających się fazach występuje składnik o różnych stężeniach. Ta różnica stężeń jest motorem do wymiany masy. Największe różnice stężeń otrzymuje się gdy fazy wymieniające masy przesuwają się w przeciwnych kierunkach. Wtedy szybkość wymiany mas jest największa. Zachodzący tu proces(technika przeciwprądu) polega na wyrównywaniu stężeń w wymijających się fazach jak również wyrównywanie się temperatur w wymijających się strumieniach.

-Max wykorzystanie produktów ubocznych: dążenie do otrzymania przydatnych produktów ubocznych i jak najmniejszej ilości odpadów;

- Indywidualne regulowanie szybkości procesów głównych i ubocznych: jeżeli obok reakcji głównej przebiegają reakcje uboczne(są tu zużywane surowce na produkty niepożądane) należy tak dobrać warunki , aby osiągnąć jak największą szybkość procesu głównego nie zwiększając przy tym szybkości procesów ubocznych.

- Regeneracja materiałów: należy tak dobrać ciąg produkcyjny aby w procesie następowała regeneracja surowca pomocniczego. Zregenerowany surowiec zawracany jest do procesu i używany do uzupełniania strat obiegu. Z regeneracji należy zrezygnować w przypadku gdy koszty regeneracji przewyższają koszt nowego surowca.

Z.NAJLEP.WYK.ENERGII: jeden z głównych czynników decydujących o opłacalności technologicznej. Wykonuje się tu bilans energetyczny, który oparty jest na obliczeniach stechiometr., termochemiczn. i termodynamiczn. z uwzględnieniem współczynnika wydajności, który określa nam stopień przereagowania substratówRealizacja tej zasady polega na następujących technikach:

- Odzyskiwania ciepła: jeżeli w jednym miejscu procesu otrzymaliśmy materiał o wysokiej temp. który trzeba ochłodzić a w innym mamy materiał który trzeba podgrzać - wykorzystuje się ciepło materiały chłodzonego do ogrzania materiału o niższej temp. Przeprowadza się to poprzez bezpośrednie zetknięcie materiału chłodzonego z podgrzewanym lub w przeponowych wymiennikach ciepła.

- Technika przeciwprądu cieplnego

podobna do techniki przeciwprądu materiałowego. Przy przepływie (w przeciwnych kierunkach) materiałów wymieniających ciepło utrzymuje się stałą dużą różnicę temperatur między materiałem ogrzewanym i chłodzonym.

Ilość wymienionego ciepła przez jednostkę powierzchni w jednostce czasu jest wprost proporcjonalna do różnicy temperatur między fazami wymieniającymi ciepło.

- Wielokrotne wykorzystanie ciepła w procesie: przykładem jest wyparka wielodziałowa gdzie opary z jednego działu ogrzewają przeponowo dział następny. Problemem jest spadek temperatury: ciepło odebrane z procesu jako ciepło odpadkowe jest zawarte w nośniku o temp. niższej od temp. procesu. Czynnikiem o niższej temp. nie można ogrzewać odbiornika ciepła, którego temp. jest wyższa. Tworzy się więc szereg odbiorników ciepła o coraz niższych temperaturach. Można też zastosować dodatkowy wkład energii.

Z.NAJLEP.WYK.APARATURY

Cel to wytworzenie produktu najmniejszym nakładem kosztów. W tym zawarte jest dążenie do obniżenia kosztu budowy aparatury. Aby zrealizować tę zasadę wykorzystuje się następujące techniki:

- Maksymalne oddalenie od stanu równowagi: procesy fizyczne i chemiczne przebiegają tym szybciej im stan układu jest bardziej oddalony od stanu równowagi. Szybkość przemiany chemicznej będzie tym większa im większe będzie stężenie substratów; Gdy o szybkości decyduje dyfuzja- powinno się utrzymywać duże różnice stężeń dyfundujących reagentów; Gdy o szybkości decyduje wymiana ciepła-należy utrzymywać duże różnice temperatur.

-Utrzymanie obiegu kołowego: jest stosowane w przypadku, gdy położenie stanu równowagi jest niekorzystne. Stosuje się tu przerwanie reakcji, gdy szybkość jest jeszcze duża, wprowadzenie mieszaniny reagentów z reaktora i wydzielenie produktu, następnie zawrócenie pozostałej mieszaniny substratów do reakcji.

-Utrzymanie maksymalnej temperatury: ponieważ szybkość reakcji jest tym większa im wyższa jest temperatura. Nie musimy utrzymywać wysokiej temp. gdy o sumarycznej szybkości procesu decyduje szybkość dyfuzji ponieważ szybkość dyfuzji ze wzrostem temperatury zwiększa się minimalnie.

-Maksymalne rozwinięcie powierzchni zetknięcia się faz: stosuje się wtedy gdy o sumarycznej szybkości procesu decyduje dyfuzja reagentów z jednej fazy do drugiej lub też wymiana ciepła między fazami.Ilości dyfundujących reagentów lub ilości wymienionego ciepła są proporcjonalne do wielkości powierzchni międzyfazowej przez którą odbywa się proces wymiany mas lub ciepła.(rozdrabnianie materiałów stałych przed procesem ługowania ciała stałego fazą ciekłą).

-Utrzymanie max prędkości ruchu faz względem siebie:ciało stałe (cukier) rozpuści się szybciej w wodzie gdy będziemy intensywnie mieszać zawiesinę.

-Ciągłość pracy: wynika z racjonalnej organizacji procesu.

BILANS MATERIAŁOWY: jest to zestawienie ilości wszystkich materiałów wprowadzonych do procesu oraz wszystkich otrzymanych produktów. Jest on podstawą do analizy procesu technologicznego. Wcześniej, na podst. równań stechiometrycznych (przy założeniu 100% wydajności procesu) sporządza się bilans teoretyczny. Bilans teoretyczny koryguje się przez wprowadzenie współczynników wydajności Q<1 ponieważ wydajności rzeczywiste są zawsze mniejsze od teoretycznych.

Rzeczywista wydajność procesu W_rze jest obliczana jako iloczyn wydajności teoretycznej W_teoret. obliczonej na podst. równań stechiometrycznych i współczynnik wydajności:

W_rze=W_teoret. Q_a Q_b Q_c Q_s Q_p

Q_a - współcz.wydajn. wynikający z odwracalności reakcji obliczany metodami znanymi z termodynamiki;

Q_b - współcz. wydajn. wynikający z powolności procesu,obliczany na podst.danych o kinetyce procesu;

Q_c- współczynnik wydajn. związany z powstawaniem produktów ubocznych i odpadowych, obliczany na podstawie kinetyki reakcji głównej i procesów ubocznych;

Q_s - straty systematyczne;

Q_p - straty przypadkowe

Wstępne badanie skryningowe:

Badaną substancję formuje się w postaci nie przerwanej taśmy lub nasypanego proszku o dług.250mm, o szerokości 20mm i wysokości 10mm, na nie palnym podłożu, nie porowatym i o niskim przewodnictwie cieplnym. Na jednym końcu przykłada się płomień palnika gazowego aż próbka się zapali (max 2 min; dla proszku metal.5 min.) Jeżeli substancja na długości 200mm wypali się w czasie krótszym niż 4 minuty to jest to wskazaniem do prowadzenia dalszych badań; jeżeli w czasie ≥ 4 min. to substancji nie zaliczamy do łatwo palnej i nie prowadzimy dalszych badań.

Badanie szybkości spalania:

Do zapalenia ułożonej próbki używa się płomienia palnika gazowego. Gdy próbka spali się na długości 80mm to na następnych 100mm bada się prędkość spalania

Badanie powtarza się ok. 6 razy.

PALIWA są to substancje palne, których energia chemiczna podczas spalania zamienia się na ciepło.

Paliwa naturalne: węgiel kamienny, węgiel brunatny, torf, ropa naftowa, gaz ziemny;

Paliwa sztuczne: koks, półkoks, brykiety węglowe, produkty przerobu ropy naftowej, oleje smołowe, syntetyczne paliwa ciekłe, gazy generatorowe, gazy koksownicze, acetylen.

SPALANIEM nazywamy taki chemiczny proces łączenia się substancji palnej z utleniaczem, który przebiega z dużą szybkością, z wydzieleniem znacznych ilości ciepła, czemu towarzyszy płomień i gwałtowny wzrost temp. substancji reagujących. Cecha charakterystyczna spalania, która odróżnia spalanie od utleniania, to duża szybkość reakcji podczas której ciepło nie zdąży się rozproszyć.

Węgiel może być użytkowany:

a)spalanie

- ciepło, - para;

b) zgazowanie (generatory)

-smoła generatorowa

-gaz generatorowy,

-gaz wodny,

- gaz do syntezy.

c)uwodornianie:

-benzyna

-oleje napędowe

-oleje opałowe

-oleje smarowe;

d)koksownictwo: odgazowanie w

wysokich temperaturach:

-koks metalurgiczny

-smoła koksownicza

-benzol surowy,

-siarczan amonu

-gaz koksowniczy;

e)wytlewanie: odgazowanie w

niskich temperaturach:

-półkoks,

-prasmoła

- benzyna

-gaz wytlewny.

PIROLIZA - Koksowanie : jest procesem odgazowania węgla, polegającym na wygrzewaniu węgla w wysokiej temperaturze bez dostępu powietrza. Następuje tu rozkład substancji węglowych i wydzielenie z węgla części lotnych i smoły koksowniczej.

Zastosowanie koksu:

- koks wielkopiecowy: paliwo do wytworzenia ciepła, nawęglacz surówki, reduktor tlenków żelaza, zapewnia gazoprzepuszczalność materiałów wsadowych;

-koks odlewniczy: paliwo zapewniające nagrzanie, stopienie i przegrzanie ciekłego metalu;

-koks do wytopu metali nieżelaznych: do produkcji cynku, ołowiu, miedzi, niklu i kobaltu. Pełni funkcję paliwa, reduktora oraz zapewnia przewiewność wsadu;

- koksik do spiekania rud: uziarnienie poniżej 10mm, przy spalaniu koksiku uzyskuje się temp.1300-1500^oC;

-koks opałowy: niska zawartość wilgoci i popiołu, niska temp. zapłonu, wysoka reakcyjność

Produktu koksowania węgla (z 1 tony węgla w %:

- koks 73% - smoła \6 % - benzol 2%

- gaz koksowniczy 13% - inne 6%

Lotne produkty koks.węgla w zależności od temperatury:

- do 110^oC para wodna, pył węglowy, subst.smoliste;

100-200^oC = metan,ditlenek węgla, azot;

200-400^oC= tlenek i ditlenek węgla, wyższe fenole;

400-550^oC=smoły pierwotne, 60%metan, 20% wodór;

550-800^oC=gaz z 50% wodoru, etan, etylen, acetylen, wwa, cyjanowodór, siarkowodór;

powyżej 800^oC=acetylen, wodór , metan, azot, cyjanowodór.

POLIMERYZACJA jest to reakcja łączenia się cząsteczek monomeru, w której nie powstają produkty uboczne.

Polimeryzacja chlorku winylu:

H₂C=CH

Cl

Polimeryzacja zachodzi poprzez rozwarcie podwójnego wiązania związku nienasyconego i połączenia się monomeru chlorku winylu w długie łańcuchy polimeru polichlorku winylu:

n H₂C=CH [-CH₂-CHCl-]n

Cl

Polichlorek winylu (PCW) otrzymuje się przez polimeryzację rodnikową chlorku winylu w masie, emulsji, zawiesinie lub roztworze.

Chlorek winylu otrzymuje się różnymi metodami:

- poprzez przyłączenie chlorowodoru do acetylenu:

HC≡CH+HClH₂C=CH-Cl

- z etylenu i chloru:

H₂C=CH₂+Cl₂Cl-CH₂-CH₂-Cl

Cl-CH₂-CH₂H₂C=CH-Cl+HCl

-poprzez chlorowanie etylenu:

H₂C=CH₂+Cl₂Cl-CH₂-CH₂-Cl

Cl-CH₂-CH₂-ClH₂C-CH-Cl+HCl

HC≡CH+HClH₂C=CHCl

W zależności od rodzaju centrów aktywnych zapoczątkowujących reakcję łańcuchową rozróżnia się polimeryzację:

a) rodnikową :

- termiczną

-fotochemiczną

-radiacyjną,

-chemiczną: nadtlenki, wodoronadtlenki

Proces polimeryzacji;

- zwalniają regulatory,

- zahamowują inhibitory.

b) jonową.- centrami polimeryzacji są tu jony. W zależności od rodzaju katalizatorów i ładunku tworzących się jonów wyróżnia się polimeryzacją:

- kationową,

- anionową.

BILANS ZANIECZYSZCZEŃ w operacji technologicznej:

Surowce - produkty = emisja gazowa lub pyłowa do powietrza + emisja gazowa/pyłowa do środowiska pracy+odpady stałe +ścieki.

Na podstawie analizy technologii i zbilansowania zanieczyszczeń wykonuje się:

-listę potencjalnych substancji emitowanych na stanowiska pracy;

-sprawdzenie czy ustalono dla nich NDS, MDSCH i NDSP;

rozpoznanie właściwości toksycznych, działania kancerogennego i właściwości fizyko-chemicznych substancji;

-wybór substancji do pomiarów stężeń na stanowisku pracy.

METODY oznaczania substancji chem.

a)chromatografia gazowa z zastosowaniem detektorów:

- płomieniowo-jonizacyjnego

- wychwytu elektronów

-cieplno-przewodnościowego

-płomieniowo- fotometryczny

-fotojonizacyjny

MS (do spektrometrii mas)

b) kolorymetria

c)spektrofotometria absorpcyjna w nadfiolecie;

d)spektrofotometria absorpcyjna w świetle widzialnym;

e) spektrofotometria absorpcyjna w podczerwien;

f) wysokosprawna chromatografia cieczowa;

g)wagowa;

h)spektrometria atomowej absorpcji.

Metoda chromatografii gazowej

W metodzie tej składniki rozdzielanej mieszaniny dzielą się między dwie fazy, osiągając szereg następujących po sobie stanów równowagi rozpuszczania lub desorpcji, przemieszczają się w ośrodkach porowatych.

Faza nieruchoma(stały adsorbent) ma dużą powierzchnię i przez nią przepływa faza druga - ruchoma (ciecz lub gaz). W chromatografii gazowej fazą ruchomą jest gaz (zwany nośnym) - substancja ściśliwa, o niskiej lepkości i dużych wartościach współczynników dyfuzji. Analizowane składniki powinny być na tyle lotne aby mogły być przez gaz przenoszone. W chromatografii gazowej stosuje się metodę elucyjną polegającą na wprowadzeniu próbki do strumienia gazu nośnego na początku kolumny, w krótkim czasie. Rozdzielone składniki opuszczają kolumnę w strumieniu gazu nośnego. Stężenie każdej z substancji w gazie nośnym jest zawsze mniejsze niż w próbce wyjściowej.

Z chromatogramu pojedynczego składnika uzyskuje się parametry dzięki którym można obliczyć wszystkie wielkości niezbędne do interpretacji wyników.

Chromatografia gazowa służy do identyfikacji i ilościowego oznaczania składników mieszanin.

Wielkość piku na chromatografie jest proporcjonalna do ilości substancji we wprowadzonej próbce. Do oznaczania ilościowego stosuje się wysokość piku bądź jego powierzchnię.

Najważniejszymi elementami chromatografu jest kolumna i detektor. W kolumnie następuje rozdzielenie wprowadzonej mieszaniny. Detektor za pośrednictwem systemy rejestracyjnego uwidacznia skład wypływającego z kolumny gazu.

CECHY metod ANALITYCZNYCH:

1. Precyzja -stopień zgodności między niezależnymi wynikami badania, otrzymanymi w określonych warunkach.

2. Wykrywalność metody-określa najmniejsze stężenie substancji, przy którym jej obecność można wykryć jakościowo.

3. Oznaczalność -to najmniejsza wartość wielkości mierzonej, która może być efektywnie zmierzona.

4. Czułość metody -najmniejsza różnica stężeń czy zawartości substancji oznaczanej daną metodą, jaka może być z określonym prawdopodobieństwem stwierdzona.

5. Dokładność metody- stopień zgodności wyniku pomiaru z wartością rzeczywistą wielkości mierzonej.

Ocena narażenia

Najważniejszym elementem charakteryzującym warunki pracy w czasie narażenia na dany związek chemiczny jest wielkość jego stężenia w powietrzu środowiska pracy. Z faktem tym wiąże się działalność profilaktyczna, polegająca na określeniu i ustawowym zatwierdzeniu stężeń substancji toksycznych w powietrzu na stanowiskach pracy, które byłyby bezpieczne dla ludzi zatrudnionych w czasie określonego procesu produkcyjnego.

Narażenie - fizyczny kontakt żywego organizmu z czynnikiem chemicznym, fizycznym lub biologicznym, wyrażony stężeniem, natężeniem i czasem trwania. Podczas narażenia może wystąpić pobranie substancji chemicznej, a następnie jej wchłonięcie, które opisuje się dawką wchłoniętą. Obecność substancji chemicznej w próbkach materiału biologicznego (powietrze wydechowe, płyny ustrojowe, tkanki) jest bezpośrednim dowodem narażenia. Brak substancji chemicznej w tych próbkach nie musi oznaczać braku aktualnego lub przeszłego narażenia.

Narażenie zawodowe (ekspozycja zawodowa) - złożone pojęcie ilościowo-jakościowe określające rodzaj i stężenie czynnika szkodliwego dla zdrowia oraz czas jego działania zarówno w stosunku do zmiany roboczej, jak też długich okresów pracy.

Narażenie złożone - narażenie zawodowe pracownika na działanie wielu substancji szkodliwych występujących jednocześnie w powietrzu środowiska pracy.

Wskaźnik narażenia (ekspozycji) - wskaźnik liczbowy charakteryzujący ekspozycję pracownika na substancję szkodliwą, obliczony na podstawie wyników jej oznaczeń w powietrzu, w celu porównania z wartością odpowiedniego normatywu higienicznego.

Strategia pobierania próbek powietrza (strategia pomiarów) jest to zbiór zasad postępowania stosowanych w ocenie narażenia zawodowego na substancje szkodliwe obejmujący:

- wybór miejsca pobierania próbek powietrza lub wytypowanie pracowników do badań ekspozycji indywidualnej,

- określenie: czasu pobierania jednej próbki, liczby próbek oraz ich rozłożenia w czasie zmiany roboczej.

Strategia pomiarów uzależniona jest od:

charakteru procesu technologicznego, rodzaju normatywu higienicznego oraz stosowanej metodyki oznaczania.

Zaplanowanie badań należy poprzedzić zebraniem informacji wstępnych, dotyczących:

- rodzaju i przebiegu procesów technologicznych stosowanych w zakładzie pracy;

- czynników występujących w określonych sytuacjach technologicznych i stwarzających zagrożenia
dla zdrowia zatrudnionych osób;

- charakteru działania biologicznego i właściwości fizykochemicznych występujących substancji;

- stanowisk pracy związanych z narażeniem na działanie substancji szkodliwych dla zdrowia;

- chronometrażu pracy poszczególnych pracowników;

- liczby pracowników zatrudnionych na poszczególnych stanowiskach pracy lub przy wykonywaniu poszczególnych czynności zawodowych;

- stosowania profilaktycznych środków technicznych, organizacyjnych i sprzętu ochrony osobistej;

- wyników pomiarów substancji szkodliwych w środowisku pracy, prowadzonych poprzednio.

Zadania higieny pracy:

1. Rozpoznanie zagrożeń zdrowotnych

2. Pomiar poziomu stężeń czynników szkodliwych dla zdrowia

3. Monitoring biologiczny

4. Ocena ryzyka zdrowotnego

Pomiary poziomu stężeń czynników szkodliwych dla zdrowia powinny być wykonywane jak najczęściej. Jeżeli wykonywane są w sposób ciągły - jest to monitoring środowiska pracy.

Niektóre czynniki nie mają ustalonych NDS, co nie powinno być przeszkodą do prowadzenia pomiarów i podejmowania decyzji poprawy warunków pracy.

Zawsze bowiem narażenie na szkodliwe czynniki powinno być obniżane do najniższego poziomu a nie tylko do poziomu określonymi normatywami higienicznymi. Monitoring środowiska pracy stanowi i prawdopodobnie pozostanie podstawową metodą oceny narażenia zawodowego na czynniki toksyczne. Wynika to zarówno ze względnej łatwości wykonywania oznaczeń stężeń substancji toksycznych w powietrzu, jak istnienia dużej ilości prawnie obowiązujących normatywów higienicznych.

Zasady oceny narażenia zawodowego

Proces oceny narażenia zawodowego związanego z występowaniem szkodliwych substancji chemicznych jest procesem wieloetapowym.

Każdy z etapów powinien być przeprowadzany:

- bardzo starannie,

- z dużą odpowiedzialnością,

- przez odpowiednich specjalistów zajmujących się analizą powietrza

- oraz zarządzaniem bezpieczeństwem i higieną pracy.

Opis stanowiska pracy

Przy opisie stanowiska pracy, dla którego będzie przeprowadzana ocena narażenia zawodowego, należy zebrać następujące informacje:

- rodzaju i przebiegu procesu technologicznego,

- stosowanych substancji lub preparatów chemicznych, ich działania toksycznego oraz wartości najwyższych dopuszczalnych stężeń (jeżeli ustanowiono),

- chronometrażu pracy poszczególnych pracowników,

- liczby pracowników (w tym mężczyzn, kobiet i kobiet w ciąży i okresie karmienia, młodocianych),

- stosowanych środków ochrony indywidualnej i zbiorowej,

- profilaktycznych środków organizacyjnych,

- dotychczasowych wyników pomiarów substancji szkodliwych
w środowisku pracy.

Powyższe dane można znaleźć w:

- dokumentacjach technicznych procesu technologicznego,

- dokumentacjach dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy

a ponadto:przeprowadzając wywiady z pracownikami

oraz obserwując stanowiska pracy.

Identyfikacja

Podstawowym zadaniem umożliwiającym identyfikację zanieczyszczeń powietrza jest przygotowanie listy substancji chemicznych występujących na:

- ocenianych stanowiskach pracy oraz

- na stanowiskach sąsiadujących

Lista powinna zawierać wszystkie substancje, które mogą być przyczyną występowania szkodliwych skutków w organizmie człowieka.

Należy ustalić, korzystając z danych technologicznych oraz informacji od producentów:

- jakie produkty wyjściowe są stosowane w danym procesie,

- jakie są ich zanieczyszczenia,

- produkty pośrednie

- i końcowe.

W prostych procesach technologicznych, z wykorzystaniem kilku substratów, pomiędzy którymi nie zachodzą reakcje, można stosunkowo łatwo przewidzieć, jakie substancje będą obecne w powietrzu.

Często wytypowanie czynników stwarzających zagrożenie dla zdrowia zatrudnionych osób nie jest łatwe, szczególnie gdy chodzi o skomplikowane procesy technologiczne oraz gdy skład stosowanych surowców jest chroniony przez producentów. Należy wówczas przeprowadzić szczegółowe badania identyfikacyjne z zastosowaniem odpowiednich technik analitycznych.

Badania te wymagają stosowania chromatografii gazowej połączonej ze spektrometrią masową lub spektrofotometrią w podczerwieni. Potrzebne jest też doświadczenie specjalistów z zakresu identyfikacji śladowych ilości substancji chemicznych. Z tego względu badania powinny być zlecane wyspecjalizowanym laboratoriom badawczym.

Oznaczanie substancji szkodliwych w powietrzu na stanowiskach pracy

Zgodnie z zaleceniami ministra zdrowia i opieki społecznej oraz ministra pracy i polityki socjalnej, do oznaczania stężeń substancji szkodliwych w powietrzu na stanowiskach pracy należy stosować metody podane w Polskich Normach z zakresu ochrony czystości powietrza

Jeżeli dla danych substancji nie ma znormalizowanych metod oznaczania, pomiary należy wykonywać metodami zalecanymi przez upoważnione jednostki, m. In. Centralny Instytut Ochrony Pracy, instytuty medycyny pracy oraz Międzyresortową Komisję ds. NDS i NDN Czynników Szkodliwych dla Zdrowia w Środowisku Pracy. Metody te są publikowane w wydawnictwie ciągłym: Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy.

Pomiary stężeń substancji szkodliwych w powietrzu stanowisk pracy mogą być wykonywane przez laboratoria:

• Państwowej Inspekcji Sanitarnej,

• jednostek naukowo-badawczych w dziedzinie medycyny pracy,

• Centralnego Instytutu Ochrony Pracy,

• laboratoria akredytowane zgodnie z przepisami o badaniach
  i certyfikacji oraz

• laboratoria upoważnione przez państwowego wojewódzkiego inspektora sanitarnego.

2

---