Предельно допустимая концентрация относится к нормативам. Смотреть что такое "ПДК" в других словарях

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.

1. Понятие предельно допустимая концентрация

1.1 Величина показателей вредности ПДК

2. Виды ПДК

2.1 ПДК для воздушной среды

2.2 ПДК для водной среды

2.3 ПДК в пахотном слое почвы

2.4 ПДК в продуктах питания

3. Предельно допустимые уровни

3.1 Предельно допустимый уровень радиации

3.2 Предельно допустимый уровень шума

3.3 Предельно допустимый уровень вибрации

3.4 Предельно допустимый уровень ионизирующего излучения

Список используемой литературы

1. Понятие предельно допустимая концентрация

1.1 Величина показателей вредности пдк

Предельно допустимая концентрация (далее ПДК) – утверждённый в законодательном порядке санитарно-гигиеническийнорматив. Под ПДК понимается нормативы, которые установлены в соответствии с показателями предельно допустимого содержания химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов в окружающей среде и несоблюдение которых может привести к загрязнению окружающей среды, деградации естественных экологических систем 1 . 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.

Нормативы предельно допустимых вредных воздействий, а также методы их определения, носят временный характер и могут совершенствоваться по мере развития науки и техники с учетом международных стандартов.

Основные экологические нормативы качества окружающей среды и воздействия на нее следующие:

1. предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ;

2. предельно допустимый уровень (ПДУ) вредных физических воздействий: радиации, шума, вибрации, магнитных полей и др.

Величина ПДК устанавливается законодательно. Поэтому ПДК можно считать понятием более юридическим, чем естественнонаучным (хотя величины ПДК определяются на основе научных рекомендаций). И поэтому же в различных странах принимаются свои нормативы предельно допустимых концентраций, которые могут отличаться друг от друга в разы и даже на порядки. Это всегда следует иметь в виду при сопоставлении результатов экологических исследований, выполняющихся в различных странах, в том числе сопредельных (например, когда специалисты двух соседних государств оценивают, независимо друг от друга, последствия одной техногенной аварии, случившейся в пограничном районе). При этом есть общие нормативы, рекомендованные Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), и рекомендуется, чтобы национальные нормативы были не менее жёсткими. А вот ужесточение национальных норм по сравнению с международными вполне допускается и даже поощряется.

Величины токсичности и ПДК связаны в целом обратной пропорцией. Чем токсичнее вещество, тем ниже величина ПДК. Значения ПДК устанавливаются не только для каждого вещества в отдельности, но и для каждой из сред, в которых оно может содержаться. Для каждой среды применяются свои единицы измерений: для почв – мг/кг, воды – мг/л, воздуха – мг/м3.

Величина ПДК устанавливается с учетом различных показателей вредности, связанных с особенностями воздействия на организм или способами переноса (обмена между средами). В частности, для оценки величины ПДК в почвах, поскольку вещество почвы прямого воздействия на организм человека не оказывает, используются несколько показателей такого возможного опосредованного воздействия:

водно-миграционный показатель учитывает способность вещества образовывать растворимые формы, передаваться через водную среду и, соответственно, попадать в организм человека при употреблении воды;

воздушный показатель учитывает «летучесть» вещества, способность его испаряться и переноситься по воздуху, попадая в организм человека в процессе дыхания;

транслокационный показатель учитывает способность химического элемента накапливаться в растениях и попадать в организм человека или животных при их употреблении в пищу;

показатель, основанный на вредности прямого попадания токсичного вещества в организм, называется санитарно-токсикологическим;

для атмосферного воздуха и природных вод, используемых для водоснабжения, может применяться органолептический показатель, учитывающий не только токсическое воздействие, но и появление неприятных ощущений при вдыхании загрязнённого воздуха или употреблении загрязнённой воды;

В конечном счёте, за итоговый, лимитирующий показатель при установлении ПДК принимается тот, который является наиболее жёстким. При установлении ПДК для воздушной среды учитывается не только содержание вещества, но и время, которое человек может без ущерба для здоровья провести в данной атмосфере. Это обусловлено тем, что воздействие токсичных веществ, рассеянных в атмосфере, не является разовым, а осуществляется непрерывно в процессе дыхания. Чем дольше человек пребывает в загрязнённой атмосфере, тем выше опасность для его здоровья.

Для наиболее токсичных веществ значения ПДК не устанавливаются. Это означает, что любые, даже самые незначительные содержания их в природных средах, представляют опасность для здоровья человека. Такую высокую степень токсичности могут иметь некоторые вещества, синтезируемые искусственно и не имеющие природных аналогов.

При определении влияния вредных веществ на человека, растительные и животные организмы, степени загрязненности окружающей среды, а также для проведения экологических экспертиз состояния окружающей среды или отдельных объектов или районов в мире пользуются понятием "качество природной среды". Нормативы качества выражаются в предельно допустимых концентрациях (ПДК) вредных веществ (поллютантов), предельно допустимых уровнях (ГДР), предельно допустимых выбросах (ПДВ), предельно допустимых экологических нагрузках (Гдень), максимально допустимом уровне (МГС), временно согласованных выбросах (ТБО) и ориентировочно безопасных уровнях воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в различных средах.

Цель нормативов качества заключается в обеспечении научно обоснованного сочетания экологических и экономических интересов как основы общественного прогресса. Это вынужденный компромисс, что помогает развивать промышленность, охраняя жизнь и благополучие человека. Основой нормативов является три показателя: медицинский, технологический, научно-технический.

Медицинский показатель устанавливает предельный уровень угрозы здоровью человека. Технологический показатель оценивает уровень установленных границ техногенного воздействия на человека и среду обитания; научно-технический - возможность научно-технических средств контролировать соблюдение пределов воздействия по всем необходимым характеристикам.

Показатель ПДК, характеризующий качество окружающей среды в отношении здоровья человека, относится к нормативов санитарно-гигиенического характера.

Предельно допустимая концентрация (норматив) - количество вредного вещества в окружающей среде, которая при постоянном контакте или взаимодействия за определенный промежуток времени не влияет на здоровье человека и не вызывает нежелательных последствий у будущих поколений.

Этот вид нормирования охватывает не только экологическую, но и производственную, жилищно-бытовую сферу жизни человека. Впервые ПДК было введено в 1939 году. Для питьевой воды. К 1991 количество норм ПДК для водных объектов

хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения достигла 1925 ПДК по атмосферы впервые были установлены в 1951 г.. для 10 вредных веществ. До 1991 г.. Их насчитывалось 479. ПДК в почве начали вводить с 1980

ПДК устанавливают главные санитарные инспекции в законодательном порядке или рекомендуют соответствующие учреждения, комиссии на основе результатов комплексных научных исследований, лабораторных экспериментов, а также сведений, полученных во время и после различных аварий на производствах, военных действий, природных катастроф с использованием длительных медицинских обследований людей на вредных производствах (химические производства, АЭС, шахты, карьеры, литейные цеха).

Для вычисления максимальной разовой ПДК используют высокочувствительные тесты, с помощью которых выявляют минимальные воздействия загрязнителей на здоровье человека в случае кратковременных контактов (измерения биопотенциалов головного мозга, реакция глаза и т.д.). С целью определения длительных воздействий загрязнителей (токсикантов) проводят эксперименты на животных, используют данные наблюдений во время эпидемий, аварий, добавляя к определенному порогового воздействия коэффициент запаса, снижает действие еще в несколько раз.

Чем вредны вещества, тем сложнее, масштабнее! и значительные усилия, направленные на охрану атмосферного воздуха. Для каждого вещества в Украине установлены два нормативы: максимальная разовая и среднесуточная ПДК.

Высокие значения содержания загрязняющих примесей в атмосферном воздухе, полученные при анализе многочисленных отобранных проб, называют максимальной разовой концентрации.

Максимальное разовое ПДК устанавливают с целью предотвращения рефлекторным реакциям у человека из-за раздражения рецепторов органов дыхания (восприятие неприятных запахов, чихание, аллергические явления, изменение биоэлектрической активности головного мозга, мировой чувственности глаз и прочее) по кратковременного действия (до 20 мин.) Атмосферных загрязнений. В связи с тем, что концентрации загрязнений в атмосферном воздухе не постоянны во времени и меняются в зависимости от метеорологических условий, рельефа местности, характера выброса, вида и интенсивности застройки и других причин, разовые пробы в соответствии с требованиями стандартов отбирают регулярно несколько раз в сутки в течение короткого промежутка времени (20-30 мин.).

Среднесуточную ПДК устанавливают для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и другой прямой или косвенного вредного воздействия на человека в условиях длительного (круглосуточного) вдыхание вещества. Среднесуточную концентрацию определяют как среднеарифметическое значение разовых концентраций, для которых указан срок времени отбора, или как среднее содержание вредных примесей в пробах атмосферного воздуха, отобранных в течение 24 часов. без перерыва или с одинаковыми интервалами между отборами. Отбор проб регламентировало ГОСТ 7.2.6.01-86.

С целью ограничения влияния на окружающую среду вредных видов антропогенной деятельности нормируют количество вредных веществ, выбрасываемых в воздух, почву, воду всеми типами загрязнителей, постоянно контролируют выбросы различных объектов, прогнозируя состояние окружающей среды и принимая соответствующие санкции и решения в отношении нарушителей законов об охране природы.

В Украине состояние окружающей среды контролирует несколько ведомств: основной контроль осуществляют Министерство здравоохранения, управления санитарно-эпидемиологической службы и др.; экологический контроль и экологическое нормирование - службы министерств коммунального хозяйства, рыбнадзора, геологии, общества охраны природы, "зеленые службы" Управление экологического мониторинга Министерства охраны окружающей природной среды.

Соответствии с действующим Законом "Об охране окружающей среды" (ст. 9) каждый гражданин Украины имеет право на безопасную для своей жизни и здоровья окружающую среду. Это право гарантировано, кроме мероприятий, направленных на предотвращение экологически вредной деятельности, аварий, катастроф, стихийных бедствий, также нормированием качества окружающей природной среды, является юридическим средством для определения границ дозволенного поведения в природопользовании.

Нормирование - установление плановой меры пользования ресурсами с учетом ее качества, разработка и утверждение норм на единицу планируемой продукции (в установленной номенклатуре), а также контроль за их выполнением.

Нормирование всех загрязнителей основывается на определении ПДК в различных средах. За основу выбирают самый низкий уровень загрязнения на основе санитарно-гигиенических норм (табл. 1.5, 1.6, 1.7). ПДК загрязнителей в нормативах разных стран могут быть неодинаковыми (незначительно).

Таблица 1.5

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосфере населенных пунктов

вещество	ПДК (максимальная) разовая, мг / м 3	ПДК среднесуточная, мг / м я
нитробензол
оксид серы
сероводород
угарный газ
оксиды азота
пыль нетоксичен
Копоть (сажа)
серная кислота
Фтороводорода (пара)
Пары свинца, ртути
хлороформ
уксусная кислота

Таблица 1.6

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воде

вещество	ПДК (максимальная) разовая, мг / л	ПДК среднесуточная, мг / м 3
Кобальт, марганец
Бензол, бор
		ГОСТ 4630-88
стронций
Бензин, керосин, цинк, кобальт, железо
Хром, никель, медь, молибден, вольфрам

Таблица 1.7

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в почвах (ГОСТ 3034-84, 3210-85, 42-128-4433-87)

вещество	ДК, мг / кг	вещество	ПДК, мг / кг
бензпирен		Бромофос, метилспирал
		Сероводород, полихлорпилен
шестивалентный
		хлорофос
Бензол, толуол		карбофос
		хлорамин
		гексахлоран
		Бромофос, метилстирал
марганец		Гетерофос

Нормативы ПДК в Украине единые и обязательные для усек предприятий и структур, независимо от форм собственности и подчиненности. При определении ПДК учитывают не только степень влияния на здоровье человека, а и их действие на диких и домашних животных, растения, грибы, микроорганизмы и природные группировки в целом.

Результаты новейших исследований показывают, что нижних безопасных пределов воздействий канцерогенов и ионизирующей радиации не существует. Любые дозы, превышающие обычный природный фон, вредны.

При наличии в воздухе или воде нескольких загрязнителей их суммарная концентрация не должен превышать 1 Это можно примерно вычислить так:

C1 / ГДК1 + С2 / ГДК2 + ... + С / ПДК = 1,

где C1, C2, ... С - фактические концентрации загрязнителей, мг / м8; ГДК1, ГДК2 ... ПДК - ПДК загрязнителей, мг / м3.

Если суммарная концентрация загрязнителей больше 1, то санитарное состояние не отвечает нормативным требованиям. Очень вредная суммарное действие таких загрязнителей, как сернистый газ, диоксид азота, фенол, аэрозоли дезинтеграции, серная и фтористоводородная кислоты.

Для неодинаковых сред ПДК одних и тех же токсикантов различаются. При определении ПДК веществ природных вод их разделяют на ПДК вод хозяйственно-питьевого назначения и ПДК вод рыбного хозяйства (при этом ПДК одинаковых веществ имеют разное значение). В почвах ПДК веществ определяют преимущественно для одного слоя. Поллютантов не имеют вредно влиять на качество продукции, выращенной для потребления, а также на способность почвы самоочищаться, нормально функционировать. В последнее время делают все больше расчетов ПДК для продуктов питания.

Основными средствами защиты человека от воздействия вредных веществ является гигиеническое нормирование их содержания в различных средах, различные методы очистки газовых выбросов (адсорбция, абсорбция, химическое преобразование) и стоков (первичное, вторичное и третичное очистки), а также средства индивидуальной защиты.

По пути проникновения в организм человека (через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы и слизистые оболочки);

Биологические - бактерии, вирусы.

Психофизиологические опасные и вредные производственные факторы по характеру действия подразделяются на физические и нервно-психологические перегрузки.

Вредные производственные факторы нельзя рассматривать как постоянное явление, присущее данной профессии. Они могут быть ослаблены или исключены вовсе при усовершенствовании технологического процесса, улучшении условий труда.

Если технологический процесс вынуждает работающего длительно оставаться в одном и том же положении (стоячем, сидячем, наклонном и пр.) или приводит к перенапряжению отдельных систем и органов тела, это также представляет собой вредный фактор производства. Например, длительная работа стоя связана с сильным статическим напряжением, что может привести к деформации костей и суставов, а также сосудистым изменениям (расширение вен нижних конечностей).

Такие заболевания встречаются у продавцов, поваров, грузчиков, официантов и др. Поэтому профилактические мероприятия в сфере торговли и общественного питания и производственных условиях должны быть направлены на облегчение нагрузки на мышечно-костно-связочньий аппарат, его укрепление и возможность свободного перехода тела человека из одного положения в другое. Так, продавцам рекомендуется через каждые 2 часа сидеть по 5-10 минут, для чего на рабочих местах должны оборудоваться откидные сиденья. Целесообразно также носить обувь с некоторыми ортопедическими элементами (углублением под пяткой, выкладкой свободного свода), предохраняющими столу от появления плоскостопия, а также снижающими утомляемость стопы. При начальной стадии варикозного расширения вен следует пользоваться лечебными эластичными чулками.

К неблагоприятным факторам рабочей среды относятся также сквозняки, повышенная влажность воздуха, водяные пары, образующиеся в процессе варки пищи и мытья посуды, мучная пыль, продукты термического разложения жира, возникающие при жаренье и выпечке кондитерских изделий.

При неправильной эксплуатации тепловых аппаратов, работающих на твердом или газообразном топливе, воздушная среда может загрязняться отходящими газами - продуктами сгорания топлив.

Ядовитые (токсичные) вещества нарушают нормальную жизнедеятельность организма, приводят к временным и хроническим изменениям в нем. По физиологическому действию они подразделяются на 5 групп:

Раздражающие - поражают слизистую оболочку дыхательных путей (аммиак, хлор, сернистый и серный ангидрид и др.);

Удушающие - их действие связано с нарушением процесс газообмена. К этой группе относятся инертные газы (снижающие содержание кислорода в воздухе ниже нормы, необходимой для нормального дыхания тканей), а также химические удушающие вещества (окись углерода, сероводород и др.), которые вызывают не только удушение, но и отравление;

Летучие наркотики (и им подобные) - оказывают наркотическое воздействие без серьезных повреждений внутренних органов (предельные углеводороды, эфиры, фреоны и др.);

Соматические яды - вызывают поражение внутренних органов, а также кроветворной и нервной систем (мышьяк, сера, олово, метиловый спирт, бензин, нафталин);

Токсическая пыль, вызывающая фиброзы (кремний, асбест др.), и нетоксическая, раздражающая кожу, глаза, десны, уши.

Понятие о ПДК

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.

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/м3. (табл.1).

Таблица 1

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ некоторых газообразных веществ в атмосферном воздухе и воздухе производственных помещений
Вещество	ПДК в атмосферном воздухе, мг/м3	ПДК в воздухе произв. помещений, мг/м3
Диоксид азота	Максимальная разовая 0,085 Среднесуточная 0,04
Диоксид серы	Максимальная разовая 0,5 Среднесуточная 0,05
Монооксид углерода	Максимальная разовая 5,0 Среднесуточная 3,0	В течение рабочего дня 20,0 В течение 60 мин.* 50,0 В течение 30 мин.* 100,0 В течение 15 мин.* 200,0
Фтороводород	Максимальная разовая 0,02 Среднесуточная 0,005
* Повторные работы в условиях повышенного содержания СО в воздухе рабочей зоны могут проводиться с перерывом не менее 2 часов

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/м3. Если ПДК составляет более 10 мг/м3, то вещество считается малоопасным.

В стране разработаны и утверждены предельно допустимые концентрации (ПДК) ядовитых и вредных веществ в воздухе производственных помещений.

По степени воздействия на организм человека вредные вещества разделяются на 4 класса: 1 - чрезвычайно опасные; 2 - высокоопасные; 3 - умеренно опасные; 4 - малоопасньие (табл.2).

Таблица 2 Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ, характерных для предприятий общественного питания и торговли

Основные понятия и методика установления ПДК

Общие положения . К основным нормированным показателям количества вредных веществ, допустимых с точки зрения безопасности человека, относятся ПДК (предельно допустимая концентрация), ОБУВ (ориентировочный безопасный уровень воздействия), ОДК (ориентировочное допустимое количество) и ОДУ (ориентировочно допустимый уровень). Последние три – временные характеристики, подменяющие предельно допустимую концентрацию загрязняющего вещества до ее установления.

Существует несколько видов ПДК загрязняющих веществ в разных компонентах среды: в атмосферном воздухе, в воде природных и искусственных водоемов, в почве. Гигиенические ПДК устанавливаются на вредные вещества в пищевых продуктах. Кроме того, существуют ПДК вредных веществ в организме человека. Последние представляют собой уровень вредного вещества (или продуктов его превращения) в организме (в крови, моче и др.) или уровень биологического ответа наиболее поражаемой системы организма (например, содержание гемоглобина), при котором непосредственно в процессе воздействия или в отдельные периоды жизни настоящего и последующего поколений не возникает заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, устанавливаемых современными методами исследований. Данное определение не распространяется на радионуклиды и биологические вещества, представленные сложными биологическими комплексами, а также на бактерии и микроорганизмы.

Временные нормативы на содержания загрязняющих веществ имеют следующие обозначения: ОБУВ – для атмосферного воздуха и водоемов рыбохозяйственного назначения, ОДК – в почве, ОДУ в воде хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения.

Несмотря на разнородность (различное физическое и химическое состояние) перечисленных сред при разработке ПДК используются единые принципы, которые можно сформулировать следующим образом:

1) в основу разработки закладывается только биологический принцип (в данном случае - воздействие на человека или гидробионтов);

2) используются экспериментальные и натурные исследования, результаты которых гармонизируются;

3) в основу положена трехкоординатная система «доза-время-эффект» с нахождением вероятностных количественных порогов вредного действия;

4) из всего комплекса первичных, вторичных и опосредованных эффектов выделяется лимитирующий;

5) нормирование осуществляется с учетом предполагаемой физиологической адаптации человека.

По характеру воздействия на организм человека вредные химические вещества могут вызывать следующие эффекты:

1) токсические - ядовитость, т. е. способность вещества оказывать вредное действие на организм;

2) раздражающие - проявляющиеся в раздражающем воздействии на те или иные органы человека;

3) сенсибилизирующие (аллергические) - вредная для организма чрезмерная иммунная реакция на вещества (аллергены), которые, как правило, нетоксичны;

4) канцерогенные - вызывающие злокачественные новообразования;

5) мутагенные - оказывающие влияние на наследственность через скачкообразное, спонтанное и ненаправленное изменение наследственности;

6) различные эффекты, влияющие на репродуктивную функцию человека;

7) тератогенные - ведущие к возникновению пороков развития и уродств у потомства человека, животных, растений.

Проникновение химических веществ в организм человека осуществляется через:

1) органы дыхания;

2) желудочно-кишечный тракт;

3) кожные покровы и слизистые оболочки.

В современном нормировании при установлении допустимых концентраций вредных веществ используют принцип пороговости действия или принцип приемлемого риска. Принцип пороговости действия - выявление минимальной концентрации вредного вещества, вызывающей интоксикацию организма, - является основой гигиенического нормирования. На нем построена система оценки результатов экспериментально-биологических исследований. Принцип приемлемого риска используется в беспороговой модели для оценки мутагенного и канцерогенного действия с отдаленными последствиями, когда невозможно установить количественную связь между силой действия и эффектом в связи с отсутствием экспериментальных данных. В этом случае определение риска основано на вероятностном подходе. Данный принцип используется также при нормировании экологических рисков.

В целом же экологические нормативы должны лежать за пределами действующих доз, т.е. основой, по мере возможности, должен служить принцип пороговости. Исследованием механизмов и, главное, последствий химического, физического и биологического воздействия на живые организмы, прежде всего на человека, занимается экотоксикология.

Экологическая токсикология - наука о потенциальной опасности вредного воздействия веществ на живые организмы и экосистемы, о реакциях живых существ на контакт с химическими агентами. Она относится к разделу медицины о физических, химических свойствах ядов и их действии на живые организмы, а также о средствах предупреждения и лечения отравлений.

Исследуя проблемы вредного воздействия химических веществ на организм человека, необходимо помнить, что еще в эпоху Возрождения врач и естествоиспытатель Парацельс (1493-1541) писал: «Все есть яд и ничего не лишено ядовитости». Иными словами, одно и то же вещество может быть ядом, лекарством и необходимым для жизни средством. Все зависит от концентраций, вмещающих сред и условий взаимодействия с живыми организмами. Применительно к экологии, в частности к экологическому нормированию, необходимо четко представлять, при каких условиях обычное химическое вещество в окружающей среде переходит в категорию загрязняющего (вредного).

Способы проникновения вредных веществ в организм. Прямое вредное воздействие загрязняющего химического вещества возможно лишь в случае его попадания в организм. Известно несколько путей проникновения вредных веществ в организм человека и животных.

1) Пероральный путь подразумевает поступление химических веществ через желудочно-кишечный тракт с пищей и водой. Они всасываются в кровь из ротовой полости (особенно это характерно для фенолов и цианидов) или из желудочно-пищевого тракта. В желудке резорбции (т. е. всасыванию) вещества активно способствует желудочный сок.

2) Ингаляционный путь - поступление через дыхательные органы. Динамика поступления в организм этим путем определяется агрегатным состоянием вредного вещества, которое может находиться в пыли, тумане, дыме или в составе газовой фазы. Это наиболее быстрый путь проникновения в организм, что обусловлено огромной площадью поверхности легочных альвеол (до 100–120 м 2) и непрерывным током крови по легочным капиллярам. Активность проникновения вещества в кровь зависит от его растворимости. Место осаждения аэрозолей в дыхательных путях человека обусловлено величиной частиц: крупные частицы (диаметром более 10 мкм) чаще осаждаются в носоглотке; дисперсные (2-10 мкм) остаются в верхних дыхательных путях; тонкодисперсные (менее 2 мкм) попадают в альвеолярную область. Для носоглотки и верхних дыхательных путей существует достаточно эффективный способ очищения от твердых частиц - движение со слизью вверх, однако и в этом случае происходит частичное растворение химических веществ, их проникновение в кровь.

3) Накожный путь - поступление вредных веществ через кожу (площадь поверхности кожи человека 2 м 2), в основном через сальные железы, устья протоков потовых желез, через волосяные флолликулы. Особенно активно проникают под кожу вещества с высокой степенью растворимости в жирах.

Преобладающий путь поступления вредного вещества в организм зависит от его химических свойств и агрегатного состояния. Для газообразных веществ основной путь - ингаляционный; для твердых - пероральный и ингаляционный; для жидких - пероральный и накожный. Поэтому можно рекомендовать соответствующие способы защиты человека от вредных химических веществ в зависимости от их свойств и состояния, что входит в задачи активно развивающейся в последнее время экологической токсикологии.

Основные токсикометрические характеристики . При рассмотрении методологии разработки ПДК вредных веществ нам необходимо познакомиться с некоторыми токсикометрическими характеристиками и параметрами, используемыми для количественной оценки токсичности веществ.

Степень токсичности - это абсолютное количество или доза поллютанта, вызывающие определенный биологический эффект, те или иные патологические изменения. Уровень дозы - доза за единицу времени. Неблагоприятный эффект воздействия вредного вещества может проявляться в форме гибели или функциональных изменений организма. В первом случае для оценки используют понятие «летальная доза» . Функциональные изменения обозначают через понятие «действующие дозы и концентрации» , которые вызывают признаки интоксикации организма, а также через пороговые и недействующие величины. В связи с этим ниже даются определения некоторых из них.

Пороговая доза (порог однократного действия) - это наименьшее количество вещества, вызывающее при однократном воздействии такие изменения в организме, которые обнаруживаются с помощью специальных биохимических или физиологических тестов при отсутствии внешних признаков отравления. Недействующая доза - это максимальное количество вещества, не приводящее к каким-либо изменениям в организме.

Токсическая несмертельная доза (ЕД) вызывает видимые проявления отравления без летального исхода. Токсическая смертельная (летальная) доза (ЛД) или концентрация (ЛК) вызывает отравления, заканчивающиеся гибелью организма.

В практике экотоксикологии используют три количественные оценки:

1) ЛД min (ЛК min) - гибель отдельных особей;

2) ЛД 100 (ЛК 100) - гибель всех особей;

3) ЛД 50 (ЛК 50) - гибель 50% особей.

В экспериментально-биологических исследованиях применяют два основных подхода. Первый – кратковременное воздействие, которое приводит к острым отравлениям. В длительном эксперименте используют понятие хронического отравления, т. е. заболевания, развивающегося в результате систематического воздействия таких доз вредного вещества, которые при однократном поступлении в организм не вызывают отравления. Отсюда вытекает два значения пороговых концентраций: для однократного (C мин. остр.) и хронического (C мин. хрон.) воздействий. Таким образом, все перечисленные выше параметры характеризуют токсичность вещества.

В дополнение к этому мы рассмотрим ряд токсикометрических величин, определяющих вероятность угрозы отравления. Они используются при установлении класса опасности вредных веществ.

Зона однократного острого действия - диапазон концентраций вредного вещества между средней летальной дозой и пороговой концентрацией для однократного воздействия:

Z остр. = .

При этом чем меньше диапазон между смертельной и пороговой концентрациями, т. е. чем меньше значение Z AC , тем токсичнее вещество.

Зона хронического действия – диапазон между пороговыми концентрациями для однократного и хронического воздействия:

Z CH = .

Чем шире эта зона (чем больше значение Z CH ), тем выше опасность, поскольку возрастает угроза накопления вещества в организме.

Коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО) представляет собой отношение максимально достижимой концентрации вредного вещества в воздухе при 20°С к средней смертельной концентрации для мышей:

КВИО = .

Высокое значение коэффициента указывает на способность вещества создавать токсичные концентрации.

Коэффициент кумуляции характеризует степень накопления данного вещества в организме человека. Он представляет отношение суммарной дозы, полученной организмом при многократном введении среднесмертельной дозы вещества, к той же величине, но при однократном введении:

К К = .

Естественно, что с увеличением коэффициента возрастает опасность вещества.

Классы опасности вредных веществ. Необходимо отметить, что все вредные вещества в зависимости от степени их негативного влияния относятся к тому или иному классу опасности. Однако одно и то же вещество может иметь разный класс в зависимости от вмещающей его среды (почва, вода, атмосферный воздух, сырье, продукты питания и т.д.), что обусловлено его физико-химическими свойствами, определяющими проявление вредных эффектов. Приведем классификацию и изложим общие принципы установления класса опасности веществ, находящихся в сырье, продуктах, полупродуктах и отходах производства, т. е. в материальных результатах хозяйственной деятельности человека.

Такой подход регламентирован ГОСТ 12.1.007-76 «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности». В соответствии с ним по степени воздействия на организм выделяют четыре класса опасности вредных веществ:

1) 1-й класс - вещества чрезвычайно опасные;

2) 2-й класс - вещества высоко опасные;

3) 3-й класс - вещества умеренно опасные;

4) 4-й класс - вещества малоопасные.

Класс опасности устанавливается в зависимости от норм и показателей, рассмотренных нами выше и указанных в табл. 3. Отнесение вредного вещества к тому или иному классу проводится по показателю, значение которого соответствует наиболее неблагоприятному классу опасности.

Комбинированное и комплексное воздействие химических веществ на организм. Многообразие химических веществ, встречающихся в окружающей среде, предопределяет возможность комбинированного действия поллютантов на организм человека или животного. Например, в присутствии метана с помощью микроорганизмов происходит метилирование ртути, что резко увеличивает ее токсичность. Соли тяжелых металлов, а также активный хлор образуют комплексные соединения с гумусовыми веществами. В первом случае образуются металлфульваты, более токсичные, чем исходные вещества. Но особенно опасен синтез хлорфульватов, характеризующихся канцерогенным действием. Напротив, в водной среде в присутствии органических соединений тяжелые металлы образуют комплексные органические соединения, что снижает их токсичность.

Таблица 3 . Классы опасности вредных веществ

Показатели	Нормы для классов опасности
ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м 3	<0,1	0,1–1,0	1,1–10,.0	>10,0
Средняя смертельная доза, мг/кг:
при введении в желудок	<15	15–150	151–5000	>5000
при нанесении на кожу	<100	100–500	501–2500	>2500
Средняя смертельная концент-рация в воздухе, мг/ м 3	<500	500–5000	5001–50000	>50000
Коэффициент возможного ингаляционного отравления (КВИО)	>300	300–30	29–3	<3
Зона острого действия	<6,0	6,0–18,0	18,1–54,0	>54,0
Зона хронического действия	>10	10–5,0	4,9–2,5	<2,5

Принимая во внимание перечисленные выше эффекты, для оценки уровня загрязнения объектов окружающей среды перспективно использование комплексных гигиенических нормативов – интегральных величин с учетом всех вредных веществ в среде. Однако в силу несовершенства методики при разработке подобных нормативов возникают серьезные трудности. Одна из них заключается в необходимости создания современной экспериментальной базы с возможностью проведения большого количества дорогостоящих опытов на животных и дальнейшей экстраполяцией результатов на человека. В настоящее время у нас есть возможность надежной количественной оценки совместного воздействия лишь отдельных (как правило, не более двух) загрязняющих веществ.

Таким образом, можно выделить комбинированное и комплексное действие вредных веществ на организм. К основным видам комбинированного действия относят:

1) суммирование (аддитивность), когда суммарный эффект смеси равен сумме эффектов действующих компонентов (А и В ) и его можно оценить по зависимости

А + В = 1;

2) сверхсуммирование или потенцирование (синергизм), когда наблюдается непропорциональное усиление эффектов:

А + В > 1;

3) антагонизм или ингибирование, т. е. снижение воздействия одного или обоих веществ в результате их взаимовлияния:

А + В < 1;

4) независимое действие веществ - комбинированное действие не отличается от изолированного действия каждого яда и преобладает эффект наиболее токсичного вещества:

А =1; В =1.

Последний вариант действия веществ - наиболее общий и часто встречающийся на практике. Все остальные относятся к частным случаям независимого действия. В качестве примера аддитивности можно привести воздействие раздражающих газов на организм человека (хотя для некоторых газов существует вероятность потенцирования) или наркотическое действие смеси углеводородов. Потенцирование отмечено при совместном действии бутилакрилата и метилакрилата. Пример независимого действия - смесь бензолов и раздражающих газов. При воздействии тяжелых металлов может проявляться эффект как суммирования, так и антагонизма.

На практике эффект суммации учитывается посредством оценки концентрации через нормирование по веществу, относящемуся к наиболее неблагоприятному классу опасности:

С ПР = С 1 +С 2
,

где С ПР - приведенная концентрация вещества, характеризующая всю группу загрязняющих веществ, действующих по принципу суммации.

Эффект полной суммации воздействия вредных веществ учитывается также посредством расчета коэффициента действия:

К Д =
,

тогда при К Д > n

С i = ,

т. е. величина ПДК при изолированном действии уменьшается пропорционально отношению коэффициента К Д к числу веществ n .

Комплексное действие проявляется в том случае, когда проникновение одного и того же вещества в организм человека происходит разными способами. Например, поступление вредного вещества может осуществляться одновременно пероральным и ингаляционным путями. В практике нормирования это указывает на необходимость оценки удельного значения каждого фактора внешней среды в общей максимально допустимой дозе. Для оценки комплексного действия химических веществ рекомендуется использовать формулу суммационного эффекта

£ 1,

где С – концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе, воде, продуктах питания соответственно;

ПДК атм, ПДК в, ПДК пищ – предельно допустимая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе, воде, продуктах питания соответственно.

Практика разработки ПДК – критерии необходимости и методы. Химические вещества, внедряемые в хозяйственную деятельность, подлежат обязательной токсикологической оценке и гигиеническому регламентированию. Объем сведений, необходимых для этого, зависит от физико-химических свойств вещества, степени его токсичности и опасности, масштабов производства, числа контактирующих с ним людей, актуальности для экономики страны, распространенности в объектах окружающей среды, а также ряда других показателей, имеющих значение для оценки возможности влияния вещества на здоровье человека. В практике санитарно-гигиенического нормирования используется дифференцированный подход к выявлению необходимости установления нормативов и достаточности объема получаемой для этого информации. Обоснование выбора вещества для выполнения гигиенического нормирования состоит из четырех этапов.

На первом этапе осуществляется сбор информации, необходимой и достаточной для решения вопроса о целесообразности проведения исследований по установлению гигиенических нормативов. Информация включает данные об объемах производства и применении веществ, характеристику физико-химических свойств, токсикологические показатели.

На втором этапе на основе анализа имеющихся данных определяются вещества, не нуждающиеся в разработке гигиенических нормативов в соответствии с обозначенными критериями: объемами производства и направлениями использования, физико-химическими свойствами и др. Например, нет необходимости устанавливать ПДК для веществ, попадание которых в атмосферный воздух невозможно в силу их физико-химических характеристик. Не имеет смысла разработка ПДК нестабильных в воде соединений, при трансформации которых образуются ингредиенты с установленными гигиеническими нормативами.

На третьем этапе намечаются очередность и объем работ, необходимых для ускоренной оценки нормативов без проведения принятых токсиколого-гигиенических исследований. Это целесообразно для малоопасных неустойчивых соединений, гомогенных веществ с уже установленными нормативами или при наличии экспериментально обоснованных ПДК этих веществ в других средах. Особо оговариваются критерии ускоренного нормирования химических соединений, которые могут быть опасны по канцерогенному и мутагенному действию.

На четвертом этапе принимается решение о разработке гигиенических нормативов для наименее изученных веществ, представляющих экологическую опасность, на основе проведения полного комплекса принятых токсиколого-гигиенических исследований.

На практике методы установления ПДК развиваются по двум основным направлениям:

1) экспериментально-биологическое направление, базирующееся на изучении развития стадий интоксикации организма;

2) расчетно-экспериментальное направление, в котором обоснование установления норматива основывается на принципах корреляционных зависимостей между биологическим действием веществ и их физико-химическими свойствами.

Основным прямым методом разработки предельно допустимых концентраций вредных веществ является лабораторно-токсикологический эксперимент . При экспериментальной оценке ПДК решающее значение имеют результаты токсикологических исследований на подопытных животных: крысах, мышах, морских свинках, кроликах, собаках и др.

Экспериментальные исследования по своим целям делятся на три вида: острые - время воздействия не превышает нескольких дней, подострые - время достигает одного месяца, и хронические - время затравки составляет 5–6 месяцев.

Пути введения веществ в организм выбираются исходя из реальных свойств тестируемого вредного вещества. Опыты ориентированы на выявление зависимости время–доза–эффект. Для экспериментального обоснования ПДК решающее значение имеют результаты хронических опытов не менее чем на двух животных. Исключение составляет лишь установление максимальных разовых концентраций в воздухе, что проделывается на основе острых экспериментов. По результатам хронических экспериментов устанавливают пороговые концентрации. Переход от них к ПДК осуществляется через коэффициент запаса, на который делится пороговое значение. Реально коэффициент запаса может меняться от 3 до 20 в зависимости от характера вредного вещества, путей поступления его в организм и результатов экспериментов. Величина коэффициента увеличивается с ростом абсолютной токсичности, значения КВИО, кумулятивных свойств, а также с уменьшением зоны острого действия, при значительных различиях в видовой чувствительности и выраженном кожно-резорбтивном действии.

Определение значений параметров острой, подострой и хронической токсичности осуществляется в соответствии с методическими инструкциями, в которых регламентируются порядок и условия проведения экспериментов.

Методы расчетно-экспериментального направления сейчас активно внедряются в практику экотоксикологии. Это обусловлено прежде всего высокой стоимостью установления и обоснования ПДК, что связано, в частности, с длительностью экспериментов. Ежегодно в мире синтезируются от 10 до 25 тысяч новых соединений. Очевидно, что нереально обосновать ПДК для каждого из веществ. Эти доводы подчеркивают актуальность развития расчетно-экспериментального направления.

Как указывалось выше, данный метод базируется на сопоставлении физико-химических свойств веществ, молекулярной структуры, их кумулятивных характеристик в разных компонентах окружающей среды. Широко используются методы интерполяции и экстраполяции. Применение расчетно-экспериментального подхода направлено на обоснование ОДК, ОДУ и ОБУВ. В практике ЭН ориентировочные величины устанавливаются на этапе разработки ПДК на определенный срок: в атмосферном воздухе - на два, в воде - на три года.

Разработка ПДК вредных веществ сопряжена с проблемами методического характера, которые в известной степени снижают достоверность результатов и иногда приводят к занижению или завышению (что значительно реже) нормативных значений. В первом случае это ведет к экономическим потерям, обусловленным необходимостью соблюдения заниженных норм или принципиальной невозможностью их обеспечения в реальных условиях в силу более высоких фоновых значений, во втором - к риску негативного воздействия на человека. Выделим и другую не менее существенную проблему: отдаленные последствия вредных воздействий, прогноз которых далеко не всегда может быть достаточно достоверным, даже по результатам хронических экспериментов. В связи с этим в качестве основных задач в области разработки и обоснования ПДК выделяются:

1) совершенствование расчетных методов с целью использования результатов острых опытов для прогноза хронической токсичности;

2) разработка надежных методов исследования отдаленных последствий воздействия вредных веществ на человека;

3) совершенствование способов экстраполяции данных с животных на человека;

4) предложение более совершенных методик определения коэффициента запаса – величины шага от минимально действующей концентрации до ПДК;

5) обоснование методологии краткосрочных экспериментов;

6) развитие методов моделирования интоксикации, приближающих экспериментальные условия к натурным.

В целом же требования к гигиеническому нормированию отвечают основным принципам экологического нормирования - соответствие полученных данных современному научно-методическому уровню, наличие доступного химико-аналитического метода определения вещества с необходимым порогом обнаружения, подготовка технических регламентов и их принятие.