Occupational air negative impacts on the workers at the light industry manufactures

Cover Page

Cite item

Abstract

Creating favorable work conditions is one of the most important priorities in the modern industry production. Observed in the recent years light industry manufacture growth is followed by a negative impact on the occupational air in industrial spaces and thus proves relevance of this research. The purpose of this work is to determine the characteristics of the formation of the occupational air and its impact on workers, taking into account the specifics of light industry production. Investigations of the temperature-humidity of the air state were carried out by the method of full-scale instrumental measurements of the occupational air. A feature of the research is that the measurements were carried out at a significant number of modern operating enterprises during the certification of work places with the involvement of laboratories accredited by the Russian Federation Oversight Committee for Sanitation and Epidemiology. The result of this article is a definition of jobs and areas that do not meet regulatory requirements. General recommendations are given to reduce the negative factors of the indoor air and their impact on the workers.

Full Text

Введение Состояние воздушной среды производственных помещений оказывает непосредственное влияние на психофизическое состояние работающих, а следовательно, и на их производительность. Специфика производств легкой промышленности такова, что все они представляют собой технологические процессы, связанные с образованием значительного количества различных загрязняющих веществ, которые оказывают негативное воздействие как на работающих, так и на окружающую среду. Согласно данным Федеральной службы государственной статистики (Росстат) [1-5], в последние годы отмечается незначительный рост экспорта текстиля, текстильных изделий и обуви (включая кожевенное сырье, пушнину и изделия из них) из Российской Федерации (рис. 1). Улучшаются позиций России на мировом рынке по производству хлопчатобумажных и шерстяных тканей, обуви с верхом из кожи (рис. 2). Заметен рост индекса промышленного производства некоторых товаров легкой промышленности Российской Федерации (рис. 3). Рис. 1. Экспорт российского текстиля, текстильных изделий и обуви (включая кожевенное сырье, пушнину и изделия из них), в % от всех видов товаров [Figure 1. Export of Russian textiles, textile products and footwear (including leather raw materials, furs and articles made therefrom), as % of all types of goods)] Рис. 2. Место, занимаемое Россией в мире по производству отдельных видов промышленной продукции [Figure 2. Russia's place in the world on the production of certain types of industrial products: green - cotton fabric; blue - wool fabric; purple - footwear with leather upper] Рис. 3. Индекс промышленного производства, в % к предыдущему году [Figure 3. The Industrial Production Index, as % over the previous year: red - textile production and clothing manufacture; green - leather manufacture, leather products manufacture, footwear manufacture] Очевидно, что наблюдаемый рост производства продукции легкой промышленности сопровождается увеличением негативного воздействия на работающих и окружающую среду. Так, швейные производства в целом дают относительно невысокий уровень загрязнения окружающей среды, однако имеются специальные процессы и операции в прорезиновом производстве, где в воздушную среду могут выделяться токсичные соединения формальдегида, а при производстве гарнитуры на свинцовой основе - соединения свинца. Повышенные теплои влаговыделения имеют место при влажностно-тепловой обработке швейных изделий около гладильных процессов: температура может достигать в рабочей зоне 26-28 ºС. В процессе изготовления обуви при обработке деталей ее верха и низа образуются пыль и стружка. Больше всего пыли возникает при отделочных и подготовительных операциях (фрезерование, взъерошивание, шлифование, спускание краев, чистка изделий и т. д.). Мелкодисперсная пыль образуется в заготовительных цехах, ее содержание может достигать 20-30 мг/м3, а при фрезеровании подошвы из пористой резины ее количество колеблется в пределах 150-290 мг/м3. Количество пыли на одну пару обуви в различных операциях составляет 3-10 % ее массы. Кроме того, в процессе фрезерования пылевыделения сопровождаются газовыделениями: оксид углерода, стирол и пары акриловой кислоты в количествах, превышающих предельно-допустимые концентрации (ПДК) более чем в 5 раз. На отдельных операциях при влажностно-тепловой обработке могут выделяться загрязнения в виде формальдегидов, фенолов, хлорированных углеродов и др. К наиболее неблагоприятным с точки зрения образования загрязняющих веществ относятся кожевенно-меховые производства. Эти производства характеризуются значительным объемом жидкостных операций с применением различных химических реагентов. Причем используются растворы с повышенной температурой, доходящей до 45 ºС при отмочно-зольных и дубильных операциях и до 65 ºС при жировании и крашении. Во время загрузки и выгрузки сырья происходят паровыделения в окружающую среду, загрязняя ее как в рабочих зонах, так и снаружи помещений. Методы и материалы Натурные исследования и приборно-инструментальные измерения выполнялись в цехах производства кожи и меха в соответствии с требованиями методических указаний по измерению микроклимата производственных помещений [6] и с учетом СанПиН [7] в теплое (при +10 ºС и выше) и холодное (от + 10 ºС и ниже) время года. Кроме того, при натурных исследованиях учтены требования СанПиН [8] по разделению работ на категории уровней энергозатрат организма: 1а (до 139 Вт); 1б (140-174 Вт); IIа (175-232 Вт); IIб (233-290 Вт) и III (более 290 Вт). Для измерений использовались термоанемометр микропроцессорный ТТМ-2, термогигрометр TESTO-615, комбинированный термоанемометр ТКА-ПКМ и др. Для охвата большего количества предприятий легкой промышленности проанализированы результаты замеров параметров воздушной среды, полученные при аттестации рабочих мест, произведенных лабораторией, аккредитованной Государственным санитарно-эпидемиологическим надзором. Выбор мест замеров обусловлен основной задачей исследований, связанной с уточнением зон с повышенным выделением загрязняющих веществ в воздушную среду. Результаты В табл. 1 и 2 представлены усредненные результаты инструментальных замеров и оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах по СанПиН [7]. Результаты замеров параметров воздушной среды в цехах кожевенного производства были использованы для разработки модели тепломассопереноса, которая позволила оценить условия труда на стадиях проектирования, реконструкции и технического перевооружения кожевенных предприятий [9]. Из табл. 1 видно, что температуры воздуха в рабочих зонах при загрузке в барабаны шкур для проведения отмоки и золения ниже оптимальных и снижаются до 12-14,5 ºС в холодное время года (при нормативах в 16-18 ºС), что объясняется низкой температурой сырья перед загрузкой. В теплое время температура воздуха достигает 20-22 ºС (при норме в 18-20 ºС). Повышение температуры происходит из-за более высокой температуры наружного воздуха (ворота цехов открыты). При выгрузке полуфабриката температура более высокая и может составлять 18-20 ºС (при норме в 17-19 ºС) в холодное время, что характерно для рабочих мест при выгрузке полуфабриката с повышенной температурой, так как дубление производится при более высокой температуре жидкостных растворов, доходящей до 60-65 ºС. Волососгонные и мездрильные операции в холодное время не дают температур, выше нормативных, так как по площади температура воздуха выравнивается. В теплый период времени отмечено повышение температуры до 23 ºС, а возле сушильных камер температура доходит до 28-30 ºС. Относительная влажность достигает 95 % в холодный период и 80 % в теплый период времени при нормативах в 40-60%. Около сушильных камер, наоборот, относительная влажность снижается до 30-35 % (при норме в 40-60 %). Аналогичная картина наблюдается в цехах производств меховых изделий: пониженные температуры воздуха (до 14 ºС) и повышенная относительная влажность (до 75-85 %) при загрузке сырья и выгрузке полуфабриката (табл. 2). Подвижность воздуха в большинстве замеров показала параметры, близкие к нормативным требованиям. Повышенная температура в сочетании с высокой влажностью и незначительной подвижностью воздуха создают неблагоприятные условия труда, влияя на самочувствие и здоровье работающих. Высокая температура приводит к перегреву организма, тепловому удару и, как следствие, обморочному состоянию, которому предшествует головная боль, чувство слабости, головокружение и тошнота. Таблица 1 Параметры воздушной среды в цехах производства кожи в холодный (в числителе) и теплый (в знаменателе) период времени Место замеров Категория энергозатрат, Вт Параметры воздуха в цехах Оптимальные величины Температура, °С Относительная влажность, % Подвижность воздуха, м/с Температура, °С Относительная влажность, % Подвижность воздуха, м/с Загрузка шкур III 12,0-14,5 80-95 0,1-0,2 16,0-18,0 40- 60 0,3 в отмочно- зольные барабаны 20,0-22,0 75-80 0,3 18,0-20,0 40-60 0,3 Выгрузка III 14,4-15,5 85-95 0,1-0,3 16,0-18,0 40- 60 0,3 полуфабриката после отмоки 22,0-24,0 75-80 0,3 18,0-20,0 40-60 0,3 Выгрузка IIб 18,0-20,0 80-85 0,1-0,2 17,0-19,0 40- 60 0,2 после дубления 23,0-25,0 75-80 0,2 19,0-21,0 40-60 0,2 Лежка Iа 20,5-21,5 80-85 0,1-0,2 22,0-24,0 40- 60 0,1 полуфабриката 24,0-26,0 70-75 0,2 23,0-25,0 40-60 0,1 Волососгонное IIб 17,0-17,5 75-80 0,1-0,2 17,0-19, 40- 60 0,2 оборудование 20,0-24,0 75-80 0,1-0,2 19,0-21,0 40-60 0,1 Мездрильный IIб 16,5-17,0 75-80 0,1-0,2 17,0-19,0 40- 60 0,2 аппарат 22,0-23,0 70-75 0,1 19,0-21,0 40-60 0,1 Около Iа 25,0-28,0 30-35 0,1-0,2 22,0-24,0 40- 60 0,1 сушильных камер 28,0-30,0 30-35 0,1-0,2 23,0-25,0 40-60 0,1 Примечание: замеры проводились в холодный период времени при температуре tн= -8 °С и относительной влажности 45 %, в теплый период времени - при температуре tн = 20 °С и относительной влажности 35 %. Air conditions in the leather production workshops during the cold (in the numerator) and warm (in the denominator) season Table 1 Measurement site Energy cost category, W Occupational air conditions Optimal values Temperature, °С Relative humidity, % Air motion, m/sec Temperature, °С Relative humidity, % Air motion, m/sec Loading hides III 12,0-14,5 80-95 0,1-0,2 16,0-18,0 40-60 0,3 into the soak and liming drums 20,0-22,0 75-80 0,3 18,0-20,0 40-60 0,3 Unloading semi- III 14,4-15,5 85-95 0,1-0,3 16,0-18,0 40-60 0,3 finished leather after soaking process 22,0-24,0 75-80 0,3 18,0-20,0 40-60 0,3 Unloading IIb 18,0-20,0 80-85 0,1-0,2 17,0-19,0 40-60 0,2 after tanning 23,0-25,0 75-80 0,2 19,0-21,0 40-60 0,2 Storing semi- Ia 20,5-21,5 80-85 0,1-0,2 22,0-24,0 40-60 0,1 finished leather 24,0-26,0 70-75 0,2 23,0-25,0 40-60 0,1 Unhairing IIb 17,0-17,5 75-80 0,1-0,2 17,0-19,0 40-60 0,2 machine 20,0-24,0 75-80 0,1-0,2 19,0-21,0 40-60 0,1 Fleshing IIb 16,5-17,0 75-80 0,1-0,2 17,0-19,0 40-60 0,2 machine 22,0-23,0 70-75 0,1 19,0-21,0 40-60 0,1 Near drying Ia 25,0-28,0 30-35 0,1-0,2 22,0-24,0 40-60 0,1 machine 28,0-30,0 30-35 0,1-0,2 23,0-25,0 40-60 0,1 Note: measurements were carried out in a cold season at the temperature of tn = -8 °С and the relative humidity of 45%, and in a warm season at the temperature of tn = 20 °С and the relative humidity of 35%. Пониженная температура способна привести к обострению радикулита, заболеваниям органов дыхания, сердечно-сосудистой системы, снижению двигательной реакции, торможению процессов в головном мозге, что может быть причиной травматизма. Уменьшение влаги в организме приводит к тепловому истощению, сонливости, нескоординированным движениям, что существенно снижает работоспособность. Общее или локальное охлаждение человека нарушает координацию и способность выполнять точные операции и снижает работоспособность на 1,5 % при охлаждении температуры пальцев на каждый градус Цельсия. Повышенная влажность (более 85 %) затрудняет терморегуляцию организма из-за снижения потоотделения, а слишком низкая (менее 20 %) вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей. Подвижность воздуха также способствует созданию теплового самочувствия человека, увеличивая отдачу тепла в теплом помещении. Вместе с паровыделениями в воздушную среду поступают газовые загрязнения, содержащие аммиак, сероводород, пары серной кислоты, хромовые соединения, кремнефтористый натрий и др. Таблица 2 Параметры воздушной среды в цехах производства меха в холодный (в числителе) и теплый (в знаменателе) период времени Место замеров Категория энергозатрат, Вт Параметры воздуха в цехах Оптимальные величин ы Температура, °С Относительная влажность, % Подвижность воздуха, м/с Температура, °С Относительная влажность, % Подвижность воздуха, м/с Загрузкашкурок III 14,0-15,0 75-8 0 0,2 16,0-18,0 40-60 0,3 в отмочный барабан 20,0-22,0 70-75 0,2 18,0-20,0 40-60 0,3 Выгрузка III 15,0-16,0 80-8 5 0,2 16,0-18,0 40-60 0,3 из барабана 23,0-25,0 75-80 0,2 18,0-20,0 40-60 0,3 Мездрение IIб 16,0-17,0 70-7 5 0,1 17,0-19,0 40-60 0,2 шкурок 23,0-25,0 70-75 0,1 19,0-21,0 40-60 0,2 Разбивка III 15,0-16,0 65-7 0 0,3 16,0-18,0 40-60 0,3 шкурок 23,0-25,0 60-65 0,3 18,0-20,0 40-60 0,3 Мытье и IIб 16,0-17,5 70-7 5 0,2 17,0-19,0 40-60 0,2 обезжиривание 23,0-24,0 75-80 0,2 19,0-21,0 40-60 0,2 Пикелевание III 15,0-16,0 75-8 0 0,3 16,0-18,0 40-60 0,3 23,0-24,5 70-75 0,3 18,0-20,0 40-60 0,3 Сушка Iа 25,0-30,0 30-3 5 0,3 22,0-24,0 40-60 0,1 28,0-32,0 25-30 0,3 23,0-25,0 40-60 0,1 Примечание: замеры в холодный период времени проводились при температуре tн = -8 °С и влажности 45 %, а в теплый период времени - при температуре tн = 20 °С и влажности 35 %. Air conditions in the fur production workshops during the cold (in the numerator) and warm (in the denominator) season Table 2 Measurement site Energy cost category, W Occupational air condition s Optimal values Temperature, °С Relative humidity, % Air motion, m/sec Temperature, °С Relative humidity, % Air motion, m/sec Loading fur skin III 14,0-15,0 75-80 0,2 16,0-18,0 40-60 0,3 into the soak drums 20,0-22,0 70-75 0,2 18,0-20,0 40-60 0,3 Unloading fur III 15,0-16,0 80-85 0,2 16,0-18,0 40-60 0,3 skin from the soak drum 23,0-25,0 75-80 0,2 18,0-20,0 40-60 0,3 Fleshing IIb 16,0-17,0 70-75 0,1 17,0-19,0 40-60 0,2 23,0-25,0 70-75 0,1 19,0-21,0 40-60 0,2 Break of skins III 15,0-16,0 65-70 0,3 16,0-18,0 40-60 0,3 23,0-25,0 60-65 0,3 18,0-20,0 40-60 0,3 Washing IIb 16,0-17,5 70-75 0,2 17,0-19,0 40-60 0,2 and scouring 23,0-24,0 75-80 0,2 19,0-21,0 40-60 0,2 Pickling III 15,0-16,0 75-80 0,3 16,0-18,0 40-60 0,3 23,0-24,5 70-75 0,3 18,0-20,0 40-60 0,3 Drying Ia 25,0-30,0 30-35 0,3 22,0-24,0 40-60 0,1 28,0-32,0 25-30 0,3 23,0-25,0 40-60 0,1 Note: measurements were carried out in a cold season at the temperature of tn = -8 °С and the relative humidity of 45 %, and in a warm season at the temperature of tn = 20 °С and the relative humidity of 35 %. При покрывном крашении выделяется метакриловая кислота, бутилакрилат, формальдегид, бутилацетат, циклогексанон. Содержание этих веществ, хотя и ниже ПДК, но при повышенных температурах и влажности значительно ухудшает состояние воздушной среды и, следовательно, условия труда работающих. Заключение Исследования показали, что существенную роль в снижении неблагоприятного состояния воздушной среды в рабочих зонах и улучшении условий труда работающих играет состояние вентиляционных систем. Определение зон производственных помещений с неблагоприятными факторами дает возможность разрабатывать конкретные мероприятия по снижению загрязнений внутри производственных помещений. При проектировании отопительно-вентиляционных систем для новых и реконструируемых предприятий следует делать акцент на локальные отсасывающие устройства, обеспечивающие удаление загрязняющих веществ непосредственно от мест их образования, что сократит распространение воздушных потоков по площади цехов. Так, в швейных цехах на рабочих местах гладильных прессов необходимо устраивать конструкции приточно-вытяжных зонтов с поддувом воздуха, которые обеспечивают не только вытяжку разогретого воздуха, но и приток чистого воздуха непосредственно к рабочему месту. В кожевенно-меховых производствах локализовать образование загрязняющих веществ можно только посредством тщательной герметизации оборудования. Распространение теплои влаговыделений при загрузке/выгрузке сырья и естественной сушке полуфабриката возможно только устройством специальных «воздушных оазисов», встроенных в системы местных вентиляционных систем, создающих необходимые параметры воздушной среды в ограниченных пространствах.

×

About the authors

Natalya V. Gutorova

Russian State University named after A.N. Kosygin (Technologies. Design. Art)

Author for correspondence.
Email: natofromoz@gmail.com
SPIN-code: 2355-6267

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Energy Resource Efficient Technologies, Industrial Ecology and Safety

33 Sadovnicheskaya St, bldg. 1, Moscow, 115035, Russian Federation

Nadezhda S. Tikhonova

Russian State University named after A.N. Kosygin (Technologies. Design. Art)

Email: 1035446@mail.ru
SPIN-code: 5444-1136

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor, the Department of Energy Resource Efficient Technologies, Industrial Ecology and Safety

33 Sadovnicheskaya St, bldg. 1, Moscow, 115035, Russian Federation

Oleg I. Sedlyarov

Russian State University named after A.N. Kosygin (Technologies. Design. Art)

Email: 7730719@mail.ru
SPIN-code: 5615-8146

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Energy and Resource Efficient Technologies, Industrial Ecology and Safety

33 Sadovnicheskaya St, bldg. 1, Moscow, 115035, Russian Federation

References

  1. Russia in figures. 2018. Short statistical book. Moscow, Rosstat Publ.; 2018.
  2. Russia in figures. 2017. Short statistical book. Moscow, Rosstat Publ.; 2017.
  3. Russia in figures. 2016. Short statistical book. Moscow, Rosstat Publ.; 2016.
  4. Russia in figures. 2015. Short statistical book. Moscow, Rosstat Publ.; 2015.
  5. Russian Statistics Yearbook. 2014. Statistical book. Moscow, Rosstat Publ.; 2015.
  6. MUK 4.3.2756-10. Guidelines for the measurement and evaluation of the microclimate of industrial premises (approved by Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation, 12.11.2010). Available from: https://base.garant.ru
  7. SanPiN 2.2.4.548-96. Hygienic requirements to occupational microclimate (approved by the Russian Federation Oversight Committee for Sanitation and Epidemiology, 01.10.1996). Moscow, Information and Publishing Centre of Ministry of Health of the Russian Federation; 1997.
  8. SanPiN 2.2.4.3359-16. Sanitary and epidemiological requirements for physical factors in the workplace (approved by Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation, 21.06.2016). Available from: https://base.garant.ru
  9. Gutorova NV, Tikhonova NS. Simulation of the tannery microclimate. Design and Technology. 2018;(65):69–75.

Copyright (c) 2019 Gutorova N.V., Tikhonova N.S., Sedlyarov O.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies