Токсичность хладоагентов.

По степени безвредности хладоагенты принято делить на шесть классов. Чем выше класс, тем безвреднее хладоагент для человека.

1 класс. Сернистый ангидрид SO₂. При его концентрации в воздухе от 0,5 до 1 % по объему смертельный исход наступает через 5 минут; поэтому он практически вышел из употребления.

2 класс. Аммиак NH₃ и бромистый металл. При их концентрации в воздухе от 0,5 до 1 % по объему смерть наступает через 1 час.

3 класс. Метилформиат C₂H₄O₂ из фреонов, например, R10, R20. При его концентрации в воздухе 2 – 2,5% по объему смерть наступает через 1 час.

4 класс. Дихлорэтилен C₂H₂Cl₂, бромистый винил C₂H₃Br, R30, R160. Четвертый класс безопасности также имеет неазеотропная смесь R601, являющаяся при обычных температурах стабильным веществом, но при температуре выше 400ºС R601 может разлагаться с образованием высокотоксичных веществ, в том числе фтористого и хлористого водорода, а также фторфосгена. Для хладоагентов 4 класса при их концентрации по объему 2 – 2,5% вредное влияние сказывается через 2 часа.

Наиболее безопасные хладоагенты относятся к самым высоким классам безвредности – 5 и 6.

5 класс. Двуокись углерода СО₂, фреоны R12, R113, R170, R290, R22, этилен С₂Н₄, бутан С₄Н₁₀. При объемной концентрации до 20% их вредное влияние сказывается более чем через 2 часа.

6 класс. Фреоны R12, R114. При их концентрации в воздухе свыше 20% по объему они не оказывают вредного влияния на человеческий организм в течении 2 часов.

Галогенные соединения, в которых все или большинство атомов водорода заменены атомами фтора, могут быть отнесены к еще более высокому классу безвредности. Такими агентами являются фреоны R13 CF₃Cl, R14 CF₄, R115 C₂F₅Cl.

Принятая классификация на 6 классов не позволяет дифференцировать фреоны в полной мере, поэтому наряду с классами для характеристики токсичности применяют понятие ПДК (предельно допустимая концентрация). ПДК, по сравнению со среднесмертельной концентрацией и другими критериями, более полно представляет токсические свойства. Однако, одного понятия ПДК не достаточно для оценки реальной опасности работы с хладоагентами в производственных условиях. Так, для R11 и R12B1 одинаковая ПДК (равная 1000 мг/м³) не означает, что токсическая опасность их одинакова. В случае разгерметизации аппаратуры с R12B1, имеющим давление насыщенного пара при 20ºС около 230 КПа и плотность 17 кг/м³, этот холодильный агент попадает в воздух рабочей зоны быстрее и в большем количестве, чем R11 с давлением насыщенного пара, равным при той же температуре 90 КПа, и плотностью 5,2 кг/м³. Для оценки опасности отравления в условиях применения того или иного вещества введено понятие токсической опасности, которая характеризуется коэффициентом возможного ингаляционного отравления (КВИО). Этот коэффициент определяется отношением максимально допустимой концентрации пара при 20ºС к среднесмертельной дозе для мышей при экспозиции 2 часа.

Учитывая условность и ограниченность среднесмертельной концентрации как параметра токсического воздействия на человека, целесообразно характеризовать реальную опасность хладоагента в производственных условиях коэффициентом токсической опасности (К_Т.О.). Этот коэффициент представляет собой безразмерную величину, определяемую отношением плотности ρ₂₀ к ПДК, установленной для воздуха рабочей зоны:

 

 

Коэффициент токсической опасности показывает, во сколько раз может быть превышен ПДК при аварийной ситуации в реальных производственных условиях. Чем больше К_Т.О., тем более строгими должны быть меры предосторожности при работе с хладоагентами. В таблице 3 для ряда хладоагентов приведены установленные и утвержденные ПДК и К_Т.О.. Оценку величины К_Т.О. можно произвести по формуле:

 

,

 

где р₂₀ – давление насыщенного пара при 20º С в КПа;

М=М_r^. ₁₀^-3 – молярная масса агента в кг/моль;

M_r – относительная молекулярная масса агента;

ПДК – предельная допустимая концентрация, выраженная в мг/м³.

 

Таблица 4. Токсичность хладоагентов

 

Холодильный агент	ПДК, мг/м	К . 10	Холодильный агент	ПДК, мг/м	К *10
R11 R12 R12В1 R21 R22 R113 R114 R115			R142 R143 R152 RС318 R500 R502 R717