Пдк вредных веществ в атмосферном воздухе. Пдк вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Статья 212 ТК РФ обязывает работодателя обеспечивать безопасность сотрудников. Одна из мер гарантии этой безопасности – соблюдение предельно допустимой концентрации (ПДК) вредных элементов в воздухе рабочей зоны. Специальные таблицы с ПДК позволят работодателю ориентироваться при выявлении негативных факторов.

Что собой представляет ПДК вредных веществ

Безопасность на предприятии – ответственность работодателя. Если ПДК будет превышена, здоровью сотрудника будет нанесен вред. Вред этот оказывается путем вдыхания воздуха с токсичными элементами. Последние обычно появляются вследствие определенных производственных работ. Степень и вероятность негативного воздействия на организм определяется концентрацией вредных элементов.

ПДК представляет собой максимальное содержание токсичных элементов в воздухе при условиях деятельности сотрудников на протяжении стандартных 8 часов. При этом исключаются выходные. Именно такие условия фигурируют при определении предельной концентрации. То есть концентрация токсичных веществ признается допустимой, если при стандартном рабочем дне здоровью сотрудника не наносится вреда. Вредом для здоровья считается в том числе потенциальный вред потомству работников.

Значения ПДК выражаются в мг/метр. Установлены эти значения нормативными актами. Рабочая зона – это 2 метра в высоту от пола.

Законодательное обоснование

ПДК регламентируется ФЗ №52 от 30 марта 1999 года, Положением о государственном санитарно-эпидемиологическом нормировании, установленным Постановлением №554 от 24 июля 2000 года. С 15 июня 2003 года стали действовать гигиенические нормативы «ГН 2.2.5.13 13 – 03», установленные Главным санитарным врачом 27 апреля 2003 года.

Интересно, что законодательство по ПДК постоянно меняется. И меняется закон в сторону ужесточения. Стандарты становятся жестче вследствие последних научных исследований, которые свидетельствуют о вреде токсичных элементов организму. К примеру, предельная концентрация бензола в 1968 году составляла 20 мг на метр. Сейчас этот же показатель составляет 5 мг на метр.

Разновидности вредных веществ

В перечень вредных элементов включается 850 наименований. Они подразделяются на четыре категории:

1. Чрезвычайно опасные – опасной считается концентрация меньше 0,1 мг/метр (к примеру, это ртуть, свинец).
2. С высокой опасностью – концентрация свыше 0,1-1 мг/метр (хлор и серная кислота).
3. Умеренно опасные – концентрация 1-10 мг/метр (метиловый спирт).
4. С низкой опасностью – концентрация больше 10 мг/метр (аммиак и ацетон).

Вредные элементы также распределяются по группам по виду воздействия:

• Раздражающие элементы (аммиак и хлор).
• Удушающие вещества (оксид углерода).
• Наркотические элементы (ацетон).
• Соматические (мышьяк и свинец).
• Общетоксичные (ртуть и оксид углерода).
• Аллергены (альдегиды).
• Канцерогенные элементы, которые могут спровоцировать развитие рака (асбест, ароматические углероды).
• Мутагенные (свинец и формальдегид).
• Воздействующие на репродуктивную систему (свинец и марганец).

ВНИМАНИЕ! Разделение по группам опасности имеет важный смысл. Чем более высокий класс опасности, тем меньше концентрации элемента нужно для нанесения вреда.

Как нужно измерять концентрацию вредных элементов

Работодатель должен проводить контрольные мероприятия, направленные на выявление концентрации вредных элементов в воздухе. Обязанности по контролю несут сотрудники, ответственные за охрану труда в фирме.

Если на производстве присутствуют вредные элементы 1 класса опасности, контроль должен быть беспрерывным. Осуществляется он посредством самопишущих приборов. Последние подают сигнал при превышении ПДК. Однако приборы можно применить не во всех случаях. Иногда может осуществляться отбор проб воздуха с их последующим анализом. Пробы нужно брать в зоне дыхания сотрудника. Это 0,5 метра от лица работника. Отбор проводится не реже 5 раз за смену. Это высокая частота, однако это важно при производстве с повышенной опасностью.

Если в воздухе присутствует несколько элементов однонаправленного действия, сумма их концентраций должна составлять не более 1. Рассмотрим примеры веществ с однонаправленным действием:

• Фтористый водород и соли фтористоводородной кислоты.
• Разные формы спиртов.
• Сернистый и серный ангидрид.
• Разные формы кислот.
• Формальдегид и соляная кислота.
• Разные виды ароматических углеводородов.
• Бромистый метил и сероуглерод.

Если в воздухе присутствуют вредные вещества, которые не отличаются однонаправленным действием, рассчитывается объем воздуха при установлении вентиляции. При расчетах за единицу нужно брать вредное вещество, предполагающее подачу наибольшего объема воздуха.

При расчете ПДК применяется эта информация:

• Токсичность и степень негативного влияния при одноразовом контакте с веществом.
• Условия появления токсичных элементов.
• Об агрегатном состоянии вещества.
• Химическое строение, физические характеристики.

Все предприятия, в работе которых участвуют вредные элементы, должны снизить их содержание в воздухе до минимума. Для этого создаются и внедряются новые технологии и организуются сопутствующие мероприятия.

Предельные концентрации вредных элементов

Существует специальная таблица ПДК токсичных элементов. Единицей изменения является мг/м3. Рассмотрим основные элементы из этой таблицы:

ПДВ – это еще одна характеристика, относящаяся к безопасности здоровья сотрудников. Это предельно допустимый выброс, научно-технический норматив. Он измеряется по времени и определяется для каждого источника спланированного выброса. Выброс может быть организованным только в том случае, если его концентрация не превышает установленного ПДК.

Что делать для уменьшения ПДК

Если ответственные лица обнаружили превышение предельных концентраций, необходимо предпринять соответствующие меры. В частности, можно разбавить концентрацию токсичных веществ. К примеру, возможны следующие пути:

• Повышение мощности вентиляционных систем.
• Возведение более высоких труб.

Предприятия, использующие токсичные элементы, создают и внедряют различные мероприятия по улучшению санитарно-технических условий. Высокий потенциал имеют инновационные технологии, позволяющие минимизировать контакт сотрудника с вредными веществами.

Характеристики некоторых вредных элементов

Введение ПДК обусловлено тем, что элементы наносят вред организму. Каждое вещество имеет свой негативный эффект. Рассмотрим некоторые из этих эффектов:

• Соляная кислота: разъедание кожного покрова и дыхательных путей, появление пневмонии, отека легких, эрозия зубной эмали.
• Метан: удушье, головная боль, негативное влияние на нервную систему.
• Сероводород: раздражение кожных покровов и дыхательных путей, отек легких, потеря сознания.
• Бензин (ПДК составляет 300 мг/м3): тошнота, головокружение, галлюцинации, судороги.
• Ацетон (ПДК составляет 0,9 мг/м3): судороги, кашель, тошнота.
• Нефть (ПДК составляет 10 мг/м3): головная боль, боль в сердце, бессонница.

Некоторые элементы не вызывают никакого негативного эффекта при их небольшой концентрации. Однако превышение ПДК приводит к вышеназванным эффектам.

Вменяет работодателю обязанность по обеспечению безопасности работников, а именно условий их трудовой деятельности. Одним из инструментов предприятия при выполнении данных требований является такой показатель, как предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Данное ограничение представляет собой ориентир для работодателя в вопросах минимизации воздействия на работников неблагоприятных факторов производства.

Что такое ПДК вредных веществ

В большинстве случаев негативное воздействие на работников производственных факторов осуществляется посредством вдыхания работником воздуха, содержащего токсичные вещества, которые используются на производстве.

Возможность неблагоприятного влияния на работника данных веществ определяется их концентрацией в воздухе рабочей зоны. В целях исключения негативных последствий для здоровья работающего в отношении большинства из них установлены предельно допустимые концентрации.

ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны - это максимальное содержание в воздухе токсичных веществ, которое в условиях работы на протяжении 8 часов каждый день (кроме выходных) в течение всего периода работы не может вызвать у работника заболевания или отклонения в здоровье его потомства, в том числе в будущем. Значения ПДК устанавливаются в нормативных актах в мг/м .

Под рабочей зоной в данном случае понимаются 2 метра пространства от пола.

Виды вредных веществ

Всего в перечень нормируемых веществ, способных причинить вред здоровью работника, входит более 850 наименований.

По степени опасности все вредные вещества разделены на четыре класса:

1) чрезвычайно опасные — мг/м (ртуть, свинец);

2) высокоопасные — 0,1 - 1,0 мг/м (хлор, серная кислота);

3) умеренно опасные — 1,0 - 10,0 мг/м (спирт метиловый);

4) малоопасные — >10,0 мг/м (аммиак, ацетон).

По типу воздействия вредные вещества классифицируют на:

• раздражающие (аммиак, хлор);
• удушающие (оксид углерода);
• наркотические (ацетон);
• соматические (мышьяк, свинец).

Как измеряется содержание вредных веществ

На предприятии в обязательном порядке должен осуществляться контроль за концентрацией вредных веществ в воздухе. Данная обязанность возлагается на лиц, обеспечивающих охрану труда в организации.

На производствах, в которых используются вредные вещества 1 класса, контроль производится непрерывно при помощи самопишущих приборов, которые сигнализируют в случае превышения ПДК. В остальных случаях измерение проводится путем отбора проб воздуха и их анализа. Пробы берутся в зоне дыхания работника до 0,5 м от его лица не менее пяти раз в течение смены.

В случае, если в воздухе рабочей зоны присутствуют одновременно несколько вредных веществ однонаправленного действия, в сумме отношения концентраций каждого не должны быть больше 1.

На практике отслеживается тенденция, согласно которой ПДК вредных веществ периодически пересматриваются, притом в сторону ужесточения. Основанием для этого являются научные исследования воздействия данных веществ на организм человека. Так, ПДК бензола снизилась с двадцати мг/м в 1968 г. до пяти в наши дни.

Перед предприятиями, применяющими вредные вещества, бесспорно должна стоять задача минимизировать, а лучше всего исключить контакт работника с негативными производственными факторами, в том числе в виде вредных веществ во вдыхаемом воздухе, для чего необходимо разрабатывать и внедрять новые технологии, проводить соответствующие мероприятия.

Под загрязнением атмосферного воздуха подразумевают увеличение концентраций физических, химических, биологических компонентов сверх уровня, который выводит природные системы из состояния равновесия. Наиболее высокие концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе, которые превышают предельно допустимые концентрации в 2-5 раз и именно на этих территориях аккумулируется их основная масса на почве и поверхности водоемов.

Существует два главных источника загрязнения атмосферы: природное и антропогенное.

Природные источники – это вулканы, пылевые бури, лесные пожары, процессы разложения растений и животных. Наиболее значительными из выше указанных загрязнителей являются лесные пожары, особенно в наше время, когда из-за высокой температуры они приобретают угрожающие масштабы, особенно летом.

К основным антропогенным источникам загрязнения относят предприятия топливно-энергетического комплекса, транспорт, разные машиностроительные предприятия, предприятия тяжелой промышленности.

Наиболее значительные из них:

1. Тепловые электростанции загрязняют атмосферу выбросами, которые содержат сернистый ангидрид, двуокись серы, оксиды азота, сажу, пыль и золу, которые содержат соли тяжелых металлов.

2. Комбинаты черной металлургии, которые включают в себя доменное, сталеплавильное, прокатное производство, агломерационные фабрики, коксохимические заводы и др..

3. цветная металлургия, которая загрязняет атмосферу соединениями цветных и тяжелых металлов, парами ртути, сернистым ангидридом, окисями азота, углевода и др.

4. Машиностроение и металлообработка. Выбросы этих предприятий содержат аэрозоли соединений цветных и тяжелых металлов, в том числе паров ртути.

Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность является источником таких загрязнителей атмосферы как сероводород, сернистый ангидрид, окись углерода, аммиак, углеводород и бензапирен.

5. Предприятия органической химии. Выбросы большого количества органических веществ которые имеют сложный химический состав, соляной кислоты, соединений тяжелых металлов, содержат сажу и пыль.

6. Предприятия неорганической химии. Выбросы в атмосферу от этих предприятий содержат окиси серы и азота, соединения фосфора, свободный хлор, сероводород.

7.Автотранспорт. Географические закономерности распространения загрязнителей, которые от него поступают очень сложные и определяются не только конфигурацией сети автомагистралей и интенсивностью автотранспорта, но и большим количеством перекрестков где транспорт стоит определенное время с включенными двигателями. Количество транспорта во всем мире составляет 630 млн единиц.

Загрязнение окружающей среды автотранспортом – одно из наиболее небезопасных для здоровья человека, потому что выхлопные газы поступают в атмосферу, где затруднено их рассеивание. В составе отработанных газов автомобилей находится большое количество оксида азота, неспаленые углероды, альдегиды и сажа, а также монооксид углерода.

Промышленные выбросы оказывают негативное влияние на здоровье людей, разрушают материалы и оборудование, снижают продуктивность лесного и сельского хозяйства.

К сожалению, созданные эффективные технологии производства не применяются на большинстве предприятий из-за их дороговизны, а иногда, из-за пренебрежения экологической проблемой.

Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ характеризуются по четырем признакам: по агрегатному состоянию, химическому составу, размеру частиц и массовому расходу выброшенного вещества. Загрязняющие вещества выбрасываются в атмосферу в виде пыли, дыма, тумана, пара и газообразных веществ. Наиболее распространенными загрязняющими веществами, поступающими в атмосферный воздух от техногенных источников, являются: оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводороды, пыль, оксид углерода - самая распространенная и наиболее значительная примесь атмосферы, называемая в быту угарным газом. Содержание СО в естественных условиях от 0,01 до 0,2 мг. м 3 , но в крупных городах содержание его колеблется в пределах1-210 мгм3. наиболее высокая концентрация наблюдается на улицах и площадях городов с интенсивным движением, особенно у перекрестков. Его удельный вес составляет более 50% от общего объема выбросов.

Диоксид серы - бесцветный газ с острым запахом. До 70% его выбросов образуются в результате сжигания выбросов, мазута - около 15%.

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ

Для количественной оценки содержания примеси в атмосфере используется понятие концентрации – количества вещества, содержащегося в единице объема воздуха, приведенного к нормальным условиям.

Количество атмосферного воздуха – это совокупность его свойств, определяющих степень воздействия физических, химических, биологических факторов на людей, растительный и животный мир, а также на материалы, конструкции и окружающую среду в целом. Качество атмосферного воздуха считается удовлетворительным, если содержание примесей в нем не превышает предельно допустимой концентрации (ПДК) – максимальной концентрации примесей в атмосфере, отнесенные к определенному времени осреднения, которые при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него и на окружающую среду в целом прямого или косвенного воздействия, включая отдаленные последствия. Под прямым воздействием понимается нанесение организму человека временного раздражающего воздействия, вызывающее ощущение запаха, кашель, головную боль. При накоплении в организме вредных веществ выше указанной дозы могут возникать патологические изменения отдельных органов или организма в целом. Под косвенным воздействием понимаются такие изменения в окружающей среде, которые, не оказывая вредного влияния на живые организмы, ухудшают обычные условия обитания: поражаются зеленые насаждения, увеличивается число туманных дней.

Основным критерием установления нормативов ПДК для оценки качества атмосферного воздуха является воздействие содержащихся в воздухе загрязняющих примесей на организм человека.

Для оценки качества атмосферного воздуха установлены две категории ПДК: максимально разовая (ПДКм.р) и среднесуточная (ПДКс.с).

ПДКм.р – основная характеристики опасности вредного вещества. Установлена для предупреждения рефлекторных реакций у человека при кратковременном воздействии атмосферных примесей. По этому нормативу оцениваются вещества, обладающие запахом или воздействующие на отдельные органы чувств.

ПДКс.с – установлен для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и другого влияния вещества на организм человека. Оцениваемые по этому нормативу вещества обладают способностью временно или постоянно накапливаться в организме человека.

К началу 1999 года по нормативам ПДК оценивалось около 1000 веществ, однако к этому количеству ежегодно прибавляются десятки новых, малоизученных веществ, большинство из которых вредны для человека, животных и растений.

Перечень веществ, содержание которых нормируется, следовательно, постоянно пополняются. Установлены временные нормативы ПДК загрязняющих веществ в воздухе для древесной растительности (ПДКл).

Если вещества оказывают вредное влияние на окружающую среду в меньших концентрациях, чем на человека, то при нормировании исходя из порога действия этого вещества на окружающую среду. Воздействие веществ, для которых не установлены ПДК, оценивается по ориентировочному безопасному уровню воздействия загрязняющего атмосферу вещества (ОБУВ) – временный гигиенический норматив для загрязняющего атмосферу вещества.

Нормативы ПДК для атмосферного воздуха являются единичными для территории отдельно взятой страны. установленные в других странах ПДК могут отличаться. Например, в США установлена ПДК для SO2- 0,75 мгм3, а в Украине – 0,5 мгм3, установленные нормы в каждой стране регулируются международными организациями по охране здоровья, окружающей среды и различными международными организациями. Для зон санитарной охраны, курортов и зон отдыха ПДК установлены на 20% меньше, чем для жилых регионов.

Нарушение установленных норм преследуется законом, предусматривающим определенное наказание. Такие законы существуют в каждой стране, поскольку установлено, что постоянное превышение допустимой концентрации хотя бы одного из нормируемых веществ приводит к повышению заболеваемости в 1,7 раз, а в некоторых возрастных группах – до трех раз. Загрязнение атмосферы оказывает также непосредственное влияние на сооружения и декоративные украшения, памятники, и.т.д. В соответствии с нормативно-технической документацией нормирование качества окружающей среды совершается с целью установления предельно допустимых норм влияния на окружающую среду, которое гарантирует экологическую безопасность и сохранение генетического фонда, обеспечивает рациональное использование и восстановление природных ресурсов при условии стойкого развития хозяйственной деятельности.

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ВЫБРОСЫ

Для каждого проектируемого и действующего объекта, являющегося стационарным источником загрязнения воздушного бассейна, устанавливают нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферный воздух. ПДВ устанавливают из условия, что выбросы вредных веществ от данного источника в совокупности с другими источниками не создают приземную концентрацию, превышающую ПДК за пределами санитарно-защитной зоны: С+Сф(

С – концентрация вещества в приземном слое от расчетного источника при сохранении нормативов ПДВ;

Сф – фоновая концентрация этого же вещества.

Если на данном предприятии или группе предприятий, рассположенных в данном регионе, значение ПДВ по объективным причинам не могут быть немедленно достигнуты, устанавливают временно согласованный выброс (ВСВ). Норматив ВСВ устанавливают на период разработки и организации воздухо-охранных мероприятий, обеспечивающих достижение нормативов ПДВ. Срок действия ПДВ устанавливается на 5 лет. При появлении новых производств, реконструкции действующих, изменении технологического процесса или вида используемого сырья и других случаях, нормативы ПДВ пересматриваются.

Для каждого города на основании нормативов ПДВ предприятий и фонового состава атмосферного воздуха разрабатывают общегородские нормативы ПДВ, в соответствии с которыми индивидуальные ПДВ предприятий могут быть пересмотрены в сторону уменьшения.

ПДВ устанавливается для каждого стационарного источника из расчета, что совокупный выброс от всех источников загрязнения атмосферного воздуха с учетом перспективы развития не приведет к превышению нормативов ПДК в приземном слое. ПДВ устанавливается для условий полной нагрузки технологического и газоочистного оборудования и их нормальной работы. ПДВ не должен превышаться в любой 20 минутный период времени. Для мелких источников целесообразно установление ПДВ от их совокупности с предварительный объединением их в площадной или точечный источник. ПДВ определяется для каждого вещества отдельно, в том числе и в случае суммации вредного воздействия нескольких веществ.

По результатам расчета нормативов ПДВ для каждого стационарного источника выбросов устанавливается предельный выброс предприятий в целом. ПДВ устанавливают с учетом фоновых концентраций энергетически достоверной максимальной концентрации. Она является характеристикой загрязнения атмосферы и определяется как значенеие концентрации, которая превышается не более чем в 6% случаев от общего количества наблюдений. Фоновая концентрация характеризует суммарную концентрацию, создаваемую всеми источниками, расположенными на данной территории.

Установлению ПДВ для источника предшествует определение его зоны влияния.

Для предприятий и источников, зоны влияния которых целиком расположены в пределах города, где суммарная концентрация от всех источников меньше ПДК.

Значение выбросов, используемых при расчетах, принимаются в качестве ПДВ.

Для получения информации про состояние воздушного бассейна создана сеть пунктов и станций контроля. Регулярно проводится инвентаризация выбросов – учет основных источников загрязнения атмосферы, количества и состава выбросов.

КОНТРОЛЬ НАД ЗАГРЯЗНЕНИЕМ АТМОСФЕРЫ

В каждой стране существует система контроля над количеством выбрасываемых веществ в атмосферу. Это делают, чтобы количество выбросов не превысило установленных ограничений.

Мониторинг атмосферного воздуха – слежение за его состоянием и предупреждение о критических ситуациях, вредных или опасных для здоровья людей, животных и растений. Для обеспечения контроля в развитых странах созданы автоматические системы контроля загрязнения воздуха (АСКЗВ).

Задачи, решаемые АСКЗВ: автоматическое наблюдение и регистрация концентраций с целью определения фактического состояния воздушного бассейна; принятия экстренных мер по борьбе с загрязнением; прогноз уровня загрязнения; разработка рекомендаций для улучшения состояния окружающей среды. АСКЗВ рассчитаны на измерение концентраций одного или нескольких элементов: SO2,CO,NOx,O3,H2S,NH, взвешенных веществ, а также определение влажности, температуры, скорости и направления ветра. АСКЗВ функционируют на уровне предприятий,города, региона, на национальном и международном уровнях.

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ (ПДК) ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ – это максимальная концентрация вредного вещества, которая за определенное время воздействия не влияет на здоровье человека и его потомство, а также на компоненты экосистемы и природное сообщество в целом.

В атмосферу поступает множество примесей от различных промышленных производств и автотранспорта. Для контроля их содержания в воздухе нужны вполне определенные стандартизированные экологические нормативы, поэтому и было введено понятие о предельно допустимой концентрации. Величины ПДК для воздуха измеряются в мг/м 3 . Разработаны ПДК не только для воздуха, но и для пищевых продуктов, воды (питьевая вода, вода водоемов, сточные воды), почвы.

Предельной концентрацией для рабочей зоны считают такую концентрацию вредного вещества, которая при ежедневной работе в течение всего рабочего периода не может вызвать заболевания в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Предельные концентрации для атмосферного воздуха измеряются в населенных пунктах и относятся к определенному периоду времени. Для воздуха различают максимальную разовую дозу и среднесуточную.

В зависимости от значения ПДК химические вещества в воздухе классифицируют по степени опасности. Для чрезвычайно опасных веществ (пары ртути, сероводород, хлор) ПДК в воздухе рабочей зоны не должна превышать 0,1 мг/м 3 . Если ПДК составляет более 10 мг/м 3 , то вещество считается малоопасным. К таким веществам относят, например, аммиак.

ПДК устанавливаются для среднестатистического человека, однако ослабленные болезнью и другими факторами люди могут почувствовать себя дискомфортно при концентрациях вредных веществ, меньших ПДК. Это, например, относится к заядлым курильщикам.

Величины предельно допустимых концентраций некоторых веществ в ряде стран существенно различаются. Так, ПДК сероводорода в атмосферном воздухе при 24-часовом воздействии в Испании составляет 0,004 мг/м 3 , а в Венгрии – 0,15 мг/м 3 (в России – 0,008 мг/м 3).

В нашей стране нормативы предельно допустимой концентрации разрабатываются и утверждаются органами санитарно-эпидемиологической службы и государственными органами в области охраны окружающей среды. Нормативы качества окружающей среды являются едиными для всей территории РФ. С учетом природноклиматических особенностей, а также повышенной социальной ценности отдельных территорий для них могут быть установлены нормативы предельно допустимой концентрации, отражающие особые условия.

При одновременном присутствии в атмосфере нескольких вредных веществ однонаправленного действия сумма отношений их концентраций к ПДК не должна превышать единицу, однако это выполняется далеко не всегда. По некоторым оценкам, 67% населения России живут в регионах, где содержание вредных веществ в воздухе выше установленной предельно допустимой концентрации. В 2000 содержание вредных веществ в атмосфере в 40 городах с суммарным населением около 23 млн. человек время от времени превышало предельно допустимую концентрацию более чем в десять раз.

При оценке опасности загрязнения в качестве образца сравнения служат исследования, проводимые в биосферных заповедниках. А вот в крупных городах природная среда далека от идеальной. Так, по содержанию вредных веществ Москву-реку в пределах города считают «грязной рекой» и «очень грязной рекой». На выходе Москвы-реки из Москвы содержание нефтепродуктов в 20 раз больше предельно допустимых концентраций, железа – в 5 раз, фосфатов – в 6 раз, меди – в 40 раз, аммонийного азота – в 10 раз. Содержание серебра, цинка, висмута, ванадия, никеля, бора, ртути и мышьяка в донных отложениях Москвы-реки превышает норму в 10–100 раз. Тяжелые металлы и другие ядовитые вещества из воды попадают в почву (например, при половодьях), растения, рыбу, сельскохозяйственную продукцию, питьевую воду, как в Москве, так и ниже по ее течению в Подмосковье.

Химические методы оценки качества окружающей среды очень важны, однако они не дают прямой информации о биологической опасности загрязняющих веществ – это задача биологических методов. Предельно допустимые концентрации являются определенными нормами щадящего воздействия загрязняющих веществ на здоровье человека и природную среду.

Химия и общество . Пер. с англ. – М., Мир, 1995
Хабарова Е.И., Панова С.А. Экология в таблицах . Справочное пособие. М., Дрофа, 1999
Человек и среда его обитания . Хрестоматия. Под ред. Г.В.Лисичкина и Н.Н.Чернова. М., Мир, 2003

В настоящее время принято, что предельно допустимая концентрация (ПДК) - количество вредного вещества в окружающей среде, при постоянном контакте или при воздействии на организм человека в течение заданного промежутка времени не вызывающего необратимых (патологических) изменений в нем и у его потомства.

Концепция ПДК базируется на двух предположениях:

1) эффект любого химического фактора пропорционален его интенсивности и выражается формулой «доза-время-эффект»;

2) биологическое действие любого химического фактора подчиняется принципу пороговости, ниже которого не обнаруживается реакция организма.

Соответственно, в основе нормирования лежит максимальная недействующая доза.

Для воздушной среды различают ПДК для атмосферного воздуха и для рабочей зоны (ПДК в р.з.). При этом для атмосферного воздуха существуют максимально разовая (ПДК м.р.) и среднесуточная (ПДК с.с.) .

(ПДК м.р.) - это предельная концентрация загрязняющих веществ в воздухе населенных мест, при вдыхании которой в течение 30 минут не возникают рефлекторные реакции в организме человека.

(ПДК с.с.) - это предельная концентрация загрязняющих веществ в воздухе населенных мест, которая не должна оказывать на человека прямого или косвен-ного вредного воздействия при неопределенно долгом вдыхании.

(ПДК в р.з.) - это предельная концентрация загрязняющих веществ, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение рабочей смены в период всего рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих.

ПДВ (предельно допустимый выброс) - это количество загрязняющих веществ в единицу времени (г/с, т/год), которое не разрешается превышать при выбросе в атмосферу. ПДВ устанавливается для каждого источника загрязнения из условия, что при рассеянии загрязняющих веществ в атмосфере концентрация последнего в приземном слое не будет превышать ПДК. В результате суммирования ПДВ отдельных источников выбросов устанавливают значения ПДВ для предприятия в целом (Мешалкин, 2006).

ПДК вещества в воде устанавливается с учетом показателей вредности:

а) для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДК хп) - трех показателей: органолептического, общесанитарного и санитарно-токсикологического;

б) для рыбохозяйственного водопользования (ПДК рх) - пяти: органолептического, общесанитарного, санитарно-токсикологического, токсикологического и рыбохозяйственного.

Органолептический показатель характеризует способность вещества изменять органолептические (оцениваемые с помощью органов чувств - привкус, запах, окраска) свойства.

Общесанитарный показатель определяет влияние вещества на процессы естественного самоочищения вод за счет биохимических и химических реакций с участием естественной микрофлоры .

Санитарно-токсикологический показатель характеризует вред-ное воздействие на организм человека, а токсикологический - показыва-ет токсичность вещества для живых организмов, населяющих водный объект.

Рыбохозяйственный показатель определяет «порчу качеств» промысловых рыб.

Наименьшая из безвредных концентраций по трем (ПДК хп) или пяти (ПДК рх) показателям вредности принимается за ПДК с указанием лимитирующего показателя вредности.

Для обеспечения нормативов качества воды в контрольном (расчетном) створе для каждого выпуска сточных вод и для каждого загрязняющего вещества уста-навливают предельно допустимый сброс (ПДС) представляющий со-бой массу загрязняющих веществ, максимально допустимую к отведению с установлен-ным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени.

ПДС (г/ч) рассчитывают по наибольшим среднечасовым расхо-дам сточных вод фактического периода спуска сточных вод как произведение расхода сточных вод q св (м 3 /ч) на концентрацию загрязняющих веществ С ПДС (г/м 3) по формуле:

ПДС = q св С ПДС

Концентрацию взвешенных веществ в сточной воде воде определяют, ис-ходя из их концентрации в водном объекте до места сброса С ПДС по фор-мулам:

С ПДС ≤C в + 0,25;

Для водоемов рыбохозяйственного и источников рекреацион-ного водопользования (категория 2)

С ПДС ≤ C в + 0,25;

С ПДС ≤1,05C в.

Для показателей состава и свойств сточных вод, подпадающих под общие требования (плавающие примеси, растворенный кислород, запахи, привкусы, окраска, температура, значение рН), ПДС не определяется (Мешалкин, 2007).

Лимитирующий признак вредности. ПДК химического соединения в водоеме устанавливается по тому признаку вредного действия, который характеризуется наименьшей концентрацией.

Эффект суммарного действия вредных веществ с одним и тем же лимитирующим признаком вредности суммируется.

aA − 1 + bB − 1 + nN − 1 ≤ 1,

где a, b, n - концентрации веществ, для которых установлены ПДК A, B, N .

Необходимо помнить, что разные типы загрязнений присутствуют совместно. Они взаимодействуют друг с другом. При этом их токсичность изменяется. Например, закисление или образование соединений с органическими веществами увеличивает токсичность ионов многих металлов. Поэтому при установлении ПДК следует учитывать разные виды взаимодействия веществ друг с другом: аддитивность - простое суммирование эффекта, антагонизм - взаимное ослабление действия веществ, синергизм - взаимное усиление действия веществ, превосходящее аддитивный эффект. Кроме того, следует помнить о возможности биоаккумуляции - накоплении поступающего с пищей или водой яда в организме, биоконцентрации - адсорбции токсического вещества кожными покровами или органами дыхания, биомагнификации - роста концентрации токсического вещества в пищевой цепи (Пурмаль, 1998).

Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятию «загрязнение».

2. Какие бывают виды загрязняющих веществ?

3. Что такое токсичность?

4. В чем измеряется токсичность?

5. Что такое ПДК?

6. Что такое ПДС и ПДВ?

7. Какие бывают виды взаимодействия веществ друг с другом?

Задачи

1. В воздухе производственного помещения содержится три загрязняющих вещества однонаправленного действия - свинец (ПДК врз =0,05 мг/м 3), ртуть (ПДК врз =0,005 мг/м 3) и конденсированный аэрозоль оксида марганца (ПДК врз =0,05 мг/м 3). Какова допустимая концентрация оксида марганца (х) в воздухе рабочей зоны, если фактическая концентрация свинца составляет 0,005, а ртути 0,002 мг/м 3 ?

Расход СВ составляет 0,2 м З /с=720 м 3 /ч. Концентрации ЗВ в СВ следующие:

а) взвешенные вещества - 60 мг/л;

б) минеральный состав по сухому остатку - 360 мг/л, в т.ч. хлориды - 220 мг/л, сульфаты - 100 мг/л;

в) Pb - 2,0 мг/л;

г) бензол - 1,5 мг/л;

д) 4-нитрофенол - 0,3 мг/л.

Фоновая концентрация взвешенных веществ в реке составляет 42 мг/л. Значения ПДК на свинец, бензол и 4-нитрофенол соответственно равны 0,03, 0,5 и 0,02 мг/л; лимитирующий признак вредности всех трех веществ - санитарно-токсикологический; класс опасности - второй.