1、工业有害物及综合防治,第一章,本章内容框架：,第一章 工业有害物及综合防治,1.1 概述,1.2 粉尘的传播与危害特性,1.3 有害蒸气与有毒有害气体的危害,1-4 放射性气体的危害与防护,1.5 气候条件参数与热湿环境的改善,1.6 工业有害物的综合防治措施,1.7 工业有害物与气候参数的检测,1.1 概述,粉尘有害蒸气有毒有害气体放射性气体热湿,一、 工业有害物的类型,要创造良好的作业环境，必须掌握作业环境中所存在的不良条件状况及其危害特点。作业环境的不良条件主要表现为两个方面：一是作业环境中的设备、材料、物品布置不合理，作业环境脏、乱、差，或安全标志的设置不符合要求；二是作业环境中存在职
2、业病危害因素。前者可诱发安全事故，后者将引起员工的职业病危害。,有害物的危害包括三个方面： 对人体健康的危害； 对生产的不利影响； 对大气的污染。,二、有害物的危害及影响因素,有害物对人体的危害，不但取决于有害物的性质，还取决于有害物在空气中的含量，即浓度大小。浓度表示空气中有害物的含量大小，它是指单位体积空气中的有害物含量。一般，浓度愈大，危害也愈大。为了使工业企业的设计符合卫生要求，保护工人、居民的安全和健康，必须满足工业企业设计卫生标准GBZ 1-2002要求。为防治环境污染，必须满足工业“三废”排放试行标准要求。,三、有害物浓度及卫生标准,粉尘的概念粉尘的来源粉尘的传播规律粉尘的危害特
3、性,粉尘：,1.2 粉尘的传播与危害特性,粉尘是悬浮于空气中的固体微细粒子（Dust）。,粉尘：-粉尘的概念,气溶胶 从胶体化学的观点来看，粉尘是一种分散体系。当分散在气体中的微粒为固体时，通常称为“粉尘”；当分散在气体中的微粒为液体时，通称为雾。对于浮游在气体介质中的固体或液体微粒所组成的分散体系，通称为气溶胶。灰尘（dust）：包括所有固态分散性微粒；粒径上限约为200m； “降尘”：粒径在10m以上，较大的微粒沉降速度快，经过一定时间后不可能仍处于浮游状态。 “飘尘”：粒径在10m以下，在大气中浮游数量最多的微粒粒径为0.110m,烟（smoke）：包括所有凝聚性固态微粒，以及液态粒子和
4、固态粒子因凝集作用而生成的微粒，通常是高温下生成的产物 粒径范围：约为0.01一1m，一般在0.5m以下。如铅金属蒸气氧化生成的PbO，木材、煤、焦油燃烧生成的烟就是属于这一类,雾（mist）：包括所有液态分散性微粒和液态凝聚性微粒，粒径范围约为0.1一10m烟尘（fume）:分散性和凝聚性固体微粒烟雾（smog）:分散性和凝聚性固体微粒和液体微粒混合体粉末（powder）：生产中粉料,产尘量较大的行业：许多工业生产部门，例如冶金行业的冶炼厂、烧结厂、耐火材料厂、选矿破碎机械行业铸造厂建筑行业的水泥厂、石棉制品厂，砖瓦厂轻工行业的玻璃厂、陶瓷厂纺织行业的棉纺厂、麻纺厂电力行业的火力发电厂化工行
5、业的橡胶厂、农药厂、化肥厂等。,生产中的主要产尘工艺：（1）固体物质的机械破碎过程：如用破碎机将矿石破碎或用球磨机将煤块磨成煤粉（2）固体表面的加工过程：如用砂轮机磨削刀具或用喷砂清理粘附在铸件表面的粘砂和氧化皮（3）粉粒状物料的贮运、装卸、混合、筛分及包装过程：如用皮带运输机和提升机转运物料或向料仓卸料,粉尘-粉尘的来源,（4）粉状物料的成型过程：如用压砖机对模具中的粉料进行冲压使之成型( 5）物质的加热和燃烧过程以及金属的冶炼和焊接过程： 如煤在锅炉中燃烧后所产生的烟气就夹着大量粉尘。锅炉每燃烧1t煤可产生311kg的粉尘排放物，而冲天炉每熔化1t铁水平均要产生7kg粉尘排放物。,粉尘的“
6、尘化”作用：含义：任何粉尘都要经过一定的传播过程，才能以空气为媒介侵入人的机体组织。在自然力或机械力的作用下使粉尘从静止状态变成悬浮于周围空气中的作用。空气中的粉尘通过各种尘化作用而产生。主要尘化作用有：,粉尘-粉尘的传播规律,粉尘-粉尘的传播规律,1.诱导空气造成的尘化2.剪切压缩造成的尘化作用3.综合性尘化作用4.热气流上升造成的尘化作用,粉尘-粉尘的传播规律,诱导气流造成的尘化,剪切气流造成的尘化,粉尘的传播规律,综合气流造成的尘化,粉尘-粉尘的传播规律,热气流上升造成的尘化作用,粉尘-粉尘的传播规律,通风、冷热气流对流,粉尘-粉尘的危害特性,肺泡,粉尘-粉尘的危害特性,呼吸性粉尘：粒径
7、小于或等于5微米车间产尘粒径小于10微米。 2微米以下占40%90%,吸入呼吸器官的气溶胶粒子,粉尘-粉尘的危害特性,1.3 有害蒸气与有毒有害气体的危害,作业环境状况直接影响作业人员的身体健康和劳动效率作业环境空气状况=大气洁净空气状况+生产中各污染源散发有害成分下面分析：各种有害组分及其性质、危害、检测,有害蒸气与有毒有害气体,大气洁净空气成分气体名称 浓 度 % 体积% 质量% 氮 78.13 75.55 氧 20.90 23.10 二氧化碳 0.03 0.05 氩、氖等 0.94 1.30,有害蒸气与有毒有害气体,整个大气相对稳定：由于空气量巨大，且具有很大的流动性和一定的扩散性，因此
8、整个空气的主要组成成分仍保持稳定不变。局部空气发生变化：对于局部区域空气，局部污染会使空气成分发生变化。变化的主要规律：含氧量降低，二氧化碳量增高，混入有毒有害气体和粉尘，温度、湿度和压力也随之变化。,有害蒸气与有毒有害气体,人体的需氧量：取决于人的体质、精神状态、环境条件和劳动强度。 不同劳动强度的人体耗氧量：工作状态 体力劳动强度 呼吸空气 氧消耗量休 息 6-15L/min 0.2-0.4L/min轻 度 I级 20-25 0.6-1.0中 度 II级 30-40 1.2-1.6重 体 III级 40-60 1.8-2.4极 重 IV级 40-80 2.5-3.0,有害蒸气与有毒有害气体
9、,国标GB3869-83体力劳动强度分级:I级体力劳动：是指日平均耗能值为3559千焦耳（KJ）/人，劳动时间率为61%，即净劳动时间为293分钟(8小时工作制）。级体力劳动：日平均耗能值为5560KJ/人，劳动时间率为67%，即净劳动时间为322分钟。级体力劳动：日平均耗能值为7310KJ/人，劳动时间率为73%，即净劳动时间为350分钟。IV级体力劳动：日平均耗能值为11304KJ/人，劳动时间率为77%，即净劳动时间为370分钟,国标GB3869-1997体力劳动强度分级:,体力劳动强度分级表,有害蒸气与有毒有害气体,缺氧状态后果：将引起呼吸困难，工作效率降低，出现各种不适症状，严重缺氧
10、将导致死亡。氧体积浓度17%：静止状态时无影响，工作时喘息，呼吸困难，心跳加快。浓度15% ：呼吸及心跳急促，耳鸣目眩，感觉及判断能力减弱，肌肉功能破坏，失去劳动能力。浓度10-12% ：失去理智，时间稍长即有生命危险。浓度6-9% ：失去知觉，呼吸停止，心脏在数分钟内尚能跳动，如不及时抢救就会导致死亡。,有害蒸气与有毒有害气体,二氧化碳CO2：刺激呼吸作用：肺泡中CO2增加，能刺激呼吸神经中枢，呼吸量增加。劳动强度增大，体内氧化过程加快，CO2生成量增加，使血液酸加大刺激神经中枢，呼吸频率增加。人工输氧时，常加入5%的CO2 。主要危害：CO2浓度过高，引起呼吸困难，并使空气氧浓度相对降低，
11、引起人员缺氧窒息。CO2浓度5%时：出现耳鸣、呼吸困难、头痛、恶心、呕吐、无力等症状；浓度7-9%时：极度虚弱无力、动作不协调，昏迷；浓度10-20%时：呼吸停顿，失去知觉，有生命危险。,有害蒸气与有毒有害气体,氮对人体无毒害作用。但当空气中氮的浓度增加，必然导致氧的浓度下降，从而对人体产生间接危害。,有害蒸气与有毒有害气体,有害蒸汽:蒸汽是由固体直接升华或液体蒸发所形成的气态物质. 如汞蒸气, 磷蒸气, 铅蒸气, 苯蒸气等。,有害蒸气与有毒有害气体,CO特性：浓度在1375时能引起爆炸。CO危害：毒性大，它与人体血红素的亲和力大于氧与人体血红素的亲和力的250300倍。人体吸入，CO很快与血
12、红素结合，降低血红素吸氧能力，人体组织和细胞产生缺氧，引起窒息和血液中毒,严重时造成死亡。CO浓度达0.4%时：人短时间内即失去知觉，抢救不及时即中毒死亡。,有害蒸气与有毒有害气体,CO来源：材料的燃烧。我国安全规程规定： 空气中CO浓度不得超过24ppm（体积浓度，按质量浓度计算为0.03mg/L或30mg/m3）。,有害蒸气与有毒有害气体,NO2特性：是一种强列的窒息性气体, 对于人体的眼睛、鼻子、呼吸道及肺部组织有强烈的腐蚀破坏作用, 严重可引起肺水肿。危害：空气中二氧化氮浓度达0.01%时，短时间内对呼吸器官就有很强烈刺激作用，咳嗽、呕吐、神经麻木；浓度达0.025%时，可很快使人窒息
13、死亡。,有害蒸气与有毒有害气体,NO2来源：材料燃烧我国安全规程规定： 车间空气中NO2浓度不得超过2.5ppm。,有害蒸气与有毒有害气体,H2S特性：当浓度达到6时具有爆炸性。主要危害：H2S具有很强的毒性, 能使血液中毒, 对眼睛粘膜及呼吸道有强烈的刺激作用。空气中硫化氢浓度达0.1%时，短时间内就会有生命危险。硫化氢来源：硫的氧化。我国安全规程规定：车间空气H2S含量不得超过6.6ppm。,有害蒸气与有毒有害气体,SO2危害特性：对眼睛、呼吸道有强烈的刺激和腐蚀作用, 可引起喉咙和支气管发炎,呼吸麻痹，严重时引起肺水肿。当空气中SO2浓度达0.05%时，可引起支气管炎和肺水肿，短时内即可
14、造成死亡。 SO2来源：煤的燃烧。我国安全规程规定：车间空气中SO2的允许浓度为5ppm。,粉尘危害,有害蒸气与有毒有害气体 有毒气体浓度,常用浓度有：体积浓度和质量浓度。体积浓度：单位体积空气中所含有害气体的体积。单位: 毫升/米3 (mL/m3 ), ppm或。关系是: 1mL/m3 =1ppm = 110-4。 质量浓度：单位体积空气中所含有毒气体的质量。单位：毫克/米3 (mg/m3)，毫克/升（mg/L）。,体积浓度和质量浓度换算关系为:式中:Cm-有毒气体质量浓度 ,mg/m3； Cv-有毒气体体积浓度, mL/m3； M-有毒气体的摩尔质量, g/mol。,有害蒸气与有毒有害气体
15、 有毒气体浓度,有害蒸气与有毒有害气体 有毒气体检测,有害蒸气与有毒有害气体 有毒气体检测 便携式有毒气体快速测定仪：,这是德国进口的CO警报器。其最大量程为200PPm。当测定浓度达50PPm时即报警。,有害蒸气与有毒有害气体 有毒气体检测 便携式有毒气体快速测定仪：,有害蒸气与有毒有害气体 有毒气体检测复合有毒气体测定仪（法国）,有毒气体检测检定管测定：,检定管分比色法和比长法两种。检定管中置不同指示剂，即构成不同的有害气体检定管。CO气体检定管用硅胶吸附I2O5和发烟硫酸作为指示剂。变色圈长度与所测CO浓度成正比。测定过程：5CO+ I2O55CO2+ I2（棕色）,工业有害物的浓度标准
16、,卫生标准：为了防止有害物危害人体, 作业环境空气中的有害物浓度必须符合工业企业设计卫生标准的要求。排放标准：为了防止有害物排入大气造成大气污染. 工业通风排入大气的有害物量或浓度必须符合工业“三废”排放试行标准的规定。,氡及其子体的衰变放射性活度：一定量的放射性物质在单位时间内所衰变的原子核数(即衰变速率)。 国际单位为贝可(Bq), 1Bq=1次衰变/秒； 非国际单位为居里，1居里=3.71010 Bq。半衰期：放射性物质的放射性活度衰变到最初值的一半所需要的时间。 单位：秒、分、时、年等。,1-4 放射性气体的危害与防护,氡及其子体的衰变方式衰变：衰变过程中释放出粒子（氦原子核），穿透力
17、较弱，在空气中的射程为2.5-10厘米；在生物组织中的射程为30-110微米（m）,不能穿透人体皮肤层。但电离能力强。衰变：衰变过程中释放出高速电子，穿透力较射线强，但电离能力较射线弱。衰变：衰变过程中产生波长极短的电磁波，能量在0.04-4兆电子伏（MeV）之间。穿透力较带电粒子强得多。,1-4 放射性气体的危害与防护,氡及其子体的衰变规律 氡 镭A 镭B 镭C 镭C 镭D 铅,3.825天 3.05分 26.8分 19.7分, ,1.610-4 秒 22年, ,氡的短寿命子体： 从镭A到镭D所有子体的统称。 氡子体为固态物质，与物质粘附性很强，易与粉尘结合粘附而形成放射性气溶胶。,放射性气
18、体及其危害,氡及其子体的危害作用方式直接作用：是指生物分子直接受到电离辐射的作用而吸收辐射能量，导致机体损伤。间接作用：是指辐射对生物体中的水分子作用，产生活性粒子（氢原子等），活性粒子与生物分子作用而使生物体功能、结构发生损伤。由于生物体内含有大量的水分子，因此电离辐射对生物体的作用主要是间接效应。,放射性气体及其危害,氡及其子体的危害作用过程物理阶段：生物分子和水分子吸收辐射能量而发生电离，产生初级活性粒子。化学阶段：活性粒子与周围介质反应，生物分子受到损伤。生物学阶段：通过大量微观生物分子损伤，导致宏观的生物损伤效应，如疾病、癌变等。,放射性气体及其危害,人体受害表现射线内照射：电离能力
19、强, 穿透能力弱, 多引起呼吸道系统疾病，尤其对肺部危害最大，可导致肺部的癌病变。射线外照射：电离能力比射线弱, 但穿透力较强, 能穿透人体薄弱组织（如眼睛），而引起危害。要注意对眼睛的防护。射线外照射：穿透力很强,照射危害多表现为神经系统和血液系统的疾病。当射线剂量很高时，还会造成死亡。,放射性气体及其危害,氡及其子体的浓度氡浓度：用单位体积空气中所含的放射性活度来表示。国际单位为贝可/升(Bq/L),非国际单位有居里/升, 艾曼。1居里/升=11010 艾曼3.71010 Bq/L。氡子体浓度：常用潜能值表示潜能值：指单位体积空气中所含氡子体的原子全部衰变成镭D所释放粒子的能量总和。国际单
20、位为微焦/米3（J/m3）, 非国际单位为兆电子伏/升(MeV/L)。,放射性气体及其危害,我国放射性防护规定 氡允许浓度：3.7Bq/L(即1个艾曼)。氡子体允许的潜能值： 6.4J/m3，相当4104 MeV/L，或相当于0.3个工作水平，1个工作水平=1.3105 MeV/L。表面污染规定：放射卫生防护基本标准GB4792-84）,放射性防护,电离辐射防护方法：辐射危害必须具备辐射源、危害途径和受照射人员这三个条件才引起危害，因此，防护也应该从这三个条件入手。控制辐射源，降低源的辐射能量：具体措施：采用密闭法，将源密闭，防辐射泄漏。降低源的辐射强度。采用屏蔽隔离法，控制辐射危害途径与过程
21、：在源与人员之间设屏蔽障，选用合适的屏蔽材料和厚度可降低到达人员的辐射量。,放射性防护,辐射屏蔽材料及厚度要符合要求：粒子采用纸或布屏蔽即可；粒子采用铝板的厚度不小于5.3mm，铅板厚度不小于1.4mm；射线采用铝板的厚度不小于70mm，铅板厚度不小于7.6mm。增大辐射源与人员之间的距离： 辐射强度与距离的平方成反比，因此增大距离是一种很有效的方法。,加强通风防尘： 降低空气中放射性粉尘的浓度，尤其控制粒子的内照射方面，这是一条很有效的方法措施。缩短受照射的时间，即缩短工作时间： 危害是一个过程，是时间的函数，因此缩短时间可降低危害程度。个体防护： 如辐射防护服，口罩，防护目镜等。,放射性防
22、护,人的冷热感觉与空气的温度、相对湿度、流速和周围物体表面温度等因素有关。 人体散热主要是通过皮肤与外界的对流、辐射和表面汗分蒸发三种形式进行的。对流换热取决于空气的温度和流速。辐射散热与空气的温度无关，只取决于周围物体表面的温度。蒸发散热主要取决于空气的相对湿度和流速。,1.5 气候条件参数与热湿环境对人的影响,舒适气温：舒适的气温为1520。作业环境气温影响因素：空气受压与膨胀热源氧化生热水蒸发通风量大气温度等。其中，有的升温，有的降温。,1.5 气候条件参数与热湿环境对人的影响,气候条件参数 -气温,气候条件参数 -气温,作业环境气温要求：温度安全限度的确定原则，通常是以不出现生理危险或
23、伤害作用的温度作为极限标准。如果温度超过安全限度，将出现高温或低温生理危险和伤害。在工业生产中根据作业特征和劳动强度不同，要求有不同的热环境。,气候条件参数 -气温,高温作业分级：当人们处在高气温或同时存在高气温和高湿度或强烈热辐射的环境下作业时，就称为高温作业。国家标准按作业场所的室温与本地区夏季室外通风设计计算温度的温差大小，以及劳动者在一个工作日内劳动时间率的高低不同，将高温作业分为4级，其中级高温作业对人危害最大。,气候条件参数 -气温,改善高温环境的措施：设计合理的工艺过程，改进生产设备和操作方法： 是改善高温作业劳动条件的根本措施，工艺流程的设计宜采用机械化、自动化，使操作工人远离
24、热源。如：湿式作业。根据具体条件采取必要的隔热和通风降温措施：使环境温度保持在舒适范围或人体可耐受范围内。超过允许热暴露阈限值时，必须对暴露时间加以限制。 特殊高温作业工人(炉补热修、清理钢包等)防护： 为防止强烈热辐射作用，需佩戴隔热面具和穿着隔热、通风的防热服，如喷金（铜）隔热面罩、铝膜布隔热冷风衣等。 采用通风降温、空气调节、局部冷却降温等方法。,气候条件参数 -气温,最高温度计球部示意图,最低温度计球部示意图,气候条件参数 -气温,双金属温度计,径向型,数字式温度计,气候条件参数 风速,作业环境的风速影响人体的对流散热 对不同的气温和湿度, 所要求的风速也不同, 一般空气温度较高，湿度
25、较大时, 也要求较大的风速。,气候条件参数 湿度,湿度：衡量空气中含水蒸汽量的一个指标绝对湿度:空气中实际含湿量，指单位体积或单位质量空气中所含水蒸汽的质量。单位g/m3 或 g/Kg。也可以用空气中的水蒸汽分压来表示，单位为：帕（Pa）,千帕（KPa）。饱和空气:当空气中水蒸汽含量达到该温度下所能容纳的最大值时，空气处于饱和状态，该状态下的空气称为饱和空气。相对湿度:指某一体积空气中实际含有的水蒸汽量Ms与同温度下的饱和空气水蒸汽量的比值。,气候条件参数湿度,相对湿度（%）的定义式为：式中 Ms空气中实际含有的水蒸汽量，g； Mb饱和空气水蒸汽量，g； Ps空气的实际水蒸汽分压（Pa）； P
26、b饱和空气的水蒸汽分压（Pa）。,气候条件参数湿度,人感觉空气潮湿程度与相对湿度有关，而与绝对湿度没有直接关系。 湿度影响人体蒸发散热。舒适的湿度为5060。车间相对湿度要求与散热、气温等因素有关。,气候条件参数湿度,相对湿度测定（hygrometry）,干、湿温度计法毛发湿度计法氯化锂湿度计法hygrometerrelative humidity,相对湿度测定（hygrometry）,毛发湿度计法,原理图,实物图,干、湿温度计测定法原理,由干温度计和湿温度计组成。湿温度计液球上的纱布中的水分蒸发时，吸收热量，温度下降，干、湿温度计之间就形成温度差t。温度差t与相对湿度成正比。根据t值及干温度
27、或湿温度查表即得相对湿度 。,干、湿温度计法类型,悬吊式湿度计手摇式湿度计吸风式湿度计,干、湿温度计法类型,吸风式湿度计,数字式湿度计,气候条件参数-卡他度,散热强度：指物体表面单位表面积在单位时间内向外散发的热量。单位为毫焦/厘米2 秒（mJ/cm2）。散热强度是气温、湿度和风速的函数, 即: 散热强度=f(气温,湿度,风速)卡他度：是卡他计在平均温度为36.5(模拟人体平均体温)时液球单位表面积上在单位时间内所散发的热量(mJ/cm2)。是一种评价作业环境气候条件的综合指数。,卡他度的测定,卡他计 干卡他度测定 卡他度测定,卡他度的计算,计算式：HD = F / tHD-卡他度，mJ/cm2.s；F-卡他计常数，mJ/cm2；t-液位从38度降到36度的时间，s。,舒适卡他度值,主要综合防止措施有：改革工艺方法, 设备, 布置及操作方法合理化;采用通风净化除尘措施; 加强管理，建立严格的管理制度; 采用个体防护等。,1.6 工业有害物的综合防治措施,包括：有毒有害气体的测定; 气候参数的测定; 卡他度的测定。 具体内容、测定方法、仪器等已在前面相应的内容叙述部分讲解。要进一步了解可点击有关的实验视频内容。,1.7 工业有害物与气候参数的检测,
