Slika 2.11: Kromatograf
3 Metodologija raziskave
Eksperimentalni del je bil opravljen v podjetju na štirih različnih lokacijah – proizvodnja, skladišče, tehtalnica in pisarna v skladišču. Meritve so potekale tri do pet dni v tednu, med ponedeljkom in petkom, ko podjetje v polnosti obratuje. Meritve smo pričeli ob 7.00 in so trajale do 21:30 ure, s čimer smo lahko reprezentativno izmerili celodnevno stanje zraka v prostoru, ki je v vsaki od izmen zaradi narave dela drugačen. Meritve sem izvajal z multifunkcijsko napravo, ki je prikazana na sliki 3.1.
Metodologija raziskave
Naprava na podlagi treh senzorjev, ki so povezani na dnevnik zapisov (datalogger) s petimi analognimi vhodi z merilnim območjem med 0 V in 2,5 V. Multifunkcijska naprava omogoča merjenje relativne vlažnosti in temperature (oznaka 1 na sliki 3.1), koncentracije CO2 (oznaka 2 na sliki 3.1) ter obremenjenost prostora s hlapnimi organskimi spojinami (oznaka 3 na sliki 3.1.). Merilna območja senzorjev so podana v tabeli 3.1.
Tabela 3.1: Merilna območja senzorjev
φ 0 % do 100 %
T -20 °C do + 60 °C
CO2 0 ppm do 1000 ppm
VOC 0 do 30
Merilna naprava je povezana na računalnik, kamor shranjuje podatke. Zapis podatkov na računalnik se vrši vsakih 15 in vsakih 60 minut, pri čemer zapisuje trenutne odčitane vrednosti. Štiri različna merilna mesta bodo podrobneje opisana v sledečih podpoglavjih.
3.1 Tehtalnica
Prvo merilno mesto je v tehtalnici, kjer je zaradi dela z nevarnimi kemikalijami problematična predvsem obremenjenost zraka s hlapnimi organskimi spojinami, kar je bil tudi predmet analize v tem prostoru. Merilna naprava je bila postavljena približno pet metrov stran od glavnega vira onesnaženja, ki je prikazan na sliki 3.2a. Postavitev merilne naprave prikazuje slika 3.2b.
a) b)
Slika 3.2: a) Glavni vir onesnaženja v tehtalnici, b) Merilno mesto v tehtalninci
Metodologija raziskave
3.2 Skladišče
Tako kot v tehtalnici, je bila tudi v skladišču predmet obravnave obremenjenost zraka s hlapnimi organskimi spojinami. Glavni vir VOC v skladišču so izdelki, katerih glavna sestavina so kemične spojine, ki obremenjujejo tudi zrak v skladišču. Poleg skladiščenih izdelkov je vir onesnaženja tudi dizelski viličar, ki se uporablja za nakladanje oz.
razkladanje tovora iz tovornjakov. Merilno mesto v skladišču je prikazano na sliki 3.3 in je pozicionirano nekje na sredini skladišča, s čimer najboljše popiše globalno stanje zraka v skladišču. Za namen določitve učinka prezračevanja na stanje obremenjenosti zraka so bila določen čas meritev nakladalna vrata skladišča odprta, s čimer sem ugotavljal učinek naravnega prezračevanja na obremenjenost prostorskega zraka.
Slika 3.3: Meritve obremenjenosti zraka skladišča
Metodologija raziskave
ugotoviti obremenjenost prostorskega zraka skozi dan. Merilno mesto je bilo tri metre oddaljeno od proizvodne naprave, ki je prikazana na sliki 3.4.
Slika 3.4: Proizvodna naprava kot glavni vir onesnaževanja v proizvodnji
3.4 Pisarna
Zadnji del meritev je potekal v pisarni, ki je del skladišča (fizično je ločena) in v kateri sta večino časa prisotni dve osebi. Ker v pisarni ni glavni problem obremenitev zraka s hlapnimi organskimi spojinami, temveč z ogljikovim dioksidom, je bil tukaj predmet analize obremenitev s CO2. Meritve so potekale preko celega dne, pri čemer je poudarek predvsem v dopoldanskem času, ko je pisarna v uporabi, v popoldanskem času je pisarna večinoma prazna. Zanimalo me je predvsem, kaj se dogaja s koncentracijo ogljikovega dioksida v prostoru, ko v pisarni potekajo jutranji in zaključni sestanki, ko je na relativno majhnem prostoru prisotnih poleg dveh stalnih pisarniških delavcev tudi sedem skladiščnikov. Merilna naprava je postavljena približno na sredino majhne pisarne in je prikazana na sliki 3.5.
Metodologija raziskave
Slika 3.5: Izvedba meritev v pisarni
4 Rezultati in diskusija
Rezultati meritev opisanih v prejšnjem poglavju so prikazani v sledečih podpoglavjih.
Grafi na slikah predstavljajo spreminjanje koncentracij hlapnih organskih spojin oz.
ogljikovega dioksida tekom dneva. Rezultati prikazujejo vsakega od zgoraj opisanih prostorov v enem dnevu tedna.
4.1 Tehtalnica
Slika 4.1 na grafu prikazuje koncentracijo hlapnih organskih spojin v prostoru tekom dneva. Meritve so bile izvedene med 7:00 in 21:30 uro. Na grafu je v prvem delu med 7:00 in 11:00 uro vidno nihanje koncentracij, ki je posledica načina dela v tehtalnici. Zaradi visoke toksičnosti spojin, s katerimi ima delavec v tehtalnici opravka, pride do skokov v koncentraciji, saj se delo zaradi visoke obremenitve prostorskega zraka, ki je potencialno nevaren za zdravje , opravlja v pol urnih intervalih – na pol ure dela v tehtalnici je potrebno le-to za pol ure zapustiti. V nadaljevanju je bilo merjenje med 11:00 in 13:30 uro izvedeno ob odprtih vratih, ki so omogočale prezračevanje, kar je vidno v nivoju koncentracije, ki nima prej prisotnih nihanj oziroma so ta manj izrazita, tudi sama vrednost koncentracije je manjša. Iz grafa je moč videti upad koncentracije, ki se ustali na vrednosti okoli 16, ko se delo v tehtalnici ob 14:00 uri zaključi.
Slika 4.1: Koncentracije hlapnih organskih spojin v tehtalnici 5
Rezultati in diskusija
4.2 Skladišče
Graf na sliki 4.2 prikazuje dnevno spreminjanje koncentracij hlapnih organskih spojin v prostorih skladišča. Mogoče je opaziti, da je v času prve izmene (od 7:00 do 14:00) koncentracija VOC v prostoru relativno nizka glede na popoldansko izmeno, kjer je opazen trend naraščanja koncentracije. Vzrok za nizko koncentracijo lahko najdemo v namenskem prezračevanju prostora z odpiranjem nakladalnih vrat, kjer smo uspeli dokazati, da je kljub velikim koncentracijam možno izboljšanje ob ustreznem prezračevanju. V dopoldanskem času izstopa porast koncentracije v času med 9:30 in 11:30 uro, ko je bilo v teku nakladanje za katerega se uporablja viličar, ki ga poganjamo na dizelsko gorivo. Zaradi izpustov, ki nastanejo pri delovanju viličarja, se koncentracija hlapnih organskih spojin dvigne. Točnega podatka ali je dvig koncentracije zgolj lokalen ali v celotnem skladišču, zaradi načina merjenja ni mogoče določiti. V času popoldanske izmene, med 14:00 in 21:30 uro, so bila nakladalna vrata zaprta, kar je vidno v precejšnjem dvigu koncentracije VOC v prostoru. Posledica občutnejše rasti, predvsem v času med 14:30 in 18:00 uro je tudi posledica vdora kontaminiranega zraka iz sosednjega povezanega prostora, v katerem je ena izmed proizvodnih linij. Občuten padec koncentracije je viden v času med 18:00 in 19:00 uro, ko v proizvodnji poteka odmor za malico, zaradi česar se proizvodnja ustavi, zrak tam se razbremeni in manj kontaminiran vstopa v skladišče. V obdobju po 19:30 uri je viden padec, ki je posledica načrtnega naravnega prezračevanja z odpiranjem vrat, kjer smo zopet dokazali, da ustrezno intenzivno prezračevanje omogoča, kljub nespremenjenim pogojem dela, relativno nizke koncentracije hlapnih organskih spojin predvsem glede na čas, ko prostora ne prezračujemo.
Rezultati in diskusija
4.3 Proizvodnja
V primeru proizvodnje je bila analizirana samo ena od linij, ki se nahaja v istem nadstropju kot skladišče in je povezana s skladiščem in ostalimi analiziranimi prostori. Časovni potek koncentracij v različnih obdobjih dneva prikazuje graf na sliki 4.3. Vidno je, da je v začetku izmene, ko potekajo priprave na proizvodnjo – priprava potrebnega materiala (stroj v tem času miruje), koncentracija hlapnih organskih spojin relativno nizka in se v tem časovnem intervalu bistveno ne spreminja. Prvi skok v koncentraciji je viden, ko se proizvodnja okrog 8.30 začne. Kljub temu, da je aktivnost v času začetka proizvodnje in malice – čas malice podaja del najnižje koncentracije, ki jo dosežemo v času obratovanja (ob 10:30 uri), velika, lahko koncentracijo VOC zadržimo na relativno nizkem nivoju ob ustrezno intenzivnem prezračevanju, kar je vidno na spodnjem grafu. Vidno je da se po menjavi izmene ob 14:00 uri koncentracija VOC v zraku približno linearno povečuje do 18:30 ure, z izjemo manjšega padca, ki je viden ob 16:30 uri, ko imajo delavci v proizvodnji odmor. Iz poteka koncentracije lahko ugotovimo, da v tem času proizvodnji prostor ni bil ustrezno prezračevan oz. sploh ni bil. Občuten padec koncentracije se zgodi ob 18:30 uri, ko je v proizvodnji odrejen pol urni odmor za malico. Lepo je vidno, da stroj v tem času stoji in ne obremenjuje zraka. Po malici je bil prostor za približno uro ustrezno prezračevan, kar je vidno v stagnaciji koncentracije v tem obdobju. Določen skok koncentracije je viden tudi ob koncu delovnega dne, ko stroji še vedno delajo, glede na rast koncentracije pa zopet lahko sklepamo, da so bila vrata proizvodnje zaprta, zato je koncentracija narasla.
Slika 4.3: Koncentracija hlapnih organskih spojin tekom dneva v proizvodnji 0
Rezultati in diskusija
4.4 Pisarna
Zadnji analiziran prostor je bil pisarna, ki se nahaja v sklopu skladišča in je od njega ločena z vrati. Ker v osnovi pisarna ni tako izrazito obremenjena s hlapnimi organskimi spojinami, smo v njej analizirali obremenjenost zraka z ogljikovim dioksidom.
Spreminjanje koncentracij CO2 v pisarni tekom dneva prikazuje graf na sliki 4.4. V skladiščnem delu je poleg dveh pisarniških delavcev prisotnih tudi sedem delavcev v skladišču, ki občasno obiščejo pisarno. Na grafu sta vidna precej izrazita vrhova, ki ponazarjata skok vrednosti koncentracij. Prvi vrh je moč pripisati jutranjemu sestanku pred začetkom dela, ki običajno poteka v pisarni. Porast koncentracije ogljikovega dioksida je posledica povečane oddaje
ogljikovega dioksida od ljudi, ki so prisotni v pisarni. Vrednost koncentracije se v času po jutranjem sestanku do 12:30 ure, ko je zopet viden kratkotrajni porast koncentracij zaradi pavze, ki jo delavci preživijo v pisarni, ne spreminja bistveno. Prisotna so majhna nihanja, ki so posledica odpiranja in zapiranja vrat pisarne zaradi interakcije med vodjo in delavci v skladišču. Drugi glavni vrh je viden pred iztekom delovnega časa prve izmene ob 14:00 uri, ko v pisarni poteka sestanek pred zaključkom dela, kar poveča obremenitev prostorskega zraka. Do večernih ur se koncentracija bistveno ne spreminja, saj popoldanska izmena pisarne ne uporablja. Manjši porast je viden zgolj pred iztekom delovnega časa druge izmene, ko določen del proizvodnih delavcev uporablja pisarno za tiskanje transportnih nalepk.
5 Zaključki
Na podlagi rezultatov meritev lahko zaključim, da je z izjemo pisarne kakovost zraka v prostorih precej sporna. Če je dovoljena vrednost določena pri 5, lahko zaključim, da je bila vrednost obremenjenosti s hlapnimi organskimi spojinami v vseh prostorih (razen pisarne, kjer sem meril onesnaženost s CO2) presežena v celotnem delu dneva. Predvsem problematična se mi zdi obremenjenost v tehtalnici in proizvodnji, kjer maksimalne vrednosti obremenitve v nekaterih delih dneva tudi več kot 4-krat presežejo dovoljene vrednosti. Gre za zaskrbljujoče podatke, glede na poznano nevarnost, ki jo za zdravje ljudi predstavlja izpostavljenost hlapnim organskim spojinam. Za dodatno analizo, ki bi pokazala dejansko nevarnost za zdravje bi bilo potrebno izvesti natančne meritve, kjer bi določili točno določene hlapne organske spojine in na ta način njihov zdravstveni vpliv.
Zanimiva bi bila tudi raziskava med zaposlenimi, s katero bi lahko ugotovili, ali opažajo kakšne zdravstvene težave povezane z zadrževanjem v teh prostorih – ugotoviti morebiten pojav sindroma bolnih stavb. Poleg analiziranih prostorov bi bilo smiselno izvesti meritve tudi v ostalih, predvsem proizvodnih prostorih, kjer predvidevam da bi bile koncentracije glede na naravo dela in količino virov onesnaženja z VOC mogoče celo višje, kot so bile zaznane na podlagi meritev, ki sem jih izvedel. Rešitev vidim predvsem v ustrezno intenzivnem prezračevanju. Menim, da bi glede na naravo dela in izpostavljenosti takim koncentracijam različnih polutantov bilo potrebno vgraditi ustrezne prezračevalne sisteme, ki bi zagotavljali zadostno izmenjavo zraka in s tem odstranitev onesnažil. Prezračevanje se je pokazalo kot ustrezen način razbremenjevanja obremenjenosti s hlapnimi organskimi spojinami, kar je jasno vidno tudi na grafih, ki prikazujejo rezultate meritve.
Predlogi za nadaljnje delo
Sam bi predlagal vgradnjo centralnega prezračevalnega sistema z rekuperacijo za izrabo odpadne toplote, pri čemer menim, da bi bila potrebna izmenjava zraka glede na vrednosti, ki sem jih izmeril vsaj 2 h-1. Zavedam se, da taka vgradnja v precej stare prostore predstavlja zahteven projekt, tako izvedbeno, kot tudi finančno, a sem mnenja, da je zdravje zaposlenih vedno na prvem mestu, zato bi bila vgradnja takega sistema nujno potrebna. V kolikor bi do vgradnje sistema dejansko prišlo, bi ustreznost prezračevanja ponovno preverili z izvedbo meritev obremenjenosti zraka s hlapnimi organskimi spojinami. Smiselna bi bila tudi izvedba meritev posameznih in ne samo skupnih organskih hlapnih spojin, s čimer bi lahko določili kritične organske spojine in sprejeli ustrezne ukrepe za njihovo zmanjšanje ter tako dodatno zaščitili delavce.
Literatura
[1] M. Prek: Zapiski pri predmetu Notranje okolje, Ljubljana 2018
[2] M. Prek: Kakovost zraka: Predloga laboratorijske vaje. Dostopno na:
http://lab.fs.uni-lj.si/los1/wp-content/uploads/notranje-okolje/kakovost-zraka-objava.pdf,
[3] Pravilnik o prezračevaju in klimatizaciji stavb (Uradni list RS, št. 42/02 105/02) [4] H. Recknagel, E. Sprenger, E. R. Schramek, D. Čeperković: Grejanje i klimatizacija,
uključujući toplu vodu i tehniku hlađenja. Vrnjačka Banja, 2004.
[5] M. Prek: Mešalno prezračevanje: Predloga laboratorijske vaje. Dostopno na:
[6] L. Corra: CHILDREN AND NOISE - Children ’ s Health and the Environment, World Health Organisation., str. 1–67, 2009.
[7] C. Jiang, S. Li, P. Zhang, J. Wang: Pollution level and seasonal variations of carbonyl compounds , aromatic hydrocarbons and TVOC in a furniture mall in Beijing , China, Building and Environment, str. 227–232, 2013
[8] G. Patricia, R. Fern, S. Rossini-oliva, A. Franco-salas, P. Luis: Volatile organic compounds removal by means of a felt-based living wall to improve indoor air quality, Atmospheric Pollution Research, 2020
[9] R. Barro, J. Regueiro, M. Llompart, C. Garcia-jares: Analysis of industrial contaminants in indoor air : Part 1 . Volatile organic compounds , carbonyl compounds , polycyclic aromatic hydrocarbons and polychlorinated biphenyls, Journal of Chromatography A str. 540–566, 2009
[10] B. Berglund:ECA Indoor Air Quality & Its Impact On Man Report No 19: Total