СВ-Принт

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ

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/м3. 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/м3. Если ПДК составляет более 10 мг/м3, то вещество считается малоопасным. К таким веществам относят, например, аммиак.

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/м3, а в Венгрии – 0,15 мг/м3 (в России – 0,008 мг/м3).

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.

При оценке опасности загрязнения в качестве образца сравнения служат исследования, проводимые в биосферных заповедниках. А вот в крупных городах природная среда далека от идеальной. Так, по содержанию вредных веществ Москву-реку в пределах города считают «грязной рекой» и «очень грязной рекой». На выходе Москвы-реки из Москвы содержание нефтепродуктов в 20 раз больше предельно допустимых концентраций, железа – в 5 раз, фосфатов – в 6 раз, меди – в 40 раз, аммонийного азота – в 10 раз. Содержание серебра, цинка, висмута, ванадия, никеля, бора, ртути и мышьяка в донных отложениях Москвы-реки превышает норму в 10–100 раз. Тяжелые металлы и другие ядовитые вещества из воды попадают в почву (например, при половодьях), растения, рыбу, сельскохозяйственную продукцию, питьевую воду, как в Москве, так и ниже по ее течению в Подмосковье.

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

Что это такое ПДК, нормы и принципы измерения в воздухе, воде и почве

ПДК – это величина, характеризующая максимальное количество вещества, которое может находиться в определенном объеме измерений и не причинять ущерба живым организмам (в том числе, и человеку). Расшифровка понятия выглядит как «предельно допустимая концентрация». Чтобы выяснить, что такое ПДК, необходимо определить, какие виды ее измеряются в разных средах и каковы их максимально допустимые уровни.

Установление значений ПДК

Не так давно в научной среде было принято определять предельно допустимую концентрацию какого-либо химиката в зависимости от степени его влияния на организм человека. Однако такой подход был упразднен, поскольку не учитывал генетических мутаций и долговременного воздействия некоторых химикатов. Например, канцерогены изначально не вызывают явных негативных реакций, результат их проникновения в человеческое тело проявляется только через несколько лет.

Для определения оптимальных показателей ПДК вредных веществ применяется сразу несколько источников:

• расчетные методы;
• результаты биологических экспериментов;
• материалы динамических наблюдений за людьми, подвергшимися воздействию опасных химикатов;
• компьютерное моделирование.

По результатам измерений формируются конкретные цифровые показатели, которые используются в качестве нормативов.

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.

Нормативные документы, содержащие нормы ПДК

Допустимые нормы ПДК содержатся в различных ГОСТах и актах, выпущенных органами санитарно-эпидемиологического надзора. Некоторые из них были созданы еще в советское время и с того момента не пересматривались, другие корректировались и издавались в ходе последних 20 лет.

Среди наиболее важных документальных источников стоит упомянуть следующие:

• ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест».
• ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны».
• ГН 2.2.5.1827-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны (Дополнение №1 к ГН 2.2.5.1313-03)».
• ГОСТ 12.1.005-88 «ПДК вредных газов, паров и аэрозолей в воздухе рабочей зоны».
• ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования».
• ГН 2.3.3.972-00 «Предельно допустимые количества химических веществ, выделяющихся из материалов, контактирующих с пищевыми продуктами».

Существуют также дополнительные нормативные акты, регламентирующие ПДК конкретных типов веществ (например, дибензоидоксинов). Они имеют более узкую направленность и применяются при взятии проб на определенных промышленных объектах.

Превышать нормы, указанные в документах экологического права, не может нарушать ни одно предприятие и другой промышленный объект. За нарушения режима безопасности предусмотрена система штрафов.

Классы опасности веществ

В соответствии со стандартами, регламентирующими ПДК, все вредные вещества относятся к 4 класса опасности. Каждый из них выделяется в зависимости от степени влияния на человека.

Классификация веществ по характеру воздействияПри этом под вредными веществами, согласно ГОСТу, понимаются такие химикаты, которые могут вызвать у человека при непосредственном контакте травмы, заболевания разной степени сложности и серьезные отклонения здоровья.

В зависимости от того, какие именно системы и органы поражает конкретный химический элемент или соединение, выделяются такие виды опасных веществ:

• Общего токсического действия. Создают опасность, поскольку нарушают большинство жизненно важных функций тела человека и подвергают риску здоровье в целом.
• Канцерогенного действия. Химические соединения, которые становятся причиной возникновения рака (например, табачный дым или асбестовая пыль).
• Раздражающего действия. Сюда можно отнести щелочи и кислоты, которые приводят к воспалению слизистых оболочек организма.
• Мутагенного характера. Приводят к генетическим сбоям и формированиям уродств как у человека, подвергшегося вредному воздействию, так и у его потомства (например, формальдегид или радиоактивные вещества).
• Сенсибилизирующего действия. Становятся причиной аллергических реакций разной степени выраженности.
• Нарушающие репродуктивную функцию. Приводят к бесплодию и невозможности дать потомство (в числе таких веществ – бензол, алкоголь, никотин и другие).

Некоторые химические соединения оказывают воздействие на организм мгновенно, другие – постепенно, поэтому негативный результат становится очевиден только через несколько лет и даже десятилетий. Поэтому особенно важно измерять ПДК вредных веществ в продуктах питания и атмосферном воздухе, поскольку именно подвергается воздействию основная часть населения.

Виды ПДК

Все выделяемые виды ПДК приняты для конкретных веществ при их изолированном действии (то есть для случаев, когда в среде имеется только один конкретный химикат). Фактически, такая ситуация невозможна, поскольку только в атмосферном воздухе содержится огромное количество примесей, в числе которых всегда есть вредоносные соединения. Поэтому на практике используется принцип гигиенического нормирования. Например, при взятии проб городского воздуха в лаборатории учитывают коэффициенты параллельного воздействия 36 смесей из 2 компонентов и 20 смесей из 3-5 составляющих.

Чтобы оценить санитарное состояние различных сред, приходится определять следующие типы ПДК:

• для воздушной среды;
• для водной среды;
• для почвы;
• для продуктов питания.

Каждый из перечисленных показателей имеет особенности измерения и регламентируется конкретными законодательными актами РФ.

Для воздушной среды

Для того чтобы определить, насколько велика ПДК вредных веществ в воздухе, нужно измерить сразу несколько показателей:

• Максимально разовая ПДК (ПДКм.р.). Концентрация, не приносящая вреда организму человека, которые дышит воздухом городской атмосферы на протяжении 22-35 минут.
• Среднесуточная ПДК (ПДКс.с.). Концентрация, не оказывающая негативного влияния на самочувствие горожан, дышащих воздухом в течение неопределенно долгого времени.
• ПДК в воздухе рабочей зоны (ПДКр.з.). Это концентрация, которая не станет причиной проблем со здоровьем у людей, вдыхающим воздух в здании в течение 7,5-8 часов в сутки. Регламентируется ГОСТом 12.1.005-88 (включает нормы для 445 загрязняющих соединений).

Основной документ, регламентирующий предельно допустимую концентрацию токсинов в атмосферном воздухе – это ГОСТ 2.1.6.3492-17. Ниже приведена таблица с показателями для наиболее распространенных типов химических соединений.

Для рабочих помещений нормативы предполагают следующую предельно допустимую концентрацию некоторых веществ.

Отдельно оценивается уровень содержания в атмосферном воздухе радиоактивных изотопов. Их ПДК зафиксированы в «Нормах радиационной безопасности» и должны измеряться в обязательном порядке не только для атмосферного воздуха, но и на производственных объектах, где используются такие типы химических соединений.

Для водной среды

В этом случае нормы ПДК будут зависеть от того, с какой целью используется водоем. Различают варианты предельно допустимых концентраций веществ для объектов следующих типов водопользования:

• культурно-бытового (ПДКкб);
• хозяйственно-питьевого (ПДКхп);
• рыбохозяйственного (ПДКрх).

Уровень концентрации конкретных химикатов определяется при помощи лабораторных тестов, которые оценивают разные варианты вредного воздействия на человека и природу. В результате вода оценивается по 3 показателям:

• Общесанитарный. Определяет возможность влияния вещества на процессы самоочищения водоемов.
• Органолептический. Показывает, насколько сильно химикаты изменяют вкус, цвет и запах воды.
• Санитарно-токсикологический. Оценивает, как влияет на здоровье или обитателей водоема (в случае с рыбохозяйственными объектами), конкретный токсин или металл.

Как и в случае в ПДК атмосферного воздуха, строгие рамки по уровню содержания в воде устанавливают «Нормы радиационной безопасности» для соответствующих химических веществ. Нормативные показатели представлены в таблице ниже.

Эти показатели внимательно отслеживаются, поскольку превышение ПДК в данном случае чревато последствиями для здоровья и даже жизни населения. Относительно воды, предназначенной для питья, применяется также ГОСТ Р 51232-98 «Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества».

Для почвы

Почва – достаточно сложная среда с точки зрения измерения предельно допустимой концентрации вредных веществ. Это связано с 2 факторами:

1. Химикаты накапливаются в земле достаточно долго, поэтому показатели могут достигать критического уровня только с течением определенного времени.
2. Из-за наличия бактерий и других микроорганизмов, в почве происходит процесс разложения и переработки токсических соединений.

Также пробы, взятые из разных мест, будут значительно различаться по химическому составу. Поэтому при взятии анализа обязательно нужно учитывать тип почвы. Нормирование вредных соединений в земле связано с 3 показателями:

• степень накопления токсических веществ на территориях промышленных предприятий;
• количество ядохимикатов в пахотном слое сельскохозяйственных угодий;
• уровень загрязнения земель в жилых районах (преимущественно, на территориях свалок бытовых отходов).

Последний показатель регламентируется ГОСТами 17.4.2.03-86 и 17.4.1.02-83. В таблице ниже, например, представлены нормативы ПДК для нескольких типов ядохимикатов и тяжелых металлов.

Предельно допустимая концентрация тяжелых металлов в земле регламентируется Гигиеническими нормативами от 1995 года, выпущенными Госкомсанэкпидемнадзором РФ, ГН 2.1.7.020-94 «Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах».

Для продуктов питания

Впервые этот норматив был разработан еще в СССР. Предельная допустимая концентрация веществ в продуктах питания должна измеряться в обязательном порядке. Список таких веществ был значительно расширен. Сейчас этот перечень включает более 2 500 наименований. Дополнительно при замерах используются международные нормативы, принятые ООН при поддержке Всемирной организации здравоохранения.

Когда речь идет о продуктах питания, в первую очередь, измеряют ПДК следующих типов химических соединений:

• пестицидов;
• нитратов (и некоторых других анионов);
• хлорорганических соединений;
• тяжелых металлов (в особенности, ртути и свинца).

В качестве примера ниже приведена таблица, составленная в соответствии с «Временными гигиеническими нормативами содержания химических элементов в основных пищевых продуктах», выпущенных в 1982 году и действующих до сих пор.

Помимо этого, нормы содержания установлены для таких химических элементов, как алюминий, железо, кадмий, сурьма, селен, фтор, цинк и хром.

Особое положение в перечне потенциально опасных веществ, содержащихся в продуктах, имеют пищевые добавки. Их существует достаточно много, при этом некоторые варианты изготавливаются из синтетического сырья, с которым наука раньше не сталкивалась. Поэтому степень негативного воздействия добавок на организм обычно определяется экспериментальным путем.

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.