21. Методология, принципы и методы гигиенического нормирования атмосферного воздуха.
В 30-е годы XX века возникла необходимость гигиенического нормирования качества атмосферного воздуха в связи с ростом уровня промышленного загрязнения, которое неблагоприятно сказалось на здоровье населения и условиях его жизни. В связи с этим в 1949 г. В.А.Рязановым был разработан критерий качества атмосферного воздуха на основе результатов оценки действия поллютанта на состояние организма и условия его жизни. Критерий вредности атмосферных загрязнений был положен в основу методологии гигиенического нормирования веществ, загрязняющих атмосферный воздух, основные положения которой отражены в «Принципах гигиенического нормирования атмосферных загрязнений».
Методика нормирования поллютантов в атмосферном воздухе базировалась на двух составляющих:
допустимой концентрации химического вещества,
недопустимой концентрации загрязняющего вещества.
Далее методология нормирования загрязнения атмосферного воздуха развивалась в двух направлениях: развитие методов, позволяющих установить допустимые концентрации, и формирование системы гигиенического нормирования на основе эксперимента на лабораторных животных. Методическая схема экспериментальных исследований с целью гигиенического нормирования промышленных загрязнений воздуха и определения конкретных методов экспериментального обоснования ПДК так же была разработана В.А. Рязановым.
В 1951 г. в СССР утверждены первые государственные нормативы по качеству атмосферного воздуха для 10 наиболее распространенных в промышленном производстве веществ.
В Республике Беларусь гигиеническое качество атмосферного воздуха на основе ПДК регламентируется следующими нормативными документами:
Санитарными правилами и нормами (СанПиН) 2.1.6.9.-18-2002 «Гигиенические требования к охране атмосферного воздуха населенных пунктов», утвержденными постановлением Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 30.12.2002 г. № 146;
Гигиеническими нормативами (ГН) 1.1.9-23-2002 "Гигиенические критерии для обоснования необходимости разработки ПДК, ОБУВ (ОДУ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе населенных пунктов, воде водных объектов", утвержденными постановлением Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 31.12.2002 г. № 149;
Гигиеническими нормативами 2.1.6.12-6-2006 "Предельно допустимые концентрации микроорганизмов в атмосферном воздухе населенных мест", утвержденными постановлением Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 03.04.2006 г. № 41;
Гигиеническими нормативами "Предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест", утвержденными постановлением Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 31.12.2008 г. № 23.
Для определения качества атмосферного воздуха выделяют два вида ПДК:
- среднесуточное или допустимое (ПДКс.с.),
- максимально разовое (ПДКм.р.).
Идентификация количественных значений обоих видов ПДК производится на основе результатов экспериментальных исследований на лабораторных животных и включает 2 этапа.
В рамках I этапа происходит установление пороговой и недействующей концентрации вещества после ингаляционного введения в течение длительного времени. Для определения диапазона концентраций вещества, проводят острые и хронические токсикологические эксперименты. В результате хронического эксперимента устанавливаются среднесуточные ПДК (ПДКс.с.).
II этап исследований проводится для веществ, обладающих запахом или раздражающим свойством. Его итогом является установление ПДК максимального разового (ПДКм.р.).
Для обоснования ПДК химического вещества в атмосферном воздухе определяют класс его токсикологической опасности, под которой понимают интенсивность нарастания биологического эффекта при той или иной кратности превышения норматива (ПДК).
Критерий токсикологической опасности вещества является основой для классификации нормативов качества воздуха.
22. Покомпонентная классификация нормативов качества воздуха.
Нормативы качества воздуха по критерию их токсикологической опасности по отношению к состоянию здоровья и условиям жизни населения делятся на 4 класса. Вещества 1-го класса являются чрезвычайно опасными, 2-го — высокоопасными, 3-го — умеренно опасными, 4-го — малоопасными.
К нормативам, характеризующим вещества 1 класса опасности относятся ПДК по: бенз[а]пирену (БП), оксиду пропилена, свинцу, хрому шестивалентному и др.,
2-го класса опасности — диоксиду азота, серной кислоте, фенолу, хлору и формальдегиду,
3-го класса - диоксиду серы, ксилолу, неорганической пыли, нбутиловому спирту, толуолу, этилену и оксиду этилена,
4-го класса опасности – аммиаку, бутилацетату, бутилену, хлористому метилену, оксиду углерода и др.
Определение класса опасности вещества и а соответственно его ПДК осуществляется на основе уровня его биологического воздействия на организм человека.
Класс опасности вещества и его норматив определяется в результате расчета интегрального показателя опасности вещества, значение которого варьирует в пределах от 0 до 1.
При интегральном показателе больше 0,72 вещества относят к 1 классу опасности, от 0,72 до 0,55 – 2, от 0,55 до 0,38 – 3, менее 0,38 – к 4 классу опасности.
Согласно Закону Республики Беларусь «О санитарно-эпидемическом благополучии населения», ПДК становятся государственными нормативами после их утверждения и публикуются в форме приложения к основным документам.
23. Интегральное нормирование уровня опасности загрязнения атмосферного воздуха.
Норматив (ПДК) отражает безопасный для человека уровень содержания компонентов в атмосферном воздухе. На практике в нем единовременно присутствуют несколько веществ, наличие которых вызывает многокомпонентное загрязнение атмосферы. В качестве комплексного показателя степени загрязнения атмосферного воздуха часто используют индекс загрязнения атмосферы (ИЗА), который рассчитывается для группы веществ. Для интегральной оценки уровня многокомпонентного загрязнения атмосферного воздуха различия в уровне биологического воздействия поллютантов учитываются путем приведения измеренных концентраций веществ 1, 2, 4-го классов к кратности превышения ПДК веществ 3 класса.
ИЗА учитывает комбинированное действие вредных веществ по типу их неполной суммации и их класс опасности:
где Сi — среднегодовая концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе (приземном слое) над территорией для которой оценивается воздействие мг/м3;
ПДКi – среднесуточная предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе;
ai – безразмерная константа приведения i-го вещества к веществам 3 класса опасности.
Далее полученные количественные результаты ИЗА соотносят с уровнями качества воздуха, используя 6-ти уровневую шкалу его загрязнений (табл.4.4.1).
При использовании ИЗА для сравнения уровня загрязнения воздуха для различных периодов времени или территорий его рассчитывают для одинакового количества одних и тех же веществ. В случае необходимости сравнения уровня загрязнения воздуха атмосферы, качественный состав которых неидентичен, используют значения пяти единичных индексов (Сi/ПДКi) для веществ, у которых эти значения превышают единицу.
В настоящее время на практике преимущественно используются методы покомпонентной оценки качества атмосферного воздуха.
Покомпонентные и интегральные стандарты качества воздуха являются основой для нормирования воздушной среды производственных, жилых зданий и населенных пунктов.
24. Общий характер влияния человека на окружающую среду.
Воздействие - непосредственное влияние хозяйственной деятельности человека на окружающую природную среду. Все виды воздействия можно классифицировать по четырем основным типам:
- преднамеренное;
- непреднамеренное;
- прямое;
- косвенное (опосредованное).
Преднамеренное воздействие происходит в процессе материального производства с целью удовлетворения определенных потребностей общества. К ним относятся: добыча полезных ископаемых, строительство гидротехнических сооружений (водохранилищ, оросительных каналов, гидроэлектростанций (ГЭС)), вырубка лесов для расширения земледельческих площадей и для получения древесины и др.
Непреднамеренное воздействие возникает побочно с первым типом воздействия, в частности, добыча полезных ископаемых открытым способом приводит к понижению уровня грунтовых вод, к загрязнению воздушного бассейна, к образованию техногенных форм рельефа (карьеры, терриконы, хвостохранилища). Строительство ГЭС сопряжено с образованием искусственных водохранилищ, которые воздействуют на среду: вызывают повышение уровня грунтовых вод, меняют гидрологический режим рек и т.д. При получении энергии из традиционных источников (уголь, нефть, газ) происходит загрязнение атмосферы, поверхностных водотоков, подземных вод и пр.
Как преднамеренные, так и непреднамеренные воздействия могут быть прямыми и косвенными.
Прямые воздействия имеют место в случае непосредственного влияния хозяйственной деятельности человека на среду, в частности ирригация (орошение) непосредственно воздействует на почву и изменяет все процессы, связанные с ней.
Косвенные воздействия происходят опосредованно - через цепочки взаимосвязанных влияний. Так, преднамеренные косвенные воздействия - это применение удобрений и непосредственно влияние на урожайность культур, а непреднамеренные - влияние аэрозолей на количество солнечной радиации (в особенности в городах) и т.д.
Воздействие горного производства на среду - многообразно проявляется в прямом и косвенном воздействии на природные ландшафты. Наибольшие нарушения земной поверхности происходят при открытом способе разработки полезных ископаемых, на долю которого в нашей стране приходится более 75% объема горного производства. Горное производство способствует уничтожению растительного покрова, возникновение техногенных форм рельефа (карьеры, отвалы, хвостохранилища и пр.), деформации участков земной коры (особенно при подземном способе добычи полезных ископаемых).
Косвенные воздействия проявляются в изменении режима грунтовых вод, в загрязнении воздушного бассейна, поверхностных водотоков и подземных вод, а также способствуют подтоплению и заболачиванию, что в конечном итоге приводит к повышению уровня заболеваемости местного населения. Среди загрязнителей воздушной среды выделяется, прежде всего, запыленность и загазованность.