Для предупреждения загрязнения воздушного бассейна в РФ в законодательном порядке установлены предельно допустимые нормы (ПДК) вредных веществ в атмосфере (мг/м3 ).
Предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ в атмосферном воздухе (ПДК) — эго такая концентрация загрязнителя в атмосферном воздухе, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного и неприятного действия, не вызывает патологических изменений или заболеваний.
Выше, в параграфе 3.1, мы уже говорили о том, что характер и степень выраженности нарушений в организме при воздействии на него химического вещества обусловлены концентрацией (дозой) этого вещества и временем действия. Очевидно, что если речь идет о воздействии загрязнителя на человека на территории предприятия, то максимальное время будет ограничено, в соответствии с Трудовым кодексом РФ, 8-часовым рабочим днем или 40-часовой рабочей неделей. За границей территории предприятия, в зоне жилой застройки, максимальное время воздействия химического вещества может составлять 24 часа в сутки. Кроме того, необходимо учитывать, что на предприятии воздействию загрязнителя подвергаются люди, прошедшие медкомиссию и допущенные к работе, т. е. здоровые. В зоне жилой застройки могут находиться люди с ослабленным иммунитетом, пожилые люди, дети и беременные женщины, т. е. лица, наиболее чувствительные к воздействию яда. Поэтому ПДК загрязнителей в атмосфере, установленная для предприятия, как правило, значительно выше, чем ПДК загрязнителей атмосферного воздуха, контролируемая в зоне жилой застройки.
Для каждого вещества, загрязняющего атмосферный воздух, устанавливаются два норматива: максимальная разовая ПДК (ПДК мр ) и среднесуточная ПДК (ПДК(Т ).
Среднесуточная ПДК — это ПДК, которая устанавливается с целью предупреждения общетоксического, канцерогенного и мутагенного влияния вещества на организм человека.
Максимальная разовая ПДК — это ПДК, которая устанавливается для предупреждения рефлекторных реакций у человека (ощущение запаха, изменение биоэлектрической активности головного мозга, световой чувствительности глаз и др.) при кратковременном воздействии атмосферных загрязнений (до 20 мин).
Максимально разовая ПДК является основной характеристикой опасности вредного вещества. Наибольшая концентрация каждого вредного вещества в приземном слое атмосферы С не должна превышать максимально разовой НДК:
Оценка риска здоровью человека при воздействии химических веществ ...
... вещества в непредназначенном для него месте. Загрязнения, возникающие в процессе деятельности человека, являются главным фактором его вредного воздействия на природную среду и здоровье человека. Химические загрязнители ... концентрации атмосферного озона продолжаются. Проведение мероприятий, предупреждающих попадание загрязняющих веществ в ... центров. В крупных городах и промышленных центрах воздух, наряду ...
ПДК р;1 — ПДК рабочей зоны; ПДК.Ш — ПДК атмосферного воздуха Для оценки загрязнения воздуха на территориях курортов, мест массового отдыха населения используется 0,8 ПДК атмосферных загрязнений.
С целью защиты зон, на которых расположены жилые массивы, и селитебных территорий от воздействия загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу вместе с промышленными выбросами, требуется отделять предприятия свободными территориями — санитарно-защитными зонами.
Санитарно-защитные зоны (СЗЗ) — территории определенной протяженности и ширины, располагающиеся между предприятиями и источниками загрязнения и границами зон жилой застройки. Протяженность СЗЗ устанавливается таким образом, чтобы содержание вредных примесей в атмосферном воздухе снижалось путем рассеивания до безопасных уровней на границе СЗЗ.
Каждому предприятию в соответствии со степенью его опасности присваивается определенный класс опасности, и в зависимости от класса устанавливается нормативная ширина СЗЗ. Минимальная протяженность СЗЗ для предприятий 1 класса составляет 1000 м, II класса — 500 м, III класса — 300 м, IV класса — 100 м, V класса — 50 м.
Эффект однонаправленного действия. В атмосферном воздухе, как правило, находится несколько загрязнителей, которые могут обладать однонаправленным действием. Например, при наличии в воздухе соединений азота и углеводородов, под воздействием солнечного света могут образовываться фотооксиданты, токсичность которых в несколько раз выше, чем у исходных компонентов [14, «https:// «].
При одновременном присутствии в атмосферном воздухе нескольких вредных веществ, обладающих однонаправленным действием (суммацией), их безразмерная суммарная концентрация должна удовлетворять условию.
где Сх , Сп — фактические концентрации вредных веществ в воздухе в одной и той же точке местности, мг/м3 ; ПДКф ПДК» — максимальные разовые предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе атмосферы, мг/м3 .
Эффектом однонаправленного действия обладают следующие вещества:
- диоксид азота + диоксид серы;
- диоксид серы + аэрозоль серной кислоты;
- диоксид серы + сероводород;
- диоксид серы + оксид серы + аммиак + оксиды азота;
- диоксид серы + диоксид азота + фенол + оксид углерода и др.
Концентрации химических веществ принципиально подразделяются на объемные Cv и массовые Ст .
Объемные концентрации Cv представляют собой отношение объема, занимаемого данным веществом, к объему всей газовой пробы. Поэтому с помощью объемных концентраций описывается содержание только газообразных продуктов сгорания, например NOx , SOx , СОх и др. Объемные концентрации Cv могут измеряться в объемных процентах (% об.) или в миллионных долях (ppm).
Единица измерения 1 ppm {part per million — пропромилле) представляет собой одну миллионную часть объема:
Важным преимуществом измерения содержания газовых компонентов в объемных концентрациях заключается в том, что последние не зависят от давления и температуры среды и, следовательно, расчетные или опытные результаты газового анализа, выраженные в объемных процентах или миллионных долях, не требуют приведения к каким-либо заданным условиям по температуре и давлению.
Массовые концентрации Ст характеризуют количество (массу) данного вещества в одном кубическом метре продуктов сгорания (промышленного выброса).
С их помощью оценивается содержание в продуктах сгорания как твердых (например, бенз (а)пирен), так и газообразных компонентов. Для выражения массовых концентраций используются единицы «грамм на кубический метр» (г/м3 ) или «миллиграмм на кубический метр» (мг/м3 ).
Очевидно, что, в отличие от объемной, массовая концентрация зависит от давления и температуры среды. Поэтому массовую концентрацию приводят в пересчете на нормальные условия (0°С, р0 = 760 мм рт. ст. = = 101,3 кПа), для чего используется следующее выражение:
где С» п — массовая концентрация, полученная опытным путем при температуре Зг (°С) и давлении рг газовой пробы.
С учетом температуры и давления рг газовой пробы перед газоанализатором (последнее приравнивается к фактическому атмосферному давлению) связь между объемными (ppm) и массовыми (г/м3 ) концентрациями устанавливается следующим соотношением [5]:
где k, — коэффициент пересчета;
- где М, — молекулярная масса г-го вещества, г;
- VM — молярный объем /-го вещества, л (в качестве первого приближения за VM . может быть принят объем идеального газа, равный 22,4 л).
Значения коэффициента пересчета k-t для некоторых газообразных веществ и нормальных условий приведены в табл. 3.2 [4].
Таблица 3.2
Значения коэффициента пересчета для газов при нормальных условиях
|
Вещество. |
Молекулярная масса Mj, г. |
Молярный объем Ум ,. л. |
Коэффициент пересчета /,. . |
|
|
о 2 |
32,0. |
22,39. |
1,43 •. |
10 з. |
|
со. |
28,01. |
22,4. |
1,25 ? |
10 з. |
|
со 2 |
44,01. |
22,26. |
1,98; |
10 3 |
|
H 2 S. |
34,08. |
22,14. |
1,54 ? |
10 з. |
|
so 2 |
64,06. |
21,89. |
2,93 •. |
10 3. |
|
NO. |
30,01. |
22,41. |
1,34 •. |
10 з. |
|
no 2 |
46,01. |
22,41. |
2,05 ? |
Ю-з. |
Пример 3.1.
Задана объемная концентрация кислорода 20%. Необходимо найти массовую концентрацию кислорода с помощью соответствующего коэффициента пересчета.
Решение. В соответствии с выражением (3.3) найдем объемную концентрацию кислорода в пропромилле:
По табл. 3.2 коэффициент пересчета k,= 1,43
- 10 3 .
Определим массовую концентрацию по формуле (3.5):
