Что такое пдк, измерения в воздухе, воде и почве

Вред сероводорода и углекислого газа

Эти два вещества для организма человека при определенных условиях могут становиться очень опасными. Нахождение в среде, насыщенной сероводородом в концентрации 0.006 мг/дм3 в течение 4 часов, к примеру, может привести к таким негативным последствиям, как:

• головная боль;
• светобоязнь;
• насморк;
• слезотечение.

При повышении же концентрации до 0.2-0.28 мг/дм3 у человека наблюдается жжение в глазах, раздражение в носу и зеве. Увеличение же количества сероводорода в 1 мг/дм3 приводит к острому отравлению, сопровождающемуся судорогами, потерей сознания и в конечном итоге оканчивающемуся смертью. В особенности тщательно на предприятиях должны соблюдаться нормативы в отношении ПДК смеси сероводорода с углеводородами. В комбинации эти вещества способны наносить людям еще больший вред, чем по отдельности.

Углекислый газ, образующийся при сгорании углеводородов, оказывает на организм человека прежде всего наркотическое влияние. Также это вещество раздражающие действует на слизистые людей. В результате его длительного воздействия у пострадавших наблюдаются следующие негативные симптомы:

• головокружение;
• кашель;
• повышение АД.

При вдыхании же очень высоких доз углекислого газа у человека может даже наступить смерть. К летальному исходу, к примеру, приводит пребывание в комнате, где концентрация этого вещества в воздухе достигает 20%.

Методы определения наличия нефтепродуктов в воде

Технология контроля наличия в воде нефти и продуктов её переработки в настоящее время преимущественно заключается в периодическом отборе проб воды для последующего проведения лабораторного анализа. Анализ проводится по одному из следующих методов:

• метод инфракрасной спектрофотометрии;
• гравиметрический метод;
• газовая хроматография;
• флуориметрический метод.

При использовании любого из этих методов в лабораторных условиях, вначале производится извлечение (экстракция) нефтепродукта из пробы. Для этого используются специальные химические вещества – экстрагенты.

Так, при анализе фотометрическим методом применяют четырёххлористый углерод, а также физико — химический способ с применением колонки, заполненной оксидом алюминия. Применяя гравиметрический метод, используют органический растворитель и колонку на оксиде алюминия.

При проведении анализа флуориметрическим методом, экстрагентом служит гексан.

После выделения нефтепродуктов, исследование в рамках фотометрического способа, проба подвергается спектральному (спектрофотометрическому) анализу, основанному на поглощении нефтяными углеводородами отдельных частей инфракрасного спектра, которым облучается проба.

Гравиметрический метод сводится к простому взвешиванию выделенного из пробы нефтепродукта.

Газовая хроматография сопровождается использованием вспомогательного газа – носителя, с помощью которого исследуемая проба поступает в специальную газовую хроматографическую колонку.

Технология контроля, сводящаяся к периодическому, пусть даже достаточно частому отбору проб для анализа, страдает явным несовершенством. По сути, это всего лишь точечный контроль, не обеспечивающий объективной картины.

Внедрение системы, обеспечивающей постоянный мониторинг сброса нефтепродуктов, позволяет предприятию следить за содержанием сбросов, а также осуществлять планирование и проведение различных мероприятий, направленных на выполнение требований законодательства Российской Федерации в области экологии.

Используемая в нём методика заслуживает более широкого освещения ввиду появления приборов, функционирующих на её основе и поднимающих решение проблемы контроля на качественно новый уровень.

Особенностью этой методики является использование излучения ультрафиолетового спектра, в отличие от фотометрического анализа, при котором применяется инфракрасное излучение.

При воздействии на эти вещества излучения определённых длин волн ультрафиолетового спектра, атомы ПАУ, подвергшиеся фотонной бомбардировке УФ – излучения и получившие при этом избыточную энергию, начинают генерировать световое излучение более низкой частоты, то есть, обладающее большей длиной волны по сравнению с исходным излучением.

Свечение облучаемого таким методом вещества называется флуоресценцией. Данный процесс обусловлен тем, что электроны облучаемого вещества, получая избыточную энергию, совершают переход на более высокий энергетический уровень с последующим возвратом на старую орбиту.

Переход из одного состояния в другое сопровождается выбросом высвобождаемой энергии, выделяемой в форме светового излучения. Этот процесс не прекращается, пока вещество продолжает подвергаться облучению. Интенсивность флуоресцентного свечения пропорциональна массе облучаемого ультрафиолетом вещества, что и позволяет использовать этот метод для количественного анализа флуоресцирующих соединений.

Разновидности ПДК

В зависимости от критериев оценки окружающей среды, выведены несколько значений ПДК.

Для промышленных зон выделяют:

• ПДКр.з. – используется для оценки санитарного состояния атмосферы рабочей зоны. Рабочая зона – это пространство, в котором находятся работники при выполнении задания, включающее в себя 2 метра над уровнем площадки. Коэффициент выражает количество загрязнителя в воздухе, не вызывающее никаких отклонений в здоровье человека на протяжении нескольких десятков лет.
• ПДКп.п. – выделяется на промышленных предприятиях или на отдельной площадке. Обычно за величину принимают значение 0.3 ПДКр.з.

Для городской зоны существуют другие нормативы экологического состояния атмосферы, которое определяется следующими коэффициентами:

• ПДКн.п. – общее допустимое значение загрязнителя в атмосфере населенного пункта. Отдельно выделяют коэффициенты среднесуточного и максимально разового загрязнения окружающей среды.
• ПДКм.р. – количество загрязнителя в атмосфере городской зоны в максимальном выражении, которое допустимо для разового вдыхания. Коэффициент вычисляют таким образом, чтобы вещество не вызывало реакции на химические раздражители при кратковременном воздействии (не более 20 минут).
• ПДКс.с. – регулирует количество вредных веществ в концентрации, которая не оказывает пагубного влияния на здоровье человека при условии круглосуточного вдыхания.

Следует понимать, что такое ПДК рабочего и городского пространства. ПДКр.з. рассчитывают исходя из следующих исходных данных:

• в загрязненной среде находятся взрослые люди с крепким здоровьем;
• время пребывания ограничено должностной инструкцией и обычно не превышает 8 часов.

Вредные вещества в атмосфере населенного пункта оказывают влияние на каждого жителя: взрослого или ребенка, больного или здорового, при этом оно круглосуточно и непрерывно на протяжении всей жизни. Вследствие этого для одних и тех же загрязняющих веществ могут быть определены значительно отличающиеся друг от друга значения предельно допустимых концентраций. Обычно коэффициент ПДК веществ в воздухе рабочей зоны намного выше ПДКн.п.

Вред для организма человека

Некоторые виды С2-С5 и С1-С10 способны оказывать на людей даже очень серьезное мутогенное влияние. Именно поэтому на предприятиях должны в точности соблюдаться нормативы в отношении ПДК в воздухе рабочей зоны углеводородов нефти и пр. В первую очередь такие соединения наносят вред сердечно-сосудистой системе человека. Также при длительном нахождении в среде с повышенной концентрацией углеводородов у людей обычно меняются в худшую сторону показатели крови. Прежде всего у пострадавших понижаются уровень гемоглобина и эритроцитов.

Также при превышении в воздухе ПДК углеводороды могут крайне негативно влиять и на печень людей. Помимо этого, такие соединения наносят значительный вред эндокринной системе. При длительном их воздействии у человека нарушается работа эндокринных желез. Кроме того, такие вещества оказывают крайне вредное воздействие на нервную систему и легкие.

В масштабах города углеводороды, помимо всего прочего, способны образовывать так называемый фотохимический смог. В процессе сложных превращений в атмосферном воздухе из соединений этого типа образуются крайне токсичные вещества. Это могут быть, к примеру, альдегиды или кетоны.

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».

• 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.

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.

Загрязнители с общетоксическим действием

Общие токсины вызывают сильное отравление организма в целом. Наиболее явные нарушения заметны со стороны нервной системы человека: возникают судороги, расстройства сознания, паралич. К группе веществ общих токсинов относят ароматические углеводороды и их нитро- и амидопроизводные, органические соединения с фосфором, хлором, а также некоторые неорганические вещества.

Наиболее распространены из них:

• мышьяк и его соединения;
• бензол, толуол, анилин, ксилол;
• дихлорэтан;
• Hg;
• Pb;
• оксид углерода (IV).

Заражение многими из веществ происходит не только на производстве, но и в быту.

Влияние на здоровье различных загрязнителей

Городские жители во много раз больше сельских вдыхают вредных паров, твердых частиц, пыли. Эти вещества соприкасаются с легкими и впитываются в кровь быстрее, чем при попадании через рот. При этом они действуют во много раз быстрее и сильнее.

1. Окислы азота, двуокись серы, углеводороды с фтором и хлором, а также пыль вызывают бронхиальную астму и аллергические реакции.
2. Сернистый ангидрид провоцирует стенокардию, кожные болезни, хронические недуги верхних дыхательных путей.
3. Медь вызывает ожирение, а также патологию костей и мышц.
4. Избыток железа способствует мочекаменной болезни.
5. Диоксид азота и мелкодисперсная пыль провоцируют возникновение инфарктов, инсультов и преждевременной смерти до достижения возраста 40 лет.

Большие и маленькие города окружены промышленными предприятиями и отопительными ТЭЦ, сжигающими огромные количества угля и мазута.

Образующиеся при сгорании вещества, смешиваясь с выхлопными газами автомобилей и городской пылью, создают адскую смесь, которой и дышат горожане. Это способствует чрезмерному сгущению крови людей, что влечет за собой образование тромбов, гипертонию.

При этом начинаются нервные расстройства, слабеет иммунитет, снижается работоспособность, организм теряет силы, качество жизни заметно снижается.

Статистика говорит о том, что 5% всех случаев госпитализации в городские больницы — это следствие вдыхания нездорового воздуха.

Огромное негативное влияние оказывают загрязнители атмосферы на здоровье новорожденных детей и на внутриутробное развитие.

В загазованных городах стали чаще рождаться дети с врожденными патологиями — пороками сердечных клапанов, заячьей губой, волчьей пастью и другими. Наиболее опасен в такой ситуации первый триместр беременности.

Полезные советы

Если детектор постоянно издает звуки — это является сигналом повышенного содержания в воздухе токсинов. В таких ситуациях необходимо сразу обращаться в аварийную службу

Обнаружив симптомы отравления угарным газом, важно незамедлительно открыть в помещении окна, выйти из него, ждать спасателей на улице. Профессионалы оценят процентное содержание кислорода, выявят проблемные места

Если сигнал оказался ложным, и образование угарного газа соответствует нормам, детектор подлежит замене.

Часть бытовых датчиков для угарного газа может распознавать и летучие вещества, которые не опасны для человека. К примеру, это могут быть любые содержащие спирт жидкости. Чтобы не допустить срабатывания датчика, желательно тщательно проветривать помещение. При повышенной концентрации паров спирта, система подает ложный сигнал тревоги. В таком случае нужно переместить прибор подальше от места создания кулинарных шедевров.

Влияние опасных веществ в воздухе рабочей зоны на здоровье человека

Вредное вещество — это элемент или соединение, вызывающее профессиональные заболевания или приводящее к производственным травмам в результате нарушения правил безопасности.

Также могут быть вызваны нарушения здоровья, проявляющиеся в процессе работы и в отдаленное время жизни живущего и последующих поколений.

Оптимальный состав воздуха для человека (в % по объему):

• азот — 78,08;
• кислород — 20,95;
• инертные газы — 0,93;
• углекислый газ — 0,03;
• прочие газы — 0,01.

Вредные вещества, попадая в воздух,
меняют его состав, он будет отличаться от атмосферного воздуха.

Во время различных технологических
процессов в воздух выделяются некоторые твердые и жидкие фракции, образуя
аэрозоли. Проникают вредные вещества в организм через дыхательные пути, а также
через кожу или с пищей, если работник кушает на рабочем месте.

При вдыхании пыли она оседает на легких, вызывая заболевания пневмокониозы. Наиболее распространен силикоз, развивающийся при постоянном вдыхании оксида кремния SiO2.

Рассмотреть влияние вредных веществ
можно на примере оксида углерода.

Важный показатель чистоты воздуха — углерод оксид пдк рабочей зоны составляет 20,0 мг/м3. Оксид углерода CO — это газ без запаха и цвета. Он оказывает пагубное воздействие на здоровье людей, так как значительно снижает способность гемоглобина переносить и доставлять кислород к жизненно важным системам организма.

Газ образуется при сгорании угля, бумаги, древесины, бензина, масла в условиях недостатка кислорода или воздуха. Его еще называют угарным газом.

Естественным путем в природе образуется 90% от всего количества. 10% приходится на искусственное происхождение:

• от выхлопных газов;
• установок каталитического крекинга нефти;
• литейных производств;
• печей по обжигу извести;
• от дистилляции угля и древесины;
• при производстве синтетического метанола;
• при производстве карбида и формальдегида;
• при работе заводов по переработке отходов и
  другие.

Процессы, во время которых идет неполное сгорание органики, становятся источником угарного газа. Поэтому так строго контролируется оксид углерода пдк в воздухе рабочей зоны.

Оксид углерода стал самой распространенной причиной смертельных отравлений. Огромное количество работников ежедневно подвергаются этой опасности на станциях техобслуживания, в гаражах, в автомобильной промышленности.

В зоне серьезного риска рабочие коксовых и доменных печей, шахтеры, пекари, повара, пожарники и многие другие.

Симптомы отравления проявляются в виде
тошноты, головной боли и головокружения в течении 15 минут. Если воздействие
угарного газа продолжается от 10 до 40 минут, наступает удушье и смерть.

Соблюдая нормы безопасности и ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны, можно значительно снизить пагубное воздействие опасных элементов на здоровье людей.

Перевод единиц измерения Концентраций газов и их взаимный пересчет:

Примечание:

• Са — числовое значение концентрации в заданных единицах;
• Сх — числовое значение концентрации в искомых единицах;
• М — молекулярная масса газа = молярная масса газа;
• Р — общее давление газовой смеси, Па;
• Т — температура, °К;
• 1 г/м3 = 1 мг/л
• 1 мг/м3 = 1 мкг/дм3 = 1 мкг/л;
• 1 моль/дм3 = 1 моль/л;
• 1 см3/м3 = 1 мл/м3

Как измеряют концентрацию вредных веществ

На производствах с вредными условиями работодатель обязан организовать мероприятия по контролю над чистотой воздуха. Эти задачи выполняют сотрудники отделов охраны труда.

Если на предприятии при производстве присутствуют вещества 1 класса опасности, то наблюдение осуществляется непрерывно. Для этого разработаны специальные самопишущие приборы. При превышении ПДК они подают звуковой сигнал.

Но такие приборы не всегда возможно
применить. В таких случаях производят отбор проб воздуха на расстоянии 0,5 м от
лица работника (зона дыхания). При производстве с повышенной опасностью пробы
берут не менее 5 раз за смену.

Когда в воздухе находятся несколько однонаправленных веществ, то концентрация будет равна 1. Это такие вещества:

• различные спирты;
• фторид водорода и фтористоводородные кислоты;
• соляная кислота и формальдегид;
• серный и сернистый ангидрид;
• различные формы ароматических углеводородов;
• сероуглерод и бромистый метил.

Если в воздухе несколько опасных веществ
различного направления, то при расчете объема воздуха для вентиляции учитывают
опасное вещество, для которого требуется наибольшее количество воздуха.

Для того чтобы рассчитать ПДК того или иного вещества используются следующие моменты:

• условия, при которых появляется опасное вещество;
• токсичность и уровень опасного воздействия при однократном контакте с веществом;
• агрегатное состояние;
• физические характеристики;
• химическое строение.

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.

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.