Управление качеством атмосферного воздуха кратко

Обновлено: 05.07.2024

К основным источникам промышленного загрязнения атмосферного воздуха относятся предприятия энергетики, металлургии, стройматериалов, химической и нефтеперерабатывающей промышленности, производства удобрений.

Значимость мониторинга воздушной среды:

1. Атмосферный воздух – это среда обитания, где пути воздействия загрязнителей наиболее многообразны.

2. Наибольшее количество антропогенных выбросов приходится на атмосферный воздух.

3. При оседании частиц происходит вторичное загрязнение сред – почв, вод.

4. Наиболее пространственно мобильная среда ( локальное загрязнение – региональное- глобальное).

5. Наибольшее количество катастроф (1952 г. Лондон из-за смога погибло 4 тыс. человек).

В нашей стране проводятся работы по гигиенической регламентации (нормированию) допустимого уровня содержания примесей в атмосферном воздухе. Обоснованию гигиенических нормативов предшествуют многоплановые комплексные исследования. В настоящее время определены предельно допустимые концентрации в атмосферном воздухе более чем 500 веществ. Предельно допустимая концентрация (ПДК) - это максимальная концентрация примеси в атмосферном воздухе, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает и не окажет на него вредного влияния (включая отдаленные последствия) и на окружающую среду в целом.

Гигиенические нормативы должны обеспечивать физиологический оптимум для жизни человека, и, в связи с этим, к качеству атмосферного воздуха у нас в стране предъявляются высокие требования. В связи с тем, что кратковременные воздействия не обнаруживаемых по запаху вредных веществ могут вызвать функциональные изменения в коре головного мозга и в зрительном анализаторе, были введены значения максимальных разовых предельно допустимых концентраций (ПДКмр.) С учетом вероятности длительного воздействия вредных веществ на организм человека были введены значения среднесуточных предельно допустимых концентраций (ПДКсс). В том случае, когда отсутствуют значения ПДК, для оценки гигиенической опасности вещества можно пользоваться показателем ориентировочно- безопасного максимального разового уровня загрязнения воздуха (ОБУВ). Разработаны также значения предельно допустимых концентраций веществ в воздухе рабочей зоны (ПДКрз). Значение ПДКрз должно быть таким, чтобы не вызывать у рабочих при ежедневном вдыхании в течение 8 часов заболеваний или не приводить к ухудшению состояния здоровья в отдаленные сроки.

Наблюдения за состоянием атмосферного воздуха проводятся в районах интенсивного антропогенного воздействия (в городах, промышленных и агропромышленных центрах и т.д.) и в районах, удаленных от источников загрязнения (в фоновых районах). При размещении постов наблюдений предпочтение отдается районам жилой застройки с наибольшей плотностью населения, где возможны случаи превышения установленных пороговых значений гигиенических показателей ПДК. Стационарный пост наблюдений - это специально оборудованный павильон, в котором размещена аппаратура, необходимая для регистрации концентраций загрязняющих веществ и метеорологических параметров по установленной программе. Из числа стационарных постов выделяются опорные стационарные посты, которые предназначены для выявления долговременных изменений содержания основных или наиболее распространенных загрязняющих веществ. Место для установки стационарного поста выбирается, как правило, с учетом метеорологических условий формирования уровней загрязнения атмосферного воздуха. При этом заранее определяется круг задач: оценка средней месячной, сезонной, годовой и максимальной разовой концентраций, вероятности возникновения концентраций, превышающих ПДК и др.

На стационарных постах наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха и метеорологическими параметрами должны проводиться круглогодично, во все сезоны, независимо от погодных условий. Для постов наблюдений, как правило, устанавливаются три программы наблюдения: полная, неполная и сокращенная. По полной программе наблюдения проводятся ежедневно (выходные-воскресенья, субботы - чередуются) в 1, 7, 13 и 19 часов местного декретного времени, либо по скользящему графику: вторник, четверг, суббота - 7, 10 и 13 ч; понедельник, среда, пятница - 15, 18 и 21 ч. Наблюдения по первой программе предусматривают измерения содержания в воздухе как основных, так и специфических загрязняющих веществ. По неполной программе наблюдения проводятся ежедневно (воскресенья и субботы чередуются), но только в 7. 13 и 19 ч местного декретного времени. При неблагоприятных метеорологических условиях (туман, продолжительная инверсия температур и др.) отбор проб воздуха на всех постах наблюдений должен производиться через каждые 3 ч. Одновременно следует отбирать пробы под факелами основных источников загрязнения на территории наибольшей плотности населения. Подфакельные наблюдения осуществляются за характерными для данного предприятия примесями.




Маршрутный пост наблюдений - место на определенном маршруте в городе. Он предназначен для регулярного отбора проб воздуха в фиксированной точке местности при наблюдениях, которые проводятся с помощью передвижной аппаратуры. Маршрутные наблюдения осуществляются на маршрутных постах с помощью автолабораторий. Такая передвижная лаборатория имеет производительность около 5000 отборов проб в год, в день на такой машине можно произвести отбор 8 - 10 проб воздуха. Порядок объезда маршрутных постов ежемесячно меняется таким образом, чтобы отбор проб воздуха на каждом пункте проводился в разное время суток.

Наблюдения должны проводиться за всеми примесями, уровни которых превышают ПДК. В обязательном порядке измеряются основные, наиболее часто встречающиеся загрязняющие воздух вещества: пыль, диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота. Выбор других веществ, требующих контроля, определяется спецификой производства и выбросов в данной местности, частотой превышения ПДК.

Комплексные показатели загрязнителей атмосферы применяются для характеристики уровня загрязнения в городах – это среднегодовые и среднесезонные концентрации. Эти концентрации колеблются год от года не более чем на 20 %. Состояние загрязнение воздуха несколькими веществами, наблюдаемые в атмосфере города, оценивается с помощью комплексного показателя - индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для этого нормированные на соответствующие значения ПДК и средние концентрации различных веществ с помощью несложных расчетов приводят к величине концентраций сернистого ангидрида, а затем суммируют.

Данные о результатах наблюдений загрязнения атмосферного воздуха и метеорологических параметров, о результатах подфакельных и других наблюдений поступают со стационарных и маршрутных постов в одно из подразделений местных органов Госкомгидромета, чаще всего в отделы обеспечения информацией народно-хозяйственных организаций управлений по гидрометеорологии, где они проходят контроль и сводятся в специальные таблицы, так называемые таблицы наблюдений за загрязнением атмосферы.

Чтобы получить информацию о пространственной изменчивости концентраций вредных веществ в воздухе и по экспериментальным данным составить карту загрязнения воздуха, необходимо систематически проводить отборы проб воздуха в узлах регулярной сетки с шагом не более 2 км. Такая задача практически невыполнима. Поэтому для построения полей концентрации используются методы математического моделирования процессов рассеяния примесей в атмосферном воздухе, реализуемые с помощью специальных программ. Математическое моделирование предполагает наличие достоверных данных о метеорологических особенностях и параметрах выбросов. Расчетные концентрации должны совпадать с наблюдаемыми в точках отбора проб.

В результате проведенных расчетов на ЭВМ получаются: максимальные концентрации примесей в узлах расчетной сетки, мг/м 3 ; максимальные приземные концентрации (См) и расстояния, на которых они достигаются (Хм), для источников выбросов вредных веществ; доля вклада основных источников выбросов в узлах расчетной сетки; карты загрязнения атмосферного воздуха (в долях ПДКмр); распечатка входных данных об источниках загрязнения, метеорологических параметрах, физико-географических особенностях местности; перечень источников, дающих наибольший вклад в уровень загрязнения атмосферного воздуха.

Во избежание повышения уровней загрязнения атмосферного воздуха при неблагоприятных для рассеяния вредных веществ метеорологических условиях необходимо прогнозировать и учитывать эти условия. Прогнозы неблагоприятных метеорологических условий могут составляться как для города в целом, так и для групп источников или отдельных источников. Прогнозы могут быть как краткосрочные, так и долгосрочные.

Предприятие, выпускающее тот или иной вид продукции, взаимодействует с экосистемами, вызывая при этом их деградацию.Например, в результате загрязнения воздушного бассейна происходит разрушение рекреационных экосистем. Улучшения ситуации можно достичь при условии гармонизации отношений природных и технических комплексов и компонентов путем создания и эксплуатации эколого-экономической системы. Такая система представляет собой совокупность технических устройств и взаимодействующих с ними элементов природной среды, которые в ходе совместного функционирования обеспечивают, с одной стороны, высокие производственные показатели, а с другой — поддержания в зоне своего влияния благоприятной экологической обстановки, а также максимально возможное сохранение и воспроизводство естественных ресурсов.

За выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду и размещение отходов существует два вида платежей: за выбросы загрязняющих веществ и размещение отходов в пределах установленных предприятию лимитов допустимых выбросов; за выбросы загрязняющих веществ и размещение отходов, превышающих эти
лимиты.

Лимиты определяются исходя из экологической обстановки в регионе, экономических возможностей предприятия и с учетом необходимости поэтапного достижения нормативов предельно допустимых выбросов.

В целях регулирования природопользованием в нашей стране введены лимиты. Лимитирование — это система эколого-экономических ограничений по территориям, срокам и объемам предельных показателей использования природных ресурсов, выбросам и сбросам в окружающую природную среду загрязняющих веществ, размещению отходов.

Лимитами для выбросов и сбросов загрязняющих веществ служат нормативы качества природной среды:

  • предельно допустимые выбросы в атмосферу (ПДВ);
  • предельно допустимые сбросы в водные источники (ПДС);
  • предельно допустимые концентрации (ПДК);
  • предельно допустимые нагрузки на природную среду (ПДН).

Виды, лимиты хозяйственной деятельности и экологические требования при использовании природных ресурсов фиксируются в лицензиях (разрешениях) на природопользование, выдаваемых органами управления.

Предельно допустимые выбросы загрязняющих веществ промышленными предприятиями в атмосферу регламентируются ГОСТ 17.2.3.02 — 78 и ОНД-86 (Общероссийский нормативный документ).

С использованием указанных документов определяют ПДВ каждого конкретного предприятия из условия, что сумма создаваемых всеми предприятиями района приземных концентраций данного вещества или их комбинаций не превышает предельно допустимой концентрации. ПДВ являются средством текущего контроля за деятельность предприятия.

Использование нормативных показателей выбросов позволяет объективно оценивать превышение ПДК вредных веществ или веществ и примесей, входящих в состав выбрасываемых газов в двухметровом приземном слое, а также в вертикальном и горизонтальном сечениях дымового факела на расстоянии не более 100 км от источника.

Если в процессе контакта с атмосферой под действием солнечной радиации или других факторов происходит трансформация одних соединений в другие, то в концентрации и состав компонентов вносятся поправки.

Нормативный метод позволяет рассчитывать поля концентраций вредных выбросов, создаваемые дымовыми трубами, а также линейными и плоскостными источниками, под которыми понимаются вентиляционные фонари цехов, улицы с интенсивным движением автотранспорта, а также скопление многочисленных
мелких источников.

Динамические процессы, происходящие в атмосфере, таковы, что реально наблюдаемые под факелом концентрации подчиняются не детерминированным, а вероятностным законам и меняются в пределах, отличающихся друг от друга на несколько порядков.

Среди процессов, происходящих в атмосферном воздухе при поступлении в него примесей, выбрасываемых различными предприятиями, следует выделить рассеивание этих примесей в атмосферном воздухе, в результате чего происходит снижение их концентрации. Причем с увеличением расстояния от точки выброса эти концентрации снижаются до безопасных уровней. Поэтому в целях защиты селитебных территорий и других объектов и зон градостроения от воздействия загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу вместе с выбросами, требуется отделять предприятия или их подразделения свободными территориями — санитарно-защитными зонами.

Санитарно-защитные зоны представляют собой территории определенной протяженности и ширины, располагающиеся между предприятиями и источниками загрязнения и границами зон жилой застройки.

С 1981 г. расчет СЗЗ регламентируется ГОСТом, причем установлено, что каждое предприятие, имеющее источники загрязнения среды, должно иметь санитарно-защитную зону. Для этой цели все предприятия разделены на 10 групп по отраслям в зависимости от совокупности вызываемых ими вредностей. В пределах
каждой группы выделяется пять классов предприятий по степени их опасности и в зависимости от класса устанавливается нормативная ширина СЗЗ. Минимальные протяженности СЗЗ для предприятий I класса составляют 1 ООО м, II класса — 500 м; III класса — 300 м; IV класса — 100 м; V класса — 50 м.

При установлении протяженности СЗЗ учитываются господствующие направления ветров, т.е. она может в зависимости от розы ветров иметь различную протяженность в разных направлениях, но в любом случае — не ниже минимальной (нормативной). Размеры СЗЗ могут быть уменьшены за счет технологических мероприятий, например установки систем очистки и обезвреживания загрязняющих веществ, снижения влияния иных вредных производственных факторов.

В целях управления качеством окружающей среды в 1951 г. в СССР были утверждены ПДК для 10 наиболее распространенных атмосферных загрязнителей. Это были первые в мире нормативы качества воздуха, введенные работами В. А. Рязанова, К.А.Буштуевой, М. А. Пинигина и др. В начале 1970-х гг. перечень ПДК, приведенный в Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий (СН 245­ 71), включал в себя более 600 названий вредных веществ, а в середине 1990-х гг. — 2 400.

В основу нормирования была положена концепция, согласно которой допустимой может быть признана такая концентрация загрязнителя в атмосферном воздухе, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного и неприятного действия, не снижает его работоспособности, не влияет на его самочувствие или настроение.

Некоторые загрязнители атмосферы обладают запахом и оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки верхних дыхательных путей. Такие их свойства должны интересовать нас лишь в случаях, если они вызываются концентрациями ниже пороговых по токсическому действию. Ощущение запаха или раздражающего действия, как правило, появляется в период кратковременного подъема концентраций. Кроме наличия обонятельных ощущений (запах) и раздражающего действия для обоснования ПДК изучаются различные рефлекторные реакции, возникающие в ответ на кратковременное вдыхание изучаемого загрязнителя.

С учетом критериев вредности устанавливаются ПДК атмосферных загрязнений для двух периодов усреднения концентраций:

  • среднесуточная ПДК, которая является основной и служит для предотвращения хронического неблагоприятного действия;
  • максимально разовая ПДК, дополнительная к среднесуточной ПДК для веществ, обладающих запахом или раздражающим действием для оценки пиковых подъемов концентраций в течение 20…30 мин.

ПДК атмосферных загрязнений должны использоваться только для оценки степени загрязнения воздуха селитебных территорий и не должны применятся для оценки степени загрязнения воздуха промышленной площадки и санитарно-защитных зон.

Для оценки загрязнения воздуха на территориях курортов, мест массового отдыха населения используется 0,8 ПДК атмосферных загрязнений.

Любой химический загрязнитель атмосферы имеет порог действия, поэтому очень важно уметь правильно определять пороговую и подпороговую концентрацию.

ПДК атмосферных загрязнителей устанавливается на уровне подпороговых значений, нормирование которых ведется в расчете на группы населения, к которым относятся дети, лица старшего возраста и ослабленные болезнью.

В основу нормирования положено использование экспериментального метода, позволяющего моделировать заданные условия и широко обобщать результаты в целях прогнозирования биологического действия атмосферных загрязнителей как при изолированном, так и при комбинированным их влиянии, что с методологической точки зрения более эффективно, чем использование
метода наблюдения за здоровьем населения в условиях уже наступивших загрязнений атмосферы.

Установление среднесуточной ПДК базируется на изучении резорбтивного действия вредного вещества в условиях круглосуточной экспозиции на экспериментальных животных. Длительность экспозиции составляет 3…4 мес, или 10… 15% времени жизни белых крыс, на которых, как правило, проводятся такие эксперименты. Затем результаты исследований распространяются на людей. Проверка проводится в натурных исследованиях на людях добровольцах и рассматривается как обязательный второй этап нормирования. Положительные результаты второго этапа нормирования свидетельствуют о правомерности прямого переноса результатов эксперимента в реальные условия.

При действии любого вредного фактора возникает спектр биологических реакций организма на это действие, таких как смерть, болезнь, физиологические признаки болезни, функциональные сдвиги не ясной биологической значимости, накопление загрязнителей или продуктов их метаболизма в органах и тканях.


Для сравнения в табл. 16.1 приведены национальные стандарты разных стран на примере нормирования среднесуточной концентрации диоксида серы.
В табл. 16.2 приведены ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.


Все виды ПДК относятся к отдельным веществам. Между тем в атмосферном воздухе может присутствовать от одного до сотни различных веществ и соединений. Проблема комбинированного действия химических веществ достаточно сложна.

Ответная реакция организма на их воздействие может развиваться по трем направлениям:

  • усиление эффекта (синергизм), т.е. превышение реакции, вызванное действием каждого из веществ смеси;
  • ослабление эффекта (антагонизм), т.е. ответная реакция будет меньше эффекта, вызванного любым веществом смеси;
  • независимое действие, когда ответная реакция будет соответствовать действию каждого отдельного вещества или ведущему из них.

Трудность оценки комбинированного действия состоит в том, что при разном уровне воздействующих концентраций ответная реакция может протекать по-разному. Накопленный опыт свидетельствует, что комбинированное действие атмосферных загрязнений с одинаковым лимитирующим признаком, как правило, характеризуется эффектом простого суммирования. Поэтому оценку комбинированного действия проводят по формуле


где С1 С2, …, Сn — концентрации веществ; ПДК1 ПДК2, …, ПДКn – предельно допустимые концентрации соответствующих веществ.

Если сумма отношений концентраций загрязнителей атмосферного воздуха к их ПДК (q) не превышает единицы, то степень загрязненности атмосферного воздуха с учетом суммации биологического действия не превышает гигиенических нормативов. Перечень смесей атмосферных загрязнений, для которых должна
учитываться суммация биологического действия при совместном присутствии, внесен в санитарное законодательство и используется для гигиенической оценки степени загрязнения атмосферного воздуха на стадии предупредительного и текущего санитарного надзора.

В качестве среднесуточной концентрации принимается среднеарифметическое значение концентраций, измеренных в течение суток, или из полученной при непрерывном отборе пробы в течение 24 ч.

Под среднемесячной концентрацией понимают среднеарифметическое из среднесуточных концентраций за определенный месяц.

Под среднегодовой концентрацией понимают среднее всех 365 суточных или 12 месячных усредненных концентраций.

Фактическое загрязнение атмосферы воздуха городов и населенных пунктов подразделяется на пять степеней:
1 — допустимое загрязнение;
2 — умеренное загрязнение;
3 — слабое загрязнение;
4 — сильное загрязнение;
5 — очень сильное загрязнение.
Загрязнение l-й степени является безопасным для здоровья человека. При загрязнении 2—5-й степеней вероятность возникновения неблагоприятных эффектов возрастает с увеличением степени загрязнения.

Загрязнение атмосферы при одновременном присутствии различных загрязнителей можно оценить по комплексному показателю Р, учитывающему характер комбинированного воздействия различных веществ и их класс опасности (см. табл. 16.2):


де Ki — фактическое среднегодовое загрязнение атмосферы конкретным i-м веществом в долях среднесуточного ПДК, приведенное к биологическому эквиваленту 3-го класса опасности.

Для получения этого значения вначале определяют кратность превышения i-м веществом его среднесуточной ПДК. Приведение Ki к 3-му классу опасности осуществляется по табл. 16.3, 16.4, 16.5.
Определять значения, отсутствующие в таблицах, можно по следующим формулам:





Полученное расчетное значение Р оценивается по табл. 16.6 в зависимости от абсолютного значения Р и числа токсичных компонентов. На основании сопоставления комплексных показателей для различных групп веществ можно судить об относительном уровне загрязнения.

Для обеспечения комфортных условий жизнедеятельности человека условие С ПДКа.в. Например, для диоксида серы ПДКр.з = 10 мг/м^3, а ПДКа.в = 0,5 мг/м^3.
Наряду с предельно допустимыми концентрациями существуют временно допустимые концентрации (ВДК), иначе называемые ориентировочно-безопасными уровнями воздействия (ОБУВ), — временный гигиенический норматив для загрязняющего атмосферу вещества, установленный расчетным методом для целей проектирования промышленных объектов. На рис. 16.2 представлена rлассификация предельно допустимых концентраций в воздухе.

Планы, программы и мероприятия по защите атмосферы следует рассматривать как стратегию защиты атмосферы. На рис. 16.3 приведена упрощенная схема анализа проблем загрязнения атмосферы.

Ключевыми аспектами защиты атмосферы являются технические меры в отношении источника загрязнения, поскольку они определяют возможные ограничения выбросов загрязняющих веществ и, следовательно, обладают непосредственным воздействием на уровень загрязнения. Технические мероприятия по ограничению уровня загрязнения воздуха могут осуществляться в трех направлениях.

1. Меры, приводящие к абсолютному снижению выбросов загрязняющих веществ:

  • замена источников энергии путем перехода на нетрадиционную энергетику, газификацию и десульфаризацию топлив, энерготехнологическую переработку топлив и др.;
  • модифицирование процессов путем замены сырья на те его виды, которые содержат меньшее количество загрязняющих веществ;
  • модифицирование процессов за счет предварительной обработки топлива и других сырьевых материалов;
  • модифицирование процесса путем изменения технологии производства;
  • отделение твердых частиц, а также удаление и обезвреживание газообразных продуктов, являющихся загрязнениями.



2. Модуляция процессов во времени, ведущая к относительным снижениям выбросов загрязняющих веществ во время максимальных выбросов:

  • ограничение применения процессов горения в периоды максимального загрязнения воздуха;
  • постоянный контроль качества процессов горения или производственных условий, а также их регулировка для устранения избыточных загрязнений воздуха;
  • кратковременное замещение на более чистые виды топлив и сырья с позиций загрязняющих веществ;
  • применение мокрых скрубберов при особенно неблагоприятных метеорологических условиях.

3. Региональные (локальные) модуляции количества выбросов загрязняющих веществ в целях устранения локальных максимумов:

Контроль и управление качеством атмосферного воздуха

Проблема загрязнения воздуха стала актуальной с тех пор, как 300 лет назад началась индустриальная революция. Четыре главных фактора усилили загрязнение воздуха: рост индустриализации, повышение транспортной активности, ускоренное экономическое развитие, более высокие уровни потребления энергии. И хотя за последние десятилетия во многих развитых странах достигнут прогресс в решении проблем промышленного загрязнения воздуха, качество воздуха (особенно в крупных городах развивающихся стран) ухудшается. Главным образом это следствие вредного воздействия загрязнителей атмосферного воздуха в городских зонах, где уровни загрязнения достаточно высоки, чтобы внести свой вклад в увеличение заболеваемости и смертности от недугов, связанных с легочной, сердечно-сосудистой недостаточностью, неврологическими проблемами.

На пути быстрого экономического развития многие развивающиеся страны, такие как Китай и другие страны Азии, столкнулись с некоторыми дополнительными проблемами в области окружающей среды. Одна из них — загрязнение окружающей среды от опасных производств или технологий, перенятых у развитых стран, где эти технологии уже не применяются по причинам, связанным с охраной здоровья работников и охраной окружающей среды, но до сих пор разрешены в развивающихся странах из-за более неопределенного законодательства по охране окружающей среды. Другая проблема — быстрое развитие малых предприятий негосударственного сектора в пригородах и сельской местности, которые часто загрязняют воздух и воду из-за недостатка знаний и денежных ресурсов.

Источники загрязнителей воздуха

Наиболее распространенные загрязнители окружающей среды в городах — диоксид серы (SO2), взвешенные частицы и оксиды азота (NOx), озон (O3), оксид углерода (CO), свинец (Pb). Сжигание полезных ископаемых ведет к высвобождению SOx и NO2. Озон — фотохимический окислитель и основная составляющая часть фотохимического смога — не высвобождается прямо из источников сгорания, но образуется в нижних слоях атмосферы из NOx и летучих органических соединений в присутствии солнечного света. В таблице представлены основные источники загрязнителей атмосферного воздуха.

Оксид углерода (CO)

Сгорание угля и нефти, места выплавки руды

Продукты сгорания (топлива, биомассы), табачный дым

Сгорание топлива и газа

Неполное сгорание бензина и газа

Сгорание бензина, сгорание угля, производство батарей, кабеля, припоя, краски

Нефтехимические растворители, испарение несгоревшего топлива

Распространение и перенос загрязнителей воздуха

Крупномасштабное распространение загрязнения воздуха из больших городских зон может оказывать воздействие, проявляющееся как в рамках страны, так и в рамках региона. Например, оксиды азота и серы могут вносить свой вклад в кислотные осадки, выпадающие на значительных расстояниях от источника выбросов. Концентрации озона часто увеличиваются по направлению ветра от городских зон, т.е. задержка по времени вносит свой вклад в фотохимические процессы.

Воздействие загрязнителей воздуха на здоровье

Загрязнители и их производные могут вызвать неблагоприятные последствия, взаимодействуя между собой и вызывая повреждение молекул, играющих ключевую роль в биохимических или физиологических процессах в организме человека. Три фактора влияют на риск токсического повреждения этими веществами: 1) химические и физические свойства; 2) доза материала, полученная участками ткани, особо подверженными воздействию; 3) реакция этих участков на вещество. Неблагоприятные воздействия загрязнителей воздуха на здоровье могут также различаться среди групп населения: дети и пожилые люди особенно чувствительны к вредным воздействиям. Астматики и люди, страдающие другими заболеваниями органов дыхания или сердечно-сосудистой системы, подвергаясь влиянию загрязнения воздуха, могут испытывать симптомы ухудшения самочувствия.

Полностью отказаться от выведения промышленных отходов в природную среду человек пока не может. Но поскольку многие примеси неблагоприятно воздействуют на людей, животных, растения, необходимо ограничить поступления этих примесей в природную среду. Основным показателем, используемым для контроля качества воздуха, является предельно допустимая концентрация вредных веществ (ПДК) максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает ни на него, ни на окружающую среду в целом вредного действия. Как правило, устанавливается в мг/м 3 .

Если вещество оказывает на окружающую природу вредное действие в меньших концентрациях, чем на организм человека, то при нормировании исходят из порога действия этого вещества на окружающую среду.

Реальная ситуация, связанная с временной невозможностью полностью прекратить выброс вредных соединений в воздушную среду, выражается в том, что существует раздельное нормирование содержания примесей в воздухе, так как используются два типа ПДК: для воздуха рабочей зоны - ПДКрз и населенного пункта — ПДКнп. Раздельное нормирование содержания примесей предусматривает также разделение ПДК на максимальные разовые — ПДКмр и среднесуточные — ПДКсс.

ПДКмр - это характеристика опасности вредного вещества. Она устанавливается для предупреждения рефлекторных реакций у человека (ощущения запаха, световой чувствительности, изменения биоэлектрической активности головного мозга и др.) при кратковременном воздействии атмосферных примесей. ПДКсс установлена для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и другого влияния вещества на организм человека.

В таблице приведены предельно допустимые концентрации некоторых наиболее характерных веществ, загрязняющих атмосферный воздух в населенных пунктах.

ПДК наиболее характерных веществ, загрязняющих атмосферный воздух в населенных пунктах
Вещества Класс опасности ПДК мр ПДК сс
NO2 2 0,085 0,04
CO 4 5,0 3,0
Пыль неорганическая 3 0,15-0,5 0,05-0,15
Сажа 3 0,15 0,05
SO2 3 0,5 0,05
H2S 2 0,008 -
Бенз(а)пирен 1 - 0,1 мкг/100 м 3
HNO 3 2 0,4 0,15
Свинец и его соединения 1 0,0003

При проектировании предприятий в районах, где атмосферный воздух уже загрязнен выбросами от других производств, выбросы строящегося предприятия ограничивают с учетом присутствующих в воздухе примесей. Содержание этих примесей рассматривают в качестве фоновой концентрации (С ф).

В настоящее время невозможно ограничить содержание примесей до ПДК на выходе из источника выброса, и раздельное нормирование допустимых уровней загрязнения учитывает эффект перемешивания и рассеивания примесей в атмосфере. Управлять процессами рассеивания человек не может, поскольку они зависят от метеорологических и климатических условий. Тем не менее допустимые уровни загрязнения жилых районов должны соблюдаться независимо от расстояния до источников выбросов вредных веществ. Следовательно, производство должно ограничивать и контролировать количество выбрасываемых веществ.

Регламентирование выбросов вредных веществ в атмосферу через те или иные источники осуществляется на основе установления предельно допустимых выбросов (ПДВ). Согласно ГОСТ 17.2.1.04-77 предельно допустимый выброс вредного вещества в атмосферу это научно-технический норматив, предусматривающий, что концентрация загрязняющих веществ в приземном слое воздуха от источника или их совокупность не превышают нормативную концентрацию этих веществ. ПДВ устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы при условии, что выбросы вредных веществ с учетом рассеивания не создадут приземной концентрации, превышающей ПДК.

Если концентрация вредного вещества в расчетной точке превышает предельно допустимую для данного вещества, а снижение ПДВ до требуемых значений не может быть обеспечено по объективным причинам, то вводится поэтапное снижение выбросов вредных веществ до ПДВ, т.е. на каждом этапе устанавливаются временно согласованные выбросы (ВСВ).

Основным показателем, который используется для контроля и управления качеством атмосферного воздуха, является ПДК. Для воздушной среды существует раздельное нормирование:

1. Для производственных помещений ПДКрз (рабочей зоны).

2. Для населенных пунктах ПДКав (атмосферного воздуха).

ПДКрз – это концентрация, которая при ежедневной работе в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболевания или отклонения в состоянии здоровья в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколения.

ПДКав – это максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определению времени усреднено, значение которой при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека, не оказывая на него вредного влияния, включая отдаленные последствия.

ПДКав бывают двух типов:

1. ПДКмр (максимально разовое). Это концентрация, присутствие которой допустимо не более 30 мин в сутки.

2. ПДКсс (средне суточное). Это концентрация, присутствие которой допустимо в течение суток.

ПДКрз > ПДКмр > ПДКсс

Если в воздухе присутствует одно загрязняющее вещество, то должно соблюдаться условие: Ci£ПДКi, где Ci и ПДКi соответственно – концентрация и предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества.


Эффект суммации – это однонаправленное неблагоприятное влияние на организм нескольких разных веществ. В таком случае говорят, что вещества входят в одну группу суммации. Существует несколько десятков групп суммации, в одну из которых, например, входит суммации, то должно выполняться условие: , где n – количество веществ в группе суммации.


Фоновая концентрация (СФ) – это концентрация загрязняющего вещества, без учёта вклада исследуемого источника или группы источников загрязнения. С учётом фоновой концентрации неравенство преобразуется к виду: .



В том случае, если мы имеем несколько источников выброса, которые загрязняют атмосферу одним и тем же веществом, то на территории предприятия должно соблюдаться следующее соотношение: , где N – количество источников выброса, Сi – концентрация выброса i-го источника.


Неравенство для населённого пункта имеет вид: , где Сmaxi – максимальная концентрация i-го источника.

Читайте также: