Санитарно-гигиеническое регламентирование содержания химических веществ в почве

Регламентирование ПДК вредных веществ в почве существенно отличается от методики регламентирования поступлений загрязняющих веществ в атмосферный воздух и воду водных объектов. Это обусловлено различными причинами. Во-первых, почва представляет собой сложную малоподвижную систему, меняющуюся на небольших климато-ландшафтных территориях. В ней происходят сложные физико-химические процессы и связанные с ними превращения ксенобиотиков. Ксенобиотики (химические вещества, поступающие в организмы и вызывающие неблагоприятные биологические реакции) подвергаются в почве особенно сильному метаболизму (обмену веществ), усиливаясь из-за их просачивания, вымывания, вмывания. Во-вторых, это связано с тем, что непосредственно из почвы вредные вещества в организм человека не поступают. Однако химические соединения, находящиеся в ней, могут поступать в организм посредством контактирующих с почвой воздухом, водой, растениями.

Специфичность почвы является причиной того, что ПДК химических веществ в почве разработаны гораздо слабее, чем для загрязняющих веществ в воздухе и воде. Однако начиная с 60-х годов XXстолетия в связи с индустриальным развитием всех отраслей народного хозяйства и применением сточных вод некоторых производств на земледельческих полях орошения, интенсификацией применения минеральных удобрений и пестицидов в сельском и лесном хозяйствах, а также необходимостью удаления твердых бытовых отходов проблема гигиенического регламентирования химических загрязнителей в почве встала перед гигиенической наукой.

Особую остроту она приобрела в конце 70-х годов в связи со значительным загрязнением почвы промышленными выбросами и отходами. В местах размещения химических, металлургических и других производств в почвенном покрове и выращенных там овощах, фруктах и ягодах стало наблюдаться повышенное содержание тяжелых металлов.

По приоритетности нормирования химические вещества располагаются в следующей последовательности:

• пестициды и их метаболиты;

• тяжелые металлы;

• микроэлементы;

• нефтепродукты;

• сернистые соединения и другие вещества органического синтеза при систематическом их поступлении в почву как загрязнителей.

ПДК химического вещества в почве (в пахотном слое почвы сельскохозяйственных угодий; в почве территорий предприятий; в почвах жилых районов и в местах хранения бытовых отходов) – это то максимальное количество химического вещества (в мг/кг почвы), которое не вызывает опосредованного отрицательного воздействия на человека через контактирующие с почвой среды и не угнетает самоочищающую способность почвы.

Допустимая концентрация вещества в почвенном слое () устанавливается с учетом его фоновой концентрации, стойкости и токсичности, а также механизмов миграции из почвы в контактирующие с ней среды. Учет механизмов миграции веществ осуществляется с помощью лимитирующих показателей вредности – водно-миграционного, воздушно-миграционного и транслокационного (фитоаккумуляционного). Дополнительно используется общесанитарный ЛПВ вещества. Таким образом,устанавливается по одному из четырех ЛПВ: общесанитарному, водно-миграционному, воздушно-миграционному и транслокационному (фитоаккумуляционному).

Нормирование осуществляется в два этапа. На первом этапе проводят исследования в лабораторных условиях, а на втором – на натуре. Установление норматива основывается на данных, полученных в экстремальных почвенно-климатических условиях (максимальная миграция вещества в контактирующие с почвой среды) с учетом влияния на процессы самоочищения и микробиоценоза. При этом в эксперименте используется эталонная дерново-подзолистая почва. Минимальная из шести допустимых концентраций принимается в качестве ПДК. В почве нормируется, в основном, содержание ядохимикатов, хлор-органических веществ, тяжелых металлов (табл. 3.12).

Таблица 3.12 – ПДК химических веществ в почве

Вещество	ПДК, мг/кг почвы с учетом фона (кларка)	Лимитирующий показатель вредности
Подвижная форма
Кобальт	5,0	Общесанитарный
Фтор	2,8	Транслокационный
Хром	6,0	Общесанитарный
Водорастворимая форма
Фтор	10,0	Транслокационный
Валовое содержание
Бенз(а)пирен	0,02	Общесанитарный
Ксилол	0,3	Транслокационный
Мышьяк	2,0	Транслокационный
Отходы флотации угля	3000,0	Общесанитарный
Ртуть	2,1	Транслокационный
Свинец	32	Общесанитарный
Элементарная сера	160,0	Общесанитарный
Сероводород	0,4	Воздушно-миграционный
Серная кислота	100,4	Общесанитарный
Стирол	0,1	Воздушно-миграционный
Формальдегид	7,0	Воздушно-миграционный
Хлористый калий	560	Водно-миграционный

Помимо норм ПДК химических веществ в почве применяются в отдельных случаях ориентировочно допустимые концентрации (ОДК), которые устанавливаются расчетным путем по эмпирическим уравнениям регрессии:

, (3.8)

где – это предельно допустимая концентрация вещества в продуктах питания.

действуют в течение 3 лет.

Существуют нормативы (условные дозы) вносимых в почву пашни минеральных удобрений и пестицидов. Ряд нормативов предусматривает, чтобы в почве обязательно отсутствовали возбудители кишечных инфекций. Это требование обеспечивается соблюдением норм для косвенных бактериологических показателей – бактерий группы кишечных палочек (БГКП) и Cl.perfringens.

Для почв установлены нормы более чем на 110 вредных веществ, ана 75 вещества.

Отражением химического загрязнения почвы является химический состав продуктов питания. Из окружающей среды вредные химические вещества начинают мигрировать в различные экосистемы, а в конечном итоге, продвигаясь по пищевым цепям, попадают в организм человека с продуктами растительного и животного происхождения. Поэтому устанавливаются нормативы качества продуктов питания – допустимое остаточное количество (ДОК) загрязняющего вещества в готовой продукции.

ДОК – это максимальное количество вещества в продуктах питания, которое, поступая в организм в течение всей жизни, не вызывает никаких нарушений в здоровье людей.

Рекомендациями Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО) и Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) совместно с Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП) для национальных программ контроля пищевых продуктов предусмотрена приоритетность следующих веществ:

1. Химические загрязнители:

• металлы – сурьма, мышьяк, кадмий, хром, кобальт; свинец, ртуть, никель, олово и их соли;

• пестициды – дитиокарбаматы, метилбромиды, хлор- и фосфорорганические и др., т.е. все;

• прочие вещества – асбесты, фториды, нитраты, нитриты, нитрозосоединения, ПАУ, антибиотики, гормоны, селен, винилхлорид и др.

2. Радиоизотопы: цезий – 127; стронций – 90; йод – 131.

3. Загрязнители биологического происхождения:

• бактерии и бактериальные токсины;

• гельминты;

• вирусы;

• микротоксины – афлатоксины, цитринин, фузариотоксин, охратоксин А, патулин.

Наиболее полно разработаны научные подходы к определению допустимого содержания в продуктах питания пестицидов, пищевых добавок, полимерных и упаковочных материалов.

Примеры для некоторых веществ приведены в табл. 3.13 (по Г.В. Стадницкому, 1995).

Таблица 3.13 – некоторых пестицидов и допустимые остаточные концентрации этих веществ в продуктах питания (), мг/кг

Вещество
Хлорофос	0,5	1,0
Карбофос	2,0	1,0
Гексахлоран	1,0	1,0
Полихлорпинен	0,5	0,0
Полихлоркомфен	0,5	0,1
Севин	0,05	0,0

Менее разработано регламентирование тяжелых металлов, обладающих высокой биологической активностью, олигодинамическим действием, кумулятивными свойствами, способностью вызывать отдаленные эффекты воздействия. Поскольку естественное содержание одних и тех же элементов, выступающих одновременно и в роли антропогенных загрязнителей, в основных продуктах питания различно, то гигиенические нормативы для отдельных продуктов питания будут различными (табл. 3.14).

Нормирование физического загрязнения окружающей природной среды. Физическое загрязнение ОПС происходит в результате воздействия на нее факторов энергетической природы: шум, инфразвук, ультразвук, вибрация, неионизирующее и ионизирующее излучение, оказывающие неблагоприятное влияние на организм человека и природные сферы (прежде всего атмосферный воздух).

Таблица 3.14 – Предельно допустимые концентрации некоторых химических элементов в основных пищевых продуктах, мг/кг

Элемент	Пищевые продукты
	рыба	мясо	молоко	хлеб	овощи	фрукты	соки и напитки
Ртуть*	0,5	0,03	0,005	0,01	0,02	0,01	0,005
Кадмий*	0,1	0,05	0,01	0,02	0,03	0,03	0,02
Свинец*	1,0	0,5	0,05	0,2	0,5	0,4	0,4
Медь	10,0	5,0	0,5	5,0	10,0	10,0	5,0
Цинк	40,0	40,0	5,0	25,0	10,0	10,0	10,0
Железо	30,0	50,0	3,0	50,0	50,0	50,0	15,0
Олово**	200,0	200,0	100,0	-	200,0	200,0	100,0

* Наиболее токсичные, приоритетные химические элементы, подлежащие первоочередному контролю.

** В консервированных продуктах (при использовании банок с оловянным покрытием).

Нормирование акустического и вибрационного воздействия. Шумвызывается колебаниями упругой среды, которые представляют механические колебания, распространяющиеся в газообразной среде и воздействующие на органы слуха человека. При этом колебания среды воспринимаются только в определенной области частот от 16 до 20000 Гц и при звуковых давлениях, превышающих нормы слышимости человека.

Частоты колебаний среды, лежащие ниже и выше диапазона слышимости, называются инфразвук и ультразвук. Они не имеют отношения к слуховым ощущениям человека и воспринимаются как физическое воздействие среды.

Различают два вида нормирования шума: санитарно-гигиеническое и техническое.

Первый вид нормирования регулирует шум с точки зрения его действия на организм человека и другие живые организмы на территориях различного назначения, отличаясь при этом своими значениями днем и ночью (повышенный днем и пониженный ночью). Техническое нормирование стандартизует существующие или ожидаемые шумовые характеристики оборудования объекта. Оно должно обеспечивать требования первого вида нормативов шума.

Действующие в настоящее время санитарно-гигиенические нормы шума регламентируются в соответствии с Законом Украины «Про забезпечення санітарного та епідемічного благополуччя населення», а также такими нормативными документами как «Державні санітарні правила планування та забудови населених пунктів», СН 3077-84 «Санитарные нормы допустимого шума в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки».

Любая точка в пределах акустического поля характеризуется двумя относительными показателями:

• уровнем интенсивного звука - , дБ;

• уровнем звукового давления - дБ,

где - интенсивность звука, Вт/кв. м;

- звуковое давление, Па;

- пороговая интенсивность звука, которая воспринимается человеком и составляет Вт/кв. м;

- пороговое звуковое давление, которое составляет Па при частоте колебанийГц.

Источники шума характеризуются уровнем звуковой мощности (дБ), а также частным спектром.

, (3.9)

где - звуковая мощность, Вт;

- пороговая звуковая мощность, которая составляет Вт при частоте колебанийГц.

В нормативных документах предусмотрены два метода нормирования шума:

• по предельному частотному спектру шума;

• по интегральному показателю, эквивалентному уровню шума в дБА в зависимости от времени воздействия шума.

Шумы подразделяются на постоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется не более чем на 5 дБА, и непостоянные, аналогичная характеристика которых изменяется за рабочий день более чем на 5 дБА.

Частотный спектр шума — это совокупность нормативных значений звукового давления в дБА в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000.

Предельно допустимый уровень (ПДУ) шума – это уровень, который при ежедневном систематическом воздействии в течение многих лет не вызывает у человека значительного беспокойства и существенных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов, чувствительных к шуму.

Предельный частотный спектр – это совокупность нормативных значений звукового давления (измеряемый в дБА) в восьми активных полосах со среднегеометрическими частотами.

Сокращенно предельные спектры шума обозначаются ПС (предельный спектр) с указанием допустимого уровня звукового давления на частоте 1000 Гц, например, ПС-45-55; ПС-75 и др.

Нормирование по предельному спектру является основным для постоянных шумов. Постоянный шум не должен превышать нормативных значений, приведенных в санитарных нормах № 3077-84. Они установлены для помещений различного назначения и территорий, прилегающих к жилым зданиям, больницам, площадок отдыха и др. Например, для площадки отдыха микрорайона нормы составляют как показано в табл. 3.15.

Таблица 3.15 – Нормативные значения шума для площадок отдыха

Октавная полоса, Гц	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000	ДБА
Уровень звукового давления, Па	67	57	49	44	40	37	35	33	45

То же самое для территорий непосредственно прилегающих к жилым зданиям (табл. 3.16).

Таблица 3.16 – Нормативные значения шума для территорий, прилегающих к жилым зданиям

Октавная полоса, Гц Уровень звукового давления, Па	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000	ДБА
с 7 до 23 час	75	66	59	54	50	47	45	43	55
с 23 дл 7 час	67	57	49	44	40	37	35	33	45

Существует и другой метод нормирования шума, устанавливающий предельно допустимые уровни, как для постоянного, так и непостоянного шума. Он основан на измерении шума по стандартной шкале А шумомера. Эта шкала имитирует частотную чувствительность человеческого уха. Уровень шума, измеренный по шкале А шумомера, обозначается дБА. Постоянные шумы предпочтительно характеризовать по предельному спектру шума, а непостоянные – только в дБА.

Что касается вида технического нормирования шума, то в этом случае используются два норматива:

• предельно допустимая шумовая характеристика машин и механизмов (ПДШХ); этот показатель должен обеспечивать соблюдение санитарно-гигиенических нормативов во всех октавных полосах частот; его значение определяется по результатам статистической обработки шумовых характеристик однотипных машин и механизмов;

• технически достижимая шумовая характеристика машин и механизмов (ТДШХ), этот показатель применяется в тех случаях, когда по объективным причинам невозможно установить ее уровень; при этом ТДШХ вводится на срок, не превышающий срок действия стандарта или технических условий на машину или агрегат каждого конкретного вида.

Для защиты от шума и вибраций нормативные документы предусматривают применение градостроительных, строительных и конструктивных решений, организационных мероприятий, а также обеспечения акустического режима с помощью мероприятий по зонированию территории населенных пунктов, рационального планирования улично-дорожной сети, созданию санитарно-защитных зон (СЗЗ) в окрестности основных санитарных источников шума.

Соответствующими санитарными нормами регламентируются также параметры ультра-инфразвука.

Вибрация как фактор среды обитания наряду с шумом относится к одному из видов ее физического загрязнения, способствующего ухудшению условий проживания городского населения. Вибрация, воздействуя на организм, трансформируется в энергию биохимических процессов, формируя ответную реакцию.

В зависимости от источника возникновения выделяют три категории вибрации: транспортную; транспортно-технологическую; технологическую.

Для каждой из трех категорий вибрации в соответствие с «Санитарными нормами допустимых вибраций в жилых зданиях» № 1304-75 нормируются уровни виброспособности , виброускорения и вибросмешения как в линейных единицах (м/с, м/с²), так и логарифмических (дБ) в зависимости от частоты вибрации (в шести октавных полосах: 2; 4; 8; 16; 31,5; 63) в пределах, дБ: виброскорость 79-67; виброускорение 25-43; вибросмещение 136-91.

Общая вибрация нормируется в диапазоне частот 0,8-80 Гц, а местная (локальная) – в диапазоне частот 8-1000 Гц. Обычно вибрация включает как горизонтальную, так и вертикальную составляющие, поэтому при ее нормировании учитывают направления действия вибрации.