Оценка санитарно-гигиенического качества воздуха при чрезвычайных ситуациях

Большое внимание уделяется оценке суммарного санитарно-гигиенического качества воздуха, для чего разработаны различные показатели. Рассмотрим некоторые из них.

Суммарным показателем могут быть санитарные нормы:

где Сi - концентрация i-го загрязняющего вещества с разовой ПДКi; n - общее число загрязняющих веществ, обладающих суммарным воздействием.

В гидрометеорологии обобщенным показателем загрязненности воздуха принята величина

где N - общее количество наблюдений за концентрациями ингредиентов на всех стационарных станциях контроля за определенное время (сутки, год); М - количество тех наблюдений, когда фиксировалось превышение ПДК.

Загрязнение считается высоким, если р > 0,5, и повышенным, если 0,2 < р < 0,35.

Для атмосферного воздуха населенных мест существующий принцип нормирования предусматривает установление двух типов ПДК - максимально-разовых и среднесуточных (ПДКМ р и ПДКС с, соответственно). Для первой из этих величин Кротов предложил уравнения простой линейной регрессии, позволяющие на основании знания порогов обонятельного ощущения, светочувствительности глаза и биоэлектрической активности коры головного мозга рассчитывать ориентировочные значения ПДКМ р атмосферных загрязнений:

где х1 - порог обоняния для наиболее чувствительных людей, мгм3; х2 - порог световой чувствительности глаза, мгм3; х3 - порог действия на биоэлектрическую активность коры головного мозга, мгм3.

Данные, полученные при сопоставлении наиболее чувствительного из порогов, позволили вывести суммирующее уравнение:

где х4 - пороговые данные по наиболее чувствительному рефлекторному тесту, мгм3.

Среднесуточная ПДК атмосферных загрязнений предусматривает такие концентрации загрязняющих веществ, которые безвредны даже при их круглосуточном вдыхании с воздухом. Для расчета ПДКС с малотоксичных веществ с выраженным рефлекторным действием можно использовать простое линейное уравнение, где в качестве переменной величины использован порог обонятельного ощущения х:

lgПДКС.С = 0,86lgx - 0,79.

Полученные по этой формуле величины ПДКС с хорошо совпадают с узаконенными, установленными экспериментально с достаточно высоким коэффициентом корреляции (r = +0,69). В результате аналогичного исследования в отношении 75 токсикантов и математической обработки была получена формула:

lgПДКсс = 0,62lgПДКрз - 1,77.

Приведенные выше уравнения могут быть использованы для предварительной оценки токсичности химических загрязнений атмосферы.

Помимо санитарно-гигиенических норм можно вводить другие, например, экономико-метрические нормы.

В табл. 1.6 приведены суммарные экономические потери общества от загрязнения воздуха. В среднем для развитых стран годовой ущерб колеблется в интервале от $15 до $150 на человека.

В научно-технической литературе исследуется возможность введения гигиенически допустимого выброса (ГДВ), биологически допустимого выброса (ВДВ), технически допустимого выброса (ТДВ).

Двукратное превышение ПДК, по данным НИИ общей и коммунальной гигиены, приводит к росту заболеваемости населения на 20%. Загрязнение воздуха снижает сопротивляемость организма, ведет к обострению хронических заболеваний, к переходу в хронические заболевания острых.

ПДК - величина, устанавливаемая в законодательном порядке и жестко фиксированная, но она не может быть единой для всех типов экосистем и для разных климато-географических условий. Существующая в РФ система единых национальных нормативов ПДК уже давно подвергается справедливой критике, что связно с большими различиями в фоновых параметрах среды на большой территории государства. Так, в некоторых регионах страны природный фон концентрации ряда химических веществ, например, металлов, весьма высок и превышает ПДК в несколько раз.

Предложения по использованию моделей рассеивания вредных веществ на предприятии были отработаны в процессе проектировании нормативов ПДВ, например, для Камышинской нефтебазы. Объект расположен в зоне жилой застройки, и существующая технология нормирования выбросов углеводородов не позволяла найти приемлемый вариант работы оборудования. Выход был найден в замене нормативных ограничений на оперативные, в которых учитывались фактические значения метеорологических параметров и свойств сырья. По этим данным проводились оперативные прогнозы рассеивания.

В том случае, когда прогнозируемые расчетные значения приземных концентраций углеводородов оказывались выше ПДК где либо вне СЗЗ, принималось решение о развязке экологически опасных технологических процессов во времени. Отметим, что в данном случае «завышающая» неточность моделей расчета рассеивания была полезной, так как гарантировала отсутствие нарушений экологической обстановки. Предложения по использованию моделей рассеивания на уровне города отработаны на примере расчета рассеивании продуктов сгорания жидкого и газообразного топлива в установках ряда крупных предприятий (Камышинская ТЭЦ, выбросы из труб котельных агрегатов; Камышинский стеклотарный завод, выбросы из труб ванных печей; Камышинская нефтебаза, выбросы из труб котельной).

Предложен и проведен итерационный алгоритм решения «обратной задачи» оценивания неизмеряемых выбросов вредных веществ из каждого источника по результатам измерения приземных концентраций в нескольких точках, выбираемых в зависимости от направления ветра. Алгоритм содержит следующие фазы, выполняемые циклически: расчет значений концентрации в этих точках при заданных (при старте алгоритма -произвольно) оценках значений выбросов из источников; сравнение рассчитанных концентраций с измеренными.

Для сбора информации по загрязнению городского воздуха проанализирован город Тверь, который, как и многие промышленные города, загрязняется в первую очередь отходами крупных предприятий и транспортными магистралями.

Анализ приведенной схемы показывает высокую эффективность «мокрого» метода с использованием аппаратов различной конструкции: с подвижным слоем насадки со степенью извлечения вещества из газовой среды до 99%, барботажные, пенные, с трубами Вентури - до 95% и т.д. Но для того, чтобы эти устройства отвечали экологическим требованиям, получаемые растворы веществ должны направляться на регенерацию цепных веществ, для их вторичного использования в производстве. В противном случае проблема чистого воздуха трансформируется в проблему обезвреживания стоков (растворов этих веществ).

Высокоэффективным методом очистки является «сухой» - с. улавливанием топко- и грубодисперсионной пыли в разнообразных устройствах: волокнистых и тканевых фильтрах (рукавные, рамные и др.) со степенью улавливания до 99,8%, скрубберах, циклопах и т.п. в широком интервале интенсивности очистки от 50 до 90%. Для увеличения степени очистки пыле-газовой смеси и достижения норм ПДВ нередко на предприятиях указанные выше устройства располагаются последовательно, т.е. очистка газов осуществляется на 2 и более ступенях.

Анализ технологических процессов и оборудования па предприятиях различных отраслей промышленности, автотранспортного комплекса в городе Твери и связанных с ними выбросов в атмосферу позволили рекомендовать основные пути сокращения газо-пылевых отходов производства технологическими методами и с помощью санитарно-технических, организационных и других мероприятий.

Сравнительный анализ воздуха по разным городам показывает, что Тверская область является одной из наименее загрязненных областей в центральном Федеральном округе. По анализу представленных данных экологическая ситуация в регионе в последние 9 лет (с 2000-го года) остается стабильной, с незначительным повышением степени загрязненности.

Однако последние 5 лет неуклонно повышается уровень загрязнении воздуха пылью, двуокисью азота, окисью углерода, сероводородом, имеет место незначительное повышение по диоксиду серы и сероводороду.