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上篇 通风工程. 单元 1 工业有害物的来源和危害. [ 知识点 ] 工业有害物的来源和危害；有害物浓度、卫生标准和排放标准；防治工业有害物的综合措施。 [ 学习目标 ] 了解工业有害物的来源和危害；领会卫生标准和排放标准；掌握有害物浓度的概念和相互关系；掌握防治工业有害物的综合措施。. 目 录. 1.1. 粉尘的来源和危害. 有害气体和蒸气的来源和危害. 1.2. 1.3. 余热和余湿对人体的危害. 有害物浓度、卫生标准和排放标准. 1.4. 1.5. 防治工业有害物的综合措施. 返回. 1.1 粉尘的来源和危害.
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上篇 通风工程 单元1 工业有害物的来源和危害
[知识点] 工业有害物的来源和危害；有害物浓度、卫生标准和排放标准；防治工业有害物的综合措施。 [学习目标] 了解工业有害物的来源和危害；领会卫生标准和排放标准；掌握有害物浓度的概念和相互关系；掌握防治工业有害物的综合措施。
目 录 1.1 粉尘的来源和危害 有害气体和蒸气的来源和危害 1.2 1.3 余热和余湿对人体的危害 有害物浓度、卫生标准和排放标准 1.4 1.5 防治工业有害物的综合措施 返回
1.1 粉尘的来源和危害 粉尘是指悬浮于空气中的固体小微粒。在冶金、机械、建材、轻工、电力等许多行业部门的生产过程中，都会产生出大量的粉尘，如果不采取有效的控制措施，粉尘将污染车间及大气环境，对人体健康和工农业生产造成极大的危害。 1.1.1 粉尘的来源 粉尘的来源主要有以下几个方面： 1.各种物质的燃烧，如锅炉中煤炭的燃烧、木材和各种农作物的燃烧等； 2.粉末物料的混合、筛分、包装、及运输等，如水泥的包装运输过程； 3.固体物料的机械粉碎研磨，如破碎机、球磨机在破碎矿石和研磨煤粉的过程；
1.1 粉尘的来源和危害 4.物质加热时产生的蒸气在空气中凝结或被氧化的过程，如铸铜时产生的氧化锌固体微粒。 5.固体表面加工过程，如砂轮机的磨光过程，抛光机的抛光过程 1.1.2 粉尘的危害 1.1.2.1 粉尘的扩散原理 粉尘主要是依赖气流的运动来进行扩散的，粉尘从静止状态变成悬浮于周围空气的作用称为尘化作用。 工业企业常见的几种尘化作用如下: 1.剪切压缩造成的尘化作用 筛分物料的振动筛上下振动时，使疏松的物料不断受挤压，物料间的粉尘随高速向外运动的气流一起逸出，如图1.1所示。
1.1 粉尘的来源和危害 2.诱导空气造成的尘化作用 物体或块、粒状物料在空气中高速运动时，带动周围空气随其一起运动，这部分空气称为诱导空气，如图1.2所示。例如，砂轮磨光金属时，在砂轮高速旋转下甩出的金属屑会产生诱导空气，使磨削下来的细粉尘随其扩散，如图1.3所示。 3.热气流上升造成的尘化作用 由于一些产尘设备产生大量的热量，其表面的空气被加热而产生上升热气流，一些粉尘在上升热气流的作用下，会随着上升热气流一起运动，产生尘化作用。例如锅炉中煤炭的燃烧、炼钢电炉、加热炉以及金属浇铸等过程所引起的尘化作用。 4.综合性尘化作用 综合性尘化作用是指由剪切和诱导空气等几个因素共同作用的一种尘化作用。例如皮带运输机运输的粉料从高处下落到地面的过程。
1.1 粉尘的来源和危害 通常把尘粒由静止状态变为空气中浮游的尘化作用称为一次尘化作用，引起一次尘化作用的气流称为尘化气流。由于细小的粉尘本身没有独立运动能力，一次尘化作用带给粉尘的能量并不能使粉尘扩散飞扬，只能在局部地点造成空气污染。由于通风或冷热气流对流所形成的室内气流（称为二次气流），在局部地点带动含尘空气在整个车间内流动，造成粉尘进一步扩散。污染空气环境的主要原因是二次气流。二次气流速度越大，粉尘扩散越严重，如图1.4所示。 通过以上分析可以看出，粉尘主要是依赖气流的运动来进行扩散的，只要对车间内的气流进行有效控制，就可以控制粉尘在室内的扩散，改善车间空气环境。
1.1 粉尘的来源和危害 图1.1 剪切造成的尘化作用 返回
1.1 粉尘的来源和危害 图1.2 诱导空气造成的尘化作用 图1.3 诱导空气的尘化作用 返回
1.1 粉尘的来源和危害 图1.4 二次气流对粉尘扩散的影响 返回
1.1 粉尘的来源和危害 1.1.2.2 粉尘的危害 1.对人的危害 粉尘的危害包括三个方面： ①有毒粉尘引起中毒；粉尘的化学性质是危害人体的主要因素，有毒的金属粉尘（铬、锰、铅、汞、砷等）进入人体后，会引起中毒以至死亡。另外，这些物质进入肺部都能直接对肺部产生危害。 ②一般粉尘引起各种尘肺病；由各种生产性有害因素引起的职业病中，尘肺约占60％。在有粉尘产生的生产过程中，无毒性粉尘对人体的主要危害是粉尘进入人体肺部后可能引起各种尘肺病。还有一些物质本身并没有毒性，例如锌，但是其加热后形成的烟状氧化物可与人体内的蛋白质作用而引起发烧，发生所谓的铸造热病。粉尘中的有害化学因素为游离二氧化硅、硅酸盐等。根据接触不同成分和浓度的粉尘，尘肺又可分为矽肺（游离二氧化硅所致）、硅酸盐肺（如滑石肺、石棉肺，系硅酸盐所致）、煤肺（煤尘所致）、金属粉未沉着症、铸工尘肺、电焊工尘肺等。 ③有的粉尘(如硫化矿尘)引起皮肤炎。
1.1 粉尘的来源和危害 2.对环境的危害 粉尘不仅会危害室内空气环境，如不加控制地排入大气，会造成大气污染，在更广阔的范围内破坏大气环境。工业化国家大气污染的发展和演变，大致可分三个阶段。第一阶段的大气污染主要是燃煤引起的，即所谓“煤烟型”污染，主要的污染物是烟尘和SO2。第二阶段，随工业的发展，石油代替煤作为主要燃料，同时汽车数量倍增，这时大气污染已不再限于城市和工矿区，而是呈现广域污染。主要污染物是SO2与含有重金属的飘尘、硫酸烟雾、光化学烟雾等共同作用的产物，属于复合污染。在第三阶段，即70年代以来，各国都重视环境保护，经过严格控制、综合治理，环境污染已基本得到控制，环境质量明显改善。
1.1 粉尘的来源和危害 3.对生产的危害 粉尘对生产的影响主要是降低产品质量和机器工作精度。 粉尘还使光照度和能见度降低，影响室内作业的视野，甚至诱发事故；有些粉尘如煤尘、铝尘和谷物粉尘在一定条件下会发生爆炸，造成经济损失和人员伤亡。 影响粉尘危害大小的因素主要是其物理化学性质、粒径大小和浓度。如对人体危害的因素主要是其物理化学性质，另外，粒径大小和浓度也是危害人体健康的一个重要因素。 返回
1.2 有害气体和蒸汽的来源和危害 1.2.1有害气体和蒸汽的来源 在很多生产过程中，如有色金属冶炼、浇铸、电镀、酸洗、橡胶、化工、造纸等过程，都会产生大量的有害蒸气和气体。主要是一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物、氯化氢、二氧化硫等气体和汞、铅、苯等蒸汽，有害气体在车间里的扩散，也是有室内空气流动造成的。 1.2.2有害气体和蒸汽的危害 1.2.2.1对人的危害 根据有害气体和蒸汽的危害不同，把其分为刺激性、中毒性、麻醉性和窒息性。
1.2 有害气体和蒸汽的来源和危害 （1）一氧化碳（CO）：一氧化碳多数是由于工业炉、内燃机等设备不完全燃烧造成的，也有少量来自煤气设备的渗漏。它无色无味，对人体有强烈的窒息性。 （2）二氧化碳（CO2）:当二氧化碳浓度大于5ppm时，对眼、鼻、喉以及肺部都有强刺激性，长期作用可引起粘膜炎，嗅、味觉失灵等症状。 （3）二氧化硫（SO2）:二氧化硫是一种无色强刺激性气体，在空气中可氧化为三氧化硫，形成酸雾，其毒性是二氧化硫的10倍。它主要来源于含硫矿物燃料（煤和石油）的燃烧，在金属矿物的焙烧、毛和丝的漂白、化学纸浆等生产过程中也有二氧化硫的废气排出。
1.2 有害气体和蒸汽的来源和危害 （4）苯（C6H6）：苯是一种具有芳香味、易燃、的麻醉气体，常温下极易挥发。它主要来源于焦炉煤气和以苯为原料和溶剂的生产过程。 （5）汞（Hg）：汞是一种液态金属，具有毒性。在常温下易挥发。 （6）铅（Pb）：在有色金属冶炼、红丹、蓄电池、橡胶等生产过程中有铅蒸气及铅尘产生，铅在进入人体后会造成人体血液中色素下降，头晕、眼花、食欲不振等现象，严重时会出现中毒性脑病。 （7）氮氧化物（NOx）:氮氧化物主要来源于燃料的燃烧及化工、电镀等生产过程。
1.2 有害气体和蒸汽的来源和危害 1.2.2.2对环境的危害 有害气体排入大气，会使大气产生一系列不正常气候变化，如温室效应和酸雨现象，对人类生活和工农业生产产生很大不利的影响。 1.2.2.3对生产的危害 有害气体可危害农作物，对农作物危害较普遍的有害气体有：二氧化硫、氟化氢、二氧化氮和臭氧等。有害气体对农作物的危害主要表现为以下三种情况：（1）在高浓度有害气体影响下，产生急性危害，使植物叶表面产生伤斑或者直接使植物叶片枯萎脱落；（2）在低浓度有害气体长期影响下，产生慢性危害使植物叶片退绿；（3）在低浓度有害气体影响下产生所谓看不见的危害. 返回
1.3 余热和余湿对人体的危害 人体对冷热的感知和周围环境空气的温度、湿度、空气流速以及周围物体的表面温度有关，在正常条件下，人是依靠自身的调节使人体的温度稳定，也就是说人体的得热量和失热量相等。 人体散热是通过以下几种方式来完成的： 1.对流散热：人体的对流散热取决于空气的温度和湿度。 2.辐射散热：人体的辐射散热与空气的温度和流速无关，只与周围物体的表面温度有关。 3.汗的蒸发：汗的蒸发是一个综合作用过程，是空气温度、相对湿度、流动速度，及周围表面温度等因素相互作用的结果。 因此，在生产车间内必须防止和排除生产中大量散发的热和水蒸气，并使室内空气具有适当的流动速度。 返回
1.4 有害物浓度、卫生标准和排放标准 1.4.1 有害物浓度 有害物浓度就是单位体积空气中含有害物量的多少。 1. 粉尘浓度 粉尘浓度有两种表示方法。一种是质量浓度，即每立方米空气中含有粉尘的质量，单位为mg/m3或g/m3；另一种是颗粒浓度，即每立方米空气中所含一定粒径范围粉尘的颗粒数，单位为个/m3。 2. 有害气体或蒸气的浓度 有害气体或蒸气的浓度有两种表示方法，一种是质量浓度，另一种是体积浓度。质量浓度即每立方米空气中所含有害蒸气或气体的毫克数，以表示，单位是mg/m3。体积浓度即每立方米空气中所还有害蒸气或气体的毫升数，以表示，单位是ml/m3，也用百万分率符号ppm表示，即1ml/m3=1ppm，1ppm表示空气中某种有害蒸气或气体的体积浓度为百万分之一，若二氧化碳的浓度为10ppm，就相当于每立方米空气中含有二氧化硫10ml。
1.4 有害物浓度、卫生标准和排放标准 在标准状态下，质量浓度和体积浓度可按下式进行换算： 式中 ——有害气体或蒸气的分子量。 [例1-1]在标准状态下,10 ppm的二氧化硫相当于多少mg/m3?二氧化硫的摩尔质量M=64g/mol,所以 Y=64/22.4×10=28.5 mg/m3
1.4 有害物浓度、卫生标准和排放标准 1.4.2 卫生标准 我国于1962年颁布了《工业企业设计卫生标准》，随着技术的不断进步和经济的发展，不断对该标准进行修订，颁发《工业企业设计卫生标准》(TJ36—79)作为全国通用设计卫生标准，现在执行的是GBZ1—2002版的《工业企业设计卫生标准》。 《工业企业设计卫生标准》规定车间空气中粉尘、有害气体和蒸气等共120种有毒物质的最高允许浓度。有害物的危害或毒性越大，其要求的最高允许浓度越低。有关的具体规定祥见附录1.1和附录1.2。
1.4 有害物浓度、卫生标准和排放标准 1.4.3 排放标准 1973年我国颁发了《工业“三废”排放试行标准》(GBJ 4—1973)，规定从1974年起试行。 随着我国环境保护事业的不断发展，相应制定或修订新的标准，以满足发展的需要。1982年制订了《大气环境质量标准》(GB3095—1982)。同时，不同行业还根据自身的行业特点，制订了相应的标准，如《水泥工业污染物排放标准》(GB 4915—1985)、《钢铁工业污染物排放标准》（GB 4911~4913—1985）等。 返回
1.5 防治工业有害物的综合措施 多年的防治工业有害物实践证明，在大多数情况下，单独依靠一种方法来控制有害物的危害，既不经济也很难能达到预期的效果，必须采取综合措施。 1.改进工艺设备和生产操作方法，从根本上防止和减少有害物的产生 2.采用通风措施控制有害物 3.建立严格的检查管理制度
复习思考题 1.1 粉尘、有害蒸气和气体对人体有何危害 ?对人体危害的影响因素有哪些? 1.2 写出下列物质在车间空气中的最高允许浓度,并指出何种物质的毒性最大. (1)一氧化碳 (2)二氧化硫 (3)氯 (4)丙烯醛 (5)铅烟 (6)五氧化砷 (7)氧化镉 1.3 粉尘、有害气体和蒸汽浓度的表示方法有哪些? 1.4 排放标准规定空气中二氧化硫的含量为0.1mg/m3, 试将该值换算成体积浓度. 1.5 防治工业有害物的综合措施有哪些?
