Введение к работе
Актуальность проблемы. Одним из основных загрязнителей воздуха рабочей зоны на предприятиях строительной индустрии является пыль, которая образуется в результате работы оборудования по измельчению и транспортировке материалов (мельницы, дробилки, грохоты узлы пересыпки), и составляет значительную часть пылевыделений в воздух рабочей зоны предприятий. Пыль вызывает целый ряд тяжелых заболеваний у людей. Причем наиболее вредными являются частицы с размерами до 10 мкм, которые относятся к респирабельным, и представляют основную опасность для здоровья человека.
Вследствие вышесказанного возникает проблема совершенствования систем и методов мониторинга опасных и вредных производственных факторов и автоматизированных систем сигнализации об опасности, обеспечивающих получение данных с высокой оперативностью и в значительных пространственных масштабах. Таким образом, актуальными являются исследования, направленные на создание аппаратурного оснащения для непрерывного контроля концентрации мелких фракций твердых частиц пыли в воздухе рабочей зоны, путем разработки автоматизированной системы контроля концентрации РМ10 и РМ2,5 в рабочих зонах как внутри помещений так и на территории предприятий.
Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.
Цель работы – Обеспечение нормативных параметров содержания частиц мелких фракций пыли в воздухе рабочих зон на предприятиях строительной отрасли, на основе результатов непрерывного мониторинга концентрации частиц РМ10 и РМ2,5.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
анализ запыленности воздушной среды в рабочей зоне предприятий стройиндустрии (на примере ОАО «Михайловский завод силикатного кирпича»);
определение интенсивности и характерных точек пылевыделения от основного оборудования, характерного для строительной отрасли;
анализ существующих методов контроля РМ10 и РМ2,5;
разработка принципиальной схемы и аппаратурного оформления системы мониторинга концентрации частиц РМ10 и РМ2,5 в воздухе рабочей зоны;
проведение экспериментальных натурных измерений качества воздуха на предприятии, по определению концентрации пылевых частиц размером до 2,5 мкм и до10 мкм.
Основная идея работы состоит в: использовании прибора, основанного на принципах лазерного зондирования воздуха, для непрерывного мониторинга воздуха рабочей зоны в реальном времени на содержание пылевых частиц размером до 2,5 мкм и до 10 мкм на предприятиях строительной индустрии.
Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, экспериментальные лабораторные и опытно–промышленные исследования, обработку экспериментальных данных методами математической статистики и корреляционного анализа с применением ПК и сертифицированных программ.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением классических положений теоретического анализа, планированием необходимого объема экспериментов, подтверждена удовлетворяющей требуемым критериям сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных и опытно-промышленных условиях, с результатами других авторов.
Научная новизна работы состоит в том, что:
получены зависимости изменения концентрации частиц РМ10 и РМ2,5 от определяющих факторов (время суток, коэффициент использования оборудования, подвижность воздуха в рабочей зоне, работа систем пылеподавления и пылеудаления);
определен диапазон длин волн лазерного излучения для обнаружения частиц пыли характерных строительной отрасли (цемент, известь, гипс, каолин, кварц);
экспериментально определено отношение размера исследуемых частиц к длине волны источника лазерного излучения для пыли различных материалов;
экспериментально определен коэффициент рассеивания для пыли выделяющеся на производствах стройиндустрии;
разработана принципиальная схема и аппаратурное оформление системы мониторинга, которая внедрена на ОАО «Михайловский завод силикатного кирпича»;
Практическое значение работы:
разработан прибор для определения дисперсного состава аэрозоля, новизна конструкции которого подтверждена положительным решением №2010103652/28(005106) на выдачу патента РФ на изобретение (заявл. 03.02.2010.);
разработана принципиальная схема и аппаратурное оформление системы мониторинга с использованием лазерного зондирования воздуха и одновременной обработкой данных на ПК;
предложенная система мониторинга содержания частиц РМ10 и РМ2,5 в воздухе рабочей зоны внедрена на ОАО «Михайловский завод силикатного кирпича»;
разработаны рекомендации по организации систем мониторинга состояния воздуха рабочей зоны на предприятиях строительной индустрии.
Реализация результатов работы:
- внедрена система мониторинга качества воздуха на Михайловском заводе силикатных изделий;
предложенная методика контроля РМ10 и РМ2,5 использована ООО «ПТБ ПСО Волгоградгражданстрой» при реконструкции систем локализации пылевого загрязнения гипсового производства ОАО «Кубанский гипс КНАУФ».
На защиту выносятся:
зависимости изменения концентрации частиц РМ10 и РМ2,5 от определяющих факторов (время суток, коэффициент использования оборудования, подвижность воздуха в рабочей зоне, работа систем пылеподавления и пылеудаления);
диапазон длин волн лазерного излучения для обнаружения частиц пыли характерных строительной отрасли (цемент, известь, гипс, каолин, кварц);
отношение размера исследуемых частиц к длине волны источника лазерного излучения для пыли различных строительных материалов;
коэффициент отражающей способности для пыли выделяющейся на производствах стройиндустрии;
принципиальная схема и аппаратурное оформление системы мониторинга концентрации частиц РМ10 и РМ2,5 в воздухе рабочей зоны.
Апробация. Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на: Ежегодная научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава ВолгГАСУ (Волгоград 2008-2011); Международной интернет–конференции «Проблемы минерально-сырьевого комплекса» (С-Петербург, 2011 г.); Международной конференции «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды» (Самарканд, 2010г.); IV международной научно-технической конференции «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды» (Волгоград, 2010 г.);
Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации изложены в 7 работах, в том числе в 2 статьях, опубликованных в изданиях, рекомендуемых ВАК России, и 1 патенте на изобретение.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы – 145 страницы, в том числе: 128 страниц - основной текст, содержащий 18 таблиц на 18 страницах, 28 рисунков на 26 страницах; список литературы из 163 наименований на 8 страницах, 3 приложений на 18 страницах.
