第五章 职业性危害控制技术Word文档下载推荐.docx
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建材行业的水泥厂、石棉制品厂；
轻工行业的陶瓷厂、玻璃厂等，均会产生大量的粉尘。
产生粉尘的生产过程有以下几个方面：
1．固态物机械破碎的过程，如使用球磨机将煤块磨成煤粉。
2．固体物质的表面加工过程，例如使用砂轮机磨削刀具。
3．粉料输送过程，包括贮存、装卸、混合、筛分及包装等过程。
4．粉料的成型过程，如对模具中的粉料进行冲压成型。
5．物质被加热或燃烧的过程，以及金属的冶炼和焊接过程等。
（二）作业环境粉尘的分类
粉尘按其性质可分为：
（１）无机粉尘，包括矿物性粉尘，如石英、石棉、滑石、石灰石、煤等粉尘；
金属性粉尘，如铅、猛、铁、锡、铅等粉尘；
人工无机性粉尘，如金刚砂、水泥、玻璃粉尘等。
（２）有机粉尘，包括植物性粉尘，如棉、麻、谷物、亚麻、茶等粉尘；
动物性粉尘，如皮毛、骨质、角质等粉尘；
人工有机粉尘，如有机染料、农药、橡胶等粉尘。
（３）混合型粉尘，在生产环境中，以单纯的一种粉尘存在较为少见，大多数情况为两种或多种粉尘的混合物，称为混合性粉尘。
从卫生学角度进行分类，粉尘可分为：
（１）降尘，指粒径大于10微米，在重力作用下，能在较短时间内沉降到地面的粉尘微粒。
（２）飘尘，又称可吸入颗粒物（PM10），指粒径小于10微米，能长期悬浮于大气中的粉尘微粒。
飘尘能够通过人的细支气管到达肺泡，并沉积灾肺部，对人的健康危害更大。
二、粉尘的理化性质
1.粉尘粒径
粉尘的粒径对于大小均匀球形颗粒而言，是指其的直径。
实际中的大多数尘粒，大小和形状都是不规则的，只能根据赋予的定义用某一个有代表性的尺寸作为它的粒径。
同一粉尘按不同定义所得的粒径，数值不同、应用场合也不同。
通常，较为常用得粒径有：
投影粒径、筛分粒径、分割粒径等。
粉尘的颗粒大小不同，不仅对人体和环境的危害程度不同，而且对粉尘采用的吸捕方法以及除尘器的机理和性能也具有较大的影响。
2.粉尘分散度
粉尘的粒径分布，也称粒径的频率分布，叫做分散度。
粉尘的分散度，决定其对人体的危害程度以及除尘机理和方式的选择，是粉尘最基本的特征之一。
分散度可用分组（按粉尘粒径大小分组）的质量百分数或个数百分数来表示。
前者称为质量分布，后者称为粒数分布。
由于质量分布更能反映不同粒径对人体和除尘器性能的影响，实际工作中，多采用质量分布。
3.粉尘密度
粉尘的密度有堆积密度和真密度之分。
自然堆积状态下单位体积粉尘的质量称为堆积密度（或称容积密度）；
密实状态下单位体积粉尘的质量称为真密度。
4.粉尘的爆炸性
悬浮在空气中的某些粉尘，当达到一定浓度时，如果存在能量足够的火源，就会发生爆炸，这类粉尘称为有爆炸危险性的粉尘。
具有爆炸危险性的粉尘在空气中的浓度只有在一定的范围内才可能发生爆炸，这个爆炸范围称作爆炸极限，其中，最低浓度称爆炸下限，最高浓度称爆炸上限。
粉尘的爆炸上限，由于数值过大（糖粉的爆炸上限为13.5kg/m3），通常情况下均无法达到，故一般的设计手册中，只提供粉尘爆炸下限的数值，
5.粉尘荷电性
粉尘在其产生和运动过程中，由于相互碰撞、摩擦、放射线照射、电晕放电以及接触带电体等原因而带有一定电荷的性质，称为粉尘的荷电性（带电性）。
粉尘荷电后，对人体的危害也会增强。
电除尘器就是利用粉尘能荷电的特性进行工作的。
6.粉尘粘附性
粉尘之间与粉尘与固体表面（如器壁或管壁等）之间的相互附着的性质称为粉尘的粘附性。
产生粘附的原因是由于粘附力的存在，粉尘粘附性的强弱取决于粉尘的性质（粒径、形状、含水率等）及外部条件（空气的温度和湿度、尘粒的运动状况、电场力、惯性力等）。
7.粉尘湿润性与水硬性
尘粒能否与液体相互附着或附着难易的性质称为粉尘的湿润性。
根据粉尘能被水湿润的程度，可分为亲水性粉尘和疏水性粉尘。
亲水性粉尘易于被水湿润，与水接触后，会发生凝并、增重，有利于从含尘气流中分离；
疏水性粉尘很难被水润湿。
通常情况下，粉尘的湿润性随温度的升高而减小，随压力的增高而加大，随表面张力的减小而增强。
处理疏水性粉尘，湿式除尘器的除尘效率不高。
有些粉尘（如石灰、水泥）与水接触后，会发生粘结变硬形成硬垢，这种粉尘称为水硬性粉尘，水硬性粉尘易使湿式除尘器和排水管道结垢堵塞，故不宜采用湿式除尘。
三、粉尘控制的工程技术措施
粉尘控制的工程技术措施主要包括以下六个方面：
1.改革工艺过程，革新生产设备，是消除粉尘危害的根本途径。
在工艺改革中，首先应考虑污染预防，即采取使生产过程不产生粉尘的治本措施，其次，才是在粉尘产生后通过治理措施减少其危害的治标措施。
2.湿式作业。
利用某些粉尘有较好的亲水性这一特性，可以达到防尘的目的。
湿式作业是一种简单实用、经济有效的防尘措施。
3.密闭尘源，生产过程管道化、机械化、自动化，是防止粉尘外逸的有效措施，常与通风除尘措施配合使用。
4.通风除尘。
通常是在尘源处或其附近设置吸尘罩、利用风机作为动力将生产过程中产生的粉尘及输送粉尘的气体吸入罩内，经管道输送至除尘器进行净化，达到排放标准后排入大气。
既可以防止粉尘逸入室内，污染作业场所空气，又可以防止含尘气流散发至室外，污染环境。
5.定期检测。
定期检测作业点的含尘浓度和排放浓度，检查防尘设施及除尘设备的运行情况，是防尘工作的重要一步，能够为制定和改进防尘措施，正确选用除尘设备提供科学依据。
6.个人防护。
作业现场防尘措施难以使粉尘浓度降至国家卫生标准所要求的水平时，可以采用个人防尘用具作为辅助防护措施。
（一）通风除尘
通风是将室内不符合卫生要求的污浊空气排出，而将新鲜空气或经专门处理的空气送入室内代替排出的空气，保持室内良好空气环境的方法。
利用通风的方法排出并净化被粉尘污染的空气的技术称为通风除尘。
1.通风系统的分类
通风系统按不同的特征有不同的分类方法。
按通风系统的工作动力分类，可分为自然通风和机械通风；
按通风系统的作用范围分类，可分为全面通风、局部通风和混合通风。
（1）自然通风，又可分为风压自然通风和热压自然通风。
自然通风是依靠外界风力造成的风压和室内外空气的温度差及进、排气口高差造成的热压使空气流动的一种通风方式。
依靠自然动力能够经济有效地得到所要求的通风效果。
（2）机械通风，可分为机械排风和机械送风等。
机械通风是利用通风机产生的压力，使进入车间的新鲜空气和从车间排出的污浊空气沿风道主、支网路流动，沿程的流体阻力由风机克服。
（3）全面通风，是车间内全面地进行通风换气，用新鲜空气来冲淡车间内污浊空气，以使车间工作地点空气中有害物质的含量不超出卫生标准所规定的最高容许浓度。
包括全面机械排风和全面机械送风。
全面通风用于有害物质的扩散不能控制在车间一定范围的场合，或是有害物质发源地的位置不能固定的场合。
为了使车间内的有害物质不扩散到其他区域或相邻车间，可在有害物质产生较为分散的车间，进行全面的机械排风。
（4）局部通风，是在工作场所某些地区建立良好空气环境，或在有害物质沿整个车间扩散开以前将其从产生源抽出的通风系统。
包括分局部送风和局部排风。
2.全面通风
进行全面通风气流组织时，要求供给车间的空气直接送到工作地点，然后再与生产过程散发的有害物质混合排出。
布置进风口时，应尽量使气流在整个车间内均匀分布，减少滞流区，避免形成“气流短路”。
常见的气流组织形式有下送上排、上送下排及中间送上下排三种形式。
室内存在有害物质发散源或存在热源或蒸汽源时，通过全面通风可以对发散出的有害物质进行稀释或将余热和余湿消除。
3.通风除尘系统
通风除尘系统通常由吸尘罩、除尘器、通风管道及通风机四大部分组成。
按照结构特点和布置形式，通风除尘系统可分为就地式、分散式和集中式除尘系统三种。
（二）局部排风罩
排风罩是将尘源散发的粉尘予以捕集，不使其扩散到工作环境中的装置，是通风除尘系统中的关键部件。
局部排风罩通常分为密闭罩、外部罩、吹吸罩及接受罩等。
排风罩的性能对整个系统的技术经济效果有很大的影响。
设计完善的排风罩能在不影响生产工艺和生产操作的前提下，用较小的排风量获得最佳的控制效果，反之，设计不良的排风罩即使采用较大的排风量也很难达到预期效果。
1.密闭罩：
是将尘源全部或大部分围挡起来的排风罩。
密闭罩将尘源或产尘设备包围在一个较小的空间内，并进行适量抽风，达到控制粉尘扩散目的，是控制粉尘扩散效果最佳的一种罩形，用较小的风量就可达到有效的控制效果，但对操作维修有一定影响。
密闭罩可分为全密闭罩、半密闭罩、通风柜。
2.外部罩：
是利用罩口外部吸气汇流的运动将粉尘吸入罩内的排风罩。
外部罩对生产影响较小，结构简单，但控制效果较密闭罩稍差。
粉尘离开尘源，依靠惯性在空气中运动，在静止空气中速度降为零的点称为零点。
距离排风罩最远的零点称为控制点。
将尘源散发出的粉尘吸入罩内，于控制点处必须达到的最小吸入风速称为控制风速。
只有外部罩在控制点的风速大于或等于控制风速时，才能将粉尘吸入罩内。
控制风速与尘源性质及周围气流状况有关。
3.吹吸罩：
由吹气和排风两部分组成，利用气体射流速度衰减慢的特点，用吹气气流把有害物吹向吸风口而被排走的装置。
具有风量小、控制效果好、抗干扰能力强、不影响工艺操作等优点。
4.接受罩：
有些生产过程或设备本身会产生或诱导一定的气流，携带粉尘运动，这种情况，通常将吸尘罩设置在含尘气流的上方或前方，其开口迎向含尘气流的上方或前方，使气流直接进入罩内，这种吸尘罩称为接受罩。
5.吸尘罩设计原则：
①根据有害物质的特性及发散情况，工艺设备结构和操作特点，确定排风罩的形式。
②在工艺条件允许的前提下优先选用密闭罩。
③设备允许的条件下，排风罩尽量靠近并对准有害物的散发方向。
④排风罩通风量大小应适当。
⑤排风罩应坚固耐用。
⑥排风罩应便于维护管理。
（三）除尘器
除尘器是将粉尘从含尘气流中分离出来的净化设备。
按其作用原理可分为重力除尘器、惯性除尘器、旋风除尘器、过滤除尘器（布袋除尘器和颗粒层除尘器）、电除尘器、湿式除尘器。
目前常用的是旋风除尘器、布袋除尘器和电除尘器。
评价除尘器的优劣，可选用多种指标。
通常，除尘器的主要性能参数可分为技术性参数（处理风量、除尘效率、阻力）和经济性参数（设备费和运行费、使用寿命、占地面积和占空间体积）两大类。
1．旋风除尘器
旋风除尘器是利用气流旋转过程中作用在尘粒上的离心力，使粉尘从含尘气流中分离出来的设备。
旋风除尘器具有结构简单、体积小、造价低、维护方便的特点。
一般处理10微米以上的粉尘效率可达90％，其不足是对于处理粒径小于5微米的粉尘、净化效率较低。
通常用于高浓度的含尘系统中一级（预）净化设备。
旋风除尘器是由进气口、筒体、锥体、排出管（内筒）四部分组成。
分割粒径是反映除尘器除尘性能的重要指标之一，旋风除尘器的分割粒径是指其分级效率等于50%时的粒径，分割粒径越小，除尘效率越高。
影响旋风除尘器性能的因素很多，在使用条件方面，主要包括：
进风口速、筒体直径（直径越大净化效率越低）、粉尘性质和含尘气体性质（粉尘的真密度和粒径增大，除尘效率越高；
气体的温度和粘度愈大，除尘效率愈低）、除尘器底部严密性（底部漏风会大大降低除尘器的净化效率）。
2.布袋除尘器
主要利用纤维织物的筛滤作用将粉尘分离的除尘设备称为布袋除尘器，是应用较普遍的一种高效除尘器。
具有较高的除尘效率（对1微米以上的粉尘效率可达99﹪），其适用范围广、处理风量范围大，但由于滤料的限制不易处理高温、高湿的含尘气体。
布袋除尘器按清灰方式，可划分为：
机械清灰、压缩空气脉冲喷吹清灰、机械回转高压风机反吹清灰和大气反吹（吸）清灰布袋除尘器。
过滤风速是布袋除尘器设计和使用的一个重要参数，布袋除尘器的过滤风速是指气体通过滤料表面时的平均速度，其对布袋除尘器的技术性能和经济性能有很大的影响，过滤风速的大小必须适当。
滤料的性能好坏对于除尘器的技术性和经济性也具有重要影响。
常用滤料有涤纶绒布、玻璃纤维滤料和高温尼龙。
3.电除尘器
电除尘器是利用高压电场使粉尘荷电，在库仑力的作用下，使粉尘从气流中分离的设备。
电除尘器除尘效率高，设备运行阻力低，适合处理高温、高湿的含尘气体的特点，但投资费用较高、维护管理要求较高，并且对粉尘的比电阻有一定要求（104～5×
1010欧姆·
厘米）。
电除尘器由除尘器本体和供电装置两大部分。
除尘器本体包括电晕极、收尘极、清灰装置、气流分布装置、外壳和灰斗等；
供电装置包括整流设备、变压设备和电控设备。
电除尘器按清灰方式可分为干式和湿式电除尘器；
按收尘形式可分为管式和板式电除尘器；
按气流流动方式可分为立式和卧式电除尘器。
4.除尘器的选择
选择除尘器时，主要考虑以下几方面的问题：
排放标准要求和除尘器进口含尘浓度、粉尘性质的影响、含尘气体性质的影响、粉尘的后处理的要求以及企业的具体情况等。
第二节作业环境毒物危害控制技术
一、作业环境毒物的来源及存在形式
毒物是指作用于人体，并产生有害作用的物质。
生产过程中所使用或产生的毒物称为生产性毒物，又称为作业环境毒物。
生产过程中，作业环境毒物引起的中毒称为职业中毒。
作业环境毒物主要来源于原料、辅助原料、中间产品、成品、副产品、废弃物、热分解产物和反应产物等。
毒物通常以固态、液态、气态或气溶胶的形式存在于生产环境中。
气体是指常温常压下成气态的物质；
蒸气是指因液体挥发、固体升华而形成的气体，沸点低、蒸气压大的液体都易产生蒸气。
悬浮于空气中的液体微粒称为雾，多由蒸气冷凝或液体喷散所形成。
悬浮于空气中粒径小于0.1微米的固体微粒，称为烟，又称烟尘或烟气，有机物的加热或燃烧时，金属熔融时产生的蒸气在空气中迅速冷凝、氧化，都可形成烟。
能较长时间悬浮于空气中，粒径大于0.1微米的固体微粒，称为粉尘。
悬浮于空气中的粉尘、烟和雾，统称为气溶胶。
二、作业环境毒物的接触机会
接触作业环境毒物主要有两个环节，即原料的生产及其应用。
涉及原料的开采与提炼、加料和出料，成品包装和处理、材料加工、搬运和贮藏等。
生产环节中，有些因素也可能导致作业人员接触毒物，如化学反应控制不当或加料失误引起冒锅，储存气态化学品的钢瓶泄露，作业人员竟如反应釜出料或清釜，废料的处理或回收，化学物质的采样和分析等。
有些作业，如在有机物堆积且通风不良的情况下（化粪池、地窖等），虽未使用有毒物质，但在一定条件下也会有机会接触到毒物，甚至引起中毒。
三、作业环境毒物的控制措施
通风排毒的基础上，有毒气体净化主要采用燃烧、吸收、吸附和冷凝四大技术，这是毒物危害控制中的基本技术。
1.有毒气体燃烧净化
用燃烧的方法销毁有毒有害气体、蒸气或烟尘，使之变成无毒无害物质的方法，称为燃烧净化技术。
燃烧净化技术的原理是使有毒物质的分子在高温条件下发生氧化反应，生成CO2和H2O，气体得到净化。
净化燃烧仅适用于可燃物质或高温下分解的物质，要求有毒气体分解的最终产物必须是无毒无害的物质，燃烧净化技术只能回收燃烧氧化过程中的热量，无法获得原物质的回收。
有毒气体的净化主要包括直接燃烧、热力燃烧和催化燃烧三种类型。
（1）直接燃烧法
直接燃烧是以可燃有害废气为燃料燃烧的方法，亦称火焰燃烧。
要求可燃废气与空气混合后，其浓度必须高于燃烧下限，其燃烧热值应能维持燃烧区域的最低温度要求。
直接燃烧设备一般使用炉、窑和火炬。
（2）热力燃烧法
热力燃烧适用于可燃有机物质含量较低的废气，且与空气混合后的浓度低于燃烧下限的净化处理，多采用热力燃烧炉。
（3）催化燃烧法
催化燃烧是用催化剂使废气中的可燃物质在较低的温度下氧化分解的净化方法。
催化剂会改变氧化分解的过程，故需要的辅助燃料较少。
催化剂必须在适宜的条件下使用，反应温度的变化对催化剂的使用寿命具有明显的影响，操作条件控制不当，会导致催化剂的活性降低甚至使活性完全丧失。
2.吸收净化技术
吸收法是采用适当的液体作为吸收剂，根据废气中各组分在液体中溶解度的不同，液体吸收剂有选择地使气相中的有害组分溶解在液体中，从而使气体得到净化的方法。
吸收可分为：
物理吸收（吸收过程中发生的是纯物理溶解过程）和化学吸收（吸收过程中伴随有明显的化学反应）。
由于化学反应增大了传质系数和吸收推动力，加大了吸收速率，因此，化学吸收比单纯的物理吸收效率更高，效果更好。
吸收净化法常用的设备主要分板式吸收塔和填料吸收塔两大类。
3.吸附净化技术
吸附是一种或几种物质的原子、分子或离子附着在另一种物质表面上的现象，即在界面上的扩散过程。
吸附净化技术是指利用吸附作用，使有害废气与表面积大的多孔性固体物质相接触，将废气中的有害组分吸附在固体表面上，使其与气体混合物分离，达到净化的目的的技术。
吸附包括物理吸附（分子间力作用的结果）和化学吸附（固体表面分子与气体分子形成化学键的结果）。
常见的吸附剂有活性炭、分子筛、硅胶、活性氧化铝等。
吸附净化技术的净化效率较高，尤其是对于低浓度的气体仍具有较强的净化能力。
特别适用于排放标准要求严格或有害物质浓度低，采用其他方法达不到净化要求的领域。
4．冷凝净化技术
物质在不同的温度下，具有不同的饱和蒸汽压，利用该性质，采用降低有害气体的温度或提高有害气体压力的方法，使一些易于凝结的有害气体或蒸汽态的污染物冷凝成液体并从有害气体中分离出来，这种方法称为冷凝净化技术。
冷凝回收只适用于蒸气状态的有害物质，多用于从空气中回收有机溶剂蒸气。
冷凝法能达到很高的净化程度，但净化要求愈高，所需的冷却温度愈低，则相应操作费用也就愈大。
故只有空气中所含蒸气的浓度较高时，冷凝回收才比较经济。
第三节物理因素危害的控制技术
一、物理性危害因素的种类
1.不良的气象条件
高、低温和异常气压下的作业均属于不良气象条件下从事的劳动。
高温作业系指工作场所有生产性热源，其散热量大于23w/m3·
h或84kJ/m3·
h的车间；
或当室外实际出现本地区夏季通风室外计算温度时，工作场所的气温高于室外2℃或2℃以上的作业（含夏季通风室外计算温度≥30℃地区的露天作业，不含矿井下作业）。
低温作业是指生产劳动过程中，工作地点平均气温等于或低于5℃的作业。
有些特殊工种需要在工作气压与正常气压相差较大的异常气压下工作，如潜水作业和潜函作业属于高压作业；
在高空、高山与高原等环境下的作业属于低压作业。
2.噪声
产生声音的根源是物体的振动，发出声音的物体称为声源，声速是振动在媒质传播的速度。
物体在1秒钟内振动的次数称为频率，单位为赫兹（Hz）；
人耳能够听到频率为20~20000Hz的声音（音频声）。
在不同的领域中，噪声的定义有所不同。
物理学上，噪声是指频率、振动上杂乱，间歇或随机的声音；
生理学上，对人体有害的和人们不需要的声音，统称为噪声。
噪声依据不同的属性，有不同的分类方法。
按噪声的起源分：
空气动力性噪声、机械动力性噪声、电磁动力性噪声。
按噪声的频谱图像划分：
连续噪声（又称稳态噪声，是频率和强度随机变化成分杂乱无章且无突出频率成分的噪声）和脉冲噪声（在时域中表现为瞬间产生的激荡作用，但在频域中常表现为连续噪声）。
按其频率成分的分布分：
低频噪声（500Hz以下的噪声）、中频噪声（500～1000Hz）、高频噪声（1000Hz以上的噪声）；
或分为：
宽频带噪声（从低频到高频较为均匀的噪声）、窄频带噪声（主要成分集中分布在狭窄的频率范围内的噪声）、有调噪声（既有连续噪声，又有离散频率成分存在的噪声）。
（1）噪声的物理量度
①声压与声压级
在原来的大气压上叠加一个由于声波而引起的压强变化，称为声压，用p表示，单位是帕斯卡（Pa）。
声压大小表示了声波的强弱。
正常人能听到的声压的范围是2×
10-5～20Pa，人耳听到的最弱的声压（2×
10-5Pa）称为人耳的“听阈”；
当声压达到20Pa时，人耳就会产生疼痛的感觉，称为“痛阈”。
“听阈”和“痛阈”相差一百万倍。
由于人耳对声音大小的感受不是线性的，而是同它的对数近似成比例。
将两个声音的声压之比用对数的标度来表示，更接近于人耳的听觉特性。
这种用对数标度来表示的声压称为声压级，用Lp表示，单位为分贝，记作dB。
某一个声音的声压级定义是：
该声音的声压p与某一参考声压p0的比值取以10为底的对数再乘以20，即Lp=20lg（p/p0）（dB）。
国际上规定p0=2×
10-5Pa，当声压用分贝表示时，听阈和痛阈的声压之比从100万倍的变化范围变成0～120dB的变化。
②声强与声强级
声强是指单位时间内垂直通过单位面积的声能，是用能量大小来表示声音的强弱，单位为瓦/平方米（W/m2），用I表示。
人耳所能感受的声音，其强度范围很大，为了避免繁琐，声强也可引用“级”的概念来表示，即声强级LI，单位也是分贝（dB），定义为：
LI=10lg（I/I0）（dB），其中I0为参考声强，I0=10-12W/m2，相当于人耳听到最弱声音的强度。
③声功率与声功率级
声功率为声源在单位时间内辐射的总能量，用符号W表示，单位是瓦（W）。
声强与声源辐射的声功率有关，两者成正比，
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