Размерность пдк почва воздух вода

Предельно допустимая концентрация

Предельно допустимая концентрация (или ПДК) – величина, характеризующая максимальное количество вещества, которое может находиться в объекте измерений в момент времени без вреда для живых организмов, и являющаяся основной величиной экологического нормирования содержания токсических веществ в природной среде.

Понятие ПДК и единицы измерения

Под ПДК следует понимать такую концентрацию химического соединения, которая при ежедневном воздействии на человеческий организм в течение длительного времени не вызовет у него каких-либо заболеваний или патологических изменений, обнаруживаемых современными методами исследования, а также не нарушит биологического оптимума для человека. При установлении ПДК веществ в воздушном бассейне населенных мест или в воздухе рабочей зоны ориентируются на токсикологический показатель вредности или рефлекторную реакцию организма. [3] [2]

В зависимости от объекта, в котором содержится то или иное вещество, его ПДК отражается в разных единицах измерения:

• ПДК в воде водоемов – в миллиграммах на кубический дециметр (мг/дм 3 )
• ПДК в воздухе рабочей зоны – в миллиграммах на кубический метр (мг/м 3 )
• ПДК в атмосферном воздухе – в миллиграммах на кубический метр (мг/м 3 )
• ПДК в почве – в миллиграммах на килограмм (мг/кг)

При определении ПДК должно учитываться не только влияние загрязняющего вещества на здоровье человека, но также и его воздействие на растения, микроорганизмы, животных и природные сообщества. Таким образом, высшим показателем является экологическая предельно допустимая концентрация – пороговая концентрация, превышение которой приводит к отрицательным последствиям для экосистемы в целом. [2]

Установление ПДК

Первоначально предельно допустимая концентрация веществ в среде устанавливались исходя из «отсутствия практического влияния на здоровье человека». Однако этот критерий оказался слишком неопределенным и недостоверным, так как он не учитывал генетических и долгосрочных последствий негативного воздействия. Так, стало ясно, что некоторые канцерогены (т.е. вещества, вызывающие рак), опасны при любых концентрациях, а их действие проявляется спустя много лет. Подобным действием отличаются, к примеру, анилиновые красители, которые являются облигатными канцерогенами рака мочевого пузыря, то есть в обязательном порядке провоцируют его появление. Кратковременные и эпизодические контакты с ними не опасны, однако при большом стаже работы с этими веществами с большой вероятностью возможно развитие опухоли; рак данной локализации считается профессиональным заболеванием для людей, трудящихся на производстве красок, а также маляров, работников лабораторий и т.д.

В других случаях накопление вещества в пищевых цепях превращает его вполне безобидные для человека концентрации в природной среде в довольно высокие и вредные в продуктах питания. К примеру, в некоторых географических областях употребление в пищу раков и глубоководной рыбы (сом) потенциально опасно, так как они питаются органическими остатками со дна и водорослями, накапливающими токсины, которые выпадают там в осадок. Кроме того, токсические соединения, практически безвредные для человека при наблюдаемых концентрациях, наносят громадный ущерб природной среде, поэтому нормы ПДК постоянно пересматриваются в сторону их уменьшения. [1]

Предельно допустимая концентрация является важнейшим экологическим стандартом и нормативом качества окружающей среды. ПДК основных загрязняющих веществ рекомендованы компетентными учреждениями и органами здравоохранения для воздуха, почвы, воды, для пищевых кормов и продуктов, или установлены в законодательном порядке. В настоящее время установлены ПДК большого числа вредных соединений для водной и воздушной сред, относительно недавно начаты исследования по установлению допустимых концентраций загрязняющих веществ для почвы. [2]

Виды ПДК

• При санитарной оценке воздушной среды используют величину ПДК_р.з., которой обозначают предельно допустимую концентрацию вредного вещества в воздухе рабочей зоны. Рабочей зоной принято считать пространство высотой до двух метров над уровнем площадки или пола, где расположены места временного или постоянного пребывания рабочих. Концентрация веществ, ограниченная этим показателем,не должна вызывать у персонала отклонений от нормы в состоянии здоровья или заболеваний, которые можно обнаружить современными методами исследования. Человек должен оставаться здоровым вплоть до окончания стажа работы и в более отдаленные сроки, при условии, что воздух, содержащий небольшие концентрации потенциально вредных соединений, вдыхается им каждый трудовой день на протяжении 8 часов рабочего времени.
• Можно выделить еще предельно допустимую концентрацию вредного вещества на промышленном предприятии (на площадке предприятия) – ПДК_п.п. Как правило, за показатель ПДК_п.п.принимается величина, равная 0,3 ПДК_р.з.[2]
• Для населенных пунктов существуют другие количественные нормативы содержания химических соединений. Во-первых, устанавливается ПДК_н.п. – предельно допустимая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе населенного пункта. Для него отдельно выделяют два значения– среднесуточное и максимальное разовое ПДК. [2]
• ПДК_м.р. – максимальная разовая концентрация токсического вещества в воздухе населенных мест (мг/м 3 ). ПДК_м.р. не должна вызывать рефлекторных реакций в человеческом организме (ощущение запаха, световой чувствительности глаз и пр.) при кратковременном воздействии загрязнителя (в течение 20 мин). [2]
• ПДК_с.с. – предельно допустимая среднесуточная концентрация вредного токсического вещества в воздухе населенных мест (мг/м 3 ). В норме она не оказывает вредного воздействия (общетоксического, канцерогенного и др.) в условиях круглосуточного вдыхания (усреднение проводится за период 24 часа). [2]

При установлении ПДК_р.з. и ПДК_н.п. учитывается разнообразный характер воздействия вещества на организм человека в производственных условиях и населенном месте. В рабочей зоне при определении воздействия вещества должны находиться практически здоровые, взрослые люди, и время воздействия должно быть ограничено протяженностью рабочего дня и рабочим стажем. При определении же ПДК_н.п. учету подлежат иные факторы. Принимается во внимание, что вещество воздействует и в течение всей жизни круглосуточно на всех людей (детей и взрослых, здоровых и больных). Вследствие этого для одного и того же загрязнителя ПДК_р.з может быть в десятки и сотни раз выше, чем ПДК_н.п. [2]

• Для воды также установлены стандарты и нормативы, основным из которых является ПДК_в – предельно допустимая концентрация вредного вещества в воде (выражается в миллиграммах вещества на 1 л воды, мг/л). По назначению различают хозяйственно-питьевые, культурно-бытовые, рыбохозяйственные водоемы. К каждой из этих категорий объектов водопользования предъявляются свои требования. [2]

Источник

Что такое пдк, измерения в воздухе, воде и почве

Нормирование выпуска сточных вод

Допустимая степень загрязнения сточных вод и их сбрасываемое количество зависят от возможностей водоема, куда они сбрасываются, и от санитарных требований к воде этого водоема. Это количество определяется расчетами в соответствии с технологическим регламентом.

где С_овзв — допустимая концентрация взвешенных частиц в сточной воде; Св,взв — их концентрация в водоеме до сброса сточной воды; ПДК_взв — предельно допустимая концентрация взвешенных веществ в водоеме; n — кратность разбавления сточных вод в водоеме.

Расчет состава сточных вод по концентрации вредных веществ:

Расчет кратности разбавления сточных вод:

где С_о,а — допустимая концентрация вредного вещества A; С_вА концентрация вредного вещества A в воде водоема до сброса сточных вод; n — кратность разбавления; C_m A — максимально допустимая концентрация вредного вещества A в присутствии других i-х вредных веществ одного лимитирующего показателя вредности,

где Со — концентрация загрязняющих веществ в сточной воде; Св и С — концентрация загрязняющих веществ в водоеме до и после спуска в него сточных вод.

Расчет кратности разбавления для водоемов с направленным течением:

где Q_e — объем воды, расходуемый водоемом; Q_v — объем сбрасываемых сточных вод; m — коэффициент смешения, показывающий долю воды в водоеме, затрачиваемой на смешение.

При условии полного перемешивания сточных вод концентрация примесей в водоеме С в произвольный момент времени равна:

Расчет допустимого состава сточных вод по концентрацта взвешенных веществ С_в взв проводится по формуле ПДС = Q^ С_ст:

где V — объем водоема; t = V / (Q_v + — Q„) — период полного обмена воды в водоеме; Q _п — потери чистой воды водоема, например при испарении.

Очистка сточных вод. Очистка — это разрушение или удаление загрязнений из воды. Обеззараживание — уничтожение в сточных водах патогенных организмов.

Для очистки сточных вод используют: гидромеханические, физико-химические, химические, электрохимические, термические, биохимические методы. Конкретный способ их очистки зависит от количества вод, от вида и концентрации в них загрязняющих веществ.

Для отделения нерастворимых примесей, кроме отстойных сооружений, применяют гидроциклоны, центрифуги, фильтры, флотаторы.

Физико-химические методы очистки: коагуляция, окисление, сорбция, ионообмен, экстракция, мембранные способы. Они позволяют удалять ионы тяжелых металлов, растворенные соли, кислоты, щелочи, биогенные соединения.

Биохимические методы используют для разложения органических веществ, поскольку некоторые микроорганизмы способны употреблять органические вещества сточных вод для питания. Очистку ведут с применением аэротенков, биофильтров, окситенков; биологических прудов и полей.

Возможности очистки сточных вод разными методами иллюстрирует таблица 4.3.

Таблица 4.3 Степень очистки промышленных сточных вод

по нерастворимым веществам

БПК_п — биологическая потребность в кислороде.

ПДК некоторых вредных веществ в воде

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.

Понятие ПДК и единицы измерения

Под ПДК следует понимать такую концентрацию химического соединения, которая при ежедневном воздействии на человеческий организм в течение длительного времени не вызовет у него каких-либо заболеваний или патологических изменений, обнаруживаемых современными методами исследования, а также не нарушит биологического оптимума для человека. При установлении ПДК веществ в воздушном бассейне населенных мест или в воздухе рабочей зоны ориентируются на токсикологический показатель вредности или рефлекторную реакцию организма.

В зависимости от объекта, в котором содержится то или иное вещество, его ПДК отражается в разных единицах измерения:

• ПДК в воде водоемов – в миллиграммах на кубический дециметр (мг/дм3)
• ПДК в воздухе рабочей зоны – в миллиграммах на кубический метр (мг/м3)
• ПДК в атмосферном воздухе – в миллиграммах на кубический метр (мг/м3)
• ПДК в почве – в миллиграммах на килограмм (мг/кг)

Виды ПДК

• При санитарной оценке воздушной среды используют величину ПДК_р.з., которой обозначают предельно допустимую концентрацию вредного вещества в воздухе рабочей зоны. Рабочей зоной принято считать пространство высотой до двух метров над уровнем площадки или пола, где расположены места временного или постоянного пребывания рабочих. Концентрация веществ, ограниченная этим показателем,не должна вызывать у персонала отклонений от нормы в состоянии здоровья или заболеваний, которые можно обнаружить современными методами исследования. Человек должен оставаться здоровым вплоть до окончания стажа работы и в более отдаленные сроки, при условии, что воздух, содержащий небольшие концентрации потенциально вредных соединений, вдыхается им каждый трудовой день на протяжении 8 часов рабочего времени.
• Можно выделить еще предельно допустимую концентрацию вредного вещества на промышленном предприятии (на площадке предприятия) – ПДК_п.п. Как правило, за показатель ПДК_п.п.принимается величина, равная 0,3 ПДК_р.з.
• Для населенных пунктов существуют другие количественные нормативы содержания химических соединений. Во-первых, устанавливается ПДК_н.п. – предельно допустимая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе населенного пункта. Для него отдельно выделяют два значения– среднесуточное и максимальное разовое ПДК.
• ПДК_м.р. – максимальная разовая концентрация токсического вещества в воздухе населенных мест (мг/м3). ПДК_м.р. не должна вызывать рефлекторных реакций в человеческом организме (ощущение запаха, световой чувствительности глаз и пр.) при кратковременном воздействии загрязнителя (в течение 20 мин).
• ПДК_с.с. – предельно допустимая среднесуточная концентрация вредного токсического вещества в воздухе населенных мест (мг/м3). В норме она не оказывает вредного воздействия (общетоксического, канцерогенного и др.) в условиях круглосуточного вдыхания (усреднение проводится за период 24 часа).

При установлении ПДКр.з. и ПДКн.п. учитывается разнообразный характер воздействия вещества на организм человека в производственных условиях и населенном месте. В рабочей зоне при определении воздействия вещества должны находиться практически здоровые, взрослые люди, и время воздействия должно быть ограничено протяженностью рабочего дня и рабочим стажем. При определении же ПДКн.п. учету подлежат иные факторы

Принимается во внимание, что вещество воздействует и в течение всей жизни круглосуточно на всех людей (детей и взрослых, здоровых и больных). Вследствие этого для одного и того же загрязнителя ПДКр.з может быть в десятки и сотни раз выше, чем ПДКн.п

Последствия употребления загрязненной воды

Загрязненная вода с превышением ПДК опасных веществ становится непригодной к употреблению в силу изменения химического, физического и биологического состояния.

Органолептические показатели изменяются, повышается риск аллергии, отравления и даже возникновения онкологических заболеваний.

Если имеется в виду физическое загрязнение, то меняется прозрачность, температура, цвет, вкус, радиоактивность. При заселении воды микроорганизмами наступает биологическая загрязненность, и вода становится непригодной к употреблению.

Опасны для природных водоемов даже газообразные выбросы промышленных предприятий в атмосферу. Например, двуокись азота и сернистый газ, попадая в воду, превращаются в азотную и серную кислоту, соответственно.

Самым опасным моментом остается снижение возможности растворения кислорода в воде. В результате в водоемах гибнет рыба, биопланктон, служащий основополагающей ступенькой в водном биоценозе.

Планктон отвечает и за самоочищение водной среды. При отсутствии его деятельности гибнут многие виды животных и растений.

При попадании в воду нефтепродуктов, на ее поверхности образуется воздухонепроницаемая пленка, что делает невозможной диффузию кислорода в воду. Она становится непригодной для дыхания рыб и других животных. Соответственно, обедняется видовой состав (через 150 лет морская фауна исчезнет — читай!).

Мероприятия по очистке воды

При обнаружении превышенного количества токсинов в воде, контролирующие органы приступают к поиску причин такого явления. Как оказалось, на уровень содержания вредных элементов в воде оказывают обычные бытовые отходы.

На данный момент злободневной проблемой стало высокое содержание в воде азота и фосфатов. Фосфаты поступают в огромном количестве из-за постоянного использования стиральных порошков.

Бороться с загрязнениями воды можно тремя способами:

• биологическим;
• химическим;
• комбинированным.

Химический способ широко используется для очистки воды на крупных промышленных предприятиях. Химическая очистка производится с применение металфосфатов и определенных химических реагентов. Взаимодействуя, эти вещества выпадают в осадок на дне емкости.

Биологическая методика предполагает использование фосфорных и Р-бактерий. В определенные отсеки очистных емкостей выпускают штаммы аэробных и анаэробных бактерий. Метод применяется в фильтрах и септиках.

Однако ни один из вышеназванных способов не дает абсолютной чистоты воды. Эффективны только комбинированные способы применения химического и биологического методов.

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.

Загрязнение вод мирового океана

Степень загрязнения воды мирового океана зависит от величины допустимой концентрации (ДК) посторонних веществ в ней. Для определения показателя применяют индекс загрязняющих веществ (ИЗВ), который рассчитывается по специальной формуле. В ней учитывается ПДК ЗВ и количество растворенного кислорода.

На основании величины ИЗВ мировым водам присваивается определенный класс качества. Нормы загрязнения воды:

Причем индекс загрязняющих веществ не является постоянной величиной. ИЗВ может меняться из-за самоочищения водоемов или увеличения ядовитых сбросов. Основные источники загрязнения вод:

Реки совокупно несут в моря 46 тыс. км 3 воды в год. Сточные воды рек находятся на 1 месте по загрязнению мирового океана. Нежелание инвестировать деньги в систему очистных сооружений привело к тому, что теперь сложно найти участок водной глади без следов человеческой деятельности.

Наибольшее загрязнение вод тяжелыми токсичными металлами происходит возле густозаселенных берегов с большой концентрацией предприятий, которые сливают в реки токсичные отходы. Статистика загрязнения воды показывает, что они смешиваются с бытовыми отходами и несут угрозу полного уничтожения экосистемы океана.

Нефтепродукты ежегодно наносят непоправимый ущерб окружающей среде. Статистика загрязнения воды показывает, что в мировой океан попадает от 15 до 35 млн. тонн нефти в год. Поверхностное загрязнение вод в виде тонкой пленки образующейся после разлива нефти:

• нарушает газообмен;
• уменьшает выделение кислорода водорослями;
• сокращает количество планктона, что влияет на биологическую продуктивность океанов;
• приводит к гибели порядка 50% различных морских обитателей.

Нефтяной пленкой покрыто:

1. Южно-Китайское море.
2. Желтое море.
3. Панамский канал.
4. Район океана от Гавайских островов до Сан-Франциско.

Последствия загрязнения вод мирового океана нефтепродуктами непоправимы. Загрязнение воды нефтепродуктами в процентном отношении:

Из общего объема использованных пластиковых изделий перерабатывается не больше 5%. Остальная продукция просто выбрасывается. Мусор становится одним из видов загрязнения воды.

• 1 куб. метр льда в Арктике содержит от 38 до 238 пластмассовых частиц;
• в мировом океане плавает около 5,25 трлн. пластиковых частиц;
• общая масса пластика в океанах достигает 270 тыс. тонн;
• показатель загрязнения воды пластиком – 671 частица на 1 куб. метр.

В чем опасность загрязнения воды такими отходами? Под действием солнечного света и морской воды пластик разлагается на микрогранулы диаметром около 5 мм, которые накапливают стойкие токсичные вещества. Птицы и рыбы принимают гранулы за микроорганизмы и питаются ими. В результате они заражаются и/или погибают. По пищевой цепочке вредные вещества попадают в организм человека.

Уровень пластикового загрязнения воды достиг такой концентрации, что в мировом океане образовались целые острова.

Заражение мирового океана радиоактивными отходами происходит несколькими путями:

1. Атмосфера.
2. Сброс радиоактивных вод предприятиями.
3. Аварии судов с атомными двигателями.

АЭС и исследовательские центры стран ЕС, США, Японии и Австралии регулярно загрязняют реки и прибрежные акватории сточными водами. Например, Великобритания ежегодно сбрасывает 800 м³ жидких РАО, которые накапливаются в атомном центре Уиндскейла и Колдер-Хона.

Захоронение РАО в морях еще недавно считалось обычной практикой. Родоначальник такого способа утилизации – США. В 1946 году Америка сбрасывала в 80 км от берегов Калифорнии залитые бетоном двухсоткилограммовые контейнеры с низкоактивными отходами. Позже (1949–1970 гг.) американцы сбрасывали подобные контейнеры в Атлантический и Тихий океан.

Дополнительно радиоактивные отходы в большом объеме попадают в мировой океан из затонувших/затопленных атомных подводных лодок, при ремонте реакторов и загрузке/выгрузке топлива.

Оценка загрязненности почв

Серьезное внимание уделяется расчету нормативов ПДК для солей тяжелых металлов, которые особенно сильно влияют на плодородие сельскохозяйственных земель, ингибируют жизнедеятельность почвенных обитателей — червей и микроорганизмов. От содержания ТМ зависит качество полученного урожая и его безопасность

В почву, в отличие от воды и атмосферы, помимо промышленных загрязнителей, атмосферных осадков и поливных вод, поступают токсины и вместе с сельскохозяйственными удобрениями и пестицидами.

Чтобы выявить изменение уровня загрязненности почв, нужны длительные наблюдения. Лишь некоторые ядохимикаты способны быстро распадаться до неопасных элементов под действием внешних факторов.

Загрязненность почв оценивают раздельно в сельскохозяйственных зонах и в населенных пунктах. Определяя степень загрязнения, сравнивают фактическое содержание опасных веществ с ПДК и показателями вредности.

Почва — полноправный компонент биосферы и сложно организованная система. Она является средой обитания для множества организмов

Поэтому так важно следить за ее чистотой и не допускать накопления ядовитых веществ выше норм ПДК

Источник