人因工程第九章ppt课件.ppt

第九章空气污染,人因工程,目 录,第一节 空气中的污染物及其来源第二节 粉尘第三节 空气污染物对人体的危害第四节 车间空气调节,空气中主要污染物及其分类空气污染物含量的表示法,第一节 空气中的污染物及其来源,空气中的污染物种类很多，已经产生危害或受到人们重视的污染物大约有近百种。其中属于固体尘粒的有：碳粒、飘尘、飞灰、碳酸钙、氧化锌、氧化铅、二氧化硅等形成的粉尘；属于气体的有硫化物：二氧化硫、三氧化硫、硫化氢等；氮化物：一氧化氮、二氧化氮、氨等；其它氧化物：一氧化碳、臭氧、过氧化物等；卤化物：氯气、氯化氢、氟化氢、光气（COCl2）等；属于液体的有：硫酸、盐酸等。对人类威胁较大的，主要是粉尘和一些有害气体。,一、空气中主要污染物及其分类,一般情况下，空气污染物中粉尘和二氧化硫约占40，一氧化碳约占30，二氧化氮、碳氢化合物及其它污染物约占30。这些污染物按其存在状态可分为气态及气溶胶两大类。气态有害物质依其常温下的状态又可分为气体及蒸气。气溶胶是固体或液体细小微粒分散于空气中的分散体系，气溶胶也可依微粒的大小、有害物质的状态分为烟尘、粉尘、雾等三种。它们的典型代表物是气体：一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮；蒸气：苯、酚、汞；烟尘：铅烟、锌烟；粉尘：颜料、石棉、煤碳；雾：硫酸、盐酸等。,一、空气中主要污染物及其分类,空气污染的污染源主要有三种：生产系统排放物。冶金、化工和火力发电厂等排放出来的烟尘、废气。它们是烟尘、碳粒、硫化物、硫氧化物、碳氧化物、氮氧化物和氢化合物的污染源。交通工具排放物。各类交通工具的内燃机中的不完全燃烧、高温燃烧所排放的尾气是碳氧化物、氮氧化物、碳氢化合物和铅的污染源。生活系统排放物。来自人类自身生活与取暖、做饭等排出的烟尘及人体呼出的二氧化碳等是碳氧化物和硫氧化物的污染源。,一、空气中主要污染物及其分类,空气污染物含量最常用的表示方法是浓度。单位体积中有害物质的含量称为该物质在空气中的浓度。浓度的表示法有两种：质量、体积混合表示法。体积表示法。,二、空气污染物含量的表示法,质量、体积混合表示法。用标准状态下每立方米空气中含有害物质的毫克数表示，单位mgm3。我国颁布的工业企业设计卫生标准中规定，车间空气中的有害物质最高容许浓度采用该表示法。此种表示法对各种状态的有害物质（气态或气溶胶）均适用。但因气体体积随温度、压力不同而发生变化，我国空气质量标准是以标准状况（0，101.325kPa）时的体积为依据的。,二、空气污染物含量的表示法,体积表示法。用每立方米空气中含有害物质的毫升数表示。因为1m3106ml，故常用百万分数表示，单位是ppm（1ppm1mlm3）。该浓度表示法只限于气态和蒸气状态的有害物质；气溶胶状态的有害物质不能用此种方法表示。,二、空气污染物含量的表示法,粉尘及其来源粉尘的物化特性,第二节 粉尘,粉尘是指能较长时间悬浮在空气中的固体微粒。粉尘分降尘和飘尘。降尘颗粒大，粒径在10m以上，能较快地降落到地面。飘尘颗粒较小，粒径在10m以下，可以长时间在空气中悬浮飘动。,一、粉尘及其来源,从胶体化学观点看，飘尘是一种气溶胶体，其分散介质是空气，分散相是固体颗粒。在生产过程中产生的粉尘叫做生产性粉尘。生产性粉尘既有降尘也有飘尘。粉尘不但影响产品的质量（如纯度和洁净度），加速机器的磨损，而且危害人体健康。,一、粉尘及其来源,生产性粉尘按其性质分为：无机性粉尘、有机性粉尘和混合性粉尘。无机性粉尘包括矿物性粉尘（砂、石棉、煤等），金属性粉尘（铁、锡、铅、锌、锰等及其化合物），人工无机性粉尘（金刚砂、水泥、耐火材料、石墨等）；有机性粉尘包括植物性粉尘（棉、麻、面粉、烟草等），动物性粉尘（兽毛、角质、毛发龋,人工有机性粉尘（炸药、染料、人造纤维等）；混合性粉尘为两种或两种以上粉尘的混合，如棉尘与土尘的混合，岩尘与煤尘的混合，金属尘与研磨尘的混合等等。,一、粉尘及其来源,生产性粉尘的主要来源固体物质的机械粉碎和研磨，例如选矿、耐火材料车间中的破碎机、球磨机等散发的粉尘；生产过程中使用的粉状原料或辅助材料，如铸造生产过程中的造型、开箱、落砂、清理等；粉状物料的混合、筛分、运输以及包装；物质不完全燃烧，如木材、油、煤炭燃烧的烟气中夹杂的大量烟尘；物质加热时产生的蒸气在空气中冷凝、氧化，例如铸铜时形成的氧化锌。,一、粉尘及其来源,化学组成及浓度尘的化学成分及其浓度，不仅直接决定着对人体的危害程度，同时也是采取除尘措施的依据。粉尘中以游离二氧化硅的致纤维化作用最强，游离二氧化硅小于10的粉尘浓度，1020 mgm3，就是发生尘肺的浓度，浓度在20 mgm3以上，短期内可能发生尘肺。因此，工作场所粉尘最高允许浓度是10 mgm3。含游离二氧化硅成分越高，容许浓度越低，含10以上二氧化硅的粉尘容许浓度为2mgm3，含80以上的粉尘浓度不得超过2mgm3。,二、粉尘的物化特性,化学组成及浓度此外，尘粒中的二氧化硅，游离型和结合型的生物作用不同，无机尘和有机尘的作用也不同。某些金属粉尘（例如铅及其氧化物）可通过肺泡吸收，进入血液循环引起中毒反应。,二、粉尘的物化特性,粉尘的分散度分散度是指固体物质被粉碎的程度，用于表示粉尘粒子大小组成的百分比构成，较小直径微粒百分比大，则分散度高；反之，则分散度低。按粉尘的颗粒大小可分为：小于2m、25m、510m和大于10m4种。根据实际测定资料，生产环境中的尘粒绝大多数小于10m，其中2m以下的占4090。,二、粉尘的物化特性,粉尘的分散度粉尘的分散度愈大，则其单位体积粉尘的总表面积愈大，进入人体后的化学活性也愈大，因而对人体的危害也愈加严重。,二、粉尘的物化特性,粉尘的溶解度粉尘溶解度的大小对人体危害程度因粉尘的性质不同而异。某些毒物粉尘如铅、砷等，随着溶解度的增加其危害性也愈加严重；对人体主要起机械刺激作用的粉尘如面粉、糖、金属等，则其溶解度愈大危害愈小；有些矿物粉尘如石英等，虽然在体内溶解度很小，但对人体危害却较严重。,二、粉尘的物化特性,粉尘的密度尘粒的密度影响其在空气中的浮游时间。尘粒直径相同，密度大，则沉降速度快。反之，则在空气中浮游时间长。,二、粉尘的物化特性,粉尘的荷电性粉尘荷电来源于粉碎及流动中的相互磨擦或吸附了空气中的带电离子或与其它带电物体的表面接触。粉尘的荷电量取决于尘粒的直径和密度，也与温度和湿度有关。密度小、分散度高、温度高、湿度低时，荷电量增高。带有相同电荷的尘粒互相排斥，增加了悬浮在空气中的时间。如果粉尘粒子具有异性电荷，则互相撞击中和丧失电荷，粒子变大，加速了沉降。带电的粉尘容易被阻留在呼吸道上，而且不易被人体内吞噬细胞吞噬，因此对人体危害性较大。,二、粉尘的物化特性,空气污染物侵入人体主要有三条渠道：呼吸道吸入；随食物和饮水摄入；体表接触侵入。由呼吸道吸入空气污染物，对人体造成的危害最为严重。正常人每天平均需要吸1520m3的新鲜空气。空气污染愈严重，中毒愈深，危害愈严重。空气污染可以造成呼吸系统疾病、视觉器官疾病、生理机能障碍，严重时会导致心血管系统病变以致死亡。,第三节 空气污染物对人体的危害,二氧化硫是一种无色、有味的刺激性气体。主要产生于煤炭和石油制品等燃料的燃烧，有色金属冶炼厂、硫酸厂、钢铁厂、焦化厂的排放气体。一般，煤含硫约为550kgT，石油含硫约为530kgT。当SO2的浓度达1ppm时，人就感到难受，不能长时间工作。SO2慢性中毒会出现食欲不振、鼻炎、喉炎、气管炎等；轻度中毒出现眼睛与咽喉部的刺激；中度中毒出现声音嘶哑，胸部压迫感及痛感、吞咽困难、呕吐、眼结膜炎、支气管炎等；重度中毒会造成呼吸困难、知觉障碍、气管炎、肺水肿，甚至死亡。,一、化学性毒物的危害,二氧化硫SO2很少单独存在于大气中，往往和飘尘结合在一起进入人的肺部，加剧了粉尘的毒害作用。SO2在大气中遇到水将变成硫酸烟雾，其毒性比SO2大10倍。我国工业企业设计卫生标准（TJ3679）规定SO2最高容许浓度为15mgm3。,一、化学性毒物的危害,一氧化碳常温下是一种无色、无味、无刺激性的气体，燃烧时呈蓝色火焰，与空气混合适当比例（12.5%75%）极易发生爆炸，主要产生于矿物燃料的不完全燃烧。因此在冶金、炼焦、玻璃等生产过程中，汽车排放的气体中含有大量的CO。我国工业企业设计卫生标准（TJ3679）规定CO最高容许浓度为30mgm3。,一、化学性毒物的危害,一氧化碳当人吸入CO后，能与血液中血红蛋白相结合，其结合能力是氧的20倍。降低了血液输送氧的功能，使人体组织和细胞出现缺氧现象。急性中毒开始时头重、头痛、头晕、耳鸣，继而出现恶心、呕吐、心悸、四肢无力。中毒较重者则出现多汗、烦躁，在面颊、前胸、大腿内侧出现樱校红色，昏迷，严重者窒息致死。长期接触低浓度CO或反复发生轻度急性中毒，可引起神经系统机能的降低，如判断力障碍、记忆力减退、无力等症状。,一、化学性毒物的危害,氮氧化物包括N2O、NO、NO2、NO3、N2O4、N2O5等多种氮的氧化物。构成空气污染的主要是NO和NO2。它们主要来源于各种矿物燃料的燃烧过程以及生产和使用硝酸的工厂，如氮肥厂，化学纤维厂中硝酸盐的氧化反应，硝化反应等排放出的氧化氮气体。浓度大的氧化氮气体呈棕黄色。NO2中毒引起的肺气肿，慢性中毒引起慢性支气管炎。人在NO2浓度16.9ppm环境下，工作10min便出现呼吸困难。NO2和SO2两种污染物共存时，由于相互作用的效应，危害更大。,一、化学性毒物的危害,氮氧化物由汽车和工厂烟囱排出的氮氧化物和碳氢化物在阳光紫外线照射下，生成毒性很大的光化学氧化剂。其主要成分为臭氧（占90左右）、醛类、过氧乙酰基硝酸酯、烷基硝酸盐、酮等。与SO2形成的硫酸雾相结合成危害更大的光化学烟雾。它能使人的眼睛、鼻子、喉咙、气管和肺部的粘膜受到刺激，出现眼睛红肿、流泪、喉痛、胸痛和呼吸困难等症状。,一、化学性毒物的危害,金属毒物是指混入空气中的铅、汞、铬、锌、锰、钛、砷、钒、钡等，它们都可能引起人体中毒。一般它们不以单质单独存在，比如四乙基铅用于汽油抗爆剂，所以汽车排放的废气中含有铅。因此，在生产和使用过程中会吸入或接触中毒。铅中毒在人体内有蓄积性。铅中毒妨碍红血球的生长和成熟，引起贫血、牙齿变黑、神经麻痹等慢性中毒症状。急性中毒表现为全身关节疼痛（骨痛病）、骨骼变形、血磷降低、蛋白尿、糖尿等。一般认为金属毒物与心脏病、动脉硬化、高血压、贫血、中枢神经疾病、肾炎、肺气肿、癌症有密切关系。,一、化学性毒物的危害,一、化学性毒物的危害,粉尘清除功能被破坏在正常情况下，吸入粉尘量不大，尘粒无毒、气管、支气管纤毛上皮、吞噬细胞不受损伤，清除过程顺利进行，则肺内的尘粒基本上可全部清除掉。但若吸入粉尘量过大或长期吸入粉尘，鼻粘膜、气管、支气管纤毛上皮受损，吞噬粉尘的吞噬细胞数相对不足，或巨噬细胞吞噬过多粉尘而不能移动，这是清除功能破坏的第一个原因。,二、粉尘的危害,粉尘清除功能被破坏第二个原因是巨噬细胞吞噬含有游离二氧化硅的尘粒，细胞在其毒作用下移动缓慢，或细胞很快崩解死亡。游离二氧化硅尘粒从死亡的细胞中逸出，再被有活力的巨噬细胞吞噬，此过程可反复进行，肺内粉尘沉积量逐渐增加。,二、粉尘的危害,肺部疾病尘肺矽肺。由含有较高游离二氧化硅粉尘（如石英）引起的尘肺；硅酸盐肺。由含有结合二氧化硅（硅酸盐），如石棉、滑石等粉尘而引起的尘肺；碳尘肺。由煤、石墨、炭黑、活性炭等粉尘引起的尘肺；,二、粉尘的危害,肺部疾病尘肺混合性尘肺。吸入含有游离二氧化硅和其它物质的混合性粉尘引起的尘肺，如煤矽肺、焊工尘肺等；金属尘肺。吸入某些金属粉尘引起的尘肺，如铝尘肺。,二、粉尘的危害,肺部疾病有机粉尘引起的肺部疾病支气管哮喘。木、棉、茶、枯草、骨、羽毛、皮毛等粉尘中含有抗原性物质，或粉尘被霉菌、螨类等污染，对过敏体质人群可引起支气管哮喘；尘症。由棉、麻等粉尘引起；职业性过敏性肺炎。其中以农民接触霉变枯草引起的“农民肺”和吸入甘蔗渣引起的甘蔗渣肺为代表。长期接触和多次反复发作可导致不可逆的肺组织纤维化；,二、粉尘的危害,肺部疾病有机粉尘引起的肺部疾病慢性非特异性阻塞性肺病。可由聚氯乙烯、人造纤维、棉、麻、木、谷物等粉尘的长期刺激而引起；混合尘肺。许多有机粉尘常混杂有砂土和其它添加的无机物（游离二氧化硅含量1），可引起间质纤维增生。,二、粉尘的危害,肺部疾病粉尘致癌石棉。石棉可使肺癌的发病率明显增加；石棉可引起恶性皮瘤。已公认石棉是一种对人类致癌的化学物质。放射性矿物尘、某些金属尘（镍、铬、砷）均已确认可致肺癌。,二、粉尘的危害,粉尘的局部作用粉尘作用于呼吸道粘膜，早期引起局部机能亢进，毛细血管扩张，分泌大量粘液，以阻留更多的粉尘，这是保护性反应；久之形成肥大性改变，最后由于粘液细胞营养供应不足而致萎缩，形成萎缩性改变。此外，经常接触粉尘、可引起皮肤、耳、眼的疾病。例如某些粉尘堵塞皮脂腺，使皮肤干燥，并引起粉刺、毛囊炎、脓皮病等。金属和磨料粉尘可引起角膜损伤，导致角膜感觉迟钝和角膜混浊。沥青尘在日光照射下可引起光感性皮炎。,二、粉尘的危害,人也是空气污染源之一，人要吸入氧气，呼出二氧化碳。空气中的氧含量在15%以下时，会出现嗜睡、动作迟钝、呼吸急促、脉搏加快等严重缺氧症状；含氧量降到10以下时，将发生休克甚至死亡。可见，氧含量15是人可以工作的临界值。空气中含氧多少受工作环境影响。在煤矿井下，木质支护材料的腐烂、金属支护材料的锈蚀、煤和其它物质的氧化在通风条件一定的条件下，都可能造成缺氧。因此在矿井通风网络设计时，必须考虑造成缺氧的各种因素。,三、二氧化碳对人体机能的影响,CO2是最常见的一种有害气体。来源于燃料燃烧、制石灰、发酵、酿造、制糖、制碱、制干冰等工业，煤井隧道工程和人的呼气。人呼出的CO2也会造成工作环境空气污染。CO2含量增加到56时，呼吸感到困难，增加到10时，即使不活动的人也只能忍耐几分钟（见表83）。,三、二氧化碳对人体机能的影响,三、二氧化碳对人体机能的影响,化学性毒物的防治选择燃料及预处理。选择无硫或少硫的燃料控制SO2排放量。当选择有困难时，可采用预处理的方法。例如，在选洗煤时脱硫或在煤的气化时提取硫，以达到控制SO2排放量的目的。,四、空气污染物的防治,化学性毒物的防治改进燃烧、采用净化回收方法。对于CO和氮氧化物排放量的控制，除采取改进燃烧设备、燃烧方式，使燃料尽可能完全燃烧的措施外，还可采用净化回收方法。,四、空气污染物的防治,化学性毒物的防治控制交通废气含量。改进发动机的燃烧设计，采用废气过滤技术，减少废气排放等措施。例如，对于汽车废气中含铅量的控制，在研究出不含铅的抗爆剂以前，一般采用废气过滤技术。,四、空气污染物的防治,化学性毒物的防治合理布局、排放和绿化。选择厂址、布置车间时，考虑地形、风向等地理、气象条件合理布局，可以减少污染物的受害者。在进行城市建设规划时，采取分散布局的方式，可以使城市自然净化能力增强，提高城市可容纳的污染物排放量。老城市厂区密集，适当提高烟囱高度也是合理排放的行施之一。,四、空气污染物的防治,粉尘的防治生产环境的空气受到粉尘污染，并不是生产过程有粉尘源的必然结果，主要决定于加工工艺、生产设备及其密封的程度；通风、除尘设备以及劳动过程组织等因素。为了保护作业者的身体健康，必须采取措施控制生产性粉尘。,四、空气污染物的防治,粉尘的防治改进生产工艺和设备。粉尘的产生与工艺和设备有直接关系。因此，防尘必须考虑如何改进工艺和设备。例如，当运输粉状物料时，采用管道风力输送；铸造清砂采用水爆清砂工艺；凿岩、钻孔以及玻璃、陶瓷、水泥行业的破碎和磨料等采用湿法作业；对现役设备进行技术改造，实现机械化、自动化、密闭化和遥控操作。,四、空气污染物的防治,粉尘的防治采用除尘设备。生产过程中无法消除粉尘源，工作环境粉尘超过容许浓度时，可有针对性地采用除尘系统和装置，并可将粉尘回收利用。,四、空气污染物的防治,粉尘的防治改变原材料。当生产工艺必须用粉状材料时，应尽量避免采用含游离SiO2的材料，或选用SiO2含量低的材料。例如，铸造业采用“70砂”（石灰石砂）代替SiO2含量大的石英砂造型基本上消除了矽尘的危害。,四、空气污染物的防治,通风和空气调节的概念车间通风的主要方法,第四节 车间空气调节,通风是把局部地点或整个房间内污染的空气（必要时经过净化处理）排至室外，把新鲜（或经过处理）的空气送入室内，从而保持室内空气的新鲜及洁净程度。而空气调节则是更高一级的通风。它不仅要保证送进室内空气的温度和洁净度，同时还要保持一定的湿度和速度。,一、通风和空气调节的概念,通风的目的主要是消除生产过程中产生的粉尘、有害气体、高温和辐射热的危害。而空气调节的目的则主要是创造一定的温度、湿度和洁净度的空气环境，并考虑消声防声问题，以满足生产和生活上的需要。,一、通风和空气调节的概念,通风方法按照空气流动的动力不同，可分为自然通风和机械通风两大类。自然通风。自然通风是依靠室内外空气温差所造成的热压，或者室外风力作用在建筑物上所形成的压差，使室内外的空气进行交换，从而改善室内的空气环境。机械通风。借助于通风机所产生的动力而使空气流动的方法。,二、车间通风的主要方法,通风方法按通风系统作用范围，可分为局部通风和全面通风。全面通风。全面通风是对整个房间进行通风换气。其目的是稀释（冲淡）室内有害物浓度，消除余热、余湿，使之达到卫生标准和满足生产要求。,二、车间通风的主要方法,通风方法按通风系统作用范围，可分为局部通风和全面通风。局部通风。局部通风可分为局部排风和局部送风两种。局部排风是在有害物产生的地方将其就地排走，使有害物不致在车间内滞留和扩散，污染空气。而局部送风则是将经过处理的、合乎要求的空气送到局部工作地点，造成一种良好的空气环境。,二、车间通风的主要方法,试述空气污染物SO2的主要来源及对人体的危害。试述空气污染物CO的主要来源及对人体的危害。试述粉尘的分散度、溶解度、密度和荷电性对人体危害的影响。控制生产性粉尘的主要措施有哪些？车间空气调节的目的是什么？通风换气的主要方法有哪几种？,习 题,57,谢谢各位！,