Материал: Основы экологической безопасности и эксплуатации зданий, сооружений и инженерных систем. Скрыпник А.И., Яременко С.А

К веществам, вызывающим образование раковых опухолей, относится ряд полициклических углеводородов, ароматических аминов, нитрозаминов, а также стероидные гормоны и др. Наиболее известными канцерогенами являются:

- хлорсодержащие углеводороды - тетрахлордибензодиоксин (ТХДД), диметиламинодиоксин, метиленхлорид, дибензофураны, смертельная доза которых составляет 3,1∙10 ^-9 моль/кг веса человека, безопасная доза на протяжении жизни человека - 6,5∙10 ^-15 (моль/кг)∙годы;

- бенз(а)пирен, безопасная концентрация ПДК = 0,00015 мг/м³;

- окись хрома шестивалентного, ПДК = 0,01 мг/м³;

- мышьяк, ПДК = 0,01 мг/м³;

- никель, ПДК = 0,002 мг/м³;

- асбеста аэрозоли, ПДК = 2 мг/м³;

- сажа, ПДК = 0,15 мг/м³;

- бериллий, ПДК = 0,001 мг/м³,

- свинец ПДК = 0,001 мг/м³.

К веществам, обладающим мутагенными свойствами, т.е. влияющим на изменение соматических и половых клеток и искажающим информацию в молекулах ДНК, относятся:

- все канцерогены,

- радиоактивные вещества и рентгеновские лучи,

- пестициды, нитраты, свинец, ртуть,

- органические растворители, эпоксидные смолы, красители волос,

- формальдегид, окислы азота, гидразины,

- вирусы, кофеин, концентрированная перекись водорода.

К веществам, обладающим аллергенными свойствами, относят:

- все хлорсодержащие, ртутьсодержащие газообразные вещества,

- фосфат хрома, соли никеля, карбонат марганца, оксид кобальта,

- формальдегид, фенольная и эпоксидная смола, диметилфенол,

- тетрациклин, акрилонитрил, масляный ангидрид,

- табак.

Ряд веществ обладает свойством суммации вредного действия, т.е. при совместном присутствии концентрации c_i в воздушной среде должно обеспечиваться условие

. (1)

Такими группами веществ являются: окислы азота + окись углерода, сернистая + азотная кислота, сернистый ангидрид + фенол, хлорированные углеводороды, различные спирты, толуол + ксилол + бензол, различные щелочи.

Ряд веществ обладает усилением совместного действия: SO₂ + NO₂, SO₂+O₃, NO+O₃, NO+углеводород, NO₂+CO.

Например, .

Одним из важных интегральных показателей загрязненности воздушной среды является фоновая концентрация различных веществ в приземном слое атмосферы. Она определяется путем мониторинга концентраций на стационарных и передвижных постах наблюдения за определенный период времени (месяц, год, годы) с учетом направления ветра и возникновения неблагоприятных метеорологических условий для рассеивания выбросов [21].

Оценка стабильности качества воздушной среды определяется по показателю R повторяемости превышения концентрации вещества относительно общего количества наблюдений с учетом влияния метеорологических условий. Считается, что при показателе R< 0,2 загрязненность воздушной среды пониженная, при R > 0,35 – повышенная.

При строительстве нового объекта с вредным доминирующим выделением концентрации с_m в сравнении с другими его концентрациями в приземном слое атмосферы с учетом фоновой концентрации с_ф не должна превышать нормируемой величины ПДК_М.Р., т.е. с_m + с_ф ≤ ПДК _М.Р.

Однако качество воздушной среды определяется при учете всех видов вредных выбросов по индексу

И_к = , (2)

где C_i^ср – средняя концентрация i–го вещества за рассчитываемый период времени, δ_i = - отношение средней доли i–го выброшенного вещества к общему количеству выбросов за расчетный период времени.

2.3. Влияние выбросов вредных веществ на качество атмосферного воздуха

Допустимые выбросы вредных веществ (ПДВ) регламентируются ГОСТ 17.2.3.02-78 «Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями», 1978 г. и «Рекомендациями по оформлению проекта ПДВ», 1989 г.

Биосанитарная емкость природной окружающей среды различна в различных районах Земли, поэтому влияние вредных выделений относительно единицы промышленной площади этих районов будет существенно различаться.

Ежегодное накопление в атмосфере более 20 млрд т антропогенного углекислого газа составляет 3,4 % вместо 2 % при условии баланса его выбросов и ассимиляции зелеными растениями и океанами. Прибавка 20 млрд тонн углекислого газа к природному выделению, равному 110 млрд тонн, вызывает его постепенное накопление даже в условиях увеличенного режима фотосинтеза земными растениями и океанами.

В городах со средней площадью 80 км² и населением в 1 млн человек годовой антропогенный выброс составляет, тыс. т: углекислого газа ‑ 1200, сернистого ангидрида ‑ 200, оксида углерода ‑ 240, пыли ‑ 100, углеводородов ‑ около 110, оксидов азота ‑ 60, органических веществ около ‑ 10, хлора и серосодержащих веществ ‑ не менее 11.

Годовое расходование природных сырьевых ресурсов в городе с населением 1 млн человек составляет, млн т: чистой воды - 470, минерального строительного сырья - 50,2; нефтепродуктов - 3,6; природного газа - 2,0; жидкого топлива - 1,6; сырья черной и цветной металлургии - 4,7; сырья пищевой промышленности и продуктов питания - 1,0; технического растительного сырья - 1,0 [22].

Все эти величины нагрузок на окружающую воздушную среду свидетельствуют об отсутствии полной нейтрализации вредных выбросов силами природы, и, как следствие, они присутствуют в воздушной среде городов и городских поселений.

Одним из факторов, определяющих длительность нахождения химических выбросов в атмосферном воздухе, является стойкость молекул против разрушения их силами природы, формируемыми сочетанием влияния температуры, скорости ветра, водяных паров, ультрафиолетовых лучей солнца, живых организмов. К примеру, продолжительность неизменности молекулы окиси углерода составляет около двух лет, диоксида азота - 5 суток, сернистого ангидрида - около 15 суток, сероводорода - 2 суток, окиси азота - 119 суток, метана - 30 суток, бутана, пропана - 5 суток, мелкодисперсной пыли менее 10 мкм - 10 суток, углеводородов - 30 суток, метана - 5лет, фреона - 11 70 лет. В природе процессами, разрушающими и улавливающими химические вещества, являются:

- сорбция газов водяными парами, химическими растворами, сорбентами,

- окисление кислородом,

- фотохимические реакции при облучении светом.

Показателем, учитывающим токсичность вредного вещества и его стойкость в воздушной среде, является

П_о = (М_i∙τ_с ) / (10 ^-6∙ПДК_i), (3)

где М_i – количество, кг, выброса i-го вещества за год, стойкость вещества против разрушения его молекулы силами природы, сутки.

В табл. 2.4. приведены показатели П_о, м³, для ряда регионов России.

Таблица 2.4

По данным табл. 2.4 сопоставляется относительная степень отклонения качества атмосферного воздуха от его природного состояния в различных районах страны.

В табл. 2.5 представлено сравнение природного и антропогенного выделения вредных веществ [22].

Таблица 2.5

В табл. 2.6 приведены объемы оборота веществ и энергии, приходящиеся в городе на 1 млн человек при площади зеленых насаждений 20 тыс. га.

Таблица 2.6