Норма качества воздуха

Качество атмосферы – это сочетание его биологических, физических и химических показателей.

Нормирование качества атмосферного воздуха гарантирует безопасность людей, животных и растений, и следит за отсутствием вредного воздействия на состояние здоровья.

Основные понятия

Атмосферный воздух – это жизненно важная составная часть окружающей природы. Она является смесью природных газов из приземистого атмосферного слоя, который расположен за пределами помещений для жилья и производства.

Жизнь на планете невозможна без атмосферного воздуха, как и без воды. По подсчетам ученых один человек за сутки поглощает не менее пятнадцати килограмм воздушного пространства. Атмосфера регулирует климатические и природные процессы. Она не дает произойти остыванию или перегреву Земли, и служит фильтром для проникновения ультрафиолетовых и рентгеновских лучей космоса.

Качество атмосферы напрямую зависит от ее свойств химического, физического и биологического характера.

Загрязнение – это образование в ней новых биологических или химических загрязнителей. Кроме этого, источником загрязнения считаются изменения биологических или физических свойств, негативно воздействующих на состояние здоровья людей, животных и окружающей среды.

Критерии качества атмосферного воздуха

По правилам контроля за атмосферным воздухом обязательным условием является использование критериев качества атмосферного воздуха. Они обозначают допустимые нормативные пределы концентрации для каждого загрязнителя. Расчет этих норм начали производить еще в советское время.

Вредоносные вещества распределены по четырем классам опасности.

Типы пределов допустимой концентрации основных вредоносных веществ:

Величиной измерения предельно допустимой концентрации в рабочей зоне является соотношение миллиграмм на метр кубический. Нормы устанавливаются на производственных объектах с восьмичасовым рабочим днем. При другой продолжительности пересчитывают нормы. Цель таких мероприятий – предотвращение вреда здоровью.

Среднесуточная допустимая концентрация при разовом замере на протяжении суток определяет максимальное значение позволительной степени насыщенности атмосферы вредными компонентами.

Максимальная разовая допустимая концентрация – это верхний порог допустимых показателей.

Стандарт качества атмосферного воздуха

Для определения количественного содержания в газообразной оболочке, окружающей Землю (атмосфере), примесей, применяют понятие концентрация. Она отображает количество вещества в измерительной единице объема воздуха в нормальных условиях.

Качество атмосферы определяет уровень влияния воздушных свойств разного характера на представителей животного и растительного мира, сооружения, предметы, вещества и окружающую природу.

Качество атмосферы считается удовлетворительным, если количество примесей в составе не выходят за пределы норм.

Концентрация примеси имеет прямое или косвенное воздействие на человека и экологию.

Выделяют две категории пределов, оценивающие качество атмосферного воздуха:

Совокупность свойств воздуха показывает уровень соответствия экологическим и гигиеническим нормативным требованиям к качеству атмосферного воздуха.

Нормативы ПДК

Насчитывается более тысячи утвержденных и действующих нормативов для ПДК загрязняющих веществ. Для их расчета значение имеет анализ некоторых статистических данных. В частности — цикличное превышение норм конкретного вещества, повторяемость превышения нормы в пять раз и более, количество случаев, когда норма превышалась в десятки раз.

Индекс загрязнения атмосферы разделяет его на три уровня:

СанПиН № 2. 1032-01 «Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуханаселенных мест»

Санитарные правила для контроля качества атмосферного воздуха в населенных пунктах составлены с целью предотвратить отрицательное влияние и воздействие загрязнения атмосферы на здоровье населения. Согласно им, при конструировании, возведении и расположении объектов должны учитываться требования к гигиеническим качествам воздуха

Оценка качества атмосферного воздуха

Качества атмосферного воздуха населенных мест являются показателем комфорта и состояния здоровья человека. Для оценки показателей воздуха проводится регулярный мониторинг (с составлением соответствующих протоколов). В этом процессе принимают участие органы государственной власти, местные комитеты, и представители исполнительной власти в области гидрометеорологии.

Оценка качества воздуха входит в программу государственного экологического наблюдения за окружающей средой. Она проводится в законодательно определенном порядке.

Как качество воздуха влияет на здоровье человека?

Наличие загрязнителей в воздухе, их количество и свойства влияют на качество атмосферного воздуха населенных мест и уровень опасности для людей. Она заключается в вероятности моментального отравления или заболеваниях, симптомы которых проявятся по истечении времени. В группу риска попадает не только человек. Разрушение грозит и атмосфере в целом.

Механизм негативного воздействия поллютантов на организм:

Экологические нормы в гражданской авиации

Показатели загрязнения атмосферы зависят не только от работы наземных организаций. Нормы допустимого количества выбросов вредоносных веществ установлены и для гражданской авиации. Они рассчитаны и утверждены с учетом видов гражданских воздушных судов с различными типами двигателей.

Но эти требования и нормативы не обеспечили соответствие воздушных судов международным стандартам в полной мере. И ужесточение экологических требований изменит положение дел в гражданской авиации.

Как определяется качество воздуха?

Ежечасно концентрация каждого загрязняющего вещества в воздухе измеряется и преобразуется в число, идущее от нуля вверх, с помощью стандартного индекса или шкалы. Расчетное количество для каждого загрязнителя называется субиндексом. Самый высокий субиндекс для любого данного часа записывается как AQI для этого часа. Проще говоря, AQI похож на критерий, который колеблется от нуля до пятисот (0-500).

Индекс представляет собой относительную шкалу, означающую, что чем ниже индекс, тем лучше качество воздуха и меньше опасений для здоровья, и наоборот. Концентрация каждого загрязнителя варьируется; поэтому значения AQI сгруппированы в диапазоны, присвоенные стандартизированным предупреждениям о вреде для здоровья и цветовому коду.

Например, значение AQI от 0 до 50 означает хорошее качество воздуха с ограниченной возможностью повлиять на здоровье населения и окружающей среды. С другой стороны, значение AQI от 300 до 500 представляет собой опасное качество воздуха с большим потенциалом воздействия на здоровье населения и окружающей среды. Общепринятое значение – 100, поскольку оно соответствует общепринятым стандартам качества воздуха, установленным для охраны здоровья населения.

Уровни AQI ниже 100 являются в высшей степени удовлетворительными, а значения выше 100 считаются вредными для здоровья человека. По мере того, как значения AQI становятся выше, это даже создает более серьезные проблемы со здоровьем.

См. Также «Источники и воздействие 10 распространенных загрязнителей воздуха».

В те дни, когда регистрируется повышенный уровень AQI, учреждение общественного здравоохранения может: давать советы чувствительным группам, таким как дети, люди с респираторными заболеваниями и пожилые люди, чтобы они не занимались активным отдыхом; принять меры по улучшению качества воздуха путем принятия мер по сокращению выбросов; или рекомендовать использовать маски загрязнения воздуха, особенно в тяжелых случаях загрязнения воздуха.

Формула для расчета индекса качества воздуха

Индекс качества воздуха рассчитывается по линейной функции путем определения концентрации загрязняющего вещества. Приведенное ниже уравнение используется для вычисления AQI.

I = индекс (качества воздуха),

C = концентрация загрязнителя,

Категории индекса качества воздуха

AQI разделен на шесть категорий, и каждая категория предназначена для соответствия разным уровням проблем со здоровьем. Ниже приводится объяснение категорий и их значений.

0–50 означает «хороший» AQI.

На этом уровне качество воздуха считается удовлетворительным, а загрязнение воздуха практически не представляет риска. Эта категория не имеет последствий для здоровья. Каждый может продолжить свои занятия на свежем воздухе в обычном режиме.

51–100 означает «умеренный» AQI.

Это означает приемлемое качество воздуха. Тем не менее, некоторые загрязнители могут вызвать умеренное беспокойство по поводу здоровья ограниченного числа гиперчувствительных людей. Например, люди, чрезвычайно чувствительные к озону, могут испытывать респираторные симптомы, такие как незначительные затруднения дыхания. Лишь очень немногим сверхчувствительным людям рекомендуется сокращать времяпрепровождения на свежем воздухе.

101–150 указывают на «нездоровый для уязвимых групп» AQI.

Эта категория не может повлиять на общее состояние здоровья населения. У здоровых людей может возникнуть легкое раздражение, а у чувствительных людей – в большей степени. Однако дети, пожилые люди и люди с заболеваниями легких подвергаются большему риску воздействия озона.

Дети старшего возраста, взрослые и люди с заболеваниями легких и сердца подвергаются большему риску воздействия твердых частиц, и поэтому им следует сократить длительные и высокоинтенсивные упражнения на открытом воздухе.

151–200 указывают на «нездоровый» AQI.

В этой категории каждый человек может испытать некоторые неблагоприятные последствия для здоровья. Члены чувствительной группы могут испытывать более серьезные последствия. Может поражаться сердце и дыхательная система здоровых людей. Детям, пожилым людям и людям с заболеваниями сердца или легких следует сократить длительные и высокоинтенсивные упражнения на свежем воздухе или перенести интенсивные занятия. Население в целом должно умеренно сократить деятельность на свежем воздухе.

201–300 указывают на «очень нездоровый» AQI.

Это вызовет предупреждение о здоровье, означающее, что каждый может столкнуться с очень серьезными последствиями для здоровья. У здоровых людей обычно проявляются симптомы. Люди с сердечными или легочными заболеваниями серьезно пострадают, и у них будет снижена выносливость при занятиях спортом.

Пожилые люди и дети должны оставаться в помещении и избегать интенсивных занятий на свежем воздухе, серьезно подумав о переносе или избегании таких занятий. Населению в целом следует сократить деятельность на свежем воздухе.

Более 300 означает «опасный» AQI.

Качество воздуха на этом уровне опасно для жизни и приведет к предупреждению о чрезвычайных ситуациях для всего населения. У здоровых людей снижается выносливость при занятиях спортом, а также могут проявляться заметно выраженные симптомы. У здоровых людей могут быть спровоцированы другие заболевания. Здоровым людям следует избегать активного отдыха.

Старейшины и больные должны оставаться в помещении и избегать упражнений на открытом воздухе. Детям, пожилым людям и больным рекомендуется оставаться в помещении и избегать физических нагрузок. Население в целом должно избегать активного отдыха.

См. Также «Световое загрязнение: типы, причины и последствия» и «Эффективные решения».

В таблице ниже представлены категории индекса качества воздуха (AQI).

Как я могу избежать контакта с вредным для здоровья воздухом?

AQI рассчитывается для четырех основных загрязнителей воздуха, регулируемых Законом о чистом воздухе: приземный озон, загрязнение частицами, оксид углерода и диоксид серы. Чтобы избежать контакта с нездоровым воздухом, необходимо предпринять следующие простые шаги:

Длительные нагрузки: Длительная физическая нагрузка – это любая деятельность на свежем воздухе, которую вы делаете с перерывами в течение нескольких часов и которая может вызвать у вас дыхание немного быстрее, чем обычно. Когда воздух на улице нездоровый, вы можете уменьшить потребление нездорового воздуха, сократив время, которое вы тратите на этот вид деятельности.

Тяжелое напряжение: Сильная нагрузка означает интенсивную деятельность на свежем воздухе, которая заставляет вас тяжело дышать. Когда качество воздуха на улице плохое, вы можете защитить свое здоровье, сократив время, которое вы тратите на это занятие, или заменив его менее интенсивным занятием.

Восемь основных типов загрязнителей воздуха

Индекс качества воздуха состоит из 8 загрязнителей, а именно твердых частиц (PM) 10, PM2,5, озона (O3), диоксида серы (SO2), диоксида азота (NO2), оксида углерода (CO), свинца (Pb) и аммиака. (NH3) и выступает в качестве основных параметров при определении AQI области.

Загрязнение твердыми частицами (PM 2,5 и PM 10)

Загрязнение твердыми частицами (также известными как «твердые частицы») состоит из смеси твердых частиц и жидких капель. Некоторые частицы испускаются напрямую; другие образуются, когда загрязняющие вещества, выбрасываемые из различных источников, вступают в реакцию в атмосфере. Люди с заболеваниями сердца или легких более чувствительны к загрязнению твердыми частицами. Загрязнения в виде твердых частиц бывают двух размеров: мелкие частицы (диаметром 2,5 микрометра или меньше) и крупные частицы (частицы от 2,5 до 10 микрометров).

PM10

Он относится к вдыхаемым частицам, диаметр которых меньше или равен 10 микрометрам. Примеры включают пыль, пыльцу и плесень. PM10 фильтруется в верхней части дыхательной системы, то есть в носу.

PM2,5

Это мелкие частицы диаметром не более 2,5 мкм. Они составляют примерно 1/30 часть человеческого волоса, что означает, что они слишком малы для человеческого глаза. PM2,5 опасен для всей партии. PM2,5 вызывает 70–80% проблем со здоровьем только тогда, когда преодолевает естественные барьеры организма и попадает в легкие. По данным исследовательской группы по изучению Земли из Беркли, вдыхать воздух с содержанием PM2,5 от 950 до 1000 – все равно что выкуривать 44 сигареты в день.

Озон (O3)

Озон – это газ, который содержится в воздухе, которым мы дышим. Озон – это парниковый газ и второй по опасности параметр, поскольку он усугубляет такие заболевания легких, как астма, эмфизема и хронический бронхит. Он создается в результате химической реакции, которая происходит в выхлопных газах и в присутствии солнечного света. Газ имеет едкий запах и беловатый запах.

Некоторые люди, ведущие активный образ жизни на открытом воздухе, чувствительны к озону, поскольку уровни озона на открытом воздухе высоки. Когда вы занимаетесь физической активностью, это вызывает более быстрое и глубокое дыхание, в результате чего в организм поступает больше озона. Хороший озон естественным образом присутствует в верхних слоях атмосферы Земли. Плохой озон образуется у земли, когда загрязняющие вещества вступают в химическую реакцию с солнечным светом.

См. Также фармацевтическое загрязнение: причины, последствия и удивительные решения.

Диоксид серы (SO2)

Диоксид серы, бесцветный, химически активный газ, образуется при сжигании серосодержащих видов топлива, таких как уголь и нефть. Эти газы вступают в реакцию в воздухе с образованием твердых частиц и в больших концентрациях приводят к образованию смога. Основными источниками диоксида серы являются электростанции, нефтеперерабатывающие заводы и промышленные котельные. Чаще встречается возле промышленных комплексов. Вулканы также являются естественным источником выбросов SO2.

Двуокись азота (NO2)

Другой опасный тип загрязнения городского воздуха – группа газов, известных как оксиды азота. Диоксид азота – это химическое соединение. Они оба обладают высокой реакционной способностью и не имеют запаха. В воздухе они реагируют с образованием твердых частиц (ТЧ) и озона. В частности, при высокотемпературном сгорании выделяется диоксид азота. Он отвечает за фотохимический смог, кислотные дожди и т. Д.

Окись углерода (CO)

Окись углерода – это бесцветный газ без запаха. Хотя это часто считается опасностью для помещений, это также является серьезным загрязнением атмосферного воздуха. Он образуется, когда углерод в топливе не сгорает полностью. Основными источниками окиси углерода являются сжигание ископаемого топлива в выхлопных газах транспортных средств, производственные процессы и природные источники, такие как лесные пожары.

Окись углерода может попасть в организм через легкие и связывается с гемоглобином. Это вещество в крови, которое переносит кислород к клеткам. В организме он (окись углерода) уменьшает количество кислорода, поступающего в органы и ткани тела.

Аммиак (NH3)

Он выбрасывается в результате сельскохозяйственных процессов. Аммиак – это соединение формулы NH3. Обычно это газ с характерным резким запахом. Аммиак вносит значительный вклад в удовлетворение пищевых потребностей наземных организмов, выступая в качестве прекурсора для пищевых продуктов и удобрений.

Аммиак также является строительным материалом для синтеза многих фармацевтических препаратов, прямо или косвенно. Несмотря на то, что аммиак широко используется, он является едким и опасным.

Свинец (Pb)

Свинец – токсичный металл, токсичный для человека. Свинец когда-то широко использовался в автомобильном топливе, краске и трубах. Источником твердых частиц Галогениды свинца или загрязнение свинцом является сжигание продуктов этилированного бензина. Этот тяжелый металл может вызвать повреждение мозга или заражение крови.

Индекс качества воздуха (AQI) Цвета

Каждой категории AQI присвоен определенный цвет, чтобы людям было легче понять нездоровые уровни загрязнения воздуха. Например, красный цвет означает, что условия «вредны для здоровья для всех». См. Таблицу для различных значений цвета для каждой категории AQI.

Предельно допустимые выбросы

Кроме ПДК существует такое понятие как предельно допустимые выбросы – ПДВ. Это норматив, который предназначен для контроля над загрязнением на предприятиях, производящих выбросы в воздушную среду. ПДВ требуется для нормирования выбросов, так как полностью исключить или сократить их невозможно. ПДВ зависит от ПДК – при соблюдении норм ПДВ, ПДК на территории будут соответствовать норме.

ПДВ устанавливают отдельно для каждого вещества в производственной отрасли. Для некоторых важных производств может быть сделано исключение – с условием постепенного снижения выбросов при переходе на более совершенные и экологичные технологии.

К сожалению, статистика гласит, что на территории РФ соблюдают ПДВ не более четверти от всех работающих предприятий. Остальные работают с превышением уровня ПДВ, хотя и с соблюдением остальных норм по загрязнению атмосферного воздуха.

По правилам контроля за атмосферным воздухом обязательным условием является использование критериев качества атмосферного воздуха. Они обозначают допустимые нормативные пределы концентрации для каждого загрязнителя. Расчет этих норм начали производить еще в советское время.

Насчитывается более тысячи утвержденных и действующих нормативов для ПДК загрязняющих веществ. Для их расчета значение имеет анализ некоторых статистических данных. В частности – цикличное превышение норм конкретного вещества, повторяемость превышения нормы в пять раз и более, количество случаев, когда норма превышалась в десятки раз.

В Российской Федерации утверждено и действует более тысячи нормативов для предельно допустимых концентраций. В РФ одна из самых больших баз нормативной документации по загрязнению воздуха. Это связано с работой на территории страны большого количества предприятий – загрязнителей воздуха.

Важны не только гигиенические характеристики, но и статистические показатели, такие как:

Кроме гигиенических и статистических, существуют более сложные показатели качества воздуха, требующие расчетов.

В зависимости от индекса загрязнения атмосферы выделяют несколько уровней загрязнения:

Подобные расчеты существуют и для двух других показателей – стандартного индекса (до 20%, до 40%, более 40%) и наибольшей повторяемости (рассчитывается индивидуально, в зависимости от характера местности).

ЛЕКЦИЯ № 7. Санитарная охрана атмосферного воздуха

Гигиеническое нормирование вредных веществ в атмосферном воздухе. Понятие о предельно допустимых концентрациях вредных веществ в атмосферном воздухе, их обоснование

Развитие науки и техники и связанный с этим резкий подъем промышленного производства приводят, как мы отметили в предыдущих лекциях, к загрязнению окружающей среды и в первую очередь – воздуха. Тысячи химических веществ (и число их постоянно растет) используются и выпускаются промышленностью. Многие из них не разлагаются на более простые безвредные продукты, а накапливаются в атмосфере и преобразуются в еще более токсичные продукты. Большое число соединений, в особенности продукты неполного сгорания, попадают в атмосферу, включаются в происходящие в ней процессы, и подобно бумерангу возвращаются к человеку, проникая через дыхательные пути.

Для эффективного решения ряда проблем, связанных с охраной окружающей среды, необходимо широкое международное сотрудничество. Это, в частности, относится и к проблеме распространения атмосферных загрязнений на большие расстояния, ведь воздушные массы не знают границ.

В настоящее время существует два подхода в методике санитарной охраны атмосферного воздуха.

1. Достижение наилучших практических результатов от проведения мероприятий. Основа их – совершенная технология производства. Это наиболее эффективный, но в то же время дорогостоящий подход.

2. Управление качеством воздушной среды. Сущность его состоит в гигиеническом нормировании, что и является в настоящее время основой охраны атмосферного воздуха.

Этот подход имеет несколько концепций. Одна концепция заключается в нормировании вредных компонентов в сырье и является неудачной, так как не обеспечивает уровня безопасных концентраций в атмосферном воздухе. Другая – установление предельно допустимого выброса (ПДВ) для каждого предприятия и на основе ПДВ – стабилизация предельно-допустимых концентраций (ПДК) загрязнений. Это на сегодняшний день является одним из наиболее действенных средств охраны воздуха.

ПДК – это концентрации, которые не оказывают на человека ни прямого, ни косвенного вредного и неприятного действия, не снижают его трудоспособности, не влияют отрицательно на его самочувствие и настроение.

Однако следует иметь в виду, что не только превышение ПДВ, но даже соблюдение его величины не всегда может рассматриваться как оптимум. Установленные в настоящее время значения ПДК, как правило, обеспечивают безопасность окружающей среды для здоровья исходя из научных знаний сегодняшнего дня. Анализ же изменений значений ПДК за последние годы свидетельствует об их относительности – они пересматривались в большинстве случаев в сторону уменьшения. Таким образом, представление об их полной безвредности следует считать условным.

Основные принципы гигиенического нормирования вредных веществ в атмосферном воздухе сформулированы В. А. Рязановым. ПДК по нормативам должна быть:

1) ниже порога острого и хронического воздействия на человека, животных и растительность;

2) ниже порога запаха и раздражающего действия на слизистые оболочки глаз и дыхательных путей;

3) значительно ниже ПДК, принятых для воздуха производственных помещений.

Необходимо учитывать сведения о заболеваемости и жалобы населения в зоне влияния выбросов, которые

не должны оказывать влияния на бытовые и санитарные условия жизни, а также не вызывать привыкания организма.

ПДК служит масштабом, по которому судят, насколько существующее загрязнение превышает допустимый предел. Они дают возможность обосновать необходимость тех или иных мероприятий для санитарной охраны атмосферного воздуха и проверить эффективность этих мероприятий. В основе нормирования лежат принципы пороговости и этапности.

ПДК загрязнений в атмосферном воздухе устанавливаются по двум показателям – максимальным разовым (ПДК м. р.) и среднесуточным – ПДК с. с. (24 ч). Наиболее важные среднесуточные концентрации, превышение которых указывает на возможное неблагоприятное токсическое действие регламентируемых веществ. Максимально разовые концентрации устанавливаются для веществ, обладающих преимущественно раздражающим или рефлекторным действием.

В то время как в большинстве зарубежных стран для установления стандарта учитываются главным образом эпидемиологические данные о влиянии загрязнений атмосферного воздуха на здоровье населения, в нашей стране доминирует экспериментальный подход. Проведение эксперимента с точно заданными условиями не только обеспечивает большую точность полученных данных, но и позволяет устанавливать контролирующие показатели, не дожидаясь появления неблагоприятных последствий для здоровья населения.

На первом этапе эксперимента изучаются пороговые концентрации рефлекторного действия – порог запаха и в некоторых случаях порог раздражающего действия. Эти исследования проводятся с волонтерами на специальных установках, обеспечивающих подачу в зону дыхания строго дозируемых концентраций химических соединений. В результате статистической обработки полученных результатов устанавливается пороговая величина. Эти материалы затем используются для обоснования максимально разовой ПДК.

На втором этапе исследований изучается резорбтивное действие соединений в условиях длительных экспозиций на подопытных животных (обычно беспородных белых крысах) с целью установления среднесуточной ПДК. Хронический эксперимент в специальных затравочных камерах длится не менее 4 месяцев. Животные должны находиться в камерах круглосуточно.

Важным моментом является выбор исследуемых концентраций. Обычно выбирают три концентрации: первая на уровне порога запаха, вторая в 3—5 раз выше и третья в 3—5 раз ниже. Если исследуемое вещество не обладает запахом, то концентрации для токсикологического эксперимента рассчитывают по формулам, опирающимся на регламентируемые гигиенические, токсикометрические показатели или на физико-химические параметры и особенности структуры вещества.

При проведении эксперимента производится отбор тестов, адекватных механизму действия изучаемого соединения, а также интегральных тестов, характеризующих проявление защитно-приспособительных реакций. ПДК атмосферных загрязнений устанавливаются по лимитирующему показателю – по уровню концентрации, который оказался наименьшим при использовании различных тестов. В качестве пороговых принимаются концентрации, которые вызывают запах, раздражающее действие, специфические проявления или какие-нибудь другие реакции, которые могут рассматриваться как защитно-приспособительные. Большое внимание уделяется возможности появления отдаленных последствий (эмбриотропного, гонадотропного, канцерогенного, мутагенного и др.).

Значительное распространение получили сейчас методы экспрессного регламентирования атмосферных загрязнений. Результаты краткосрочного эксперимента (1 месяц) анализируются графически на двойной логарифмической сетке, по оси ординат – время наступления эффектов, по оси абсцисс откладываются значения концентраций. Прямые зависимости «концентрация – время», полученные по наиболее достоверным тестам, могут иметь различные углы наклона к оси абсцисс (концентрации). Пороговые концентрации устанавливаются по прямым зависимости «концентрация – время» путем экстраполяции их на четырехмесячный срок хронического эксперимента. Таким образом могут быть установлены дифференцированные по времени значения ПДК, в том числе среднегодовые, соответствующие ПДК с. с.

Разработанные в России ПДК и ориентировочные безопасные уровни (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест имеют обязательный характер как элемент санитарного законодательства и используются в практике проектирования и санитарного надзора.

Мероприятия по санитарной охране атмосферного воздуха

Мероприятия по охране атмосферного воздуха делятся на:

Технологические и санитарно-технические.

В эту группу входят мероприятия, которые могут быть проведены на самом предприятии в целях уменьшения выбросов и снижения концентрации пыли и газов в воздухе (так называемые безотходные технологии). Сюда относится прежде всего рационализация сжигания угля. Известно, что густой черный дым получается при неполном сгорании топлива. Именно в этих случаях в атмосферный воздух в большом количестве выбрасываются элементы угля, сажа, несгоревшие углеводороды.

Снизить количество угля можно при рационализации устройства топок, улучшения их эксплуатации. Уменьшения загрязнения воздуха пылью и сернистым газом можно достичь обогащением угля перед сжиганием: удалением породы, дающей много пыли, а также колчедана, содержащего серу.

Санитарно-технические мероприятия связаны с использованием очистных устройств. Это пылеотстойные камеры, фильтры, увлажняющие технологии очистки, электрофильтрация. Устройство высоких труб (100 м и выше) способствует более интенсивному рассеиванию газов. Правильный расчет и обоснование высоты трубы имеют существенное значение в защите приземных слоев атмосферы от загрязнения.

Транспорт – конечная цель – создание экологически чистого автомобиля. В настоящее время большое внимание уделяется разработке устройств снижения токсичности – нейтрализаторов, которыми оснащаются современные автомобили. Способ каталитического преобразования продуктов сгорания заключается в том, что отработанные газы очищаются, вступая в контакт с катализатором. Одновременно происходит дожигание продуктов неполного сгорания, содержащихся в выхлопе автомобилей. Во многих городах уже используется неэтилированный бензин. Использование газа в качестве топлива для машин также является эффективным мероприятием в отношении защиты атмосферного воздуха.

Электромобиль, солнечная энергия, водородный автомобиль – это будущее автомобилестроения.

Планировочные мероприятия основаны на принципе функционального зонирования населенных пунктов: промзоны, селитебной зоны и т. д. Это позволяет сосредоточить опасные предприятия с учетом аэроклиматических условий и обосновать устройство обязательных разрывов между предприятиями и жилой застройкой – санитарно-защитных зон определенной ширины. В отдельных случаях санитарно-защитные зоны составляют 10—20 км. Санитарно-защитная зона или какая-либо ее часть не могут рассматриваться как резервная территория предприятия и использоваться для расширения промышленной площади. Территория санитарно-защитной зоны должна быть озеленена. Размеры санитарно-защитных зон определяются в соответствии с санитарной классификацией различных видов производств и объектов, загрязняющих своими выбросами атмосферный воздух. Санитарными нормами проектирования установлено 5 классов санитарно-защитных зон:

I класс – 1000 м;

II класс – 500 м;

III класс – 300 м;

IV класс – 100 м;

V класс – 50 м.

В отношении охраны атмосферы городов от выбросов автотранспорта планировочные мероприятия проводятся путем сооружения кольцевых дорог, эстакад, зеленых волн, исключения перекрестков. Принцип районной планировки является также профилактическим мероприятием – это рациональное размещение на территории городов систем утилизации отходов, аэропортов и других систем коммуникации в масштабе края, области и т. д. Это озеленение города, создание генерального плана развития города.

Особое значение имеют законодательные мероприятия, определяющие ответственность различных организаций за охрану атмосферного воздуха.

В настоящее время при решении вопросов охраны атмосферного воздуха руководствуются Конституцией Российской Федерации (принятой 12 декабря 1993 г.), «Основами законодательства Российской Федерации об охране здоровья граждан», Федеральными законами «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» и «Об охране атмосферного воздуха».

К числу законодательных мер относится установление ПДК и ОБУВ загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. В настоящее время в России установлено 656 ПДК и 1519 ОБУВ для веществ, загрязняющих атмосферный воздух.

Мероприятия, направленные на предотвращение неблагоприятного воздействия загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения и устанавливающие обязательные гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест и соблюдению гигиенических нормативов при размещении, проектировании, строительстве, реконструкции (техническом перевооружении) и эксплуатации объектов, а также при разработке всех стадий градостроительной документации, проводятся целенаправленно на основании СанПиН 2.1.6.1032-01 «Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест».

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

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

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

Как следует из определения, ПДКрз представляет собой норматив, ограничивающий воздействие вредного вещества на взрослую работоспособную часть населения в течение периода времени, установленного трудовым законодательством. Совершенно недопустимо сравнивать уровни загрязнения селитебной зоны с установленными ПДКрз, а также говорить о ПДК в воздухе вообще, не уточняя, о каком нормативе идет речь.

Предельно допустимая концентрация максимально разовая (ПДКмр) — концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, не вызывающая при вдыхании в течение 20 минут рефлекторных (в том числе, субсенсорных) реакций в организме человека.

Таблица 3. Соотношение различных видов ПДК в воздухе для некоторых веществ

Понятие ПДКмр используется при установлении научно-технических нормативов — предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ. В результате рассеяния примесей в воздухе при неблагоприятных метеорологических условиях на границе санитарно-защитной зоны предприятия концентрация вредного вещества в любой момент времени не должна превышать ПДКмр.

Предельно допустимая концентрация среднесуточная (ПДКсс) — это концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного воздействия при неограниченно долгом (годы) вдыхании. Таким образом, ПДКсс рассчитана на все группы населения и на неопределенно долгий период воздействия и, следовательно, является самым жестким санитарно-гигиеническим нормативом, устанавливающим концентрацию вредного вещества в воздушной среде. Именно величина ПДКсс может выступать в качестве “эталона” для оценки благополучия воздушной среды в селитебной зоне. Но использование этого норматива в качестве единицы измерения (пять ПДКсс по оксидам азота) — абсурдно!

Предложен ряд комплексных показателей загрязнения атмосферы (совместно несколькими загрязняющими веществами); наиболее распространенным и рекомендованным методической документацией Госкомэкологии, является комплексный индекс загрязнения атмосферы (ИЗА). Его рассчитывают как сумму нормированных по ПДКсс и приведенных к концентрации диоксида серы средних содержаний различных веществ.

Для сопоставления данных о загрязненности несколькими веществами атмосферы разных городов или районов города комплексные индексы загрязнения атмосферы должны быть рассчитаны для одинакового количества (n) примесей. При составлении ежегодного списка городов с наибольшим уровнем загрязнения атмосферы для расчета комплексного индекса Yn используют значения единичных индексов Yi тех пяти веществ, у которых эти значения наибольшие.

В последнее время растет число публикаций, описывающих эффекты действия загрязняющих веществ на биоту, в том числе атмосферных примесей на растительность. Так, установлено, что хвойные породы деревьев, лишайники чувствительнее прочих видов реагируют на присутствие в воздухе кислых газов, в первую очередь, сернистого ангидрида. Исследователи предлагают установить предельно допустимые концентрации для диких видов с тем, чтобы использовать эти нормативы при оценке ущерба и ограничении воздействия на особо охраняемые природные объекты. Однако широкое применение чувствительность растений нашла лишь в биологическом мониторинге; экологическое нормирование состояния атмосферного воздуха на практике фактически не реализовано.

Основой регулирования качества атмосферного воздуха населенных мест являются гигиенические нормативы – предельно допустимые концентрации (ПДК) атмосферных загрязнений химических и биологических веществ, соблюдение которых обеспечивает отсутствие прямого или косвенного влияния на здоровье населения и условия его проживания. Для отдельных веществ допускается использование ориентировочных безопасных уровней воздействия (ОБУВ), для которых устанавливаются сроки их действия.

ПДКсс загрязняющего вещества в атмосферном воздухе – максимальная концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущие поколения, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни.

ПДКмр – это такая концентрация (минимальная) вредного вещества в атмосферном воздухе, которая после 20-минутного воздействия вызывает у человека рефлекторные реакции (ощущения запаха, привкуса, световой чувствительности).

Лимитирующий (определяющий) показатель вредности характеризует направленность биологического действия вещества: рефлекторное (рефл.) и резорбтивное (рез.). Под рефлекторным действием понимается реакция со стороны рецепторов верхних дыхательных путей – ощущение запаха, раздражение слизистых оболочек, задержка дыхания и т.п. Указанные эффекты возникают при кратковременном воздействии вредных веществ, поэтому рефлекторное действие лежит в основе установления максимальной разовой ПДК (ПДКм.р.). Под резорбтивным действием понимают возможность развития общетоксических, гонадотоксических, эмбриотоксических, мутагенных, канцерогенных и других эффектов, возникновение которых зависит не только от концентрации вещества в воздухе, но и длительности ее вдыхания. С целью предупреждения развития резорбтивного действия устанавливается среднесуточная ПДК (ПДКс.с.).

В жилой зоне и на других территориях проживания должны соблюдаться ПДК и 0,8 ПДК – в местах массового отдыха населения, на территориях размещения лечебно-профилактических учреждений длительного пребывания больных и центров реабилитации (табл.1.1). Соблюдение для жилых территорий ПДК, а для зон массового отдыха 0,8 ПДК, обеспечивается с учетом суммации биологического действия веществ или продуктов их трансформации в атмосфере. При одновременном присутствии в атмосфере нескольких веществ, обладающих однонаправленным действием, их суммарная концентрация должна удовлетворять следующему условию:

где N – количество компонентов, обладающих совмещенным эффектом действия; Сi – концентрация i-вещества, мг/м3, обладающего совмещенным эффектом действия.

Эффектом суммации обладают следующие вещества:

1. Аммиак, сероводород

2. Аммиак, сероводород, формальдегид

3. Аммиак, формальдегид

4. Азота диоксид, серы диоксид

5. Азота диоксид, серы диоксид, углерода оксид, фенол

6. Ацетон, фенол

7. Сероводород, формальдегид

8. Серы диоксид, сероводород

9. Серы диоксид, фенол

10.Серы диоксид, фтористый водород.

Перечень предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ

Решение типовой задачи 1.1

Условие. Соответствует ли качество атмосферного воздуха санитарным нормам, если известны концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенного пункта (табл. 1.2).

Исходные и нормативные данные

1. Выписать исходную информацию (качество воздуха населенного пункта).

2. В нормативной литературе найти необходимую информацию, т.е. ПДКсс(табл.1.1) и компоненты, обладающие совмещенным эффектом действия. Исходную и нормативную информацию занести в табл.1.2.

3. Проверить соответствие санитарным требованиям по двум условиям:

– это условие выполняется для всех компонентов.

– для компонентов, обладающих совмещенным эффектом действия.

4. Проверить условие по эффекту совмещенного действия.

Компоненты, обладающие совмещенным эффектом действия:

диоксид серы, диоксид азота

диоксид серы, сероводород

диоксид серы, оксид углерода, фенол, диоксид азота

Вывод. Качество воздуха не соответствует санитарным нормам, так как наблюдается превышение концентраций для веществ, обладающих совмещенных эффектом действия (диоксид серы, оксид углерода, фенол, диоксид азота).