743

Таблица 13

Стресс-индексы для различных категорий химических загрязнений

На рисунке 18 представлена схема источников загрязнения атмосферно-

го воздуха.

Рисунок 18. – Источники загрязнения атмосферного воздуха

(по Степановских А.С., 1998)

41

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), здоровье человека на 18 - 20 % зависит от состояния окружающей среды. Человек дышит атмосферным воздухом, использует и пьѐт воду, в пищу использует то, что сам производит на сельскохозяйственных землях. Однако в большинстве случаев по вине человека происходит загрязнение атмосферного воздуха, наземных и поверхностных вод и почв (Степановских А.С., 1998).

Следовательно, именно в этих объектах необходимо контролировать содержание вредных для организма человека веществ.

4.1. Нормирование загрязняющих веществ в атмосферном воздухе

Одним из основных путей снижения негативного влияния на биосферу является нормирование – установление норм – допустимых уровней воздействия на отдельные экосистемы и компоненты биосферы. Нормирование качества окружающей среды – одна из центральных идей Федерального закона «Об охране окружающей среды» от 10.01.02 №7-ФЗ.

Санитарная оценка воздушной среды проводится с учетом принципа раздельного нормирования загрязняющих веществ путѐм установления разных предельно допустимых концентраций ПДК в воздухе рабочей зоны и в атмосферном воздухе населенных мест (рисунок 19).

Предельно допустимая концентрация (ПДК)

Для оценки содержания загрязнителей в воздухе на рабочем месте используется ПДК рабочей зоны (ПДК р.з.). Рабочей зоной следует считать

42

пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой

находятся места постоянного или временного пребывания рабочих.

Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (ПДКр.з.) — это максимальная концентрация, которая при про-

должительности работы не более 40 часов в неделю на протяжении всего ра-

бочего стажа не вызывает заболеваний или отклонений в состоянии здоро-

вья, обнаруживаемых современными методами исследования, в процессе ра-

боты или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.

На территории предприятия устанавливается ПДК, равная 0,3 ПДКр.з.

Для атмосферного воздуха населенных мест устанавливаются ПДК среднесуточная (ПДКс.с.) и ПДК максимальная разовая (ПДКм.р.), различаю-

щиеся между собой периодом осреднения проб.

Предельно допустимая концентрация максимально разовая (ПДК

м.р.) — это максимальная концентрация вредного вещества в воздухе насе-

ленных мест, не вызывающая при вдыхании в течение 20 минут рефлектор-

ных (в том числе, субсенсорных) реакций в организме человека (ощущение запаха, изменение световой чувствительности глаз и др.).

Предельно допустимая концентрация среднесуточная (ПДК с.с.) —

это максимальная концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного воз-

действия при неограниченно долгом вдыхании (круглые сутки в течение всей жизни).

Принятие максимально разовой ПДК направлено на предупреждение рефлекторных реакций, которые возникают при кратковременном воздей-

ствии вредных веществ (ощущение запаха, кашель, чихание, слезотечение,

резь в глазах, задержка дыхания и т.п.). Именно высокие кратковременные загрязнения токсичными веществами наносят значительный ущерб среде.

Атмосферные загрязнители воздуха в населенных пунктах действуют круглосуточно на все группы населения, включая детей и ослабленных лиц

(таблица 14).

43

* Недифференцированная по составу пыль (аэрозоль), содержащаяся в воздухе населен-

ных пунктов.

Среднесуточная ПДК установлена для предотвращения хронического резорбтивного воздействия атмосферных загрязнителей, вызывающих обще-

токсический или специфические эффекты (гонадотоксический, эмбриотокси-

ческий, мутагенный, канцерогенный и др.). Возникновение резорбтивных эффектов зависит не только от концентрации вещества в воздухе, но и дли-

44

тельности вдыхания.

В условиях производства промышленные химические вещества воздей-

ствуют в течение рабочей смены на лиц трудоспособного возраста, проходя-

щих предварительные (перед поступлением на работу) и периодические ме-

дицинские осмотры. В связи с этим критерии установления ПДК в воздухе рабочей зоны отличаются от критериев обоснования гигиенических нормати-

вов атмосферных загрязнителей, и ПДКс.с. более жесткие, чем ПДКр.з.

Для курортных зон устанавливается ПДК равная 0,8 ПДКм.р.

При совместном присутствии в атмосферном воздухе нескольких ве-

ществ, обладающих суммацией действия (эффект суммации), сумма их кон-

центраций, деленная на ПДК, не должна превышать единицы при расчете по формуле (1):

где Сi – фактическая концентрация i- того вещества,

ПДКi- предельная допустимая концентрация i- того вещества.

Эффектом суммации обладают, например:

–ацетон, фенол;

–аэрозоли оксида ванадия (V) и оксиды марганца;

–аэрозоли оксида ванадия (V) и оксиды серы;

–озон, диоксид азота и формальдегид.

Класс опасности вещества в воздухе определяется исходя из летальной дозы (LD50) и других показателей.

Выделяют четыре класса опасности веществ в воздухе:

I — чрезвычайно опасные; II — высокоопасные; III — умеренно опасные;

IV — малоопасные.

Для веществ I и II классов опасность достижения токсических концен-

траций в случае превышения ПДК, как правило, наиболее высока.

45

Характеристика поступления основных загрязнителей атмосферного воздуха представлена в таблице 15.

Таблица 15

Основные загрязнители атмосферного воздуха в России и их влияние

на окружающую среду и здоровье человека (по Степановских А.С., 1998)

Для оценки степени суммарного загрязнения атмосферы рядом веществ используется комплексный показатель — индекс загрязнения атмосферы

(ИЗА). ИЗА позволяет учитывать концентрации примесей многих веществ,

измеренных в городе, и представить уровень загрязнения одним числом.

Существуют разные методики расчета ИЗА, основанные на нахожде-

нии отношения измеренной концентрации i-гo вещества к его ПДК, но отли-

чающиеся использованием различных весовых коэффициентов и выбором вида функции зависимости индекса от этого отношения.

Наиболее часто комплексный индекс загрязнения атмосферы I(m), учи-

тывающий (m) загрязняющих веществ, рассчитывается по формуле (2):

46

где Xi — среднегодовая концентрация i-гo вещества,

ПДКi— его среднесуточная предельно допустимая концентрация,

Сi — безразмерный коэффициент, позволяющий привести степень загрязнения воздуха i-м веществом к степени загрязнения воздуха диоксидом серы. Значения Сi равны 0,85; 1,0; 1,3 и 1,5, соответственно, для 4, 3, 2 и 1

классов опасности вещества.

ИЗА, рассчитанный по формуле (2), показывает, какому уровню за-

грязнения атмосферы (в единицах ПДК диоксида серы) соответствуют фак-

тически наблюдаемые концентрации (m) вещества в городской атмосфере, то есть показывает, во сколько раз суммарный уровень загрязнения воздуха превышает допустимое значение по рассматриваемой совокупности приме-

сей в целом.

В атмосферном воздухе городов России имеется 4-5 веществ, которые определяют основной вклад в создание уровня загрязнения, поэтому для рас-

чета ИЗА в конкретном населенном пункте за конкретный период необходи-

мо, сначала выбрать 5 веществ, для которых отношение средней измеренной концентрации к ПДК будут максимальны, а затем по ним с учетом класса опасности вещества рассчитать ИЗА. Например, для Перми максимальное значение ИЗА с 2000 г. было отмечено в 2004 году - 12,1 (учитывались бенз(а)пирен, фенол, формальдегид, пыль, диоксид азота), в 2009 – 7,9 (учи-

тывались бенз(а)пирен, формальдегид, фторид водорода, аммиак, диоксид азота). ИЗА зависит не только от количества выбросов, но и от климатиче-

ских условий, влияющих на рассеивание загрязняющих веществ и формиро-

вание приземных концентраций.

В России загрязнение считается низким, если ИЗА <5, повышенным при ИЗА от 5 до 6, высоким при ИЗА от 7 до 13 и очень высоким при ИЗА, рав-

ном или больше 14.

47

4.2.Автотранспорт как источник загрязнения атмосферного воздуха

Автотранспорт является основным источником загрязнения воздуха в

городских условиях. Загрязнение происходит в результате сжигания топлива.

В автомобильных двигателях внутреннего сгорания в мире ежегодно сжига-

ется около 2 млрд. т нефтяного топлива. При этом коэффициент полезного действия в среднем составляет 23%, остальные 77% уходят на обогрев окру-

жающей среды. В России автотранспорт ежедневно выбрасывает в атмосфе-

ру 16,6 млн. т загрязняющих веществ.

Основными загрязняющими веществами являются: оксид и диоксид углерода (СО и СО2), оксид и диоксид азота (NО и NО2), различные углево-

дороды т.е. соединения типа СхНу, в том числе канцерогенный полиаромати-

ческий углеводород бенз[а]пирен (С20Н12), альдегиды (в частности, формаль-

дегид НСНО, акролеин СН2=СН-СН=О, уксусный альдегид СН3СНО), сажа и другие дисперсные частицы (продукты износа двигателей и шин, аэрозоли,

масла, нагар, нефтепродукты), соединения серы (сернистый ангидрид SО2,

сероводород H2S), тяжѐлые металлы (продукты износа частей машин, осо-

бенно шин, и дорожного покрытия, а также свинец, в составе тетраэтил-

свинца – запрещенной, но до сих пор используемой присадки к топливу для повышения октанового числа) и др.

Выделяют следующие типы транспорта: лѐгкий, средний и тяжелый гру-

зовой, автобус, легковой. При этом 90% легковых автомобилей используют в качестве топлива бензин, а 10 % - газ, грузовые автомобили используют ди-

зельное топливо, а «Газели» – газ, 50% автобусов используют бензин, а 50% -

газ.

Необходимо нормировать интенсивность движения автомобилей и проводить токсическую оценку выбросов в целях предотвращения негатив-

ного воздействия на здоровье людей и окружающую среду. Установлено, что

30% заболеваний горожан непосредственно связаны с загрязненностью воз-

духа выхлопными газами. Основные компоненты загрязнения оказывают следующее негативное влияние на организм человека (таблица 16).

48

Таблица 16

Токсикологическая характеристика выбросов автотранспорта

(по Степановских А.С., 1998)

Кроме того, автотранспорт является источником физического загрязне-

ния: электромагнитного излучения (до 70 % ЭМИ в городских условиях обу-

словлено автотранспортом), шума, вибрации.

4.3. Нормирование загрязняющих веществ в воде. Оценка качества воды

Жизнь человека и любая хозяйственная деятельность невозможны без достаточного количества воды соответствующего качества. Обеспеченность водой в настоящее время может ограничиваться не только еѐ количеством, но и качеством, поскольку в разных технологических процессах требуется вода определенного качества.

Выделяют следующие категории водопользования: хозяйственно-

питьевое, культурно-бытовое, рыбохозяйственное (таблица 17).

С точки зрения водоподготовки и значения водных объектов выделяют формы водопользования: специальное (используются спе-

циальные технические средства и сооружения при заборе воды и ис-

пользовании водных объектов), общее (специальные средства при ис-

пользовании вод водоѐма не используются), особое (оборона, тран с-

порт, энергосистемы и иные общегосударст венные или муниципаль-

ные нужды).

Для оценки качества воды используют ПДК - максимальную концентрацию вредного вещества, при превышении которой вода не-

пригодна для водопользования соответствующего вида ( хозяйствен-

но-питьевого, коммунально-бытового, рыбохозяйственного).

Отбор проб для проведения контроля качества осуществляется в соответствии со схемой, представленной на рисунке 20 (а - проточ-

ный водоѐм; б - непроточный водоѐм).

Рисунок 20. – Расположение контрольного створа в водотоке (а) и контрольной зоны

в непроточном водоѐме (б) при нормировании содержания загрязняющих веществ в воде

(по Стадницкому Г.В., 1996)

Для комплексной оценки качества поверхностных вод суши ис-

пользуется индекс загрязнения воды (ИЗВ). Он позволяет не только сравнить качество воды в разных водных объектах, но и оценить как

50