1. The principles of air pollution control in the workplaces
By: Dr. M. Hajaghazadeh
Occupational Health Department - School of Public Health
Urmia University of Medical Sciences

2. Dr. M. Hajaghazadeh (hajaghazadeh@gmail.com)
About the Author
Dr. M. Hajaghazadeh

3. Industrial Hygiene Program in Utah state university
Dr. M. Hajaghazadeh

4. Dr. M. Hajaghazadeh (hajaghazadeh@gmail.com)
Table of Contents
Chapter 1: An Introduction to Industrial Hygiene Chemical Hazard Control Chapter 2 : Basic Gas and Vapor Behavior Chapter 3 : Basic Aerosol Behavior Chapter 4 : Chemical Exposure Control Criteria Chapter 5 : Vapor Generation and Behavior Chapter 6 : Vapor Pressure in Mixtures Chapter 7 : Changing the Workplace Chapter 8 : Source Control Via Substitution Chapter 9 : Other Source and Nonventilation Pathway Controls Chapter 10 : An Overview of Local Exhaust Ventilation Chapter 11 : Ventilation Flow Rates and Pressures Chapter 12 : Measuring Ventilation Flow Rates Chapter 13 : Designing and Selecting Local Exhaust Hoods Chapter 14 : Predicting Pressure Losses in Ventilation Systems Chapter 15 : Exhaust Air Cleaners and Stacks Chapter 16 : Ventilation Fans Chapter 17 : Ventilation Operating Costs. Chapter 18 : LEV System Management.. Chapter 19 : General Ventilation and Transient Conditions Chapter 20 : General Ventilation in Steady State Conditions Chapter 21 : Administrative Controls and Chemical Personal Protective Equipment. Chapter 22 : Respirator Controls.
Dr. M. Hajaghazadeh

5. Dr. M. Hajaghazadeh (hajaghazadeh@gmail.com)
Chapter 1 An Introduction to Industrial Hygiene Chemical Hazard Control
Dr. M. Hajaghazadeh

6. Industrial hygiene definition
“Industrial hygiene is both the science and art devoted to the Anticipation, Recognition, Evaluation, and Control of those environmental factors or stresses arising in or from the workplace which cause sickness, impaired health, significant discomfort or inefficiency among workers or among citizens of the community.”
industrial hygiene was a branch of public health that was rooted in the workplace.
The best hygienists are good at both the science and the art.
Good industrial hygienists have a wide range of both technical and interpersonal skills
بهداشت صنعتی علم و هنر اختصاص یافته به پیش بینی، شناسایی، ارزیابی و کنترل فاکتورهای محیطی یا استرس هایی است که ازمحیط کار ناشی می شوند و منجر به بیماری، آسیب به سلامتی و ناراحتی یا عدم کارایی قابل توجه در بین کارگران یا شهروندان جامعه می شوند.
بهداشت صنعتی شاخه ای از بهداشت عمومی است که ریشه در محیط کار دارد.
بهترین متخصصین بهداشت صنعتی افرادی هستند که در علم و هنر این علم خوب عمل می نمایند.
بهترین متخصصین بهداشت صنعتی افرادی هستند که گستره وسیعی از مهارت های فنی و ارتباطی را دارند.
Dr. M. Hajaghazadeh

7. Dr. M. Hajaghazadeh (hajaghazadeh@gmail.com)
Anticipation: the prospective recognition of hazardous conditions based on chemistry, physics, engineering, and toxicology
Recognition: both the detection and identification of hazards or their adverse effects through chemistry, physics, and epidemiology
Evaluation: the quantitative measurement of exposure to environmental hazards and the qualitative interpretation of those hazards
Control: conception, education, design, and implementation of beneficial interventions carried out that reduce, minimize, or eliminate hazardous conditions
پیش بینی: شناسایی آینده نگرانه شرایط خطرناک محیط کار بر اساس علوم شیمی، فیزیک ، مهندسی و سم شناسی.
شناسایی: شناسایی و تشخیص خطرات و اثرات آنها از طریق علوم شیمی، فیزیک و اپیدمیولوژی
ارزیابی: اندازه گیری کمی مواجهه با خطرات محیطی و تفسیر کیفی خطرات
کنترل: فهم، آموزش، طراحی و اجرای مداخلات مفید ای که با هدف کاهش، حداقل سازی و یا حذف شرایط خطرناک انجام می شوند.
Dr. M. Hajaghazadeh

8. Dr. M. Hajaghazadeh (hajaghazadeh@gmail.com)
The value of control
While the functions of anticipation, recognition, and evaluation are essential to industrial hygiene and are necessary precursors to control, it is only by controlling a hazard that anyone can actually make a positive change.
It is only after a control has been implemented that exposures and the risks of adverse health effects are reduced, and we can say that we have made a positive difference
ارزش کنترل ها
هرچند که پرداختن به پیش بینی، شناسایی و ارزیابی در بهداشت صنعتی ضروری می باشد و به عنوان ملزومات کنترل می باشند، اما تنها با کنترل خطر است که واقعا می توان تغییر مثبتی را ایجاد کرد.
تنها بعد از انجام کنترل است که مواجهه ها و ریسک اثرات مضر بهداشتی کاهش می یابند و ما می توانیم اظهار کنیم که یک تغییر مثبتی را انجام داده ایم.
Dr. M. Hajaghazadeh

9. Exposure Scenarios (4 Scenarios)
1- People working within about an arm’s length from the source, where its plume begins to form but does not have much time to dissipate.
Plume: a long spreading cloud of smoke or vapour
سناریو های مواجهه
1- افراد در فاصله در حدود طول بازوی خود از منبع کار می کنند، جایی که پلوم (Plume) شروع به شکل گیری می نماید اما زمانی کافی برای پراکنده شدن ندارد.
توربلانس (اغتشاش) می تواند منجر به این شود که بخشی از آلودگی در خلاف جهت آلودگی و در فاصله فرد تا منبع منتشر شده و به منطقه تنفسی افراد برسد.
روش کنترل مواجهه: جایگزینی و تهویه موضعی
Turbulence can cause part of the contaminant to migrate upwind the short arm’s distance into their breathing zone
Control of exposures : substitution and local exhaust ventilation
Dr. M. Hajaghazadeh

10. Exposure Scenarios (Con.)
2- People working in the plume after it leaves the source by convection and begins to dissipate by turbulent diffusion. (freely dissipating plume)
Control of exposures : personally avoiding the plume and substituting the chemical
2- افراد در پلوم کار می کنند. جایی که پلوم بطریقه همرفت (حرکت هوا) منبع را ترک کرده و توسط انتشار (پخش) توربلانسی شروع به پراکنده شدن می نماید. (پلوم ای که بطور آزادنه پراکنده می شود)
روش کنترل مواجهه: دوری گزیدن فرد از پلوم و جایگزینی ماده شیمیائی مورد استفاده
Dr. M. Hajaghazadeh

11. Exposure Scenarios (Con.)
3-People working where the plume is not completely exhausted and the chemicals recirculate within the airspace.
Control of exposures:
1- General or dilution ventilation (it is usually not the most cost-efficient way to control a chemical hazard)
2- substituting the chemical in use with a less hazardous chemical
3- افراد در محلی کار می کنند که پلوم بطور کامل از محل کار تخلیه نشده است و مواد شیمیائی در داخل فضا بطور مداوم منتشر می شوند.
روش کنترل مواجهه:
1- تهویه عمومی یا ترقیقی (معمولا این روش کنترلی موثرترین راه برای کنترل خطرات شیمیائی نمی باشد)
2- جایگزینی ماده شیمیائی مورد استفاده با مواد کم خطر تر
Dr. M. Hajaghazadeh

12. Exposure Scenarios (Con.)
4- People working in a room or air space with a source of airborne chemical but little or no ventilation. Work in such confined spaces is the worst case scenario
4- افراد در اتاق یا فضایی کار می کنند که منبع مواد شیمایی هوابرد در آن قرار دارد و تهویه آن ضعیف بوده و یا هیچ گونه تهویه ای وجود ندارد.
کار در چنین فضای محصوری (مسدودی) بدترین سناریو می باشد
Dr. M. Hajaghazadeh

13. Important Factors in Different Scenarios
Scenarios 1 and 2:
Convection (the flow of air) = Causes Plum to move
Turbulent diffusion = Causes Plum to dissipate
Scenarios 3:
Thermal buoyancy
sedimentation (particle falling velocities)
Thermal buoyancy رانش حرارتی
sedimentation ته نشینی
Dr. M. Hajaghazadeh

14. the industrial hygiene control paradigm
Paradigm=a typical example, pattern, or model of something. الگو
پارادایم بیان می دارد که بهترین راه برای کنترل یک خطر نزدیکی فیزیکی به منبع تا حد امکان می باشد.
the paradigm states that the best way to control a hazard is as physically close to its source as fesaible
Dr. M. Hajaghazadeh

15. The preference of controls
The traditional statement: “Engineering controls are preferred over administrative controls are preferred over personal protection.”
The modern statement: “Source controls are preferred over pathway controls are preferred over receiver controls.”
عبارت قدیمی: کنترل های مهندسی به کنترل های مدیریتی و آنها نیز به حفاظت فردی ارجحیت دارند.
عبارت مدرن: کنترل های منبع به کنترل های مسیر و آنها نیز به کنترل های گیرنده ارجحیت دارند.
Dr. M. Hajaghazadeh

16. The following “…tions” are all source controls:
1. Substitution — use a less hazardous chemical(s) or process. 2. Modification — change the layout, operating conditions, or work practices. 3. Automation — use robotics or computer-aided manufacturing (CAM). 4. Separation — place the source or employee in different locations. 5. Isolation — enclose major identifiable sources or the employee.
موارد زیر که دارای پسوند tion هستند جزو کنترل های منبع می باشند
1- جایگزینی : استفاده از مواد شیمیائی با خطر کمتر
2- تغییر: تغییر چیدمان، شرایط کاری و یا نحوه انجام کار
3- اتوماسیون: استفاده از روبات ها یا تولید به کمک کامپیوتر
4- جداسازی: قراردادن منبع با کارگر در موقعیت های متفاوت
5- جداسازی: محصور کردن منابع قابل تشخیص اصلی یا کارگر
Dr. M. Hajaghazadeh

17. Controlling the pathway
Controlling the pathway for respiratory hazards generally means to intervene in how the contaminant moves through the air from the source to the breathing zone, although the pathway can also lead to the skin (for dermal hazards) and rarely to the mouth (for ingestion hazards).
6. Ventilation is the major pathway control for the airborne route of exposure and can reduce the accumulation of chemicals on working surfaces, which will in turn reduce skin contact and secondary hand-to-mouth doses.
General ventilation (such as in a classroom) is not a very cost-effective means to control most airborne hazards. A better means is local exhaust ventilation (LEV) that collects or contains and extracts the contaminant near its source via a hood, ducting, a fan, etc.
کنترل مسیر
کنترل مسیر برای خطرات تنفسی معمولا به این مفهوم است که مداخله در چگونگی حرکت آلاینده (از طریق هوا) از منبع به منطقه تنفسی انجام گیرد، هر چند که مسیر (حرکت آلاینده) می تواند به پوست (خطرات پوستی) و در موارد نادر به دهان (خطرات بلع) ختم شود.
6- تهویه عمده ترین کنترل اعمال شده در ”مسیر“ بمنظور کنترل مواجهه با آلاینده های هوابرد می باشد و می تواندتجمع مواد شیمیائی را در سطوح کاری کاهش دهد. که این امر منجر به کاهش مواجهه پوست و آلودگی ثانویه دست به دهان می شود.
تهویه عمومی یک راه حل موثر برای کنترل خطرات هوابرد نیست . یک راه بهتر LEV است که آلاینده را در نزدیکی منبع بدام انداخته و از طریق هود، کانال و فن آن را به بیرون می راند.
Dr. M. Hajaghazadeh

18. Controlling the receiver
Controlling the receiver means to reduce the dose reaching employees through administrative control and personal protective equipment (PPE).
Because= both of them require active participation by the exposed employee.
7. Administrative control of a hazard can be achieved through personnel rotation or some other form of schedule adjustment to reduce the time of exposure.
8. PPE for chemical hazards includes clothing, gloves, and respirators that intervene at the last possible moment in the chemical’s trip from the source to the absorptive barriers of the body.
کنترل گیرنده
کنترل گیرنده به مفهوم کاهش دوز رسیده به کارگران از طریق کنترل اداری و تجهیزات حفاظت فردی می باشد.
دلیل: زیرا هر دو کنترل ذکر شده مشارکت فعال کارگر مواجهه یافته را طلب می کنند.
7- کنترل اداری یک خطر می تواند از طریق چرخش پرسنل و یا برخی تنظیمات برنامه کار برای کاهش زمان مواجهه حاصل شود.
8- PPE برای خطرات شیمیائی شامل لباس ها، دستکش ها و ماسک های تنفسی است که در آخرین لحظه ای که مواد شیمیائی با بدن فرد برخورد می نمایند، مداخله می نمایند.
کنترل های غیرتهویه ای ارجح ترین گزینه های کنترلی می باشند.
Nonventilation controls are the most highly preferred options
Dr. M. Hajaghazadeh

19. Dr. M. Hajaghazadeh (hajaghazadeh@gmail.com)
Substitution
1. Substitution means changing to a chemical or manufacturing process from one with intrinsically high health and safety risks to one with lower health and safety risks.
Example: volatile chemicals with nonvolatile chemicals (such as solid metals, powders, dusts, and pastes).
Both forms of chemicals can be inherently toxic; however, the vapor pressure of volatile chemicals is sufficient for them to become a hazard just sitting passively in the workplace whereas nonvolatile materials have no similar intrinsic property driving them to become airborne.
جایگزینی
جایگزینی به مفهوم تغییر مواد شیمیائی و فرایند تولید می باشد. (تغییر از فرایند ها و مواد که ذاتا دارای ریسک های ایمنی و بهداشتی بوده به مواد و فرایندهای با خطرات ایمنی و بهداشتی کمتر می باشد)
مثال: مواد شیمیائی فرار جایگزین می شوند با غیر فرارها (مانند مواد جامد- پودرها – گرد ها و چسب ها)
هر دو فرم ماده می تواند سمی باشد ولی فشار بخار ترکیبات فرار بحدی بالاست که براحتی وارد فضای محیط کار می شوند، درحالیکه مواد غیر فرار چنین خصوصیت ذاتی ندارند تا بتوانند هوابرد شوند.
Dr. M. Hajaghazadeh

20. Dr. M. Hajaghazadeh (hajaghazadeh@gmail.com)
Modification
Modification means to change the physical operating conditions without changing the chemical or the manufacturing process.
Modifications can include:
wetting a dust or powder,
reducing a solvent’s temperature to reduce its vapor pressure (its volatility),
and training employees to anticipate and avoid the plume.
Surface contamination is a secondary source that can contribute to all three routes of exposure (airborne, dermal, and ingestion); thus, good housekeeping to avoid and to remove surface contamination can be an important control, especially for low-volatility or nonvolatile contaminants. (Some references call training and good housekeeping an administrative control.)
تغییر جزئی
تغییر جزئی به مفهوم تغییر شرایط کارکرد فیزیکی است بدون اینکه مواد شیمیائی یا فرایند تولید تغییر نماید.
تغییر می تواند شامل موارد زیر گردد:
مرطوب سازی یک پودر یا گرد
کاهش دمای یک حلال بمنظور کاهش فشار بخار آن
آموزش در زمینه پیش بینی شکل گیری پلوم و جلوگیری از ایجاد آن توسط کارگران
الودگی سطح یک منبع ثانویه ای است که می تواند با سه راه مواجهه (هوابرد، پوستی و بلع) مرتبط گردد. بنابراین ضبط و ربط خوب برای جلوگیری و حذف آلودگی سطح می تواند یک کنترل مهم باشد. بخصوص برای ترکیبات با فراریت کم و غیر فرار. (در برخی منابع از آموزش و ضبط و ربط به عنوان کنترل اداری یاد می شود)
Dr. M. Hajaghazadeh

21. Dr. M. Hajaghazadeh (hajaghazadeh@gmail.com)
Automation
Automation (in this context) is the use of some form of robotics to replace a function previously provided manually by an exposed employee.
Thus, automation can be viewed as a form of increasing the distance between the source and employee by removing the employee.
Similarly, some level of automation is necessary if a previously manually controlled source is to be physically separated or isolated from previously exposed operators.
Automation has both advantages and disadvantages that are defined by the technology of automation itself, an often large financial commitment in both the hardware, software, and operator training, and the potential for psychological resistance that can hinder its wholehearted acceptance
اتوماسیون
اتوماسیون (در این کتاب) استفاده از روبات برای جایگزینی عملی است که قبلا بطور دستی توسط یک کارگر مواجهه یافته انجام می شد.
بنابراین اتوماسیون می تواند به صورت افزایش فاصله بین منبع و کارگر مد نظر قرار گیرد که این عمل با حذف کارگر به انجام می رسد.
بطور مشابه، سطحی از اتوماسیون لا زم است درصورتیکه منبع ای که قبلا بطور دستی کنترل می شد بخواهد بطور فیزیکی از اپراتورهای مواجهه یافته قبلی جداسازی یا محصور گردد.
اتوماسیون دارای مزایا و معایبی است که توسط خود تکنولوژی مشخص می گردد. اغلب تعهدات مالی سخت افزاری و نرم افزاری بالا، نیاز به آموزش پرسنل و مقاومت روانی می توانند مانع پذیرش صمیمانه آن گردند.
Dr. M. Hajaghazadeh

22. Dr. M. Hajaghazadeh (hajaghazadeh@gmail.com)
Separation
Separation means to increase the distance or to change the orientation between the hazard and the employee.
Separation is not a reliable means of control for an invisible gaseous plume or if the plume’s direction is not consistent. (Plumes will be discussed in Chapter 5.)
If the plume direction is known or knowable, more control can be achieved by changing the directional orientation between the source and employee than by increasing the distance.
The best way for separation to be a reliably effective control is by complete relocation, which may also require some degree of automation.
جداسازی
جداسازی به مفهوم افزایش فاصله یا تغییر جهت بین خطر و کارگر می باشد.
جداسازی راه قابل اعتمادی برای کنترل پلوم نامرئی نمی باشد. همچنین زمانیکه جهت پلوم ثابت نباشد.
اگر جهت پلوم مشخص باشد ویا قابل تشخیص باشد، بجای افزایش فاصله، کنترل بیشتر از طریق تغییر جهت پلوم در بین منبع و کارگر حاصل شود.
بهترین راه برای اینکه جداسازی به عنوان یک کنترل مورد اعتماد باشد، جابجایی کامل می باشد که ممکن است به درجه ای از اتوماسیون نیاز باشد.
Dr. M. Hajaghazadeh

23. Dr. M. Hajaghazadeh (hajaghazadeh@gmail.com)
Isolation
Isolation means to separate the source and employee by a physical barrier such as an enclosure or at least a partial barrier such as a wall or partition.
Isolation (similar to separation) may require some degree of automation.
Enclosures usually require some amount of exhaust ventilation.
Partial barriers are not as effective as an enclosure and often still require other controls such as ventilation or personal protective equipment.
ایزولاسیون
ایزولاسیون به مفهوم جداسازی منبع و کارگر بوسیله موانع فیزیکی مانند محصور سازی با حداقل استفاده از یک دیوار یا پارتیشن می باشد.
ایزولاسیون (همانند جداسازی) ممکن است نیازمند درجه ای از اتوماسیون باشد.
محصورسازی نیازمند مقداری تهویه مکنده می باشد.
موانع جزئی (غیر کامل) به اندازه محصورسازی موثر نیستند و هنوز نیازمند کنترل های دیگری مانند تهویه و PPE می باشد.
Dr. M. Hajaghazadeh

24. Dr. M. Hajaghazadeh (hajaghazadeh@gmail.com)
The above controls all change the work process. However, some managers and employees feel threatened by change.
Ventilation leaves the process unchanged, perhaps leading some industrial hygienists to conclude that exhausting the contaminant near its source is the only way to solve a chemical hazard, and terming local exhaust ventilation the “universal chemical exposure control.”
However, a more objective view clearly places substitution and modification controls at the head of the list. Automation, separation, and isolation leave the nature of the source unchanged but change the ability of the plume to reach the employees’ breathing zones.
Local exhaust ventilation can remove the plume from the workplace with little physical disruption, but it too has its real costs (money).
کنترل های اشاره شده در فوق منجر به تغییر فرایند می شوند. با این وجود برخی از مدیران و کارگران در برابر تغییرات احساس امنیت نمی کنند.
تهویه منجر به تغییر فرایند نمی شود. و این قضیه منجر به این می شود که متخصصین بهداشت صنعتی نتیجه بگیرند که تخلیه آلاینده از نزدیکی محل تولید آن تنها راه حل برای یک خطر شیمیایی است و از تهویه مکنده موضعی به عنوان تنها راه حل کنترل مواجهه استفاده نمایند.
با این وجود یک دیدگاه معقول تر بطور مشخص جایگزینی و تغییر را در اول لیست کنترلی قرار می دهد . اتوماسیون، جداسازی و ایزولاسیون منبع را تغییر نمی دهند ولی توانایی پلوم را در رسیدن به منطقه تنفسی کارگر تغییر می دهند.
LEV می تواند با اندکی بهم خوردگی فیزیکی، پلوم را از محیط حذف نماید ولی هزینه آن زیاد می باشد.
Dr. M. Hajaghazadeh

25. Dr. M. Hajaghazadeh (hajaghazadeh@gmail.com)
Ventilation
Ventilation means moving air.
Diluting the plume into general room ventilation= General ventilation= only be an effective control in certain limited circumstances.
Local exhaust ventilation (removing the plume from the workspace near its source) is versatile and almost always a much more cost-effective control than general room ventilation.
However, it (LEV) should always be considered a secondary choice to source controls; and despite general room ventilation’s common presence in nonresidential buildings, its limited ability to control airborne hazards dictates that it should only be considered a supplemental control, placing it even further down the list of preferences.
versatile دارای قابلیت زیاد
Dr. M. Hajaghazadeh

26. Administrative control
Administrative control means to reduce the dose of a hazardous agent, believing that the risk of disease is proportionate to dose.
Dose can be reduced either by reducing the duration of exposure for each individual (for instance, by employee rotation) and by reducing the number of individuals exposed (for instance, by conducting an intermittent hazardous process only when no or fewer individuals are present)
Some people include employee education, supervision, and good housekeeping as administrative controls.
Dr. M. Hajaghazadeh

27. Administrative control (Con.)
Housekeeping (good or bad) is just another way to modify the work practice.
Thus, administrative control is restricted herein to mean the control of the duration, frequency, and number of people exposed.
Dr. M. Hajaghazadeh

28. Personal protective equipment (PPE)
Personal protective equipment (PPE) for chemical exposures includes chemical-resistant clothing, gloves, and respirators.
Respirators are a common control for airborne chemicals that cannot be controlled by other means; however, because respirators have many limitations, respirator programs are expensive to manage well.
Dr. M. Hajaghazadeh

29. Dr. M. Hajaghazadeh (hajaghazadeh@gmail.com)
There is no single way to control all chemical exposures or even any given chemical exposure.
One control may be more costly to install or to operate in one setting but not in another setting.
Ethnic, educational, and social differences among settings can have as much influence on the success of a given control as the technical issues.
A good industrial hygienist will develop a wide arsenal of tools from which to choose the best control in any situation.
Arsenal : مجموعه- انبار مهمات
settings محل های کار
Ethnic, educational, and social differences تفاوت های قومی، فرهنگی و اجتماعی
a given control یک کنترل مشخص
a wide arsenal of tools یک مجموعه وسیعی از ابزارها
Dr. M. Hajaghazadeh