Тема 4. Санитарно-гигиеническое исследование воздуха на загрязнение его отдельными химическими веществами и пылью

Цель занятия:

1. Освоение методов отбора проб воздуха и анализа их на содержание химических газообразных примесей и пыли.

2. Определение в воздухе учебного помещения углекислого газа и отдельно, применительно к воздуху производственных помещений и атмосферному воздуху, сернистого ангидрида, окислов азота и пыли.

3. Составление гигиенического заключения по полученным данным.

Место проведения занятия: учебно-профильная лаборатория гигиены атмосферного воздуха.

Атмосферный воздух является важной и неотъемлемой составной частью биосферы. Воздух представляет собой смесь газов, включающих в себя постоянные составные части атмосферы (азот, кислород, углекислый газ, инертные газы и водяные пары), а также различные примеси как природного происхождения, так и обусловленные деятельностью человека. Кроме перечисленных газов воздух содержит в непостоянных количествах взвешенные вещества.

В жилых помещениях и в местах общественного пользования (школы, кинотеатры, больницы и пр.) при длительном пребывании большого количества людей в условиях недостаточной вентиляции происходит изменение химического состава и физических свойств воздушной среды. При этом увеличивается количество углекислого газа, накапливаются летучие жирные кислоты, аммиак, меркаптаны, сероводород, снижается количество кислорода, повышается температура и влажность воздуха, появляются тяжелые ионы, а также увеличиваются бактериальная обсемененность и количество пыли в воздухе. При этом повышенное содержание углекислого газа принято считать за индикаторный показатель загрязнения воздуха в жилых и общественных помещениях. Допускается увеличение концентрации углекислого газа в воздухе коммунальных помещений до 0,1%.

В связи с развитием промышленности, автомобильного транспорта отмечается загрязнение атмосферного воздуха и воздушной среды производственных помещений такими универсальными загрязнителями, как сернистый газ, оксид и диоксид углерода, оксиды азота и пыль, образующиеся при сжигании различных видов топлива (каменный уголь, мазут, бензин и др.).

Денатурализация атмосферного воздуха и воздуха производственных помещений может привести к повышению заболеваемости населения и возникновению профессиональных заболеваний у работающих.

В Российской Федерации охрана атмосферного воздуха проводится на основании закона «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» (1999 г.), закона «Об охране окружающей среды» № 7-ФЗ (2002 г.), закона об охране атмосферного воздуха (1999 г.), санитарных правил и нормативов «Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест» (СанПиН 2.1.6.1032-01), гигиенических нормативов «ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест» (ГН 2.1.6.1338-03), санитарных правил и нормативов «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям» (СанПиН 2.1.2.1002-00) и других нормативных документов.

Таблица 16

Предельно допустимые концентрации некоторых газов и пыли в воздушной среде

Наименование ингредиентов	Помещения	Атмосферный воздух
Комму­нальные	Производ­ственные	Максимально разовая	Среднесу­точная
Углекислый газ, %	0,1
Сернистый газ, мг/мЗ			0,5	0,05
Окислы азота, мг/мЗ			0,085	0,085
Пыль нетоксическая, мг/мЗ			0,05	0,15
Пыль, содержащая более 70% кремния, мг/мЗ
Пыль цемента, глин, не содержащая свободной окиси кремния, мг/мЗ

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Определение углекислого газа основано на поглощении его раствором углекислого натрия с последующим титрованием не связанной части углекислого натрия соляной кислотой. Реакция:

Na₂CO3 + HCl = NaHCO₃ + NaCl

Отбор проб воздуха проводят в различных точках помещения на высоте 1,5 м (рабочая зона). Для этого колбу определенной емкости заполняют водой и выливают ее в точке отбора. Затем открывают зажим у длинной трубки в пробке колбы и наливают 10 мл поглотительного раствора углекислого натрия и 2 капли фенолфталеина, после чего зажим закрывают. Через каждые 10 минут содержимое колбы встряхивают для лучшего контакта воздуха с поглотительным раствором. Через час содержимое колбы титруют 0,02-н раствором соляной кислоты до полного обесцвечивания. Титрование проводят через вторую трубку. Результаты титрования записывают. Для определения первоначального титра раствор углекислого натрия его вновь приливают в колбу черев резиновую трубку в количестве 10 мл и проводят второе титрование 0,02-н соляной кислотой до обесцвечивания.

Содержание углекислого газа рассчитывают по формуле:

, где

0,44 – количество мг углекислого газа, которому соответствует 1 мл 0,2-н раствора соляной кислоты;

С ₂ – объем раствора соляной кислоты в мл, пошедший на второе титрование;

С₁ – объем раствора соляной кислоты в мл, пошедший на первое титрование;

В ₀ – объем воздуха колбы в л после приведения его к нормальным условиям (0°С и 760 мм рт.ст.);

В ₁ – объем приливаемого до первого титрования раствора углекислого натрия (0,01 л);

0,508 – коэффициент для пересчета мг углекислого газа в мл (1 мг углекислого газа при нормальных условиях занимает объем 0,508 мл).

Приведение объема воздуха колбы к нормальным условиям производят по следующей формуле:

где

А – полный объем колбы в л;

273° – абсолютная температура, соответствующая 0°С;

Р – атмосферное давление в мм рт.ст. при условиях анализа;

Т° – температура воздуха при условиях анализа;

760 – атмосферное давление в мм рт.ст., соответствующее нормальным условиям.

Примечание. Для того, чтобы получить содержание СО₂ в %, следует полученное значение в ‰ разделить на 10.

2. Определение сернистого газа основано на способности его в кислой среде с фуксинформальдегидным реактивом, образовывать соединения фиолетового цвета. По интенсивности окраски колориметрически определяют концентрацию сернистого газа.

Исследуемый воздух протягивают с помощью водяного аспиратора через два последовательно соединенных поглотителя Полежаева, в каждый из которых предварительно вносят пипеткой по 2 мл поглотительного раствора, содержащего 0,01 н раствор едкого натра в 5% водном растворе глицерина. После протягивания 0,5 л воздуха поглотительный раствор из поглотителей Полежаева, в каждый из которых предварительно вносят пипеткой в каждую по 1 мл фуксинформальдегидного ререактива и через 20 минут колориметрируют, сравнивая с пробирками стандартной шкалы. Результаты колометрирования обеих пробирок суммируют.

Перед расчетом объем взятого для анализа воздуха (0,5 л) приводят к нормальным условиям по формуле и подсчитывают концентрацию сернистого газа (мг/м³) в воздухе:

, где

С – количество сернистого газа по всей пробе по результатам колориметрирования, мг;

В ₀ – объем пробы воздуха при нормальных условиях, л;

1000 – перевод л в м³.

3. Определение концентрации окислов азота. Это исследование проводят экспресс-методом с помощью универсального газоанализатора УГ-2 (рис.5). Данный прибор позволяет быстро определять различные химические вещества в воздухе, в т.ч. окислы азота.

Рис 5. Газоанализатор универсальный УГ-2

Принцип определения основан на измерении длины столбика индикаторного порошка в стеклянном трубочке, изменившего свою окраску после пропускания через нее воздуха с исследуемым веществом.

Воздух протягивается через индикаторную трубочку после предварительного сжатия сильфона (резинового баллончика) штоком, на котором обозначены объемы протягиваемого воздуха. Значение требуемого объема должно быть обращено к фиксирующей кнопке. Шток плавно отпускают. При этом черед индикаторную трубочку засасывается порция воздуха. Длина окрашенного столбика индикаторного порошка в трубке пропорциональна концентрации анализируемого газа в воздухе и измеряется по шкале, градуированной в мг/м³.

4. Определение величины запыленности воздушной среды. В санитарной практике отбор проб воздуха на запыленность осуществляют аспирационным методом с фильтрацией определенного объема воздухе через специальные фильтры типа АФА-ХП-20.

Непосредственно само количественное определение производят весовым методом. Для этого:

1. Взвешивают на аналитических весах фильтр до отбора пробы воздуха.

2. Помещают его в аллонж (специальный патрон).

3. Аллонж с резиновой трубкой присоединяют к электрическому аспиратору, скорость протягивания воздуха которого отрегулирована и составляет 1 л/мин.

4. Протягивают через фильтр воздух с указанной скоростью в течение 1 мин.

5. Извлекают фильтр из аллонжа и взвешивают на аналитических весах.

6. Рассчитывают количество пыли в мг/м³ (предварительно объем воздуха приводят к нормальным условиям по формуле):

, где

С – разность массы фильтра после и до протягивания воздуха, мг;

В ₀ – объем пробы воздуха при нормальных условиях, л;

1000 – перевод л в м³.

Таблица 17

Сводные данные проведенных исследований

Ингредиенты	ПДК для воздуха	Обнару­женные концентра- ции
Помещений	Атмосферы
Комму­нальных	Произ­водст­вен­ных	Макси­мально разовая	Средне­суточ­ная
1. Углекислый газ, %
2. Сернистый ангидрид, мг/м3
3. Окислы азота, мг/мЗ
4. Пыль, мг/мЗ

Гигиеническое заключение. Полученные данные сравнивают с ПДК загрязнителей: для воздуха учебной лаборатории (по показателю загрязнения – углекислому газу) и применительно к воздуху производственных помещений (по химически вредным ингредиентам).

Контрольные вопросы.

1. Нормальный состав атмосферного воздуха и гигиеническое значение различных примесей.

2. Понятие об универсальных загрязнителях атмосферного воздуха и воздуха коммунальных помещений.

3. Гигиеническое значение определения в воздухе углекислого газа.

4. Влияние сернистого газа на организм человека и объекты внешней среды.

5. Токсическое влияние окислов азота.

6. Пыль и профессиональные заболевания пылевой этиологии.

7. Характеристика основных методов отбора воздуха на рабочем месте.

8. Законы и нормативные документы, регламентирующие охрану атмосферного воздуха и воздуха жилых и производственных помещений.

9. Основные мероприятия по охране атмосферного воздуха.