12.6. Іонізація повітря виробничих приміщень

Іонізація повітря (аероіонізація) — процес перетворення нейтраль­них атомів і молекул газів повітря на електричне заряджені частинки (іони) внаслідок природної, технологічної та штучної іонізації.

Природна іонізація відбувається повсюдно і постійно внаслідок переважного впливу космічних променів і випромінювання радіоак­тивних речовин. Технологічна іонізація відбувається під впливом ра­діоактивного, рентгенівського та ультрафіолетового випромінюван­ня, термоемісії, фотоефекту тощо, спричинених технологічними про­цесами, і поширюється головним чином біля технологічного устатку­вання. Штучна іонізація здійснюється спеціальними пристроями — іонізаторами, які забезпечують задану концентрацію іонів в одиниці об'єму повітря.

Під впливом іонізаторів молекула газу втрачає електрон, який приєднується до нейтральної молекули, внаслідок чого остання пе­ретворюється на від'ємний іон. Молекула, від якої від'єднався елек­трон, стає додатним іоном. Утворені мономолекулярні іони недовго­вічні, до них приєднується по 10-15 молекул газу й утворюються більш стійкі компоненти, які несуть елементарний заряд, — так зва­ні легкі іони розмірами 7 —10-10"⁸ см. Стикаючись із завислими у повітрі частинками пилу та краплинками води, легкі іони віддають їм свій заряд, унаслідок чого утворюються важкі іони розмірами 250-550-1(Г⁸см.

Характеристиками іонів є рухомість і заряд. Рухомість іонів ви­ражається коефіцієнтом пропорційності К між швидкістю іонів і напруженістю електричного поля, що діє на іон, і залежить від їх маси: чим більша маса, тим менша швидкість переміщення іона в електричному полі. За рухомістю весь спектр іонів, згідно з СН 2152-80, поділяють на п'ять діапазонів: легкі (Л>1,0), середні (1,0>/ОО,01), важкі (0,01>Л>0,001), іони Ланжевена (0,001>/ОО,0002), надваж-кі іони (0,0002>К. Кожний іон має додатний або від'ємний елек­тричний заряд (полярність).

Поряд із виникненням відбувається безперервне зникнення іонів унаслідок рекомбінації їх із частинками протилежних знаків. За­лежно від співвідношення процесів іонізації та деіонізації встанов­люється певний ступінь іонізованості повітря.

Помірний ступінь іонізованості, особливо з переважанням легких від'ємних іонів, розцінюється як позитивне явище, що має загаль­нооздоровче і терапевтичне значення. Навпаки, надмірно високі кон­центрації додатних легких і важких іонів обох знаків, зокрема у виробничих умовах, несприятливо впливають на здоров'я і розгля­даються як показник забруднення повітря. Концентрації важких іонів у повітрі зростають зі збільшенням температури, вологості, концен­трації СО₂, кількості людей у приміщенні тощо.

Ступінь іонізованості повітря визначається кількістю іонів кож­ної полярності в 1 см³ повітря за допомогою лічильників іонів (іоно­метрів) ЛАІ-ТДУ (Тарту) або АЛІ (Мінськ). Робота іонометрів ґрун-

тується на аспірації повітря за допомогою вентилятора через цилін­дричний конденсатор, на який подається постійна напруга. Іони, що містяться у повітрі, осаджуються на внутрішньому електроді кон­денсатора, змінюючи його заряд, який реєструється електрометром. Застосовується як метод зарядки конденсатора, коли відбувається збільшення його заряду іонами того ж знака, так і метод розрядки, коли внутрішній електрод розряджається іонами протилежного зна­ка. Прилади обладнані перемикачами для зміни знака напруги, що подається на зовнішні обмотки конденсатора, для реєстрації іонів різної полярності та конденсаторами для реєстрації легких і важ­ких іонів. Гранична рухливість іонів, що вловлюються кожним кон­денсатором, залежить від величини напруги, що подається на кон­денсатор, і об'ємної швидкості аспірації повітря. Перемикання з од­ного конденсатора на інший здійснюється за допомогою спеціально­го ключа. Щоб знайти число іонів певної маси і заряду в 1 см³ повітря, визначають заряд, якого набуває внутрішній електрод кон­денсатора внаслідок осідання на нього іонів того ж знака, що й знак напруги на зовнішній обмотці конденсатора, які містяться у пропу­щеному об'ємі повітря.

За результатами вимірювань обчислюють показник полярності П, який дорівнює відношенню різниці кількості іонів додатної п⁺ і від'ємної гг полярності до їх суми Я = (п⁺ - п~)/(п⁺ + п~). Показ­ник полярності змінюється від +1 до -1. При однаковій кількості іонів додатного і від'ємного знака /7=0.

Згідно з "Санітарно-гігієнічними нормами допустимих рівнів іоні­зації повітря виробничих і громадських приміщень" № 2152-80, мі­німальна, оптимальна та максимально допустима кількість легких іонів і показник полярності повинні відповідати рівням, наведеним у табл. 105

Мінімально необхідний і максимально допустимий рівні визна­чають інтервал концентрацій іонів у вдихуваному повітрі, відхилен­ня від яких створює небезпеку для здоров'я людини.

ДОСЛІДЖЕННЯ ХІМІЧНИХ ФАКТОРІВ ВИРОБНИЧОГО СЕРЕДОВИЩА

<