Виды пдк. Нормирование загрязняющих веществ в воздухе Установление пдк веществ в воздухе

3.3.4. Нормирование загрязнения атмосферного воздуха

В качестве основных критериев опасности загрязнения воздуха и для целей нормирования загрязнения обычно используют предельно допустимые концентрации (ПДК) или соответствующие им стандарты качества воздуха, являющиеся санитарными нормами.

Концентрация предельно допустимая (ПДК ) – норматив – количество вредного вещества в окружающей среде, при постоянном контакте или при воздействии за определённый промежуток времени практически не влияющее на здоровье человека и не вызывающее неблагоприятных последствий у eгo потомства. Устанавливается в законодательном порядке или рекомендуется компетентными учреждениями (комиссиями и др.) (Руководство…, 2004).

В нормативных документах России используют три вида ПДК : среднесуточную , максимальную разовую и среднегодовую . Определение величины ПДК основано на токсикологических характеристиках химических веществ и понятиях токсичности.

Среднесуточная предельно допустимая концентрация ПДК сс – это такая концентрация вредного вещества в воздухе, которая не оказывает влияния на здоровье человека и его потомство при неограниченно длительном воздействии.

Степень загрязнения воздуха веществами разных классов опасности определяется «приведением» их концентраций, нормированных по ПДК , к концентрациям веществ 3-го класса опасности согласно формулы (3.7) (Критерии …, 1992):

К 3кл = К j n , (3.7)

где n – коэффициент изоэффективности, j – класс опасности (n=2.3 для j =1; n =1.3 для j =2; n =0.87 для j =4).

При величинах, нормированных по ПДК , концентраций выше 2,5 для 1-го класса, выше 5 для 2-го класса, выше 8 для 3-го класса и выше 11 для 4-го класса «приведение» к 3-му классу осуществляется путём умножения значений, нормированных по ПДК концентраций, соответственно на 3,2; 1,6; 1 и 0,7.

Если атмосферный воздух загрязнён веществами, относящимися к разным классам опасности, производится расчёт комплексного показателя Р.

Расчёт комплексного показателя Р проводится по формуле (3.8):

где корень квадратный из суммы квадратов, нормированных по ПДК концентраций, приведённых к таковым концентрациям веществ 3-го класса, i – номер вещества.

Максимальная разовая ПДК мр – это такая концентрация вредного вещества в воздухе, которая не вызывает заметного раздражения при воздействии на человека в течение 20 – 30 мин.

Среднегодовые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе рассчитывают согласно ГОСТ 17.2.3.01-86 «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населённых мест» или используют данные «Ежегодников о состоянии загрязнения воздуха городов и промышленных центров» за несколько лет, но не менее двух.

Степень загрязнения воздуха рассчитывается с учётом кратности превышения среднегодового ПДК веществ, их класса опасности, допустимой повторяемости концентраций заданного уровня, количества веществ, одновременно присутствующих в воздухе, и коэффициента их комбинированного действия.

Среднегодовые значения ПДК сг выражаются через значения среднесуточного ПДК СС путём умножения среднесуточной на некоторый коэффициент «а » (ф.3.9):

ПДК сг = а∙ ПДК СС. (3.9)

Значение коэффициента a для различных веществ приведены в табл. 3.12.

Таблица 3.12

Значение коэффициентов а для различных веществ

Помимо этого для санитарной оценки воздушной среды может использоваться показатель ВДК рз – временно допустимая концентрация химического вещества в воздухе рабочей зоны (временный отраслевой норматив, действующий 2-3 года).

При наличии n загрязняющих веществ соответственно с концентрациями Q и предельно допустимыми концентрациями ПДК i (i = 1, 2, …, n ) требуется, чтобы выполнялось соотношение (ф. 3.10)

П о =. (3.10)

Это соотношение является показателем опасности химического загрязнения. Считается, что при П о =1 опасности для здоровья не существует и чем эта величина меньше единицы, тем меньше опасность.

При наличии нескольких измерений по какому-либо загрязнителю за определённый период времени (например, за 20 мин или за сутки) для этого загрязнителя рассчитывают стандартный индекс или стандартный приведённый индекс – СП (ф. 3.11):

, (3.11)

где C imax – максимальная из измеренных за 20 мин (сутки) значений концентрации. мг/м 3 ; C ПДК i – среднесуточное значение ПДК в атмосферном воздухе для данного i –того соединения.

Для комплексной оценки уровня химического загрязнения атмосферы используют комплексный индекс среднегодового загрязнения атмосферы (КИЗА ), который позволяет учитывать вклад в загрязнение нескольких веществ и представить загрязнение одним числом (Муравьев А.Г., 2000). При этом учитывается класс опасности вещества, при чём его фактическая среднегодовая концентрация приводится к степени загрязнения воздуха диоксидом серы, исчисляясь в долях ПДК диоксида серы.

Приведение загрязнения воздуха токсикантами к концентрациям диоксида серы обусловлено несколькими причинами. Во-первых, диоксид серы является одним из наиболее распространённых повсеместно химических загрязнителей, приводящих к существенному увеличению заболеваемости людей, в частности заболеваний верхних дыхательных путей. Во-вторых, диоксид серы обладает выраженной токсичностью по отношению к растительности. Он наносит значительный ущерб растительным объектам и подрывает ресурс биосферы. В-третьих, он обладает сильной коррозионной способностью, разрушает металлы, памятники культуры из мрамора.

В России КИЗА используют для обобщения данных мониторинга.

КИЗА вычисляют по формуле(3.12):

, (3.12)

где q i – средняя концентрация i –го химического поллютанта; ПДК cci среднесуточная предельно допустимая концентрация; n – число вредных веществ, учитываемых при вычислении КИЗА ; ci – безразмерная константа приведения степени вредности вещества к степени вредности диоксида серы. В зависимости от степени опасности (1, 2, 3, 4) значения ci принимаются соответственно равными 1.7; 1,3; 1,0; 0,9.

Для обеспечения возможности сопоставления данных о загрязнении атмосферы в различных городах КИЗА рассчитывают для одних и тех же веществ. Обычно выбирают 4-5 веществ, которые вносят основной вклад в загрязнение атмосферы. В России принято определять КИЗА для 5-ти веществ. К числу наиболее распространённых загрязнителей для большинства городов и регионов России, а также других стран мира относят: диоксид серы, взвешенные вещества, оксиды азота, бенз(а)пирен, озон, формальдегид, фенол, свинец и др.

В табл. 3.13 приведены максимальные разовые и среднесуточные ПДК для ряда веществ.

Таблица 3.13

Значения среднесуточных и максимальных разовых ПДК мр (мг/м 3)

Следует заметить, что пыль разных производств имеет различные ПДК , см. табл. 3.14 (Орлов А.С., 2002).

Таблица 3.14

Значения среднесуточных и максимальных разовых ПДК мр (мг/м 3)

Сравнивая приведённые в табл. 3.13 данные, можно заметить, что максимальные разовые ПДК мр , как правило, больше, чем ПДК длительного воздействия, однако для ряда веществ они совпадают.

Наряду с ПДК важной характеристикой загрязнения в отношении загрязняющих веществ является её ассимиляционная ёмкость.

Ассимиляционная ёмкость объекта окружающей среды – это максимальное количество загрязняющего вещества, которое может бать за единицу времени накоплено, разрушено, трансформировано и выведено за пределы экосистемы в результате процессов самоочищения без нарушения её нормального функционирования.

Для повышения надёжности оценки результатов измерений и исключения случайных величин, используется статистическая обработка материала, позволяющая с учётом вариаций концентраций получить то её значение, которое в 95% случаев будет на уровне или ниже расчетной концентрации (С 95 ). Кратность превышения (К ) рассчитывается путём деления С 95 на максимальную разовую ПДК (PDK ) (ф. 3.13):

В случае присутствия в атмосферном воздухе веществ, обладающих эффектом суммирования биологического действия, рассчитывается приведённая к одному из суммирующихся веществ концентрация (С 95пр .) по формуле (3.14):

= (3.14)

Оценка степени загрязнения атмосферного воздуха для комбинации суммирующих веществ ведется по приведённой концентрации. Рекомендуется приводить сумму таких веществ к веществу, обладающему менее благоприятным классом опасности.

В городах воздух очень сильно загрязняют вредные выбросы автотранспорта и промышленных предприятий, выбрасывающих целую гамму веществ, каждое из которых с разной степенью интенсивности отрицательно влияет на здоровье человека.

Для всех, загрязняющих веществ существуют нормы ПДК (предельно допустимых концентраций) веществ в воздухе. За соблюдением этих норм должны следить специальные органы (в Москве это ГПУ «Мосэкомониторинг») и в случае систематического их нарушения накладывать определенные санкции: от штрафа до закрытия предприятия.
На данной странице приведены краткие характеристики некоторых наиболее распространенных вредных веществ, выбрасываемых в воздух автотранспортом и промышленными предприятиями.
Класс опасности вредных веществ — условная величина, предназначенная для упрощённой классификации потенциально опасных веществ.
Стандарт ГОСТ 12.1.007-76 «Классификация вредных веществ и общие требования безопасности» устанавливает следующие признаки для определения класса опасности вредных веществ:
По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности:
  I вещества чрезвычайно опасные
  II вещества высокоопасные
  III вещества умеренно опасные
  IV вещества малоопасные

ПДК - предельная допустимая концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе - концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущее поколение, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни.
ПДКсс - предельно допустимая среднесуточная концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом (годы) вдыхании.

Характеристики вредных веществ.

Сернистый ангидрид (диоксид серы) SO2
Класс опасности - 3 
ПДКсс - 0,05 
ПДКмр - 0,5 
Бесцветный газ с характерным резким запахом. Токсичен. 
В лёгких случаях отравления сернистым ангидридом появляются кашель, насморк,  слезотечение, чувство сухости в горле, осиплость, боль в груди; при острых отравлениях средней тяжести, кроме того, головная боль, головокружение, общая слабость, боль в подложечной области; при осмотре — признаки химического ожога слизистых оболочек дыхательных путей.
Длительное воздействие сернистого ангидрида может вызвать хроническое  отравление. Оно проявляется атрофическим Ринитом, поражением зубов, часто обостряющимся токсическим бронхитом с приступами удушья. Возможны поражение печени, системы крови, развитие пневмосклероза.
Особенно высокая чувствительность к диоксиду серы наблюдается у людей с  хроническими нарушениями органов дыхания, с астмой.
Диоксид серы образуется при использовании резервных видов топлива  предприятиями теплоэнергетического комплекса (мазут, уголь, газ низкого качества) и выбросов дизельного автотранспорта.

Азота оксид (окись азота) NO.
Класс опасности - 
ПДКсс - 0,06 
ПДКмр - 0,4 
Бесцветный газ со слабым сладковатым запахом, известен под названием  «веселящий газ», т.к. значительные количества его возбуждающе действуют на нервную систему. В смеси с кислородом применяют для наркоза в легких операциях.
Соединение обладает положительным биологическим действием. NO является  важнейшим биологическим проводником, способным вызывать на клеточном уровне большое количество позитивных изменений, что приводит к улучшению кровообращения, иммунной и нервной систем.
Оксид азота образуется при горении угля, нефти и газа. Он образуется при  взаимодействии азота N2 и кислорода O2 воздуха при высокой температуре: чем выше температура горения угля, нефти и газа, тем больше образуется оксида азота. Далее при обычной температуре NO окисляется до NO2 который уже является вредным веществом.

Азота диоксид (двуоокись азота) NO2
Класс опасности - 2 
ПДКсс - 0,04 
ПДКмр - 0,085 
При высоких концентрациях бурый газ с удушливым запахом. Действует как острый  раздражитель. Однако при тех концентрациях, которые присутствуют в атмосфере, NO2 является скорее потенциальным раздражителем и только потенциально ее можно сравнивать с хроническими легочными заболеваниями. Однако у детей в возрасте 2 -3 года наблюдался некоторый рост заболеваний бронхитом.
Под воздействием солнечной радиации и при наличии несгоревших углеводородов окислы  азота вступают в реакции с образованием фотохимического смога.
Часто различные окислы азота, которые образуются при сгорании любых видов  топлива, объединяют в одну группу "NOx". Однако наибольшую опасность представляет именно двуокись азота NO2  

Углерода окись СО (угарный газ)
Класс опасности - 4 
ПДКсс - 0,05 
ПДКмр - 0,15 
Газ без цвета и запаха. Токсичен. При острых отравлениях головная боль,  головокружение, тошнота, слабость, одышка, учащенный пульс. Возможна потеря сознания, судороги, кома, нарушение кровообращения и дыхания.
При хронических отравлениях появляются головная боль, бессонница, возникает  эмоциональная неустойчивость, ухудшаются внимание и память. Возможны органические поражения нервной системы, сосудистые спазмы
Углерода окись образуется в результате неполного сгорания углерода в топливе.  В частности при горении углерода или соединений на его основе (например, бензина) в условиях недостатка кислорода. Подобное образование происходит в печной топке, когда слишком рано закрывают печную заслонку (пока окончательно не прогорели угли). Образующийся при этом монооксид углерода, вследствие своей ядовитости, вызывает физиологические расстройства («угар») и даже смерть, отсюда и одно из тназваний — «угарный газ»
Основным антропогенным источником CO в настоящее время служат выхлопные газы  двигателей внутреннего сгорания автомобилей. Оксид углерода образуется при сгорании углеводородного топлива в двигателях внутреннего сгорания при недостаточных температурах или плохой настройке системы подачи воздуха

Углерода двуокись (углекислый газ) СО2
Бесцветный газ со слабым кисловатым запахом. Диоксид углерода не токсичен, но  не поддерживает дыхание. Большая концентрация в воздухе вызывает удушье. Вызывает гипоксию (длительностью до нескольких суток), головные боли, головокружение, тошноту (конц 1.5 - 3%). При конц. выше 61% теряется работоспособность, появляется сонливость, ослабление дыхания, сердечной деятельности, возникает опасность для жизни.
СО2 поглощает испускаемые Землёй инфракрасные лучи и является одним из  парниковых газов, вследствие чего принимает участие в процессе глобального потепления

Ванадия пятиокись V2O5.
Класс опасности - 1 
ПДКсс - 0,002 
Ядовита. Вызывает раздражение дыхательных путей, легочные кровотечения,  головокружение, нарушение деятельности сердца, почек и т.д. Канцероген.
Соединение образуется в небольших количествах при сжигании мазута. 

Сероуглерод (дисульфид углерода) CS2, бесцветная жидкость с неприятным запахом.
Класс опасности - 2 
ПДКсс - 0,005 
ПДКмр - 0,03 
Пары сероуглерода ядовиты и очень легко воспламеняются. Действует на  центральную и переферическую нервные системы, сосуды, обменные процессы.
При легких отравлениях - наркотическое действие, головокружение. При  отравлении средней тяжести возникает возбуждение с возможным переходом в кому. При хроничнской интоксикации возникают нервно сосудистые растройства, нарушение психики, сна и т.д.
При длительных отравлениях могут возникать энцефалиты и полиневриты. Могут  наблюдаться рецидивы судорог с потерей сознания, угнетение дыхания. При приеме внутрь наступают тошнота, рвота, боли в животе. При контакте с кожей наблюдаются гиперемия и химические ожоги.

Ксилол (диметилбензол)
Класс опасности - 3 
ПДКсс - 0,2 
ПДКмр - 0,2 
Образует взрывоопасные паровоздушные смеси. 
Вызывает острые и хронические поражения кроветворных органов, дистрофические  изменения в печени и почках, при контактах с кожей - дерматиты.

Бензол
Класс опасности - 2 
ПДКсс - 0,1 
ПДКмр - 1,5 
Бесцветная летучая жидкость со своеобразным нерезким запахом. 
Канцероген. 
При острых отравлениях наблюдается головная боль, гоовокружение, тошнота,  рвота, возбуждение сменяющееся угнетенным состоянием, частый пульс, падение кровяного давления. В тяжелых случаях - судороги, потеря сознания.
Хронические отравления проявляются изменением крови (нарушение функции  костного мозга), головокружением, общей слабостью, расстройством сна, быстрой утомляемостью. У женщин - нарушение менструальной функции.

Бензпирен, бенз(а)пирен
Класс опасности - 1 
ПДКсс - 0,01 
Образуется при сгорании углеводородного жидкого, твёрдого и газообразного  топлива (в меньшей степени ри сгорании газообразного).Может появиться в дымовых газах при сжигании любого топлива с недостатком кислорода в отдельных зонах горения.
Бенз(а)пирен является наиболее типичным химическим канцерогеном окружающей  среды, он опасен для человека даже при малой концентрации, поскольку обладает свойством биоаккумуляции. Будучи химически сравнительно устойчивым, бенз(а)пирен может долго мигрировать из одних объектов в другие. В результате многие объекты и процессы окружающей среды, сами не обладающие способностью синтезировать бенз(а)пирен, становятся его вторичными источниками. Бенз(а)пирен оказывает также мутагенное действие.

Толуол (метилбензол)
Класс опасности - 3 
ПДКсс - 0,6 
ПДКмр - 0,06 
Бесцветная горючая жидкость. 
Пределы взрываемой смеси с воздухом 1.3 - 7%. 
Толуол (метилбензол) — является сильно токсичным ядом, влияющим на функцию  кроветворения организма, также, как и его предшественник, бензол. Нарушение кроветворения проявляется в цианозе, гипоксии.
Пары толуола могут проникать через неповрежденную кожу и органы дыхания,  вызывать поражение нервной системы (заторможенность, нарушения в работе вестибулярного аппарата), в том числе необратимое

Хлор
Класс опасности - 2 
ПДКсс - 0,03 
ПДКмр - 0,1 
Желто-зеленый газ с резким раздражающим запахом. Раздражает слизистые  оболочки глаз и дыхательных путей. К первичным воспалительным прцессам обычно присоединяется вторичная инфекция. Острые отравления развиваются почти намедленно. При вдыхании средних и низких концентраций отмечаются стеснение и боль в груди, учащенное дыхание, резь в глазах, слезотечение, повышенное содержание лейкоцитов в крови, температуры тела и т.п. Возможны бронхопневмония, отек легких, депрессивное состояние, судороги. Как отдаленные последствия наблюдаются катары верхних дыхательных путей, бронхит, пневмосклероз и др. Возможна активизация туберкулеза. При длительном вдыхании небольших концентраций наблюдаются аналогичные, но медленно развивающиеся формы заболевания.

Хром шестивалентный
Класс опасности - 1 
ПДКсс - 0,0015 
ПДКмр - 0,0015 
Токсичен. Начальные формы заболевания проявляются ощуще¬нием сухости и болью  в носу, першением в горле, затруднением дыхания, кашлем и т.д. При длительном контакте развиваются признаки хронического отравления: головная боль, слабость, диспепсия, потеря в весе и др. Нарушаются функции желудка, пе¬чени и поджелудочной железы. Возможны бронхит, астма, диффузный пневмосклероз. При воздействии на кожу могут развиваться дерматиты, экземы.
Соединения хрома обладают КАНЦЕРОГЕННЫМ действием.   

Сажа
Класс опасности - 3 
ПДКсс - 0,5 
ПДКмр - 0,15 
Дисперсный углеродный продукт неполнго сгорания. Сажевые частицы не  взаимодействуют с кислородом воздуха и поэтому удаля¬ются только за счет коагуляции и осаждения, которые идут очень медленно. Поэтому, для сохранения чистоты окружающей среды нужен очень жесткий контроль за выбросами сажи.
Канцеpоген, способствует возникновению pака кожи. 

Озон (О3)
Класс опасности - 1 
ПДКсс - 0,03 
ПДКмр - 0,16 
Взрывчатый газ синего цвета с резким характерным запахом. Убивает  микроорганизмы, поэтому его применяют для очистки воды и воздуха (озонирование). Однако в воздухе допустимы лишь очень малые концентрации т.к. озон чрезвычайно ядовит (более чем угарный газ СО).

Свинец и его соединения (кроме тетраэтилсвинца)
Класс опасности - 1 
ПДКсс - 0,0003 
Ядовит, воздействует на центpальную неpвную систему, даже малые дозы свинца  вызывают у детей отставание в pазвитии интеллекта. Поражение нервной системы проявляется астенией, при выраженных формах - энцефалопатией, параличами (преимущественно разгибателей кистей и пальцев рук), полиневризмом.
При хронической интоксикации возможны поражения печени, сердечно-сосудистой  системы, нарушение эндокринных функций (например, у женщин - выкидыши). Угнетение иммуннобиологической реактивности способствует повышенной общей заболеваемости. Возможны и смеpтельные отpавления.
Свинец влияет на нервную систему человека, что приводит к снижению 
интеллекта, вызывает изменение физической активности, координации  слуха,
воздействует на сердечно-сосудистую систему, приводя к заболеванию  сердца.
Это оказывает негативное влияние на состояние здоровья населения и в  первую
очередь детей, которые наиболее восприимчивы к свинцовым отравлениям. 
Канцероген, мутаген. 

Тетроэтилсвинец
ОБУВ - 0,000003 
Горюч. 
При температуре выше 77°C могут образоваться взрывоопасныe смеси  пар/воздух.
Вещество раздражает глаза, кожу, дыхательные пути. Вещество может оказывать действие  на центральную нервную систему, приводя к раздражительности, бессоннице, сердечным расстройствам. Воздействие может вызывать помутнение сознания. Воздействие высоких концентраций может вызвать смерть. Показано медицинское наблюдение.
При долговременном или многократном воздействии может оказать токсическое  действие на репродуктивную функцию человека.

Формальдегид HCOH
Бесцветный газ с резким запахом. 
Токсичен, оказывает отрицательное влияние на генетику, органы дыхания, зрения  и кожный покров. Оказывает сильное воздействие на нервную систему. Формальдегид занесен в список канцерогенных веществ.
Вещество может оказывать действие на печень и почки, приводя к функциональным  нарушениям
Применяют формальдегид при изготовлении пластмасс, а основная часть  формальдегида идет на изготовление ДСП и других древесностружечных материалов. В них феноло-формальдегидная смола составляет 6-18% от массы стружек.

Фенол
Фенол - летучее вещество с характерным резким запахом. Пары его ядовиты. При  попадании на кожу фенол вызывает болезненные ожоги При острых отравлениях - нарушение дыхательных функций, ЦНС. При хронических отравления - нарушение функций печени и почек  

Диоксид селена
Класс опасности - 1 
ПДКсс - 0,05 
ПДКмр - 0,1 
Вещество оказывает разъедающее действие на глаза кожу и дыхательные пути.  Вдыхание может вызвать отек легких (см. Примечания). Вещество может оказывать действие на глаза, приводя к аллергоподобной реакции век (красные глаза). Показано медицинское наблюдение.
Повторный или длительный контакт может вызвать сенсибилизацию кожи. Вещество  может оказывать действие на дыхательные пути и желудочно-кишечный тракт, центральную нервную систему и печень, приводя к раздражению носоглотки, желудочно-кишечному дистрессу и постоянный запах чеснока и поражению печени.

Сероводород
Класс опасности - 2 
ПДКмр - 0,008 
Бесцветный газ с запахом тухлых яиц. 
Вещество раздражает глаза и дыхательные пути. Вдыхание газа может вызвать  отек легких Быстрое испарение жидкости может вызвать обморожение. Вещество может оказывать действие на центральную нервную систему. Воздействие может вызвать потерю сознания. Воздействие может вызвать смерть. Эффекты могут быть отсроченными.

Бромбензол C6H5Br.
Класс опасности - 2 
ПДКсс - 0,03 
Вещество раздражает кожу. Проглатывание жидкости может вызвать аспирацию в  легких с риском возникновения химического воспаления легких. Вещество может оказывать действие на нервную систему
Может оказывать действие на печень и почки, приводя к функциональным  нарушениям

Метилмеркаптан CH3SH
Класс опасности - 2 
ПДКмр - 0,0001 
Бесцветный газ с характерным запахом. 
Газ тяжелее воздуха. и может стелиться по земле; возможно возгорание на  расстоянии.
Вещество раздражает глаза, кожу и дыхательные пути. Вдыхание газа может  вызвать отек легких. Быстрое испарение жидкости может вызвать обморожение. Вещество может оказывать действие на центральную нервную систему, приводя к дыхательную недостаточность. Воздействие в большой дозе может вызвать смерть.
За счёт сильного неприятного запаха метилмеркаптан используются для  добавления во вредные газы, не имеющие запаха, для обнаружения утечки.

Нитробензол

Класс опасности - 4 
ПДКсс - 0,004 
ПДКмр - 0,2 
Вещество может оказывать действие на кровяные клетки, приводя к образованию  метгемоглобина. Воздействие может вызвать помутнение сознания. Эффекты могут быть отсроченными.
При длительном воздействии может оказывать действие на органы кроветворения и  на печень.

Аммиак

Аммиак NH3, нитрид водорода (запах нашатырного спирта), почти вдвое легче воздуха
Класс опасности - 2 
ПДКсс - 0,004 
ПДКмр - 0,2 
Бесцветный газ с резким удушливым запахом и едким вкусом. 
Ядовит, сильно раздражает слизистые оболочки. 
При остром отравлении аммиаком поражаются глаза и дыхательные пути, при  высоких концентрациях возможен смертельный исход. Вызывает сильный кашель, удушье, при высокой концентрации паров - возбуждение, бред. При контакте с кожей - жгучая боль, отек, ожег с пузырями. При хронических отравлениях наблюдаются расстройство пищеварения, катар верхних дыхательных путей, ослабление слуха.
Смесь аммиака с воздухом взрывоопасна. 

Основная задача систем общеобменной вентиляции заводов и фабрик – поддерживать воздух рабочей зоны в надлежащем состоянии. Ведь во время разных технологических процессов происходит выделение различных вредных веществ (иначе - вредностей). Достигнув определенной концентрации в воздушной среде помещения, они могут нанести непоправимый вред здоровью людей. В данной статье будут рассмотрены вопросы, связанные с определением величины этой концентрации и способах ее понижения.

Параметры воздуха рабочей зоны

Для начала определимся, что представляет собой рабочая зона. По сути, это пространство в производственном цехе, где находятся люди, выполняющие работу на временной или постоянной основе.

Размер этого пространства по высоте определяет нормативная документация – 2 м от промышленного пола или настила площадки. Также нормируются все параметры воздуха, с которым контактируют и дышат люди, а именно:

• температура;
• влажность;
• скорость;
• содержание вредных веществ.

Чтобы перечисленные свойства среды укладывались в установленные пределы, внутри промышленных зданий организовывается интенсивный воздухообмен. Его схема рассчитывается и разрабатывается так, чтобы очищенная и доведенная до нужной температуры воздушная смесь направлялась в рабочую зону с определенной скоростью. Другая задача вентиляции – удалять из нее разные вредные соединения, образующиеся во время технологических процессов. Эту задачу мы и рассмотрим подробнее.

Вредными считаются те вещества, что при воздействии на здоровье человека способны вызвать заболевания или травмы. Также принимаются в расчет различные отклонения, могущие возникнуть в последующие годы у самого человека либо его потомков. Все эти проблемы могут проявиться у людей в том случае, когда содержание вредностей в пространстве рабочей зоны слишком велико, больше чем предельно допустимые концентрации (ПДК). Выражаются они массой вредного или опасного вещества в мг, отнесенной к 1 м3 воздушной среды.

Примечание. Для каждого типа вредных химических соединений установлено свое значение ПДК. В Российской Федерации данные величины регламентируются стандартом ГН 2.2.5.1313-03. В нем же дана разбивка веществ по классам опасности и особенностям воздействия на человеческий организм.

Кстати сказать, запыленность тоже относится к этой категории загрязнения воздушной среды, так что ее количество в рабочей зоне ограничивается предельно допустимыми концентрациями. Дело в том, что пыль – это мельчайшие частицы различных веществ, взвешенные в воздухе. В гигиеническом нормативе четко указано, какое максимальное количество пыли того или иного химического вещества допускается в 1 м3 воздушной среды помещения.

Санитарно-гигиенические требования

Согласно действующему ГОСТу для выяснения реальной запыленности и загазованности рабочей зоны помещения или цеха периодически выполняются мероприятия производственного контроля. Существует установленный регламент, согласно которому проводятся замеры концентрации в определенных местах. Последовательность проверки следующая:

• составляется список веществ, выделяющихся во время технологического процесса на каждом участке;
• определяются места проведения контроля, обычно поблизости от источников выделения вредностей;
• используя газоанализаторы, проводят замеры запыленности и концентрации всех веществ из списка. Взять нужно 3 пробы на протяжении рабочей смены;
• производится анализ результатов проб путем сравнения их значений с ПДК;
• для тех мест рабочей зоны, где наблюдается повышенная концентрация того или иного вещества, разрабатываются мероприятия по ее снижению.

Изложенные в ГОСТе санитарно-гигиенические требования регламентируют периодичность таких проверок. Она зависит от класса опасности, к которому отнесены вещества из составленного списка. Для удобства периодичность контроля параметров среды представлены в таблице:

Чтобы удельная масса опасного загрязнителя не превысила ПДК в воздухе рабочей зоны, необходимо принять меры. Тут есть 2 пути: проведение мероприятий по уменьшению выделений от источников либо оптимизация работы общеобменной вентиляции. Обычно идут вторым путем, устанавливая дополнительные вытяжные зонты или панели, одновременно обеспечивая увеличение подачи приточного воздуха.

В данное время многие предприятия проводят у себя реконструкцию, внедряя новые технологии и меняя порядок проведения процессов. При этом изменяется и состав вредных веществ, влияющих на загрязнение рабочей зоны. Получается, что старые вентиляционные системы не смогут обеспечить соблюдение санитарно-гигиенических требований, необходимо разрабатывать и монтировать новые.

Но как это сделать, если еще не установлено новое оборудование и выбросы загрязнителей невозможно измерить газоанализатором? Ответ на этот вопрос мы дадим в следующем разделе.

Удаление вредных веществ

Чтобы концентрация вредных соединений или пыли была не больше ПДК, необходимо подавать определенное количество свежего воздуха извне. В то же время нужно организовать вытяжку такого же объема воздушной смеси для удаления загрязнителей. СНиП 41-01-2003 предлагает рассчитывать объем притока следующим образом:

L = Mв / (yпом – yп)

В этом выражении:

• L – объем свежего воздуха, м3/ч;
• Mв – массовый расход вещества, что выделяется от источника за единицу времени, мг/ч;
• yпом – его концентрация в объёме всего помещения, мг/м3;
• yп – удельная масса этого загрязнителя в уличном воздухе, мг/м3.

Примечание. По этой же формуле производится расчет не только для вредных, но и для горючих газов, таких как метан или водород. Их концентрация в воздухе рабочей зоны не должна достигать взрывоопасной.

Исходные данные для выполнения расчетов должны предоставить инженеры – технологи, чьей задачей является проработка всего процесса. Концентрацию того или иного вещества в окружающей воздушной среде можно узнать, обратившись в местную санитарно-эпидемиологическую службу. Вычисления ведут по каждому виду химических соединений и пыли отдельно, принимая в конце наибольший результат. По нему и проектируют новую вентиляционную систему.

Другое дело, когда в рабочей зоне присутствует несколько вредных веществ, влияющих на организм человека однонаправленно. Даже когда их содержание не превышает ПДК по отдельности, то эти соединения могут нанести большой ущерб здоровью людей, действуя на них вместе и одновременно. Приведем несколько примеров подобных веществ:

• сероуглерод и сероводород;
• соединения азота и оксид углерода;
• соляная кислота и формальдегид;
• ангидрид серный и сернистый.

Заключение

Значения предельно допустимых концентраций для различных веществ, выделяющиеся в рабочей зоне, играют важную роль при расчетах и проектировании производственных зданий. Чтобы создать работающим в них людям комфортные и безопасные условия, надо учесть все факторы, в том числе и образующиеся вредности. Знание нормативов ПДК позволяет обеспечить все гигиенические требования еще на стадии разработки проекта.

Пример расчета вентиляции для производственных помещений Промышленная вентиляция производственных помещений
Система газового пожаротушения: модули, установка, монтаж

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.

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.