工业危害物来源与危害：解决方案

2.1　粉尘的来源与危害

粉尘是悬浮于空气中的固体小微粒（Dust）。包括所有固态分散性微粒；粒径上限约为200 μm；

降尘粒径在10 μm以上，较大的微粒沉降速度快，经过一定时间后不可能仍处于浮游状态。

飘尘粒径在10 μm以下，在大气中浮游数量最多的微粒粒径为0.1～10 μm。

图1.2　空气中的微粒

2.1.1　粉尘的来源

①固体物料的机械破碎和研磨：如破碎机将矿石破碎或用球磨机将煤块磨成煤粉。如用砂轮机磨削刀具或用喷砂清理黏附在铸件表面的粘砂和氧化皮。

②粉状物料的混合、筛分、包装及运输。如皮带运输机和提升机转运物料或料仓卸料。

③物质的加热和燃烧过程以及金属的冶炼和焊接过程。如煤在锅炉中燃烧后所产生的烟气夹着大量粉尘。

2.1.2　粉尘的传播

2.1.2.1　尘化作用

任何粉尘都要经过一定的传播过程，才能以空气为媒介侵入人的机体组织。在自然力或机械力的作用下使粉尘从静止状态变成悬浮于周围空气中的作用称为粉尘的尘化作用。空气中的粉尘通过各种尘化作用而产生，主要尘化作用有：诱导气流尘化作用；剪切气流尘化作用；综合气流尘化作用；热气流上升尘化作用。

（1）诱导气流尘化作用

物体或块、粒装物料在空气中高速运动时，带动周围空气随其一起运动，这部分空气称为诱导空气，如图1.2所示。例如，砂轮磨光金属时，在砂轮高速旋转下甩出的金属屑会产生诱导空气，使磨削下来的细粉尘随其扩散，如图1.3所示。

图1.3　诱导空气造成的尘化作用

图1.4　诱导气流尘化作用

（2）剪切气流尘化作用

筛分物料的振动筛上下振动时，使疏松的物料不断受挤压，物料间的粉尘随高速向外运动的气流一起逸出，如图1.5所示。

图1.5　剪切气流尘化作用

（3）热气流上升尘化作用

由于一些产尘设备产生大量的热量，其表面的空气被加热而产生上升气流，一些粉尘在上升热气流的作用下，会随着上升热气流一起运动，产生尘化作用。例如锅炉中煤炭的燃烧、炼钢电炉、加热炉以及金属浇铸等过程所引起的尘化作用。

（4）综合性尘化作用

综合性尘化作用是指由剪切和诱导空气等几个因素共同作用的一种尘化作用。例如皮带运输机运输的粉料从高处下落到地面的过程。

2.1.2.2　尘化过程

按照尘化机理的不同，尘化过程分为一次尘化和二次扬尘。粉尘在车间的传播可分为两个过程：①一次尘化形成局部含尘气流；②二次气流（指室内各种运动气流）带动局部含尘气流在车间内传播。一次尘化作用是生产过程中高速惯性物诱导的气流、空气和粉尘的相对剪切作用形成的。

一次气流：使尘粒由静止状态进入空气中浮游的尘化作用称为一次尘化作用，引起一次尘化作用的气流称为尘化气流。只造成局部地点的空气污染。尘粉所受的力，主要有重力、机械力、惯性力、分子扩散和气流带动尘粒运动的力。

二次气流：是由于通风或冷热气流对流所形成的室内气流。我们进行除尘系统设计时，应尽量采用密闭装置，使一次尘化气流和二次尘化气流隔开，避免粉尘传播。

图1.6　二次气流对粉尘扩散的影响

2.1.3　粉尘的危害

图1.7　粉尘的危害

2.1.3.1　粉尘对人体的危害

①有毒粉尘引起中毒：粉尘的化学性质是危害人体的主要因素，有毒的金属粉尘（铬、锰、铅、汞、砷等）进入人体后，会引起中毒以致死亡。另外，这些物质能直接对肺部产生危害。(www.xing528.com)

②一般粉尘引起的各种尘肺病：有各种生产性有害因素引起的职业病中，尘肺约占60%。在有粉尘产生的过程中，无毒性粉尘对人体的主要危害是粉尘进入人体肺部后可能引起各种尘肺病。还有一些物质本身并没有毒性，比如锌，但是其加热后形成的烟状氧化物可与人体的蛋白质作用而引起发烧，发生所谓的铸造热病。粉尘中有害化学因素为游离二氧化硅、硅酸盐等。根据接触不同成分和浓度的粉尘，尘肺有可分为矽肺（游离二氧化硅所致）、硅酸盐肺（如滑石肺、石棉肺，系硅酸盐所致）、煤肺（煤尘所致）、金属粉末沉着症、铸工尘肺、电焊工肺等。

③有的粉尘（如硫化矿尘）引起皮肤炎。

2.1.3.2　粉尘对环境的危害

粉尘不仅会危害室内空气环境，如不加控制地排入大气，会造成大气污染，在更广阔的范围内破坏大气环境。工业化国家大气污染的发展和演变，大致可分为三个阶段。第一阶段的大气污染主要是燃煤引起的，所谓“煤烟型”污染，主要污染物是烟尘和SO2。第二阶段，随着工业的发展，石油代替煤作为主要燃料，同时汽车数量倍增，这时大气污染已不再限于城市和工矿区，而是呈现广域污染。主要污染物是SO2与含有重金属的飘尘、硫酸烟雾、光化学烟雾等共同作用的产物，属于复合污染。第三阶段，自70年代以来，各国都注重环境保护，经严格控制、综合治理，环境污染已基本得到控制，环境质量明显得到改善。

2.1.3.3　粉尘对生产的危害

粉尘对生产的影响主要是降低产品质量和机器工作精度。粉尘还使光照度和能见度降低，影响室内作业视野，甚至诱发事故；有的粉尘如煤尘、铝尘和谷物粉尘在一定条件下会发生爆炸，造成经济损失和人员伤亡。

2.2　有害气体和蒸气的种类和危害

2.2.1　有害气体和蒸气的种类

有害气体的种类很多，如：CO、CO2、NOx、H2S、SO2等。

有害蒸汽：蒸汽是由固体直接升华或液体蒸发所形成的气态物质。如汞蒸气、磷蒸气、铅蒸气、苯蒸气等。

2.2.2　有害气体和蒸气的危害

危害程度不仅与其性质有关，而且与空气中的浓度有关。有害气体和蒸汽的安全浓度值越大，其危害也越大。

2.2.2.1　有害气体和蒸气危害人体的途径

图1.8　有害气体和蒸气危害人体的途径

2.2.2.2　有害气体和蒸气的危害性

①麻醉性：如苯。

②窒息性：如CO。

③刺激性：如甲醛。

④腐蚀性：如硫酸气。

2.2.2.3　常见的几种有害气体和蒸气的危害性

①一氧化碳（CO）：一氧化碳多数是由于工业炉、内燃机等设备不完全燃烧造成的，也有少量来自煤气设备的渗漏，无色无味。危害途径：呼吸道。毒性表现：窒息、死亡。

②二氧化硫（SO2）：二氧化硫是一种无色强刺激性气体，在空气中可氧化为三氧化硫，形成酸雾，其毒性是二氧化硫的10倍。它主要来源于含硫矿物燃料（煤和石油）的燃烧，在金属矿物的焙烧、毛和丝的漂白、化学纸浆等生产过程中也有二氧化硫的废气排出。危害途径：呼吸道。毒性表现：鼻、喉、支气管等炎症。

③氮氧化物（NOx）：主要来源于燃料的燃烧及化工、电镀等生产过程。危害途径：呼吸道。毒性表现：急性哮喘。

④汞蒸气：一种液态金属，具有毒性。在常温下易发辉。危害途径：呼吸道、消化道。毒性表现：急性：消化器官和肾脏疾病；慢性：神经系统、营养不良、贫血等病。

⑤铅：在有色金属冶炼、蓄电池、橡胶等生产过程中有铅蒸汽及铅尘产生。危害途径：呼吸道、消化道。毒性表现：急性：胃痛；慢性：神经衰弱、食欲不振、中毒性脑病等。

⑥苯：苯是一种具有芳香味、易燃的麻醉性气体，常温下极易挥发。它主要来源于焦炉煤气和以苯为原料和溶剂的生产过程。危害途径：呼吸道，批复渗入。毒性表现：血液、造血器官病，对妇女影响较大。

2.3　余热、余湿对人体的危害

人体散热的方式：对流散热、辐射散热、汗的蒸发。

①对流散热：人体的对流散热取决于空气的温度和湿度。

②辐射散热：人体的辐射散热与空气的温度和流速无关，只与周围物体的表面温度有关。

③汗的蒸发：汗的蒸发是一个综合作用过程，是空气温度、相对湿度、流动速度，及周围表面温度等因素相互作用的结果。

因此，在生产车间内必须防止和排除生产中大量散发的热和水蒸气，并使室内空气具有适当的流动速度。

危害：由于空气中突然地过冷过热，人体会感到不适，甚至会死亡。

2.4　结论

①人体最适宜的空气环境除了要求清洁度外，还要求空气具有一定的温度、相对湿度和流动速度。

②在生产车间内必须防止和排除生产中大量散发的热和水蒸气，并使室内空气具有适当的流动速度。