Загрязнение атмосферного воздуха

Загрязнение атмосферного воздуха

Все виды ПДК относятся к отдельным веществам. Между тем в атмосферном воздухе может присутствовать от одного до сотни токсичных соединений.

Проблема комбинированного действия химических веществ достаточно сложна. Ответная реакция организма на такое воздействие может развиваться по трем направлениям: усиление эффекта (синергизм), т. е. превышение реакции, вызванное действием каждого из веществ смеси; ослабление эффекта (антагонизм), т. е. ответная реакция будет меньше эффекта, вызванного любым веществом смеси; независимое действие, когда ответная реакция будет соответствовать действию каждого отдельного вещества или ведущему из них.

Синергизм может характеризоваться простым суммированием, т. с. эффект удваивается при наличии двух веществ, утраивается при наличии трех веществ и т. д. Частным случаем суммирования эффекта является эффект неполной суммации. Наблюдаются случаи, когда эффект увеличивается больше, чем при простом суммировании. Такие случаи синергизма называют потенцированием эффекта.

Трудность оценки комбинированного действия состоит в том, что при разном уровне воздействующих концентраций ответная реакция может протекать по разному типу. Эти особенности комбинированного действия вызвали необходимость выполнения специальных исследований в диапазоне концентраций и для комбинации загрязнителей, наиболее часто встречающихся в атмосфере населенных мест.

Накопленный опыт свидетельствует, что комбинированное действие атмосферных загрязнений с одинаковым лимитирующим признаком, как правило, характеризуется эффектом простого суммирования. Поэтому предложено оценку комбинированного действия вести по формуле

Если сумма долей q обнаруженных концентраций, отнесенная к их ПДК, не превышает единицы, то степень загрязнения атмосферного воздуха с учетом суммации биологического действия загрязнителей не превышает гигиенических нормативов. В случаях потенцирования, которые пока распространяются только на хлор, принимают q = 0,8.

Перечень смесей атмосферных загрязнений, для которых должна учитываться суммация биологического действия при совместном присутствии, внесен в санитарное законодательство и используется для гигиенической оценки степени загрязнения атмосферного воздуха на стадии предупредительного и текущего санитарного надзора. Под факелом изолированной газовой КЭС мы имеем дело только с оксидами азота. На изолированной мазутной КЭС к ним добавляются оксиды серы и на угольной - зола.

Надо иметь в виду, что в природе существуют угли с повышенным содержанием соединений хлора. То же относится к пока редкому для нас топливу - твердым бытовым отходам. В обоих случаях необходимо определять содержание хлора в отходящих газах.

В городах и промышленных районах с энергетическими объектами и развитой химической промышленностью этот список пополняется десятками наименований вредных, преимущественно органических, соединений.

Совместное присутствие конкретных сочетаний поименованных в нормативах Минздрава соединений лимитируется правилом суммации.

Однако беспредельное увеличение вредных веществ, не охватываемых правилами суммации, не может не оказывать влияния на качество атмосферного воздуха.

Актуальность проблемы оценки комбинированного действия химических соединений, загрязняющих окружающую среду, общеизвестна. Достаточно указать, что в реальных условиях химическое загрязнение атмосферного воздуха является многокомпонентным. Многообразие состава смесей веществ обусловливает различие задач, которые приходится решать при оценке комбинированного действия. В одних случаях определяют наиболее опасные и ведущие компоненты сложных смесей, в других - тип комбинированного действия, в третьих - то и другое вместе и т. д.

Определение характера (типа) комбинированного действия проводится прежде всего в тех случаях, когда компоненты смеси имеют гигиенические регламенты содержания в той или иной среде при изолированном поступлении в организм. Характер комбинированного действия учитывается при гигиеническом обосновании допустимого содержания смеси вещества в окружающей среде, оценке степени ее загрязнения, планировании и осуществлении природоохранных мероприятий. Оценка характера комбинированного действия весьма важна и для дальнейшего совершенствования единого гигиенического нормирования факторов окружающей среды, в частности для разработки методов установления их максимальной допустимой и определения реальной нагрузки воздействия на человека.

Несмотря на определенные достижения гигиены в решении проблемы оценки характера комбинированного действия химических соединений, современные потребности практики в научно обоснованных рекомендациях по указанным вопросам удовлетворяются далеко не полностью. По мнению многих исследователей, это связано прежде всего с методическими трудностями гигиенической оценки комбинированного действия вредных веществ, в связи с чем за последние годы предложено значительное число различных приемов оценки указанного действия.

Результирующий гигиенический эффект как величина, зависящая от многих причин (концентраций и доз, времени воздействия и др.), является недостаточно надежным количественным критерием для установленного типа (характера) комбинированного действия вещества. Главная трудность в том, что, как правило, кривая зависимости эффекта от уровня воздействия имеет S-образный характер. Согласно этой кривой, повышение концентрации (дозы) одного вещества или смеси веществ не ведет к пропорциональному увеличению эффекта, что может существенно искажать оценку характера (типа) комбинированного действия в зависимости от тог о, в какой области кривой выявляются изменения эффектов.

В связи с этим можно полагать, что понятие «характер комбинированного действия» должно быть иным, чем приведенные выше, о чем свидетельствует и сама целевая установка гигиенической оценки характера комбинированного действия - обеспечение безопасной для здоровья человека окружающей среды при совместном присутствии в ней нескольких веществ. Указанная цель фиксирует внимание исследователей не на степени изменения эффекта при сохранении уровней веществ в окружающей среде, а на степени изменения этих уровней таким образом, чтобы вес реакции организма оставались в пределах их "нормы". Следовательно, при гигиенической оценке характера комбинированного действия решающее значение имеет не степень изменения эффекта, а степень изменения изоэффективных или биологических эквивалентных концентраций (именно таковы ПДК) веществ в смеси по сравнению с таковыми при изолированном действии.

Таким образом, при формулировании понятия "характер комбинированного действия" следует иметь в виду не только возможную нелинейную зависимость эффекта от концентраций как отдельных веществ, так и смесей, но и саму цель гигиенической оценки этого действия. Поэтому представляется, что характер комбинированного действия отражает степень изменения токсичности и опасности (или токсикометрических параметров) веществ в смеси по сравнению с их изолированным действием.

Количественно характер комбинированного действия оценивается по тому, насколько должна измениться концентрация каждого вещества в смеси, чтобы их суммарная концентрация была изоэффективна определенной (среднесмертельной, пороговой) концентрации каждого вещества в отдельности при тех же сроках действия.

Излагаемые ниже инструктивно - методические рекомендации утверждены Минздравом СССР и предназначены для органов санитарно - эпидемиологических служб (СЭС) для гигиенической оценки загрязнения атмосферного воздуха населенных мест.

Методика базируется на данных натурных стационарных и маршрутных 20 - минутных измерений, осуществляемых службами Госкомгидромета, Минздрава или ведомств.

В качестве среднесуточной принимается среднеарифметическое значение концентраций, измеренных в течение суток, или из полученной при непрерывном отборе пробы в течение 24 ч.

Под среднемесячной понимается среднеарифметическое из среднесуточных концентраций за этот месяц. Под среднегодовой среднее всех 365 - суточных или 12 - месячных усредненных концентраций.

Фактическое загрязнение атмосферного воздуха городов и населенных пунктов оценивается по 5 - балльной шкале: I - допустимое загрязнение; II - умеренное; III -слабое; IV - сильное; V - очень сильное.

Загрязнение атмосферного воздуха I степени является безопасным для здоровья населения. При загрязнении II и V степеней вероятность возникновения неблагоприятных эффектов возрастает с увеличением степени загрязнения.

Результирующее загрязнение атмосферного воздуха при одновременном присутствии нескольких вредных веществ оценивается но так называемому комплексному показателю Р, учитывающему характер комбинированного воздействия веществ и их класс опасности:

P = √∑К_i²

Величина К_i представляет собой фактическое среднегодовое загрязнение атмосферы конкретным веществом i в долях среднесуточного ПДК (ПДК_с.с), приведенное к биологическому эквиваленту 3 - го класса опасности. Для получения этого значения вначале определяют кратность превышения веществом i его ПДК_с.с:

К_i = с_i/(ПДК_c.c)_i

Приведение К_i к 3 - му классу опасности осуществляется по табл. 5.4 и 5.6.

Для значений, отсутствующих в таблицах, предполагаются следующие формулы:

Таблица 5.4. Приведение кратности превышения ПДК веществ 1 - го класса к таковым 3 - го класса опасности

Таблица 5.5. Приведение кратности превышения ПДК веществ 2 - го класса к таковым 3 - го класса опасности

Таблица 5.6. Приведение кратности превышения ПДК веществ 4 - го класса опасности к таковым 3 - го класса

В нормативах Минздрава приводятся сведения о классе опасности вещества совместно с ПДК и для веществ рассматриваемого нами круга в табл. 5.2 и 5.3.

Полученное значение Р оценивается по табл. 5.7 в зависимости от абсолютного значения Р и числа токсичных компонентов. Так, например, при наличии семи веществ с комплексным показателем, равным 11, загрязнение атмосферного воздуха будет оцениваться как умеренное. Сопоставляя комплексные показатели для разных групп веществ или районов, можно судить об относительном уровне загрязнения.

Таблица 5.7. Зависимость комплексного показателя от числа загрязнителей и уровня загрязнения

К моменту издания настоящей книги в работах Госкомиздата получил распространение так называемый индекс загрязнения атмосферы ИЗА, построенный по аналогичным признакам с Р, но имеющий несколько иные численные коэффициенты. Оба показателя одинаково отражают тенденцию многокомпонентных загрязнений и один другого не исключают.