Гигиеническое нормирование химических веществ в атмосферном воздухе населенных мест


Оценка качества воздушной среды населенных пунктов осуществляется на основе различных нормативов.

Нормативная база и методы контроля загрязнения атмосферного воздуха начали создаваться во второй половине прошлого столетия.

Методологические основы гигиенического нормирования атмосферных загрязнений связаны с именем проф. В.А. Рязанова, сформулировавшего следующие критерии вредности химических веществ.

1. Допустимой может быть признана только такая концентрация того или иного вещества в атмосфере, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного или неприятного воздействия, не снижает его работоспособность, не влияет на его самочувствие.

2. Привыкание к вредным веществам, присутствующим в воздухе, должно расцениваться как неблагоприятный эффект, доказывающий недопустимость таких концентраций.

3. Недопустимыми следует считать такие концентрации атмосферных загрязнений, которые неблагоприятно влияют на растительность и климат местности, прозрачность атмосферы и бытовые условия жизни населения.

ПДК в атмосферном воздухе населенных мест — максимальная концентрация, не оказывающая в течение всей жизни человека прямого или косвенного неблагоприятного воздействия на настоящее или будущие поколения, не снижающая работоспособности человека и не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни.

Для атмосферного воздуха населенных мест разрабатываются нормативы для двух периодов усреднения концентраций: максимально разовая и среднесуточная ПДК (ПДКм.р. и ПДКс.с.) и лимитирующий (определяющий) показатель вредности.

Предельно допустимая максимальная разовая концентрация загрязняющего вещества в воздухе населенных мест (ПДКм.р.), мг/м3. При вдыхании в течение 30 мин. эта концентрация не должна вызывать рефлекторных (в том числе субсенсорных) реакций в организме человека. Максимальная разовая ПДК (время ос­реднения пробы 20—30 мин) направлена на предупреждение рефлекторных реакций, связанных с пиковыми, кратковремен­ными подъемами концентраций вредного вещества.

Предельно допустимая среднесуточная концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест (ПДКс.с), мг/м3. Данная ПДК не должна вызывать отклонений в состоянии здоровья настоящего и последующих поколений при неопределенно долгом (в течение нескольких лет) вдыхании. Среднесуточная ПДК предназначена для предотвращения хронического воздействия атмосферных загрязнителей, вызы­вающих общетоксический или специфический эффект (табл.6).

Таблица 6. Предельно допустимые концентрации некоторых веществ, поступающих в атмосферу, мг/м3

Вещество

Максимальная разовая

Средняя суточная

Диоксид азота

0,085

0,04

Аммиак

0,20

0,04

Сажа (копоть)

0,15

0,05

Сернистый

ангидрид

0,03

0,005

Оксид

углерода

3,0

1,0

Фосфорный ангидрид

0,15

0,05

Хлор

0,01

0,03

Пыль

0,15—0,5

0,05—0,15

Лимитирующий (определяющий) показатель вредности характеризует направленность биологического действия вещества: рефлекторное (рефл.), резорбтивное (рез.) и санитарно-гигиеническое (с.-гиг.).

Нормирование двух концентраций связано с тем, что вследствие значительной вариабельности содержания веществ в атмосфере ПДКс.с. не может гарантировать, что появляющиеся в определенные отрезки времени пиковые концентрации некоторых химических веществ не будут вызывать ощущения запаха и раздражающего действия на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей. Поэтому с целью предупреждения рефлекторных реакций, связанных с пиковыми, хотя и кратковременными, подъемами концентраций отдельных веществ, устанавливается максимально разовая ПДК (20–30-минутная), в то время как назначение среднесуточной ПДК состоит в предотвращении хронического неблагоприятного действия атмосферных загрязнений.

Под рефлекторным действием понимается реакция со стороны рецепторов верхних дыхательных путей: ощущение запаха, раздражение слизистых оболочек, задержка дыхания и т. д. Указанные эффекты возникают при кратковременном воздействии вредных веществ, поэтому рефлекторное действие лежит в основе установления 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 от длительности его вдыхания. С целью предупреждения развития резорбтивного действия устанавливается ПДКс.с. или максимальная 24-часовая и/или как средняя за длительный период (год и более).

Для некоторых веществ (красители), не оказывающих на уровне низких концентраций рефлекторного и/или резорбтивного действия, но способных при оседании из воздуха придавать объектам окружающей среды (например, снегу) необычную окраску, тем самым создавая у человека ощущение опасности или дискомфорта, в качестве лимитирующего используется санитарно-гигиенический показатель вредности.

ВДКв.в. в атмосферном воздухе населенных мест ( мг/м3) — временный гигиенический норматив максимального допустимого содержания загрязняющего вещества в атмосферном воздухе населенных мест. ОБУВ устанавливается на срок 3 года, по истечении которого он должен быть пересмотрен или заменен значением ПДК. ОБУВ используется при решении вопросов предупредительного надзора, для обоснования требований к разработке оздоровительных мероприятий по охране атмосферного воздуха проектируемых, реконструируемых и опытных малотоннажных производств.

Предельно допустимое количество сжигаемого топлива (ПДТ), т/ч. Этот показатель должен обеспечивать соблюдение санитарно-гигиенических нормативов по продуктам сгорания топлива в воздухе населенных мест при неблагоприятных для рассеивания метеорологических условиях. ПДТ устанавливается расчетным путем на срок не более 5 лет.

Коэффициент возможного ингаляционного отравления (КВИО) — отношение максимально достижимой концентрации вещества в воздухе при 20°С к средней смертельной концентрации для бе­лых мышей при временной экспозиции 120 минут (отношение летучести к показателю токсичности).

В атмосферном воздухе, как правило, одновременно присутствует ряд вредных примесей, оказывающих на организм человека совместное действие. Поэтому наряду с нормированием отдельных токсичных веществ большое значение приобретает нормирование их смесей.

Многочисленными экспериментальными исследованиями установлено разнообразие ответных реакций организма на комбинированное действие атмосферных загрязнений. Эти реакции могут протекать по типу простого суммирования эффектов (для большинства изученных смесей), а также по типу ослабления (антагонизм), усиления (потенцирование) эффектов и независимого действия.

Потенцирование эффекта было установлено лишь для отдельных смесей веществ. Характер комбинированного действия атмосферных загрязнений при потенцировании оценивается по приведенной выше формуле, сумма долей концентраций от их ПДК устанавливается меньше 1 — в зависимости от степени потенцирования.

При наличии в атмосфере нескольких веществ, обладающих независимым действием, сохраняются значения ПДК для каждого вещества в отдельности.

Величины ОБУВ устанавливаются путем расчета по параметрам токсикометрии и ПДК веществ в других средах, а также по физико-химическим свойствам веществ. ОБУВ не могут быть разработаны для веществ, обладающих потенциальной опасностью развития отдаленных эффектов (эмбрио- и гонадотоксического, мутагенного и др.), если ПДК для этих веществ в других средах установлены без учета этих эффектов.

Перечень ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест включает название веществ, значение максимально разовой и среднесуточной ПДК, класс опасности веществ и лимитирующий показатель вредности, который положен в основу установления ПДК конкретного вещества. Среди нормативов предельно допустимых концентраций за­грязняющих веществ в атмосфере особое место занимают сред­несуточные концентрации, превышение которых указывает на возможность неблагоприятных токсических действий вредных веществ на организм человека. Максимальные разовые концен­трации устанавливают для тех веществ, которые обладают в большей степени раздражающим и рефлекторным действиями. Их устанавливают с целью предупреждения рефлекторных реакций у человека (ощущение запаха, изменение биоэлектриче­ской активности головного мозга, световой чувствительности глаз и др.) при кратковременном воздействии атмосферных примесей. В том случае, если токсические реакции организма проявляются при меньшей концентрации вредных веществ, чем рефлекторные или раздражающие реакции, то среднесуточные и максимальные разовые ПДК совпадают.

Кроме того, принято количественную оценку уровня загрязнения выра­жать через концентрацию примеси, отнесенной к предельно допу­стимой концентрации вещества (ПДК).

При поступлении в воздух вредных веществ, обладающих оди­наковой направленностью воздействия на среду (эффект суммации или совме­щенного действия), сумма их относи­тельных концентраций не должна превышать единицы:

Σ Сш / ПДК ш < 1 (3),

где Ct — фактическая концентрация вещества (мг/м3); ПДКг — предельно допустимая концентрация соответствующего веще­ства (мг/м3).

Эффектом однонаправленного действия (суммации) обла­дают, например, следующие сочетания вредных веществ: аце­тон и ацетофенол; ацетон и фталевый ангидрид; ацетон и фе­нол; ацетон, фурфурол, формальдегид, фенол, ацетальдегид, винилацетат; бензол, ацетофенол, азот, диоксид азота; диоксид серы и сероводород; формальдегид и оксид углерода; диоксид азота, формальдегид, гексан и др.

Проблема оценки устойчивости (стабильности) экосистемы опре­деляет задачу получения количественных оценок воздействий, кото­рые могут нарушать ее устойчивость, позволяет определить макси­мально допустимые нагрузки, превышение которых может привес­ти к существенной деформации отдельных параметров экосистемы или к ее полному разрушению, т. е. экологической катастрофе.

Таким образом, при оценке неблаго­получия окружающей среды учитываются ПДК:

1) зна­чения ниже 1 ПДК расцениваются как слабые;

2) значения 1-5 — средние;

3) выше 50 ПДК — экстремальные.

Приостановка работы предприятий возможна лишь при не­однократных суточных превышения ПДК в 30 раз, многократных разовых — в 50 раз.

В Республике Казахстан установлены нормативы для двух периодов усреднения проб атмосферного воздуха: максимальная разовая и среднесуточная ПДК.

За рубежом ПДК атмосферных загрязнителей разрабаты­вают и для других периодов осреднения, включая среднего­довые.

Установление дифференцированных по времени ПДК (сред­немесячных, среднегодовых) в настоящее время сдерживается несовершенством систем мониторинга содержания примесей в атмосфере.

Важно учитывать, что для 2/3 всех нормированных веществ ПДК в атмосферном воздухе установлены исходя из их рефлекторного действия (пороги запаха или рефлекторного действия). Поэтому последствия превышения ПДК некоторых веществ могут ограничиваться появлением жалоб населения на посторонние запахи, при этом риск развития токсических эф­фектов будет незначительным.