2.3. Показатели и критерии оценки состояния воздушной среды
Предельно допустимые концентрации вредных веществ (ПДК).
Не существует стандарта, оговаривающего понятие «чистый воздух». Условно считается чистым такой воздух, в котором содержание основных компонентов находится в пределах нормы, а концентрация вредных примесей не превышает допустимых пределов.
Нормирование содержания вредного вещества в атмосферном воздухе населенных мест и рабочей зоны осуществляется с учетом специально разработанных ПДК:
ПДКМ.Р. – предельно допустимая максимальная разовая концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3;
ПДКС.С. – предельно допустимая среднесуточная концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3;
ПДКР.З. – предельно допустимая концентрация химического вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м3.
Предельно допустимая максимальная разовая концентрация вредного вещества – это такая концентрация, которая не вызывает рефлекторных (в том числе субсенсорных) реакций в организме человека.
При этом под вредным веществом (ВВ) понимается инородный нехарактерный для природных экосистем ингредиент, оказывающий отрицательное влияние на живые организмы, обитающие в этих экосистемах.
Максимальная разовая ПДК учитывает так называемые залповые, массовые выбросы в атмосферу вредных веществ. Эта концентрация при вдыхании в течение 20 минут не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека.
Среднесуточная ПДК учитывает как пиковые, так и наименьшие концентрации атмосферных загрязнений, которые имеют место в течение суток. Эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченно продолжительном вдыхании.
Предельно допустимая среднесуточная концентрация вредного вещества – это такая концентрация в воздухе населенного пункта, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного воздействия в условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания.
Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих. ПДК вредного вещества в воздухе рабочей зоны, где человек находится ограниченное время, выше, чем ПДК вредного вещества в воздухе населенных мест.
Обычно используют максимально разовые, среднесуточные и средне-годовые ПДК, сравнивая их с фактическими концентрациями загрязняющих веществ в атмосфере за последние несколько лет, но не менее, чем за 2 года.
ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны – это концентрации загрязняющих веществ, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов или другой продолжительности, но не более 41 часа в неделю, в течение всего рабочего стажа не могут вызывать заболеваний или отклонений здоровья человека, обнаруживаемых современными методами исследований.
По величине ПДК в соответствии с ГОСТ 12.1.0.07-76 различают четыре класса опасности вредных веществ, из которых самый опасный – первый:
1-й класс – вещества чрезвычайно опасные, ПДК менее 0,1 мг/м3;
2-й класс – вещества высоко опасные, ПДК 0,1–1 мг/м3;
3-й класс – вещества умеренно опасные, ПДК 1,1–10 мг/м3;
4-й класс – вещества мало опасные, ПДК более 10 мг/м3.
Для ПДК первого класса опасности обычно нет различий в максимально разовых и среднесуточных ПДК. Для третьего и четвертого классов опасности ПДК ВВ существенно различаются (табл. 2.4).
Таблица 2.4
ПДК веществ различного класса опасности
Вредные примеси в воздухе
|
Химическая формула
|
Разовая доза
ПДК, мг/м3
|
Класс
опасности
|
максимальная
|
среднесуточная
|
Пыль
|
-
|
0,5
|
0,15
|
3
|
Сернистый ангидрид
|
SO2
|
0,5
|
0,05
|
3
|
Сероводород
|
H2 S
|
0,008
|
-
|
2
|
Свинец
|
Pb
|
0,0003
|
-
|
1
|
Бензпирен
|
C20H12
|
-
|
10-6
|
1
|
Ниже приведен перечень веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух с указанием класса опасности (в скобках): двуокись азота (2), бенз(а)пирен (1), сернистый ангидрид (3), оксид углерода (4), сажа (3), ртуть металлическая (1), свинец (1), озон (1), аммиак (4), хлористый водород (2), серная кислота (2), сероводород (2), ацетон (4), окись мышьяка (2), формальдегид (2), фенол (1).
Опасность для здоровья населения загрязнения атмосферного воздуха обусловливается объективным действием ряда факторов.
1) Разнообразием загрязнений. Считается, что на человека, проживающего в промышленном районе, потенциально может воздействовать несколько сотен тысяч химических веществ. Реально, даже при ограниченном числе химических веществ, комбинированное действие атмосферных загрязнителей может приводить к усилению вызываемых ими токсических эффектов.
2) Возможностью массированного воздействия. Человек непрерывно вдыхает за сутки до 20 тыс. л воздуха. Даже незначительные концентрации химических веществ при таком объеме дыхания могут привести к значительному поступлению вредных веществ в организм.
3) Непосредственным доступом загрязнителей во внутреннюю среду организма. Легкие имеют поверхность порядка 100 м2, воздух при дыхании входит почти в непосредственный контакт с кровью, в которой растворяется почти все, что присутствует в воздухе. Из легких кровь поступает в большой круг кровообращения, минуя такой детоксикационный барьер, как печень. Установлено, что яд, поступивший ингаляционным путем, нередко действует в 8–100 раз сильнее, чем при поступлении через желудочно-кишечный тракт.
4) Трудностью защиты от ксенобиотиков. Человек, отказавшись употреблять в пищу загрязненные продукты или недоброкачественную воду, не может не дышать загрязненным воздухом. При этом загрязнитель действует на все группы населения круглосуточно.
Нормы ПДК служат исходной базой для проектирования и экспертизы новых машин и механизмов, технологических линий, промышленных сооружений и предприятий, а также для расчета вентиляционных, газопылеулавливающих и кондиционирующих систем, контролирующих приборов и систем сигнализации. Методологические основы гигиенического нормирования атмосферных загрязнений включают следующие положения.
1. Допустимой признается только такая концентрация химического вещества в атмосфере, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного либо неприятного действия, не влияет на самочувствие и работоспособность.
2. Привыкание к вредным веществам, находящимся в атмосферном воздухе, рассматривается как неблагоприятный эффект.
3. Концентрация химических веществ в атмосфере, которые неблагоприятно действуют на растительность, климат местности, прозрачность атмосферы и бытовые условия жизни населения, считается недопустимой.
Значения ПДК наиболее часто встречающихся загрязнителей атмосферного воздуха (табл. 2.5).
Таблица 2.5
Предельно допустимые концентрации (ПДК) некоторых веществ
в атмосферном воздухе, мг/м3
Вещество
|
Класс
опасности
|
ПДК М.Р.
|
ПДКС.С.
|
Пыль неорганическая (20–70 % SiO2 )
|
3
|
0,3
|
0,1
|
Диоксид серы, SO2
|
3
|
0,5
|
0,05
|
Диоксид азота, NO2
|
2
|
0,085
|
0,04
|
Оксид углерода, CO
|
4
|
5
|
3
|
Формальдегид, COH2
|
2
|
0,035
|
0,003
|
Бензол, C6H6
|
2
|
1,5
|
0,1
|
Фенол, C6H6O
|
2
|
0,01
|
0,03
|
Аммиак, NH3
|
4
|
0,1
|
0,02
|
Сероводород, H2S
|
2
|
0,008
|
-
|
Свинец, Pb
|
1
|
0,001
|
0,0003
|
Ртуть металлическая, Hg
|
1
|
0,001
|
0,0003
|
Бензпирен
|
1
|
-
|
0,000001
|
При нормировании загрязняющих веществ особому вниманию подлежат вещества, оказывающие сходное неблагоприятное воздействие на живые организмы. К ВВ однонаправленного действия, как правило, относят вещества, близкие по химическому строению и характеру биологического воздействия на человека:
1) диоксид серы и аэрозоль серной кислоты;
2) диоксид серы и сероводород;
3) диоксид серы и диоксид азота;
4) диоксид серы и фенол;
5) диоксид серы и фтористый водород;
6) диоксид и триоксид серы, аммиак, оксиды азота;
7) диоксид серы, оксид углерода, фенол и пыль металлургического производства.
При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ с концентрациями С1 , С2,……Сn, обладающих однонаправленным действием, должно выполняться условие:
где С1 , С2,……Сn, – концентрации вредных веществ, обладающих эффектом суммации; ПДК1, ПДК2 ………ПДКn – соответствующие им предельно допустимые концентрации.
Особенности комбинированного действия веществ учитываются при гигиеническом нормировании вредных веществ во всех средах. Вместе с тем многие вещества при одновременном нахождении в атмосферном воздухе не могут оказывать суммарного воздействия, т.е. предельно допустимые значения концентраций сохраняются для каждого вещества в отдельности, например: оксид углерода и диоксид серы; сероводород и сероуглерод; фталевый, малеиновый ангидриды. В этом случае, если в воздухе содержатся вредные вещества (далее ВВ), не обладающие однонаправленным действием, концентрация каждого из них не должна превышать ПДК. В местах, где расположены курорты, на территориях санаториев, домов отдыха и в зонах отдыха городов с населением более 200 тыс. человек концентрация примесей, загрязняющих атмосферный воздух, не должна превышать 0,8 ПДК.
Установление ПДК – длительный и сложный процесс, которому предшествуют многочисленные опыты на растениях и животных, проводимые в институтах АН РФ (ведущий – Институт общей и коммунальной гигиены). При появлении первых признаков нарушения обмена веществ, состава крови, кислородного обмена и т.п. доза считается предпатологической. Она выявляется при длительных экспериментах по нескольким десяткам физиологических, биохимических, токсикологических показателей.
ПДК вредных веществ не являются международным стандартом и могут несколько различаться в разных странах. В ряде случаев в России более жесткие ПДК (табл. 2.6).
Таблица 2.6
ПДК некоторых атмосферных загрязнений
в разных странах мира, мг/м3
Вещество
|
США
|
ВОЗ**
|
Россия
|
ПДК*
|
Время
|
ПДК
|
Время
|
ПДК
|
Время
|
Оксид углерода
|
40
10
|
60 мин
8 ч
|
100
60
|
15 мин
30 мин
|
5
5
|
30 мин
24 ч
|
Озон
|
0,235
|
1 ч
|
0,15
0,5
|
1 ч
10 мин
|
0,16
0,15
|
30 мин
30 мин
|
Диоксид серы
|
0,365
0,08
|
1 сут
1 год
|
0,5
0,35
|
10 мин
1 ч
|
0,5
0,05
|
30 мин
1 сут
|
Диоксид азота
|
0,1
|
1 год
|
0,4
0,15
|
1 ч
24 ч
|
0,085
0,04
|
30 мин
24 ч
|
Свинец
|
0,0015
|
3 мес
|
0,0005
|
1 год
|
0,0017
|
24 ч
|
Кадмий
|
-
|
-
|
0,0005
|
1 год
|
0,001
|
24 ч
|
Формальдегид
|
-
|
-
|
0,1
|
30 мин
|
0,035
0,003
|
30 мин
24 ч
|
Ртуть
|
-
|
-
|
0,001
|
1 год
|
0,003
|
24 ч
|
Стирол
|
-
|
-
|
0,8
|
24 ч
|
0,04
0,002
|
30 мин
24 ч
|
* ПДК устанавливается с учетом времени
** ВОЗ – Всемирное общество здравоохранения
В Российской Федерации также внедрены временно допустимые концентрации (ВДК), иначе называемые ориентировочными безопасными уровнями воздействия (ОБУВ) в случае если величина ПДК не установлена. Эти нормативы устанавливаются расчетным путем и имеют ограниченный срок действия (как правило, не более 3 лет). Кроме того, они применяются в основном для целей предупредительного санитарного надзора, в частности, при оценке воздухоохранных мер, предусматриваемых проектами строительства, проектами организации санитарно-защитных зон и др. В настоящее время ОБУВ предложены более чем для 1400 различных химических веществ.
Предельно допустимый выброс (ПДВ). Научно обоснованные нормы ПДК в приземном слое атмосферы должны обеспечиваться контролем нормативов для всех источников выбросов – от стационарных до передвижных (транспортных). Для охраны атмосферного воздуха с 1 января 1980 г. введен ГОСТ 17.2.3.02-78 «Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями», устанавливающий научно-технический норматив в виде так называемого предельно допустимого выброса (ПДВ).
Содержащиеся в нем правила распространяются на проектируемые и действующие промышленные предприятия, имеющие выбросы вредных веществ в атмосферу.
Предельно допустимый выброс (ПДВ) – это количество вредных веществ, выбрасываемых в единицу времени (г/с), которое, в сумме с выбросами из других источников загрязнения не создает приземной концентрации примеси, превышающей значение ПДК.
Если ПДК служат нормативами на содержание вредных веществ в природной среде, то ПДВ является нормативом на их поступление в окружающую среду. ПДВ относится к производственно-хозяйственным стандартам качества природной среды, регламентирующим безопасный режим работы производственного объекта и устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы.
Фоновая концентрация – содержание вещества в объекте окружающей среды, определяемое суммой глобальных и региональных естественных и антропогенных вкладов в результате дальнего или трансграничного переноса.
Под фоновой концентрацией для отдельного источника загрязнения атмосферы понимают ее загрязнение, связанное с другими источниками, исключая рассматриваемый.
Значения фоновых концентраций определяются территориальными организациями Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.
При расчете веществ однонаправленного действия используют специальные таблицы и методику, разработанную Главной геофизической обсерваторией им. А. Воейкова. Расчет ПДВ стационарных источников проводится самим природопользователем, утверждается специально уполномоченными организациями и корректируется не реже одного раза в пять лет. Сведения по ПДВ служат основой для расчета выплат за загрязнение среды данным природопользователем. ПДВ для всего предприятия определяются суммированием ПДВ отдельных источников загрязнения. Сверхнормативные эмиссии влекут за собой экономические и административные санкции.
Для транспортных средств величины ПДВ устанавливаются соответствующими ГОСТами и ОСТами как в виде величин выбросов для данного стандартного испытания, так и в виде пробеговых выбросов на километр пути.
Временно согласованные выбросы (ВСВ) вредных веществ. В случае, если данный природопользователь не может достичь величины ПДВ (по причине очень больших фоновых концентраций или по существенным технологическим факторам) назначаются временно-согласованные выбросы (ВСВ) с обязательным установлением графика их постоянного снижения до ПДВ и разработкой конкретных мер для этого. За основу берутся выбросы на таком уровне, который характерен для предприятий с наилучшей достигнутой технологией производства при сходных условиях, как по мощности, так и по технологическим процессам. Для максимального снижения выбросов ВВ на предприятиях должны быть использованы наиболее совершенная технология и методы очистки. ВСВ по существу являются свидетельством отказа от нормирования и приводят к ухудшению экологической обстановки
Санитарно-защитные зоны (СЗЗ). Для обеспечения безопасности населения, проживающего вблизи экологически опасных предприятий, создаются санитарные зоны – полосы, отделяющие источники промышленного загрязнения от жилых или общественных зданий, размеры которых с 1996 г. регламентируются СанПин 2.2.1/2.1.1.567 – 96.
Нормативный размер СЗЗ определяется на основе расчетов рассеивания выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе и зависит от мощности источника, характера и количества, выделяемых в окружающую среду ВВ и других факторов в соответствии с санитарной классификацией предприятий. СЗЗ – обязательный элемент любого промышленного предприятия или объекта, являющегося источником химического, биологического или физического воздействия на окружающую среду и здоровье человека.
В зависимости от класса опасности предприятий размеры санитарно-защитной зоны составляют: I класса – 2000 м; II класса – 1000 м; III класса – 500 м; IV класса – 300 м; V класса – 100 м.
Санитарно-защитные зоны предназначены:
- для обеспечения требуемых гигиенических норм содержания в приземном слое атмосферы загрязняющих веществ, уменьшения отрицательного влияния предприятий, транспортных коммуникаций, линий электропередач на население, уменьшения факторов физического воздействия – шума, повышенного уровня вибрации, ультразвука, электромагнитных волн и статического электричества;
- создания архитектурно-эстетического барьера между промышленностью и жилыми районами;
- организации дополнительных озеленений площадей с целью усиления ассимиляции и фильтрации загрязнителей атмосферного воздуха, а также повышения активности процесса диффузии воздушных масс для локального благоприятного влияния на климат.
|
