CC BY
9
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ СОЮЗА ССР
ГИГИЕНА И САНИТАР, .
Отв. редактор А. Я. КУЗНЕЦОВ, зам. отв. редактора Й. hbicßltn Члены редколлегии: Н. А. БАРАН, Ф. Е. БУДАГЯН, Н. П.{КОМИССАРОВА, \А. В. МОмЬШв] Н. А. СЕМАШКО, 3. Б. СМЕЛЯНСкШЩРЯ!*,Й5ЙеВ Отв. секретари: Р. М. БРЕЙНИНА, Ц. Д. ПИК
1947 '2-й год ИЗДАНИЯ № 6 (Июнь)
----m
ГШйяРШ ОШраяьпдя \
МЕДИЦИНСК. БИБЛИ6.с:,А
UriHNüi
1ЦНЛик. ВПЬЛИО.сЧ'А НфДО Здоммраианмя I A-cx^tmo^ )
Н. М. ТОМСОН и Е. К. УГрЮМОВА-
К методике исследования загрязнений атмосферного воздуха
Из Института общей и коммунальной ¿гигиены^Академии медицинских наук СССР
При гигиенических исследованиях загрязнений атмосферного воздуха наиболее ответственным этапом является установление полноценной гигиенической интерпретации полученных данных, которая обусловливается методом отбора проб воздуха.
Принятые современными исследователями методы делятся на седи-ментационные и аспирационные. Учитывая пути проникновения в организм человека примесей, находящихся в воздушной среде, при дыхании, приходится признать, что задачам гигиенических исследований в наибольшей степени отвечает аспирационный метод, позволяющий определить весовое содержание интересующего нас ингредиента в определенном объеме воздуха.
Следует напомнить, что этот метод обычно применяется в профессиональной гигиене. Значительная часть материалов промышленной токсикологии основывается преимущественно на данных содержания весовых количеств токсического вещества в определенном объеме воздуха. Эти данные могут облегчить гигиеническую оценку содержания различных примесей к атмосферному 'воздуху как в газообразной фазе, так и в твердой.
Аспирация значительных количеств воздуха осуществляется обычно при помощи водяных аспираторов, водоструйных насосов и насосов с электрической тягой. Однако при исследовании наружного воздуха методы, связанные со стационарными источниками тяги (электросеть, водопровод), не всегда могут быть использованы.
В 1946 г. лаборатория гигиены воздуха Института общей и коммунальной гигиены АМН выработала технические условия конструкции электроаспиратора, питающегося током от аккумуляторной батареи. Необходимо было установить: 1) возможность применения электроаспиратора в полевых условиях при наличии источника питания в самом приборе; 2) портативность; 3) значительный диапазон скорости проса-сывания, позволяющий применять прибор для отбора проб пыли и газов; 4) максимальная точность замеров количества прососанного воздуха.
Первый образец аспиратора состоял из мотора постоянного тока на 5 V и 12 ^ с вентилятором на оси мотора. Для измерения объемов
просасываемого воздуха между алонжем и вентилятором включался
керосиновый реометр, вмонтированный в прибор. Питание мотора производилось от четырех банок щелочных аккумуляторов на 5 V.
Для изменения производительности аспиратора в цепь питания включался реостат. Производительность такого аспиратора оказалась не более 3 л/мин, так что он мог быть использован лишь для отбора проб на газы- ^ .
Следующий образец аспиратора был изготовлен в лаборатории автоматики и физико-химического контроля Академии наук СССР под руководством инж. Низе. Был установлен мотор мощностью в 20 на 12 V с питанием от 10 банок щелочных аккумуляторов емкостью в 10 ампер-часов. Производительность аспиратора в течение 5 часов равнялась 5 л/мин. Прибор был заключен в деревянный ящик. Вес прибора — около 10 кг (рис. 1).
Третий образец аспиратора имел мотор на 24 V и 30 V с мембранным измерителем объема воздуха вместо керосинового реометра и с питанием от 20 банок щелочных аккумуляторов по 10 ампер-часов каждый. Производительность аспиратора в течение 8 часов достигала 20 л/мин. Для удобства переноски аккумуляторы были заключены в два металлических ящика, а аспиратор — в отдельный, также металлический ящик. Для отбора проб на газы в конструкции аспираторов было предусмотрено переключение на малые скорости порядка 1 л/мин.
Вопрос об аспирации Боздуха указанными конструкциями как для исследования газов, так и пыли является разрешенным. Кустарное изготовление прибора ограничивает возможность использования его широкими кругами исследователей, поэтому аспираторы необходимо удешевлять и усовершенствовать.
Для исследования запыленности атмосферного воздуха седимента-ционным методом необходимо иметь прибор, измеряющий с максимальной точностью содержание пыли в воздухе. Степень задержания пыли должна находиться в прямой пропорциональной зависимости от факторов, обусловливающих запыленность воздуха.
Плоскость измерения, в которой производится исследование, должна приближаться к естественным условиям попадания пыли в организм, т. е. быть вертикальной, так как в вертикальной плоскости расположен воспринимающий аппарат верхних дыхательных путей человека.
Исходя из вышеуказанных требований в лаборатории гигиены воздуха, наиболее совершенными считали метод Лизеганга, который позволяет одновременно в одной и той же точке определять содержание пыли, как оседающей на горизонтальную поверхность, так и несущейся с воздушным потоком и улавливаемой в вертикальной плоскости. Но прибор Лизеганга в значительной мере нарушает естественные условия воздушной среды в точке замера, и поэтому производимые при помощи него исследования не вполне удовлетворительны.
Гигиеническим запросам больше отвечает модификация этого прибора, выработанная институтом в 1946 г. (рис. 2).
Для исследования запыленности атмосферного воздуха предлагается флюгер, на котором устанавливаются четыре липких стекла размером 4X5 см. Так как оседание пыли из воздушного потока при отсутствии местного источника пыли зависит от ориентации стекол по отношению к ветру, то они устанавливаются на легко подвижном флюгере в горизонтальной и, что особенно важно для гигиенической оценки, вертикальной плоскости. При безветрии пыль оседает преимущественно на горизонтальном стекле, а при наличии ветра она задерживается преимущественно вертикальным стеклом, которое в силу устройства флюгера всегда противопоставляется потоку ветра. Учитывая аэродинамические условия обтекания, установлено второе горизонтальное стекло, обращенное липкой поверхностью книзу. Это стекло улавливает пыль,
а
которая поднимается с поверхности земли восходящими потоками. Для улавливания пыли из турбулентных, вихревых потоков воздуха, омывающих прибор, устанавливается второе вертикальное стекло с направленной назад липкой поверхностью. Для экспериментального выяснения аэродинамических условий распределения пыли, улавливаемой этими четырьмя липкими стеклами, было проведено продувание через аэродинамическую трубу запыленного ликоподием потока воздуха. Эксперимент был проведен при обычной для естественных условий скорости движения наружного воздуха в 7, 3 и 1 м/сек.
Результаты экспериментального запыления 'прибора были следующие: 1) если общее количество пыли, осевшей на всех четырех стеклах, принять за 100%, то при скорости движения воздуха 7 м/сек 'на переднем вертикальном стекле оседает до 85% пыли; 2) при скорости, равной 3 м'сек, на вертикальном переднем стекле оседает 66%; 3) при скорости 1 м/сек оседает только 18%. Горизонтальное стекло, обращенное липкой поверхностью кверху, показало обратные результаты: при скорости 7 м/сек на него осело наименьшее количество пыли, а при скорости
1 м/сек наибольшее. Горизонтальное стекло, обращенное липкой поверхностью книзу, и вертикальное стекло, обращенное липкой поверхностью назад, дают незначительную запыленность: при скорости ветра 7 м/сек — не более 2,7% пыли, 3 м/сек — около 1%, 1 м/сек — не более 0,5%.
Следовательно, при исследовании запыленности атмосферного воздуха необходимо пользоваться по меньшей мере двумя стеклами — передним, вертикальным, и верхним, горизонтальным, так как только совокупность взвешенной и оседающей пыли наиболее близко подходит к истинному ее содержанию в воздухе. Кроме того, этот метод позволяет достаточно точно определить и фактор времени, так как период экспонирования может быть доведен до незначительных пределов (в зависимости от степени запыленности исследуемого воздуха). Так, например, проведенное М. С. Гольдберг исследование по определению запыленности воздуха от Сталинградской ТЭЦ позволило при помощи этого прибора экспонировать стекла в потоке дыма, несущегося от ТЭЦ на расстоянии до 3 км всего лишь в продолжение одного часа. В московских условиях на метеоплощадке института (Погодинская, 10) примерно такая же запыленность стекол получилась после экспонирования в течение суток.
Систематическое круглосуточное исследование запыленности воздуха при помощи этого прибора, проведенное институтом в течение
Рис. 1. Аспиратор
Рис. 2. Модификация прибора, ^а^ра ботанная в Ь46 г.
7 месяцев 1946 г., показало большую чувствительность прибора к колебанию запыленности воздуха, обусловливаемому как поведением источников пыли (промышленные и отопительные трубы), так и изменениями метеорологического фактора. Период сильных ветров и сухой погоды обусловил высокие показатели запыленности. Период дождей, основательно очистивших воздух от пыли, сказался в заметном выравнивании кривой запыленности.
Техника работы с прибором следующая. В зависимости от задания исследователя, прибор выставляется на открытой площадке или на определенном радиусе от источника запыления. Если исследование непродолжительно, он может быть укреплен на фотоштативе или подставкой для него может служить газовая труба, закопанная в землю на 1—2 м, с деревянной пробкой в ее верхнем конце. В специальные рамки на флюгере вкладываются заранее нарезанные стекла с тонким слоем липкой массы, составленной из равных частей касторового масла и расплавленного канифоля. В более жаркое время года, в зависимости от температуры воздуха, для придания липкой массе большей вязкости добавляется ксилол, причем его количество должно быть установлено экспериментально. В московских условиях на 20 г липкой массы добавляется 10—20 капель ксилола. Стекла подвергаются экспозиции, после чего обрабатываются в лаборатории, а затем, в зависимости от задания, или идут под микроскоп для определения морфологии и дисперсности (для этого была изготовлена специально малая модель флюгера с рамками для липких стекол размером 15 X 15 мм, т. е. размера покровных стекол), или омываются безводным спиртом, после чего полученный смыв подвергается химическому исследованию. Спирт растворяет липкую массу полностью. Добавление « спирту воды ведет к растворению солей калия, натрия и т. д. и, следовательно, к потере их при анализе. При пользовании малой моделью флюгера с последующей микроскопией в рамки вставляются покровные стекла, которые в точках исследования, будучи вынуты из рамок, закрываются предметным стеклом с нанесенной на него заранее бумажной рамкой, смазанной клеем. Полученный препарат укладывается в горизонтальном положении в картонную папку; в таком виде его можно перевозить на любые расстояния.
Смыв со стекла подвергается исследованию для установления общего количества пыли, осевшего на фильтре. Осадок может быть исследован на содержание органических и неорганических частей и на те ингредиенты, которые интересуют исследователя и определение которых обусловлено степенью чувствительности методов химического анализа.
В лаборатории гигиены воздуха сотрудниками Докучаевой, Глебовой, Гириной и Муравьевой проведен ряд экспериментальных работ по вопросу о расчетах загрязнения атмосферного воздуха при исследованиях его флюгером. Сущность их сводится к следующему: для оценки запыленности в зимних условиях следует пользоваться показателями вертикального и горизонтального стекла отдельно и суммы их.
Применение формулы Лизеганга, берущей за исходное отношение горизонтального стекла к вертикальному, умноженное на тангенс угла падения пылинок на стекло, не является экспериментально обоснованным, так как пересчеты по этой формуле, значительно усложняя вычисления, не вносят в результативные показатели каких-либо ценных и принципиальных поправок. Показатели запыленности по отношению к площади целесообразно выражать в весовых единицах, например, в миллиграммах на 1 ом2.
Таким образом, эти новые приборы дают возможность проводить исследования уточненным седиментационным и аспирационным мето-
