Понятие о предельно допустимых концентрациях загрязняющих веществ кратко

Обновлено: 30.06.2024

Преде́льно допусти́мая концентра́ция (ПДК) — утверждённый в законодательном порядке санитарно-гигиенический или рыбохозяйственный норматив. Под ПДК понимается такая максимальная концентрация химических элементов и их соединений в окружающей среде, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени на организм человека не вызывает патологических изменений или заболеваний, устанавливаемых современными методами исследований, в любые сроки жизни настоящего и последующего поколений.

На состоянии растений и животных могут отражаться концентрации, существенно меньше ПДК. Например, загрязнения воздуха сернистым газом до концентрации в 10 раз меньшей ПДК вызывает хроническое или кратковременное поражение листьев растений, замедление роста, снижение урожайности [ источник не указан 375 дней ] .

Предельно допустимая концентрация (или ПДК) – величина, характеризующая максимальное количество вещества, которое может находиться в объекте измерений в момент времени без вреда для живых организмов, и являющаяся основной величиной экологического нормирования содержания токсических веществ в природной среде.

Понятие ПДК и единицы измерения

Под ПДК следует понимать такую концентрацию химического соединения, которая при ежедневном воздействии на человеческий организм в течение длительного времени не вызовет у него каких-либо заболеваний или патологических изменений, обнаруживаемых современными методами исследования, а также не нарушит биологического оптимума для человека. При установлении ПДК веществ в воздушном бассейне населенных мест или в воздухе рабочей зоны ориентируются на токсикологический показатель вредности или рефлекторную реакцию организма. [3] [2]

В зависимости от объекта, в котором содержится то или иное вещество, его ПДК отражается в разных единицах измерения:

ПДК в воде водоемов – в миллиграммах на кубический дециметр (мг/дм 3 )
ПДК в воздухе рабочей зоны – в миллиграммах на кубический метр (мг/м 3 )
ПДК в атмосферном воздухе – в миллиграммах на кубический метр (мг/м 3 )
ПДК в почве – в миллиграммах на килограмм (мг/кг)

При определении ПДК должно учитываться не только влияние загрязняющего вещества на здоровье человека, но также и его воздействие на растения, микроорганизмы, животных и природные сообщества. Таким образом, высшим показателем является экологическая предельно допустимая концентрация – пороговая концентрация, превышение которой приводит к отрицательным последствиям для экосистемы в целом. [2]

Установление ПДК

В других случаях накопление вещества в пищевых цепях превращает его вполне безобидные для человека концентрации в природной среде в довольно высокие и вредные в продуктах питания. К примеру, в некоторых географических областях употребление в пищу раков и глубоководной рыбы (сом) потенциально опасно, так как они питаются органическими остатками со дна и водорослями, накапливающими токсины, которые выпадают там в осадок. Кроме того, токсические соединения, практически безвредные для человека при наблюдаемых концентрациях, наносят громадный ущерб природной среде, поэтому нормы ПДК постоянно пересматриваются в сторону их уменьшения. [1]

Предельно допустимая концентрация является важнейшим экологическим стандартом и нормативом качества окружающей среды. ПДК основных загрязняющих веществ рекомендованы компетентными учреждениями и органами здравоохранения для воздуха, почвы, воды, для пищевых кормов и продуктов, или установлены в законодательном порядке. В настоящее время установлены ПДК большого числа вредных соединений для водной и воздушной сред, относительно недавно начаты исследования по установлению допустимых концентраций загрязняющих веществ для почвы. [2]

Виды ПДК

При санитарной оценке воздушной среды используют величину ПДК_р.з., которой обозначают предельно допустимую концентрацию вредного вещества в воздухе рабочей зоны. Рабочей зоной принято считать пространство высотой до двух метров над уровнем площадки или пола, где расположены места временного или постоянного пребывания рабочих. Концентрация веществ, ограниченная этим показателем,не должна вызывать у персонала отклонений от нормы в состоянии здоровья или заболеваний, которые можно обнаружить современными методами исследования. Человек должен оставаться здоровым вплоть до окончания стажа работы и в более отдаленные сроки, при условии, что воздух, содержащий небольшие концентрации потенциально вредных соединений, вдыхается им каждый трудовой день на протяжении 8 часов рабочего времени.
Можно выделить еще предельно допустимую концентрацию вредного вещества на промышленном предприятии (на площадке предприятия) – ПДК_п.п. Как правило, за показатель ПДК_п.п.принимается величина, равная 0,3 ПДК_р.з.[2]
Для населенных пунктов существуют другие количественные нормативы содержания химических соединений. Во-первых, устанавливается ПДК_н.п. – предельно допустимая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе населенного пункта. Для него отдельно выделяют два значения– среднесуточное и максимальное разовое ПДК. [2]
ПДК_м.р. – максимальная разовая концентрация токсического вещества в воздухе населенных мест (мг/м 3 ). ПДК_м.р. не должна вызывать рефлекторных реакций в человеческом организме (ощущение запаха, световой чувствительности глаз и пр.) при кратковременном воздействии загрязнителя (в течение 20 мин). [2]
ПДК_с.с. – предельно допустимая среднесуточная концентрация вредного токсического вещества в воздухе населенных мест (мг/м 3 ). В норме она не оказывает вредного воздействия (общетоксического, канцерогенного и др.) в условиях круглосуточного вдыхания (усреднение проводится за период 24 часа). [2]

При установлении ПДК_р.з. и ПДК_н.п. учитывается разнообразный характер воздействия вещества на организм человека в производственных условиях и населенном месте. В рабочей зоне при определении воздействия вещества должны находиться практически здоровые, взрослые люди, и время воздействия должно быть ограничено протяженностью рабочего дня и рабочим стажем. При определении же ПДК_н.п. учету подлежат иные факторы. Принимается во внимание, что вещество воздействует и в течение всей жизни круглосуточно на всех людей (детей и взрослых, здоровых и больных). Вследствие этого для одного и того же загрязнителя ПДК_р.з может быть в десятки и сотни раз выше, чем ПДК_н.п. [2]

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ (ПДК) ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ – это максимальная концентрация вредного вещества, которая за определенное время воздействия не влияет на здоровье человека и его потомство, а также на компоненты экосистемы и природное сообщество в целом.

В атмосферу поступает множество примесей от различных промышленных производств и автотранспорта. Для контроля их содержания в воздухе нужны вполне определенные стандартизированные экологические нормативы, поэтому и было введено понятие о предельно допустимой концентрации. Величины ПДК для воздуха измеряются в мг/м 3 . Разработаны ПДК не только для воздуха, но и для пищевых продуктов, воды (питьевая вода, вода водоемов, сточные воды), почвы.

Предельной концентрацией для рабочей зоны считают такую концентрацию вредного вещества, которая при ежедневной работе в течение всего рабочего периода не может вызвать заболевания в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Предельные концентрации для атмосферного воздуха измеряются в населенных пунктах и относятся к определенному периоду времени. Для воздуха различают максимальную разовую дозу и среднесуточную.

В зависимости от значения ПДК химические вещества в воздухе классифицируют по степени опасности. Для чрезвычайно опасных веществ (пары ртути, сероводород, хлор) ПДК в воздухе рабочей зоны не должна превышать 0,1 мг/м 3 . Если ПДК составляет более 10 мг/м 3 , то вещество считается малоопасным. К таким веществам относят, например, аммиак.

Таблица 1. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ некоторых газообразных веществ в атмосферном воздухе и воздухе производственных помещений
Вещество	ПДК в атмосферном воздухе, мг/м 3	ПДК в воздухе произв. помещений, мг/м 3
Диоксид азота	Максимальная разовая 0,085 Среднесуточная 0,04	2,0
Диоксид серы	Максимальная разовая 0,5 Среднесуточная 0,05	10,0
Монооксид углерода	Максимальная разовая 5,0 Среднесуточная 3,0	В течение рабочего дня 20,0 В течение 60 мин.* 50,0 В течение 30 мин.* 100,0 В течение 15 мин.* 200,0
Фтороводород	Максимальная разовая 0,02 Среднесуточная 0,005	0,05
* Повторные работы в условиях повышенного содержания СО в воздухе рабочей зоны могут проводиться с перерывом не менее 2 часов

Таблица 2. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ некоторых ионов в питьевой воде
Ион	ПДК, г/м 3
Катион алюминия	0,2
Катион железа	0,2
Катион меди	0,01
Катион ртути	0,01
Катион цинка	0,01
Нитрат-ион	0,5
Сульфат-ион	20
Хлорид-ион	20

Таблица 3. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ некоторых вредных веществ в питьевой воде
Вещество	ПДК, мкг/л
Гидрохинон	200
Дихлорфенол	2
Крезол	4
Пентахлорфенол	10
Трихлорфенол	4
Трихлорэтилен	70
Фенол	1
Хлороформ	60
Четыреххлористый углерод	6

Таблица 4. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ некоторых химических элементов в почве
Элемент	ПДК, мг/кг
Кобальт	5
Медь	3
Мышьяк	2
Ртуть	2
Свинец	20
Сурьма	5
Фтор	3
Цинк	20

ПДК устанавливаются для среднестатистического человека, однако ослабленные болезнью и другими факторами люди могут почувствовать себя дискомфортно при концентрациях вредных веществ, меньших ПДК. Это, например, относится к заядлым курильщикам.

Величины предельно допустимых концентраций некоторых веществ в ряде стран существенно различаются. Так, ПДК сероводорода в атмосферном воздухе при 24-часовом воздействии в Испании составляет 0,004 мг/м 3 , а в Венгрии – 0,15 мг/м 3 (в России – 0,008 мг/м 3 ).

В нашей стране нормативы предельно допустимой концентрации разрабатываются и утверждаются органами санитарно-эпидемиологической службы и государственными органами в области охраны окружающей среды. Нормативы качества окружающей среды являются едиными для всей территории РФ. С учетом природноклиматических особенностей, а также повышенной социальной ценности отдельных территорий для них могут быть установлены нормативы предельно допустимой концентрации, отражающие особые условия.

При одновременном присутствии в атмосфере нескольких вредных веществ однонаправленного действия сумма отношений их концентраций к ПДК не должна превышать единицу, однако это выполняется далеко не всегда. По некоторым оценкам, 67% населения России живут в регионах, где содержание вредных веществ в воздухе выше установленной предельно допустимой концентрации. В 2000 содержание вредных веществ в атмосфере в 40 городах с суммарным населением около 23 млн. человек время от времени превышало предельно допустимую концентрацию более чем в десять раз.

Химические методы оценки качества окружающей среды очень важны, однако они не дают прямой информации о биологической опасности загрязняющих веществ – это задача биологических методов. Предельно допустимые концентрации являются определенными нормами щадящего воздействия загрязняющих веществ на здоровье человека и природную среду.

Елена Савинкина

Химия и общество. Пер. с англ. – М., Мир, 1995
Хабарова Е.И., Панова С.А. Экология в таблицах. Справочное пособие. М., Дрофа, 1999
Человек и среда его обитания. Хрестоматия. Под ред. Г.В.Лисичкина и Н.Н.Чернова. М., Мир, 2003

Развитие науки и техники и связанный с этим резкий подъем промышленного производства приводят, как мы отметили в предыдущих лекциях, к загрязнению окружающей среды и в первую очередь – воздуха. Тысячи химических веществ (и число их постоянно растет) используются и выпускаются промышленностью. Многие из них не разлагаются на более простые безвредные продукты, а накапливаются в атмосфере и преобразуются в еще более токсичные продукты. Большое число соединений, в особенности продукты неполного сгорания, попадают в атмосферу, включаются в происходящие в ней процессы, и подобно бумерангу возвращаются к человеку, проникая через дыхательные пути.

Для эффективного решения ряда проблем, связанных с охраной окружающей среды, необходимо широкое международное сотрудничество. Это, в частности, относится и к проблеме распространения атмосферных загрязнений на большие расстояния, ведь воздушные массы не знают границ.

В настоящее время существует два подхода в методике санитарной охраны атмосферного воздуха.

1. Достижение наилучших практических результатов от проведения мероприятий. Основа их – совершенная технология производства. Это наиболее эффективный, но в то же время дорогостоящий подход.

2. Управление качеством воздушной среды. Сущность его состоит в гигиеническом нормировании, что и является в настоящее время основой охраны атмосферного воздуха.

Этот подход имеет несколько концепций. Одна концепция заключается в нормировании вредных компонентов в сырье и является неудачной, так как не обеспечивает уровня безопасных концентраций в атмосферном воздухе. Другая – установление предельно допустимого выброса (ПДВ) для каждого предприятия и на основе ПДВ – стабилизация предельно-допустимых концентраций (ПДК) загрязнений. Это на сегодняшний день является одним из наиболее действенных средств охраны воздуха.

ПДК – это концентрации, которые не оказывают на человека ни прямого, ни косвенного вредного и неприятного действия, не снижают его трудоспособности, не влияют отрицательно на его самочувствие и настроение.

Однако следует иметь в виду, что не только превышение ПДВ, но даже соблюдение его величины не всегда может рассматриваться как оптимум. Установленные в настоящее время значения ПДК, как правило, обеспечивают безопасность окружающей среды для здоровья исходя из научных знаний сегодняшнего дня. Анализ же изменений значений ПДК за последние годы свидетельствует об их относительности – они пересматривались в большинстве случаев в сторону уменьшения. Таким образом, представление об их полной безвредности следует считать условным.

Основные принципы гигиенического нормирования вредных веществ в атмосферном воздухе сформулированы В. А. Рязановым. ПДК по нормативам должна быть:

1) ниже порога острого и хронического воздействия на человека, животных и растительность;

2) ниже порога запаха и раздражающего действия на слизистые оболочки глаз и дыхательных путей;

3) значительно ниже ПДК, принятых для воздуха производственных помещений.

Необходимо учитывать сведения о заболеваемости и жалобы населения в зоне влияния выбросов, которые

не должны оказывать влияния на бытовые и санитарные условия жизни, а также не вызывать привыкания организма.

ПДК служит масштабом, по которому судят, насколько существующее загрязнение превышает допустимый предел. Они дают возможность обосновать необходимость тех или иных мероприятий для санитарной охраны атмосферного воздуха и проверить эффективность этих мероприятий. В основе нормирования лежат принципы пороговости и этапности.

ПДК загрязнений в атмосферном воздухе устанавливаются по двум показателям – максимальным разовым (ПДК м. р.) и среднесуточным – ПДК с. с. (24 ч). Наиболее важные среднесуточные концентрации, превышение которых указывает на возможное неблагоприятное токсическое действие регламентируемых веществ. Максимально разовые концентрации устанавливаются для веществ, обладающих преимущественно раздражающим или рефлекторным действием.

В то время как в большинстве зарубежных стран для установления стандарта учитываются главным образом эпидемиологические данные о влиянии загрязнений атмосферного воздуха на здоровье населения, в нашей стране доминирует экспериментальный подход. Проведение эксперимента с точно заданными условиями не только обеспечивает большую точность полученных данных, но и позволяет устанавливать контролирующие показатели, не дожидаясь появления неблагоприятных последствий для здоровья населения.

На первом этапе эксперимента изучаются пороговые концентрации рефлекторного действия – порог запаха и в некоторых случаях порог раздражающего действия. Эти исследования проводятся с волонтерами на специальных установках, обеспечивающих подачу в зону дыхания строго дозируемых концентраций химических соединений. В результате статистической обработки полученных результатов устанавливается пороговая величина. Эти материалы затем используются для обоснования максимально разовой ПДК.

На втором этапе исследований изучается резорбтивное действие соединений в условиях длительных экспозиций на подопытных животных (обычно беспородных белых крысах) с целью установления среднесуточной ПДК. Хронический эксперимент в специальных затравочных камерах длится не менее 4 месяцев. Животные должны находиться в камерах круглосуточно.

Важным моментом является выбор исследуемых концентраций. Обычно выбирают три концентрации: первая на уровне порога запаха, вторая в 3—5 раз выше и третья в 3—5 раз ниже. Если исследуемое вещество не обладает запахом, то концентрации для токсикологического эксперимента рассчитывают по формулам, опирающимся на регламентируемые гигиенические, токсикометрические показатели или на физико-химические параметры и особенности структуры вещества.

При проведении эксперимента производится отбор тестов, адекватных механизму действия изучаемого соединения, а также интегральных тестов, характеризующих проявление защитно-приспособительных реакций. ПДК атмосферных загрязнений устанавливаются по лимитирующему показателю – по уровню концентрации, который оказался наименьшим при использовании различных тестов. В качестве пороговых принимаются концентрации, которые вызывают запах, раздражающее действие, специфические проявления или какие-нибудь другие реакции, которые могут рассматриваться как защитно-приспособительные. Большое внимание уделяется возможности появления отдаленных последствий (эмбриотропного, гонадотропного, канцерогенного, мутагенного и др.).

Разработанные в России ПДК и ориентировочные безопасные уровни (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест имеют обязательный характер как элемент санитарного законодательства и используются в практике проектирования и санитарного надзора.

ЛЕКЦИЯ № 7. Санитарная охрана атмосферного воздуха

В настоящее время существует два подхода в методике санитарной охраны атмосферного воздуха.

1) ниже порога острого и хронического воздействия на человека, животных и растительность;

2) ниже порога запаха и раздражающего действия на слизистые оболочки глаз и дыхательных путей;

3) значительно ниже ПДК, принятых для воздуха производственных помещений.

Необходимо учитывать сведения о заболеваемости и жалобы населения в зоне влияния выбросов, которые

не должны оказывать влияния на бытовые и санитарные условия жизни, а также не вызывать привыкания организма.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) — норматив — количество вредного вещества в компонентах окружающей среды (воде, воздухе, почве), при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияющее на здоровье человека и не вызывающее неблагоприятных последствий у его потомства. Устанавливается в законодательном порядке или рекомендуется компетентными учреждениями (комиссиями и т.п.). В последнее время при определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнителей на здоровье человека, но и воздействие этих загрязнителей на диких животных, растения, грибы, микроорганизмы, а также на природные сообщества в целом. Исследования самого последнего времени привели к выводу об отсутствии нижних безопасных порогов (а, следовательно, ПДК) при воздействии канцерогенов и ионизирующей радиации. Любое превышение ими привычных природных фонов опасно для живых организмов хотя бы генетически, в цепи поколений.

ПДК для атмосферного воздуха. Приоритет разработки принципов гигиенического нормирования допустимого содержания атмосферных загрязнений принадлежит отечественной школе под руководством В. А. Рязанова. В СССР первые ПДК для 10 наиболее распространенных загрязнителей (сернистый газ, взвешенные вещества, двуокись азота, окись углерода и др.) были утверждены Минздравом уже в 1951 г. К 1989 г. были установлены ПДК для 324 химических соединений при их изолированном действии и дана характеристика комбинированного действия 49 смесей, включающих в себя 2, 3 и 4 вещества, а также более чем для 400 веществ ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ). Регламентирование допустимого содержания атмосферных загрязнений основано на представлении о наличии порогов в их действии, хотя сами пороговые величины являются относительными и зависят от многих причин, как физических (режима и длительности поступления, агрегатного состояния), так и биологических (физиологическое состояние организма, адекватности избранных показателей и т.д.). Прежде всего изучается рефлекторное действие вещества. Результаты этого изучения лежат в основе установления максимальных разовых ПДК — максимальных концентраций, отнесенных к 20— минутному периоду определения, не вызывающих при регламентированной вероятности их появления изменения рефлекторных реакций человека. Изучение резорбтивного (общетоксического, аллергенного, гонадотоксического, эмбриотропного, мутагенного и т.п.) действия атмосферных загрязнений с целью установления ПДК длительного периода осреднения (среднесуточная, среднемесячная и среднегодовая ПДК) проводится на лабораторных животных в хроническом эксперименте.

Концентрации, определяемые в одной и той же точке, но с различной степенью осреднения по времени отбора проб, могут иметь существенное различие. Поэтому понятие ПДК должно использоваться с указанием степени осреднения по времени: мгновенная, среднесуточная, среднемесячная, среднегодовая. ПДК каждого периода осреднения имеют свое самостоятельное значение как для предупреждения различных неблагоприятных эффектов у людей, так и в деле планирования и осуществления воздухоохранных мероприятий долговременного и оперативного характера. Согласно “Временным указаниям по определению фоновых концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе для нормирования выбросов” (1981) в качестве фоновой концентрации С_ф принимается концентрация, которая не превышается в 95% случаев. Любой максимум концентрации может быть превышен, хотя и с очень малой вероятностью. Именно по этой причине во многих странах установлена для среднесуточных ПДК (стандартов) допустимая частота их превышения, как правило 2 — 5%.

Согласно “Закону об охране атмосферного воздуха”, управление его качеством осуществляется на основе установления технических нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ). ПДВ устанавливается для каждого источника загрязнения таким образом, чтобы в атмосфере с учетом выбросов других источников создавалась концентрация, не превышающая ПДК данного вещества. ПДВ устанавливаются расчетным путем и не должны превышаться в любой 20‑минутный отрезок времени. При установлении ПДВ учитываются фоновые концентрации. Для действующих предприятий, если в воздухе населенного пункта концентрации вре-дных веществ превышают ПДК и значения ПДВ не могут быть достигнуты в настоящий мо-мент, устанавливаются временные согласованные выбросы (ВСВ), которые поэтапно снижа-ются до уровня ПДВ. Поскольку установление ВСВ не обеспечивает соблюдения гигие-нических нормативов, в последнее время высказываются предложения о необходимости компе-нсировать возможное вредное воздействие на здоровье населения. ВСВ не рекомендуется уста-навливать на уровне сильного и очень сильного загрязнения. При умеренном загрязнении ВСВ следует устанавливать не более чем на 3—5 лет, а на уровне слабого не более чем на 8—10 лет.

ПДК для природных вод. Гигиеническая ПДК химического вещества в воде водных объектов — это максимальная концентрация, которая не оказывает прямого или опосредованного влияния на состояние здоровья настоящего и последующего поколения при воздействии на организм человека в течение всей жизни и не ухудшает гигиенические условия водопользования. Гигиенические нормативы для каждого вещества устанавливаются с учетом признака санитарной вредности (токсическое действие, влияние на органолептические свойства воды и санитарный режим водных объектов). Сопоставление пороговых и подпороговых концентраций с последующим выделением наименьшей из них позволяет установить лимитирующий признак вредности и уровень собственно ПДК. На существующие нормативы опирается и расчет ПДС — предельно допустимого сброса промышленных сточных вод. По степени опасности химические вещества подразделяются на 4 класса: I класс — чрезвычайно опасные, II класс — высокоопасные, III класс — опасные, IV класс — умеренно опасные. Если в воде содержатся несколько веществ I и II классов опасности, сумма отношений их концентраций к соответствующим ПДК не должна превышать единицы:

С₁ + С₂ + . + С_n = о , мутность по стандартной шкале — не более 1,5 мг/л, специфические запахи и привкусы, появляющиеся при хлорировании, не должны превышать 1 балла. Общее количество бактерий в 1 мл неразбавленной воды должно быть не более 100. Количество бактерий группы кишечной палочки в 1 л воды (коли —индекс) должно быть не более 3; при использовании жидких сред накопления коли-титр — не менее 300.

Таблица 1. Допустимые концентрации в питьевой воде некоторых веществ,

Читайте также: