ТЕМА 10. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРОМЫШЛЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

Цель занятия: изучить различные виды промышленной вен- тиляции, гигиенические требования к организации вентиляции производственных помещений аптек; освоить методы определения необходимого воздухообмена и его кратности в различных аптечных помещениях, гигиенической оценки эффективности вентиляционных систем.

При подготовке к занятию необходимо проработать следующие

вопросы теории.

1. Источники загрязнений воздуха производственных помещений аптек. Назначение и виды вентиляции.

2. Естественная вентиляция, организованный и неорганизованный воздухообмен, аэрация. Факторы, определяющие интенсивность вентиляции.

3. Искусственная вентиляция. Системы вентиляции. Особенности организации вентиляции в производственных помещениях аптек с выделением в воздух избыточного тепла, водяных паров, пыли, ядовитых паров и газов.

4. Гигиеническая оценка эффективности вентиляционных систем производственных помещений. Определение необходимого воздухообмена в различных аптечных помещениях и его кратности.

• После освоения темы студент должен знать:

- этапы проведения гигиенического обследования производственной вентиляции;

- определение необходимого воздухообмена в различных аптечных помещениях и его кратность;

• уметь:

- выбрать наиболее эффективные виды вентиляции для конкретных производственных условий в помещениях аптечных организаций;

- оценить эффективность действия естественной и искусственной вентиляции в помещениях аптечных организаций по результатам исследований на соответствие гигиеническим нормативам;

- оценить эффективность работы вентиляционных систем;

- использовать основные нормативные документы и информационные источники справочного характера по применению эффективных систем вентиляции для обеспечения оптимальных и допустимых метеорологических условий и чистоты воздуха аптечных помещений.

Учебный материал для выполнения задания

Вентиляция в производственных помещениях является исключительно важным и эффективным средством охраны здоровья работа- ющих и профилактики заболеваний.

В производственных помещениях многие технологические процессы сопровождаются выделением тепла, влаги, вредных веществ в виде паров, газов и пыли. Наряду с этим воздух помещений постоянно загрязняется выдыхаемым человеком углекислым газом, продуктами разложения пота, сальных желез, органических веществ, содержащихся в одежде и обуви, а также химическими веществами, выделяющимися из полимерных материалов. Для поддержания заданных параметров воздушной среды в помещении необходимы подача свежего и удаление загрязненного воздуха.

Воздух химико-фармацевтических предприятий и аптечных производственных помещений может загрязняться в процессе изго- товления и выдачи лекарств, при проведении химического анализа приготовленных препаратов. Например, при развешивании, дозировке, пересыпке, расфасовке, химическом анализе лекарственных препаратов в ассистентской, фасовочной, в комнате провизора-аналитика воздух загрязняется пылью, парами и газами лекарственных веществ. В моечной, дистилляционно-стерилизационной воздух может содержать избыточное тепло и влагу. Длительное пребывание большого количества людей в помещении торгового зала вызывает изменения физических свойств и химического состава воздуха (тем-

пературы, влажности, содержания диоксида углерода, количества микроорганизмов и др.).

Поддержание в производственных помещениях параметров воздушной среды, удовлетворяющих гигиеническим требованиям, осу- ществляется различными системами вентиляции, при проектировании которых учитываются количества выделяющихся вредностей.

Промышленная вентиляция занимает важное место в комплексе профилактических мероприятий по оздоровлению воздушной среды производственных помещений, направленных на улучшение условий труда рабочих. Непосредственное ее назначение - борьба с избытком тепла и влаги, а также газов, паров и пыли.

По способу перемещения воздуха различают системы естественной, механической и смешанной вентиляции.

Побудителем движения воздуха при естественной вентиляции является давление ветра на стены здания (ветровой напор), обес- печивающее движение воздуха через помещение в горизонтальном направлении, и разница температур в помещении и снаружи (тепловой напор), вызывающий перемещение конвекционных токов воздуха по вертикали и удаление нагретого, загрязненного воздуха через отверстия в верхней части помещения.

Естественная вентиляция может применяться в форме сквозного проветривания, осуществляемого за счет ветрового напора, и в форме управляемой вентиляции - аэрации. Сквозное проветривание применяется обычно в производственных помещениях с большим числом работающих и при отсутствии в воздухе вредных выделений (токсической пыли, паров и газов). Аэрация используется только в помещениях с избыточным теплом (так называемых горячих цехах) с выделением тепла более 23 Вт/м³. Наружный воздух при аэрации поступает в помещение через открытые оконные проемы и фрамуги, а загрязненный, уносящий с собой избыток тепла, влаги, производственную пыль, удаляется из цеха через верхние проемы или специальные устройства. Местная естественная вытяжная вентиляция организуется в виде вытяжных шахт (труб), расположенных над местами выделения горячих паров и газов (нагревательные печи, кузнечные горны) и выведенных на крышу здания. Для повышения эффективности естественной вытяжки внутри вытяжных шахт устанавливаются дефлекторы различной конструкции.

Побудителем движения воздуха при механической вентиляции служат специальные устройства (вентиляторы, эжекторы).

Механическая вентиляция подразделяется по направлению воздушного потока на приточную и вытяжную. Они могут быть в форме общей (общеобменной) и местной (локальной) вентиляции. Общеобменная вентиляция предназначена для создания оптимальных и допустимых метеорологических условий во всем помещении. Она обычно применяется, если рабочие места равномерно располагаются по всему помещению, а вредные выделения поступают непос- редственно в воздух рабочей зоны. Поступающий воздух должен распределяться равномерно по всему объему помещения.

Приточные отверстия общей вентиляции, как правило, подают воздух в нижнюю (рабочую) зону помещения. Подача воздуха в верхнюю зону возможна в двух случаях: при наличии в помещении постоянных источников пыли (во избежание подъема осевшей пыли) и водяных паров, которые могут конденсироваться в прохладном приточном воздухе, поэтому воздух подается нагретым до 30-35 ?С в верхнюю зону помещения. Местная приточная вентиляция (в комбинации с аэрацией или механической приточно-вытяжной вентиляцией) применяется, как правило, в горячих цехах в виде «воздушного душа», подающего прохладный (18 ?С) воздух прямо на работающего человека, «воздушного оазиса», представляющего собой огражденное водяной пленкой место отдыха рабочих, внутрь которого подается прохладный воздух, а также в виде «воздушной тепловой завесы» (потока теплого воздуха не выше 50-70 ?С в дверных наружных проемах производственных помещений и у наружных ворот). Скорость выпуска воздуха из щелей или отверстий воздушных и воздушнотепловых завес должна быть у наружных дверей не более 8 м/с и у ворот - 25 м/с.

Вытяжная вентиляция предназначена для удаления загрязненного вредными выделениями воздуха из помещения, например из моечной аптек, комнаты химика-аналитика.

Общая вытяжная вентиляция удаляет загрязненный воздух из верхней зоны производственных помещений. Местная вытяжная вентиляция применяется непосредственно в местах выделения вредных веществ, образующихся при ряде операций (взвешивании, дозировании, загрузке и др.), для предотвращения их распространения по всему помещению. Местная вытяжная вентиляция является наиболее эффективным способом борьбы с избыточными тепло- и влаговыделениями, газами, парами, пылью. Поскольку концентрация вредных выделений в месте образования более высокая, расход

воздуха для их удаления требуется значительно меньший, чем при общеобменной вентиляции.

Местные отсосы должны отвечать следующим требованиям: высокая герметичность, удобство обслуживания, стойкость к агрес- сивным средам, малые расходы воздуха, высокая эффективность улавливания вредных веществ. Конструкции местных отсосов могут быть полностью закрытыми, полуоткрытыми или открытыми. Наиболее эффективны закрытые отсосы. Они улавливают вредные вещества максимально полно при минимальном объеме удаляемого воздуха. К ним относятся кожухи, камеры, герметично или плотно укрывающие пылящее оборудование. В ряде случаев герметизацию укрытий невозможно осуществить по технологическим причинам. В этих случаях применяют отсосы с частичным укрытием (вытяжной шкаф) или открытые: вытяжные зонты, вытяжные панели, бортовые отсосы и другие устройства. Вытяжные шкафы почти полностью укрывают источник вредных выделений. Незакрытыми остаются только рабочие проемы, через которые воздух из помещения поступает в шкаф. Вытяжные зонты применяются для улавливания вредных выделений, поднимающихся вверх. Зонты устанавливаются над скоплением источников тепло- и влаговыделений и другими источниками нетоксичных вредностей, выделяющихся вместе с теплом. Отсасывающие панели применяются для удаления вредных выделений в том случае, когда зона вредных выделений относительно велика и более полное укрытие организовать невозможно. Бортовые отсосы устанавливаются по периметру открытых ванн, содержащих технические растворы, с поверхности которых выделяются вредные пары и газы. Принцип работы этих отсосов состоит в том, что приточный воздух захватывает вредные пары, газы и уносит их в вытяжной воздуховод.

Особенности системы вентиляции в аптечных учреждениях

В аптечных учреждениях системы вентиляции и кондиционирования считаются эффективными, если с их помощью поддерживаются микроклиматические условия в помещениях в соответствии с требованиями санитарных регламентов и удаляются вредные вещества из воздуха рабочей зоны до уровней ПДК.

В помещениях с избыточным теплом наиболее эффективным является поддержание оптимальных и допустимых температур воздуха в целом за счет общеобменной естественной (аэрация) или меха-

нической вентиляции с использованием местного притока воздуха в виде воздушного душирования для отдельных рабочих мест. Для «горячих цехов» аэрация - наиболее дешевый и надежный способ вентиляции.

Для обеспечения нормального теплового баланса организма в помещениях с избыточной влагой вентиляция должна способствовать удалению излишка влаги и предупреждению образования конденсата водяных паров в воздухе и на внутренних поверхностях ограждений. Для этого наиболее рациональны герметичные местные вытяжные устройства в виде отсосов. При невозможности их использования применяется общеобменная приточно-вытяжная вентиляция с подачей подогретого сухого воздуха в рабочую и верхнюю зоны и извлечением влажного теплого воздуха из верхней зоны помещения.

Для удаления вредных паров и газов наиболее эффективна местная вытяжная вентиляция с организацией подачи приточного воз- духа в верхнюю зону помещения. При невозможности ее использования применяется общеобменная приточная вентиляция, которая при подаче чистого воздуха в рабочую зону (на высоте 1,2-1,5 м от пола) способствует разбавлению поступающих в помещение вредных веществ до ПДК. Извлечение загрязненного воздуха в этих случаях рекомендуется производить из зон, наиболее приближенных к местам выделения вредностей, а при избытке тепла - из верхней зоны, даже при выделении тяжелых газов и паров.

Для борьбы с пылью единственно эффективным средством обеспыливания является местная вытяжная вентиляция, удаляющая пыль из очага ее образования. В случаях, когда образуется аэрозоль конденсации или работы выполняются не на фиксированных рабочих местах, приходится использовать общеобменную приточную вентиляцию, рассчитанную на разбавление аэрозоля.

Скорость отсоса загрязненного воздуха зависит от дисперсности загрязнений и степени их токсичности (класса опасности). Грубодисперсную пыль рекомендуется удалять со скоростью не менее 4 м/с, мелкодисперсную - 2 м/с. Для удаления высокотоксичных паров и газов рекомендуется соблюдать скорость отсоса не менее 1,5 м/с, для малотоксичных - 0,7 м/с. Воздуховоды для отсоса пыли не должны иметь острых углов в местах изменения их направления и не должны быть объединены с воздуховодами, удаляющими пары воды или ядовитых веществ, во избежание накопления пылевых отложений и закупорки воздуховодов.

Соотношение общего количества приточного и удаляемого воздуха (воздушный баланс)

Воздушный баланс считается уравновешенным, если количество воздуха, поступающее в помещение, равно количеству воздуха, которое за это время удаляется из помещения вытяжной вентиляцией. Если количество организованно подаваемого в помещение воздуха больше, чем количество удаляемого, в помещении создается повышенное давление; в этом случае воздушный баланс положительный. Обычно положительный воздушный баланс применяется в помещениях, куда нежелательно попадание загрязненного воздуха из соседних помещений («чистые» помещения: асептический блок аптек) или холодного воздуха снаружи. Благодаря избыточному давлению воздуха в асептическом блоке движение воздушных потоков будет направлено из этого блока в прилегающие к нему помещения. Если из помещения за счет вытяжной вентиляции удаляется больше воздуха, чем подается приточной вентиляцией, воздушный баланс отрица- тельный (помещения с вредными выделениями).

Также в асептическом блоке рекомендуется с помощью специального оборудования создание горизонтальных или вертикальных ламинарных потоков чистого воздуха во всем помещении или в отдельных локальных зонах для защиты наиболее ответственных участков или операций (чистые камеры). Чистые камеры или столы с ламинарным потоком воздуха должны иметь рабочие поверхности и колпак из гладкого прочного материала. Скорость ламинарного потока - в пределах 0,3-0,6 м/с при регулярном контроле стерильности воздуха не реже 1 раза в месяц.

Кондиционирование воздуха. Под кондиционированием воздуха понимают создание и автоматическое поддержание в закрытых помещениях постоянства таких показателей воздушной среды, как температура, влажность, давление, газовый и ионный состав, запах и скорость движения воздуха. Устройство, осуществляющее требуемую обработку воздуха (очистку, подогрев или охлаждение и др.), называется установкой кондиционирования, или кондиционером. С помощью кондиционеров в помещениях обеспечивается необходимый микроклимат для создания условий комфорта и нормального протекания технологических процессов.

Особенности системы подготовки вентиляционного воздуха на предприятиях фармацевтической промышленности

В связи с внедрением на многих предприятиях фармацевтической промышленности правил GMP («надлежащей производственной практики») одним из основных вопросов является подготовка так называемых чистых производственных помещений (ЧПП), или «чистых зон», в которых происходят наиболее ответственные технологические операции получения лекарственных препаратов.

Чистые помещения являются главным потребителем и составной частью системы подготовки воздуха. Основные возможные источники загрязнения воздуха: персонал, оборудование, техноло- гический процесс, выделяющиеся в воздух частицы, образующие аэрозоль из твердых частиц, взвешенных в воздухе, или туман из жидких. Для удаления частиц, образующих аэрозоли или туманы, предназначена система многоступенчатой фильтрации атмосферного воздуха.

Одним из основных документов, описывающих метод многоступенчатой фильтрации воздуха, является разработанная ГНЦА при участии ГипроНИИмедпрома «Типовая схема подготовки вентиляционного воздуха», модернизированная с учетом новых требований

в 2002 г.

Система очистки воздуха в предложенной схеме состоит из нескольких фильтров: фильтра грубой очистки, фильтра тонкой очистки, высокоэффективных фильтров финишной очистки. После прохождения фильтра грубой очистки воздух поступает в центральный кондиционер, где последовательно подвергается нагреванию, охлаждению и снова нагреванию в различных сциях, затем поступает в пароувлажнитель и через вентилятор в фильтр тонкой очистки, после этого - в высокоэффективный фильтр. Далее воздух поступает в чистые помещения различных зон А, В, С, D, к которым предъявляются соответствующие требования по содержанию механических частиц размером 0,5 мкм и содержанию микроорганизмов (табл. 46). В данном варианте типовой схемы также осуществляется дифференцированный возврат рециркулирующего воздуха, который позволяет уменьшить затраты на подготовку воздуха. Система работает с двумя кондиционерами.

Таблица 46. Технологические параметры вентиляционного воздуха в чистых производственных помещениях

Задания студенту

В соответствии с данными ситуационной задачи:

1. Выбрать оптимальный вариант вентиляционной системы для конкретных производственных условий.

2. Определить производительность вытяжной вентиляционной системы.

3. Определить кратность воздухообмена в помещении.

Методика работы

Определение необходимого воздухообмена в производственных помещениях

Расчет величины подаваемого и удаляемого воздуха проводится исходя из количества вредных выделений, подлежащих разбавлению до допустимых уровней. При расчетах воздухообмена помещений определяется расход приточного воздуха, необходимого для поглощения избыточного тепла, влаги, вредных веществ.

Необходимый объем воздуха, подаваемого в помещения при газовыделении, рассчитывается по формуле:

Если в помещении в воздух рабочей зоны выделяется не одно, а несколько различных вредных ингредиентов (пары, газы), расчет производительности общеобменной вентиляции имеет свои особенности. Так, при одновременном выделении в рабочую зону химических веществ, не обладающих однонаправленным характером токсического действия, производится расчет объема общеобменной вентиляции отдельно для разбавления каждого компонента до ПДК.

При однонаправленном действии химических веществ, одновременно выделяющихся в рабочую зону, расчетный воздухообмен находят суммированием объемов воздуха, полученных из расчета по каждому веществу. При этом допустимыми для проектирования считают такие концентрации (С), которые удовлетворяют условию:

Необходимое количество воздуха, подаваемого в помещения при пылевыделении, рассчитывается по формуле:

Расчет приточного воздуха, необходимого для разбавления избыточных тепловыделений при устройстве аэрации, производится по формуле:

Если в помещении качество воздуха ухудшается только в результате присутствия людей, то расчет объема вентиляции проводится по количеству диоксида углерода по формуле:

Определение и оценка эффективности вентиляционных систем

Эффективность работы вентиляционных систем определяется количеством воздуха, подаваемого или удаляемого из помещения за единицу времени, необходимого для уменьшения концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны до уровня ПДКрз. Для удаления аэрозолей (пыли) скорость движения воздуха в отверстии открытого воздуховода должна быть от 1,5 до 4 м/с. При удалении

паров и газов ядовитых веществ скорость движения воздуха рассчитывается с учетом степени их опасности (токсичности). Так, для малотоксичных веществ с ПДКрз, превышающей 100 мг/м³, скорость движения через отверстия вытяжных шкафов должна быть 0,5- 0,7 м/с, для веществ с ПДКрз, равной или менее 100 мг/м³, - 1 м/с. В сечения открытых отсосов (зонтов, бортовых отсосов) скорость удаления воздуха рекомендуется от 0,5 до 1,25 м/с.

Необходимый объем удаляемого воздуха (Q) рассчитывается по формуле:

• Q = v S • 3600 (м³/ч), м³,

где: v - скорость удаления воздуха через вентиляционное отверстие, м/час;

S - площадь сечения вентиляционного отверстия, м².

Определение кратности воздухообмена

Кратность воздухообмена (К_з) - величина, показывающая, сколько раз воздух помещения обменивается в течение часа, и определяется по формуле:

Кз = Q/V,

• где: Q - количество воздуха, подаваемого или удаляемого из помещения (v S/2 • t), м³/час; V - объем помещения, м³.

Перед величиной кратности воздухообмена обычно ставится знак (+) или (-). В первом случае это означает воздухообмен по притоку, а во втором - по вытяжке. Зная необходимый объем подаваемого или удаляемого воздуха, можно рассчитать требуемую кратность воздуха по притоку или по вытяжке.

Расчет количества воздуха в отдельных случаях (указанных в нормативных документах) можно производить по нормативной кратности воздухообмена. Воздухообмен определяется по формуле:

• α = (n V) 3600, м³/ч,

где: n - нормативная кратность воздухообмена (значения даны в соответствующих СанПиН), м³/ч; V - объем помещения, м³.

Для различных помещений аптек в соответствии с Инструкцией по санитарному режиму аптечных организаций (аптек) МЗ РФ ? 309 от 21.10.1997 установлены нормы кратности по притоку и вытяжке (см. разд. 7, табл. 60).

Пример ситуационной задачи и методика решения.

На химико-фармацевтическом заводе производится мелкодисперсный порошок талька для медицинских целей. Какие виды вентиляции следует применить на участках по размолу талька в порошок, фасовке и упаковке препарата? С какой скоростью следует удалять порошок талька с рабочих мест? Рассчитать производительность (в м³/час) вентилятора, удаляющего воздух от мельницы, где ведется размол талька (площадь сечения отсоса = 1 м²), и 10 рабочих мест фасовщиц (площадь сечения отсоса на каждом рабочем месте =

0,2 м²).

Методика решения:

1. Оценить соответствие выбранной системы вентиляции и вида отсосов для удаления указанных вредностей и при необходимости рекомендовать оптимальный вариант вентиляционной системы для конкретных производственных условий.

2. Определить и оценить эффективность применяемых вентиляционных систем, т.е. вычислить количество воздуха в м³, которое необходимо удалять из производственного помещения за 1 ч работы. Для этого надо:

•  подсчитать общую площадь сечения всех отсосов, объединенных в данную систему (S, м²);

•  рекомендовать необходимую скорость отсоса (v, м/с), обеспечиваемую общим вентилятором, исходя из указанной степени дисперсности аэрозоля или класса опасности (токсичности) удаляемых паров или газов (класс опасности можно узнать по величине ПДК веществ в воздухе рабочей зоны);

•  рассчитать производительность вентиляционной системы (необходимый объем воздуха) по формуле: Q = v • S • 3600 (м³/ч).