Определение среднесменной концентрации расчетным методом

Целью практического занятия является расчет среднесменной концентрации вещества в воздухе рабочей зоны.

Среднесменная предельно допустимая концентрация – ПДК_СС – предельная концентрация, усредненная за 8-часовую рабочую смену. Контроль содержания вредных веществ проводится при сравнении умеренных концентраций с их предельно допустимыми значениями.

Среднесменные концентрации необходимы для расчета индивидуальной экспозиции, выявления связи изменения состояния здоровья работающих с их профессиональной деятельностью.

При выделении в воздушную среду нескольких химических веществ или сложной смеси известного и относительно постоянного состава контроль загрязнений воздуха допускается проводить как по ведущим (определяющим клинические проявления интоксикации), так и по наиболее характерным для данной смеси компонентам.

Контроль за соблюдением среднесменной ПДК проводится применительно к определенной профессиональной группе или конкретному работнику. Для характеристики профессиональной группы среднесменную концентрацию определяют не менее чем у 10 % работников данной профессии. Среднесменные концентрации измеряют как для рабочих основных профессий, так и для вспомогательного персонала, который по характеру работы может подвергаться действию вредных веществ (слесари, ремонтники, электрики и др.).

Измерение среднесменных концентраций приборами индивидуального контроля проводится при непрерывном или последовательном отборе в течение всей смены, но не менее 75 % ее продолжительности, при условии охвата всех производственных операций, включая перерывы (нерегламентированные), пребывание в операторных и др. При этом количество отобранных за смену проб зависит от концентрации вещества в воздухе и определяется методом контроля. Для достоверной характеристики воздушной среды необходимо получить данные не менее чем по трем сменам.

Среднесменную концентрацию можно определить на основе отдельных измерений с учетом всех технологических операций (основных и вспомогательных) и перерывов в работе. Количество проб при этом зависит от числа технологических операций, их длительности, но, как правило, должно быть не менее пяти. В этом случае среднесменная концентрация рассчитывается как концентрация средневзвешенная во время смены.

Для расчета заполняем таблицу 3, в которую вносятся все операции технологического процесса, их длительность, длительность отбора каждой пробы и соответствующие ей концентрации. Если работник в течение смены выходит из помещения или находится на участках, где заведомо нет контролируемого вещества, то в графе 2 отмечают, чем он был занят, а в графе 5 ставят «0».

Далее подсчитывают среднюю концентрацию (К₀) для каждой операции:

,

где К₁, К₂,…,К_n – концентрации вещества; t₁, t₂…t_n – время отбора пробы.

Результаты заносим в графу 6. По значениям средних концентраций за операцию (К₀) и длительности операций (Т) рассчитывают среднесменную концентрацию (К_СС) как средневзвешенную величину за смену.

 

,

где К₀₁, К₀₂…К_0n – средняя концентрация за операцию; Т₁, Т₂…Т_0n – продолжительность операций.

В графу 7 вносят статистические показатели, характеризующие процесс загрязнения воздуха рабочей зоны в течение смены.

Минимальная концентрация – определенная в течение всей рабочей смены.

Максимальная концентрация – средневзвешенная концентрация, определенная в течение всей рабочей смены.

 

 

Таблица 3

Определение среднесменной концентрации расчетным методом

Ф.И.О. Профессия

Предприятие

Цех, производство

Наименование вещества

Наименование и краткое описание этапа произв. процесса	Длительность операции, T, мин	Длительность отбора пробы, t, мин	Концентрация вещества в пробе, К, мг/м3	Произведение концентрации на время, К∙t	Средняя концентрация за операцию, К0, мг/м3	Статистические показатели, характерезующие содержание вредного вещества в воздухе рабочей зоны в течение смены
						Среднесменная концентрация (Ксс), мг/м3
						Максимальная концентрация в течение смены (Кmax), мг/м3
						Минимальная концентрация в течение смены (Кmin), мг/м3 Медиана (Ме)
						Стандартное геометрическое отклонение (σg)

 

Медиана (Ме) – безразмерное среднее геометрическое значение концентрации вредного вещества, которая делит всю совокупность концентраций на две равные части: 50% проб выше значения медианы, а 50% – ниже. Медиана рассчитывается по формуле:

 

,

 

где К₁, К₂,…,К_n – концентрации вещества; t₁, t₂…t_n – время отбора пробы.

Стандартное геометрическое отклонение (σ_g), характеризующее пределы колебаний концентраций, рассчитывается по формуле:

,

где К_СС – среднесменная концентрация; Ме – медиана.

Стандартное геометрическое отклонение, не превышающее 3, свидетельствует о стабильности концентраций в воздухе рабочей зоны и не требует повышенной частоты контроля; σ_g более 6 указывает на значительные колебания концентраций в течение смены и необходимость увеличения частоты контроля среднесменных концентраций для данной профессиональной группы.

 

ЗАДАНИЕ

 

Определить среднесменную концентрацию и сравнить ее с ПДК. Исходные данные приведены в табл. 4. Жирная черта разделяет некоторые этапы производственного процесса. Конкретные данные выбираются в соответствии с шифром, состоящим из четырех цифр. Первая цифра – номер вредного вещества, вторая – длительность операции, третья – длительность отбора пробы, четвертая – концентрация вещества в пробе.

Сделать выводы о стабильности концентраций в воздухе рабочей зоны.

Данные о ПДК вредных веществ взять из справочной литературы или из приложения В данных методических указаний.

 

Таблица 4

Исходные данные для расчета

Вещество	Длительность операции, T, мин	Длительность отбора разовой пробы, t, мин	Концентрация вещества в пробе, К, мг/м3
1. Аммиак 2. Серы диоксид 3. Бензол							28,3 20,0 18,3 26,9	15,3 28,2 30,1 19,4	4,3 8,7 7,2 4,5
						29,1 32,4 27,5 25,6 24,0	26,2 19,3 21,5 22,7 27,0	8,6 9,2 4,2 7,1 5,0
						27,2 24,8 28,2 22,0	25,0 24,6 29,1 27,3	3,6 8,2 4,7 7,0
						20,1 17,3 19,9	17,2 16,0 14,3	5,0 6,3 4,8

 

Пример расчета дан в табл. 5.

 

Таблица 5

Наименование вещества Аммиак

 

Наименование и краткое описание этапа произв. процесса	Длительность операции, T, мин	Длительность отбора пробы, t, мин	Концентрация вещества в пробе, К, мг/м3	Произведение концентрации на время, К∙t	Средняя концентрация за операцию, К0, мг/м3	Статистические показатели, характерезующие содержание вредного вещества в воздухе рабочей зоны в течение смены
Этап 1			40,5	405,0	91,9	Среднесменная концентрация Ксс= 27,9 мг/м3
	59,5	416,5
	173,3	866,5
	110,6	1106,0
	121,1	605,5
Этап 2			18,8	394,8	20,2	Максимальная концентрация в течение смены Кmax=173,3 мг/м3
	17,8	676,4
	29,9	388,7
	20,0	300,0
Этап 3			39,4	394,0	21,5	Минимальная концентрация в течение смены Кmin=4,0 мг/м3 Медиана Ме= 18,4
	14,2	426,0
	23,7	260,7
	23,3	233,0
Этап 4			21,5	322,5	9,5	Стандартное геометрическое отклонение σg= 2,6
	11,8	188,8
	4,0	160,0