Предисловие к переводу
Руководство по измерению концентраций вредных веществ в воздухе
Этот документ переведён без консультации со специалистами по статистике, медицине и др, и в нём могут быть неточности. При возникновении любых сомнений обращайтесь к первоисточнику (ссылка над обложкой).
Настоящий документ был разработан как научная основа для определения загрязнённости воздуха, вдыхаемого рабочими промышленных предприятий. Нужно сказать,что он не имеет никакой юридической силы, и выполнение приводимых ниже рекомендаций - не является обязательным для работодателя. Однако поскольку эти рекомендации - научно обоснованы, именно они используются в инструкции [TED 1-0.15A][1] для государственных инспекторов по охране труда (которая описывает порядок проведения замеров загрязнённости воздуха), когда те проверяют выполнение требований законодательства. Поэтому тот работодатель, который хочет избежать привлечения к ответственности за нарушение законодательства, будет вынужден учитывать приведённые ниже рекомендации. За период 1979-2013 государственные инспектора США сделали около 1.5 млн замеров загрязнённости воздуха.
Это руководство разрабатывалось с учётом следующих обстоятельств - того, что загрязнённость воздуха не постоянна, она различна в разных местах, и она меняется с течением времени; того, что из-за непостоянства загрязнённости воздуха её точное измерение приборами любой высокой точности в принципе невозможно; и того, что результаты измерений могут использоваться как аргументы при судебном процессе - то есть, они должны быть достаточно надёжными. Эти обстоятельства привели к следующим последствиям:
- Для определения загрязнённости воздуха,которым дышат рабочие,разрешается использовать только измерение концентрации загрязнений в зоне дыхания - около лица на расстоянии до 25 см. Практика показала, что загрязнённости вдыхаемого воздуха может превышать загрязнённость воздуха рабочей зоны в среднем в десятки и сотни раз. Использование измерений загрязнённости воздуха рабочей зоны допускается только для определения, например, изменений эффективности вентиляции и т. п. Подробности - в Техническом приложении С.
- Так как обычно концентрация воздушных загрязнений очень непостоянна, для правильного измерения среднесменной концентрации нужно проводить длительные замеры - в течение всей смены, или большую её часть. Кратковременные замеры не позволяют правильно определить среднесменную концентрацию.
- Если результат измерений близок к ПДК, и концентрация непостоянна, то велика вероятность того, что из-за случайных изменений в другой раз, когда замер не проводится, она превысит ПДК. Поэтому стандарты по охране труда, регулирующие выполнение работ с вредными веществами, устанавливают два ограничения: PEL (ПДК) и Action level (уровень реагирования). Первое ограничение не должно превышаться (с вероятностью 95%). Второе ограничение равно 1/2 ПДК, и его превышение не является нарушением законодательства. Это второе ограничение установлено для того, чтобы - при его превышении - работодатель стал более строго следить за ситуацией (в этом случае он обязан проводить измерения загрязнённости воздуха в зоне дыхания чаще, требования к точности измерений выше, и некоторые стандарты по охране труда обязывают проводить специальное медобследование рабочих, например измерять содержание свинца и кадмия в крови - биомониторинг). То есть, если загрязнённость воздуха непостоянна, и измеренная загрязнённость низкая, то вероятность превышения ПДК тоже низкая. А если измеренная загрязнённость высокая, то вероятность превышения ПДК высокая, и законодательство обязывает работодателя принимать дополнительные меры безопасности для защиты рабочих. При низкой загрязнённости они не требуются, что снижает нагрузку на работодателя.
- Так как загрязнённость воздуха непостоянна, её точное измерение в принципе невозможно. Поэтому, с учётом необходимости использовать результаты измерений в суде, устанавливаются статистические требования к качеству измерений. Считается, что работодатель нарушил требования законодательства, если, например, (с учётом погрешности измерения), измеренная инспектором среднесменная концентрация превысила ПДК с доверительным уровнем (вероятностью) 95%. То есть - концентрация должна заметно превышать ПДК, и степень превышения можно определить заранее, зная способ измерений и т. п. Непостоянство концентрации загрязнений влияет на результат несравненно сильнее, чем погрешности измерения используемых приборов и методов анализа отобранных проб воздуха.
В СССР и РФ имелись и используются документы схожего назначения, например[2][3] и более старый[4]. Все эти документы отличаются от руководства NIOSH. Прежде всего, соответствующие разделы, относящиеся к измерению загрязнённости воздуха, по сравнению с настоящим руководством - значительно меньше по объёму.
Затем, в (2) очень краткий словарь используемых терминов. Например, определения термина "воздух в зоне дыхания" в (1) нет. Это в невыгодную сторону отличает упомянутые документы от более старого (3) (1988г), где чётко и однозначно указывалось определение термина "зона дыхания"[5], и что измерение концентрации загрязнений проводится именно там (п. 4.1.1).
Также в (1 и 3) нет чётких и однозначных указаний о том, что концентрация загрязнений очень непостоянна - и в пространстве, и по времени, и что это непостоянство сильно влияет на точность измерений - сильнее, чем погрешность приборов и методов анализа. В (2) указано на это непостоянство при определении максимально-разовых концентраций, и просто рекомендовано делать не менее 3 замеров в каждой точке для определения среднесменных концентраций
Поэтому документы не содержит подробных определений - как организовать статистически-достоверный отбор проб воздуха. Менее подробно описано - как организовать проведение измерений, чтобы полученный результат достаточно хорошо соответствовал реальному среднесменному воздействию: количество и продолжительность замеров, статистические критерии и т.п. Например, в (3) упоминается использование индикаторных трубок для измерений, но нет никаких конкретных указаний (и ссылок на другие документы с такими указаниями) - сколько делать замеров, и когда. То же самое и в (2). В (1) такие указания приводятся - кратко, без подробностей и обоснования.
Авторы (2,3) в основном, старались учесть точность измерительных приборов и методов измерения, но - в отличие от руководства NIOSH - меньше внимания уделяли организации проведения замеров. А по данным NIOSH на точность результата измерения гораздо сильнее влияет именно непостоянство концентрации, а не погрешности приборов и методов анализа. Интересно отметить, что в (1) фактически рассматривали распределение результатов измерений как логарифмически-нормальное, и приводятся примеры вычислений - как и в руководстве NIOSH.
В документах (1÷3) требования к точности измерений (относящейся к оборудованию и методам анализа) при разных концентрациях отличаются (они меняются при разной степени загрязнённости), а какого-то аналога "уровня реагирования" (как в настоящем руководстве NIOSH = 0.5 ПДК) - нет. В (3) фактически допускается снижение точности при увеличении концентрации загрязнений (когда она больше 1 ПДК). В (1÷3), в зависимости от класса вредности вредных веществ, но вне зависимости от концентрации, даются указания по периодичности проведения измерений.
Наконец, руководство NIOSH изначально разрабатывалась как научная основа для проведения измерений такого качества, которое позволит использовать их при судебном разбирательстве, а российские/советские документы - носят менее доказательный, "не-юридический" характер. В руководстве NIOSH не устанавливаются классы вредности в зависимости от степени превышения ПДК - стандарты по охране труда в США классы вредности не рассматривают.
Сведений о числе замеров загрязнённости воздуха, сделанных инспекторами по охране труда в РФ в соответствии с упомянутыми документами, найти пока не удалось.
Из-за отличий (вышеупомянутых и других) между руководством NIOSH и аналогичными документами, разрабатывавшимися со схожими целями в РФ и СССР, это руководство может быть интересно для тех, кто сталкивается с измерением загрязнённости воздуха, и работой в загрязнённой атмосфере. Для тех, у кого мало времени - рекомендуется прочитать техническое приложение С, где кратко (2 стр) объясняются причины использования измерений загрязнённости воздуха в зоне дыхания индивидуальными пробоотборниками, а не загрязнённости воздуха рабочей зоны.
Авторы:
Нельсон Лейдел, Кеннет Буш и Иеремия Линч
(Nelson A. Leidel, Kennet A. Busch and Jeremiah R. Lynch)
При участии:
David L. Budenaers and Yaakov Bar-Shalom
Systems Control Inc
Palo Alto, California 94304
NIOSH Contract CDC-99-74-75
Для продажи: Superintendent of Documents,
US Government Printing Office, Washington, DC 20402
Это руководство - четвёртая публикация NIOSH, относящаяся к использованию вычислительных и аналитических методов в области промышленной гигиены. Три предыдущих публикации:
- Statistical Methods for the Determination of Noncompliance with Occupational Health Standards, NIOSH Report 75-159 (апрель 1975) - документ, схожий со справочником, и
относящийся к статистической обработке для установления нарушений требования законодательства, ограничивающего вредное воздействие на рабочих, и предназначенный в основном для государственных инспекторов по охране труда. Но приведённый материал и выводы могут использоваться промышленными гигиенистами и работодателями. Цена 3 доллара.
- Handbook for Statistical Tests for Evaluating Employee Exposure to Air Contaminants, NIOSH Report 75-147 (апрель 1975) - содержит справочную информацию и статистическую теорию для отбора проб воздуха при не постоянной концентрации загрязнений. Приводятся сложные методы для приведения графиков к результатам серии разовых кратковременных измерений. Цена 3.95 доллара.
- Exposure Measurement Action Level and Occupation Environmental Variability, NIOSH Report 76-131 (декабрь 1975) - документ, объясняющий необходимость и техническое обоснование установления (и использования) уровня реагирования (action level), равного 1/2 ПДК (TWA) (Этот уровень используется для того, чтобы определить - насколько тщательно должно проводиться измерение вредного воздействия и другие мероприятия. Например, если загрязнённость воздуха превысила этот уровень, то законодательство требует проводить её измерения чаще, чем в случаях, когда концентрация загрязнений ниже уровня реагирования). Приводится статистическая теория для допустимых пределов (tolerance limits) и ПДК (TWA) при ежедневном воздействии. Представленные графики риска (воздействия на рабочих) показывают различные вероятности того, что среднесменное воздействие за восьмичасовую смену (не измеряемое - в разные дни) превысит ограничения, установленные законодательством с вероятностью (риском) по крайней мере 5%, если измеренные в течение (одного) дня средние концентрации (за 8 часов, TWA) случайно оказываются ниже установленных законодательством ограничений на указанную величину.
Полезная информация:
Руководство по измерению концентраций вредных веществ в воздухе
Этот документ переведён без консультации со специалистами по статистике, медицине и др, и в нём могут быть неточности. При возникновении любых сомнений обращайтесь к первоисточнику (ссылка над обложкой).
Настоящий документ был разработан как научная основа для определения загрязнённости воздуха, вдыхаемого рабочими промышленных предприятий. Нужно сказать,что он не имеет никакой юридической силы, и выполнение приводимых ниже рекомендаций - не является обязательным для работодателя. Однако поскольку эти рекомендации - научно обоснованы, именно они используются в инструкции [TED 1-0.15A][1] для государственных инспекторов по охране труда (которая описывает порядок проведения замеров загрязнённости воздуха), когда те проверяют выполнение требований законодательства. Поэтому тот работодатель, который хочет избежать привлечения к ответственности за нарушение законодательства, будет вынужден учитывать приведённые ниже рекомендации. За период 1979-2013 государственные инспектора США сделали около 1.5 млн замеров загрязнённости воздуха.
Это руководство разрабатывалось с учётом следующих обстоятельств - того, что загрязнённость воздуха не постоянна, она различна в разных местах, и она меняется с течением времени; того, что из-за непостоянства загрязнённости воздуха её точное измерение приборами любой высокой точности в принципе невозможно; и того, что результаты измерений могут использоваться как аргументы при судебном процессе - то есть, они должны быть достаточно надёжными. Эти обстоятельства привели к следующим последствиям:
- Для определения загрязнённости воздуха,которым дышат рабочие,разрешается использовать только измерение концентрации загрязнений в зоне дыхания - около лица на расстоянии до 25 см. Практика показала, что загрязнённости вдыхаемого воздуха может превышать загрязнённость воздуха рабочей зоны в среднем в десятки и сотни раз. Использование измерений загрязнённости воздуха рабочей зоны допускается только для определения, например, изменений эффективности вентиляции и т. п. Подробности - в Техническом приложении С.
- Так как обычно концентрация воздушных загрязнений очень непостоянна, для правильного измерения среднесменной концентрации нужно проводить длительные замеры - в течение всей смены, или большую её часть. Кратковременные замеры не позволяют правильно определить среднесменную концентрацию.
- Если результат измерений близок к ПДК, и концентрация непостоянна, то велика вероятность того, что из-за случайных изменений в другой раз, когда замер не проводится, она превысит ПДК. Поэтому стандарты по охране труда, регулирующие выполнение работ с вредными веществами, устанавливают два ограничения: PEL (ПДК) и Action level (уровень реагирования). Первое ограничение не должно превышаться (с вероятностью 95%). Второе ограничение равно 1/2 ПДК, и его превышение не является нарушением законодательства. Это второе ограничение установлено для того, чтобы - при его превышении - работодатель стал более строго следить за ситуацией (в этом случае он обязан проводить измерения загрязнённости воздуха в зоне дыхания чаще, требования к точности измерений выше, и некоторые стандарты по охране труда обязывают проводить специальное медобследование рабочих, например измерять содержание свинца и кадмия в крови - биомониторинг). То есть, если загрязнённость воздуха непостоянна, и измеренная загрязнённость низкая, то вероятность превышения ПДК тоже низкая. А если измеренная загрязнённость высокая, то вероятность превышения ПДК высокая, и законодательство обязывает работодателя принимать дополнительные меры безопасности для защиты рабочих. При низкой загрязнённости они не требуются, что снижает нагрузку на работодателя.
- Так как загрязнённость воздуха непостоянна, её точное измерение в принципе невозможно. Поэтому, с учётом необходимости использовать результаты измерений в суде, устанавливаются статистические требования к качеству измерений. Считается, что работодатель нарушил требования законодательства, если, например, (с учётом погрешности измерения), измеренная инспектором среднесменная концентрация превысила ПДК с доверительным уровнем (вероятностью) 95%. То есть - концентрация должна заметно превышать ПДК, и степень превышения можно определить заранее, зная способ измерений и т. п. Непостоянство концентрации загрязнений влияет на результат несравненно сильнее, чем погрешности измерения используемых приборов и методов анализа отобранных проб воздуха.
В СССР и РФ имелись и используются документы схожего назначения, например[2][3] и более старый[4]. Все эти документы отличаются от руководства NIOSH. Прежде всего, соответствующие разделы, относящиеся к измерению загрязнённости воздуха, по сравнению с настоящим руководством - значительно меньше по объёму.
Затем, в (2) очень краткий словарь используемых терминов. Например, определения термина "воздух в зоне дыхания" в (1) нет. Это в невыгодную сторону отличает упомянутые документы от более старого (3) (1988г), где чётко и однозначно указывалось определение термина "зона дыхания"[5], и что измерение концентрации загрязнений проводится именно там (п. 4.1.1).
Также в (1 и 3) нет чётких и однозначных указаний о том, что концентрация загрязнений очень непостоянна - и в пространстве, и по времени, и что это непостоянство сильно влияет на точность измерений - сильнее, чем погрешность приборов и методов анализа. В (2) указано на это непостоянство при определении максимально-разовых концентраций, и просто рекомендовано делать не менее 3 замеров в каждой точке для определения среднесменных концентраций
Поэтому документы не содержит подробных определений - как организовать статистически-достоверный отбор проб воздуха. Менее подробно описано - как организовать проведение измерений, чтобы полученный результат достаточно хорошо соответствовал реальному среднесменному воздействию: количество и продолжительность замеров, статистические критерии и т.п. Например, в (3) упоминается использование индикаторных трубок для измерений, но нет никаких конкретных указаний (и ссылок на другие документы с такими указаниями) - сколько делать замеров, и когда. То же самое и в (2). В (1) такие указания приводятся - кратко, без подробностей и обоснования.
Авторы (2,3) в основном, старались учесть точность измерительных приборов и методов измерения, но - в отличие от руководства NIOSH - меньше внимания уделяли организации проведения замеров. А по данным NIOSH на точность результата измерения гораздо сильнее влияет именно непостоянство концентрации, а не погрешности приборов и методов анализа. Интересно отметить, что в (1) фактически рассматривали распределение результатов измерений как логарифмически-нормальное, и приводятся примеры вычислений - как и в руководстве NIOSH.
В документах (1÷3) требования к точности измерений (относящейся к оборудованию и методам анализа) при разных концентрациях отличаются (они меняются при разной степени загрязнённости), а какого-то аналога "уровня реагирования" (как в настоящем руководстве NIOSH = 0.5 ПДК) - нет. В (3) фактически допускается снижение точности при увеличении концентрации загрязнений (когда она больше 1 ПДК). В (1÷3), в зависимости от класса вредности вредных веществ, но вне зависимости от концентрации, даются указания по периодичности проведения измерений.
Наконец, руководство NIOSH изначально разрабатывалась как научная основа для проведения измерений такого качества, которое позволит использовать их при судебном разбирательстве, а российские/советские документы - носят менее доказательный, "не-юридический" характер. В руководстве NIOSH не устанавливаются классы вредности в зависимости от степени превышения ПДК - стандарты по охране труда в США классы вредности не рассматривают.
Сведений о числе замеров загрязнённости воздуха, сделанных инспекторами по охране труда в РФ в соответствии с упомянутыми документами, найти пока не удалось.
Из-за отличий (вышеупомянутых и других) между руководством NIOSH и аналогичными документами, разрабатывавшимися со схожими целями в РФ и СССР, это руководство может быть интересно для тех, кто сталкивается с измерением загрязнённости воздуха, и работой в загрязнённой атмосфере. Для тех, у кого мало времени - рекомендуется прочитать техническое приложение С, где кратко (2 стр) объясняются причины использования измерений загрязнённости воздуха в зоне дыхания индивидуальными пробоотборниками, а не загрязнённости воздуха рабочей зоны.
Авторы:
Нельсон Лейдел, Кеннет Буш и Иеремия Линч
(Nelson A. Leidel, Kennet A. Busch and Jeremiah R. Lynch)
При участии:
David L. Budenaers and Yaakov Bar-Shalom
Systems Control Inc
Palo Alto, California 94304
NIOSH Contract CDC-99-74-75
Для продажи: Superintendent of Documents,
US Government Printing Office, Washington, DC 20402
Это руководство - четвёртая публикация NIOSH, относящаяся к использованию вычислительных и аналитических методов в области промышленной гигиены. Три предыдущих публикации:
- Statistical Methods for the Determination of Noncompliance with Occupational Health Standards, NIOSH Report 75-159 (апрель 1975) - документ, схожий со справочником, и
относящийся к статистической обработке для установления нарушений требования законодательства, ограничивающего вредное воздействие на рабочих, и предназначенный в основном для государственных инспекторов по охране труда. Но приведённый материал и выводы могут использоваться промышленными гигиенистами и работодателями. Цена 3 доллара.
- Handbook for Statistical Tests for Evaluating Employee Exposure to Air Contaminants, NIOSH Report 75-147 (апрель 1975) - содержит справочную информацию и статистическую теорию для отбора проб воздуха при не постоянной концентрации загрязнений. Приводятся сложные методы для приведения графиков к результатам серии разовых кратковременных измерений. Цена 3.95 доллара.
- Exposure Measurement Action Level and Occupation Environmental Variability, NIOSH Report 76-131 (декабрь 1975) - документ, объясняющий необходимость и техническое обоснование установления (и использования) уровня реагирования (action level), равного 1/2 ПДК (TWA) (Этот уровень используется для того, чтобы определить - насколько тщательно должно проводиться измерение вредного воздействия и другие мероприятия. Например, если загрязнённость воздуха превысила этот уровень, то законодательство требует проводить её измерения чаще, чем в случаях, когда концентрация загрязнений ниже уровня реагирования). Приводится статистическая теория для допустимых пределов (tolerance limits) и ПДК (TWA) при ежедневном воздействии. Представленные графики риска (воздействия на рабочих) показывают различные вероятности того, что среднесменное воздействие за восьмичасовую смену (не измеряемое - в разные дни) превысит ограничения, установленные законодательством с вероятностью (риском) по крайней мере 5%, если измеренные в течение (одного) дня средние концентрации (за 8 часов, TWA) случайно оказываются ниже установленных законодательством ограничений на указанную величину.
Полезная информация: