3.7.2. Оценка загрязнения атмосферного воздуха

Под качеством атмосферного воздуха понимают сово­купность свойств атмосферы, определяющую степень воз­действия физических, химических и биологических фак­торов на людей, растительный и животный мир, а также на материалы, конструкции и окружающую среду в це­лом. Основные критерии опасности загрязнения воздуха основаны на санитарно-гигиеническом нормативе — ПДК.

Нормативами качества воздуха определены допусти­мые пределы содержания вредных веществ как в про-

254

изводственной (предназначенной для размещения про­мышленных предприятий, опытных производств науч­но-исследовательских институтов и т. п.), так и в селитеб­ной (предназначенной для размещения жилого фонда, общественных зданий и сооружений) зонах населенных пунктов.

Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (ПДКр₃) — концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или при другой продолжительности, но не более 41 ч в неделю, на протяжении всего рабочего стажа не долж­на вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами ис­следования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Рабочей зоной следует считать пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площади, на которой находятся места постоянного или временного пребывания рабочих. ПДКр₃ представляет собой норматив, ограничивающий воздейст­вие вредного вещества на взрослую работоспособную часть населения в течение периода времени, установлен­ного трудовым законодательством.

Предельно допустимая концентрация максимальная разовая (ПДК_мр) — концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, не вызывающая при вдыха­нии в течение 20 мин рефлекторных (в том числе суб­сенсорных) реакций в организме человека. ПДК_мр ис­пользуют при установлении научно-технических норма­тивов — предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ.

Предельно допустимая концентрация среднесуточная (ПДК_СС) — это концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, которая не должна оказывать на чело­века прямого или косвенного воздействия при неограни­ченно долгом (годы) вдыхании. Таким образом, ПДК_СС рассчитана на все группы населения и на неопределенно долгий период воздействия и, следовательно, является са-

255

мым жестким санитарно-гигиеническим нормативом, ус­танавливающим концентрацию вредного вещества в воз­душной среде. Именно величина ПДК_СС может выступать в качестве «эталона» для оценки благополучия воздушной среды в селитебной зоне.

В табл. 7 представлены примеры различных видов пре­дельно допустимых концентраций некоторых загрязните­лей в воздухе.

Таблица 7

Соотношение различных видов ПДК в воздухе для некоторых веществ

Вещество	ПДКСС, мг/м3	ПДКмр, мг/м3	ПДКрз, мг/м3
Азота оксид (II)	0,06	0,6	30
Кобальта сульфат	0,0004	0,001	0,005
4-хлоранилин	0,01	0,04	0,30

Согласно действующим положениям для некоторых загрязняющих веществ в воздухе можно суммировать их вредное воздействие при наличии п таких ингредиентов соответственно с концентрациями с, и предельно допус­тимыми концентрациями ПДК, (/ = 1, 2, ..., п). При этом требуется, чтобы выполнялось соотношение

пдк₁ ⁺ пдк;⁺"'⁺гщ;" ■

К вредным веществам, обладающим суммацией дейст­вия, относятся, как правило, вещества, близкие по хими­ческому строению либо характеру влияния на организм человека, например:

• акриловая и метакриловая кислоты;

• аммиак и сероводород;

• оксиды азота (II) и (IV), мазутная зола и диоксид серы;

256

• сильные неорганические кислоты (серная, соляная, азотная);

• ацетон и фенол;

• озон, оксид азота (II), формальдегид и т. д. Вместе с тем многие вещества при одновременном

присутствии в атмосферном воздухе не обладают эффек­том суммации, т. е. их содержание в воздухе не должно превышать предельно допустимых значений концентра­ций независимо от наличия других загрязнителей.

В том случае, когда отсутствуют значения ПДК, для оценки гигиенической опасности вещества можно поль­зоваться значением ВДК или показателем ориентировочно безопасного уровня воздействия (ОБУВ).

Уровень загрязнения атмосферы обычно описывается набором статистических характеристик для ряда конт­ролируемых вредных веществ. Для оценки степени загрязнения средние (максимальные) концентрации ве­ществ нормируют на величину средней (максимальной) концентрации для большого региона или на сани­тарно-гигиенический норматив — ПДК.

Нормированные характеристики загрязнения атмосфе­ры иногда называют индексом загрязнения атмосферы (ИЗА). В практической работе используют большое коли­чество различных ИЗА. Некоторые из них основаны на косвенных показателях загрязнения, например на види­мости атмосферы, коэффициенте прозрачности. ИЗА мож­но разделить на две основные группы:

• единичные индексы загрязнения атмосферы одной примесью;

• комплексные показатели загрязнения атмосферы несколькими веществами.

К единичным индексам загрязнения атмосферы относят:

— коэффициент для выражения концентрации приме­ си в единицах ПДК (а), т. е. значение максимальной или средней концентрации, приведенное к ПДК:

= ^с/

^а пдк/

257

Этот ИЗА используют как критерий качества атмосфер­ного воздуха по отдельным примесям;

— повторяемость (g) концентраций примеси в воздухе выше заданного уровня на посту либо по постам города за год. Это процент случаев превышения заданного уров­ ня разовыми значениями концентрации примеси:

g= % • 100%,

где п — число наблюдений за рассматриваемый период; т — число случаев превышения заданного уровня разо­выми значениями концентраций;

— ИЗА (/) отдельной примесью — количественная ха­ рактеристика уровня загрязнения атмосферы, учитываю­ щая класс опасности вещества через нормирование на опасность S0₉:

где Q_T — среднегодовая концентрация примеси; K_t — константа для различных классов опасности веществ по приведению к степени вредности диоксида серы. Для раз­личных классов опасности К₍ принимается равным:

Класс опасности	1	2	3	4
к,	1,7	1,3	1,0	0,9

Расчет ИЗА основан на предположении, что на уровне ПДК все вредные вещества характеризуются одинаковым влиянием на человека, а при дальнейшем увеличении концентрации степень их вредности возрастает с различ­ной скоростью, которая зависит от класса опасности ве­щества. ИЗА используют для характеристики «вклада» от­дельных примесей в общий уровень загрязнения атмосфе­ры за данный период времени на данной территории и для сравнения степени загрязнения атмосферы различны­ми веществами.

258

Разделение химических соединений на четыре класса опасности осуществляется в зависимости от токсичности (табл. 8). Учет класса опасности позволяет дифферен­цированно подходить к обоснованию необходимых про­филактических мероприятий (например, к мерам безо­пасности при работе с различными веществами), а также предварительно оценивать сравнительную опасность воз­действия тех или иных веществ на организм человека.

Таблица 8

Классы опасности химических соединений в зависимости от характеристик их токсичности

Показатель	Класс опасности
	I (чрезвычай­но опасные)	II (высокоопас­ные)	III (умеренно опасные)	IV (малоопас­ные)
ПДКрз, мг/м3	Меньше 0,1	0,1-1,0	1-10	Больше 10
ЛД5о при введении в желудок, мг/кг мас­сы тела	Меньше 15	15-150	150-5000	Больше 5000
Примеры веществ	Hg	N02, H2S04	S02, пыль	СО, NH3

К комплексным индексам загрязнения атмосферы относят:

— комплексный индекс загрязнения атмосферы горо­ да (КИЗА) — это количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы, создаваемого п веществами, при­ сутствующими в воздухе:

(■=1

где Ij — единичный индекс загрязнения атмосферы;

— комплексный индекс загрязнения атмосферы при­ оритетными веществами — количественная характеристи­ ка уровня загрязнения атмосферы приоритетными веще-

259

ствами, определяющая уровень загрязнения атмосферы в городе. Рассчитывается аналогично КИЗА.

Для оценки загрязнения атмосферного воздуха прово­дят обработку данных постов наблюдений. Она может быть выполнена также по отдельным районам или в це­лом по городу на основании суммирования исходных данных наблюдений на всех постах. Основными результа­тами анализа экспериментальных данных помимо пере­численных индексов загрязнения атмосферы являются:

• графики временного (суточного, месячного, годово­ го) хода характеристик загрязнения;

• графики взаимосвязи характеристик загрязнения с метеопараметрами (скоростью и направлением ветра, осадками, приземными инверсиями, туманами и др.);

• карты-схемы распределения характеристик загряз­ нения на территории города или промышленного района в отдельные периоды наблюдений, типичные по условиям погоды и выбросов;

• «розы загрязнения» в отдельных пунктах и в целом по городу, основанные на данных повторяемости значе­ ний концентраций при разных направлениях ветра;

• таблицы характеристик загрязнения в отдельных пунктах при различных выбросах.

Подфакельные наблюдения позволяют оценить макси­мальные концентрации загрязняющих веществ при на­правлении факела от предприятия на тот или иной район города. При их обработке определяют средние (макси­мальные) значения концентраций на каждом из выбран­ных расстояний от источника (при наличии не менее 50 случаев наблюдений), исследуют зависимость появле­ния максимальных концентраций от расстояния х до ис­точника выброса.

Результаты наблюдений за содержанием загрязняющих веществ в атмосферном воздухе на телевизионных выш­ках и других высотных сооружениях позволяют охаракте­ризовать распределение концентраций примесей над го­родом по высоте.

260