Электростатическая фильтрация

Статья: «Критерии выбора эффективных респираторов»

Статья посвящена средствам индивидуальной защиты органов дыхания. Эту информацию

авторы преподносят с точки зрения сравнительного анализа механизмов фильтрации и критерии выбора респираторов, которые безопасны для работников промышленных предприятий в Республике Казахстан.

Аэрозо́ль — дисперсная система, состоящая из мелких твёрдых или жидких частиц, взвешенных в газовой среде (обычно в воздухе). Аэрозоли, дисперсная фаза которых состоит из капелек жидкости, называются туманами, а в случае твёрдой дисперсной фазы — дымами; пыль относят к грубодисперсным аэрозолям. Размеры частиц в аэрозолях изменяются от нескольких миллиметров до 10⁻⁷ мм. Образуются при механическом измельчении и распылении твёрдых тел или жидкостей, дроблении, истирании, взрывах, горении, распылении в пульверизаторах. Частицы аэрозолей заряжены вследствие захвата ионов, которые всегда имеются в газе.

Пыль - это мельчайшие частицы твердого или жидкого вещества, находящегося в воздухе во взвешенном состоянии. По состоянию пыль различают взвешенную в воздухе (аэрозоль) и осевшую. Опасность пыли тем больше, чем меньше размер пылинок, так как такая пыль дольше остается в качестве аэрозоля в воздухе и глубже проникает в легочные каналы. Попадая на кожу, пыль проникает в сальные и потовые железы и нарушает терморегуляцию организма.

ПДК - концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч и не более 40 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не должны вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Воздействие вредного вещества на уровне ПДК не исключает нарушение состояния здоровья у лиц с повышенной чувствительностью.

Пневмокониозы (от греч. pneumon — “легкие”, konis — “пыль”) объединяют ряд заболеваний, обусловленных попаданием в легкие большого количества пылевых частиц в течение длительного времени. Пневмокониозы обнаруживают у части рабочих, вдыхающих различные виды пыли на протяжении 5—15 лет и более. Наибольшую опасность представляют частицы размером менее 3 мкм, проникающие в глубокие отделы легочной паренхимы.

Силикоз — наиболее распространенное и тяжело протекающее профессиональное заболевание легких, обусловленное длительным вдыханием пыли, содержащей свободную двуокись кремния .

Частицы - опасность для здоровья работников промышленных предприятий.

Доказано, что опасность, которую представляют собой частицы, обратно пропорциональна их размеру. Вред, как правило, наносится дыхательному тракту и лёгким. Частицы размером от 2,5 до 10 мкм относятся к крупнодисперсной фракции. Твердые частички окислов: кремния, алюминия, железа и других элементов, а также частицы жидкости, масел, нефти и нефтепродуктов встречаются во многих отраслях и предприятиях Казахстана (К примеру: все ферросплавные заводы, ССГПО, АО «Алюминий Казахстана, металлургический завод «Mittal Stiel», предприятия Казахмыс, предприятия Казцинк, предприятия Казатомпром, стройиндустрия, машиностроение, нефтегазовая отрасль и др.). Эти частицы оседают в основном в трахее и крупных бронхах. Частицы размером до 2,5 мкм относятся к мелкодисперсной фракции, или их еще называют фракцией накопления. Это сульфаты, нитраты, окислы и органические вещества (те же предприятия). Они проникают глубоко в дыхательные пути и оседают в терминальных бронхиолах и альвеолах и не выводятся из организма и накапливаются.

Наиболее опасной является пыль, содержащая свободную двуокись кремния, в частности, в виде мелких кристаллов, (тонкодисперсная) т.е. частиц кварца. Эта пыль обладает наиболее выраженными фиброгенными свойствами (см слева фото легкого разрушенное силикозом). Силикоз характеризуется диффузным разрастанием в легких соединительной ткани и образованием характерных узелков. Болезнь отличается наклонностью к прогрессированию даже после прекращения работы в условиях воздействия пыли, содержащей двуокись кремния. Нередко силикоз осложняется туберкулезом и раком легких.
Механизмы фильтрации респираторов

Прежде, чем рассмотреть вопрос механизма фильтрации, рассмотрим общепринятую природу частиц и их характеристики (см ниже).

Твердые частицы – любой природы.
Характеризуются:

а) сильный заряд;
б) низкая подвижность заряда.

Капли воды или водных растворов.
Характеризуются:

а) хороший проводник;
б) сильный заряд.

Капли масел, нефти и нефтепродуктов

Характеризуются:

а) плохой проводник;
б) слабый заряд;
в) плохая подвижность заряда.

Процесс фильтрации в респираторах, в зависимости от обработки фильтроткани может проходить по двум механизмам:

1. Механическая фильтрация.

2. Электростатическая фильтрация.

Механическая фильтрация (3 вида)

1 вид – Перехватывающий 2 вид - Инерциальное 3 вид – Диффузионный

захват столкновение захват

Таким образом, в случае механической фильтрации - частицы задерживаются респиратором, при условии, если их размеры соответствуют или превосходят размеры между волокнами фильтроткани (см фото ниже). В случае, если частицы меньше (тонкодисперсные), то они проходят через фильтроткань, попадая в легкие, оседая и накапливаясь в них, с вытекающими отсюда тяжелыми последствиями для здоровья работника.

Фото фильтроткани (нетканное полотно)

Следует констатировать, что в качестве фильтров впротивопылевых респираторах часто используют тонковолокнистые фильтровальные материалы (целлюлозно-асбестовые, фильтркартоны с различной примесью хлопка и шерсти, композиции из тонких и ультратонких стеклянных волокон, полипропиленовых волокон и др.) и они, как правило, электрически не заряжены

Выводы по механической фильтрации:

Механической фильтрацией обладает та фильтроткань, которая не прошла спецобработку, т.е. не имеет электростатического заряда (+/-).
Данная фильтроткань пропускает мелкодисперсную пыль (максимально пропуская самую вредную для организма человека фракцию менее 2,5 микрон).
Использование этих фильтротканей в респираторах, в настоящее время, является основной причиной профзаболеваний – пневмокониозов, и в частности силикозов на производствах стран СНГ, и, как следствие – потеря здоровья, инвалидность, издержки предприятия по выплатам пособий, низкий имидж этих предприятий. В странах СНГ к ним относятся Лепесток, У2К, ШБ5и др.

Электростатическая фильтрация

Данный механизм фильтрации основан, на двух факторах:

1. Фильтроткань – нетканое полотно, как правило, изготовленное из полипропилена и имеет химические добавки (фтористые соединения), которые придают ткани электретные свойства, т.е. принимать и удерживать определенный электростатический заряд (+/-).

2. Частицы, находящиеся в воздухе, также имеют определенный электрический заряд, который достаточен для электростатического взаимодействия с заряженными волокнами фильтроткани (см ниже).

Механизм электростатического взаимодействия проходит следующим образом, не зависимо от размеров частиц, в том числе и тонкодисперсных (см ниже). Разноименно заряженные частицы и заряженная фильтроткань взаимодействуют друг с другом и соответственно происходит электростатическое удержание частиц в респираторе.

Таким образом, существенное отличие в эффективности двух механизмом фильтрации показано на рисунке (см ниже).

Как видно из графика, фактически вся тонкодисперсная пыль, в случае механической фильтрации, проходит через респиратор и эффективность его защиты – фактически нулевая.

Рекомендации для руководителей производства при выборе респираторов:

1. Респираторы с механической природой фильтрации пропускает 99,3% самых вредных для здоровья людей мелкодисперсных частиц с размером менее 2,5 мкм.

2. Именно эти частицы являются причиной профзаболеваний – пневмокониозы, за счет самого глубокого их проникновения в легкие и их накопления в них, что и приводят работников предприятий к таким заболеваниям как силикоз, туберкулез, рак легких.

4. Критериями при выборе поставщика респираторов для промышленных предприятий должно быть наличие у него следующих сертификатов:

- европейского сертификата соответствия стандарту EN 149 + А1на респираторы. В соответствии с требованиями этого стандарта респираторы проходят тестирование по 57 показателям;

- сертификата соответствия требованиям технического регламента таможенного союза (ТР ТС 019/2011 «О безопасности средств индивидуальной защиты»);

- сертификата соответствия CT KZ (в случае если респираторы произведены в Казахстане отечественными производителями)

5. Только при наличии указанных трех сертификатов у поставщика респираторов, работодатель гарантирован, что его работники защищены от вредного воздействия пыли.

6 . Степень защиты респираторов от вредных частиц ( FFP 1 до 4 ПДК, FFP 2 до 12 ПДК, FFP 3 до 50 ПДК) определяют на основании исследований по концентрации аэрозолей на рабочих местах.

Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 91; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!