Проведем анализ вредных веществ, выделяемых при травлении меди с пробельных участков.

Травление меди с плат производится в растворе азотной и соляной кислот в ванне для травления. Затем осуществляется промывка платы в 3% растворе соляной кислоты (таблица 1.).

Травление резистивного слоя на платах осуществляется в ванне с раствором азотной кислоты.

При проведении технологических операций: получение рисунка схемы, проявление, травление меди - вредным фактором является содержание в воздухе рабочей зоны паров соляной кислоты, растворителя, этилового спирта и двухлористой меди.

Концентрация вредных веществ в воздухе должна соответствовать ГОСТ 12.1.005-88. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны производственных помещений приведены в таблице 1.

Таблица 1.

№ п/п	Вещество	Предельно допустимая концентрация, мг/м3	Класс опасности
1	Кислота соляная	5	2
2	Кислота азотная	4	2
3	Спирт этиловый	100	4
4	Ацетон	300	4

Ниже описано влияние каждого производственного фактора на человека.

При работе с кислотами согласно ГОСТ 12.1.005-88 предельно допустимая концентрация паров соляной кислоты в воздухе рабочей зоны - 5 мг/м³, кислоты азотной в воздухе рабочей зоны - 4 мг/м³, аммоний хлористый – 0,5 мг/м³. Максимальный класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76 - 2 (высокоопасные вещества); 

Очень опасны пары хлороводорода, образующиеся при взаимодействии с воздухом концентрированной соляной кислоты. Они раздражают слизистые оболочки и дыхательные пути. Ингаляционные поражения соляной кислотой вызывают катары дыхательных путей, разрушение зубов, помутнение роговицы глаз, изъязвление слизистой оболочки носа, желудочно-кишечные расстройства. Острое отравление сопровождается охриплостью голоса, удушьем, насморком, кашлем.

Азотная кислота, попадая на кожу, в глаза, либо в желудочно-кишечный тракт, коагулирует тканевые белки, вызывая дегидратацию тканей. При тяжелых отравлениях отек легких в течение первых суток; резкая слабость, тошнота, одышка, кашель с обильной (до 1,5 л в первые сутки) мокротой лимонно-желтого цвета, цианоз губ, лица, пальцев рук; изо рта — специфический едкий запах

Также опасны ингаляционные поражения. Токсический отек легких обусловлен нескольких факторов, способных приводить к задержке воды в организме. К таким относятся: увеличение фильтрационной поверхности сосудов малого круга, повышение давления в капиллярах легких, повышение проницаемости их сосудистой стены, понижение онкотического давления крови, уменьшенное противодавление фильтрующейся воды со стороны паренхимы легких, повышение гидрофильности легочной ткани, нарушение лимфооттока из легких.

Ацетон (малоопасные вещества) поражает различные отделы центральной нервной системы, активно угнетает окислительные ферменты. Выделяется из организма через легкие, почки и кожу. При пероральном отравлении появляются тошнота, рвота, боли в животе, в тяжелых случаях уже через несколько минут наступает потеря сознания. Отмечается цианоз кожи и слизистых оболочек, сухожильные рефлексы отсутствуют, зрачки сужены, не реагируют на свет, изо рта ощущается запах ацетона. Уже через 45-60 мин после приема жидкости возможна остановка дыхания. В тяжелых случаях смерть может наступить через 6-12 ч после приема жидкости.

Спирт этиловый (малоопасные вещества) при наружном применении оказывает местное раздражающее, рефлекторное и резорбтивное (развивающееся вследствие всасывания в кровь) действие. Раздражающий и противомикробный эффекты по мере увеличения концентрации возрастают. Резорбтивное действие сказывается преимущественно на центральной нервной системе. Пары спирта оказывают вяжущее, дубящее и прижигающее действие. Вяжущее действие способствует ограничению воспалительного отека тканей, а раздражающее - увеличению кровенаполнения сосудов. Спирт подавляет синтез простагландинов (биологически активных веществ), поэтому тормозит моторику миометрия (сократимость мышечного слоя матки).

2.5.1. В результате анализа было установлено, что концентрации химических веществ, используемых при травлении меди, выделяемые в область рабочей зоны, могут превышать предельно допустимые нормы. По Р 2.2.2006 – 05 делается вывод о том, что класс условий труда вредный(3 класс), характеризующийся наличием вредных факторов. Следовательно, необходимо обеспечить подходящие мероприятия, для уменьшения неблагоприятного воздействие на организм работника.

Проведем анализ вредных веществ, выделяемых при пайке.

Для расчета концентрации вредных веществ в рабочей зоне, образующихся при пайке, необходимо предварительно определить массу припоя, расходуемого на одну операцию.

При расчете расхода припоев для пайки учитываются: масса припоя, затрачиваемая на образование галтелей и наплывов; масса припоя, расходуемая на угар и другие безвозвратные потери. Используемый припой – ПОС-61, позволяет производить ручную пайку без использования флюса. Кроме того, предварительно производят формовку и зачистку контактов, что так же позволяет обходиться без флюса.

Масса припоя зависит от вида производимых операций и рассчитывается следующим образом:

1. Масса припоя М₁, наносимого на одну деталь при пайке:

(1)

где a = 0,1 мм – сборочный зазор; b – ширина шва (4 мм), мм; l – длина шва (6 мм), мм; ρ = – плотность припоя; φ – коэффициент припоя, расходуемого на наплывы (без галтелей); φ = 1,1 – 1,4; α – коэффициент учета угара и безвозвратных потерь припоя; α = 1,0 – 1,5.

(2)

2. Масса припоя М₂, необходимая для получения одного соединения в соответствии с выбранной формой паяных соединений и размерами платы.

(3)

где d_отв – диаметр отверстия платы; d_отв = d_в + 0,3мм; d_в – диаметр вывода, мм; d_в ≈ 0,7мм; β = 1,2 – коэффициент учета объема галтелей и потерь припоя в процессе пайки; h = 1,5 мм – толщина платы;

г (4)

После определения расхода припоя на одну операцию необходимо рассчитать массу припоя, расходуемую одним электромонтажником за 1ч работы.

Для одной пайки паяльной станции PACE ST-45 потребуется определенное время. С учетом перерывов при выполнении операций возьмем 1800 паек.

Суммарная масса припоя М_пр за 1 час работы составит:

М_пр = nM_i , где i = 1,2. (6)

г.

В состав применяемых в промышленности припоев входят различные вещества. Чтобы определить массу какого-либо компонента М_ком, используемого в припое за 1 час работы, необходимо умножить суммарную массу припоя на процентное содержание этого компонента в припое.

, (7)

где N_ком – процентное содержание компонента в припое. В данном случае используется ПОС-61.

Состав ПОС-61 приведен в таблице 2.

Таблица 2

Марка припоя	Масса составных частей
ПОС-61	Олово	Сурьма	Примесей не более, %			Свинец
			Медь	Висмут	Мышьяк
	56 - 61	0,05	0,05	0,1	0,03	38,77 - 43,77

Массы компонентов приведены в списке ниже.

Олово	Мком = 0,585 = 16,263 г
Сурьма	Мком = 0,0005 = 0.0139 г
Медь	Мком = 0,0005 = 0.0139 г
Висмут	Мком = 0,001 = 0.0278 г
Мышьяк	Мком = 0,0003 = 0.00834 г
Свинец	Мком = 0,4127 = 11.47 г

В процессе пайки в воздух рабочей зоны за 1 час работы выделяется от 0,02% до 0,04% массы каждого компонента, т.е.

m_{пар.ком.} = (0,0002 – 0,0004) М_ком. (8)

Информация о массах, выделяемых в воздух рабочей зоны, приведена ниже в списке.

Олово	mпар.ком. = 0,0003 16,263 = 4,8789 мг
Сурьма	mпар.ком. = 0,0003 0.0139 = 0,00417 мг
Медь	mпар.ком. = 0,0003 0.0139 = 0,00417 мг
Висмут	mпар.ком. = 0,0003 0.0278 = 0,00835 мг
Мышьяк	mпар.ком. = 0,0003 0.00834 = 0,0025 мг
Свинец	mпар.ком. = 0,0003 11.47 = 3,441 мг

Фактическая концентрация каждого компонента в воздухе рабочей зоны определяется по формуле:

, (9)

где V_р.з – объем рабочей зоны; V_р.з = 3 – 5 м³. Объем рабочей зоны принят 4м³.

Информация о фактических концентрациях выделяющихся веществ, приведена ниже в списке.

Олово	Кф = 4,8789 /4 = 1,219 мг/ м3
Сурьма	Кф = 0,00417 /4 = 0,00104 мг/ м3
Медь	Кф = 0,00417 /4 = 0,00104 мг/ м3
Висмут	Кф = 0,00835 /4 = 0,002089 мг/ м3
Мышьяк	Кф = 0,0025 /4 = 0,000625 мг/ м3
Свинец	Кф = 3,441 /4 = 0,8605 мг/ м3

В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ определим предельно допустимые концентрации вышеприведенных веществ в воздухе рабочей зоны.

Таблица 3

Вещество	ПДК, мг/ м3	Класс опасности
Олово	10	III
Сурьма	0,5/0,2	II
Медь	1/0,5	II
Висмут	0,5	II
Мышьяк	0,04/0,01	II
Свинец	0,01/0,005	I

Из таблицы 3 видно, что превышение ПДК есть только по свинцу, причем примерно в 30 раз. По Р 2.2.2006 – 05 делается вывод о том, что класс условий труда опасный(4).

Опасные (экстремальные) условия труда (4 класс) характеризуются уровнями факторов рабочей среды, воздействие которых в течение рабочей смены (или ее части) создает угрозу для жизни, высокий риск развития острых профессиональных поражений.

Ниже приводится влияние каждого вещества на человека.

При высоких уровнях воздействия свинец нарушает функционирование мозга и центральной нервной системы, вызывая кому, судороги и даже смерть. Выжившие после тяжелого отравления свинцом, могут страдать от задержки психического развития и поведенческих расстройств. При более низких уровнях воздействия, свинец влияет на развитие мозга и приводит к снижению коэффициента умственного развития (IQ), к поведенческим изменениям, например к сокращению продолжительности концентрации внимания и усилению антиобщественного поведения, а также к ухудшению усвоения знаний. Воздействие свинца также вызывает анемию, гипертензию, почечную недостаточность, иммунный токсикоз и токсичность для репродуктивных органов. Неврологические и поведенческие последствия воздействия свинца считаются необратимыми. Для лиц, контактирующих со свинцом в ходе профессиональной деятельности, ингаляционным путем усваивается около 35% металла, поступившего в дыхательную систему вместе с вдыхаемым воздухом. Маленькие частицы свинца (до 1 mм) распределяются по большой поверхности альвеол легких и практически полностью абсорбируются. Частицы большего размера удаляются реснитчатым эпителием дыхательной системы и частично поглощаются макрофагами. Свинец накапливается в костях, частично замещая кальций в фосфате. Попадая в мягкие ткани – мышцы, печень, почки, головной мозг, лимфатические узлы – свинец вызывает заболевание – сатурнизм. Как и многие другие тяжелые металлы, свинец блокирует деятельность некоторых ферментов. При этом развивается анемия, поражаются кроветворная система, почки и мозг, снижается интеллект.

В производственных условиях мышьяк и его соединения поступают в организм через органы дыхания и желудочно-кишечный тракт. При остром отравлении мышьяком наблюдаются рвота, боли в животе, понос, угнетение центральной нервной системы. Мышьяк способен задерживаться в организме и образовывать депо в костях, печени, стенках желудка, почках, коже, волосах, ногтях и в меньшем количестве в мозге. Хронические отравления могут наблюдаться у лиц, подвергающихся длительному воздействию паров или пыли мышьяковистых соединений, проникающих в организм через дыхательные пути или кожу.

Медь и ее соединения оказы­вают раздражающее действие на слизистые оболочки дыхательных путей, пищеварительного аппарата. Могут также вызывать гемолиз крови и дегенеративные изменения в паренхиматозных органах. Ме­ханизм токсического действия аналогичен таковому кобальта и других металлов.

При вдыхании паров расплавленной меди после латентного периода (4—48 ч) развивается приступ «меднопротравной» лихорадки, который ха­рактеризуется резким ознобом и повышением температуры до 39° С и выше с последующим проливным потом и общей слабостью, раздражением слизистой оболочки гортани, рвотой, тахикардией, реже — носовыми кровотечениями. При   «меднопротравной»   лихорадке   наблюдаются   резкая   боль, вздутие живота и пр., чего при «литейной» лихорадке не бывает. В случае поступления больших доз трихлорфенолята меди раз­вивается отек легких, поражается центральная нервная система, что может привести к быстрой смерти.

При попадании соединений меди в желудок появляются метал­лический привкус во рту, усиленное слюноотделение, тошнота, рво­та (рвотные массы окрашены в зеленый цвет), боль в животе, по­нос и сильная жажда.

В крови выявляются признаки гемолитической анемии, лимфоци­тов, увеличение СОЭ, в моче — белок и гемоглобин, иногда желту­ха, язык и слизистые оболочки полости рта имеют синюю окраску, температура тела ниже 36° С. Отмечаются брадикардия, нередко коматозное состояние и в тяжелых случаях — судороги.

Олово не относится к особо токсичным металлам, однако избыток олова в организме может сопровождаться неприятными ощущениями (металлический привкус). При избыточном поступлении олово накапливается в печени, почках, скелете и мышцах. Органические соединения олова при поступлении в желудочно-кишечный тракт проявляют выраженный кумулятивный эффект с последующим развитием хромосомных аберраций в клетках костного мозга.  Вначале ухудшается общее самочувствие, появляются запоры, головокружения; постоянные головные боли; расстройства зрения; раздражение кожи; станиоз (изменения в легких); снижение аппетита; металлический привкус во рту; тошнота, боли в животе; увеличение печени; повышение уровня трансаминаз в крови; гипергликемия; снижение содержания в организме цинка и меди. 

Висмут относится к категории тяжелых металлов, он является умеренно токсичным элементом. Висмутом поражаются почки, центральная нервная система, печень, кожа и слизистые оболочки. В результате накопления висмута в почках возможно их поражение. При выделении висмута из организма потовыми железами может быть зуд кожи и появление дерматозов. У человека, после приема токсической дозы, симптомы отравления появляются спустя несколько дней: вначале обнаруживается пигментация во рту, причем на деснах появляется черная кайма («висмутовая кайма»), вызываемая отложением сернистого висмута. Затем развивается стоматит, иногда язвенный, могущий распространиться на гортань и пищевод. Как следствие, появляется тошнота, рвота, гастралгия, метеоризм, диарея, альбуминурия. Далее наступает спад питания, исхудание и кахексия.

Отравление сурьмой как правило происходит через органы дыхания и пищеварительный аппарат. Сурьма проявляет раздражающее и кумулятивное действие. Накапливается в щитовидной железе, угнетает её функцию и вызывает эндемический зоб. Однако, попадая в пищеварительный тракт, соединения сурьмы не вызывают отравления, так как соли Sb(III) там гидролизуются с образованием малорастворимых продуктов. При этом соединения сурьмы (III) более токсичны чем сурьмы (V). Пыль и пары Sb вызывают носовые кровотечения, сурьмяную «литейную лихорадку», пневмосклероз, поражают кожу, нарушают половые функции. Смертельная доза для взрослого человека — 100 мг.

2. В результате анализа вредных веществ, выделяемых при пайке, было установлено, что фактические концентрации свинца превышают ПДК. Следовательно, необходимо принимать меры по очистке воздуха рабочей зоны.