чем опасна угольная пыль
Чем опасна угольная пыль
Органические пыли в большинстве случаев сами по себе пневмокониозов не вызывают. Описанные в литературе случаи кониозов, вызванных теми или иными органическими пылями, при более тщательном анализе симптоматологии часто оказываются не кониозами, а другими формами заболевания легких. Из всех видов органических пылей наибольшее значение имеет угольная пыль. Фиброзы легких, наблюдаемые при антрако-силикозах, обусловливаются не угольной, а, как указывалось выше, содержащейся в ней в качестве примеси минеральной пыли, куда входит кварц и силикаты.
Примесь минеральных частиц в угольной пыли может быть довольно значительной; так, в бурых углях она достигает 25—30%. Отличить под микроскопом пылинки угля от минеральных частиц довольно трудно, так как большие черные частицы угля покрывают бесцветные минеральные частицы. Мнение, что фиброзы легких в этих случаях вызываются минеральной пылью, подтверждается тем, что в легочной ткани рабочих, вдыхавших угольную пыль с примесью минеральной, химически определяется наличие повышенного количества кремнезема.
Однако исследования последних лет, проведенные институтом физиологии труда (Раввин и др.), указывают на возможность развития фиброза легких под влиянием вдыхания чистой угольной пыли, не содержащей ни кварца, ни силикатов. Эти фиброзы протекают доброкачественно.
Пыль и пневмония. Проникновение пыли в альвеолы может сопровождаться образованием в них воспалительного эксудата. Этот эксудат при наличии достаточно вирулентных патогенных микробов может распространиться на более или менее обширный участок легочной ткани и дать клиническую картину долевой, или дольчатой, пневмонии. Эти острые пылевые пневмонии возможны прежде всего у рабочих, занятых размолом так называемого томасового шлака — побочного продукта сталелитейного производства.
Последний благодаря большому содержанию фосфорных солей представляет собой ценное искусственное удобрение. Чтобы сделать шлак пригодным для употребления, его размалывают в порошок. В тот период, когда на заводах был введен размол томасового шлака, у рабочих, по данным иностранных авторов, часто наблюдались пневмонии с тяжелым течением и большим процентом смертности, причем смертность от пневмонии у рабочих, занятых размолом томасового шлака, была в 30—60 раз выше, чем у остального населения того же возраста.
Рассматриваемая форма пневмоний относится чаще всего к лобарным пневмониям. Исходом ее в случаях, оканчивающихся выздоровлением, может быть резкая эмфизема. Кроме томасового шлака, пневмонии вызывает пыль марганцовой руды (бурого железняка) и двухромовокислого калия. В России эти пневмонии встречаются редко.
Вместе с пылью в легкие могут заноситься споры различных грибков— плесневых, лучистых и др., что ведет к развитию так называемых пневмомикозов. Чаще всего встречается заражение разновидностями рода Aspergillus. Заражению легких грибками подвержены мукомолы, сельскохозяйственные рабочие, рабочие пивоваренных заводов, рабочие, имеющие дело с волосом животных, и др. Болезнь протекает то в виде пневмонии, то в виде бронхита, большей частью вяло, с ремиссиями, и в большинстве случаев заканчивается выздоровлением.
Растительные пыли приводят к острым, подострым, а также к хроническим поражениям легких. Их способ действия не выяснен, и в некоторых случаях неизвестен вредный агент, находящийся в растительном веществе семян, как, например, некоторые протеины, алкалоиды или другие раздражающие и токсические вещества; иногда их вредное действие бывает обусловлено загрязнением биологическим (бактерии, споры, мицелий) и минеральным (силиций).
Снижение пыления при транспортировке угля в зимний период. Этап лабораторных изысканий
Россия — одна из ведущих стран по угледобыче. Добытое топливо необходимо доставить до потребителя. Транспортируют уголь различными видами транспорта. Актуальной является проблема снижения выделения угольной пыли при транспортировке угля.
С проблемой пыления угля сталкиваются все добывающие компании. Однако в период 2018-начало 2019 в Кузбассе данная проблема из экологической переросла в социально-политическую. Собственники предприятий приняли ряд мер по снижению пыльности работ.
В то же время, аспект транспортировки колёсным транспортом угля с шахт на склады и т. п. остался слабо охвачен. Казалось бы, причём здесь транспортировка и в особенности в зимнее время, но, как показывает практика, этот источник угольной пыли весьма существенный и ему мы обязаны «чёрным снегом» вдоль дорог.
Чем так опасна угольная пыль?
Ряд исследований показывает, что при поступлении пыли более 58 кг/га в месяц наблюдается эффект подавления жизнедеятельности большинства растений и животных в месте оседания пылевых отложений.
Если дышать воздухом с таким содержанием пыли, то пыль вызывает острые заболевания верхних дыхательных путей. Особенно опасны частицы диаметром меньше 10 микрон (мкм), (по принятому в США обозначению — РМ10), а также менее 2,5 мкм (РМ2.5).
На каждые 10 микрограмм (1х10-5 г) на 1 м3 увеличения концентрации в воздухе подобных частичек пыли количество пациентов медицинских учреждений с хроническими заболеваниями верхних дыхательных путей возрастает на 7-8 %, из них 2-3,5 % приходится на респираторные заболевания в острой форме и 3-5 % — на сердечно-сосудистые заболевания.
Смертность от рака легких возрастает на 7-10 %[1].
Отдельно отметим такую особенность угольной пыли, как горючесть и взрывоопасность, при накоплении и отложении такой пыли могут происходить взрывы или возгорания. Большое количество пыли отрицательно сказывается на состоянии техники.
Помимо чисто механического износа (попадание абразивных частиц в трущиеся детали) возможны проблемы с системами управления машиной, так как повышенное количество пыли попадает в электронные блоки управления. Ресурс двигателей, работающих в условиях запыления, сокращается в 2–3 раза.
Воздействие пыли увеличивает интенсивность протекания процесса коррозии и износа, обслуживание и ремонт техники становятся сложнее, дороже и продолжительнее по времени[1].
Множество экспертов сходятся в вопросе, что не существует единственного решения всех сложных проблем борьбы с пылью и универсального, целиком неопасного и продуктивного метода борьбы с пылью.
В каждом рассматриваемом случае эти вопросы решают путём комплексного подхода. С учётом того, что каждый собственник желает «подешевле» рассмотрим применение такого варианта, как водное орошение.
Общеустановленный способ борьбы с источниками пыли — разбрызгивание воды стационарными и мобильными дождевальными (поливальными) установками и гидромониторами.
Обладающие большим радиусом действия дождевальные установки применяют для борьбы с пылью в случаях штабелированных материалов.
Много пыли повышенной летучести образуется при разгрузочных работах самосвалов, для борьбы с ней советуют использовать систему разбрызгивания, которая устанавливается «на упоре задних колёс» разгружающейся большегрузной машины и во время выгрузки интенсивно увлажняет разгружаемый пылящий материал.
В состав таких систем входят подающий водяной насос, насос для дозировки реагента (подающий в воду присадку), насосы для подачи воды или раствора под давлением в форсунки, специализированные форсунки и система управления (датчики и пульт управления). Системы разбрызгивания жидкости управляются вручную или автоматически.
Есть ряд недостатков снижения содержания пыли в воздухе выше приведённым способом. Обслуживание разбрызгивающего оборудования, затраты на топливо, обслуживающий персонал, накладные расходы.
Подвоз воды для установок может быть тяжкой проблемой в местности, где преобладает засушливая погода. Легкодоступная и дешёвая вода отчасти решает вопрос, но она испаряется (а с ней и деньги, затраченные на борьбу с пылью) и позволяет снизить запыленность лишь на очень короткое время, которое зависит от вида грунта и климата, поэтому процесс орошения пыльной поверхности постоянен, как и затраты на него.
Одна из важных проблематик борьбы с пылью: дождевание пыли неэффективно в борьбе с вдыхаемой пыли, т. е. не снижает концентрацию опасной для здоровья пыли в атмосфере, так как величина водных капель составляет от 250 до 650 мкм, что значительно больше, чем размер частичек вдыхаемой пыли (2–10 мкм).
Процесс осаждения пылевидных частиц из атмосферы заключается в том, что водяные капли и брызги, соединяясь с частичками пыли, увеличивают их массу, в результате пыль достаточно быстро теряет летучесть и оседает на землю.
Тем не менее, исследования показали, что в случае, если величины капель воды существенно превышают размеры частичек пыли, частицы пыли будут двигаться вокруг капель воды вместе с потоками воздуха, обтекающими каплю, и не взаимодействовать с водой.
Для того чтобы повысить интенсивность взаимодействия капель воды с частицами пыли, нужно увеличить количество капель воды в воздухе и максимально приблизить их размер к величине частиц пыли. Это улучшит интенсивность столкновения капель воды с пылью, тем самым способствуя смачиваемости и оседанию пыли из воздуха.
Кроме того, на интенсивность соединения капель воды и частиц пыли влияют следующие факторы: способность частиц пыли к растворению в воде, гидрофобность или гидрофильность (способность к смачиванию), наличие гигроскопичных солей, электрический потенциал частичек пыли и капель воды, температура среды, влажность воздуха, атмосферное давление, наличие и влияние электрических полей 1.
Вышеперечисленные проблемы можно попробовать решить использованием комбинации специальных химических средств.
Для основы наших исследований были взяты выпускаемые средства:
Данные средства активно применяют для снижения примерзания угля в зимнее время. В тоже время для повышения смачиваемости поверхности было предложено введения до 10 % ПАВ (сульфанол). Для образования защитной пленки в составы были введены два вида полимерных композиций:
Данные дисперсии вводили в количестве до 20%.
Путём разбрызгивания наносили раствор, имитируя распыление. Количество раствора в пересчёте на 1 м2 составляло порядка 0,5 л. Велась экспозиция в течении 5 минут.
После экспозиции путём обдува с помощью вентилятора мощностью 40 Вт, в течении 1 минуты. Пылевыделение контролировалось визуально. Результаты опытов приведены в таблице 1.
Получение результаты в условиях лабораторного опыта позволяют сделать вывод о возможности применения подобных систем для пылеподавления в зимнее время при транспортировке угля. Отстаивание и вымораживание данных составов показало отсутствие кристаллизации и выпадение осадка.
Однако требуется проведение дополнительных испытаний для определения коррозионной активности данных составов по отношению к разбрызгивающим системам.
Используемые материалы:
Текст: Е.Г. Гумбрис, магистр гр. ХОм-181, П.Е. Герасимов, коммерческий директор ООО «ВК-Торг»
Угольная промышленность несет большую угрозу для здоровья
Проживание в непосредственной близости от места перевалки угля может вызвать множество проблем со здоровьем
Для вашего здоровья существует множество рисков, которые могут быть связаны с добычей и перевалкой угля. Несмотря на очевидные опасности, связанные с работой на угольной шахте, это не единственный риск, связанный с добычей полезных ископаемых.
Простое проживание в непосредственной близости от места перевалки угля может фактически вызвать множество проблем со здоровьем, и оба типа (шахта и перевалка) создают собственный набор проблем.
Исследование, проведенное Сиднейским университетом в 2017 году, показало на значительный недостаток информации, посвященной изучению влияния угледобычи на здоровье человека.
В настоящее время в университете опубликован отчет, в котором анализируются 50 рецензируемых научных работ из 10 стран.
Цель доклада заключается в том, чтобы предоставить обзор имеющихся данных о воздействии угля на здоровье человека.
Исследования, проведенные в районах добычи угля в США, Великобритании, Канаде, Турции, Израиле и России указывают на серьезные последствия для здоровья населения, проживающего вблизи угольных шахт, баз перевалки и станций сжигания угля.
Среди проблем, выявленных у детей и младенцев в сообществах людей, проживающих в районах добычи и переработки угля отмечается нарушение роста и неврологического развития, высокий уровень содержания тяжелых металлов в крови, более высокая распространенность любых врожденных дефектов и более высокая вероятность низкого веса при рождении, что является фактором риска для будущего ожирения, диабета и сердечных заболеваний.
По информации исследователя Эдсона Севернини из Университета Меллона в Питтсбурге, вес новорожденных младенцев снизился на 134 грамма после запуска угольной электростанции недалеко от города.
Добыча угля открытым способом.
Было показано, что взрослые имеют более высокие показатели смертности от рака легких и хронических заболеваний сердца, органов дыхания и почек. У них также возросла вероятность развития других видов рака и гипертонии. Некоторые исследования также показывают более высокие показатели выкидышей и повышение младенческой смертности.
Очистка воздуха до уровня относительно чистого района снижает средний уровень смертности от бронхита на 50 процентов. Рак желудка был намного выше в районах с большим загрязнением воздуха.
Загрязнение воздуха также влияет на сердце: исследователи пришли к выводу, что существенное сокращение загрязнения воздуха приведет к снижению смертности и болезней от сердечно-сосудистых заболеваний на 10-15%.
Влияние на здоровье токсичных компонентов, обнаруженных в угольной золе и пыли
Свинец: воздействие свинца в угольной золе может нанести серьезный ущерб нервной системе. Воздействие свинца может привести к заболеванию почек, ухудшению слуха, повышенному кровяному давлению, задержкам в развитии, отеку головного мозга, повреждению гемоглобина и репродуктивным проблемам у мужчин.
Кадмий: когда пыль угольной золы вдыхается, высокие уровни кадмия поглощаются в организме. Более конкретно, легкие непосредственно поглощают кадмий в кровоток. Когда люди подвергаются воздействию кадмия в течение длительного периода времени, могут возникать заболевания почек и легких. Кроме того, воздействие кадмия может быть связано с гипертонией. Наконец, хроническое воздействие кадмия может вызвать слабость костей, что увеличивает риск переломов костей и остеопороза.
Хром: воздействие хрома может вызвать рак легкого и астму при вдыхании. Когда угольная зола загрязняет питьевую воду, хром может вызвать язвы в тонком кишечнике и желудке при попадании внутрь. Наконец, кожные язвы также могут возникать, когда воздействие хрома в золе угля входит в контакт с кожей.
Мышьяк: когда высокое количество мышьяка вдыхается или попадает в него через отходы угольной золы, могут развиваться такие заболевания, как рак мочевого пузыря, рак кожи, рак почки и рак легких. В конечном счете, воздействие мышьяка длительный период времени может привести к летальному исходу. Кроме того, низкий уровень воздействия мышьяка может вызвать нерегулярные сердечные сокращения, тошноту, диарею, рвоту, периферическую невропатию и ухудшение зрения.
Ртуть: хроническое воздействие ртути из угольной пыли может нанести вред нервной системе. Когда ртуть вдыхается или попадает внутрь, могут возникать различные последствия для здоровья, такие как ухудшение зрения, судороги, онемение, потеря памяти и бессонница.
Бор: Когда пыль угольной золы вдыхается, воздействие бора может вызвать дискомфорт в горле, носу и глазу. Кроме того, при попадании отходов угольной золы воздействие бора может быть связано с нарушением функции почек, печени, головного мозга и кишечника.
Молибден: когда молибден вдыхается из пыли угольной золы, может возникнуть дискомфорт носа, горла, кожи и глаз. В результате кратковременное воздействие молибдена может вызвать увеличение хрипов и кашля. Кроме того, хроническое воздействие молибдена может привести к потере аппетита, усталости, головных болей и мышечной боли.
Таллий: воздействие таллия может вызвать периферическую невропатию при вдыхании. Кроме того, воздействие таллия также связано с осложнениями сердца, печени, легких и почек.
С тех пор, как жители Невельска запретили строить угольный терминал на окраине, перевалка угля в самом центре города наращивает все большие обороты. Эта деятельность оказывает отрицательное влияние и на живые организмы, и на природные объекты. Проблему с угольной пылью и угледобычей в Невельском районе ИА SakhalinMedia прокомментировал руководитель «Эковахты Сахалина» Дмитрий Лисицын. Он рассказал о влиянии подобной деятельности на здоровье людей, рисках для гидробионтов и угрозах возникновения опасных природных явлений.
В 2015-2016 годах «Эковахта Сахалина» получила множество обращений от жителей Невельска с просьбой не допустить строительства нового угольного терминала на южной окраине города. Тогда во время публичных слушаний экологи помогали невельчанам отстоять свое право на благополучную окружающую среду.
«Прежний мэр Владимир Пак встал на сторону жителей. Все участники слушаний были категорически против строительства нового терминала. Они прекрасно видели, как обстоят дела с действующим терминалом. Это для них было лучшим основанием не верить всем обещаниям, о том, что там не будет пыли, что она будет подавляться и так далее. Они видели, что им давным-давно обещали все эти методы использовать, но они либо не применяются, либо не работают. В конечном итоге решили отложить этот вопрос. Затормозилось строительство. Я так понял, от этой идеи отказались в конечном итоге, потому что она так и осталась нереализованной, что правильно. Но неправильно то, что та же деятельность фактически идет в порту, то есть в самом центре города», — сообщил Дмитрий Лисицын.
Он отметил, что с каждым годом объем перевалки угля в Невельском порту только возрастает, как и темпы добычи твердого топлива на разрезе ООО «Горняк-1». Ожидается, что с запуском ГРЭС-2 одним из источников угля для станции станет разрез в Невельском районе, что также существенно повлияет на увеличение объемов выработки и вывоза на карьере.
При этом Дмитрий Лисицин подчеркнул, что природные особенности и рельеф Сахалина, состояние грунтов и наличие множества ценных природных объектов делают остров крайне неподходящим для масштабной угледобычи.
«У нас резко изолированный рельеф. При этом он мелкомасштабный. Это не крупные горы, а очень мелкие сопки с глубокими распадками, с очень крутыми склонами. Второе – это нестабильные грунты. Верхние слои грунтов на Сахалине очень слабые. Сахалинский рельеф очень молодой, слои верхних пород — нестабильные. Любые внешние геологические процессы под действием воды, ветра, эрозии, силы тяжести, могут приводить к оползням и селям. Третий фактор – важный климат. У нас в течение года выпадает много осадков. Круговорот воды здесь очень активный. Четвертый фактор – у нас все реки нерестовые. Эти факторы вместе делают добычу угля по сравнению с тем же Приморским краем очень вредной и опасной для природы Сахалина. Она сложна технически, она создает угрозу для возникновения опасных геологических процессов, то есть разрушения горных пород, роста оврагов и так далее. К тому же, негативно действует и на нерестовые реки. Уже есть пример техногенного селя, который сошел на фермерское хозяйство. И такие процессы будут продолжаться. Особенно в Невельском районе, где особо сложный рельеф. Огромная масса вскрышной породы, которую сваливают в распадки, подводняется и становится рукотворными селями или оползнями. Зависит от интенсивности осадков и крутизны откосов. Это опасно. Загрязняются реки, изымаются из оборота целые распадки, убиваются места обитания рыбы, почва сильно разрушается. Плюс загрязнение моря. Взвешенные вещества, которые активно выносятся из распадков, заваленных горной породой, покрывают дно в прибрежной морской зоне тонким слоем ила. Чем тоньше частицы, из которых слагается ил, и чем толще его слой, тем тяжелее экологическое воздействие на все живое, что обитает как на дне, так и в толще воды. Потому что при каждом шторме в мелководной прибрежной зоне этот ил вновь переходит во взвешенное состояние. А муть в воде очень негативно влияет на всю водную биоту. Как муть, так и толстый слой из очень мелкодисперсного ила», — подробно рассказал об экологических рисках добычи угля Дмитрий Лисицын.
Не меньшую опасность как для людей, так и для других живых организмов представляет и перевалка угля открытым способом. Особенно, когда такая деятельность ведется в нескольких метрах от жилых домов и детских образовательных учреждений.
Угольная пыль, по словам эколога, опасна как сама по себе, так и как проводник вредных веществ напрямую в организм человека и животных.
«Угольная пыль очень вредна в том плане, что это тонкодисперсная субстанция, которая попадает в легкие. Как любая другая пыль, пусть даже химически нейтральная, она негативно воздействует на органы дыхания. Она забивает их, раздражает. При этом чем тоньше частички пыли, тем больше они адсорбируют на поверхности разные вредные вещества. Таким образом угольная пыль напрямую доставляет вредные вещества в органы дыхания человека и животных.
Были бы это кусочки угля, размером со спичечную головку — это полбеды. А вся беда в том, что угольная пыль очень тонкая. Каждая отдельная частица — очень мала. Она легко поднимается в воздух и легко распространяется. С ней очень сложно бороться. Она везде проникает. Проникает в живые организмы, в жилище, в машины. Накапливается там. Она попадает в море и также негативно действует на морских обитателей. Накапливается в органах дыхания, пищеварения. Очень сильно мешает жизнедеятельности», — прокомментировал эксперт.
Он отметил, что «Эковахта Сахалина» за разъяснением ситуации по возможности строительства угольного терминала в Невельске обращалась в специализированный НИИ в системе Минтранса — Дальневосточный институт морского флота во Владивостоке.
«Там эти вопросы тщательно изучены. В частности ДНИИМФ занимается проектированием и изучением вопросов транспортных потоков, строительства портов, в том числе организации перевалки угля. Институт проанализировал международную практику в этой области и подготовил аналитическую справку. Так вот они пришли к выводу, что не существует технологий, способов и методов защиты от угольной пыли в любых открытых терминалах и пунктах перевалки, перегрузки и транспортировки угля до транспортных средств. Единственный безопасный метод, широко применяемый в мире – это закрытая перевалка угля. То есть место хранения, транспортировка во время перегрузки, различные транспортерные ленты и место погрузки — все эти этапы должны быть закрытыми, изолированными от внешней среды. Только таким способом можно решить проблему угольной пыли. Все остальные способы — создание водяного тумана, создание снежной завесы, заборы, барьеры – все так называемые методы пылеподавления абсолютны неэффективны. И используются только для того, чтобы запудрить мозги местным жителям», — подчеркнул Дмитрий Лисицын.
Он добавил, что еще в конце 2017 года он как член областного общественного экологического совета выступал с инициативой внести изменения в региональные нормы градостроительного проектирования и наложить запрет на строительство угольных терминалов открытого типа. Однако, по словам эколога, оказалось, что «у областных властей нет правовых возможностей, чтобы ввести такое ограничение».
Еще в 2016 в Невельске был организован сбор подписей против строительства угольного терминала. Тогда за экологическую безопасность своего города выступило более 2,5 тысяч жителей (всего в Невельске проживает 10,4 тысячи человек, включая несовершеннолетних). Петиция с требованием не допустить строительство терминала была отдана в мэрию городского округа. Глава прислушался к жителям. Однако теперь ситуация, вероятно, обстоит еще хуже, и крупный угольный терминал работает не на окраине города, а в самом его центре. Как стало известно агентству, в ближайшее время невельчане планируют организовать новый сбор подписей в защиту своего здоровья от угольной пыли.
Угольная пыль и ее свойства
Угольная пыль образуется при следующих производственных операциях:
Предельно допустимые концентрации угольной пыли:
Факторы, влияющие на взрывчатость угольной пыли:
Меры борьбы против образования угольной пыли:
Меры по предупреждению взрыва угольной пыли
Локализация взрывов газа метана и угольной пыли
Заслоны.
Предназначены для локализации (предупреждения распространения) взрывов метана
и угольной пыли.
ВОДЯНОЙ – сосуды вместимостью более 80л, сечение трапеции 150 х 300 х 250
Количество воды и сосудов из расчета 400л на 1м2 площади поперечного сечения выработки, длина 30м установка – не ближе 75м,
Последующие не далее – 250м.
В настоящее время в качестве сосудов для инертной пыли и воды в заслонах могут применять пластиковые мешки.
Автоматическая система взрывоподавления – локализации взрывов (АСВП-ЛВ)
Основные параметры АСВП-ЛВ
Рабочее давление воздуха в рабочей полости, МПа(кгс\см2) 12 (120)
Объем рабочей полости, см3 1326
Масса огнетушащего порошка, кг, не менее 25
Инерционность срабатывания, мс 15-20
Минимальная чувствительность срабатывания системы,
при давлении на фронте ударно – воздушной волны, МПа 0,02
Длина создаваемого заслона (облака) пламегасящей среды, м, не менее 30
Количество выносных штанг, шт. 3
Масса системы, кг, не более 76
Предназначена для защиты горных выработок от распространения по ним взрывов метановоздушноой смеси и (или) угольной пыли, путем создания заслона в виде облака из пламегасящего порошка во взвешанном состоянии.
— компактна, надежна и проста в эксплуатации;
— для работы не требуется электропитание;
— не требуется частая замена взрывопо-давляющего порошка, так как он герметично упакован; — может применяться в выработках с любым углом наклона.
Функционирование системы АСВП-ЛВ