Определение ПДК

В настоящее время принято, что предельно допустимая концентрация (ПДК) – количество вредного вещества в окружающей среде, при постоянном контакте или при воздействии на организм человека в течение заданного промежутка времени не вызывающего необратимых (патологических) изменений в нем и у его потомства.

Концепция ПДК базируется на двух предположениях:

1) эффект любого химического фактора пропорционален его интенсивности и выражается формулой «доза–время–эффект»;

2) биологическое действие любого химического фактора подчиняется принципу пороговости, ниже которого не обнаруживается реакция организма.

Соответственно, в основе нормирования лежит максимальная недействующая доза.

Для воздушной среды различают ПДК для атмосферного воздуха и для рабочей зоны (ПДК_{в р.з.}). При этом для атмосферного воздуха существуют максимально разовая (ПДК_м.р.) и среднесуточная (ПДК_с.с.)_.

(ПДК_м.р.) - это предельная концентрация загрязняющих веществ в воздухе населенных мест, при вдыхании которой в течение 30 минут не возникают рефлекторные реакции в организме человека.

(ПДК_с.с.) - это предельная концентрация загрязняющих веществ в воздухе населенных мест, которая не должна оказывать на человека прямого или косвен­ного вредного воздействия при неопределенно долгом вдыхании.

(ПДК_{в р.з.}) - это предельная концентрация загрязняющих веществ, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение рабочей смены в период всего рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих.

ПДВ (предельно допустимый выброс) – это количество загрязняющих веществ в единицу времени (г/с, т/год), которое не разрешается превышать при выбросе в атмосферу. ПДВ устанавливается для каждого источника загрязнения из условия, что при рассеянии загрязняющих веществ в атмосфере концентрация последнего в приземном слое не будет превышать ПДК. В результате суммирования ПДВ отдельных источников выбросов устанавливают значения ПДВ для предприятия в целом (Мешалкин, 2006).

ПДК вещества в воде устанавливается с учетом показателей вредности: а) для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДК_хп) – трех показателей: органолептического, общесанитарного и санитарно-токсикологического; б) для рыбохозяйственного водопользования (ПДК_рх) – пяти: органолептического, общесанитарного, санитарно-токсикологического, токсикологического и рыбохозяйственного.

Органолептический показатель характеризует способность вещества изменять органолептические (оцениваемые с помощью органов чувств – привкус, запах, окраска) свойства.

Общесанитарный показатель определяет влияние вещества на процессы естественного самоочищения вод за счет биохимических и химических реакций с участием естественной микрофлоры.

Санитарно-токсикологический показатель характеризует вред­ное воздействие на организм человека, а токсикологический - показыва­ет токсичность вещества для живых организмов, населяющих водный объект.

Рыбохозяйственный показатель определяет «порчу качеств» промысловых рыб.

Наименьшая из безвредных концентраций по трем (ПДК_хп) или пяти (ПДК_рх) показателям вредности принимается за ПДК с указанием лимитирующего показателя вредности.

Для обеспечения нормативов качества воды в контрольном (расчетном) створе для каждого выпуска сточных вод и для каждого загрязняющего вещества уста­навливают предельно допустимый сброс (ПДС) представляющий со­бой массу загрязняющих веществ, максимально допустимую к отведению с установлен­ным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени.

ПДС (г/ч) рассчитывают по наибольшим среднечасовым расхо­дам сточных вод фактического периода спуска сточных вод как произведение расхода сточных вод q_св (м³/ч) на концентрацию загрязняющих веществ С _ПДС (г/м³) по формуле:

ПДС= q_св С_ПДС

Концентрацию взвешенных веществ в сточной воде воде определяют, ис­ходя из их концентрации в водном объекте до места сброса С_ПДС по фор­мулам:

- для водоемов хозяйственно-питьевого (категория 1) и рыбохозяйственного (высшая и 1 категория) водопользования концентрация взвешенных веществ в сбросах должна соответствовать

С_ПДС ≤ C_в + 0, 25;

- для водоемов рыбохозяйственного и источников рекреацион­ного водопользования (категория 2)

С_ПДС ≤ C_в + 0, 25;

- при содержании в водоеме природных минеральных взвешенных веществ более 30 мг/л концентрация взвешенных веществ для всех видов водопользования должна соответствовать

С_ПДС ≤ 1, 05C_в.

Для показателей состава и свойств сточных вод, подпадающих под общие требования (плавающие примеси, растворенный кислород, запахи, привкусы, окраска, температура, значение рН), ПДС не определяется (Мешалкин, 2007).

Лимитирующий признак вредности. ПДК химического соединения в водоеме устанавливается по тому признаку вредного действия, который характеризуется наименьшей концентрацией.

Эффект суммарного действия вредных веществ с одним и тем же лимитирующим признаком вредности суммируется.

aA^{− 1} + bB^{− 1} +... + nN ^{− 1} ≤ 1,

где a, b, …, n – концентрации веществ, для которых установлены ПДК A, B, …, N.

Необходимо помнить, что разные типы загрязнений присутствуют совместно. Они взаимодействуют друг с другом. При этом их токсичность изменяется. Например, закисление или образование соединений с органическими веществами увеличивает токсичность ионов многих металлов. Поэтому при установлении ПДК следует учитывать разные виды взаимодействия веществ друг с другом: аддитивность – простое суммирование эффекта, антагонизм – взаимное ослабление действия веществ, синергизм – взаимное усиление действия веществ, превосходящее аддитивный эффект. Кроме того, следует помнить о возможности биоаккумуляции – накоплении поступающего с пищей или водой яда в организме, биоконцентрации – адсорбции токсического вещества кожными покровами или органами дыхания, биомагнификации – роста концентрации токсического вещества в пищевой цепи (Пурмаль, 1998).

Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятию «загрязнение».

2. Какие бывают виды загрязняющих веществ?

3. Что такое токсичность?

4. В чем измеряется токсичность?

5. Что такое ПДК?

6. Что такое ПДС и ПДВ?

7. Какие бывают виды взаимодействия веществ друг с другом?

Задачи

1. В воздухе производственного помещения содержится три загрязняющих вещества однонаправленного действия – свинец (ПДК_врз=0, 05 мг/м³), ртуть (ПДК_врз=0, 005 мг/м³) и конденсированный аэрозоль оксида марганца (ПДК_врз=0, 05 мг/м³). Какова допустимая концентрация оксида марганца (х) в воздухе рабочей зоны, если фактическая концентрация свинца составляет 0, 005, а ртути 0, 002 мг/м³?

2. Рассчитать ПДС проектируемого предприятия, сброс сточных вод (СВ) которого предполагается в черте населенного пункта в реку, используемую для нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Расход СВ составляет 0, 2 м^З/с=720 м³/ч. Концентрации ЗВ в СВ следующие:

а) взвешенные вещества – 60 мг/л;

б) минеральный состав по сухому остатку – 360 мг/л, в т.ч. хлориды – 220 мг/л, сульфаты – 100 мг/л;

в) Pb – 2, 0 мг/л;

г) бензол – 1, 5 мг/л;

д) 4-нитрофенол – 0, 3 мг/л.

Фоновая концентрация взвешенных веществ в реке составляет 42 мг/л. Значения ПДК на свинец, бензол и 4-нитрофенол соответственно равны 0, 03, 0, 5 и 0, 02 мг/л; лимитирующий признак вредности всех трех веществ – санитарно-токсикологический; класс опасности – второй.