86
1.6. Предельно допустимое содержание токсических веществ в природной среде
К середине 20-го столетия стало очевидной необходимость учета загрязнения окружающей среды, влияющей на здоровье человека. В эту работу были вовлечены все ученые мира. Наиболее удачным оказался вариант оценки загрязнений окружающей среды, разработанный в 1952 г. в России в Главной геофизической обсерватории (ГГО) им. А.И.Воейкова. Этим методом предусматривалось определение для каждого токического вещества предельно-допустимой концентрации (ПДК) в природной среде (атмосфере, воде, почве, растениях).
Этот метод был передан в Организацию Объединенных наций и получил широкое распространение во всех странах мира.
В городах России в зависимости от количества промышленных предприятий и площадей городов территориальными управлениями по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды устанавливаются посты наблюдений за загрязнением атмосферы воздуха и поверхностных вод. Наблюдения в воздухе ведутся в основном за ингредиентами, загрязняющими природную среду (аммиак, бенз(а)пирен, диоксид азота, метилмеркаптан, оксид азота, оксид углерода, сероуглерод, метиловый спирт, стирол, фенол, формальдегид, фторид водорода, твердые фториды, хлорид водорода, сажа , пыль и другие).
Метод расчета загрязнения атмосферного воздуха по каждому ингредиенту (химическому токсическому веществу) определяется по отношению:
С= g / g ПДК ,
где: С – уровень загрязнения атмосферы одним ингредиентов по отношению к предельно-допустимой концентрации (ПДК).
g – содержание ингредиента в воздухе (мг/м3).
g ПДК –предельно допустимая концентрация ингредиента (мг/м3).
В пункте наблюдения за загрязнением ведутся по многим веществам для оценки степени загрязнения воздуха берутся пять наиболее значимых по величине ингредиентов и рассчитывают по ним средние значения. После расчета среднего показателя
87
загрязнения по таблице определяют степень экологической опасности (табл. 1.6.1.).
Для оценки загрязнения атмосферного воздуха еще рассчитывается индекс загрязнения атмосферы (ИЗА 5), который представляет суммарное значение средних концентраций из пяти наиболее значимых ингредиентов к ПДК.
Таблица 1.6.1. Критерии оценки качества воздуха в городах
Классы |
Степень |
Оценка загрязнения |
|
экологической |
экологической |
атмосферного воздуха |
|
опасности |
опасности |
Сф 5 |
ИЗА 5 |
1 |
малая |
меньше 1,0 |
меньше 5,0 |
2 |
умеренная |
1,0- 1,4 |
5,0- 7,0 |
3 |
высокая |
1,41 = 2,8 |
7,1- 14,0 |
4 |
очень |
2,81 – 5,0 |
14,1- 21,0 |
|
высокая |
|
|
5 |
экстремальная |
больше 5,0 |
больше 21,0 |
Критерии экологической опасности загрязнений атмосферы для человека с учетом степени экологической опасности:
1 класс – малая степень экологической опасности:
концентрация того или иного вещества в атмосферном воздухе оказывает на человека косвеное вредное воздействие, но не снижает его работоспособность и не влияет на самочувствие и настроение (последствия скажутся по истечении времени).
2 класс – умеренная степень экологической опасности:
концентрация того или иного химического вещества в атмосферном воздухе оказывает прямое вредное воздействие, повышает утомляемость, снижает работоспособность, вызывает развитие синдрома «хронической усталости».
3 класс – степень экологической опасности высокая:
концентрация химических соединений оказывает повышенное прямое воздействие, периодически вызывает удушье, кашель, («синдром гиперреактивности бронхов») повышает утомляемость,
88
снижает степень переносимости физических нагрузок, чаще развивается синдром «хронической усталости».
4 класс - очень высокая степень экологической опасности:
концентрация химических соединений оказывает прямое агрессивное токсическое действие на организм (поражение слизистой глаз, верхних дыхательных путей, центральной и вегетативной нервной систем вплоть до развития комы при пребывании в агрессивной среде до 30 минут).
5 класс – экстремальная степень экологической опасности:
Концентрация токсических веществ в окружающей среде настолько высока, что пребывание человека в ней в течение 10-15 минут приводит к токсическому поражению органов и систем с возможным развитием смертельного исхода. Таким образом, содержание токсических веществ в атмосфере тесно связано с представлениями о предельно-допустымых концентрациях (ПДК).
Предельно-допустимая концентрация (ПДК) –
максимальное количество вредного вещества в окружающей среде (единице объема или массы), которое при ежедневном воздействии в течение неограниченного времени не вызвает каких-либо болезненных изменений в организме и является гигиеническим критерием при оценке санитарного состояния окружающей среды (атмосферного воздуха, водоемов, почвы и т.д.); устанавливается и периодически уточняется законодательно для каждого вещества.
При научном обосновании ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе используют принципы лимитирующего показателя (нормирование по наиболее чувствительному показателю: запаху, вкусу, цвету). Так, если запах ощущается при концентрациях, которые не оказывают вредного влияния на организм человека и внешнюю среду, то нормирование осуществляется с учетом порога восприятия (вкусу или цвета). Так, если вещество оказывает на окружающую среду вредное действие в меньших концентрациях, то при гигиеническом нормировании исходят из порога действия этого вещества на внешнюю среду.
Для каждого вещества загрязнителя устанавливают два норматива: максимальную разовую и среднесуточную ПДК.
89
Максимальную разовую ПДК устанавливают для предупреждения рефлекторных реакций у человека (ощущение запаха, вкуса, изменения биоэлектрической активности головного мозга, световой чувствительности глаз и др.) при кратковременном воздействии атмосферных загрязнений (до 20 минут), а среднесуточную – с целью предупреждения их резорбтивного общетоксического, канцерогенного, мутагенного и других влияний.
При обосновании максимальной разовой ПДК атмосферных загрязнений вначале определяют пороговую концентрацию по запаху, а воды и растительных продуктов – по вкусу. Затем устанавливают пороговые и подпороговые концентрации, которые возникают при раздражении рецептивных зон органов дыхания, пищеварения. Для установления среднесуточной ПДК атмосферных загрязнений проводят токсикологический эксперимент на животных с целью изучения резорбтивного действия конкретного вредного вещества. Животных в камерах подвергают круглосуточному воздействию конкретного химического вещества в течение 3-4 месяцев. При этом постоянно отслеживается состояние животного. Процентное содержание токсического вещества в камере, при котором состояние животного в камере ухудшается, считается предельно– допустимой концентрацией. Для изучения состояния организма используются разнообразные физиологические, биохимические, гистохимические, морфологические и другие методы исследований. Предельно-допустимое содержание токсических веществ в атмосфере приводится в таблице 1.6.2. Распространенными загрязняющими веществами поверхностных вод являются соединения меди, железа, нефтепродукты, фенолы, легкоокисляемые органические вещества, аммонийный и нитритный азот, соединения цинка, свинца, СПАВ, ДДТ и др. ПДК наиболее распространенных загрязняющих водную среду веществ приведены в таблице 1.6.3. Самыми распространенными токсическими для человека и животных элементами (ксенобиотиками), которые накапливаются в растениях (сельскохозяйственных культурах), являются: свинец, кадмий,
90
мышьяк, ртуть, медь, цинк и соединения, нитраты. ПДК этих элементов представлены в таблице 1.6.4.