Расчет временно допустимых концентраций загрязняющих веществ
ВВЕДЕНИЕ
Под качеством атмосферного воздуха понимают – совокупность свойств атмосферы, определяющую степень воздействия физических, химических и биологических факторов на людей, растительный и животный мир, а также на материалы, конструкции и окружающую среду в целом. Особенностью нормирования качества атмосферного воздуха является зависимость воздействия загрязняющих веществ, присутствующих в воздухе, на здоровье населения не только от значения их концентраций, но и от продолжительности временного интервала, в течение которого человек дышит данным воздухом.
Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (ПДКрз) – концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов, или при другой продолжительности, но не более 41 часа в неделю, на протяжении всего рабочего стажа не должна вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Рабочей зоной следует считать пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площади, на которой находятся места постоянного или временного пребывания рабочих. По характеру воздействия на организм человека вредные вещества можно разделить на группы: раздражающие (хлор, аммиак, хлористый водород и др.); удушающие (оксид углерода, сероводород и др.); наркотические (азот под давлением, ацетилен, ацетон, четыреххлористый углерод и др.); соматические, вызывающие нарушения деятельности организма (свинец, бензол, метиловый спирт, мышьяк).
При проведении работ по нормированию выбросов загрязняющих веществ в атмосферу иногда возникают ситуации, когда для какого-либо вредного вещества отсутствуют гигиенические критерии качества воздуха:
ПДКм.р, ОБУВ, ПДКс.с. В этом случае, учитывая, что остановка производства, выбрасывающего такое вещество, практически нереальна, можно рекомендовать к использованию расчетные значения временно допустимой концентрации в атмосферном воздухе – ВДКа.в. Расчетные формулы для определения ВДКа.в основаны на достаточно хорошо изученных порогах рефлекторного действия, токсикометрических показателях и значениях ПДКр.з.
Как известно, перечень ПДКр.з. значительно больше, чем ПДКм.р, что обеспечивает значительный резерв для регламентирования ВДКа.в.
Расчетные формулы (1), (2) для определения ВДКа.в. приведены ниже.
Значения ВДКа.в. могут использоваться в качестве временных критериев качества атмосферного воздуха до утверждения нормативов ПДКм.р., ПДКс.с. или ОБУВ.
Расчетные методы определения временных допустимых концентраций химических соединений
Применение расчетных методов для обоснования ВДК продиктовано
стремлением устранить разрыв между ростом числа новых химических
соединений, поступающих в окружающую среду, и реальными возможностямиустановлению для них экспериментально обоснованных ПДК. Первые исследования в этом направлении относились к регламентированным величинамв области воздушной среды рабочей зоны, затем появились работы, касающиеся воды, атмосферного воздуха, почвы и продуктов питания.
Проведения регрессионных исследований с привлечением в качестве исходных токсикометрических данных, регламентируемых величин изсмежных областей гигиены, а также физико-химических характеристикпозволило найти определенную зависимость между сравниваемымипоказателями. Одним из самых перспективных путей было использование физико-химических свойств соединений, что позволило бы избежать экспериментов. Однако оценка большинства предложенных формул показывает их меньшую ценность по сравнению с формулами, использующими в качестве исходных токсикометрические и регламентируемые показатели.
Несомненно, что расчетные методы не могут полностью подменить экспериментальное обоснование ПДК – это в особенности относится к регламентируемым величинам, обладающим выраженным специфическим действием. Однако, как показывает опыт, для многих химических соединений рассчитанные по формулам значения ВДК весьма близки к узаконенным ПДК.
Для предупредительного санитарного надзора и своевременного обоснования требований к оздоровительным мероприятиям, а также для определения предельно допустимых выбросов (ПДВ) промышленных предприятий можно использовать данные расчета временных допустимых концентраций в атмосферном воздухе – ВДКа.в.
В формуле (1) в качестве исходной величины использованы ПДКр.з.:
lgÂÄÊà.â. = 0,62 ×lgÏÄÊð.ç.–1,77.(1)
Учитывая значительно большее число значений ПДКр.з. по сравнению с ПДКа.в., в настоящее время имеется значительный резерв для регламентирования ВДКа.в..
В тех же случаях, когда нет данных о ПДКр.з., в качестве исходных могут быть привлечены среднесмертельные концентрации. Тогда ВДКа.в. можно рассчитать по формуле (2):
lgÂÄÊà.â. = 0,58 ×lgËÊ50.–1,6. (2)
Исходные данные
Расчет временно допустимых концентраций загрязняющих веществ
Рассчитать значения ВДКа.в. для предложенных загрязняющих веществ (см. таблицу 2).Значения ПДКр.з. и LK50 приведены в Приложении 1.
Таблица 2 - Исходные данные для выполнения задания №1
| Серы хлорид | Кремний |
| Алюминия оксид | Циановодород |
| Азотная кислота | Натрия гидроксид |
| Серная кислота | Вольфрама сульфид |
1.2Решение:
Рассчитать значения ВДКа.в. для загрязняющего вещества– серы хлорид.
Находим значения ПДКр.з. или LK50 в Приложении №1.
Для азота оксида (IV) в Приложения №1 приведено: ПДКр.з. = 0,3 мг/м3
Тогда ВДКа.в. рассчитывается по формуле (1)
а) lgÂÄÊà.â. = 0,62 ×lgÏÄÊð.ç.–1,77 = 0,62×lg0,3 – 1,77 = -2,0924
На основе найденного значения находим собственно величину ÂÄÊà.â.,
которая определяется как обратная логарифмированию функция – 10õ:
а) ÂÄÊà.â. = 0,008 мг/м3
Для алюминия оксид в приложения №1 приведено: ПДКр.з. = 2 мг/м3
lgÂÄÊà.â. = 0,62 ×lgÏÄÊð.ç.–1,77 = 0,62×lg2 – 1,77 = -1,584
ÂÄÊà.â. = 0,02 мг/м3
Для азотной кислоты в Приложения №1 приведено: ЛК50.=0,14
мг/м3
lgÂÄÊà.â. = 0,58 ×lgÏÄÊð.ç.–1,6 = 0,58×lg0,14 – 1,6 = -2,093
ÂÄÊà.â. = 0,0080
Для серной кислоты в Приложения №1 приведено: ЛК50.=0,32 мг/м3
lgÂÄÊà.â. = 0,58 ×lgÏÄÊð.ç.–1,6 = 0,58×lg0,32 – 1,6 = -1,88
ÂÄÊà.â. = 0,0131
Для кремния в Приложения №1 приведено: ПДКр.з.=4мг/м3
lgÂÄÊà.â. = 0,62 ×lgÏÄÊð.ç.–1,77 = 0,62×lg 4 – 1,77 = -1,4
ÂÄÊà.â. = 0,039
Для циановодорода в Приложения №1 приведено: ЛК50.=0,2 мг/м3.
lgÂÄÊà.â. = 0,58 ×lgÏÄÊð.ç.–1,6= 0,58×lg 0,2– 1,6 = -2
ÂÄÊà.â. = 0,01
Для натрия гидроксида в Приложения №1 приведено ПДКр.з.=0,4мг/м3
lgÂÄÊà.â. = 0,62 ×lgËÊ50.–1,77 = 0,62×lg0,4 – 1,77 = -1,95
ÂÄÊà.â. = 0,011
Для вольфрама сульфида в Приложения №1 приведено: ПДКр.з.=10 мг/м3
lgÂÄÊà.â. = 0,62 ×lgÏÄÊð.ç.–1,77 = 0,62×lg 10 – 1,77 = -1,15
ÂÄÊà.â. = 0,07
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе я рассчитала временно допустимые концентраций загрязняющих веществ. а именно: серы хлорид, алюминия оксид, азотная кислота, серная кислота, кремний, циановодород, натрия гидроксид, вольфрама сульфид
Приложение 1
Справочные величины для некоторых веществ для расчета ВДКа.в
| Вещество | ЛК50 | ПДКр.з. |
| Азота оксид (IV) | 0.14 | |
| Азотная кислота | 0,14 | |
| Азота фторид | ||
| Аммиак | 3,8 | |
| Алюминия оксид | ||
| Бария карбонат | 0,5 | |
| Бария сульфат | ||
| Бром | 0,5 | |
| Ванадия оксид (III) | 0.5 | |
| Вольфрама сульфид | ||
| Кадмия оксид | 0,5 | |
| Кремний | ||
| Натрия нитрит | 0,005 | |
| Никель | 0,05 | |
| Натрия гидроксид | 0,5 | |
| Серная кислота | 0,32 | |
| Серы хлорид | 0,3 | |
| Хлор | 0,4 | |
| Циановодород | 0,2 | |
| Цинка хлорид |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Т.Е. Хакимжанов, Е.М. Тыщенко, М.А Сералиева. Основы промышленной токсикологии. Методические указания по выполнению расчетно-графических работ для студентов специальности 5В073100 – Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды. Алматы: АУЭС, 2014.- 22 с.
2. Волкова Е.Н., Исянов Л.М., Левин А.В. Основы токсикологии: учебное пособие – СПбГТУРП.-СПб., 2008.-56 с.
3. Стадницкий Г.В. Экология: учебник для вузов.-9-е изд. – СПб.: Химиздат, 2007.-288 с.
4. Яманина Н.С., Филиппова О.П., Фролова Е.А. Основы токсикологии: учебное пособие.-Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2007.-68 с.