Руководство по вентиляции и снижению выбросов стирола

НЕНАСЫЩЕННЫЕ ПОЛИЭФИРНЫЕ СМОЛЫ

Руководство по применению

Содержание

Глава 1. Введение
Глава 2. Измерение и контроль выбросов стирола
Глава 3. Снижение концентрации стирола на рабочем месте
Глава 4. Очистка воздуха от стирола перед выбросом в атмосферу

Введение

Предлагаемая брошюра имеет целью предложить европейским переработчикам ненасыщенных полиэфирных смол технические методы снижения концентрации стирола на рабочих местах и поддержания его содержания в отходящих газах в рамках законодательно определенных граничных величин.

Одновременно эта брошюра содержит полезную информацию для служб наблюдения и контроля, информируя их о желательной замене законодательных актов по результатам практического опыта.

Кроме того, предлагаются практические методы измерения и контроля концентрации стирола на рабочих местах.

Таким образом, брошюра подразделяется на следующие разделы:

• Введение

• Измерение и контроль выбросов стирола

• Снижение концентрации стирола на рабочем месте

• Очистка воздуха от стирола перед выбросом в атмосферу

Коллективным издателем этой брошюры является - сектор Группа ненасыщенных полиэфиров" CEFIC (Европейского Совета химической индустрии) при участии объединения производителей смол из ненасыщенных полиэфиров и GPRMC (Европейской организации армированных пластмасс/ композиционных материалов), которая представляет европейские национальные союзы производителей изделий из стеклопластиков.

Стирол является основным мономером для смол из ненасыщенных полиэфиров. Он представляет собой хороший растворитель для ненасыщенных полиэфиров. Стирол реагирует с полиэфиром путем полимеризации, используя ненасыщенные химические связи, и образует полимеросетчатые, неплавящиеся и нерастворимые продукты, что в основном, определяет хорошие механические и термические свойства готовых изделий из смол, полученных из ненасыщенных полиэфиров. Только комбинация сложного полиэфира и стирола дает типичные для этих смол свойства.

Ненасыщенные полиэфирные смолы обычно содержат от 30% до 50% стирола. При производстве ненасыщенных полиэфирных смол в Западной Европе используется около 250 тонн стирола в год, что составляет приблизительно 7% всего потребления стирола. Но при этом наиболее вредное воздействие стирола наблюдается именно при применении ненасыщенных полиэфирных смол, так как самым распространенным способом их переработки является открытое формование изделий. Именно поэтому применение ненасыщенных полиэфирных смол привлекает внимание специалистов по уменьшению вредного воздействия стирола.

Необходимы решительные мероприятия по снижению выброса стирола. Во всех европейских странах четко определены предельные величины содержания стирола в воздухе рабочей зоны. Кроме этих величин МКР (максимальной концентрации на рабочем месте), определяющих среднее содержание в течение восьмичасовой смены, были определены и введены краткосрочные по длительности и величине значения. В нижеприведенной таблице приведены значения, действующие в настоящее время.

Исходные данные и рекомендации, приведенные в настоящей брошюре, базируются на современных знаниях и опыте. Однако они не освобождают пользователя от необходимости проведения собственных испытаний и исследований по применению

МАКСИМАЛЬНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ СТИРОЛА НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ (МКР) В НЕКОТОРЫХ ЕВРОПЕЙСКИХ СТРАНАХ:

(1) Предельная величина
(2) Новая предельная величина с 01.06.1994:50 ppm; с 01.06.1996:25 ppm
(3) Новые содержания должны отвечать предельному значению 10 ppm.
(4) Максимальное значение, самостоятельно принятое обязательство по снижению выбросов

Исходя из полученных на настоящее время данных, воздействие стирола в концентрациях ниже 50 ppm не наносит вреда здоровью работающего. При концентрациях ниже 50 ppm на нервную систему действуют такие обратимые явления, как усталость или ослабление внимания. При более высоких концентрациях, около 200 ppm, может наступить раздражение слизистой оболочки. Такие же явления наблюдаются при воздействии растворителя, при недостаточной вентиляции или чрезмерном потреблении алкоголя.

В соответствии с исследованием, проведенным ЕСЕТОС (Европейский центр экотоксикологии и токсикологии химикатов), канцерогенность стирола, даже если таковая присутствует, настолько мала, что наличие стирола на рабочем месте или в окружающей среде не представляет опасности заболевания раком для человека.

Физические свойства стирола

Формула	С6Н5 - СН = СН2
Плотность	0,906 г/мл
Температура кипения	145,2ОС
Температура вспышки	32OС
Температура воспламенения	480OС
Предел взрывоопасности	1,2 - 8,9% объемных
Порог запаха	типично: 0,1 ppm (0,42 мг/М3)
Давление пара (при 20OС)	6 Мбар
Относительная плотность пара	3,6 (воздух = 1)

Стирол - бесцветная жидкость с характерным запахом и низким порогом запаха. Пары стирола тяжелее воздуха и могут образовывать взрывоопасные смеси.

Измерение и контроль выбросов стирола

1. Требования к местам измерений и измерительным приборам

Из-за снижения значений МКР для стирола во многих странах возникла острая потребность в реальной возможности точно измерить эту концентрацию.

Требования к проведению измерений содержатся в различных нормах СЕN или проектах норм СЕN. Они касаются замеров атмосферы на рабочем месте и воздействия химикатов (стирол, пыль) на рабочего:

• СЕN/ТС 137 N90. Атмосфера рабочего места - насосы для забора химических веществ вблизи работающего оборудования - Требования и методы испытаний.

• СЕN/ТС 137 WG 2 N98. Атмосфера рабочего места - Определение газов и паров в абсорбционной трубке - Требования и методы испытаний.

• СЕN/ТС 137 WG 2 N137. Атмосфера рабочего места - Общие требования для проведения замеров содержания химических веществ.

• СЕN/ТС 137 N96. Атмосфера рабочего места - Измерительные системы с кратковременными измерительными трубками - Требования и методы испытаний.

• рг ЕN 481. Атмосфера рабочего места - определение размеров аэрозольных частиц.
  " рг ЕN 838. Воздух на рабочем месте - Диффузионный аккумулятор для определения содержания газов и паров - Предписания и методы испытаний.

• рг ЕN 689. Атмосфера рабочего места - Предложения по оценке химических веществ -Установление предельных величин и соответствующие методы измерений.

Согласно действующим предписаниям, измерение и контроль концентрации вредных веществ на рабочих местах - задача работодателей. Измерения могут производиться самим предприятием при условии, что оно располагает необходимыми знаниями и оборудованием.

В случае контроля состояния рабочих мест качество оценки содержания вредных веществ в первую очередь зависит от качества отбора проб. Поэтому при отборе проб следует действовать весьма тщательно. На измерения влияют такие характеристики окружающей среды, как вид источника вредных веществ, воздушные потоки, условия вентиляции, время дня, температура и т.д.

Определение концентраций вредных веществ на рабочих местах не означает обязательного проведения замеров. Концентрация стирола также может быть определена и расчетным путем. Это особенно важно для контроля фактических условий на старых предприятиях. Например, в условиях открытой еще не отвердевшей поверхности ламината рассчитывается средняя величина испарения (эмиссии) стирола с 1 м² поверхности ламината.

На основе количества испарений стирола, учитывая поток воздуха приточной вытяжной вентиляции, рассчитывают, можно ли уложиться в заданные законодательством нормы содержания стирола на рабочих местах и в отводимом воздухе. Чисто расчетным путем можно определить, что при оптимально расположенных приточных и вытяжных вентиляциях, и при величине МКР 20 ppm в отводимом воздухе содержится 84 мг/м³ стирола. Это означает, что для отвода 1 кг паров стирола потребуется приблизительно 12,000 м³/ час отводимого воздуха.

Следующие цифры испарения стирола на каждый 1 м² слоя ламината при температуре 20^oС могут быть взяты за основу для расчета.

Смола с пониженной эмиссией стирола

2. Методы измерения и измерительные инструменты

Для практических замеров концентрации стирола на рабочих местах и в отводимом воздухе существует несколько способов отбора проб и методов анализа. Здесь будут описаны только те, которые относительно просты в реализации и дают достоверные результаты.

О смесях веществ здесь речь не идет, но они также должны приниматься во внимание. Наиболее часто на предприятиях, перерабатывающих ненасыщенные полиэфирные смолы, в рабочих помещениях кроме стирола могут присутствовать ацетон или другие компоненты.

2. 1. Контрольная трубка с ручным насосом или насосом с электроприводом

Определенный объем исследуемого воздуха засасывается с помощью специального ручного насоса или насоса с приводом от аккумулятора через открытую трубку, концентрация стирола определяется по степени окрашивания заполняющего ее вещества. Существуют контрольные трубки кратковременного и долговременного действия. Трубки кратковременного действия применяются для специальных измерений; с их помощью удобно, например, определять пиковые концентрации. Трубки долговременного действия служат для определения средних концентраций вредных веществ; при этом возможны измерения длительностью до двух часов.

Оценка:
Легкость в обращении, быстрота получения показаний, приспособленность для ориентировочных измерений, небольшие финансовые затраты. Достигаемая точность измерения ограничивает рамки применения метода. Метод предназначен только для внутренних измерений. При измерении смеси веществ (стирол, ацетон и т.д.) следует соблюдать указания, содержащиеся в инструкциях поставщиков.

2. 2. Обогащение на абсорбирующем материале с помощью системы отбора проб

Проба воздуха засасывается с помощью электронасоса через специально приспособленные абсорбционные трубки. Количественные и качественные исследования отобранных проб осуществляются на газовом хроматографе. Для определения содержания стирола годятся трубки с активированным углем и силикагелем. Поглощающая способность абсорбента при этом должна быть достаточно велика. При этом она зависит от концентрации вредного вещества, продолжительности отбора пробы и скорости потока. Насосы для отбора проб должны быть портативными, легкими, с автоматически регулируемой скоростью потока, во взрывобезопасном исполнении.
После отбора пробы трубку с активированным углем или силикагелем следует закрыть и до начала анализа хранить в холодном месте. Если на предприятии не имеется возможности газохроматографического контроля, можно воспользоваться услугами службы аналитического сервиса признанных измерительных лабораторий.

Оценка:
Дифференцированные анализы образца, простота отбора проб, но высокая стоимость и длительная процедура определения. Метод удобен для контроля рабочего места до 8 часов (средняя продолжительность рабочей смены).

2. 3. Диффузионный коллектор

С помощью диффузионного коллектора (сборника) можно выполнять отбор проб без насоса непосредственно с рабочего места. Принцип измерения основывается на постоянной диффузии стирола через мембрану. В процессе измерения следует фиксировать время, давление воздуха и температуру. Определение содержания стирола производится, аналогично описанному в пп. 2.2.

Оценка:
Простота отбора проб, но высокая стоимость и длительность определения. Способ пригоден для внутренних замеров.

2. 4. Измерение "фид" (фотоионизационным детектором)

В этом случае засасываемый воздух ионизируется ультрафиолетовой лампой высокой мощности. Генерируемый поток ионов измеряется, напрямую определяя концентрацию стирола.

Оценка:
Портативные приборы на аккумуляторных батареях, удобные в обслуживании и эксплуатации. В зависимости от оснащения могут проводиться кратковременные и долговременные измерения. Непосредственно показываемое измеряемое значение имеет высокую точность.

2. 5. ИК - газовый анализ

Инфракрасные газовые анализаторы применяются как для замера на одном конкретном рабочем месте, так и для стационарных многопостовых контрольных установок для постоянных измерений. Преимущества этих приборов - в непосредственном показе концентрации и определении пиков концентрации. Далее замеряемые величины могут непрерывно регистрироваться с помощью аналогового регистратора. Кроме того данные можно записывать через буферное устройство (накопитель данных) и затем обработать на персональном компьютере.

Оценка:
Портативный и удобный в обращении прибор, имеющий питание от аккумуляторной батареи. Замеры можно производить в любых местах Прямая точная индикация измеряемых величин с их последующей регистрацией. Высокая стоимость.
ИК-анализаторы уже помогают пользователям во многих практических измерениях; после проведения проверки измерений их результаты были признаны властями.

3. Поставщики вышеупомянутых устройств

Список поставщиков вышеупомянутых устройств может быть получен от национальной организации армированных пластиков (FRP).

Снижение концентрации стирола на рабочем месте

Основные соображения

Стирол выделяется посредством испарения во время нанесения жидкой смолы и во время перемешивания жидкой поверхности при раскатывании материала. Для того чтобы вредное воздействие стирола на персонал завода отвечало установленным пределам, нужно следовать основному принципу техники его снижения. Этот принцип состоит из четырех этапов, следующих в порядке их значимости. Европейское Экономическое Сообщество (ЕЭС) готовит в настоящее время директиву по защите здоровья и безопасности, работающих от риска воздействия химических веществ на рабочих местах^*. Как только эта директива вступит в силу, правительства стран-членов ЕЭС должны будут ввести эти положения в свои национальные законодательства.

28.11.2025