.jpg/1280px-Saw_dust_(Zaagsel).jpg)
.jpg/1280px-Ogatan(JapaneseBriquetteCharcoal).jpg)
Опилки (или древесная пыль ) — это побочный продукт или отходы деревообрабатывающих операций, таких как распиловка , шлифовка , фрезерование и фрезерование . Он состоит из очень мелких древесных щепок . Эти операции можно выполнять с помощью деревообрабатывающего оборудования , переносного электроинструмента или ручного инструмента . В некоторых отраслях обрабатывающей промышленности это может быть значительной пожарной опасностью и источником профессионального воздействия пыли .
Опилки в виде твердых частиц являются основным компонентом ДСП . Исследования опасностей для здоровья происходят из области безопасности и гигиены труда , а изучение вентиляции происходит в области проектирования качества воздуха в помещениях . Опилки относятся к канцерогенам IARC группы 1 .
Во время деревообрабатывающих операций, таких как распиловка, фрезерование и шлифование, на рабочей поверхности образуются два продукта отходов — пыль и стружка. Эти операции как разрушают одревесневшие клетки древесины, так и разрушают целые клетки и группы клеток. Разрушение древесных клеток приводит к образованию пыли, а разрушение целых групп древесных клеток приводит к образованию сколов. Чем сильнее происходит разрушение клеток, тем мельче образуются частицы пыли. Например, распиливание и фрезерование представляют собой смешанные процессы разрушения клеток и формирования стружки, тогда как шлифование почти исключительно представляет собой процессы разрушения клеток. [1]
Опилки в основном используются для изготовления ДСП; Для получения древесной массы можно использовать грубые опилки . Опилки имеют множество других практических применений, в том числе служат в качестве мульчи , альтернативы глиняному наполнителю для кошачьего туалета или топлива . До появления охлаждения его часто использовали в ледниках для сохранения льда замороженным летом. Его использовали в художественных экспозициях , а также в качестве декора в миниатюрных железных дорогах и других моделях. Его также иногда используют для сбора пролитой жидкости, что позволяет легко собрать или смести пролитую жидкость. Таким образом, раньше это было обычным явлением на полах в барах. [2] Из него делают смолу Катлера . Смешанный с водой и замороженный, он образует пайкрет — медленно тающую и гораздо более прочную форму льда .
Опилки используются при производстве древесно-угольных брикетов . Претензия на изобретение первых промышленных угольных брикетов принадлежит Генри Форду , который создал их из древесных отходов и опилок, производимых на его автомобильном заводе. [3]
Целлюлоза , волокнистый крахмал, который не переваривается человеком, и наполнитель в некоторых низкокалорийных продуктах, может быть изготовлен из опилок, а также из других растительных источников. [4] Хотя нет никаких документов [5] для упорных слухов, основанных на романе Эптона Синклера «Джунгли» о том, что опилки использовались в качестве наполнителя в колбасах, целлюлоза, полученная из опилок, использовалась и используется для колбасных оболочек. [6] Целлюлоза, полученная из опилок, также использовалась в качестве наполнителя в хлебе. [7]
Когда зерновых было мало, опилки иногда входили в состав комиссброта . Выживший в концентрационном лагере Освенцим доктор Миклош Ньизли сообщает в книге «Освенцим: свидетельства очевидца доктора», что младший медицинский персонал, обслуживавший доктора Йозефа Менгеле , питался «хлебом, приготовленным из диких каштанов , посыпанных опилками». [8]
Переносимые по воздуху опилки и скопления опилок представляют собой ряд опасностей для здоровья и безопасности. [9] Древесная пыль становится потенциальной проблемой для здоровья, когда, например, частицы древесины в результате таких процессов, как шлифовка, попадают в воздух и вдыхаются. Древесная пыль является известным канцерогеном для человека . [10] [11] Определенная древесина и ее пыль содержат токсины , которые могут вызвать серьезные аллергические реакции. [12] Состав опилок зависит от материала, из которого они получены; опилки, полученные из натуральной древесины, отличаются от опилок, произведенных из обработанной древесины или шпона .
Вдыхание воздушной древесной пыли может вызвать аллергические респираторные симптомы, респираторные симптомы слизистых оболочек и неаллергические респираторные симптомы, а также рак. [13] В США списки канцерогенных факторов публикуются Американской конференцией правительственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH), Управлением по безопасности и гигиене труда (OSHA) и Национальным институтом безопасности и гигиены труда (NIOSH). Все эти организации признают древесную пыль канцерогенной в отношении полости носа и околоносовых пазух. [14]
_with_wood_shavings.jpg/1280px-Japanese_handplane_(kanna)_with_wood_shavings.jpg)
Люди могут подвергнуться воздействию древесной пыли на рабочем месте при вдыхании, контакте с кожей или глазами. OSHA установило законный предел ( допустимый предел воздействия ) воздействия древесной пыли на рабочем месте на уровне 15 мг/м 3 общего воздействия и 5 мг/м 3 воздействия на органы дыхания в течение 8-часового рабочего дня. NIOSH установил рекомендуемый предел воздействия (REL) 1 мг/м 3 в течение 8-часового рабочего дня. [15]
Бактерии , переносимые водой, переваривают органический материал в фильтрате, но потребляют большую часть доступного кислорода. Такая высокая биохимическая потребность в кислороде может привести к удушению рыб и других организмов. Столь же губительное воздействие оказывается и на полезные бактерии, поэтому вовсе не целесообразно использовать опилки в домашних аквариумах, как это когда-то делали любители, стремящиеся сэкономить на активированном угле .
Опилки легко воспламеняются, а их скопления служат готовым источником топлива. Переносимые по воздуху опилки могут воспламеняться от искр или даже накопления тепла, что может привести к пожару или взрыву пыли .
На лесопильных заводах опилки , если они не переработаны в ДСП, не сожжены в горелке для опилок или не используются для получения тепла для других фрезерных операций, могут собираться в кучи и добавлять вредные фильтраты в местные системы водоснабжения, создавая угрозу для окружающей среды . Это поставило в тупик мелких лесопилок и экологические агентства.
Вопросы о науке, лежащей в основе определения того, что опилки представляют опасность для окружающей среды, остаются у операторов лесопилок (хотя в основном это касается более мелких частиц), которые сравнивают древесные остатки с мертвыми деревьями в лесу. Технические консультанты рассмотрели некоторые экологические исследования, но говорят, что большинству из них не хватает стандартизированной методологии или доказательств прямого воздействия на дикую природу . Они не учитывают большие площади дренажа , поэтому количество материала, попадающего в воду с участка, по отношению к общей площади дренажа ничтожно. [ нужна цитата ]
Другие ученые придерживаются иной точки зрения, заявляя, что аргумент «разбавление — это решение проблемы загрязнения» больше не принимается в науке об окружающей среде. Разложение дерева в лесу похоже на воздействие опилок, но разница в масштабах. Лесопильные заводы могут хранить тысячи кубических метров древесных отходов в одном месте, поэтому возникает проблема концентрации. [ нужна цитата ]
Большую озабоченность вызывают такие вещества, как лигнины и жирные кислоты , которые защищают деревья от хищников, пока они живы, но могут проникать в воду и отравлять дикую природу. Такие вещи остаются в дереве и по мере его гниения постепенно разрушаются. Но когда лесорубы обрабатывают большие объемы древесины и большие концентрации этих материалов проникают в сточные воды, вызываемая ими токсичность губительна для широкого круга организмов. [16]
Древесная мука представляет собой тонкоизмельченную древесину , которая по консистенции примерно равна песку или опилкам, но может значительно различаться: размеры частиц варьируются от мелкого порошка до примерно размера рисового зерна. Большинство производителей древесной муки могут производить партии древесной муки одинаковой консистенции. Вся высококачественная древесная мука производится из твердых пород древесины из-за ее долговечности и прочности. Древесную муку очень низкого качества иногда изготавливают из лишенных заболони хвойных пород , таких как сосна или пихта .
Древесная мука обычно используется в качестве наполнителя в термореактивных смолах, таких как бакелит , и в линолеумных напольных покрытиях. Древесная мука также является основным ингредиентом композитных строительных изделий из дерева и пластика, таких как террасы и крыши. До 1920 года в качестве наполнителя в алмазных дисках Эдисона толщиной ¼ дюйма использовалась древесная мука . [17]
Древесная мука нашла применение для закупорки небольших сквозных отверстий в негерметичных трубках главного конденсатора ( теплообменника ) на электростанциях путем впрыскивания небольших количеств древесной муки в линии подачи охлаждающей воды. Некоторая часть введенной древесной муки забивает небольшие отверстия, а остальная часть покидает станцию относительно экологически безвредным образом.
Благодаря своим адсорбирующим свойствам его использовали в качестве чистящего средства для удаления жира и масла в различных сферах деятельности. Он также известен своей способностью удалять свинцовые загрязнения из воды. [18]
Древесную муку можно использовать в качестве связующего вещества в составах наполнителя зерна .
Большие количества древесной муки часто можно обнаружить в отходах деревообрабатывающих и мебельных предприятий. Адаптивное повторное использование этого материала — компостирование .
Древесная мука может стать причиной взрыва пыли , если за ней не ухаживать и не утилизировать ее должным образом.
Как и все частицы, переносимые по воздуху , размеры частиц древесной пыли классифицируются с учетом воздействия на дыхательную систему человека. В этой классификации единицей измерения размера частиц является микрометр или микрон (мкм), где 1 микрометр = 1 микрон. Частицы размером менее 50 мкм обычно не видны невооруженным человеческим глазом. [19] Частицами, представляющими опасность для здоровья органов дыхания человека, являются частицы размером менее 100 мкм (где символ < означает «менее»).
Чжан (2004) [20] определил размер частиц в помещении в зависимости от дыхательной фракции:
Частицы, которые осаждаются в районе рта и глаз и попадают в организм, определяются как вдыхаемая фракция, то есть общая пыль. Более мелкие фракции, проникающие в нехрящевые дыхательные пути, определяются как вдыхаемая пыль. [21] Пыль, выбрасываемая в деревообрабатывающей промышленности, характеризуется размерным распадом частиц до 5 мкм, поэтому она осаждается преимущественно в полости носа, повышая риск развития рака верхних дыхательных путей. [22]
Параметром, наиболее часто используемым для характеристики воздействия древесной пыли в воздухе, является общая концентрация древесной пыли, выраженная в массе на единицу объема. В странах, использующих метрическую систему, это обычно измеряется в мг/м 3 (миллиграммах на кубический метр) [23].
Исследование по оценке профессионального воздействия вдыхаемой древесной пыли по странам, отраслям промышленности, уровню воздействия и типу древесной пыли в 25 государствах-членах Европейского Союза (ЕС-25) показало, что в 2000–2003 годах около 3,6 миллиона рабочих (2,0 % занятого населения ЕС-25) подвергались профессиональному воздействию вдыхаемой древесной пыли. По оценкам, самые высокие уровни воздействия наблюдаются в строительном секторе и мебельной промышленности. [24]
Древесная пыль, как известно, является канцерогеном для человека, что подтверждается достаточными доказательствами канцерогенности, полученными в результате исследований на людях. Эпидемиологические исследования на людях показали, что воздействие древесной пыли увеличивает вероятность возникновения рака носа (носовых полостей и околоносовых пазух). Связь воздействия древесной пыли и рака носа наблюдалась в многочисленных отчетах о случаях заболевания, когортных исследованиях и исследованиях «случай-контроль», специально посвященных раку носа. [25]
Для снижения концентрации аэрозольных концентраций пыли при деревообработке применяют системы пылеудаления. Их можно разделить на два типа. Первые – системы местной вытяжной вентиляции, вторые – системы вентиляции помещений. Использование индивидуальных респираторов (средств индивидуальной защиты ) также может изолировать рабочих от пыли.
Системы местной вытяжной вентиляции (LEV) используют воздух, всасываемый силой всасывания через системы трубопроводов от точки образования пыли до установки для удаления отходов. Они состоят из четырех элементов: пылезащитных колпаков в месте образования пыли, вентиляционных каналов, устройства очистки воздуха (отходоотделителя или пылесборника) и устройства перемещения воздуха (вентилятора, иначе называемого крыльчаткой). [26] Воздух, содержащий пыль и стружку от деревообработки, всасывается крыльчаткой. Крыльчатка обычно встроена в устройство для удаления отходов или пылесборник или расположена рядом с ним .
Существуют рекомендации по эксплуатации систем LEV для деревообработки, и они связаны с правилами качества воздуха на рабочих местах, которые существуют во многих странах. Часто упоминаемые рекомендации LEV установлены ACIAH.
Системы улавливания с малым объемом и высокой скоростью (LVHV) представляют собой специализированные типы LEV, в которых используется вытяжной колпак, сконструированный как неотъемлемая часть инструмента или расположенный очень близко к рабочей точке режущего инструмента. Конструкция кожуха обеспечивает высокую скорость улавливания, часто превышающую 50 м/с (10 000 футов в минуту) в точке выброса загрязняющих веществ. Такая высокая скорость сопровождается потоками воздуха, часто составляющими менее 0,02 м3/с (50 куб. футов в минуту), что обусловлено небольшой площадью лицевой поверхности используемого вытяжного зонта. [27] Эти системы стали популярны в качестве портативных электроинструментов, хотя внедрение этой технологии не получило широкого распространения. Festool — один из производителей портативных электроинструментов, использующих вентиляцию низкого напряжения, встроенную в конструкцию инструмента.
При правильном проектировании общая вентиляция также может использоваться для контроля содержания пыли в воздухе. Общая вентиляция часто помогает уменьшить загрязнение кожи и одежды, а также осаждение пыли на поверхностях. [28]
″Было время, когда операторы лесопилки едва могли отдать свои опилки. Они выбросили его в лесу или сожгли, просто чтобы избавиться от мусора. В наши дни у них есть готовые рынки для опилок…», согласно отчету за 2008 год. [29] Например, опилки используются электростанциями, работающими на биомассе, в качестве топлива или продаются молочным фермерам в качестве подстилки для животных. [29]
