通风与防尘工程第一章：工业有害物及综合防治

工业有害物及综合防治第一章第一页，共八十五页。本章内容框架：有害物防治类型、来源及危害产生与传播机理浓度及标准综合防治措施第二页，共八十五页。第一章工业有害物及综合防治§1.1概述§1.2粉尘的传播与危害特性§1.3有害蒸气与有毒有害气体的危害§1-4放射性气体的危害与防护§1.5气候条件参数与热湿环境的改善§1.6工业有害物的综合防治措施§17工业有害物与气候参数的检测第三页，共八十五页。§1.1概述粉尘有害蒸气有毒有害气体放射性气体热湿一、工业有害物的类型及其来源要创造良好的作业环境，必须掌握作业环境中所存在的不良条件状况及其危害特点。作业环境的不良条件主要表现为两个方面：一是作业环境中的设备、材料、物品布置不合理，作业环境脏、乱、差，或安全标志的设置不符合要求；二是作业环境中存在职业病危害因素。前者可诱发安全事故，后者将引起员工的职业病危害。第四页，共八十五页。§1.1概述有害物的危害包括三个方面：对人体健康的危害；对生产的不利影响；对大气的污染。二、有害物的危害及影响因素第五页，共八十五页。§1.1概述有害物对人体的危害，不但取决于有害物的性质，还取决于有害物在空气中的含量，即浓度大小。浓度表示空气中有害物的含量大小，它是指单位体积空气中的有害物含量。一般，浓度愈大，危害也愈大。为了使工业企业的设计符合卫生要求，保护工人、居民的安全和健康，必须满足《工业企业设计卫生标准》要求。为环境污染，必须满足《工业“三废”排放试行标准》要求。

三、有害物浓度及卫生标准第六页，共八十五页。粉尘的概念粉尘的来源粉尘的传播规律粉尘的危害特性粉尘：§1.2粉尘的传播与危害特性第七页，共八十五页。粉尘是悬浮于空气中的固体微细粒子（Dust）。粉尘：--粉尘的概念空气中微粒固体微粒液体微粒烟或尘尘烟，smoke凝聚性固体微粒机械分散性固体微粒雾mist§1.2粉尘的传播与危害特性第八页，共八十五页。粉尘（dust）：包括所有固态分散性微粒；粒径上限约为200μm；“降尘”：粒径在10μm以上，较大的微粒沉降速度快，经过一定时间后不可能仍处于浮游状态。“飘尘”：粒径在10μm以下，在大气中浮游数量最多的微粒粒径为0．1～10μm粉尘--粉尘的概念：第九页，共八十五页。烟（smoke）：包括所有凝壤性固态微粒，以及液态粒子和固态粒子因凝集作用而生成的微粒，通常是高温下生成的产物粒径范围：约为0．01一1μm，一般在0．5μm以下。如铅金属蒸气氧化生成的PbO，木材、煤、焦油燃烧生成的烟就是属于这一类粉尘--粉尘的概念：第十页，共八十五页。雾（mist）：包括所有液态分散性微粒和液态凝聚性微粒，粒径范围约为0．1一10μm烟尘（fume）:分散性和凝聚性固体微粒烟雾（smog）:分散性和凝聚性固体微粒和液体微粒混合体粉末（powder）：生产中粉料粉尘--粉尘的概念：第十一页，共八十五页。产尘量较大的行业：许多工业生产部门，例如冶金行业的冶炼厂、烧结厂、耐火材料厂机械行业铸造厂建筑行业的水泥厂、石棉制品厂，砖瓦厂轻工行业的玻璃厂、陶瓷厂纺织行业的棉纺厂、麻纺厂电力行业的火力发电厂化工行业的橡胶厂农药厂、化肥厂等。粉尘--粉尘的来源第十二页，共八十五页。生产中的主要产尘工艺：（1）固体物质的机械破碎过程：如用破碎机将矿石破碎或用球磨机将煤块磨成煤粉（2）固体表面的加工过程：如用砂轮机磨削刀具或用喷砂清理粘附在铸件表面的粘砂和氧化皮（3）粉粒状物料的贮运、装卸、混合、筛分及包装过程：如用皮带运输机和提升机转运物料或向料仓卸料粉尘--粉尘的来源第十三页，共八十五页。（4）粉状物料的成型过程：如用压砖机对模具中的粉料进行冲压使之成型(5）物质的加热和燃烧过程以及金属的冶炼和焊接过程：如煤在锅炉中燃烧后所产生的烟气就夹着大量粉尘。锅炉每燃烧1t煤可产生3～11kg的粉尘排放物，而冲天炉每熔化1t铁水平均要产生7kg粉尘排放物。粉尘--粉尘的来源第十四页，共八十五页。粉尘的“尘化”作用：含义：使粉尘从静止状态变成悬浮于周围空气中的作用。空气中的粉尘通过各种尘化作用而产生。主要尘化作用有：粉尘--粉尘的传播规律第十五页，共八十五页。粉尘--粉尘的传播规律车辆平板粉尘颗粒诱导气流第十六页，共八十五页。粉尘--粉尘的传播规律诱导气流造成的尘化剪切气流造成的尘化第十七页，共八十五页。粉尘的传播规律综合气流造成的尘化第十八页，共八十五页。粉尘--粉尘的传播规律热气流上升造成的尘化作用第十九页，共八十五页。粉尘--粉尘的传播规律传播作用力分析重力使尘粒沉降分子扩散力很小惯性力：二次气流尘粒惯性性运动距离很短尘粒扩散传播主要依靠二次气流带动作用第二十页，共八十五页。粉尘--粉尘的危害特性肺泡第二十一页，共八十五页。粉尘--粉尘的危害特性呼吸性粉尘：粒径小于或等于5微米车间产尘粒径小于10微米。2微米以下占40%～90%吸入呼吸器官的气溶胶粒子第二十二页，共八十五页。粉尘--粉尘的危害特性粉尘的危害对人体危害粉尘对五官、皮肤的刺激作用引起炎症有毒粉尘（铅、砷、汞等）引起中毒各类粉尘进入人体肺部引起尘肺病对生产影响粉尘可降低产品质量粉尘可降低机器工作精度粉尘可降低光照度和能见度，诱发事故粉尘对环境的污染第二十三页，共八十五页。§1.3有害蒸气与有毒有害气体的危害作业环境状况直接影响作业人员的身体健康和劳动效率作业环境空气状况=大气洁净空气状况+生产中各污染源散发有害成分下面分析：各种有害组分及其性质、危害、检测呼吸道皮肤消化道侵入体内发生作用造成危害第二十四页，共八十五页。有害蒸气与有毒有害气体

大气洁净空气成分气体名称浓度% 体积%质量% 氮78.1375.55氧20.9023.10二氧化碳0.030.05氩、氖等0.941.30

第二十五页，共八十五页。有害蒸气与有毒有害气体整个大气相对稳定：由于空气量巨大，且具有很大的流动性和一定的扩散性，因此整个空气的主要组成成分仍保持稳定不变。局部空气发生变化：对于局部区域空气，局部污染会使空气成分发生变化。变化的主要规律：含氧量降低，二氧化碳量增高，混入有毒有害气体和粉尘，温度、湿度和压力也随之变化。第二十六页，共八十五页。有害蒸气与有毒有害气体

人体的需氧量：取决于人的体质、精神状态、环境条件和劳动强度。不同劳动强度的人体耗氧量：工作状态体力劳动强度呼吸空气氧消耗量休息—6-15L/min0.2-0.4L/min轻度I级20-250.6-1.0中度II级30-401.2-1.6重体III级40-601.8-2.4极重IV级40-802.5-3.0第二十七页，共八十五页。有害蒸气与有毒有害气体国标GB3869-83《体力劳动强度分级》:I级体力劳动：是指日平均耗能值为3559千焦耳（KJ）/人，劳动时间率为61%，即净劳动时间为293分钟(8小时工作制）。Ⅱ级体力劳动：日平均耗能值为5560KJ/人，劳动时间率为67%，即净劳动时间为322分钟。Ⅲ级体力劳动：日平均耗能值为7310KJ/人，劳动时间率为73%，即净劳动时间为350分钟。IV级体力劳动：日平均耗能值为11304KJ/人，劳动时间率为77%，即净劳动时间为370分钟

第二十八页，共八十五页。有害蒸气与有毒有害气体缺氧状态后果：将引起呼吸困难，工作效率降低，出现各种不适症状，严重缺氧将导致死亡。氧体积浓度17%：静止状态时无影响，工作时喘息，呼吸困难，心跳加快。浓度15%：呼吸及心跳急促，耳鸣目眩，感觉及判断能力减弱，肌肉功能破坏，失去劳动能力。浓度10-12%：失去理智，时间稍长即有生命危险。浓度6-9%：失去知觉，呼吸停止，心脏在数分钟内尚能跳动，如不及时抢救就会导致死亡。

第二十九页，共八十五页。有害蒸气与有毒有害气体

二氧化碳CO2：刺激呼吸作用：肺泡中CO2增加，能刺激呼吸神经中枢，呼吸量增加。劳动强度增大，体内氧化过程加快，CO2生成量增加，使血液酸加大刺激神经中枢，呼吸频率增加。人工输氧时，常加入5%的CO2。主要危害：CO2浓度过高，引起呼吸困难，并使空气氧浓度相对降低，引起人员缺氧窒息。CO2浓度5%时：出现耳鸣、呼吸困难、头痛、恶心、呕吐、无力等症状；浓度7-9%时：极度虚弱无力、动作不协调，昏迷；浓度10-20%时：呼吸停顿，失去知觉，有生命危险。第三十页，共八十五页。有害蒸气与有毒有害气体氮对人体无毒害作用。但当空气中氮的浓度增加，必然导致氧的浓度下降，从而对人体产生间接危害。第三十一页，共八十五页。有害蒸气与有毒有害气体有害蒸汽:蒸汽是由固体直接升华或液体蒸发所形成的气态物质.如汞蒸气,磷蒸气,铅蒸气,苯蒸气等。第三十二页，共八十五页。有害蒸气与有毒有害气体CO特性：浓度在13～75％时能引起爆炸。CO危害：毒性大，它与人体血红素的亲和力大于氧与人体血红素的亲和力的250～300倍。人体吸入，CO很快与血红素结合，降低血红素吸氧能力，人体组织和细胞产生缺氧，引起窒息和血液中毒,严重时造成死亡。CO浓度达0.4%时：人短时内即失去知觉，抢救不及时即中毒死亡。第三十三页，共八十五页。有害蒸气与有毒有害气体CO来源：材料的燃烧。我国安全规程规定：空气中CO浓度不得超过24ppm（体积浓度，按质量浓度计算为0.03mg/L或30mg/m3）。第三十四页，共八十五页。有害蒸气与有毒有害气体NO2特性：是一种强列的窒息性气体,对于人体的眼睛、鼻子、呼吸道及肺部组织有强烈的腐蚀破坏作用,严重可引起肺水肿。危害：空气中二氧化氮浓度达0.01%时，短时间内对呼吸器官就有很强烈刺激作用，咳嗽、呕吐、神经麻木；浓度达0.025%时，可很快使人窒息死亡。第三十五页，共八十五页。有害蒸气与有毒有害气体NO2来源：材料燃烧我国安全规程规定：车间空气中NO2浓度不得超过5mg/m3。第三十六页，共八十五页。有害蒸气与有毒有害气体H2S特性：当浓度达到6％时具有爆炸性。主要危害：H2S具有很强的毒性,能使血液中毒,对眼睛粘膜及呼吸道有强烈的刺激作用。空气中硫化氢浓度达0.1%时，短时间内就会有生命危险。硫化氢来源：硫的氧化。我国安全规程规定：车间空气H2S含量不得超过10mg/m3。第三十七页，共八十五页。有害蒸气与有毒有害气体ＳＯ2危害特性：对眼睛、呼吸道有强烈的刺激和腐蚀作用,可引起喉咙和支气管发炎,呼吸麻痹，严重时引起肺水肿。当空气中ＳＯ2浓度达0.05%时，可引起支气管炎和肺水肿，短时内即可造成死亡。ＳＯ2来源：煤的燃烧。我国安全规程规定：车间空气中SO2的允许浓度为15mg/m3。第三十八页，共八十五页。有害蒸气与有毒有害气体

——有毒气体浓度常用浓度有：体积浓度和质量浓度。体积浓度：单位体积空气中所含有害气体的体积。单位:毫升/米3(mL/m3),ppm或％。关系是:1mL/m3=1ppm=1×10-4％。

质量浓度：单位体积空气中所含有毒气体的质量。单位：毫克/米3(mg/m3)，毫克/升（mg/L）。第三十九页，共八十五页。有害蒸气与有毒有害气体

——有毒气体浓度换算

体积浓度和质量浓度换算关系为:式中Cm--有毒气体质量浓度,mg/m3；Cv--有毒气体体积浓度,mL/m3；M---有毒气体的摩尔质量,g/mol。第四十页，共八十五页。有害蒸气与有毒有害气体

——有毒气体检测第四十一页，共八十五页。有害蒸气与有毒有害气体

——有毒气体检测

便携式有毒气体快速测定仪：这是德国进口的CO化碳警报器。其最大量程为200PPm。当测定浓度达50PPm时即报警。第四十二页，共八十五页。有害蒸气与有毒有害气体

——有毒气体检测

便携式有毒气体快速测定仪：CO报警仪CO2测量仪第四十三页，共八十五页。有害蒸气与有毒有害气体

——有毒气体检测

复合有毒气体测定仪（法国）第四十四页，共八十五页。有毒气体检测——检定管测定：检定管分比色法和比长法两种。检定管中置不同指示剂，即构成不同的有害气体检定管。CO化碳气体检定管用硅胶吸附I2O5和发烟硫酸作为指示剂。变色圈长度与所测CO浓度成正比。测定过程：5CO+I2O55CO2+I2（棕色）第四十五页，共八十五页。有害物的危害及其影响因素有害物的危害包括三个方面：一是对人体健康的危害；二是对生产的不利影响；三是对大气的污染。第四十六页，共八十五页。有害物的危害及其影响因素有害物对人体的危害途径：工业有害物通过呼吸道,皮肤和消化道三个途径进入人体内部而危害人体。粉尘的危害包括三个方面:

一般粉尘引起各种尘肺病;有毒粉尘引起中毒;有的粉尘(如硫化矿尘)引起皮肤炎。第四十七页，共八十五页。有害物的危害及其影响因素有毒气体的毒性大小：即有毒气体本身的物理、化学性质对人体产生有害作用的程度。有毒气体的含量：即有毒气体的浓度大小。有毒气体与人体持续接触的时间。作业环境条件与劳动强度。个体的年龄、性别和体质情况。第四十八页，共八十五页。有害物的危害及其影响因素对生产的不利影响:降低产品质量和机器工作精度;降低能见度,影响室内作业视野;对金属等材料的腐蚀,缩短其使用寿命;可能导致燃烧或爆炸。工业有害物对大气的污染:工业生产过程中产生的有害物如果不加以处理直接排入大气,就会造成大气的污染。第四十九页，共八十五页。工业有害物的浓度标准

卫生标准：为了防止有害物危害人体,作业环境空气中的有害物浓度必须符合<<工业企业设计卫生标准>>(TJ36-79)的要求。排放标准：为了防止有害物排入大气造成大气污染.工业通风排入大气的有害物量或浓度必须符合<<工业“三废”排放试行标准>>(GBJ4-73)的规定。第五十页，共八十五页。氡及其子体的衰变放射性活度：一定量的放射性物质在单位时间内所衰变的原子核数(即衰变速率)。国际单位为贝可(Bq),1Bq=1次衰变/秒；非国际单位为居里，1居里=3.7×1010Bq。半衰期来：放射性物质的放射性活度衰变到最初值的一半所需要的时间。单位：秒、分、时、年等。§1-4放射性气体的危害与防护第五十一页，共八十五页。氡及其子体的衰变方式α衰变：衰变过程中释放出α粒子（氦原子核），穿透力较弱，在空气中的射程为2.5-10厘米；在生物组织中的射程为30-110微米（μm）,不能穿透人体皮肤层。但电离能力强。β衰变：衰变过程中释放出高速电子，穿透力较α射线强，但电离能力较α射线弱。γ衰变：衰变过程中产生波长极短的电磁波，能量在0.04-4兆电子伏（MeV）之间。穿透力较带电粒子强得多。§1-4放射性气体的危害与防护第五十二页，共八十五页。放射性气体及其危害氡及其子体的衰变——规律

氡镭A镭B镭C镭C’

镭D铅3.825天3.05分26.8分19.7分ααββ,γ1.6×10-4秒22年αβ,γ氡的短寿命子体：从镭A到镭D所有子体的统称。氡子体为固态物质，与物质粘附性很强，易与粉尘结合粘附而形成放射性气溶胶。第五十三页，共八十五页。放射性气体及其危害氡及其子体的危害作用方式直接作用：是指生物分子直接受到电离辐射的作用而吸收辐射能量，导致机体损伤。间接作用：是指辐射对生物体中的水分子作用，产生活性粒子（氢原子等），活性粒子与生物分子作用而使生物体功能、结构发生损伤。由于生物体内含有大量的水分子，因此电离辐射对生物体的作用主要是间接效应。第五十四页，共八十五页。放射性气体及其危害氡及其子体的危害作用过程物理阶段：生物分子和水分子吸收辐射能量而发生电离，产生初级活性粒子。化学阶段：活性粒子与周围介质反应，生物分子受到损伤。生物学阶段：通过大量微观生物分子损伤，导致宏观的生物损伤效应，如疾患、癌变等。第五十五页，共八十五页。放射性气体及其危害人体受害表现α射线内照射：电离能力强,穿透能力弱,多引起呼吸道系统疾病，尤其对肺部危害最大，可导致肺部的癌病变。β射线外照射：电离能力比α射线弱,但穿透力较强,能穿透人体薄弱组织（如眼睛），而引起危害。要注意对眼睛的防护。γ射线外照射：穿透力很强,照射危害多表现为神经系统和血液系统的疾病。当γ射线剂量很高时，还会造成死亡。第五十六页，共八十五页。放射性气体及其危害氡及其子体的浓度氡浓度：用单位体积空气中所含的放射性活度来表示。国际单位为贝可/升(Bq/L),非国际单位有居里/升,艾曼。1居里/升=1×1010艾曼3.7×1010Bq/L。氡子体浓度：常用α潜能值表示α潜能值：指单位体积空气中所含氡子体的原子全部衰变成镭D所释放α粒子的能量总和。国际单位为微焦/米3（μJ/m3）,非国际单位为兆电子伏/升(MeV/L)。第五十七页，共八十五页。放射性气体及其危害我国放射性防护规定

氡允许浓度：3.7Bq/L(即1个艾曼)。氡子体允许的α潜能值：6.4μJ/m3，相当4×104MeV/L，或相当于0.3个工作水平，1个工作水平=1.3×105MeV/L。表面污染规定：《放射卫生防护基本标准》GB4792-84）第五十八页，共八十五页。放射性防护

电离辐射防护方法：辐射危害必须具备辐射源、危害途径和受照射人员这三个条件才引起危害，因此，防护也应该从这三个条件入手。①控制辐射源，降低源的辐射能量：具体措施：采用密闭法，将源密闭，防辐射泄漏。降低源的辐射强度。②采用屏蔽隔离法，控制辐射危害途径与过程：在源与人员之间设屏蔽障，选用合适的屏蔽材料和厚度可降低到达人员的辐射量。第五十九页，共八十五页。放射性防护辐射屏蔽材料及厚度要符合要求：α粒子采用纸或布屏蔽即可；β粒子采用铝板的厚度不小于5.3mm，铅板厚度不小于1.4mm；Ｘ射线采用铝板的厚度不小于70mm，铅板厚度不小于7.6mm。③增大辐射源与人员之间的距离：辐射强度与距离的平方成反比，因此增大距离是一种很有效的方法。第六十页，共八十五页。放射性防护④加强通风防尘：降低空气中放射性粉尘的浓度，尤其控制α粒子的内照射方面，这是一条很有效的方法措施。⑤缩短受照射的时间，即缩短工作时间：危害是一个过程，是时间的函数，因此缩短时间可降低危害程度。⑥个体防护：如辐射防护服，口罩，防护目镜等。第六十一页，共八十五页。气候条件参数--气温舒适气温：影响人体辐射散热,舒适的气温为15℃～20℃。作业环境气温影响因素：空气受压与膨胀热源氧化生热水蒸发通风量大气温度等。其中，有的升温，有的降温。§1.5气候条件参数与热湿环境的改善第六十二页，共八十五页。气候条件参数--气温作业环境气温要求：温度安全限度的确定原则，通常是以不出现生理危象或伤害作用的温度作为极限标准。如果温度超过安全限度，将出现高温或低温生理危象和伤害。在工业生产中根据作业特征和劳动强度不同，要求有不同的热环境。§1.5气候条件参数与热湿环境的改善第六十三页，共八十五页。气候条件参数--气温第六十四页，共八十五页。气候条件参数--气温

高温作业分级：当人们处在高气温或同时存在高气温和高气湿或强烈热辐射的环境下作业时，就称为高温作业。国家标准按作业场所的室温与本地区夏季室外通风设计计算温度的温差大小，以及劳动者在一个工作日内劳动时间率的高低不同，将高温作业分为4级，其中Ⅳ级高温作业对人危害最大。第六十五页，共八十五页。气候条件参数--气温

改善高温环境的措施：设计合理的工艺过程，改进生产设备和操作方法：是改善高温作业劳动条件的根本措施，工艺流程的设计宜采用机械化、自动化，使操作工人远离热源。根据具体条件采取必要的隔热和通风降温措施：使环境温度保持在舒适范围或人体可耐受范围内。超过允许热暴露阈限值时，必须对暴露时间加以限制。特殊高温作业工人（炉补热修、清理钢包等）防护：为防止强烈热辐射作用，需佩戴隔热面具和穿着隔热、通风的防热服，如喷金（铜）隔热面罩、铝膜布隔热冷风衣等。采用通风降温、空气调节、局部冷却降温等方法。第六十六页，共八十五页。气候条件参数--气温最高温度计球部示意图最低温度计球部示意图第六十七页，共八十五页。气候条件参数--气温双金属温度计

径向型数字式温度计

第六十八页，共八十五页。气候条件参数——风速作业环境的风速影响人体的对流散热对不同的气温和湿度,所要求的风速也不同,一般空气温度较高，湿度较大时,也要求较大的风速。第六十九页，共八十五页。气候条件参数——湿度湿度：衡量空气中含水蒸汽量的一个指标绝对湿度:空气中实际含湿量，指单位体积或单位质量空气中所含水蒸汽的质量。单位g/m3或g/Kg。也可以用空气中的水蒸汽分压来表示，单位为：帕（Pa）,千帕（KPa

）。饱和空气:当空气中水蒸汽含量达到该温度下所能容纳的最大值时，空气处于饱和状态，该状态下的空气称为饱和空气。相对湿度:指某一体积空气中实际含有的水蒸汽量Ms与同温度下的饱和空气水蒸汽量的比值。第七十页，共八十五页。气候条件参数——湿度相对湿度ψ（%）的定义式为：式中Ms—空气中实际含有的水蒸汽量，g；Mb—饱和空气水蒸汽量，g；Ps—空气的实际水蒸汽分压（Pa）；Pb—饱和空气的水蒸汽分压（Pa）。第七十一页，共八十五页。气候条件参数——湿度人感觉空气潮湿程度与相对湿度有关，而与绝对湿度没有直接关系。湿度影响人体蒸发散热。舒适的湿度为50～60％。车间相对湿度要求与散热、气温等因素有关。第七十二页，共八十五页。气候条件参数——湿度第七十三页，共八十五页。相对湿度测定（hygrometry）干、湿温度计法毛发湿度计法氯化锂湿度计法hygrometerrelativehumidity第七十四页，共八十五页。相对湿度测定（hygrometry）毛发湿度计法原理图实物图第七十五页，共八十五页。干、湿温度计测定法原理由干温度计和湿温度计组成。湿温度计液球上的纱布中的水分蒸发时，吸收热量，温度下降，干、湿