ТАСС: в МИФИ разработали «умный медальон» для работников вредных производств

Ученые НИЯУ МИФИ разработали бейдж, который анализирует состав воздуха на вредных производствах и в случае регистрации вредных примесей передает на пульт диспетчера сигнал опасности. Об этом вышла новость в ТАСС. А мы приводим интервью с заведующей лабораторией и старшим преподавателем кафедры микро- и наноэлектроники НИЯУ МИФИ Юлией Шалтаевой полностью.

Юлия Шалтаева

Учёт доз облучения на атомных предприятиях — отработанная процедура. А вот как быть с теми, кто каждый день вдыхает формальдегид, дышит оксидом углерода или стоит у баллона с хлором, который чуть-чуть «потеет»? Проект реализует инициативная группа студентов НИЯУ МИФИ совместно с ГК ЮПХ. Вместо привычных дозиметров они предлагают носить на груди персональный пробоотборник воздуха «СорбТрек». Если в воздухе появится опасное вещество, устройство зафиксирует это, и на пульт диспетчера поступит сигнал.

Проектная команда во главе с Юлией Шалтаевой разработала медальон (бейдж), который мониторит и помогает анализировать состав воздуха на рабочем месте на вредных производствах.

Устройство накапливает данные о вредных газах в течение смены и позволяет оценить индивидуальную дозу воздействия каждого сотрудника. В перспективе система поможет планировать рабочее время и отдых в соответствии с нормами безопасности.

Как поясняет Юлия Шалтаева, аналогичные устройства планируют использовать для химической и газовой нагрузки, а также при работе с реагентами. Человек носит с собой персональный пробоотборник, который, в более дорогой версии, может в режиме онлайн сигнализировать о выбросе опасного вещества либо после рабочей смены (например, восьмичасовой) накапливать данные для последующего анализа. Абсорбент, содержащийся в этом устройстве, накапливает опасные для человека вещества. Затем пробоотборник помещается в спектрометр ионной подвижности, который точно идентифицирует, каким веществам подвергался сотрудник в течение смены. Для активации абсорбента достаточно небольшого нагрева, после чего эти вещества начинают высвобождаться.

Мы поговорили с Юлией и выяснили, чем «СорбТрек» отличается от обычного сигнализатора и когда он появится на производствах.

Антон Белоусов​, студент группы Б24-433 ИНТЭЛ - один из команды разработчиков

– Какие именно типы вредных веществ — от пыли и оксида углерода до сложных химических соединений на металлургических производствах — способен распознавать «СорбТрек» в воздухе рабочей зоны?

– Всё зависит от того, какой детектор мы будем использовать с этим пробоотборником. Можно использовать «умный нос» — то есть газовые датчики. Они улавливают широкий спектр газов: полупроводниковые или электрохимические. Либо можно на спектрометре ионной подвижности анализировать полученные газы — тогда это азотсодержащие и хлорсодержащие соединения, углеводороды. Их чувствительность — от микрограмм до пикограмм на кубический сантиметр.

Датчик можно разместить непосредственно на устройстве для портативного анализа. Задачи бывают разные: большие химические производства, металлургия, технологии интегральных микросхем — везде могут быть свои загрязнители. Если мы знаем, какой именно загрязнитель будет, то можно обнаруживать его прямо на месте. Если рядом стоит баллон и рабочий находится на участке, где возможна утечка, это важно знать.

Есть места, например, химические лаборатории, где нагрузка наблюдается в течение всей рабочей смены. К примеру, в лаборатории патологической анатомии анализируются различные биологические пробы, но их консервируют формальдегидом. Нагрузка у персонала постоянная. Хорошо бы иметь возможность оценивать, насколько серьёзные последствия могут быть у человека на рабочем месте, и заботиться о его здоровье.

– В чём заключается ключевое техническое отличие «СорбТрек» от существующих стационарных газоанализаторов и лабораторных проб?

– Существующие газоанализаторы, как правило, активные — датчики находятся на борту. А мы предлагаем пассивный картридж, который накапливает, — такой «чёрный ящик» всегда находится с человеком. Он может быть абсолютно пассивным, и только в конце рабочей смены проводится анализ. Это позволяет сделать недорогие устройства. Такие устройства есть по всему миру, но в России на данный момент наблюдается их дефицит.

Благодаря стабильному воздухозабору через картридж можно рассчитать экспозиционную дозу — суммарное количество вредного вещества, которое вдохнул сотрудник за смену.

– Одна из главных задач производственного контроля — снижение рисков профзаболеваний. Как именно использование «СорбТрек» повлияет на систему охраны труда на предприятии: он заменит плановые проверки или дополнит их оперативными данными?

– Существующее законодательство мы не можем отменить, поэтому плановые проверки продолжатся. Но мы сможем приборным способом устанавливать и контролировать нормы химической нагрузки на человека. Работодатель получит недорогой инструмент для контроля химической нагрузки на каждого сотрудника.

Помимо контроля химической нагрузки, устройство имеет ещё одно неочевидное применение. В интервью работники промышленных предприятий рассказали: на многих производствах, несмотря на запрет, сотрудники курят — как традиционные сигареты, так и электронные. Разработка даёт возможность фиксировать и эту сопутствующую вредную нагрузку.

– Что происходит в момент, когда датчики «СорбТрек» фиксируют разовое превышение концентрации вредного вещества? Этот сигнал поступает самому работнику, мастеру смены или сразу в единую диспетчерскую службу предприятия?

– Данные будут поступать на пульт работодателю, где он сможет отслеживать как рядовую нагрузку по итогам рабочего дня, так и оперативно фиксировать превышение ПДК (предельно допустимая концентрация) в режиме онлайн. В случае обнаружения превышения можно будет либо отремонтировать неисправное оборудование, либо устранить утечку на баллоне.

Мы вместе со студентами — участниками проекта — проводили интервью с работниками предприятий, где люди работают с высокотоксичными веществами. На вопрос, знают ли они, с каким запахом могут столкнуться, люди зачастую не могут дать внятного ответа. При этом они уже сейчас могут подвергаться вредной нагрузке, просто не осознавая этого.

– Планируется ли интеграция данных, собираемых «СорбТрек», в федеральные информационные системы мониторинга условий труда, чтобы накапливать статистику по всей стране?

– Интеграция планируется, но разработка пока находится на ранней стадии. Сейчас речь идёт о воспроизводимости результатов и тестовых испытаниях на сотнях человек для получения репрезентативной статистики. В дальнейшем планируется внедрение устройства: сначала в небольших организациях, а затем и на более высоком уровне — вплоть до муниципальных образований и регионов.

Мы намерены участвовать в конкурсах и регистрировать проекты в рамках программы НТИ 2035, других федеральных и московских программах. Проект реализуется инициативной группой студентов НИЯУ МИФИ совместно с ГК ЮПХ. Рассчитываем, что в ближайшие годы устройство станет доступно рядовому пользователю.

– Видите ли вы перспективу применения подобной технологии не только на заводах, но и, например, для сотрудников МЧС при ликвидации техногенных аварий или для медицинского персонала, работающего с химиотерапевтическими препаратами?

– У сотрудников МЧС нагрузка значительно выше. У них уже есть аналогичные устройства, но не в формате пробоотборника, а в виде небольшого портативного прибора для выявления источника возгорания на месте уже после пожара. При этом полученные данные в любом случае необходимо доставлять в лабораторию для дальнейшего анализа. Поэтому сотрудники МЧС заинтересованы в портативных устройствах, позволяющих проводить анализ непосредственно на месте.

В линейке компании, с которой мы сотрудничаем, такие разработки уже имеются. Мы видим большой потенциал для адаптации нашей технологии под нужды МЧС и медицины, в частности, для персонала, работающего с химиотерапевтическими препаратами.

Таким образом, «СорбТрек» может стать доступным инструментом персонального контроля химической нагрузки — от заводских цехов до лабораторий и спасательных служб. Следующий шаг — тестовые испытания и поиск пилотных площадок для внедрения.