автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Совершенствование метода мониторинга концентрации частиц РМ10 и РМ2,5 в воздухе рабочей зоны на предприятиях стройиндустрии

кандидата технических наук
Барсуков, Олег Константинович
город
Волгоград
год
2011
специальность ВАК РФ
05.26.01
цена
450 рублей
Диссертация по безопасности жизнедеятельности человека на тему «Совершенствование метода мониторинга концентрации частиц РМ10 и РМ2,5 в воздухе рабочей зоны на предприятиях стройиндустрии»

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование метода мониторинга концентрации частиц РМ10 и РМ2,5 в воздухе рабочей зоны на предприятиях стройиндустрии"

На правах рукописи

БАРСУКОВ ОЛЕГ КОНСТАНТИНОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА МОНИТОРИНГА КОНЦЕНТРАЦИИ ЧАСТИЦ РМ10 И РМ2,5 В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ СТРОЙИНДУСТРИИ

05.26.01 Охрана труда (строительство)

005010162

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград-20] I

005010162

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете.

Научный руководитель

БАТМАНОВ ВИКТОР ПАВЛОВИЧ

доктор медицинских наук, ст. н. е., доцент

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор ЖЕЛТОБРЮХОВ ВЛАДИМИР

ФЕДОРОВИЧ

Защита состоится 29 декабря 2011 года в 13— на заседании диссертационного совета ДМ212.026.05 при ФГБОУ ВПО Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1, ауд. Б-203.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета

Автореферат разослан 29 ноября 2011 г.

ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет»

кандидат технических наук

Иванов Николай Борисович ООО «Грундфос»

Ведущая организация

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»

Ученый секретарь диссертационного совета

Юрьев Ю.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одним из основных загрязнителей воздуха рабочей зоны на предприятиях строительной индустрии является пыль, которая образуется в результате работы оборудования но измельчению и транспортировке материалов (мельницы, дробилки, грохоты, узлы иересыпки) и составляет значительную часть пылевыделений в воздух рабочей зоны предприятий. Пыль вызывает целый ряд тяжелых заболеваний у людей. Причем наиболее вредными являются частицы с размерами до 10 мкм, которые относятся к респирабельным и представляют основную опасность для здоровья человека.

Вследствие вышесказанного, возникает проблема совершенствования систем и методов мониторинга опасных и вредных производственных факторов и автоматизированных систем сигнализации об опасности, обеспечивающих получение данных с высокой оперативностью и в значительных пространственных масштабах. Таким образом, актуальными являются исследования, направленные на создание аппаратурного оформления для непрерывного контроля концентрации мелких фракций твердых частиц пыли в воздухе рабочей зоны, путем разработки автоматизированной системы контроля концентрации РМ10 и РМ2,5 в рабочих зонах как внутри помещений, так и на территории предприятий.

Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.

Цель работы - обеспечение нормативных параметров содержания частиц мелких фракций пыли в воздухе рабочих зон на предприятиях строительной отрасли на основе результатов непрерывного мониторинга концентрации частиц пыли РМ10 и РМ2,5.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- анализ запыленности воздушной среды в рабочей зоне предприятий стройиндустрии (на примере ОАО «Михайловский завод силикатного кирпича»);

- определение интенсивности и характерных точек пылевыделения от основного оборудования характерного для строительной отрасли;

- анализ существующих методов контроля концентрации частиц пыли РМ10 и РМ2,5;

- разработка принципиальной схемы и аппаратурного оформления системы мониторинга концентрации частиц пыли РМ10 и РМ2,5 в воздухе рабочей зоны;

- проведение экспериментальных натурных измерений качества воздуха на предприятии по определению концентрации пылевых частиц РМ10 и РМ2,5.

Основная идея работы состоит в использовании прибора, действующего на принципах лазерного зондирования для непрерывного мониторинга воздуха рабочей зоны в реальном времени содержания пылевых частиц размером до 2,5 мкм и до 10 мкм на предприятиях строительной индустрии.

Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, экспериментальные, лабораторные и опытно-промышленные исследования, обработку экспериментальных данных методами математической статистики и корреляционного анализа с применением ПК и сертифицированных программ.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением классических положений теоретического анализа, планированием необходимого объема экспериментов, подтверждена удовлетворяющей требуемым критериям сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных и опытно-промышленных условиях с результатами других авторов.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- получены зависимости изменения концентрации частиц пыли РМ10 и РМ2,5 от определяющих факторов (время суток, коэффициент использования оборудования, подвижность воздуха в рабочей зоне, работа систем пылеподавления и пылеудаления);

- определен диапазон длин волн лазерного излучения для обнаружения частиц пыли характерных для строительной отрасли (цемент, известь, гипс, каолин, кварц);

- разработан метод для экспериментального определения показателя ослабления для пыли выделяющейся на производствах стройиндустрии;

- разработаны принципиальная схема и аппаратурное оформление системы мониторинга, которая внедрена на ОАО «Михайловский завод силикатного кирпича»;

Практическое значение работы:

- создан прибор для определения дисперсного состава аэрозоля, новизна конструкции которого подтверждена положительным решением №2010103652/28(005106) на выдачу патента РФ на изобретение (заявление 03.02.2010.);

- разработаны принципиальная схема и аппаратурное оформление системы мониторинга с использованием лазерного зондирования воздуха и одновременной обработкой данных на ПК;

-предложена система мониторинга содержания частиц пыли РМ10 и РМ2,5 в воздухе рабочей зоны, которая внедрена на ОАО «Михайловский завод силикатного кирпича»;

- разработаны рекомендации по организации систем мониторинга состояния воздуха рабочей зоны на предприятиях строительной индустрии.

Реализация результатов работы:

- внедрена система мониторинга качества воздуха на ОАО «Михайловский завод силикатного кирпича»;

- предложена методика контроля частиц пыли РМ10 и РМ2,5, которая использована ООО «ПТБ ПСО Волгоградгражданстрой» при реконструкции систем локализации пылевого загрязнения гипсового производства ОАО «Кубанский гипс КНАУФ».

На защиту выносятся:

- выявленные закономерности изменения концентрации частиц пыли РМ10 и РМ2,5 от определяющих факторов (время суток, коэффициент использования оборудования, подвижность воздуха в рабочей зоне, работа систем пылеподавления и пылеудаления);

- диапазон длин волн лазерного излучения для обнаружения частиц пыли РМ10 и РМ2,5 методом лазерного зондирования;

- метод для экспериментального определения показателя ослабления для пыли выделяющейся на производствах стройиндустрии;

- принципиальная схема и аппаратурное оформление системы мониторинга концентрации частиц пыли РМ10 и РМ2,5 в воздухе рабочей зоны.

Апробация. Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на Ежегодной научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ВолгГАСУ (Волгоград 2008-2011); Международной интернет-конференции «Проблемы минерально-сырьевого комплекса» (С-Петербург, 2011 г.); Международной конференции «Качество

внутреннего воздуха и окружающей среды» (Самарканд, 2010г.); IV международной научно-технической конференции «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды» (Волгоград, 2010 г.);

Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации изложены в 7 работах, в том числе в 2 статьях, опубликованных в изданиях, рекомендуемых ВАК России, и 1 патенте на изобретение.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы - 130 страниц, в том числе: 103 страниц - основной текст, содержащий 12 таблиц на 10 страницах, 22 рисунка на 20 страницах; список литературы из 155 наименований на 15 страницах, 3 приложения на 10 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследований, сформулированы цель, задачи и основная идея работы, ее научная новизна и практическая значимость.

В первой главе рассмотрен вопрос о загрязнении воздуха рабочей зоны частицами пыли РМ10 и РМ2,5 на предприятиях строительной индустрии, подходы к нормированию качества воздуха рабочей зоны у нас в стране и за рубежом. Обоснована необходимость качественного анализа состава пыли в связи с разным по отношению к человеку воздействием различных фракций, показано влияние на здоровье и изучен риск профессиональных заболеваний. К основным показателям состава пыли на производствах, измеряемым при проведении анализа условий работы, рекомендуется нормировать концентрацию мелкодисперсных частиц с размерами 10 мкм и 2,5 мкм (РМ10 и РМ2,5 соответственно), так как они наиболее опасны для здоровья человека.

Показана актуальность непрерывного контроля дисперсного состава пыли, содержащейся в воздухе рабочей зоны на предприятиях для получения средней по времени концентрации частиц РМ10 и РМ2,5, как наиболее полно отражающей степень негативного воздействия на здоровье человека в вопросах охраны труда.

Рассмотрены методы, основанные на гравитационном осаждении, инерционном и центробежном улавливании, мокром улавливании, электростатическом осаждении и фильтрации, метод, основанный на

измерении электрического заряда частиц пыли, а также оптико-электронные методы дисперсного анализа.

В выводах по первой главе отражено направление дальнейших исследований и создания аппаратурного оформления для реализации системы непрерывного мониторинга концентрации частиц пыли РМ10 и РМ2,5 .

Во второй главе приведено обоснование принципов лазерного зондирования и их применимости для решения задач локального непрерывного мониторинга содержания пылевых частиц размером до 2,5 мкм и до 10 мкм в воздухе рабочей зоны на предприятиях строительной отрасли.

Выбран порядок отбора проб пыли для исследований на созданной установке для проведения дисперсного анализа. Проанализированы виды графической интерпретации данных о дисперсном составе, наиболее подходящие для решения задач охраны труда методом непрерывного мониторинга.

Проведены исследования физико-химических свойств пыли отобранной от организованных и неорганизованных источников пылевыделения на обследуемых предприятиях. Выполнен дисперсный анализ пыли в данных пробах классическим методом, с целью дальнейшего использования данных для сопоставления результатов.

На экспериментальной установке проведены исследования отражающих свойств частиц пыли. Одной из основных оптических характеристик аэрозоля является показатель ослабления излучения е, характеризующий изменение энергии луча при прохождении им аэрозоля. Задача теоретического определения величины 8 полидисперсных систем, в частности пылевых аэрозолей, практически затруднена в виду сложных химических и морфологических свойств твердых частиц. Поэтому для практической реализации задачи по определению концентрации мелкодисперсных пылевых частиц необходимо прибегнуть к ряду упрощающих допущений и эмпирическому определению некоторых промежуточных величин.

Основное допущение принятое в оптике: это - совокупность реальных пылевых частиц заменяется ансамблем однородных сферических тел с одинаковыми оптическими осредненными характеристиками. Следует отметить, что в задачах определения частиц РМЮ и РМ2,5 подобное допущение выглядит обоснованным, в чем легко убедиться, анализируя микрофотографии пылевых аэрозольных частиц ряда строительных

производств, например отобранных с последней ступени центробежного импактора ЦИ-260.

Анализ более чем 500 изображений, полученных с 200-кратным увеличением, позволяет с достаточной степенью достоверности считать форму аэрозольных частиц близкой к сферической, и как следствие, учитывая однородный химический состав исследуемой пыли, предположить однородность оптических свойств аэрозольных частиц {-того диаметра соответствующей пыли.

Общепринятое уравнение, характеризующее показатель ослабления в имеет вид:

е = Ы5\т82^{р,тШ5¥5 (1)

где N5 - количество частиц аэрозоля в единице объема газа; ё - размер частицы, мкм; <2 - фактор эффективности ослабления; р - оптическая плотность среды; т - показатель преломления среды; /(§) - плотность вероятности обнаружения частиц размерами между ё и ё +й 3 в единице объема.

Для решения задач охраны труда исследование запыленности рабочей зоны предприятий стройиндустрии можно принять неизменность оптических свойств газовой среды при нахождении в ней аэрозольных частиц от их размера. Данное предположение объясняется тем, что в отличие от аэрозолей образуемых капельными жидкостями, пылевые аэрозоли не создают испарений и вторичных конденсаций, являющихся причиной изменения величин р и т. При этом значение (¿(р, т), можно считать константой.

При исследовании частиц от 0 до 10 мкм уравнение (1) примет вид:

10

е = К3д(р,т)1*г52у(5у1д (2)

0

Для определения частиц в диапазоне от 0 до 2,5 мкм уравнение имеет следующий вид:

е = К&(р,т)\<гс8гуфу13 (3)

о

Очевидно, что в данном случае влияние на изменение величины показателя преломления пылевого аэрозоля, состоящего из частиц однородного состава, оказывает только функция распределения плотности вероятности частиц в объеме газа/(ё).

Для определения функции плотности вероятности можно воспользоваться законом распределения массы частиц по диаметрам Щ<1ч),

' полученным микроскопическим методом для фракций частиц РМ2,5 и РМ10 для каждой конкретной пыли.

На рис. 1 представлены графики, полученные в результате обработки 1 микрофотографии пыли, исследованной при дневном и лазерном освещении \ соответственно линии 1 и 2.

DJdvJ.Z

99.9

I 99.5

I 99

98 97

' 80 I 70

60 50 40 30 20

10

5

2 1

0.5 0.1

Рис. 1. Интегральная кривая распределения массы частиц, 1- отсеянный кварцевый песок 2-10 мкм при дневном освещении; 2 - отсеянный кварцевый песок 2-10 мкм при освещении от лазерного источника с длинной волны 630 нм.

При обработке изображения пробы в свете лазерного излучения с длиной волны 630 нм по отношению к данным, полученным при дневном освещении, наблюдается смещение интегральной кривой вправо, то есть при освещении лазером видимый диаметр частиц возрос на 20%. Из данного опыта можно сделать вывод о повышении чувствительности метода.

Определение величины фактора эффективности ослабления (Q) осуществляется в лабораторных условиях, при помощи установки, представленной на рис. 2. Установка содержит аэродинамический сепаратор, отделяющий фракции РМ2,5 и РМ10, лазерный излучатель и фотоприемник.

Измерения основаны на определении величины показателя ослабления яркости луча при прохождении аэрозоля. Для определения функции плотности вероятности f(ô) можно воспользоваться законом распределения массы частиц по диаметрам Dfdu), полученным микроскопическим методом для фракций РМ2,5 и РМ10 для каждой конкретной пыли. Зная закон распределения/(Î5), измерив концентрацию частиц и получив значение е, значение Q определяется расчетным путем. Полученные значения Q являются константами для конкретных типов и фракций пыли, применение которых позволяет определять концентрации частиц РМ2,5 и РМ10 лазерно-оптическим методом.

Рис. 2. Принципиальная схема установки для определения показателя ослабления е. 1- аэросепаратор, 2- ПК, 3- объектная камера, 4-лазерный ИК-светодиод, 5- фильтр, 6- аспиратор, 7- объектная трубка, 8- ФЭУ с системой линз.

Значительный объем работы уделен вопросу взаимодействия электромагнитного излучения с дисперсными системами. При взаимодействии электромагнитного излучения с дисперсной системой, излучение будет частично поглощаться веществом в дисперсной фазе и частично рассеиваться.

Классическая теория рассеяния рассматривает ситуацию, когда падающее и рассеянное излучения имеют одинаковую длину волны. Решение уравнений взаимодействия электромагнитного излучения с однородными сферическими частицами, имеющими комплексный показатель преломления (т = п-1%) и размеры порядка длины волны излучения (ё ~Х), было получено

Г. Ми (1908г.). Оно оказалось пригодным для расчета оптических характеристик в широком диапазоне размеров однородных сферических частиц и изменений комплексного показателя преломления. Известно решение уравнения для двухслойной сферической частицы, с помощью которого приближенно можно описать рассеяние электромагнитной волны почти на любой неоднородной сферической частице. Применение электронно-вычислительной техники позволяет проводить расчеты оптических характеристик полидисперсных ансамблей сферических частиц, которые приблизительно соответствуют реальным атмосферным аэрозолям.

Анализ изученной информации показал, что для целей обнаружения дисперсных частиц в диапазоне размеров от 0,1 до 10 мкм рационально использование лазерных излучателей с длинами волн от 630 до 800 нм, лежащих в ближнем инфракрасном диапазоне спектра.

Проведен ряд исследовательских экспериментов по изучению взаимодействия отобранных проб с лазерным излучением различных длин волн для определения наиболее подходящей для целей зондирования. В ходе проведенных экспериментов были получены данные по отражательной способности пыли представленных проб, подобраны источники лазерного излучения в ближнем ИК-спектре с длинной волны 650-830 нм.

При отборе проб пыли из воздуха рабочей зоны для определения концентрации фракций пыли РМ10 и РМ 2,5 стоит задача их отделения от частиц с размерами крупнее Юмкм для их последующей обработки. Рассмотрены приборы и методы, применяемые в настоящее врёмя для разделения пыли на подфракции, обобщены достоинства и недостатки тех или иных методов сепарирования. Исходя из предпосылок и обобщив данные по системам сепарации, было принято решение по изготовлению аэросепаратора проточного типа, в основу которого заложен принцип работы циклонных аппаратов на встречных закрученных потоках (ВЗП), что позволило создать последовательную систему отбора проб исследуемой пыли в воздухе рабочей зоны, с разделением на размерные группы фракций для дальнейшего исследования с помощью электронно-оптического метода.

Аэросепаратор (рис 3.) состоит из конического корпуса 1, улитки тангенциального закручивателя 2, патрубка ввода встречного закрученного потока 3, бункера отсева проб с размером более Юмкм 4, чаши первой ступени со штуцером отбора пробы РМ10 5, чаши второй ступени со штуцером отбора пробы РМ2,5 6, чаши третьей ступени со штуцером отбора пробы РМ1,0 конструктивно объединенным с выхлопным патрубком 7.

Рис 3. Конструкция аэросепаратора. В результате разделения отобранных проб из воздуха рабочей зоны получены подфракции с размерами по ступеням сепарации: 1 ступень (бункер) - крупные частицы с размером более 10 мкм; 2 ступень - частицы с размерами в диапазоне 10-3 мкм (РМ10); 3 ступень - частицы размерами от 3 до 1 мкм; 4 ступень - частицы менее ! мкм.

Данная конструкция отличается высокой избирательностью и удобством в работе, к недостаткам можно отнести необходимость периодической чистки бункера.

Результат разделения пробы известковой пыли приведен на рис 4, фото под микроскопом с увеличением 200х.

Рис.4 Микрофотографии частиц известковой пьши: а - РМ10, б - РМ2,5

На основании полученных результатов и обобщения известных конструкций предложен прибор для определения дисперсного состава аэрозоля (рис. 5). Прибор работает следующим образом: Исследуемый аэрозоль отбирается через входной патрубок 7, за счет разряжения, создаваемого аспиратором 6, защищенного фильтром 5, и попадает в аэросепаратор 1, состоящий из трех ступеней (I, И, III), в котором происходит разделение аэрозоля на три фракции: I - крупные (>10 мкм), II - средняя (102,5 мкм), и в III - мелкие (<2,5 мкм). Затем каждый поток с отсепарированными частицами пыли проходит через объектные камеры 3 соответственно каждой из трех измерительных ячеек. Дисперсные частицы, проходя по объектной камере, попадая в лазерный луч, исходящий из лазерного излучателя 4, отражают часть энергии, которая линзами объектива фиксируется матрицей фотоэлектрического усилителя, сигнал с которой передается на компьютер 2 для дальнейшей обработки.

I 13

I

Длина волны лазерного излучателя оптимизирована под размер измеряемой частицы, поэтому в I объектной камере установлен модуль с длинной волны 670 нм, во II—650 нм, в III—635 нм.

Рис. 5. Принципиальная схема прибора для определения концентрации РМ10 и РМ2,5. 1-аэросепаратор, 2-ПК, 3-объектная камера, 4-лазерный ИК-светодиод, 5- фильтр, 6- аспиратор, 7 - входной патрубок.

Для тарирования прибора использовался метод сравнения. В основе этого метода использован способ дисперсного анализа пыли с помощью 1 микроскопа и цифровой фотокамеры. Для определения размера частиц на ^ подготовленной представительной пробе проводился анализ снимка с помощью компьютерной программы DUST. После чего микроскоп оснащался темнопольной приставкой, и в качестве подсветки использовались лазерные модули с длинами волн в диапазоне от 635 до 850 нм. Последовательно 1 включая отдельно взятые модули лазерной подсветки, производилось фотографирование одной и той же пробы. При этом полученные фотографии также обрабатывались с помощью той же программы. В итоге, по полученным данным, методом сравнения выводились коэффициенты, определяющие отклонения размеров видимых частиц в полях лазерного | излучения от размеров в обычном свете.

Следует отметить, что корректность результатов замеров сильно зависит от количества частиц находящихся в поле зрения регистрирующего прибора. Учитывая тенденцию к налипанию пылинок из-за статического электричества на стенки объектной трубки и снижение чувствительности прибора в целом, за счет исключения части поля зрения из расчетов, используется форсированная продувка объектных камер и повторная процедура установки нуля в течение 30 секунд каждые 10 минут измерений. Данное действие позволяет восстанавливать чувствительность прибора без прерывания хода измерений.

Проведены серии натурных замеров с помощью полученного прибора, проходили параллельно с замерами заводской лаборатории классическим методом, данные подверглись сравнению. Сравнение результатов двух параллельных серий замеров, проведенных при идентичных условиях, показало достаточную сходимость результатов, что позволяет сделать вывод о применимости метода лазерного зондирования воздуха рабочей зоны предприятий строительной индустрии.

Предложенный метод позволяет непрерывно, в режиме реального времени контролировать дисперсный состав и концентрацию частиц РМ10 и РМ2.5 в пылегазовой смеси, не требуя обслуживающего персонала, и совместно с ПК позволяет обрабатывать информацию полностью в автоматическом режиме. Для непосредственного контроля за определенным источником загрязнений, например территория промышленной зоны предприятия строительного производства наиболее перспективным будет являться оптико-электронный метод контроля выполненного на основе трехканального прибора для определения концентрации РМ10 и РМ2,5 в воздухе рабочей зоны.

Третья глава посвящена определению дисперсного состава пыли и концентрации частиц РМ10 иРМ2,5 в воздухе рабочей зоны предприятий строительной индустрии методом непрерывного лазерного зондирования. Получены данные, отражающие реальное состояние качества воздуха рабочей зоны, в зависимости от цикличности технологического процесса и воздействия внешних факторов.

Из результатов исследования видно, что изменение концентрации частиц мелких фракций носит ярко выраженный возрастающий ступенчатый характер. Данный факт объясняется цикличностью технологического процесса и аэродинамическими свойствами данных частиц.

Непрерывный мониторинг запыленности воздуха рабочей зоны позволяет выявить однозначную зависимость между скачкообразным возрастанием концентрации частиц мелких фракций и фазами технологического процесса.

Следует отметить, что увеличение концентрации частиц диаметром < 2,5 и < 10 мкм происходит не синхронно, что позволяет сделать вывод о существенном различии аэродинамических характеристик пылевых частиц данных фракций. Причем частицы фракции <2,5 мкм имеют ярко выраженную тенденцию к накоплению в воздухе рабочей зоны, по сравнению с частицами с размерами 2,5-10 мкм, которые отличаются меньшей скоростью витания. Однако, концентрация частиц РМ2,5, имея ярко выраженную тенденцию к накоплению практически не превышает определенных значений.

В четвертой главе разработаны рекомендации по использованию прибора для контроля воздуха рабочей зоны на содержание частиц РМ10 и РМ2,5 на предприятиях строительной отрасли.

Разработаны рекомендации но установке, наладке и использованию системы непрерывного контроля концентрации мелких фракций пыли, даны основные принципы выявления закономерностей изменения концентрации РМ10 и РМ2,5 в зависимости от внешних факторов. Даны рекомендации для снижения влияния факторов на рост концентрации РМ10 и РМ2,5 в воздухе рабочей зоны.

Система непрерывного мониторинга концентрации частиц пыли РМ10 и РМ2,5 на основе созданного прибора установлена и апробирована на оао «Михайловский завод силикатного кирпича». Выявлены закономерности появления, распространения и накопления частиц РМ10 и РМ2,5 в воздухе рабочей зоны, зависящие как от технологических, так и природных. Экспериментальные исследования дисперсного состава пыли в воздухе рабочей зоны позволили усовершенствовать метод его контроля, задача которого заключается в определении состава и концентрации мелких фракций пыли и ее изменения во времени в воздухе рабочих зон предприятий. Это позволило прогнозировать состояние воздуха при изменении выявленных факторов и принимать своевременные меры по снижению запыленности, применять меры по пылеподавлению и своевременно обеспечивать работников средствами индивидуальной защиты.

Произведен расчет социально-экономического эффекта от внедрения систем непрерывного мониторинга, 503 433,48 рублей за первый год, и 549 175,00 рублей за второй и последующие года.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано решение актуальной задачи совершенствования методов мониторинга опасных и вредных производственных факторов и автоматизации систем сигнализации об опасности, как наиболее важной в вопросах охраны труда. На основании результатов проведенных теоретических и экспериментальных исследований можно сделать следующие основные выводы по работе:

1. Получены зависимости изменения концентрации частиц РМ10 и РМ2,5 от определяющих факторов (время суток, коэффициент использования оборудования, подвижность воздуха в рабочей зоне, работа систем пылеподавления и пылеудаления);

2. Определен диапазон длин волн лазерного излучения для обнаружения частиц пыли характерной для строительной отрасли (цемент, известь, гипс, каолин, кварц);

3. Разработан метод для экспериментального определения показателя ослабления для пыли выделяющейся на производствах стройиндустрии;

4. Разработана принципиальная схема и аппаратурное оформление системы мониторинга, которая внедрена на ОАО «Михайловский завод силикатного кирпича» (ОАО «МЗСК»);

5. Усовершенствован метод контроля дисперсного состава пыли и концентрации частиц РМ10 и РМ2,5 в воздухе рабочих зон предприятий стройиндустрии, позволяющий оценить и проследить динамику изменения состава мелких частиц в генеральной совокупности пыли в воздухе рабочих зон предприятий в зависимости от внешних факторов

6. В результате реализации мероприятий по уменьшению запыленности воздуха рабой зоны дробильно-сортировочного участка ОАО «МЗСК» после проведения по усовершенствованному методу контроля и оценки дисперсного состава пыли ожидаемый социально-экономический эффект составит 503 433,48 рублей за первый год, и 549 175,00 рублей за второй и последующие годы.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

d4, S - эквивалентный размер частиц, мкм; D(â), D(d4) - интегральная функция распределения массы частиц пыли по диаметрам; Nô - количество частиц аэрозоля в единице объема газа; Q - фактор эффективности ослабления; р -оптическая плотность среды; m - показатель преломления среды; f(ô) -плотность вероятности обнаружения частиц размерами между <5 и (<5 +d <5) в единице объема; Х- длина волны; е - показатель ослабления

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ОТРАЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

Публикации в ведущих рецензируемых научно-технических журналах и изданиях, определенных ВАК РФ по направлению «Строительство»

1. Барсуков, O.K. О нормировании качества воздуха рабочей зоны [Текст] /O.K. Барсуков, В.Н. Азаров, А.Г. Круглов // Вестн. ВолгГАСУ Сер.: Стр-во и архитектура,- Волгоград: Изд-во ВолгГАСУ, 2009.- Вып 16(35).- С. 162-165.

2. Барсуков, O.K. Методы исследования дисперсного состава пыли, определение РМ10, РМ2,5 в вентиляционных выбросах на предприятиях стройиндустрии [Текст] /O.K. Барсуков // Вестн. ВолгГАСУ; Сер.: Стр-во и архитектура.- Волгоград: Изд-во ВолгГАСУ, 2008.- Вып 12(31).- С. 85-88.

Патенты

3. Положительное решение на выдачу патента на изобретение №2010103652/28(005106); заявл.03.02.2010.; Прибор для определения дисперсного состава аэрозоля: пат. / Барсуков O.K., Азаров В.Н., Маринин [и др.].; заявитель и патентообладатель ООО «ПТБ ПСО Волгоградгражданстрой»

Отраслевые издания и материалы конференций

4. Барсуков, O.K. Лазерно-оптический прибор для определения концентрации и дисперсного состава пыли в воздухе рабочей зоны [Текст]. /O.K. Барсуков, В.П. Батманов,- матер. Межвузовск. интернет-конференции // Экологические проблемы минерально-сырьевого комплекса., СПб. 2011, URL:http://www.spmi.ru/node/2833.

5. Барсуков, O.K. Совершенствование методов контроля запыленности воздуха урбанизированных территорий [Текст]. /O.K. Барсуков, Н.С. Барикаева, Е.А. Чернышова,- матер. Междунар. науч.-практ. конф //Научный потенциал молодых ученых для инновационного развития строительного комплекса Нижнего Поволжья., Волгоград: [в 2 ч.]. Изд-во ВолгГАСУ, 2010,- Ч.И.- С. 20-23.

6. Барсуков, O.K. Метод контроля концентрации и дисперсного состава аэрозоля в воздухе рабочей зоны с помощью лидара [Текст]. /O.K. Барсуков,- матер. VIII Международной научной конф //Качество внутреннего воздуха и окружающей среды., Самарканд. - Волгоград: Изд-

во ВолгГАСУ, 2010,- С.510-513.

7. Барсуков, O.K. Методы исследования дисперсного состава пыли РМ10, РМ2,5 в воздухе рабочей зоны на предприятиях стройиндустрии [Текст]. /O.K. Барсуков,- сб. материалов и науч. тр. молодых инженеров-экологов // Проблемы промышленной экологии,- Изд-во ВолгГАСУ, 2009.- Вып.З,-С .25-30.

БАРСУКОВ ОЛЕГ КОНСТАНТИНОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА МОНИТОРИНГА КОНЦЕНТРАЦИИ ЧАСТИЦ РМ10 И РМ2,5 В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ СТРОЙИНДУСТРИИ

05.26.01 Охрана труда (строительство)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 15.11.2011 г. Заказ № 227 Тираж 100 экз. Печ.л. 1,0 Формат 60x84 1/16 Бумага писчая. Печать плоская: Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1. Отдел оперативной полиграфии ЦИТ

Заключение диссертация на тему "Совершенствование метода мониторинга концентрации частиц РМ10 и РМ2,5 в воздухе рабочей зоны на предприятиях стройиндустрии"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЭКСПЕРТИЗЫ

21) заявка № 2010103652/28(005106) (22) Дата подачи заявки 03.02.2010

24) Дата начала отсчета срока действия патента 03.02.2010 ] (85) Дата начала рассмотрения международной заявки на национальной фазе

ПРИОРИТЕТ УСТАНОВЛЕН ПО ДАТЕ [х] (22) подачи заявки 03.02.2010 ] (23) поступления дополнительных материалов от к ранее поданной заявке № от ] (62) [ ] приоритета изобретения по первоначальной заявке № от , из которой данная заявка выделена [] подачи первоначальной заявки № ОТ , из которой данная заявка выделена [ ] (66) подачи ранее поданной заявки № ОТ ] (30) подачи первой(ых) заявки(ок) в государстве-участнике Парижской конвенции

31) Номер первой(ых) заявки(ок) (32) Дата подачи первой(ых) заявки(ок) (33) Код страны

1. (86) Заявка № РСТ/ [] (96) Заявка № ЕА ] (87) Номер публикации и дата публикации заявки РСТ

72) Автор(ы) Барсуков O.K., Азаров В.Н., Маринин Н.А., Коротченко Д.В., Черноморова Д.И.,1Ш

73) Патентообладатель(и) Общество с ограниченной ответственностью "Проектно-технологическое бюро проектно-строительного объединения Волгоградгражданстрой", RU

54) Название изобретения ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА АЭРОЗОЛЯ

01 1 см на обороте)

281004

ВНИМАНИЕ! С целью исключения ошибок просьба проверить сведения, приведенные в заключении, т.к. они без изменения будут внесены в Государственный реесгпр изобретений Российской Федерации, и незамедлительно сообщить об обнаруженных ошибках. Л / /а (¿»3 V