Негативные факторы воздушной среды на производствах легкой промышленности и их воздействие на работающих

Полный текст

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.

Об авторах

Наталья Васильевна Гуторова

Российский государственный университет имени А.Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство)

Автор, ответственный за переписку.
Email: natofromoz@gmail.com
SPIN-код: 2355-6267

кандидат технических наук, доцент кафедры энергоресурсоэффективных технологий, промышленной экологии и безопасности

Российская Федерация, 115035, Москва, ул. Садовническая, д. 33, стр. 1

Надежда Сергеевна Тихонова

Российский государственный университет имени А.Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство)

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

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры энергоресурсоэффективных технологий, промышленной экологии и безопасности

Российская Федерация, 115035, Москва, ул. Садовническая, д. 33, стр. 1

Олег Иванович Седляров

Российский государственный университет имени А.Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство)

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

кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой энергоресурсоэффективных технологий, промышленной экологии и безопасности

Российская Федерация, 115035, Москва, ул. Садовническая, д. 33, стр. 1

Список литературы