Что такое пдк? предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе

Зачем нужен контроль?

Современные производства, особенно в высокотехнологичной отрасли, работают с большим количеством опасных веществ. В результате длительной эксплуатации оборудования, из-за необходимости выбросов и сбросов отходов, в атмосферу попадают самые разные вещества, часть из которых признана вредной для человека, а часть — опасной для природы.

• Так, углеводороды нарушают тепловой баланс, что в перспективе может привести к нарушению озонового слоя.
• Соединения бензапирена и фенола, попадающие в воздух, негативно влияют на сельхозпродукцию. А если они остаются в готовых продуктах производства, то могут повлиять на здоровье пользователей этой продукции.
• Пары оксида серы, диоксида азота, а также аммиака нарушают экологический баланс атмосферного воздуха.

Нормы углекислого газа в жилых помещениях

Для жилых помещений действуют строительные нормативы концентрации СО2, в соответствии с  ГОСТ 30494-2011, однако мнения физиологов на этот счет отличаются (они считают, что нормативы завышены и не могут обеспечить безопасность в действительности). Выделяют такие уровни «загазованности»:

• Атмосферный воздух, хорошее бодрое самочувствие: 400-600ppm по нормам и 300-400 по мнению физиологов;
• Нормальное качество: 800 (600);
• Среднее качество – 800-1000, однако на практике при верхнем пороговом значении каждый 2-й ощущает вялость, духоту, сонливость;
• Допустимая норма 1000-1400. Эти величины считаются предельно допустимыми значениями, но на практике у многих людей уже снижается внимательность, ухудшается восприятие и способность к обработке информации, нарушается дыхание, пересыхает слизистая в носоглотке;
• Воздух низкого качества – выше 1400 – провоцирует чувство сильной усталости, люди становятся безынициативными, не могут сосредоточиться на обычных делах, плохо засыпают. При превышении более 2000ppm 70% людей допускают ошибки в работе.

Нормы в школах

Чем больше углекислого газа в классе, тем сложнее воспринимать информацию и справляться с учебной нагрузкой. Так, в США действуют рекомендации, согласно которым концентрация СО2 в учебных помещениях не должна превышать 0,06%. В России по действующим стандартам объемная доля может составлять 0,08%. На практике такие величины соблюдаются редко – возможно 2-х или даже 3-х кратное превышение, из-за чего возникают потливость, заложенность носа, высокая утомляемость. Герметичные пластиковые окна существенно ухудшают естественную вентиляцию: в классе, где учится 25-30 человек, углекислый газ накаливается вдвое выше нормы всего за полчаса, то есть даже раньше, чем закончится урок. Поэтому рекомендуют проветривать помещение каждую перемену (если нет возможности провести комплексную модернизацию вентиляционной системы).

Нормы в офисах

Повышенное содержание углекислого газа в офисах провоцирует те же проблемы, что и в случае со школьниками в учебных учреждениях: производительность труда падает, а число ошибок растет. Согласно СанПин, допустимыми считаются уровни в диапазоне от 800 до 1400ppm, однако на практике уже при 1000 (0,1%) возникают признаки «передозировки».

В помещениях, где используется кондиционер, проблема только усугубляется. Ведь охлажденный воздух кажется комфортным, окна не открываются, вот только снижение температуры не приводит к понижению концентрации СО2

Поэтому важно установить специальный датчик, усовершенствовать систему вентиляции и следить за тем, чтобы плотность размещения сотрудников соответствовала действующим строительным стандартам – от 4 до 6,5 м2 на каждого человека

Установление численных значений ПДК

Для установления ПДК используют расчётные методы, результаты биологических экспериментов, а также материалы динамических наблюдений за состоянием здоровья лиц, подвергшихся воздействию вредных веществ. В последнее время широко используются методы компьютерного моделирования, предсказания биологической активности новых веществ, биотестирование на различных объектах.

Предельно допустимая концентрация
(ПДК
) — утверждённый в законодательном порядке санитарно-гигиенический норматив. Под ПДК понимается такая 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.

Предельно-допустимый уровень
(ПДУ
) — законодательно утверждённая верхняя граница величины некого воздействующего фактора (шум, радиоактивность, напряжённость электромагнитного поля, концентрация веществ и т. д.), которая допускается при той или иной человеческой деятельности, как не приводящая к травмам или другим повреждениям организма. Так, например, предельно-допустимый уровень шума на производстве — это такой уровень шума, который при ежедневном воздействии не вызывает отклонений в здоровье у человека, как непосредственно, так и у и последующих поколений.

Для каждого конкретного воздействующего фактора и каждого конкретного рода деятельности человека утверждаются свои предельно допустимые уровни. В том случае, когда ПДУ законодательно не определён, используется так называемые «ориентировочные безопасные уровни воздействия», отличающиеся от ПДУ юридической силой.

Санитарные нормативы выше упомянутых понятий являются юридической основой для проектирования, строительства и эксплуатации промышленных предприятий, планировки и застройки жилья, создания и применения индивидуальных средств защиты.

Данные нормы регламентируются в соответствии с ГОСТом и являются обязательными для исполнения всеми юридическими и физическими лицами.

Нормативы являются составной частью санитарного законодательства и основой предупредительного и текущего санитарного надзора, а также служат критерием эффективности разрабатываемых и проводимых оздоровительных и мероприятий по созданию безопасных условий среды обитания.

Один из токсикологов И.В.Саноцкий в 1971 году предложил наиболее точную формулировку ПДК применительно к любым участкам биосферы (для атмосферного воздуха, воздуха рабочей зоны, воды, почвы и т.д.):

«Предельно допустимой концентрацией химического соединения во внешней среде называют такую концентрацию, при воздействии которой на организм периодически или в течение всей жизни, прямо или опосредованно через экологические системы, а также через возможный экономический ущерб, не возникает соматических или психических заболеваний (скрытых или временно компенсированных) или изменений в состоянии здоровья, выходящих за пределы приспособительных физиологических колебаний, обнаруживаемых современными методами исследования сразу или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений».

Предельно допустимый уровень фактора (ПДУ) – это тот максимальный уровень воздействия, который при постоянном действии в течение всего рабочего времени и трудового стажа не вызывает биологических изменений адаптационно-компенсаторных возможностей, психологических нарушений у человека и его потомства.

Уровень – это абсолютная или относительная величина для здоровья человека и его генетического фонда.

Различают ПДУ загрязнений, радиации, шумов, вибрации и т.д.

Допустимые уровни шума на рабочих местах регламентируются №2.2.4/2.1.8.562-92. Шум в венткамере не должен превышать допустимых норм 100 Дб (А), в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83, а в помещении – 65 Дб (А).

Таблица 1. Допустимые значения шумовых характеристик

В соответствии с требованиями ГОСТ12.1.005-88 ССБТ нормируют оптимальные и допустимые условия микроклимата (температура воздуха, влажность, а также скорость в рабочей зоне).

Таблица 2. Допустимые и оптимальные параметры микроклимата.

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.

Комментарии

1. Разные значения для разных сред исходя из среднесуточного поступления в организм. Так, объём потребляемой внутрь человеком воды в течение суток значительно меньше чем объём вдыхаемого воздуха, соответственно и вредное вещество с водой будет попадать в организм меньше. Атмосферным воздухом населённых мест (и жилых помещений) человек дышит круглосуточно в течение всей жизни, а воздухом производственных помещений только в рабочее время и только в работоспособный период жизни. Атмосферным воздухом дышат все люди, включая и с более слабым состоянием организма, в том числе дети, на производство допускаются люди в расцвете сил и компенсаторных механизмов организма и относительно не имеющие проблем со здоровьем.

Как определить значение ПД

Концентрация веществ в рабочей зоне не должна приводить к нарушениям здоровья, заболеваниям, обнаруживаемых методами исследований, при условии, что рабочие вдыхают воздух в течение рабочего дня, то есть 8 ч. Для промышленных объектов принимается показатель ПДК, равный 0,3 ПДК рабочей зоны.

Например, ПДК этилбензола, который используют при изготовлении пластмасс и каучуков, в обычном воздухе равна 0,02 мг/м³, максимальная – 150,0 мг/м³; среднесуточная – 50,0 мг/м³.

В атмосфере городов и сел принятые нормы другие. Отдельно определяются 2 показателя – среднесуточный и максимальный. При максимально допустимой концентрации не должен ощущаться запах вещества, оно не должно раздражать глаза при воздействии в течение 20 мин. Среднесуточная ПДК определяется при воздействии объекта измерения в течение 1 суток, на протяжении этого времени он не должен оказывать общетоксического воздействия.

При определении ПДК в рабочей зоне учитывается влияние на взрослых и здоровых людей, при выявлении этого показателя для населения учитывается воздействие на людей любого возраста и пола, состояния здоровья, которые проживают в этой местности. Поэтому для одного и того же соединения эти показатели могут отличаться во много раз.

ПДК загрязняющих соединений в почве определяют, учитывая их химическое происхождение и токсичность, а также особенности грунтов. Так как по свойствам и составу почвы сильно отличаются, аккумуляция соединений происходит в земле не быстро, микроорганизмы видоизменяют поступающие вещества, то точных норм допустимых концентраций нет.

Инфракрасные варианты приборов

В таких устройствах в качестве анализатора применяется воздух, проверяемый потом на присутствие в нем угарного газа путем инфракрасного облучения. Основным критерием, который определяет уровень СО, считается волновой спектр ИК-элемента, поглощающий молекулы токсинов угарного газа. Так как чувствительность света к внешнему воздействию высока, датчики могут идентифицировать разнообразные загрязнители, включая и метан.

При настройке ИК-сенсора используется эталонный показатель. Например, нормы ПДК по угарному газу для котельных регламентированы ГОСТом 12.2.007.0-75. При достижении концентрации СО порядка 20 ± 5 мг/м3 срабатывает звуковой прерывистый сигнал. Если же количественный показатель СО достигает диапазона 100 ± 25 мг/м3, то в таком случае включается звуковой и световой сигналы.

Все газоанализаторы, применяемые в производственных цехах, должны иметь сертификат соответствия ГОСТа. Владелец также должен иметь разрешение на применение их в данных помещениях от Госгортехнадзора РФ. В автоматизированных котельных датчики должны быть установлены у входа в помещение. На площади в 200 м2 предполагается установка 1 датчика дополнительно к прибору контроля СО. Ежегодно проверка работоспособности прибора осуществляется в специальных центрах стандартизации и метрологии.

В качестве чувствительного элемента в инфракрасных газоанализаторах выступает нить накаливания или светодиод. Подобный ИК-датчик называют недисперсионным. Анализ уровня газа осуществляется при помощи специальных светофильтров, настроенных на восприятие определенного спектра.

Среди недостатков таких приборов — высокая стоимость, поэтому они применяются далеко не во всех производственных помещениях в РФ. Анализ превышения ПДК угарного газа в воздухе (мг/м3) такими приборами проводится в нашей стране только в крупных учреждениях. При изменении химического состава воздуха происходит реакция чувствительного элемента, изменяется световая волна, детектором фиксируется повышение допустимых норм угарного газа (иных вредных соединений). Между процентным содержанием химикатов в воздухе и изменением спектра существует прямая зависимость. Благодаря селективности такого оборудования удается сканировать атмосферный воздух на присутствие тяжелых газообразных соединений (хлора и аммиака).

Для питания прибора требуется подключение его по локальной сети к напряжению 220 В. Отметим, что в настоящее время производители предлагают и такие модификации, которые функционируют на основе батареек.

На приборе есть специальный дисплей с подсветкой, а также установлен звуковой сигнал тревоги. При обнаружении серьезных утечек угарного газа происходит мгновенное срабатывание сенсора, устройство издает отрывистый четкий писк, монитор прибора мигает.

Разновидности вредных веществ

В перечень вредных элементов включается 850 наименований. Они подразделяются на четыре категории:

1. Чрезвычайно опасные – опасной считается концентрация меньше 0,1 мг/метр (к примеру, это ртуть, свинец).
2. С высокой опасностью – концентрация свыше 0,1-1 мг/метр (хлор и серная кислота).
3. Умеренно опасные – концентрация 1-10 мг/метр (метиловый спирт).
4. С низкой опасностью – концентрация больше 10 мг/метр (аммиак и ацетон).

Вредные элементы также распределяются по группам по виду воздействия:

• Раздражающие элементы (аммиак и хлор).
• Удушающие вещества (оксид углерода).
• Наркотические элементы (ацетон).
• Соматические (мышьяк и свинец).
• Общетоксичные (ртуть и оксид углерода).
• Аллергены (альдегиды).
• Канцерогенные элементы, которые могут спровоцировать развитие рака (асбест, ароматические углероды).
• Мутагенные (свинец и формальдегид).
• Воздействующие на репродуктивную систему (свинец и марганец).

ВНИМАНИЕ! Разделение по группам опасности имеет важный смысл. Чем более высокий класс опасности, тем меньше концентрации элемента нужно для нанесения вреда

Предельные концентрации вредных элементов

Существует специальная таблица ПДК токсичных элементов. Единицей изменения является мг/м3. Рассмотрим основные элементы из этой таблицы:

ПДВ – это еще одна характеристика, относящаяся к безопасности здоровья сотрудников. Это предельно допустимый выброс, научно-технический норматив. Он измеряется по времени и определяется для каждого источника спланированного выброса. Выброс может быть организованным только в том случае, если его концентрация не превышает установленного ПДК.

Что делать для уменьшения ПДК

Если ответственные лица обнаружили превышение предельных концентраций, необходимо предпринять соответствующие меры. В частности, можно разбавить концентрацию токсичных веществ. К примеру, возможны следующие пути:

• Повышение мощности вентиляционных систем.
• Возведение более высоких труб.

Предприятия, использующие токсичные элементы, создают и внедряют различные мероприятия по улучшению санитарно-технических условий. Высокий потенциал имеют инновационные технологии, позволяющие минимизировать контакт сотрудника с вредными веществами.

Отслеживание концентрации веществ

За состоянием атмосферного воздуха и других сред в Российской Федерации следят особые службы. Это экспертные центры, которые могут быть государственными или частными. Для того, чтобы получить право на забор проб, коммерческая организация должна пройти предварительную сертификацию и получить соответствующую лицензию.

Контролем за показателями занимаются также органы Санэпидемнадзор.

Если в каких районах или конкретных частях города ПДК вредных веществ оказывается выше допустимой, именно они занимаются решением проблемы и предпринимают основные действия по защите здоровья населения и поддержанию нормальной экологической обстановки.

Измеряться все показатели должны в соответствии с нормативными документами и ГОСТами, актуальными на текущий момент. Отчеты государственных и частных лабораторий оформляются в форме таблиц, где указывается обнаруженный уровень содержания химиката в среде и установленная законодательством норма ПДК.

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/дм3 – для измерения в гидросфере;
• мг/м3 – 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.

Для чего предусматриваются нормы ПДК

Вам будет интересно:Что такое пенька? Значение слова

Вред разного рода химические вещества, включая углеводороды, человеку могут наносить на самом деле очень серьезный. Поэтому нормативами и предусматриваются предельно допустимые концентрации (ПДК) тех или иных соединений. Разрабатываются такие документы так, чтобы химические вещества, содержащиеся в воздухе, не вызывали в первую очередь именно нарушения здоровья людей или заболеваний. Также при расчете подобных норм специалисты учитывают и такой фактор, как влияние соединений в отдаленные сроки для нынешнего и последующих поколений.

Варианты анализаторов воздуха

Выделяют три вида устройств:

• инфракрасные датчики;
• на основе полупроводников;
• с электрохимическим методом определения.

Устройства полупроводникового типа функционируют на базе химических процессов, которые протекают между атомами. В основном активным веществом выступают диоксиды: олова, углерода, рутения.

Полупроводниковые системы подключают к системе электрического снабжения. Они в основном предназначаются для применения в транспорте. Токсины определяются при росте проводимости пораженного воздуха, что происходит из-за контакта компонентов используемого детектора. Затем срабатывает механизм, который сигнализирует о превышении концентрации отравляющего газа в воздухе. Происходит взаимодействие между атомами диоксида рутения либо диоксида олова. Чтобы проходила диффузия, химические элементы должны подвергаться нагреву до 250 градусов по Цельсию.

Общая методика определения содержания

В основу отчетности по загрязнителям ложится отчет о расчетной концентрации соединения. Этот параметр определяется несколькими разными способами: на основе некоторого количества замеров (обязательно в нескольких повторностях), на основе эмпирических расчетных формул или на основе методик, позволяющих предсказать количество вещества вовсе без замеров (например, на основе данных о работе технологического оборудования).

ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест обычно измеряют с определенной частотой, а зачем высчитывают отдельные показатели.
Для рабочей зоны действуют иные гигиенические нормы, чем для населенных мест

Еще одно важное правило — чем чаще случается превышение ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, тем чаще нужно проводить замеры

Требования к замерам:

• Измерения проводят не менее 3 раз за смену, при соблюдении норм допустимо проводить измерения только в начале, середине и конце каждого сезона.
• Норме должны соответствовать все показатели.
• Температуру, влажность и скорость движения измеряют на расстоянии метра от пола, если большинство сотрудников работает сидя, и на расстоянии 1,5 метров от пола, если сотрудники стоят.
• Участки замеров равномерно распределяют по всему помещению.
• Количество участков измерения зависит от общей площади помещения.
• Замеры производят при стандартных производственных условиях (включенное оборудование).
• При наличии большого количества опасных соединений, допустимо проводить замеры по некоторым, установленным местным санитарным ведомством.
• В каждой точке берут не мене 3 проб.
• Чем ниже класс опасности, тем реже можно проводить проверки.

Тем, кто часто работает с загрязняющими веществами, стоит следить за списками загрязнителей — туда часто включают новые вещества и различные их комбинации

При расчете концентрации важно учитывать степень опасности. Если вещество находится в классе опасных или особо опасных веществ, то требования к расчетам и замерам гораздо более строгие

Понятие нормы свое для каждого нового соединения или их комбинации. Все соединения поделены на классы.

Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ установлены отдельно для каждого соединения. Но обычно они содержатся все вместе. Этот случай регламентирует такая норма: сумма концентраций этих веществ, деленная на их же норму, не должна превышать единицу.

Симптомы воздействия углекислого газа

О том, что нормы СО2 в помещении (ppm) действительно влияют на самочувствие учащихся, проживающих и работающих, свидетельствуют многочисленные исследования, проводившиеся в странах Азии и Европы. Среди них:

1. Индийские ученые из Калькутты определили, что СО2 – опасный токсин, в повышенной концентрации приводящий к биохимическим изменениям вплоть до клеточных мембран, а также провоцирующий ацидоз. Исследовали около 600 человек из промышленных районов и пригорода, и выяснили, что у тех, кто живет в загазованной атмосфере, в среднем на 60% выше уровень бикарбоната в сыворотке крови.
2. Ученые Робертсон из Великобритании рассчитал, что неблагоприятные изменения в человеческом организме начинаются уже при содержании СО2 в пределах 426 ppm. Более существенные превышения провоцируют кратковременное перевозбуждение, непрекращающееся беспокойство и снижение желания проявлять физическую активность.
3. Группа ученых из Финляндии во главе с Olli Seppanen задействовали в своем эксперименте более 30 тысяч человек и обнаружили, что в тех офисах, где концентрация углекислого газа не превышает 800ppm, люди работают с большей концентрацией внимания, реже жалуются на головную бол и меньше болеют респираторными инфекциями.
4. В Италии ученые (члены Европейской комиссией DG SANCO в рамках программы «Health Effects of School Environment»), исследовали влияние СО2 на детей (эксперимент проводился в 2006 году) и выявили, что при превышении уровня в 1000ppm у детей в 2 раза выше риск появления ринита, а сухой кашель возникает в 3,5 раза чаще. Дети, которые долго находятся в загазованных помещениях, имеют более уязвимую носоглотку.
5. Корейские специалисты исследовали связь между астмой и концентрацией углекислого газа в квартирах, где живут больные дети. Выяснилось, что содержание СО2 напрямую влияет на количество приступов.
6. Аудиторская группа «KPMG» (Нидерланды) и ученые из Мидлсекского университетом (Великобритания) и провели эксперимент среди добровольцев – сотрудников офиса. Они доказали, что при превышении уровня в 800ppm внимательность снижалась на 30%, на уровне 1000ppm у людей начинались головные боли, Когда уровень достиг 1500ppm, то у большинства (80%) появилась усталость, а при 2000ppm 60% работников не смогли сосредоточиться на своих обычных действиях.

Все эти исследования так или иначе подтверждают: духота, головокружения, падение работоспособности и прочие симптомы общих недомоганий возникают не от недостатка О2, а от избытка СО2.

Подход EPA (оценка риска)

Понятие «EPA» возникло в США и означает «Министерство по охране окружающей среды (этот орган занимается контролем ПДК в Америке). Такой подход к измерению предельно допустимой концентрации может быть охарактеризован как вероятностный. Он начал применяться на практике с 1980-х годов, когда начались активные исследования о воздействии угольной пыли на здоровье шахтеров.

Данная концепция также получила название теории «совместных рисков».

Такое наименование объясняется тем, что при оценке вредности учитывается возможность параллельного воздействия на человека сразу нескольких факторов. В результате получаются не статические, а динамические коэффициенты (диапазоны), конкретное значение которых употребляется в определенной ситуации с учетом множества дополнительных показателей. Среди учитываемых при оценке рисков параметров выделяются:

• возрастные и половые характеристики;
• состояние здоровья испытуемых;
• генетические особенности популяции.

Поскольку исследователям приходится учитывать характеристики, они не могут обозначить четкие границы ПДК, как это было принято ранее. Вместо этого употребляется более гибкая единица – оценка рисков. Она более информативна и легче поддается научному и статистическому обоснованию. Чтобы определить конкретные показатели, нужно обратиться к случаям предельного риска. Именно обозначенный в них уровень и будет максимально допустимым для определенного химиката.

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. ПДК общетоксичных веществ в атмосфере

Среднесуточная концентрация вредных веществ подразумевает взаимодействие с организмом человека на протяжении нескольких лет без развития каких-либо последствий.