COMPARATIVE ANALYSIS OF DISPERSED COMPOSITION OF THE DUST AT THE WORKPLACE

Прыткова Э.В.¹, Маврин Г.В.²,  Мансурова А.И.³

¹ магистрант, ² кандидат химических наук, доцент, ³ младший научный сотрудник, Казанский (Приволжский) Федеральный университет, г. Набережные Челны

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА ПЫЛИ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ НЕПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Аннотация

В целях изучения дисперсного состава воздуха в помещениях университета проведён анализ во время занятий, а также во время перерыва с открытым окном. Для определения дисперсного состава использовали анализатор пыли GRIMM Aerosol Spectrometer модели 1.109. Результаты показали, что с улицы в помещение летит мелкодисперсная пыль, при этом общая концентрация пыли возрастает.

Ключевые слова: пыль, дисперсность, фракционный состав.

Prytkova E.V.¹, Mavrin G.V.², Mansurova A. I.³

¹ Undergraduate, ² PhD in Chemistry, Assistant professor, ³ Junior Research Assistant, Kazan (Volga Region) Federal University, Naberezhnye Chelny

COMPARATIVE ANALYSIS OF DISPERSED COMPOSITION OF THE DUST AT THE WORKPLACE

Abstract

For study the composition of dust particulate Indoor University the analysis was made in the classroom during class and break with an open window. For determining the composition of dust particulate we used GRIMM Aerosol Spectrometer mod 1.109. The results showed that from the street flies fine-dispersed dust, the total dust concentration increases.

Keywords: dust, dispersion, fractional composition.

 

Воздух представляет собой известную смесь газов, водяных паров, а также механических включений. Состав и процентное содержание твёрдых примесей, т.е. пыли, зависит от характера почвы, загрязнения атмосферы результатами антропогенной деятельности, санитарного состояния помещения. По уровню влияния на качество воздуха и здоровье человека, Всемирная организация здравоохранения относит пыль к приоритетным загрязняющим веществам [1].

Большую часть жизни мы проводим в помещении. Здесь воздух изначально загрязнен примесями, содержащимися в наружном воздухе, кроме того, пыль образуется в процессе работы технического оборудования, трудовой деятельности, вносится человеком на одежде и обуви.

Негативное влияние пыли на здоровье в большей степени определяется дисперсностью частиц. Дисперсный состав пыли - распределение частиц пыли по размерам, характеризуемое относительным содержанием фракций. В Европе нормируется пыль размером менее 10 и 2,5 микрон и обозначается как PM10, РМ2,5.При  и менее вдыхании в верхние дыхательные пути и лёгкие частицы PM10 и PM2,5 оказывают на организм негативное воздействие, что вызывает повреждение лёгочной ткани и возникновение респираторных заболеваний. В большинстве эпидемиологических исследований, которые продемонстрировали негативное воздействие частиц данного диаметра на здоровье, в качестве показателя уровня влияния использовалась концентрация PM на единицу массы. С частицами данного размера связана заболеваемость дыхательных путей. Однако наиболее тесная связь между смертностью от лёгочных и сердечнососудистых заболеваний и долговременным воздействием PM наблюдалась в отношении концентрации PM2,5, а не в отношении более крупных частиц. Частицы большего размера, чем PM10 , остаются в верхней части дыхательных путей и, следовательно, не влияют на заболеваемость и смертность [2].

Для определения фракционного состава пыли воздуха использовали анализатор пыли GRIMM Aerosol Spectrometer модели 1.109. Прибор анализирует частицы по 31 каналу. Принцип действия основан на регистрации рассеянного оптического излучения. Все спектрометры GRIMM в качестве источника света используют полупроводниковый лазерный диод. Излучение от источника попадает в измерительную камеру. Находящиеся в траектории луча аэрозольные частицы рассеивают падающее излучение. Регистрация рассеянного излучения осуществляется фотоприемником, расположенным под углом 90⁰ по отношению к источнику излучения. Прямое излучение поглощается световой ловушкой. Интенсивность светового импульса пропорциональна размеру частицы, а количество световых импульсов определяет число зарегистрированных аэрозольных частиц. Значения массовой концентрации пыли по аэрозольным фракциям общая пыль и взвешенные частицы PM10, PM2,5 и РМ1 автоматически пересчитываются в соответствии с интенсивностью и числом зарегистрированных световых импульсов. Прокачка анализируемой пробы осуществляется под воздействием разрежения, создаваемого встроенным вакуумным насосом.

Для анализа дисперсного состава воздуха были выбраны три учебные лаборатории университета с проходимостью около 100 человек в день. Кабинеты находятся на первом этаже и их окна выходят на проспект с интенсивным движением автотранспорта. Замеры проводились в течение всего рабочего дня 19 ноября, а также во время обеда, когда окна были открыты.

По окончании измерений, программа в комплекте с прибором, выдает на компьютере концентрацию и количество взвешенных частиц по тридцати одной фракции в единице объёма в виде графиков и таблиц.

Результаты были обработаны и сведены в следующие таблицы.

Таблица 1 – Концентрация пыли фракций PM1, PM2,5, PM10 в аудиториях во время занятий с закрытым окном

При этом в среднем PM1 составляют около 70% PM2,5, а PM2,5 составляют 25%  PM10.

Помимо нормируемых взвешенных частиц PM10, PM2,5 и PM1, прибор также измерят концентрацию частиц других фракций с аэродинамическим диаметром до 31 мкм.

Таблица 2 -  Концентрация пыли в лаборатории во время занятий с закрытым окном с разным аэродинамическим диаметром (d, мкм).

Далее проводили анализ с открытым окном в аудиториях при отсутствии людей.

Таблица 3 - Концентрация пыли фракций PM1, PM2,5, PM10 в аудиториях во время перерыва с открытым окном.

Таблица 4 -  Концентрация пыли в лаборатории во время перерыва с открытым окном с разным аэродинамическим диаметром (d, мкм).

При открытии окон, выходящих на проезжую часть, количество и концентрация взвешенных частиц различных фракций сначала возрастает на 20-30%, а затем при получасовом наблюдении несколько стабилизируется. При этом рост пылевого загрязнения обусловлен диффузией с улицы более мелких частиц. Можно отметить, что более негативное влияние на качество воздуха в помещении отмечено со стороны проезжей части с более интенсивным движением. Тем не менее, в помещении с открытыми окнами значимая часть содержащейся в воздухе пыли обусловлено не уличным, а внутренним происхождением, т.е. той пылью, которая присутствовала в помещении до открытия окон. Следовательно, поздний осенний период со слабо установившимся снежным покровом пылевое воздействие через открытые окна внешнего атмосферного воздуха в течение часа является заметным, но не определяющим качество воздуха в помещении.

Таким образом, с началом залегания снежного покрова в аудиториях с большим прохождением людей, содержание пыли в воздухе помещений не превышает установленных санитарных норм, при условии ежедневной влажной уборки.

Литература

1. Качество атмосферного воздуха и здоровье [Электронный ресурс] URL: www/who.int/mediacentre/factsheets/fs313/ru/ (дата обращения 20.12.2015).
2. Evaluation of the impact of dust suppressant application on ambient PM10 concentrations in London / B. Barratt, D. Carslaw, G. Fuller, D. Green, A. Tremper // King’s College London, Environmental Research Group Prepared for Transport for London under contract to URS Infrastructure & Environment Ltd. November 2012

References

1. Kachestvo atmosfernogo vozduha i zdorov'e [Electronic resource] URL: www/who.int/mediacentre/factsheets/fs313/ru/ (Accessed 20.12.2015).
2. Evaluation of the impact of dust suppressant application on ambient PM10 concentrations in London / B. Barratt, D. Carslaw, G. Fuller, D. Green, A. Tremper // King’s College London, Environmental Research Group Prepared for Transport for London under contract to URS Infrastructure & Environment Ltd. November 2012