System monitorowania zagrożeń pyłowych i akustycznych w zakładach przemysłowych wykorzystujący mierniki niskokosztowe

• Autorzy: Jankowski Tomasz , Oberbek Przemysław , Morzyński Leszek , Szczepański Grzegorz

Identyfikatory

DOI

10.54215/PiMOSP/1.112.2022

Warianty tytułu

EN

The monitoring system of dust and noise hazards in an industrial facility based on low-cost environmental sensors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Spośród czynników szkodliwych związanych ze środowiskiem pracy największe zagrożenie stanowią hałas i pyły. Skutecznym rozwiązaniem tego problemu może być ciągłe monitorowanie parametrów środowiska pracy umożliwiające szybkie wykrycie obszarów o dużej emisji hałasu i stężeniu pyłów oraz ich źródeł. Dzięki proponowanemu rozwiązaniu służby BHP otrzymają narzędzie do szybkiego reagowania na przekroczone wartości dopuszczalne narażenia na czynniki szkodliwe dla zdrowia. Takie rozwiązanie ułatwi także ocenę stanu technicznego instalacji, ponieważ nadmierna emisja pyłów i/lub wysokie poziomy narażenia na hałas mogą być efektem rozszczelnień lub wadliwej pracy urządzeń. Wyniki prototypu miernika dla stężeń pyłów zawieszonych PM2.5 są zadowalające. Pomiary porównawcze poziomów dźwięku A dla różnych poziomów sygnału testowego potwierdziły małe różnice w stosunku do miernika referencyjnego. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że prototyp można stosować jako narzędzie do szybkiego i skutecznego reagowania na przekroczone wartości dopuszczalne narażenia na pyły i hałas w zakładzie przemysłowym. Zakres tematyczny artykułu obejmuje zagadnienia zdrowia oraz bezpieczeństwa i higieny środowiska pracy będące przedmiotem badań z zakresu nauk o zdrowiu oraz inżynierii środowiska.

EN

Among the harmful factors related to the work environment, noise and dust poses the greatest threat. Continuous monitoring of working environment parameters may be an effective solution to this problem, enabling the quick detection of areas with high noise emissions and dust concentration and their sources. Thanks to the proposed solution, OSH services will receive a tool for a quick response to exceeded exposure limit values for factors harmful to health. Such solution will also facilitate the assessment of technical conditions of installation, because excessive dust emission and/or high levels of exposure to noise may be the result of unsealing, or faulty operation of devices. The results of the meter prototype for PM2.5 concentrations of suspended dust are satisfactory. Comparative measurements of A-sound levels for different test signal levels confirmed small differences in relation to the reference meter. It was found that the prototype can be used as a tool for a quick and effective response to exceeded exposure limit values for dust and noise in an industrial plant. This article discusses the problems of occupational safety and health, which are covered by health sciences and environmental engineering.

Słowa kluczowe

PL

pyły; hałas; system monitorowania; mierniki niskokosztowe; nauki o zdrowiu; inżynieria środowiska

EN

dust; noise; monitoring system; low-cost sensors; health sciences; environmental engineering

• Wydawca: Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 2 (112)
• Strony: 5--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys.,tab.

Twórcy

autor

Jankowski Tomasz

• Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy 00-701 Warszawa, ul. Czerniakowska 16 POLAND

• https://orcid.org/https%3A//orcid.org/0000-0003-3620-9407+

autor

Oberbek Przemysław

• Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy 00-701 Warszawa, ul. Czerniakowska 16 POLAND

• https://orcid.org/https%3A//orcid.org/0000-0002-5225-3523+

autor

Morzyński Leszek

• Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy 00-701 Warszawa, ul. Czerniakowska 16 POLAND

• https://orcid.org/https%3A//orcid.org/0000-0003-3534-3284+

autor

Szczepański Grzegorz

• Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy 00-701 Warszawa, ul. Czerniakowska 16 POLAND

• https://orcid.org/https%3A//orcid.org/0000-0003-0390-1624+

Bibliografia

• 1. Advances onto the Internet of Things: how ontologies make the Internet of Things meaningful (2014). S. Galio, G. Lo Re (eds.). Springer.
• 2. AQ-SPEC, Air Quality Sensor Performance Evaluation Center (2021). South Coast Air Quality Management District. PM Sensor evaluations, http://www.aqmd.gov/aq-spec/evaluations/summary-pm [dostęp/available: 10.11.2021].
• 3. Benini L., Farrella E., Guiducci C. (2006). Wireless sensor networks: enabling technology for ambient intelligence. Microelectron. J. 37(12), 1639–1649.
• 4. Bensaleh M.S., Saida R., Hadj kacem Y. i in. (2020). Wireless sensor network design methodologies: a survey. J. Sens. 1, 1–13.
• 5. Brettel M., Friederichsen N., Keller M. i in. (2014). How virtualization, decentralization and network building change the manufacturing landscape: an Industry 4.0 perspective. Int. J. Inform. Commun. Eng. 8(1), 2014, 37–44.
• 6. Clark M.P. (2001). Networks and telecommunications: design and operation. Second Edition. Willey Communications.
• 7. Clements A.L., Griswold W.G., Rs A. i in. (2017). Low-cost air quality monitoring tools: from research to practice (a workshop summary). Sensors (Basel) 17(11), 2478.
• 8. Gubbi J., Buyya R., Marusic S. i in. (2013). Internet of Things (IoT): a vision, architectural elements, and future directions. Future Gener. Comp. Sy. 29(7), 1645–1660.
• 9. Gupta C.P., Kumar A. (2013). Wireless sensor networks: a review. Int. J. Sens. Wirel. Commun. Contr. 3(1), 25–36.
• 10. GUS, Główny Urząd Statystyczny [Statistics Poland] (2019). Warunki pracy w 2018 r. [Working conditions in 2018]. Warszawa. https://stat.gov.pl/obszary-tematyczne/rynek- -pracy/warunki-pracy-wypadki-przy-pracy/ warunki-pracy-w-2018-roku,1,13.html [dostęp/available: 10.11.2021].
• 11. Hardesty L. (2017). Drones relay RFID signals for inventory control. MIT News, 25.08.2017, http://news.mit.edu/2017/ drones-relay-rfid-signals-inventory-control-0825 [dostęp/ available: 6.12.2021].
• 12. Ising H., Kruppa B. (2004). Health effects caused by noise: evidence in the literature from the past 25 years. Noise Health 6(22), 5–13.
• 13. Jakubiak S., Oberbek P., Sobiech P. i in. (2019). Zadanie badawcze I-57 „Wyznaczenie zdolności pomiarowych niskokosztowych czujników pyłu zawieszonego” [Research task I-57 “Determining the measurement capabilities of low-cost particulate matter sensors”]. CIOP-PIB, Warszawa.
• 14. Jerrett M., Arain A., Kanaroglou P. i in. (2005). A review and evaluation of intraurban air pollution exposure models, J. Expo. Sci. Environ. Epidemiol. 15(2), 185–204.
• 15. Jovašević-Stojanović M., Bartonova A., Topalović D. i in. (2015). On the use of small and cheaper sensors and devices for indicative citizen-based monitoring of respirable particulate matter. Environ. Pollut. 206, 696–704.
• 16. Kantareddy S.N.R., Bhattacharyya R., Sarma S. (2018). UHF RFID tag IC power mode switching for wireless sensing of resistive and electrochemical transduction modalities. 2018 IEEE International Conference on RFID (RFID), 10-12.04.2018, Orlando, FL, USA. DOI: 10.1109/ RFID.2018.8376201.
• 17. Lasi H., Fettke P., Kemper H.-G. i in. (2014). Industry 4.0. Bus. Inf. Sys. Engin. 6(4), 2014, 239–242.
• 18. Lee W.C.Y. (1993). Mobile communications design fundamentals. Willey Communications. John Wiley & Sons.
• 19. Lewis A.C., Lee J.D., Edwards P.M. i in. (2016). Evaluating the performance of low cost chemical sensors for air pollution research. Faraday Discuss. 189, 85–103.
• 20. Lin S., Swager T.M. (2018). Carbon nanotube formic acid sensors using a nickel bis(ortho-diiminosemiquinonate) selector. ACS Sens. 3(3), 569–573.
• 21. May A. (2019). Teardown: Sensirion, 25.04.2019, https:// www.mistywest.com/posts/teardown-sensirion-particle-matter-sensor/ [dostęp/available: 14.09.2021].
• 22. McKercher G.R., Salmond J.A., Vanos J.K. (2017). Characteristics and applications of small, portable gaseous air pollution monitors. Environ. Pollut. 223, 102–110.
• 23. Miorandi D., Sicari S., De Pellegrini F. i in. (2012). Internet of things: vision, applications and research challenges. Ad Hoc Networks 10(7), 1497–1516.
• 24. Münzel T., Sørensen M., Schmidt F. i in. (2018). The adverse effects of environmental noise exposure on oxidative stress and cardiovascular risk. Antioxid. Redox Signal. 28(9), 873–908.
• 25. Mydlarz Ch., Salamon J., Bello J.P. (2017). The implementation of low-cost urban acoustic monitoring devices. Appl. Acoust. 117(Part B), 207–218.
• 26. Nauka w Polsce (2018). Studenci PŁ zaprojektowali aplikację ułatwiającą osobom niewidomym poruszanie się w budynkach [Technical University of Łódź students designed an application that makes it easier for blind people to move around in buildings], 10.07.2018, http://naukawpolsce.pap. pl/aktualnosci/news%2C30189%2Cstudenci-pl-zaprojektowali-aplikacje-ulatwiajaca-osobom-niewidomym [dostęp/ available: 6.12.2021].
• 27. Wessels P.W., Basten T.G.H. (2016). Design aspects of acoustic sensor network for environmental noise monitoring. Appl. Acoust. 110, 227–234.
• 28. Więcek E. (2011). Kryteria zdrowotne pobierania próbek aerozoli w środowisku pracy [Health criteria for size-selective aerosol sampling in the working environment]. Podst. Metod. Ocen. Srod. Pr. 2(68), 5–21.
• 29. Yang S.-H. (2014). Wireless sensor networks: principles, design and applications. Springer, London.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).