Состояние воздуха рабочей зоны определяются параметрами микроклимата и составом воздушной среды. Параметры микроклимата и состав воздушной среды должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» и ДНАОП 0.03-3.15-86 «Санитарные нормы микроклимата производственных помещений №4088-86».
Под микроклиматом понимают комплекс физических свойств факторов воздушной среды, которые оказывают влияние на тепловое состояние человека. Микроклимат формируют следующие параметры:
температура воздуха; влажность воздуха; скорость движения воздуха; интенсивность инфракрасного излучения.
Различают следующие виды микроклимата:
1. Нагревающий – может привести к перегреванию организма (горячие цехи, литейные, термические, выработки глубоких шахт и др.).
2. Охлаждающий – может привести к переохлаждению организма (холодильные цехи, строительно-монтажные работы в холодный период года и др.).
3. Оптимальный – при длительном систематическом воздействии обеспечивает нормальное тепловое состояние организма, чувство комфорта и создает условия для высокого уровня работоспособности.
4. Допустимый – при длительном и систематическом воздействии может вызвать быстропроходящие изменения теплового состояния организма, сопровождающиеся дискомфортными тепловыми ощущениями, ухудшающими самочувствие и снижающие работоспособность.
5. Предельно- допустимый – при длительном и систематическом воздействии может привести к стойким изменениям теплового состояния организма, сопровождающиеся срывом термостабильности организма и жалобами на выраженное перегревание или переохлаждение.
Основная роль в поддержании оптимального теплового состояния отводится терморегуляции, т.е. процессам образования тепла и отдачи тепла во внешнюю среду, направленных на обеспечение термостабильности организма, т.е. поддержание внутренней температуры тела на постоянном уровне.
При работе в нагревающем микроклимате в результате потоотделения (4 – 8 литров в смену) нарушается водносолевой, белковый, углеводные обмены, происходит обезвоживание организма, потеря микроэлементов (калия, кальция, магния, цинка, йода и др.) и водорастворимых витаминов (С, В 1 , В 2). Отмечаются изменения в сердечно-сосудистой и нервной системах, а также в системах дыхания. У работающих учащается пульс, повышается артериальное давление максимальное и снижается минимальное, развивается гипертрофия левого желудочка сердца. Увеличивается частота дыхания в 2 –2,5 раза, оно становится поверхностным. Ослабляется внимание, замедляется реакция, нарушается координация движений, снижается работоспособность.
Под влиянием избыточного поступления тепла извне, усиленной теплопродукции организма (особенно при тяжелой физической работе) и затрудненной теплоотдаче развивается производственная гипертермия, или перегревание.
Инфракрасное излучение (ИКИ) вызывает ощущение жары, жжения, боли, повышение частоты пульса, артериального давления, увеличивает скорость биохимических реакций. При действии ИКИ могут развиваться коньюктивиты, помутнения роговицы глаза, ожоги кожи, коричнево-красная пигментация. Из профессиональной патологии следует выделить тепловой удар и катаракту.
При работе в охлаждающем микроклимате могут происходить охлаждения и переохлаждения (гипотермия) организма. Наблюдается сосудистый спазм, сопровождающийся ощущением боли, усиливаются обменные процессы в организме, увеличивается артериальное давление, изменяется углеводный обмен. Глубокое охлаждение угнетает функцию центральной нервной системы, может привести к холодовой травме, отморожению отдельных частей тела. Длительное воздействие охлаждающего микроклимата (особенно с увлажнением) может привести к развитию профессиональной патологии.
Нормы микроклимата приведены в ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» и ДНАОП 0.03-3.15-86 «Санитарные нормы микроклимата производственных помещений №4088-86».
Оптимальные и допустимые значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха определяют в зависимости от периода года и категории работ. Оптимальные показатели микроклимата распространяются на всю рабочую зону помещения (на высоту 2 м от уровня пола рабочей площадки), допустимые – на постоянные и непостоянные рабочие места рабочей зоны. Допустимые показатели устанавливаются в случаях, когда по технологическим, техническим и экономическим причинам невозможно обеспечить оптимальные нормы.
Год разделяют на теплый и холодный периоды. Теплый период – период года, который характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха выше +10 0 С, а холодный – период, характеризующийся температурой равной или ниже +10 0 С. Работы на основе общих энергозатрат организма делят на категории.
Легкие физические работы (категория I) охватывают виды деятельности, при которых расход энергии составляет до 139 Дж/с – категория Iа и от 140 до 174 Дж/с – категория Iб. К категории Iа относятся работы, выполняемые сидя и не требующие физического напряжения, к категории Iб – работы, выполняемые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением.
Физические работы средней тяжести (категория II) охватывают виды деятельности, при которых расход энергии составляет от 175 до 232 Дж/с – категория IIа и от 233 до 290 Дж/с – категория IIб. К категории IIа относятся работы, связанные с ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие некоторого физического напряжения. К категории IIб относятся работы, выполняемые стоя, связанные с ходьбой, перенесением небольших (до 10 кг) тяжестей и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением.
Тяжелые физические работы (категория III) охватывают виды деятельности, при которых расход энергии превышает 290 Дж/с, связанные с постоянными передвижениями, перемещением, переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий.
В кабинах, зоне расположения пультов и постов управления, зонах вычислительной техники, помещениях для выполнения работ операторского типа, связанных с нервно-эмоциональным напряжением, должны соблюдаться оптимальные параметры микроклимата: температура 22 – 24 0 С, влажность 60 – 40%, скорость движения воздуха не более 0,1 м/с.
Нормируют интенсивность теплового облучения в зависимости от характеристики источника излучений и площади облучения работающих. Интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования, осветительных приборов на постоянных и непостоянных рабочих местах не должна превышать 35 Вт/м 2 при облучении 50% поверхности тела и более, 70 Вт/м 2 – при величине облучаемой поверхности от 25 до 50% и 100 Вт/м 2 – при облучении не более 25% поверхности тела. Интенсивность теплового облучения работающих от открытых источников (нагретый металл, стекло, «открытое» пламя и др,) не должна превышать 140 Вт/м 2 , при этом облучению не должно подвергаться более 25% поверхности тела и обязательным является использование средств индивидуальной защиты, в том числе средств защиты лица и глаз.
При наличии теплового облучения температура воздуха на постоянных рабочих местах не должна превышать указанные в ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».
Измерения показателей микроклимата производятся в начале, середине и конце холодного и теплого периода года не менее 3 раз в смену (в начале, середине и конце).
Основные мероприятия по нормализации параметров микроклимата:
Механизация и автоматизация, дистанционное управление; усовершенствование технологических процессов и оборудования с целью уменьшения выделения тепла в производственных помещениях; рациональное размещение технологических процессов и оборудования; герметизация оборудования; вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха; устройство зон (помещений) для охлаждения или обогрева работающих; применение защитных экранов, водяных и воздушных завес, воздушного и водо-воздушного душирования рабочих мест; применение индивидуальных средств защиты (специальной одежды, обуви, защитных очков, щитков, перчаток и др.).
Химический состав воздуха нормируют по содержанию кислорода (O 2), азота (N 2), углекислого газа (CO 2), инертных газов, пыли и других вредных веществ (CO, пары кислот, щелочей, окислы азота, серы и др.).
Обычно нормируют состав O 2 , N 2 , CO 2 , в % по объему воздуха: кислорода должно быть 19,5–20 %, азота – 78 %, углекислого газа – 0,03–0,04 %.
Основной количественной характеристикой примесей атмосферы в рабочей зоне является их концентрация в единице объема воздуха при нормальных атмосферных условиях в миллиграммах на кубический метр (мг/м 3).
Измеренное значение содержания вредных веществ должно быть не выше предельно допустимого (ПДК). Согласно ГОСТ 12.1.007–76 предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны формулируются как «Концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или при другой продолжительности, не более 40 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдельные сроки жизни настоящего и последующих поколений» .
Основные требования к контролю состояния воздуха рабочей зоны в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88.
1. Контроль содержания вредных веществ в воздухе проводится в наиболее характерных рабочих местах.
2. В течение смены или на отдельных этапах технологического процесса в одной точке должно быть последовательно отобрано не менее трех проб.
3. Отбор проб должен проводиться в зоне дыхания при характерных производственных условиях.
4. Для каждого производственного участка должны быть определены вещества, которые могут выделяться в воздух рабочей зоны. При наличии в воздухе нескольких вредных веществ контроль воздушной среды допускается проводить по наиболее опасным и характерным веществам, устанавливаемым органами государственного санитарного надзора.
6. При возможном поступлении в воздух рабочей зоны вредных веществ с остронаправленным механизмом действия должен быть обеспечен непрерывный контроль с сигнализацией о превышении ПДК.
7. Периодичность контроля (за исключением веществ, указанных в п.6) устанавливается в зависимости от класса опасности вредного вещества: для 1-го класса – не реже 1 раза в 10 дней, 2-го класса не реже 1 раза в месяц, 3-го и 4-го класса – не реже 1 раза в квартал.
8. В зависимости от конкретных условий производства периодичность контроля может быть изменена по согласованию с органами государственного санитарного надзора. При установленном соответствии содержания вредных веществ III, IV классов опасности уровню ПДК допускается проводить контроль не реже 1 раза в год.
9. При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ разнонаправленного действия ПДК остаются такими же, как и при изолированном воздействии.
10. При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия (по заключению органов государственного санитарного надзора) сумма отношений фактических концентраций каждого из них (К 1 , К 2 …К n) в воздухе к их ПДК (ПДК 1 , ПДК 2 …ПДК n) не должна превышать единицы
11. Приборы контроля должны обладать чувствительностью не ниже 0,5 уровня ПДК, с погрешностью не более ±25 % от определяемой величины.
12. Результаты измерений концентраций вредных веществ в воздухе приводят к условиям: температуре 293 К (20 °С) и давлению 101, 3 кПа (760 мм рт.ст.).
Основные мероприятия по нормализации состава воздушной среды :
усовершенствование технологических процессов и оборудования, в том числе замена вредных веществ на менее вредные; подавление выделения вредных веществ в местах их возникновения; герметизация оборудования; вентиляция и очистка воздуха от вредных веществ; применение индивидуальных средств защиты (респираторов, противогазов и др.).
3.4.3 Вентиляция производственных помещений
Задача вентиляции - обеспечить чистоту воздуха и заданные метеоусловия в производственных помещениях путем замены загрязненного или нагретого воздуха на свежий. Вентиляция должна удовлетворят требованиям СНиП2.04.05-86 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» и ДНАОП 0.03–3.01–71 Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий № 245–71.
Вентиляция по способу перемещения воздуха бывает: естественная, механическая и смешанная. По назначению - приточная, вытяжная, приточно-вытяжная. По месту действия - общеобменная, местная, комбинированная.
В производственных помещениях необходимо предусматривать естественную вентиляцию, а если в этом есть необходимость, то и механическую. При этом необходимо учитывать, что естественная вентиляция дешевле в процессе эксплуатации, но она менее эффективна, т.к. не позволяет «обработать» поступающий в помещение воздух.
Общеобменную вентиляцию устраивают в случаях, когда вредные выделения образуются во всем объеме помещения. Общеобменная вентиляция бывает естественной и механической. При естественной вентиляции воздухообмен происходит под действием теплового или ветрового напора без воздуховодов и вентиляторов, а также без предварительной обработки входящего в помещение воздуха (т.е. без очистки, охлаждения, подогрева воздуха и т.п.). Распределение давления воздуха в производственном здании по его высоте при естественной вентиляции (аэрации) приведено на рисунке 3.4.1.
На уровне оси нижних приточных окон возникает разность давлений, обусловленных различной плотностью наружного и внутреннего столбов воздуха, из-за которой воздух поступает в помещение.
DР 1 = h 1 ×g×(r н - r в), Па (3.1)
На уровне вытяжных окон разность давлений обусловливает движение воздуха из помещения в атмосферу
DР 2 = h 2 ×g×(r н - r в), Па (3.2)
Следовательно, под влиянием разности давлений возникает воздухообмен с поступлением (притоком) воздуха через нижние приточные окна и удалением (вытяжкой) воздуха через верхние вытяжные окна.
Рис. 3.4.1. Распределение давления в производственном здании по высоте.
h – высота производственного здания – это расстояние между осями нижних приточных и вытяжных окон, м;
h 1 – расстояние от оси нижних приточных окон до плоскости равных давлений, м;
h 2 – расстояние от плоскости равных давлений до оси вытяжных окон, м;
t в – средняя температура воздуха внутри помещения, °С;
r в – плотность воздуха внутри помещения, кг/м 3 ;
r н – плотность наружного воздуха, кг/м 3 ;
DР 1 – разность давлений на уровне приточных окон, Па;
DР 2 – разность давлений на уровне вытяжных окон, Па.
Величина общей разности давлений носит название теплового напора DР T и равна
DР T = DР 1 + DР 2 = h×g×(r н - r в), Па (3.3)
При механической вентиляции воздух подается в помещение и удаляется из помещения при помощи вентиляторов и воздуховодов, при этом возможна обработка входящего приточного воздуха (т.е. очистка от пыли и вредных веществ, его охлаждения, нагрева, увлажнения и т.п.).
При общеобменной вентиляции имеются специальные устройства для подачи чистого и свежего воздуха, а также для удаления загрязненного. При естественной вентиляции – это приточные и вытяжные окна, при механической – это воздуховоды. Размеры этих устройств необходимо определить при проектировании вентиляции.
Общеобменная приточно-вытяжная вентиляция состоит из двух установок: для подачи чистого воздуха и отвода загрязненного. Отношение этих двух потоков называют вентиляционным воздушным балансом. Этот баланс может быть уравновешенным (если приток равен вытяжке), положительным (если преобладает приток) и отрицательным (если преобладает вытяжка).
Местная вентиляция также бывает приточной в виде воздушного душирования (когда свежий воздух подают в зону дыхания работающего) или вытяжной (когда загрязненный воздух удаляют от источника выделения вредностей при помощи вытяжных зонтов, панелей, щелей и др.).
Основные требования к вентиляции:
вентиляция не должна вызывать переохлаждения и перегрева работающих; недопустимый уровень шума; вентиляция должна быть пожаро - взрывобезопасной; электробезопасной.
Вменяет работодателю обязанность по обеспечению безопасности работников, а именно условий их трудовой деятельности. Одним из инструментов предприятия при выполнении данных требований является такой показатель, как предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Данное ограничение представляет собой ориентир для работодателя в вопросах минимизации воздействия на работников неблагоприятных факторов производства.
Что такое ПДК вредных веществ
В большинстве случаев негативное воздействие на работников производственных факторов осуществляется посредством вдыхания работником воздуха, содержащего токсичные вещества, которые используются на производстве.
Возможность неблагоприятного влияния на работника данных веществ определяется их концентрацией в воздухе рабочей зоны. В целях исключения негативных последствий для здоровья работающего в отношении большинства из них установлены предельно допустимые концентрации.
ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны - это максимальное содержание в воздухе токсичных веществ, которое в условиях работы на протяжении 8 часов каждый день (кроме выходных) в течение всего периода работы не может вызвать у работника заболевания или отклонения в здоровье его потомства, в том числе в будущем. Значения ПДК устанавливаются в нормативных актах в мг/м .
Под рабочей зоной в данном случае понимаются 2 метра пространства от пола.
Виды вредных веществ
Всего в перечень нормируемых веществ, способных причинить вред здоровью работника, входит более 850 наименований.
По степени опасности все вредные вещества разделены на четыре класса:
1) чрезвычайно опасные — мг/м (ртуть, свинец);
2) высокоопасные — 0,1 - 1,0 мг/м (хлор, серная кислота);
3) умеренно опасные — 1,0 - 10,0 мг/м (спирт метиловый);
4) малоопасные — >10,0 мг/м (аммиак, ацетон).
По типу воздействия вредные вещества классифицируют на:
- раздражающие (аммиак, хлор);
- удушающие (оксид углерода);
- наркотические (ацетон);
- соматические (мышьяк, свинец).
Как измеряется содержание вредных веществ
На предприятии в обязательном порядке должен осуществляться контроль за концентрацией вредных веществ в воздухе. Данная обязанность возлагается на лиц, обеспечивающих охрану труда в организации.
На производствах, в которых используются вредные вещества 1 класса, контроль производится непрерывно при помощи самопишущих приборов, которые сигнализируют в случае превышения ПДК. В остальных случаях измерение проводится путем отбора проб воздуха и их анализа. Пробы берутся в зоне дыхания работника до 0,5 м от его лица не менее пяти раз в течение смены.
В случае, если в воздухе рабочей зоны присутствуют одновременно несколько вредных веществ однонаправленного действия, в сумме отношения концентраций каждого не должны быть больше 1.
На практике отслеживается тенденция, согласно которой ПДК вредных веществ периодически пересматриваются, притом в сторону ужесточения. Основанием для этого являются научные исследования воздействия данных веществ на организм человека. Так, ПДК бензола снизилась с двадцати мг/м в 1968 г. до пяти в наши дни.
Перед предприятиями, применяющими вредные вещества, бесспорно должна стоять задача минимизировать, а лучше всего исключить контакт работника с негативными производственными факторами, в том числе в виде вредных веществ во вдыхаемом воздухе, для чего необходимо разрабатывать и внедрять новые технологии, проводить соответствующие мероприятия.
Качество воздуха, необходимого для поддержания жизненных процессов всех живых организмов на Земле, определяется содержанием в нем кислорода.
Зависимость качества воздуха от процентного содержания в нем кислорода рассмотрим на примере рисунка 1.
Рис. 1 Процентное содержание кислорода в воздухе
Благоприятный уровень содержания кислорода в воздухе
Зона 1-2: такой уровень содержания кислорода характерен для экологически чистых районов, лесных массивов. Содержание кислорода в воздухе на берегу океана может достигать 21,9%
Уровень комфортного содержания кислорода в воздухе
Зона 3-4: ограничена законодательно утвержденным стандартом минимального содержания кислорода в воздухе для помещений (20,5%) и "эталоном" свежего воздуха (21%). Для городского воздуха нормальным считается содержание кислорода 20,8%.
Недостаточный уровень содержания кислорода в воздухе
Зона 5-6:
ограничена минимально допустимым уровнем содержания кислорода, когда человек может находиться без дыхательного аппарата (18%).
Пребывание человека в помещениях с таким воздухом сопровождается быстрой утомляемостью, сонливостью, снижением умственной активности, головными болями.
Длительное пребывание в помещениях с такой атмосферой опасно для здоровья
Опасно низкий уровень содержания кислорода в воздухе
Зона 7 и далее:
при содержании кислорода 16% наблюдается головокружение, учащенное дыхание, 13% - потеря сознания, 12% - необратимые изменения функционирования организма, 7% - смерть.
Непригодная для дыхания атмосфера также характеризуется не только превышением предельно-допустимых концентраций вредных веществ в воздухе, но и недостаточным содержанием кислорода.
В связи с различными определениями, которые даются понятию «недостаточное содержание кислорода» газоспасатели очень часто допускают ошибки при описании газоспасательных работа. Это происходит, в том числе и в результате изучения уставов, инструкций, стандартов и других документов, содержащих указание на содержание кислорода в атмосфере.
Рассмотрим отличия в процентном содержании кислорода в основных регламентирующих документах.
1.Содержание кислорода менее 20%.
Газоопасные работы
проводятся при содержании кислорода в воздухе рабочей зоны менее 20%.
- Типовая инструкция по организации безопасного проведения газоопасных работ (утв. Госгортехнадзором СССР 20 февраля 1985 г.):
1.5. К газоопасным относятся работы … при недостаточном содержании кислорода (объемная доля ниже 20%).
- Типовая инструкция по организации безопасного проведения газоопасных работ на предприятиях нефтепродуктообеспечения ТОИ Р-112-17-95 (утв. приказом Министерства топлива и энергетики РФ от 4 июля 1995 г. N 144):
1.3. К газоопасным относятся работы … при содержании кислорода в воздухе менее 20% по объему.
- Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 55892-2013 "Объекты малотоннажного производства и потребления сжиженного природного газа. Общие технические требования" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 декабря 2013 г. N 2278-ст):
К.1 К газоопасным относят работы… при содержании кислорода в воздухе рабочей зоны менее 20%.
2. Содержание кислорода менее 18%.
Газоспасательные работы
проводятся при содержании кислорода менее 18%.
- Положение о газоспасательном формировании (утверждено и введено в действие первым заместителем Министра промышленности, науки и технологий Свинаренко А.Г. 05.06.2003 г.; согласовано: Федеральный горный и промышленный надзор Российской Федерации 16.05.2003 г. N АС 04-35/373).
3. Газоспасательные работы …в условиях снижения содержания кислорода в атмосфере до уровня менее 18 об.% ...
- Руководство по организации и ведению аварийно-спасательных работ на предприятиях химического комплекса (утверждено ОАК №5/6 протокол №2 от 11.07.2015 г.).
2. Газоспасательные работы … в условиях недостаточного (менее 18%) содержания кислорода…
- ГОСТ Р 22.9.02-95 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Режимы деятельности спасателей, использующих средства индивидуальной защиты при ликвидации последствий аварий на химически опасных объектах. Общие требования (принят в качестве межгосударственного стандарта ГОСТ 22.9.02-97)
6.5 При высоких концентрациях ОХВ и недостаточном содержании кислорода (менее 18%) в очаге химического заражения использовать только изолирующие СИЗ органов дыхания.
3. Содержание кислорода менее 17%.
Запрещается применение фильтрующих
СИЗОД при содержании кислорода менее 17%.
- ГОСТ Р 12.4.233-2012 (ЕН 132:1998) Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Термины, определения и обозначения (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. N 1824-ст)
2.87… атмосфера с дефицитом кислорода: Окружающий воздух, содержащий менее 17% кислорода по объему, в котором нельзя использовать фильтрующие СИЗОД.
- Межгосударственный стандарт ГОСТ 12.4.299-2015 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Рекомендации по выбору, применению и техническому обслуживанию (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 июня 2015 г. N 792-ст)
B.2.1 Дефицит кислорода. Если анализ условий окружающей среды указывает на наличие или возможность дефицита кислорода (объемная доля менее 17%), то СИЗОД фильтрующего типа не применяют…
- Решение Комиссии Таможенного союза от 9 декабря 2011 г. N 878 О принятии технического регламента Таможенного союза "О безопасности средств индивидуальной защиты"
7) …не допускается использование фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания при содержании во вдыхаемом воздухе кислорода менее 17 процентов
- Межгосударственный стандарт ГОСТ 12.4.041-2001 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания фильтрующие. Общие технические требования (введен в действие постановлением Госстандарта РФ от 19 сентября 2001 г. N 386-ст)
1 …фильтрующие средства индивидуальной защиты органов дыхания предназначенные для защиты от вредных для здоровья аэрозолей, газов и паров и их сочетаний в окружающем воздухе при условии содержания в нем кислорода не менее 17 об. %.
Содержащегося в почве, воде или воздухе, не влияющее - пагубно прямо или косвенно - на живые организмы. Величины в соответствующих единицах измерения определяют путем токсикологических исследований.
Характеристика ПДК как измерителя
Что такое ПДК в экологическом нормировании? Это основной показатель промышленной экологии, на который ориентируются все производственные предприятия. Величины ПДК веществ выведены и распределены по типу химического строения и токсикологического воздействия на живые организмы. Созданы ГОСТы, соблюдение которых является обязательным.
В зависимости от среды, в которой находятся вредные вещества, ПДК измеряется в:
- мг/дм 3 - для измерения в гидросфере;
- мг/м 3 - для измерений в атмосфере и воздухе рабочего пространства;
- мг/кг - для определения показателя в грунте.
При выведении значения ПДК учитывается пагубное воздействие не только на человека, но и на все живые организмы в целом. Соблюдение установленных норм позволяет сохранить всю экосистему, а не отдельные виды животного и растительного мира.
Классификация
ПДК вредных веществ, в зависимости от степени воздействия на живые организмы, делят на 4 группы опасности:
- I класс - чрезвычайно опасно.
- II класс - очень опасно.
- III класс - опасно.
- IV класс - умеренно опасно.
В зависимости от принадлежности загрязняющего вещества к группам опасности, изменяется его ПДК и время пребывания в среде живых организмов в присутствии химических соединений.
Разновидности ПДК
В зависимости от критериев оценки окружающей среды, выведены несколько значений ПДК.
Для промышленных зон выделяют:
- ПДКр.з. - используется для оценки санитарного состояния атмосферы рабочей зоны. Рабочая зона - это пространство, в котором находятся работники при выполнении задания, включающее в себя 2 метра над уровнем площадки. Коэффициент выражает количество загрязнителя в воздухе, не вызывающее никаких отклонений в здоровье человека на протяжении нескольких десятков лет.
- ПДКп.п. - выделяется на промышленных предприятиях или на отдельной площадке. Обычно за величину принимают значение 0.3 ПДКр.з.
Для городской зоны существуют другие нормативы экологического состояния атмосферы, которое определяется следующими коэффициентами:
- ПДКн.п. - общее допустимое значение загрязнителя в атмосфере населенного пункта. Отдельно выделяют коэффициенты среднесуточного и максимально разового загрязнения окружающей среды.
- ПДКм.р. - количество загрязнителя в атмосфере городской зоны в максимальном выражении, которое допустимо для разового вдыхания. Коэффициент вычисляют таким образом, чтобы вещество не вызывало реакции на химические раздражители при кратковременном воздействии (не более 20 минут).
- ПДКс.с. - регулирует количество вредных веществ в концентрации, которая не оказывает пагубного влияния на здоровье человека при условии круглосуточного вдыхания.
Следует понимать, что такое ПДК рабочего и городского пространства. ПДКр.з. рассчитывают исходя из следующих исходных данных:
- в загрязненной среде находятся взрослые люди с крепким здоровьем;
- время пребывания ограничено должностной инструкцией и обычно не превышает 8 часов.
Вредные вещества в атмосфере населенного пункта оказывают влияние на каждого жителя: взрослого или ребенка, больного или здорового, при этом оно круглосуточно и непрерывно на протяжении всей жизни. Вследствие этого для одних и тех же могут быть определены значительно отличающиеся друг от друга значения предельно допустимых концентраций. Обычно коэффициент ПДК веществ в воздухе рабочей зоны намного выше ПДКн.п.
Определения значений ПДК в воде и почве
Что такое ПДК водоемов? Это установленный стандарт концентрации загрязнителя, приходящегося на 1 л воды. Значения коэффициента определяются отдельно для каждого типа водоема. Различают воды рыбно-хозяйственного, питьевого и бытового назначения.
Определение ПДК загрязнителей в грунте - самая сложная задача. Расчет производится на основании свойств почвы и химической природы вредных веществ. Показатели всегда различаются, и табличных значений для каждого загрязняющего соединения не вывели.
Распределение ПДК по характеру воздействия
Что такое ПДК химических соединений, если каждое вещество может действовать по-разному?
Для систематизированной классификации вредных химикатов выделяют несколько групп по характерным признакам воздействия на живой организм, в частности человека:
- общетоксичные;
- раздражающие;
- сенсибилизаторы;
- канцерогены;
- мутагены;
- влияющие на репродуктивное здоровье.
Каждой из групп присущи специфические признаки отравления, сроки действия и выведенные ПДК.
Загрязнители с общетоксическим действием
Наиболее распространены из них:
- мышьяк и его соединения;
- бензол, толуол, анилин, ксилол;
- дихлорэтан;
- оксид углерода (IV).
Заражение многими из веществ происходит не только на производстве, но и в быту.
ПДК в атмосферном воздухе общетоксичных веществ
Рассмотрим показатели среднесуточного и разового ПДК в воздухе городской и рабочей зоны. Для удобства и наглядности информацию подаем в виде таблицы.
| Вещество | Класс опасности | ПДКсс, мг/м 3 | ПДКмр, мг/м 3 | ПДКрз, мг/м 3 | Оказываемое воздействие |
| Ксилол | Третий | 0.19 | 0.18 | 50 | Поражает сердечно-сосудистую систему, печень, почки, кожу |
| Бензол | Второй | 0.09 | 1.5 | 15/5 | Вызывает нарушения нервной системы, функций костного мозга, проявляет канцерогенные свойства |
| Толуол | Третий | 0.59 | 0.058 | 50 | Вызывает нарушения нервной и сердечно-сосудистой систем |
| Свинец и его соединения | Первый | 0.00029 | - | 0.009-0.45 | Пагубно влияет на ЦНС, сердце, печень, вызывает эндокринные нарушения, нередки смертельные случаи отравления. Относится к общетоксичным веществам, а также канцерогенам и мутагенам. |
| Нитробензол | Четвертый | 0.004 | 0.2 | 3 | Воздействует на кровь и печень |
| Ртуть и ее соединения | Первый | 0.00029 | - | 0.19-0.48 | Пагубно влияет на нервную, иммунную и пищеварительную системы |
| Дихлорэтан | Второй | 1 | 3 | 10 | Разрушает печень, почки, является наркотическим веществом |
Среднесуточная концентрация вредных веществ подразумевает взаимодействие с организмом человека на протяжении нескольких лет без развития каких-либо последствий.
Действие раздражающих химических веществ
Химические соединения поражают кожу, слизистые оболочки и дыхательные пути. Чаще всего в роли раздражающих веществ выступают галогены и и серы.
Длительное вдыхание губительных паров приводит к серьезным нарушениям дыхания, интоксикации и смерти.
Сенсибилизаторы и их ПДК в атмосфере
Вещества сенсибилизирующего действия вызывают аллергическую реакцию у человека. К распространенным соединениям данной группы относятся альдегиды и гексахлоран.
Сенсибилизаторы попадают в атмосферу при сгорании топлива и производственной деятельности. Небольшое количество формальдегида выделяется и в домашних условиях: он содержится во многих строительных и отделочных материалах, мебели.
Канцерогены и мутагены
Наиболее опасная группа химических загрязнителей, влияние которых на организм человека недооценивалось долгое время. Канцерогены и мутагены - сильнодействующие вещества с длительным скрытым периодом действия. К канцерогенам можно отнести асбест, бериллий, бензпирен, ароматические амины. Они провоцируют образование различных злокачественных опухолей.
Мутагены провоцируют изменения генотипа человека, которые передаются потомству. К ним относятся марганец, свинец, органические перекиси, формальдегид.
| Вещество | Класс опасности | ПДКсс, мг/м 3 | ПДКмр, мг/м 3 | ПДКрз, мг/м 3 |
| Бериллий и его соединения | I | 0.00001 | - | 0.001 |
| Формальдегид | II | 0.009 | 0.0049 | 0.48 |
| Бензпирен | I | 0.000001 | - | 0.00015 |
| Пыль асбестовая | I | 0.059 (частиц на 1 мл воздуха) | - | 2-6 |
| Анилин | II | 0.029 | 0.045 | 0.09 |
| Диметиламинобензол | II | - | 0.0055 | 3 |
| Азиридин | I | 0.0005 | 0.0009 | 0.02 |
| Марганец и его соединения | II | 0.0009 | 0.009 | 0.045-0.28 |
| Гидроперекись кумола | II | - | 0.007 | 1 |
Многие мутагенные вещества дополнительно влияют и на репродуктивное здоровье, к ним относятся: бензол и любые его производные, свинец, сурьма, марганец, ядохимикаты, хлоропрен и другие.
Экологические проблемы все острее стоят перед современным человечеством. Особенно серьезным вопросом является качество воздуха, который загрязняют выхлопные газы и выбросы промышленных предприятий. Чтобы встретить врага во всеоружии, следует ознакомиться с ПДК вредных веществ в воздухе.
ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе
Что же такое ПДК ? ПДК – это предельно допустимая концентрация химических элементов и их соединений в воздухе, которая не вызывает негативных последствий у живых организмов. Нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ утверждаются в законодательном порядке и контролируются санитарно-эпидемиологическими службами (в России – Роспотребнадзором) при помощи токсикологических исследований. ПДК каждого опасного для здоровья вещества входит в ГОСТы, соблюдение которых является обязательным. В случае нарушения норм ПДК каким-либо предприятием на него налагают штраф или вовсе закрывают. Предельно допустимая концентрация устанавливается для людей, которые наиболее подвержены влиянию химикатов (детей, пожилых людей, людей с заболеваниями дыхательной системы и т.д.). Величина ПДК для воздуха измеряется в мг/м3, также предельно допустимая концентрация существует для воды, почвы и продуктов питания.
ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе бывает разная:
- ПДК МР – максимальная разовая концентрация вещества. Она не должна влиять на живые организмы в течение 20–30 минут.
- ПДК СС – среднесуточная концентрация. Эта ПДК не должна оказывать отрицательного воздействия на живые организмы в течение неопределенно долгого времени.
Классы опасности веществ
По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности. Для каждого класса опасности установлена своя ПДК. Выделяют следующие классы опасности веществ в атмосферном воздухе:
- вещества чрезвычайно опасные (ПДК менее 0,1 мг/м3);
- вещества высокоопасные (ПДК 0,1–1 мг/м3);
- вещества умеренно опасные (ПДК 1,1–10 мг/м3);
- вещества малоопасные (ПДК более 10 мг/м3).
Также существует классификация вредных веществ по эффекту воздействия на живой организм. При этом некоторые вещества относятся сразу к нескольким классам:
- Общетоксические – вещества, вызывающие отравление организма в целом. При их воздействии наблюдаются судороги, расстройства нервной системы, паралич.
- Раздражающие – вещества, поражающие кожу, слизистую оболочку дыхательных путей, легких, глаз, носоглотки. Длительное воздействие приводит к нарушениям дыхания, интоксикации и летальному исходу.
- Сенсибилизаторы – химикаты, вызывающие аллергическую реакцию.
- Канцерогены – одна из самых опасных групп веществ, провоцирующая возникновение онкологических заболеваний.
- Мутагены – вещества, изменяющие генотип человека. Они снижают сопротивляемость организма к заболеваниям, вызывают раннее старение и могут сказаться на здоровье потомства.
- Влияющие на репродуктивное здоровье – вещества, вызывающие отклонения в развитии у потомства (необязательно в первом поколении).
Ниже приведена таблица ПДК некоторых вредных веществ в атмосферном воздухе, установленной в Российской Федерации:
Оксид углерода (СО)
Еще одно название оксида углерода, угарный газ, знакомо нам с малых лет. Он часто встречается в быту – например, СО выделяется из-за неисправностей газовых колонок и кухонных плит. Для отравления этим газом нужна совсем небольшая его концентрация. У оксида углерода нет цвета и запаха, что делает его еще опаснее. Интоксикация происходит стремительно, человек может потерять сознание в считанные секунды. Несмотря на то, что класс опасности оксида углерода – четвертый, его воздействие приводит к летальному исходу буквально за несколько минут. Почувствовав трудности с дыханием, головную боль, отсутствие концентрации, снижение слуха и зрения, необходимо по возможности открыть все окна и двери и как можно быстрее покинуть помещение.
Аммиак (NH3)
Аммиак – бесцветный газ с резким, едким запахом. Большинству он известен в качестве десятипроцентного водного раствора – нашатырного спирта. Несмотря на то, что вдыхание паров аммиака имеет возбуждающее действие и помогает при обмороках, с этим газом следует быть осторожнее. Аммиак раздражает слизистую оболочку глаз, вызывает удушье, а при высокой концентрации приводит к ожогам роговицы и слепоте, поражает нервную систему вплоть до необратимых изменений, снижает когнитивные функции мозга, провоцирует возникновение галлюцинаций.
Ксилол (C8H10)
Ксилол относится к третьему классу опасности, он способен вызвать острые и хронические поражения кроветворных органов. Ксилол – это жидкость без цвета, но с характерным запахом, которая применяется как органический растворитель для изготовления пластмассы, лаков, красок, строительного клея. В малых концентрациях ксилол никак не вредит человеку, однако при длительном вдыхании паров ксилола появляется наркотическая зависимость. Также ксилол поражает нервную систему, вызывает раздражение кожного покрова и слизистой глаз.
Оксид азота (NO)
Оксид азота – токсичный бесцветный газ. Он не раздражает дыхательные пути, поэтому человеку сложно его почувствовать. NO взаимодействует с гемоглобином и образует метгемоглобин, который блокирует дыхательные пути и вызывает кислородное голодание. Взаимодействуя с кислородом, газ превращается в диоксид азота (NO2).
Диоксид серы (SO2)
Диоксид серы, или сернистый газ, отличается характерным запахом, похожим на запах горящей спички. Вдыхание SO2 даже в небольшой концентрации может привести к воспалению дыхательных путей, вызвать кашель, насморк и хрипоту. Длительное воздействие провоцирует возникновение дефектов речи, чувства нехватки воздуха, отека легких. Также возможно поражение легочной ткани, но оно проявляется только спустя несколько дней после воздействия. Люди с заболеваниями дыхательной системы, например , наиболее тяжело переносят влияние SO2.
Толуол (C7H8)
Толуол проникает в организм человека не только через органы дыхания, но и через кожу. Симптомы отравления толуолом – раздражение слизистой оболочки глаз, заторможенность, нарушения работы вестибулярного аппарата, галлюцинации. Также толуол крайне пожароопасен и обладает наркотическим воздействием. До 1998 года он входил в состав клея «Момент» и до сих пор содержится в некоторых растворителях для лаков и красок.
Сероводород (H2S)
Сероводород – бесцветный газ с запахом, напоминающим тухлые яйца. Будучи очень токсичным, H2S воздействует в первую очередь на нервную систему, вызывает сильные головные боли, судороги и может привести к коме. Смертельная концентрация сероводорода составляет примерно 1 000 мг/м3. При концентрации от 6 мг/м3 начинаются головные боли, головокружения и тошнота.
Хлор (Cl2)
Хлор в виде газа имеет желто-зеленый цвет и острый раздражающий запах. Одни из первых симптомов отравления хлором – покраснение глаз, приступы кашля, боль в груди, повышение температуры тела. Возможно развитие бронхопневмонии, бронхита. Будучи сильным канцерогеном, хлор провоцирует возникновение раковых опухолей и туберкулеза. При высокой концентрации летальный исход может наступить после нескольких вдохов.
Формальдегид (HCOH)
Содержание в воздухе особенно повышено в больших городах, поскольку он является продуктом горения топлива автотранспорта. Также выбросы формальдегида происходят на химических, кожевенных и деревообрабатывающих предприятиях. Он отрицательно воздействует на генетический материал, репродуктивную и дыхательную системы, печень, почки. Отравление начинается с возрастающего поражения нервной системы – с головокружения, чувства страха, дрожи, неровной походки и т.д. Формальдегид официально признан канцерогеном, однако также обладает аллергенным, мутагенным и сенсибилизирующим действием.
Диоксид азота (NO2)
Диоксид азота – ядовитый газ красно-бурого цвета с характерным острым запахом. Образуется он в результате сгорания автомобильного топлива, деятельности ТЭЦ и промышленных предприятий. На начальном этапе воздействия диоксид азота нарушает работу верхних дыхательных путей, а впоследствии способен вызвать бронхит, воспаление или отек легких. Наиболее опасен этот газ для людей, страдающих бронхиальной астмой и другими легочными заболеваниями. Из-за цвета диоксида азота его выбросы называют «лисьим хвостом». С лисой этот газ связывает не только цвет, но еще и хитрость: чтобы «спрятаться» от людей, он ухудшает обоняние и зрение, поэтому его не так-то просто обнаружить.
Фенол (C6H5OH)
Фенол – один из промышленных загрязнителей, который губителен для животных и человека. При вдыхании паров фенола возникает упадок сил, тошнота, головокружение. Фенол негативно влияет на нервную и дыхательные системы, а также на почки, печень и т.д. Использование фенола часто приводит к плачевным последствиям. В семидесятых годах в СССР его использовали при строительстве жилых домов. Люди, жившие в «фенольных домах», жаловались на плохое самочувствие, аллергию, возникновение онкологических заболеваний и на другие недуги. Хотя фенол-формальдегидные смолы используются при изготовлении мебели, строительных материалов и многого другого, недобросовестные производители могут превышать допустимую норму или применять некачественные химикаты.
Бензол (C6H6)
Бензол – опасный канцероген. При отравлениях парами бензола у человека наблюдается головная боль, тошнота, перепады настроения, нарушения сердечного ритма, иногда – обмороки. Постоянное воздействие бензола на организм проявляется усталостью, нарушениями функций костного мозга, лейкозом, анемией. Зачастую первый признак отравления бензолом – эйфория, так как вдыхание его паров имеет наркотический эффект. Данное химическое соединение входит в состав бензина, используется для производства пластмасс, красителей, синтетической резины.
Озон (O3)
Этот газ с характерным запахом, при высоких концентрациях имеющий голубой цвет, защищает нас от ультрафиолетового солнечного излучения. Озон является природным антисептиком, обеззараживает воду и воздух. Еще в пользу озона говорит то, что воздух после грозы, насыщенный озоном, кажется нам свежим и бодрящим. К сожалению, озон вызывает крайне неприятные последствия. Он усугубляет аллергию, обостряет сердечные заболевания, снижает иммунитет и вызывает нарушения дыхания. Озон действует медленно, но крайне губительно в долгосрочной перспективе – особенно опасен данный газ для детей, пожилых людей и астматиков.
