Что такое ПДК? Предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе. Пдк вредных веществ

Под качеством атмосферного воздуха понимают - совокупность свойств атмосферы, определяющую степень воздействия физических, химических и биологических факторов на людей, растительный и животный мир, а также на материалы, конструкции и окружающую среду в целом.

Допустимые пределы содержания вредных веществ как в производственной (предназначенной для размещения промышленных предприятий, опытных производств научно-исследовательских институтов и т.п.), так и в селитебной зоне (предназначенной для размещения жилого фонда, общественных зданий и сооружений) населенных пунктов. Основные термины и определения, касающиеся показателей загрязнения атмосферы, программ наблюдения, поведения примесей в атмосферном воздухе определены ГОСТом 17.2.1.03-84. ГОСТ 17.2.1.03-84. Охрана природы. Атмосфера. Термины и определения контроля загрязнения.

Особенностью нормирования качества атмосферного воздуха является зависимость воздействия загрязняющих веществ, присутствующих в воздухе, на здоровье населения не только от значения их концентраций, но и от продолжительности временного интервала, в течение которого человек дышит данным воздухом.

Предельно допустимая концентрация максимально разовая (ПДК м.р. ) - максимальная 20 - 30 минутная концентрация, при воздействии которой не возникают рефлекторные реакции у человека (задержка дыхания, раздражение слизистой оболочки глаз, верхних дыхательных путей и др.).

Предельно допустимая концентрация среднесуточная (ПДК сс ) - это концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного воздействия при неограниченно долгом (годы) вдыхании. Таким образом, ПДК сс рассчитана на все группы населения и на неопределенно долгий период воздействия и, следовательно, является самым жестким санитарно - гигиеническим нормативом, устанавливающим концентрацию вредного вещества в воздушной среде.

Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (ПДК рз) - концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов, или при другой продолжительности, но не более 41 часа в неделю, на протяжении всего рабочего стажа не должна вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Рабочей зоной следует считать пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площади, на которой находятся места постоянного или временного пребывания рабочих.

Как следует из определения, ПДК рз представляет собой норматив, ограничивающий воздействие вредного вещества на взрослую работоспособную часть населения в течение периода времени, установленного трудовым законодательством. ГН 2.2.5.686-98 Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

По характеру воздействия на организм человека вредные вещества можно разделить на группы: раздражающие (хлор, аммиак, хлористый водород и др.); удушающие (оксид углерода, сероводород и др.); наркотические (азот под давлением, ацетилен, ацетон, четыреххлористый углерод и др.); соматические, вызывающие нарушения деятельности организма (свинец, бензол, метиловый спирт, мышьяк).

Согласно требованиям санитарных норм и Системы стандартов безопасности труда, на предприятиях должен осуществляться контроль содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны (охрана труда). Там, где применяются высокоопасные вредные вещества первого класса - контроль непрерывный, с помощью автоматических самопишущих приборов, выдающих сигнал при превышении пак. Там, где применяют вредные вещества второго, третьего и четвертого классов, должен осуществляться периодический контроль путем отбора и анализа проб воздуха. Отбор производят в зоне дыхания в радиусе до 0,5 м от лица работающего; берется не менее пяти проб в течение смены. К вредным веществам однонаправленного действия относят вредные вещества, близкие по химическому строению и характеру биологического воздействия на организм человека.

При одновременном выделении в воздух рабочей зоны помещений нескольких вредных веществ, не обладающих однонаправленным характером действия, количество воздуха при расчете общеобменной вентиляции следует принимать по тому вредному веществу, для которого требуется подача наибольшего объема чистого воздуха.

В нашей стране ПДК устанавливают санитарные органы Минздрава России. Периодически, в соответствии с уровнем развития медицинских знаний ПДК пересматривают, как правило, в сторону ужесточения. Так, например, до 1968 г. действовали нормы, предусматривающие ПДК бензола 20 мг/м 3 . Клинико-гигиенические исследования выявили случаи неблагоприятного воздействия таких его концентраций на организм человека. Это послужило основанием к снижению ПДК бензола до 5 мг/м 3 . В общем, можно сказать, что все предельно допустимые концентрации стремятся к некоторым пределам, называемым обычно предельно допустимыми экологическими концентрациями (ПДЭК). Имеются в виду концентрации вредных веществ, не оказывающие вредного влияния (ближайшего или отдаленного) на экологические системы, т. е. на совокупность живых организмов, среду обитания и их взаимосвязь.

В настоящее время ПДК установлены для воздуха рабочей зоны более чем для 850 веществ.

ПДК для воздуха жилых помещений, помещений школ, дошкольных учреждений и общественных зданий - 0,0003 мг/куб.м. ПДК для производственных объектов, учебных лабораторий ВУЗов и НИИ - 0, 0017 мг/куб.м, т.е. 30% среднесменной ПДК рабочей зоны, равной 0,005 мг/куб.м (ГОСТ 12.1.005-76 «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования»).

Класс опасности - показатель, характеризующий степень опасности для человека веществ, загрязняющих атмосферный воздух. По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяют на четыре класса опасности ГОСТ 12.1.007-76 «Классификация и общие требования безопасности»:

Наименование показателей	Норма для класса опасности 1-го 2-го 3-го 4-го
Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м3
Средняя смертельная доза при введении в желудок, мг/кг
Средняя смертельная доза при нанесении на кожу, мг/кг
Средняя смертельная концентрация в воздухе, мг/м3				Более 50000
Коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО)
Зона острого действия
Зона хронического действия

Согласно Трудовому кодексу, работодатель должен обеспечить на предприятии безопасные условия труда. При работе на определенных производствах, в воздухе рабочей зоны содержатся вредные вещества, оказывающие влияние на здоровье людей – в обязанности работодателя входит контроль такого показателя, как предельная концентрация вредных веществ в воздухе (ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны). Величины концентрации веществ определены и распределены по типу химического строения и токсикологического воздействия.

Разновидности ПДК в воздухе рабочей зоны

В зависимости от тяжести воздействия на живой организм, вредные вещества делят на 4 группы по опасности:

• Чрезвычайно опасные;
• Очень опасные;
• Опасные;
• Умеренно (сдержанно) опасные.

Допустимая ПДК в воздухе рабочей зоны меняется в зависимости от принадлежности того или иного вещества к группе опасности, меняется также время, которое живые организмы могут находиться при воздействии данных химических соединений.

Измерение ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны

На предприятии, согласно санитарным нормам, обязательно должен производиться контроль за концентрацией вредных веществ в воздухе в области работы сотрудников. Данная обязанность возлагается на ответственных сотрудников, обеспечивающих охрану труда на предприятии.

Там, где применяются чрезвычайно опасные вредные вещества первого класса, необходим непрерывающийся контроль с помощью автоматических самопишущих приборов, которые выдают сигнал при увеличении уровня концентрации, а там, где применяются менее вредные вещества (умеренно опасные, опасные и очень опасные) - периодический контроль при помощи отбора и анализа проб воздуха. Ниже мы рассмотрим ПДК наиболее часто встречающихся на производстве вредных веществ и их воздействие на организм человека.

ПДК соляной кислоты в воздухе рабочей зоны - 5 мг/м3. Соляная кислота может попадать в организм при дыхании. Данное вещество оказывает разъедающее действие на глаза, кожный покров и дыхательные пути. Вдыхание человеком газа высокой концентрации может вызывать болезни легких -пневмонию, отек легких, приводить к синдрому дисфункции дыхательных путей. Долговременное воздействие может привести к возникновению хронических заболеваний. Вещество может воздействовать на зубы, приводя к их эрозии.

ПДК метана в воздухе рабочей зоны - 7000 мг/м3. Метан – это бесцветный газ, очень взрывоопасен. В небольшой концентрации метан нетоксичен и неопасен для здоровья человека. В высоких концентрациях может воздействовать на нервную систему, вызывает удушье, головную боль. Кроме того, метан оказывает очень негативное влияние на окружающую среду, так как является сильным парниковым газом.

ПДК сероводорода в воздухе рабочей зоны - 10 мг/м3. Сероводород - это не имеющий цвета сжатый сжиженный газ с характерным запахом протухших яиц. Сероводород оказывает сильное раздражающее действие на глаза и дыхательные пути человека. Вдыхание газа может привести к отеку легких, потере человеком сознания. Эффекты от воздействия могут иметь отсроченный характер, обострятся при физической нагрузке. Вещество является чрезвычайно огнеопасным.

ПДК бензина в воздухе рабочей зоны – если бензин растворитель - 300 мг/м3, топливного бензина - 100 мг/м3. В случае отравления бензином, наблюдаются тошнота, слабость, головокружение. Бензин хорошо всасывается через кожу, дыхательные пути, слизистые оболочки. При длительном воздействии бензина на организм возможна потеря сознания, появление галлюцинаций, судороги.

ПДК ацетона в воздухе рабочей зоны (ацетонциангидрина) – 0,9 мг/м3. Это жидкость с резким характерным запахом чаще бесцветного цвета. При вдыхании может вызывать судороги, кашель, тошноту, потерю сознания. При длительном воздействии ацетон может оказывать действие на центральную нервную систему и щитовидку, приводя к нарушениям в работе.

ПДК нефти в воздухе рабочей зоны – 10 мг/м3. Нефть – это горючее ископаемое и в необработанном виде представляет вязкую маслянистую жидкость темно-коричневого цвета. Отравление нефтью и получаемыми и нее продуктами может вызвать головную боль, головокружение, сердечные боли, бессонницу. При многократном воздействии наблюдаются нарушения в работе желудочно-кишечного тракта, повышенная заболеваемость органов дыхательных путей.

ПДК водорода в воздухе рабочей зоны (хлороводорода) – 5 мг/м3. Хлористый водород -это бесцветный сжатый сжиженный газ с резким запахом, не горючий. При многократном воздействии на организм вещество может оказывать действие на легкие, приводя к возникновению хронического бронхита. При вдыхании вызывает ощущение жжения, может вызывать кашель, боль в горле, симптомы могут проявиться через некоторое время (имеет отсроченное действие).

ПДК хлора в воздухе рабочей зоны – 1 мг/м3, порог восприятия запаха - 2 мг/м3. Хлор – это зеленовато-желтый газ с резким запахом. Воздействие 120 – 180 мг/м3 в течение 30-60 минут очень опасно для жизни, при 300 мг/м3 возможен летальный исход. При вдыхании вызывает ощущение жжения, тошноту, симптомы могут иметь отсроченное влияние (проявиться спустя время). Оказывает едкое воздействие на глаза, может вызвать сильные глубокие ожоги.

ПДК ртути в воздухе рабочей зоны – 0,005 мг/м³ (среднесменная). Ртуть – это тяжелый жидкий металл, не имеющий выраженного запаха, серебристого цвета, может попадать в организм при вдыхании паров и через кожные покровы. Вдыхание паров может вызвать проблемы с легкими (пневмонию). Вещество может оказывать действие на нервную систему, приводить к эмоциональным и психическим расстройствам, ртутному тремору, расстройству речи.

ПДК пропана в воздухе рабочей зоны - 300 мг/ м³. Пропан – это сжиженный нефтяной газ. Слабое однократное воздействие пропаном может вызвать у человека головную боль, головокружение. При многократном воздействии может привести к более серьезным последствиям.

ПДК бензола в воздухе рабочей зоны составляет 5 мг/м и совпадает с порогом восприятия запаха. Бензол – это бесцветная жидкость с резким запахом, может вызывать сонливость, головокружение, тошноту, судороги. Сильно огнеопасно. При многократном воздействии вещество может оказывать действие на органы кроветворения, печень и иммунную систему. Вещество очень канцерогенно для человека.

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.

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.

Под ПДК понимается такая максимальная концентрация химических элементов и их соединений в окружающей среде, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени на организм человека не вызывает патологических изменений или заболеваний, устанавливаемых современными методами исследований в любые сроки жизни настоящего и последующего поколений.

На состоянии растений и животных могут отражаться концентрации, существенно меньше ПДК. Например, загрязнения воздуха сернистым газом до концентрации в 10 раз меньшей ПДК вызывает хроническое или кратковременное поражение листьев растений, замедление роста, снижение урожайности.

Концепция ПДК

Время расцвета концепции «предельно-допустимых величин» приходится на середину ХХ века. ПДК устанавливались из расчёта, что существует некое предельное значение вредного фактора, ниже которого пребывание в данной зоне (или, например, использование продукта) совершенно безопасно.

Поэтому значения ПДК, устанавливаемые на основании экспериментальных данных о токсичности и иных привходящих обстоятельств, не одинаковы в разных странах и периодически пересматриваются.

Нормы ПДК

Подход EPA

В настоящее время всё более распространённым является достаточно развитый, «вероятностный» подход, развиваемый EPA (Управлением по охране окружающей среды США) с начала 1980-х годов.

В этой концепции («Оценка риска») учтена возможность совместного действия вредных факторов, причём их весовые коэффициенты могут меняться, в зависимости от симбатности (мера схожести зависимостей в математическом анализе) или аддитивности этих факторов. Могут быть учтены дополнительные параметры - половозрастные или генетические особенности популяции, для которой проводится оценка риска. Такой подход исключает использование жёстко фиксированных ПДК, заменяя их специальными исследованиями оценки риска, более обоснованными и информативными. В предельном случае оценка риска может дать и значения лимитов на концентрации (уровни) вредных факторов, совпадающие с ПДК.

Использование кларковых концентраций

Величины ПДК установлены не для всех химических элементов. В связи с этим в экологических изысканиях достаточно часто применяют кларки химических элементов как нормирующие значения. При исследовании почв и грунтов концентрации загрязняющих элементов сопоставляются со средними содержаниями (кларками) в земной коре . Для оценки экологического состояния городских почв в качестве стандартов, относительно которых рассчитывается превышение, могут быть использованы кларки почв селитебных ландшафтов .

Виды ПДК

Уровни ПДК одного и того же вещества различны для разных объектов внешней среды.

В России

• Для воздушной среды
  • Для атмосферного воздуха населённых мест и закрытых помещений СанПиН 2.1.6.1032-01
    • ПДК_сс - среднесуточное,
    • ПДК_мр - максимально-разовое,
  • Для воздуха рабочей зоны ГОСТ 12.1.005-88
    • ПДКмр.рз - максимальное разовое в рабочей зоне,
    • ПДКсс.рс - среднесменная в рабочей зоне,
• Для водной среды
  • ПДКв1 - водных объектов 1-й категории водопользования,
  • ПДКв2 - водных объектов 2-й категории водопользования,
  • ПДКрыбхоз - для водоёмов рыбохозяйственного назначения (см. нормативы 2010 года),
    • Классы загрязнённости воды определяются исходя из частоты и кратности превышения ПДК по набору показателей
• Для почвы
  • ПДКп.
• Для продуктов питания
  • ПДКпп

Максимально-разовое значение ПДК устанавливается для предотвращения рефлекторных реакций человека при кратковременном действии примесей.

Среднесуточное значение ПДК (ПДКс.с.) устанавливается в мг/м³ для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и сенсибилизирующего действия вещества на организм человека. Эта концентрация не должна оказывать прямого или косвенного вредного воздействия на организм человека в условиях неопределённо долгого круглосуточного вдыхания. Значения ПДК с.с. веществ в атмосферном воздухе санитарно-курортной зоны принимается численно на 25 % меньше, чем для обычных населённых мест.