8.11.2010
Bezpečnost chemických výrob N111001 Petr Zámostný místnost: A-72a tel.: 4222 e-mail:
[email protected]
Rizika spojená s toxickými látkami
Toxicita látek Zákonné limity pro práci s toxickými látkami Opatření pro snížení nežádoucích účinků toxických látek na pracovišti
1
8.11.2010
Cesty vstupu toxických látek Inhalace (vdechováním) v průmyslu: práce v prostředí s parami látek prevence ventilace, zamezení úniku respirátory
Transdermálně (absorpcí přes kůži) v průmyslu: při potřísnění kůže, oděvu prevence zamezení kontaktu ochranné pomůcky
Cesty vstupu toxických látek Perorálně (požitím) v průmyslu: zpravidla náhodně prevence značení toxických látek, obaly zákaz jídla, pití v laboratořích a provozech
Injekčně v průmyslu: při poranění prevence ochranné pomůcky
2
8.11.2010
Cesty výstupu toxických látek Vyloučení ledviny, plíce, játra
Detoxikace přeměna na méně toxické látky
Uložení např. v tukové tkáni
Hladina toxické látky v krvi Koncentrace v krevním řečišti
Injekčně
Inhalačně Perorálně Transdermálně Doba od expozice
3
8.11.2010
Studium toxicity Mechanismus působení toxické látky Definice odezvy na toxickou látku (kvantitativní) logická hodnota číselná hodnota vyjadřující stupeň odezvy fuzzy proměnná (malá, střední, velká)
Vystavení konstantní dávce Populace testovaných organismů
Rozdělení odezvy při konstantní dávce Střední hodnota
20 18 16 14 12 10 8
danou odezvu Procenta jedincù vykazujících
6 4
Proložené rozdělení (odezva je náhodná veličina)
2 0 1
2
3
4
5
6
Odezva Experimentální data
4
8.11.2010
Různé distribuce odezvy 40
35
30
25
20
15
10
5 Prom1 NProm
0 1
2
3
4
5
6
Průměrná odezva při různých dávkách 20 18 16 14 12
Odezva
10 8 6 4 2 0 1
průměrná odezva při dané dávce
2
3
4
5
6
20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1
20
2
3
4
5
6
18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1
2
3
4
5
6
20 18 16 20
14
18
12
16
10
14
8
12
6
10
4
8
2
6
0 1
2
3
4
5
6 4 2 0 1
2
3
4
5
6
log (Dávka)
5
8.11.2010
Vyjádření akutní toxicity Perorálně (mg kg-1) LD = smrtelná dávka TD = toxická dávka (nesmrtelný nevratný účinek) ED = efektivní dávka (malý vratný účinek, podráždění)
Inhalačně (ppm [x hod]) LC = smrtelná koncentrace TC, EC
Vyjádření akutní toxicity mezní hodnoty (LD, LC, TD, TC, ED, EC) statistické veličiny hodnota závisí na konkrétním organismu
Vyjadřování pomocí percentilů LD50 = medián LD ED25 = spodní kvartil ED „kolik procent jedinců testovaného souboru vykáže mezní nebo vyšší hodnotu odezvy“
6
8.11.2010
% překročení mezní odezvy
Mezní odezva 100 % ED
TD
LD
50 %
20 % 0%
ED20
LD50
log (Dávka)
% překročení mezní odezvy
Problém s relativní toxicitou 100 % Látka A
Látka B
50 %
20 % 0% TD50A TD50B
log (Dávka)
7
8.11.2010
Nejnižší pozorované toxické dávky
TDLo, TCLo toxic dose (concentration) lowest nejnižší dávka s pozorovanými nežádoucími účinky ! Platí pro výsledky jedné studie
Globální nejnižší dávky
NOAEL no observable adverse effect level nejvyšší dávka při které ještě nebyly pozorovány nežádoucími účinky
LOAEL lowest observable adverse effect level nejnižší dávka s pozorovanými nežádoucími účinky ! vztahuje se k agregátním údajům ze všech podobných studií
8
8.11.2010
Prahové hodnoty TLV = threshold limit value (v MSDS) Doporučené hodnoty Koncentrace škodlivé látky, které může být osoba opakovaně vystavena bez nežádoucích ůčinků
TLV-TWA = Time Weighted Average Časově vážená průměrná hodnota, 8 hodin t denně, 300 dní v roce 1 TWA
w
tw
c t 0
Prahové hodnoty TLV-STEL = Short-term exposure limit Maximální koncentrace, která nemá negativní účinky při krátkodobé expozici (15 min, 60 min přestávka) TLV-C = Ceiling Koncentrace, která by neměla být překročena ani krátkodobě
9
8.11.2010
Jednotky Koncentrace TLV [ppm, mg.m-3] ppm = 1 ml v 1m3
cppm
m 3 VL RT RT 106 Lkg m 106 cmgm3 V V pM pM
Příklady prahových hodnot TVL-C TVL-STEL TVL-TWA
ANO 8 hod
0 TVL-C TVL-STEL TVL-TWA 0
NE 8 hod
10
8.11.2010
Příklady prahových hodnot TVL-C TVL-STEL
ANO
< 15 min
TVL-TWA 8 hod
0 TVL-C TVL-STEL
NE
> 15 min
< 60 min
TVL-TWA 8 hod
0
Příklady prahových hodnot TVL-C TVL-STEL
ANO
TVL-TWA 8 hod
0 TVL-C TVL-STEL
NE
TVL-TWA 0
8 hod
11
8.11.2010
Závazné limity Nařízení vlády 178/2001 Sb., kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví zaměstnanců při práci PEL = přípustný expoziční limit definován analogicky k TLV-TWA
NPK-P = nejvyšší přípustná koncentrace nesmí být překročena při hodnocení lze užít časově vážený průměr z 10 min. intervalu
Nejdůležitější v 178/2001 Sb. Z chemického hlediska Seznam toxických látek s PEL a NPK Seznam karcinogenů a mutagenů Vystavení směsi látek pravidlo poměrných množství
Požadavky na měření a metody Požadavky na větrání
12
8.11.2010
Měření koncentrací PID (fotoionizační detektor)
Kolorimetrické trubice
Absorpční zachycení + Citlivá metoda (GCMS)
Ventilace Základní prostředek k dodržení PEL v uzavřených prostorách
Qm [kg.s-1]
FV [m3.s-1]
kFVc [kg.s-1] c [kg.m-3] k = 1 … ideální míchání k = 0,1 – 0,5 … neideální
V
dc Qm kFV c dt stacionární stav
c
Qm kFv
13
8.11.2010
Rychlost vypařování
Qm KA pLsat pL
M RT
K … koeficient přenosu hmoty [m.s-1] A … mezifázová plocha [m2] KH2O = 8,3 . 10-3 m.s-1 referenční rychlosti vypařování v MSDS
M K K0 0 M
1 3
Cvičení
V uzavřené výrobní hale (10 x 10 x 2 m) je provozován periodický vsádkový proces. V průběhu osmihodinové pracovní směny se střídají 10 min periody přípravy zařízení, kdy dochází k odpařování toluenu z mezifázové plochy A = 5 m2 s 50 min periodami provozu, kdy je zařízení uzavřeno a k odpařování nedochází. Uvažujte, že ve výrobní hale je teplota 25 °C. Při této teplotě je referenční koeficient přenosu hmoty vody do ovzduší odpařováním KH2O = 8,3E-3 m.s-1. Úkoly:
Zjistěte zákonné limity koncentrací toluenu v pracovním prostředí PEL a NPK-P. Použijte např. aplikaci Medis Alarm. V této aplikaci zjistěte i tlak nasycených par toluenu při zadané teplotě. Určete koeficient přenosu hmoty toluenu. Simulujte závislost koncentrace par toluenu v ovzduší po dobu pracovní směny za předpokladu, že na jejím počátku je tato koncentrace nulová. Otestujte různé kapacity ventilace a navrhněte minimální, která je dostatečná pro splnění limitů PEL a NPK-P. Měřením se zjistilo, že koncentrace toluenu ve vzduchu odváděném z haly se pohybuje okolo 80 % jeho koncentrace u zařízení. Zhodnoťte reálnost implementace takovéhoto ventilačního systému a navrhněte případnou alternativu
14
