Сайт журнала "Экологический Вестник России"

Влияние вредных производственных факторов на работников цементной промышленности

В процессе трудовой деятельности, осуществляемой в производственной среде, работники той или иной отрасли промышленного производства подвергаются воздействию опасностей, которые способны в определенных условиях непосредственным или косвенным образом нанести ущерб здоровью. Такие опасности принято называть опасными и вредными производственными факторами.

В статье даны определения понятий «опасные и вредные производственные факторы». Выявлены основные вредные производственные факторы цементной промышленности и их влияние на здоровье работников, осуществляющих трудовую деятельность в производственной среде.

В большей степени воздействию неблагоприятных факторов подвержены работники цементного производства, которое является одним из ведущих отраслей промышленности строительных материалов.

Роль цемента в строительной сфере трудно переоценить, поскольку это универсальное вещество, которое находит широкое применение в промышленном, жилищном и сельскохозяйственном строительстве для производства бетонных и железобетонных конструкций, фундаментов, балок, а также для изготовления бетонных и строительных растворов.

Однако, как и любая производственная деятельность, производство цемента сопровождается наличием неблагоприятных производственных факторов, оказывающих, при определенных условиях, влияние на здоровье работающих. К таким факторам следует отнести: запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны, высокий уровень шума.

В комплексе неблагоприятных факторов ведущим является пылевой фактор, исследования которого на сегодняшний день приобретают актуальный характер.

Рассмотрим последовательность основных технологических операций производства цемента.

Сырьевые материалы, предназначенные для производства цемента, после добычи в карьерах и доставки на завод подвергаются предварительной обработке, которая включает в себя технологические процессы дробления и измельчения до пылевидного состояния (при сухом способе производства цемента). Первичное измельчение и сушка материала производится в молотковой дробилке – сушилке, после чего измельченный материал выносится газовым потоком в статический сепаратор, где происходит отделение крупной фракции от мелкой (готовой сырьевой муки). Крупные фракции домалываются в шаровой трубной мельнице.

Выделение готовой сырьевой муки из пылегазового потока осуществляется в электрофильтре, которая затем транспортируется в силос, где происходит усреднение, и корректировка состава сырьевой смеси.

Полученную сырьевую шихту обжигают при высокой температуре в клинкерообжигательных вращающихся или шахтных печах. При этом сырьевая смесь, загружаемая в верхнюю часть печи, движется к нижнему концу, навстречу продуктам горения топлива.

В процессе обжига в шихте происходит ряд физических и физико–химических превращений, в результате которых образуется клинкер, представляющий собой округлые гранулы диаметром 5–100 мм. Затем цементный клинкер подвергают охлаждению в холодильниках и далее, совместно с другими добавками, измельчают в шаровых мельницах. Полученный при этом цемент транспортируется на склад.

Отличительной особенностью основных процессов производства, таких как измельчение, сушка и обжиг, является то, что они проходят в потоке воздуха и горячих газов. Это приводит к увеличению фракций в пылевидной системе. Количество выносимой пыли из основных агрегатов достигает на сегодняшний день 20-25% массы, поступившей на переработку шихты.

В таблице 1 приведены характеристики пыли цементного производства [1].

Таблица 1. Характеристика пыли цементного производства

Более 80% пыли, выбрасываемой в атмосферу, выделяется вращающимися печами, а остальное количество пыли – цементными и сырьевыми мельницами (сухого помола), дробильно-сушильными установками, а также силосами хранения сырьевых материалов, добавок, клинкера и цемента.

Вращающиеся печи обжига клинкера являются одним из основных источников пылевыделения.

При мокром способе производства на каждую тонну обжигаемого клинкера из вращающихся печей выносится с запыленными газами 5,3–7,3 т пыли с температурой 140–400 °С, содержащих (даже при хороших внутрипечных пылеподавляющих устройствах – гирляндных цепных завесах) от 80 до 250 кг полуобожженной сырьевой шихты в виде дисперсной пыли.

При сухом способе производства количество сухих запыленных газов, выносимых из современных печей, на 25–45% меньше, однако температура их достигает 350–400 °С, а масса тонкодисперсной пыли составляет 50–120 кг на тонну клинкера.

Кроме того, из колосниковых холодильников клинкера, устанавливаемых у всех мощных современных печей, выбрасывается на каждую тонну клинкера 1,1–1,8 т сухого горячего воздуха с температурой 150–290 °С, содержащего 7–10 кг клинкерных частиц.

Общее количество запыленного аспирационного воздуха, содержащего в среднем 500 кг пыли на 1 т клинкера из сырьевой и цементной мельницы, составляет примерно 25% от массы отходящих газов печи мокрого способа.

Неблагоприятное воздействие пыли на организм может стать причиной возникновения заболеваний. Необходимо отметить, что влияние пыли на организм человека зависит не только от физических свойств, но и от химического состава пыли.

Такие вредные факторы, как щелочная основа цемента и высокая аллергенность хроматов, а особенно присутствие водорастворимого шестивалентного хрома, являющегося по своей химической природе канцерогенным продуктом, вызывающим нарушение работы иммунной системы, могут приводить к серьезным заболеваниям дыхательных путей и слизистых оболочек носоглотки и полости рта.

Раздражающий эффект, вызванный щелочной средой цементной пыли при длительном воздействии, нередко сопровождается обструкционными изменениями дыхательных путей и, как следствие, развитие таких заболеваний, как бронхит, эмфизема и пневмокониоз. Развитие пневмокониозов происходит редко и при особых условиях (большая запыленность, высокое содержание в пыли свободной двуокиси кремния).

Проводимые в последние десятилетия исследования показали, что у персонала, занятого в производстве цемента и в строительной индустрии, наблюдается повышенная заболеваемость раком горла и гортани [2,3].

Длительное пребывание работников в условиях запыленности воздуха рабочей зоны может так же привести к воспалительным процессам кожных покровов, интоксикации (отравлению) организма через органы пищеварения, вследствие всасывания токсической пыли.

Попадание пыли на слизистую глаз приводит к возникновению заболеваний слизистых оболочек глаз – конъюнктивит.

Рабочие, подвергающиеся влиянию пыли, должны пользоваться индивидуальными средствами защиты органов дыхания и кожи. Для защиты органов дыхания при выполнении кратковременных технологических операций в условиях высокой запыленности необходимо использовать фильтрующие респираторы, которые представляют собой полумаску с фильтрующим элементом, различающиеся конструктивным исполнением и назначением. Наиболее распространенным является респиратор типа «Лепесток».

К средствам защиты кожи относятся фильтрующие защитные средства, одними из которых являются пылезащитные костюмы, перчатки и рукавицы.

Для защиты глаз необходимо использовать защитные очки, которые позволяют защитить органы зрения от попадания мелких инородных частиц.

Основными средствами улавливания пыли являются электрофильтры типа Ц и рукавные фильтры (при помоле клинкера); электрофильтры типа ПГДС (УГ) (для очистки печных газов). Такое оборудование является традиционным на сегодняшний день, однако они не позволяют обеспечить необходимую степень очистки, в связи с ужесточением требований, предъявляемых по количеству выбросов.

Для снижения воздействия негативного фактора необходимо проводить правильный подбор пылегазоулавливающего оборудования, учитывая соотношение, состав и вид сырья и топлива; контролировать состояние электрофильтров, своевременно снабжать дополнительными пылеосадительными элементами. В первую очередь следует делать упор на модернизацию технологического и вентиляционного оборудования, обеспечивающих работу печей обжига, поскольку именно они и являются основными источниками пылевыделения.

Не менее важным фактором, оказывающим неблагоприятное воздействие, являются газообразные выбросы, образующиеся в процессе производства цемента (вредные – NOx, и SO2; менее вредные соединения – VOCs (летучие органические соединения), CO, CO2, аммиак, тяжелые металлы). Газообразные выбросы по данным исследователей [4] в строительном комплексе составляют до 25% от всех глобальных выбросов промышленного производства. Они приводят к развитию таких заболеваний, как бронхит, пневмония, бронхиальная астма, сердечная недостаточность, инсульт [5].

Увеличить степень очистки промышленных газов от вредных веществ возможно двумя путями: совершенствованием традиционных аппаратов пылеулавливания или поиском новых направлений в области усовершенствования техники пылеулавливания за счет использования новых видов энергии, способствующих повышению эффективности очистки.

Шум, как вредный производственный фактор, характеризуется высокой интенсивностью и его появление вызвано работой различных механизмов. В большей степени воздействию шума подвержены работники, находящиеся на площадках известнякового, железорудного и глиняного карьеров, на которых проходят взрывные работы, а также на площадке дробильно-сортировочного комплекса и непосредственно на площадке цементного завода, где располагается основное оборудование – мельницы, дробилки и печь обжига. Уровень звукового давления на таких площадках достигает 96-105 дБ, а иногда и более, что значительно превышает допустимую норму 90 дБ.

Следствием длительного воздействия производственного шума могут быть понижение чувствительности и нарушение работы органов слухового аппарата, повышенная утомляемость. Через слуховую систему шум оказывает вредное влияние в первую очередь на нервную систему человека.

Для снижения шума в источнике образования необходимо проводить замену ударных процессов и механизмов безударными, зубчатых и цепных передач на клиноременные, применять принудительную смазку, использовать прокладочные материалы и упругие вставки в соединениях, а также встраивать непосредственно в конструкцию оборудования амортизирующие и звукогасящие приспособления.

Подводя итог, заметим, что снижение уровня профессионального риска для здоровья работников, в первую очередь, зависит от комплекса мер, направленных на улучшение условий труда и сохранение здоровья.

Важно отметить тот факт, что цементной промышленности необходима существенная реконструкция и техническое перевооружение действующих предприятий, и в дальнейшем – активное строительство новых цементных заводов.

Литература

1. Хмелев В.Н. Ультразвуковая коагуляция аэрозолей: монография / В.Н. Хмелев, А.В. Шалунов, К.В. Шалунова, С.Н. Цыганок, Р.В. Барсуков, А.Н. Сливин; Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. – Бийск, 2010. – 241 с.

2. Вишаренко B.C., Толоконцев Н.А. Экологические проблемы городов и здоровье человека. – Л.: СПб.: Знание, 2002. – 32 с.

3. Малков А.В. Современные промышленные объекты и их безопасность // Экология и промышленность России. - 2001. - №3. - С. 33-34.

4. Демьянова В.С., Тростянский В.М., Чумакова О.А. Экологические аспекты ресурсосбережения нерудных полезных ископаемых // Успехи современного естествознания. – 2008. - №8. - C. 91-93.

5. Баадер В.Г. Биогаз: теория и практика - М.: Колос, 2002. - 456 с.

А.В. Абдрашитова,
студентка,
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
Н.В. Вадулина,
доцент, к.т.н.,
заместитель заведующего кафедрой
«Промышленная безопасность и охрана труда»,
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
А.Д. Николаева,
студентка,
Башкирский государственный педагогический университет
им. М. Акмуллы,
г. Уфа