Чистота воздуха помещений. Запыленность воздуха

Система, состоящая из газа (воздуха) и взвешенных в нем твердых частиц, называется аэрозолем. По происхождению аэрозоли делятся на две группы:

• дисперсионные аэрозоли, образующиеся при диспергировании (измельчении, распылении) твердых и жидких веществ и перехо­де порошкообразных тел во взвешенное состояние под действи­ем воздушных потоков, сотрясений и т. п.;

• конденсационные аэрозоли, образующиеся при объемной конденсации пересыщенных паров и в результате газовых реакций ведущих к образованию нелетучих продуктов.

Различие между этими группами аэрозолей помимо их происхождения заключается в том, что дисперсионные аэрозоли в боль­шинстве случаев грубее, чем конденсационные, обладают большим разнообразием частиц по их размерам и форме. Например: игловая форма частиц асбеста сохраняется вплоть до размеров ниже разрежающей способности электронного микроскопа. Длина игл асбеста может превышать их диаметр в несколько сот раз. В конденсационных аэрозолях твердые частицы весьма часто представляют собой рыхлые агрегаты из очень большого числа первичных частиц, имеющих правильную кристаллическую или ша­рообразную форму.

Различают три основных вида аэрозолей: пыль, дым, туман.

Пыль представляет собой дисперсионный аэрозоль с твердыми частицами независимо от их размера. В инженерной практике пылью называют не только среду с взвешенными частицами — аэрозоль, но и сами пылевидные частицы, составляющие дисперс­ную фазу аэрозоля.

Дым — конденсационный аэрозоль с твердыми частицами не­зависимо от их размера.

Туман - дисперсионный и конденсационный аэрозоль с жидкими частицами.

Наиболее существенными свойствами аэрозолей являются:

а) усиление химической и физической активности веществ, вследствие резкого увеличения суммарной внешней поверхности при его диспергировании;

б) преломление и рассеивание света, что используется для маскировки с помощью дымовых завес;

в) способность проникать через мельчайшие отверстия и не плотности

Кроме того, отдельным видам аэрозолей присущи такие свой­ства, как токсичность, радиоактивность, наличие болезнетворных бактерий на твердых частицах и другие свойства, определяемые составом веществ частиц, составляющих дисперсную фазу аэро­золя.

В практике вентиляции чаще приходится иметь дело с пылью, поэтому далее рассматриваются процессы и устройства для очист­ки воздуха от пыли.

В воздухе помещений присутствуют аэрозоли — аэродисперсные системы, содержащие твердые или жидкие взвешенные аэрозольные частицы, аэрозоли. Частицы пыли, находящиеся во взвешенном состоянии, попадают в органы дыхания, на слизистые оболочки органов зрения, кожу и частично могут попадать в желудочно-кишечный тракт. Крупность пыли и ее форма харак­теризуют степень ее воздействия: чем мельче пыль, тем глубже она проникает в дыхательные пути. Крупно- и среднедисперсная пыль при диаметрах частиц 1,8, 2. 8, 12 мкм задерживаются в верхних дыхательных путях органами дыхания соответственно в объеме 12, 20, 57, 93 % от общего объема пыли, вдыхаемого в организм. Мелкодисперсная и очень мелкодисперсная пыль, наи­более вредная для организма, попадая в легкие, может оседать там в альвеолярной области в количестве до 80 %.

Наиболее опасна для организмов такая пыль, которая содер­жит частицы кварцевой, асбестовой пыли, пыли никеля и его со­единений, пыли хрома и оксида свинца, которые являются фиброгенными, т. е. вызывающими легочную фиброзу (усиленный рост соединительной ткани в легких). Асбестоз, силикоз, аллергические и астматические отравления и другие заболевания легких являются результатом воздействия вредной мелкодисперс­ной и очень мелкодисперсной пыли при долговременном пребывания живых организмов в пыльной зоне.

Важными характеристиками пыли являются слипаемость, горючесть и взрывчатость. Повышенная слипаемость пыли затрудняет работу средств очистки воздуха, Чем мельче пыль, тем боль­ше поверхность контакта в ее скоплении и соответственно боль­ше слипаемость, также слипаемость увеличивается при увлажнении пыли, независимо от ее дисперсности.

Измельченные вещества, как известно, обладают повышенной химической активностью, в частности к способности окисления с выделением теплоты. При определенных условиях такая способность может привести к горению измельченного вещества.

Воспламенение пыли в воздухе возникает от какого-то источ­ника воспламенения, самовоспламенение пыли происходит в ре­зультате самоускорения экзотермической реакции окисления, при которой скорость тепловыделения преобладает над скоростью теплоотвода за пределы системы. Температуры воспламенения и са­мовоспламенения пылей различны. Горение аэрозолей, которые заполнили замкнутый объем, как правило, происходит в виде хи­мического взрыва. Такое горение распространяется при опреде­ленных концентрациях аэрозолей, минимальные и максималь­ные значения которых называют нижними (С^ниж) и верхними (С^верх) концентрационными пределами взрыва. Аэрозоли, нахо­дящиеся в замкнутых объемах, концентрации которых (С_х) ле­жат в пределах , взрывоопасны, аэрозоли, кон­центрации которых , являются безопасными.

Различают четыре класса аэрозолей по взрыво- и пожароопасности:

1-й класс — наиболее взрывоопасные аэрозоли с нижним пре­делом взрывоопасности до 15 г/м³ (аэрозоли сахара, торфа, серы, канифоли, эбонита);

2-й класс — взрывоопасные аэрозоли с нижним пределом взрываемости от 16 до 65 г/м³ (аэрозоли льна, крахмаля, мучной пыли, сланцев, алюминия);

3-й класс — наиболее пожароопасные аэрозоли с нижним пре­делом воспламенения более 65 г/м³ и с температурой самовос­пламенения до 250 °С (для табачной пыли t_воспл=205 °С, для элеваторной — t _воспл=250 °С);

4-й класс — пожароопасные аэрозоли с нижним пределом вос­пламенения более 65 г/м³ и температурой самовоспламенения выше 250 °С (для древесных опилок t _воспл=275 °С),

Воздушные выбросы промышленных предприятий и отопи­тельных центров, механическая и ветровая эрозия почв и другие естественные и искусственные процессы происходящие в приро­де, приводят к тому, что пыль практически всегда содержится в атмосферном воздухе и воздухе помещений зданий.

Количество пыли в атмосферном воздухе может быть весьма различным, В местности со сплошным зеленым массивом над озерами и реками количество пыли в воздухе составляет менее 1 мг/м³, в промышленных городах — 3-10 мг/м³, в городах с неблагоустроенными улицами — до 20 мг/м³. Размеры частиц колеблются от 0,02 до 100 мкм.

Санитарные нормы нашей страны ограничивают среднесуточную предельно допустимую концентрацию, нетоксичной пыли в атмосферном воздухе значением 0,15 мг/м³ т. е. воздух считается чистым, если С_п < 0,15 мг/м³. Воздух считается слабо загрязненным, если 0,15 < С_п < 0,5 мг/м⁸, сильно загрязненным, если 0,5 < С_п < 1 мг/м³, и чрезмерно загрязненным, если 1 < С_n < 3 мг/м³.

Концентрация пыли в жилых и общественных зданиях с по­стоянным и периодическим пребыванием людей во многом за­висит от вида деятельности людей, культуры, санитарно-бытовых условий и других факторов. Обычно она такая же, как в атмо­сферном воздухе, но иногда может быть и выше, но, как правило, не превышает 10 мг/м³. В воздухе помещений до 90 % частиц пыли имеют размеры менее 2 мкм и 10 % — размеры от 5 до 10 мкм.

Санитарно-гигиенические требования к чистоте воздуха помещений определяются не только по условиям комфортности пребывания людей, но и всем объемом условий, обеспечивающих безопасность жизнедеятельности организма.

Важным показателем чистоты воздуха в помещении является загрязненность воздуха микроорганизмами.

Большинство микроорганизмов, находящихся в воздухе, не опасны для человека. Однако в воздухе помещений могут быть и такие микроорганизмы, которые являются возбудителями различ­ных болезней. Поэтому биологическую загрязненность воздуха оценивают по общему количеству всех микроорганизмов в возду­хе помещений. Воздух помещений считается загрязненным, если концентрация микроорганизмов в нем превышает 4500 шт./м³. Активными выделителями микроорганизмов являются люди. Интенсивность выделения микроорганизмов повыша­ется с увеличением физической активности организмов. Так, ин­тенсивность выделения микроорганизмов человеком при медлен­ном перемещении составляет 25 шт./с, при быстром перемеще­нии — 250 шт./с, а при выполнении физической работы средней тяжести — 1670 шт./с. В среднем в сутки эта величина составля­ет 133 шт./с.