Склад атмосфери кар’єрів і вимоги, що висуваються до неї.

Атмосферне повітря становить собою суміш газів, основними з яких є азот (79%), кисень (20,95%) і вуглекислий газ (0,04%). Крім того, в повітрі в різних об’ємах вміщуються водяна пара і тонко дисперсний пил.

При дослідженнях було встановлено, що повітря в кар’єрах можна розглядати як звичайне атмосферне повітря, в якому окрім наведених вище газів вміщуються такі отруйні гази і пара, як окиси азоту, окис вуглецю, сірководень, сірчаний газ і альдегіди.

Кисень (О₂) – газ без кольору, запаху і смаку густиною 1,11 (тут та нижче густина розглядаємих газів дана відносно повітря). Розчинність кисню в воді приблизно в 5 разів вище, ніж в повітря. Вміст кисню в повітрі в місцях виробництва робіт відповідно до вимог Правил безпеки повинна бути не менше 20%. При його зменшенні до 17% у людини починається задишка і частішає серцебиття, до 12% може відбутися непритомний стан, а при 9% настає смерть від кисневого голодування (аноксемія). Окрім кисню може бути його алотропічний вид – озон, який є сильним окиснювачем і утворюється за електролітичних розрядів в різних процесах окиснення. Гранично допустима концентрація (ГДК) озону в повітрі робочої зони складає 0,1 мг/м^3.

Азот (N₂) – газ без кольору, запаху і смаку густиною 0,97. В звичайних умовах він нешкідливий. Але за високих температур вступає в поєднання з киснем і воднем.

Вуглекислий газ (СО₂) – газ без кольору, зі слабким кислуватим смаком густиною 1,52. Він легко розчиняється в воді. При високому вмісті його в повітрі, що вдихається, можливе отруєння. При 5%-ому вмісті СО₂ в повітрі дихання частішає, при 6% з’являється сильна задишка і слабкість, при 10%-омуі вище може настати непритомний стан, а при 20-25% можливе смертельне отруєння. Нешкідливим для людей вважається вміст вуглекислого газу в повітрі не більше 0,5%. Джерелами надходження вуглекислого газу в атмосферу кар’єрів є підземні води, пожежі, вибухові роботи, термічне буріння і робота двигунів внутрішнього згоряння.

З окисів азоту найбільшу небезпеку становить двоокис азоту (NO₂) – газ червоно-бурого кольору з характерним запахом густиною 1,58. Двоокис азоту добре розчиняється в воді, утворюючи суміш азотної і азотистої кислот (НNO₃, HNO₂). Цей газ діє подразнюючи на бронхи, легені, слизову оболонку очей, носу і рота. Легка ступінь отруєння проявляється у вигляді кашлю, загального нездужання, а іноді і блювоти. Важка ступінь отруєння пов’язана з набряком легень. Смертельна небезпека виникає при концентрації двоокису азоту за об’ємом приблизно 0,02%. Джерелами надходження окисів азоту в атмосферу кар’єрів є робота двигунів внутрішнього згоряння, вибухові роботи і термічне буріння.

Окис вуглецю (СО) – газ без кольору, запаху і смаку густиною 0,97. Окис вуглецю погано розчиняється в воді. Шкідлива дія на організм людини пов’язана з тим, що легко поєднуючись з гемоглобіном крові (в 250-300 разів активніше, ніж кисень) витискає з неї кисень, викликаючи тим самим кисневий голод організму.

Індивідуальна сприйнятливість до отруєння вуглецю у різних людей неоднакова і залежить від кількості крові і частоти дихання. При концентрації окису вуглецю в повітрі рівній 1% людина втрачає свідомість після декількох вдихів. Сильне отруєння (втрата здатності рухатися і притуплення свідомості) викликаються вдиханням протягом 0,5-1 години повітря, що вміщує 0,128% СО. При концентрації приблизно 0,05% через 1 годину настає слабке отруєння, з’являються головні болі, шум в вухах. Тривале перебування людини в атмосфері з концентрацією окису вуглецю 0,01% призводить до хронічних отруєнь.

В деяких випадках, особливо при оцінюванні газоподібних продуктів вибуху, використовується поняття «умовний окис вуглецю», це власне СО, що утворюється під час вибуху ВР, і двоокис азоту, перерахована на СО, приймаючи 1 л NO₂, що дорівнює 6,5 л СО.

Джерелами виділення окису вуглецю в атмосферу кар’єру є вибухові роботи, робота двигунів внутрішнього згоряння, термічне буріння, пожежі і таке інше.

Сірководень (Н₂S) – безкольоровий газ зі солодкуватим смаком і характерним запахом тухлих яєць густиною 1,19. Газ діє на нервову систему, а також дратує слизисту оболонку дихальних шляхів і очей. При вмісті сірководню в повітрі 0,01% через декілька годин настає легке отруєння, при 0,05% через 0,5 – 1 годин – небезпечне отруєння, а при 0,1% - смерть. Сірководень в кар’єрах виділяється з порід і вод.

Сірчистий газ (SO₂) – безкольоровий, з характерним гострим запахом і смаком сірки густиною 2,2. Він легко розчинюється в воді. Діє на слизову оболонку ока і верхні дихальні шляхи. За високих концентраціях в повітрі діє на легені, викликає кашель, стискання в грудях і хрипіння. Тривале вдихання газу призводить до запалення слизової оболонки очей і утруднює ковтання. При гострих отруєннях відбувається задуха. При концентрації 0,05 навіть короткочасна дія сірчистого газу небезпечна для життя людини. Джерелами виділення сірчистого газу в кар’єрах в основному є пожежі і вибухи в породах з високим вмістом сірки.

З альдегідів небезпеку для атмосфери кар’єрів становлять акролеїн і формальдегід.

Акролеїн (СН₂СНСОН) (акриловий альдегід) в повітрі присутній у вигляді пари і має неприємний різкий запах підгорілих жирів. Пара акролеїну важче повітря в 1,9 рази. Він діє на слизову оболонку носоглотки і очей, викликає запаморочення, нудоту, блювоту і болі в шлунку. Концентрація акролеїну 0,0005% в повітрі важко переноситься, 0,002 – незносна, а десятихвилинне перебування людини в атмосфері з вмістом акролеїну 0,014% небезпечне для життя.

Формальдегід (СН₂О) – безкольоровий газ з різким задушливим запахом густиною 1,04. Формальдегід діє на слизову оболонку носоглотки і центральну нервову систему, а також викликає невроз шкіри. При концентрації 0,002% хронічне отруєння формальдегідом викликає розлад травлення, серцеве биття, постійні головні болі, безсоння, відсутність апетиту, захворювання слизової оболонки носоглотки і очей.

Джерелами виділення альдегідів в атмосферу кар’єрів є двигуни внутрішнього згоряння і термічне буріння.

В відпрацьованих газах двигунів внутрішнього згоряння вміщуються також канцерогенні речовини, основним з яких є 3,4-бензпірен.

Рисунок 1. Речовина першого класу небезпеки - бензпірен.

За безпосереднього контакту цих речовин з живою тканиною виникають злоякісні пухлини. В відпрацьованих газах карбюраторних двигунів вміщується до 2∙10^-5 г/м³, дизельних двигунів до 1∙10^-5 г/м³ 3,4-бензпірену. Його ГДК складає 0,00015 мг/м³. Носіями канцерогенних речовин є сажа.

При розробці деяких родовищ в атмосферу кар’єрів можуть виділятися газоподібні радіоактивні речовини. Основним з них є радон, який утворюється під час розкладу радію.

Вміст в повітрі робочої зони таких, що найбільш широко зустрічаються в кар’єрах шкідливих газів і пари у відповідності до вимог ГОСТ 12.1.005-88. ССБП. «Повітря робочої зони. Загальні санітарно-гігієнічні вимоги» не повинно перевищувати наступні значення (мг/м³):

Акролеїн………………………0,2 окис вуглецю………………20

Формальдегід…………………0,5 сірководень………………...10

Тринітротолуол……………… 1 сірчистий ангідрид……...…10

окиси азоту (в перерахунки на

NO₂)…………………………….5

При роботі в атмосфері, що вміщує окис вуглецю, не більше 1 години ГДК окису вуглецю може бути збільшена до 50 мг/м³, не більше 30 хвилин – до 100 мг/м³, не більше 15 хвилин – до 200 мг/м³. Роботи при збільшеному вмісті окису вуглецю і повітрі робочої зони можуть відновлюватися не раніше двох-годинникової перерви.

Робочою зоною вважається простір висотою до 2 м над рівнем грунту або площадки, в якому розміщаються місця постійного або тимчасового перебування працюючих.

Під час розробки корисних копалин в атмосферу кар’єрів виділяється також пил, який становить - мілкі тверді частинки розміром менше 0,1-0,5 мм. Він може бути отруйним і не отруйним. До отруйних відноситься пил, що вміщує свинець, ртуть Нg, хром Cr, арсен As, стибій Sb та інші отруйні елементи. Вдихання цього пилу призводить до специфічних професійних захворювань.

До неотруйних відносяться кварцовий, вугільний, силікатний та інші пили. Тривале вдихання їх може призвести до захворювань гірників пневмоконіозами: силікозом, антракозом, асбестозом та іншими. Велику небезпеку становить радіоактивні пили, які окрім звичайної дії можуть призвести до онкологічних захворювань.

Найбільша крупність пилинок, які потрапляють в легені людини, звичайно не перевищує 10 мкм. Більше число пилинок має розмір 5 мкм і менше. Особливо небезпечними вважаються частинки розміром меншим за 2 мкм.

Захворювання силікозом відбувається за вмісту в пилу вільного двоокису кремнію – SiO₂.

Відповідно до ГОСТ 12.1.005-88 запиленість повітря на робочих місцях в кар’єрах не повинна перевищувати наступні ГДК.

Пил, утримуючий кремнезем:

двоокис кремнію кристалічна (кварц, кристобаліт, тридиміт) при вмісті її в пилу вище 70% (кварцит, динас та інші) – 1 мг/м³;

двоокис кремнію кристалічна при вмісті її в пилу від 10 до 70% (граніт, шамот, слюда-сирець та інші) – 2 мг/м³;

двоокис кремнію кристалічна при вмісті її в пилу від 2 до 10% (горючі кукерситні сланці, мідносульлфидні руди, глина та інші) – 4 мг/м³.

Вугільний і вуглепородний пил:

антрацит з вмістом вільного двоокису кремнію до 5% - 6 мг/м³;

кам’яно-вугільний з вмістом вільного двоокису кремнію до 5% - 10 мг/м³;

вуглепородний і вугільний пил зі змістом вільного двоокису кремнію 5 – 10 % - 4 мг/м³.

Силікати і пил, що вміщує силікат:

азбест природний і штучний, а також змішані азбестопородні пили при вмісті в них азбесту більше 10% - 2 мг/м³;

тальк, слюдо-флагоніт і мусковіт – 4 мг/м³;

олівін, апатит, фосфорит, глина – 6 мг/м³;

окис алюмінію у вигляді аерозолю дезінтеграція (глинозем, електрокорунд, моно корунд) – 6 мг/м³;

доломіт, вапняк, барит, фосфорит – 6 мг/м³;

окис заліза за домішками окисів мангану до 3% - 6 мг/м³_;

окис заліза з домішками фтористих або від 2 до 6% манганових сполук – 4 мг/м³;

магнезит – 10 мг/м³;

хромовий ангідрит, хромати, біхромати (в переліку на (СrO₃) – 0,01 мг/м³;

свинець і його неорганічні сполуки – 0,01 мг/м³;

уран (розчинні сполуки) – 0,015 мг/м³;

уран (нерозчинні сполуки) – 0,075 мг/м³.

У випадку одночасного вмісту в повітрі робочої зони декількох шкідливих речовин односпрямованої дії, тобто речовин, близьких за хімічним складом і характером біологічної дії на організм людини, повинно витримуватися наступне співвідношення:

(1.2)

де С₁, С₂, …., С_n - фактичні концентрації шкідливих речовин в повітрі; ГДК₁, ГДК₂, …., ГДК_n – гранично допустимі концентрації шкідливих речовин в повітрі.

Для природних радіоактивних руд відповідно з нормами радіаційної безпеки (Основні санітарні правила забезпечення радіаційної безпеки України, затверджено наказом Міністерства охорони здоров’я України від 02.02.2005 № 54, зареєстровано в Міністерстві юстиції України 20.05.2005 за № 552/10832) існує гранично допустиме надходження (ГДН) радіонукліду в організм працюючих.

ГДН в рік природного торію і урану Th і U в легені людини, як критичного органу, складає відповідно 8,9∙10^-3 мкКі (40 мг) і 0,15 мкКі (220 мг). Допустима концентрація (ДК_А) цих радіонуклідів в повітрі робочої зони складає відповідно 1,7∙10^-5 і 5,9∙10^-14 Кі/л.

Для радону Rn (без продуктів розпаду) ГДН на рік дорівнює 3,8∙10³ мкКі, а ДК_А – 1,5∙10^-9 Кі/л.