Экология. ЭКОЛОГИЯ !!!! МУ 2021. Методические указания для самостоятельной работы по дисциплине Экология для обучающихся всех направлений подготовки бакалавров и всех форм обучения
 Скачать 0.76 Mb.
|
|
оценки условий труда Фактические условия труда Класс вредности усло- вий труда Ущерб, сут/год Один фактор класса 3.1 3.1 2,5 Два фактора класса 3.1 3.1 3,75 Три и более факторов класса 3.1 3.2 5,1 Один фактор класса 3.2 3.2 8,75 Два и более факторов класса 3.2 3.3 12,6 Один фактор класса 3.3 3.3 18,75 Два и более факторов класса 3.3 3.4 25,1 Один фактор класса 3.4 3.4 50,0 Два и более факторов класса 3.4 3.4 75,1 Характерное состояние вредных факторов в условиях города и его се- литебных зон указывает на их высокую значимость. Учет влияния вред- ных факторов городской, транспортной, бытовой и иной сред на здоровье людей обычно проводится по укрупненным показателям. При суточной миграции человека во вредных условиях жизненного пространства суммарная оценка ущерба здоровью человека при аддитив- ном подходе может быть определена приближенно по формуле (1) 19 где , , сокращение средней продолжительности жизни при пребывании соответственно в условиях производства, города и быта, сут/год; в расчетах значения находятся по методике, рас- смотренной выше, а значения и можно приближенно определять по совокупности вредных факторов и их уровням, пользуясь рекомендациями Р 2.2.2006-05 или их оценкой по укрупненным показате- лям (табл. 6). Таблица 6. Вероятность сокращения средней продолжительности жизни вследствие причин, включая Чернобыльскую аварию Причина СПЖ, сут. Выкуривание 20 сигарет в день в течение 45 лет (мужчины) 2250 Курение (женщины) 800 Работа в угледобывающей промышленности 1100 Избыточный вес (20%) 900 Проживание в неблагоприятных условиях 500 Автокатастрофы 207 Алкоголь (в среднем) 130 Потребление кофе 6 Выполнение работ, связанных с радиационным облучением 40 Медицинское рентгеновское исследование 6 Загрязнение воздуха в крупных городах 350 Электромагнитный фон ЛПЭ (в течение 75 лет) 40 Проживание в 30-километровой зоне около ЧАЭС (в течение 20 лет) 30 Ликвидаторы аварий, получившие дозу 1 Зв 680 Например, для сотрудника предприятия, работающего в условиях класса 3.3 при двух факторах негативного воздействия, проживающего в городе с загрязненной атмосферой и выкуривающего до 20 сигарет в день, суммарное снижение продолжительности жизни к возрасту 45 лет состав- ляет 3153 сут., т.е. 8,6 года, поскольку ( ) ; ( ) ; Использование расчетных значений показателя позволяет про- гнозировать продолжительность жизни людей в зависимости от поведения человека в быту. Действительно, если рассмотренный выше сотрудник ра- ботал бы в комфортных условия, жил бы в незагрязненном атмосферном воздухе и не курил бы, то он жил бы 45 лет, а не 36,4 года. Уровни вредных воздействий, возможные в условиях производства, не ограничиваются значениями, соответствующими классу 3.4. При более высоких величинах их воздействие может стать травмирующим. Пороговые значения таких условий от вредных факторов, приведен- ные в Р 2.2.2006-05, составляют: 20 - вредные вещества 1и 2-го классов опасности → ; - вредные вещества, опасные для развития острого отравления → ; - шум, дБ → превышение ; - вибрация локальная, дБ → превышение ; - вибрация общая, дБ → превышение ; - инфразвук, общий уровень звукового давления, дБ → 20; - ультразвук воздушный, уровни звукового давления в третьоктав- ных полосах частот, дБ → 40; - ультразвук контактный, уровень виброскорости, дБ → 20; - тепловое облучение, Вт/ → 2800; - электрические поля промышленной частоты → 40 ПДУ; - лазерное излучение → 10 ПДУ при однократном воздействии. Следует отметить, что работа в условиях 4-го класса не допускается, за исключением ликвидации аварий и проведения экстренных работ для предупреждений аварийных ситуаций. При этом работы должны прово- диться с применением средств индивидуальной защиты при строгом со- блюдении режимов проведения таких работ. 4. ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ ПО РАСЧЕТУ РИСКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ В последнее время в практике оценки качества окружающей среды и его связи со здоровьем преобладает внедрение методологии оценки риска. Оценка риска позволяет осуществить прогноз возможных последствий для здоровья населения на основе сопоставления количественных уровней риска при различных сценариях развития промышленного производства, автотранспорта и хозяйственной деятельности в целом. Канцерогенный риск - вероятность развития злокачественных ново- образований на протяжении всей жизни человека, обусловленная воздей- ствием потенциального канцерогена. Величина индивидуального канцерогенного риска ICR рассчитывает- ся по следующей формуле: (2) где LADD - среднесуточная доза (или среднесуточное поступление) за весь период жизни, мг/(кг день); SF - фактор канцерогенного потенциала, (мг/(кг сут.)) -1 . В табл. 7 приведены значения канцерогенного потенциала (SF) для некоторых веществ - канцерогенов. LADD = C . CR . ED . EF / (BW . AT 365), (3) где С – концентрация вещества, мг/м 3 ; CR – скорость поступления воздей- ствующей среды, м 3 /день; 21 CR = Tout . Vout + Ti . Vin = 21,3 м 3 /сут, (4) где Tout - время, проводимое вне помещений, 8 час/день; Vout - скорость дыхания вне помещений, 1,4 м 3 /час; Tin - время, проводимое внутри помещений, 16 час/день; Vin - скорость дыхания внутри помещений, 0,63 м 3 /час; ЕD – продолжительность воздействия, принимают стандарт- ное значение 30 лет; EF – частота воздействия, принимают стандартное значение 350 дней/год; BW – масса тела взрослого человека = 70 кг, масса тела ребёнка = 15 кг; AT – период усреднения экспозиции (для канцероге- нов АТ = 70 лет, для не канцерогенов АТ = 30 лет); EF – 350 дней/год. Таблица 7. Факторы канцерогенного потенциала Вещество SF, (мг/(кг сут.)) -1 1,1,1,2-Тетрахлорэтан 0,026 1,1,2-Трихлорэтан 0,057 1,1-Дихлорэтан 0,0057 1,1-Дихлорэтилен 0,18 Асбесты 22 Ацетальдегид 0,0077 Бензин 0,035 Бензо(а)пирен 3,9 Бензол 0,027 Дихлорбензол 0,024 Дихлорметан 0,0016 Дихлорофос 0,29 Дихлорэтан 0,091 Сажа 0,0155 Свинец 0,042 Хлорметан 0,0063 Хлороформ 0,008 Хлорэндиковая кислота 0,091 Хлорэтан 0,0047 Хром 42 Хром триоксид 42 Хромовая кислота 42 Эмиссии дизельных двигателей 1,1 Эпихлоргидрин 0,0042 Этилбензол 0,00385 Этиленоксид 0,35 22 Полученное значение ICR характеризует верхнюю границу канцеро- генного риска за среднюю продолжительность жизни (70 лет). Например, ICR = 10 -4 означает, что в когорте населения численностью 10000 человек возникнет один дополнительный случай злокачественного новообразова- ния. Таким образом, величина ICR является оценкой индивидуального риска развития рака за среднюю продолжительность жизни. Популяционный канцерогенный риск характеризует дополнительное (к фоновому уровню заболеваемости) число случаев злокачественных но- вообразований в исследуемой популяции и чаще всего выражается за год: PCR = LADD . SF . POP / 70, (5) где POP – численность исследуемой популяции; 70 – средняя продолжи- тельность жизни человека, принятая при оценке канцерогенного риска. Задача №1. В воздухе вблизи химического завода находится хлоро- форм, средняя концентрация которого по результатам многолетних наблюдений составляет 0,04 , и этилбензол, средняя концентрация которого составляет 0,09 . На протяжении 20 лет таким воздухом дышит население, численностью 8000 человек. Количество дней в году, в течение которых люди подвергаются канцерогенному риску, равно в среднем 350. Рассчитать значения индивидуального и коллективного кан- церогенных рисков, обусловленных комбинированным действием двух токсикантов-канцерогенов. Решение. Среднесуточная доза (или среднесуточное поступление) поступления хлороформа с воздухом за 20 лет жизни, мг/(кг день): ( ) ( ) ( ) где С – концентрация вещества, ; CR – скорость поступления воз- действующей среды, /день; ЕD – продолжительность воздействия, лет; – ; BW – масса тела человека, кг; – ( ) Среднесуточная доза (или среднесуточное поступление) поступления этилбензола с воздухом за 20 лет жизни, мг/(кг день): ( ) ( ) ( ) Величина индивидуального канцерогенного риска, обусловленного хлороформом, рассчитывается по формуле Величина индивидуального канцерогенного риска, обусловленного этилбензолом, рассчитывается по формуле Суммарный индивидуальный риск за 20 лет: 23 Эта величина ниже допустимого риска, который считается равным Диапазон индивидуального риска более , но менее , соответствует предельно допустимому риску, т.е. верхней границе прием- лемого риска. Именно на этом уровне установлено большинство зарубеж- ных и рекомендуемых международными организациями гигиенических нормативов для населения в целом (для атмосферного воздуха – ). Данные уровни подлежат постоянному контролю. В некоторых случаях при таких уровнях риска могут проводиться дополнительные мероприятия по их снижению. Коллективный риск: ( ) ( ) Следовательно, в течение 20 лет не будет наблюдаться ни одного до- полнительного случая онкологического заболевания. Задача №2. Среднее содержание бенз(а)пирена в воздухе населенно- го пункта соответствует величине ПДКс.с. Количество дней в году, в те- чение которых люди подвергаются канцерогенному риску, равно в сред- нем 350. Каков пожизненный индивидуальный и коллективный канцеро- генный риск для здоровья населения, численностью 200000? Решение. Среднесуточная доза (или среднесуточное поступление) в течение всей жизни, мг/(кг день): LADD = C CR ED EF / (BW AT 365) = = 0,000001 21,3 70 350 / (70 70 365) = 0,000000098мг/(кг день), где: С – концентрация бенз(а)пирена, ; CR – скорость поступления воздействующей среды, /день; ЕD – продолжительность воздействия, лет; EF – частота воздействия, дней/год; BW – масса тела человека, кг; AT – период усреднения экспозиции (для канцерогенов = 70 лет). Величина индивидуального канцерогенного риска рассчитывается по формуле Эта величина ниже «минимального» риска, который считается равным Подобный индивидуальный риск не требует дополнительных меро- приятий по его снижению, и его уровень подлежит только периодическо- му контролю с целью поддержания степени загрязнения воздуха на таком низком уровне. Коллективный риск: PCR = LADD SF POP = 0,000000098 3,9 200000 = 0,076 <1. 24 Т.е. среди 200000 жителей в течение всей жизни не должно быть ни одного случая онкозаболевания, вызванного действием бенз(а)пирена. 5. НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА Нормирование качества атмосферного воздуха осуществляется с це- лью установления предельно допустимых нормативов для загрязняющих атмосферу веществ, гарантирующих безопасность здоровья населения и биосферы в целом. В соответствии с действующим законодательством, качество атмо- сферного воздуха определяется нормативами предельно допустимых кон- центраций (ПДК) загрязняющих веществ. В настоящее время используются несколько видов ПДК: максималь- ная разовая (ПДК МР ) и среднесуточная (ПДК СС ), предельно допустимая концентрация для населенных мест и предельно допустимая концентрация для воздуха рабочей зоны (ПДК РЗ ). Предельно допустимая концентрация примеси в атмосфере – это максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к опреде- ленному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного действия, включая отдаленные последствия, и на окружающую среду в целом. В справочниках приводятся максимально-разовое значение ПДК (ПДК МР ) и среднесуточное ПДК (ПДК СС ). Предельно допустимая максимальная разовая концентрация хи- мического вещества в воздухе населенных мест, мг/м 3 . Эта концентрация при вдыхании в течение 20 – 30 мин не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека и острых отравлений при кратковременном действии примесей. Предельно допустимая среднесуточная концентрация вредного токсического вещества в воздухе населенных мест, мг/м 3 Эта концентра- ция, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного воздействия при неограниченно долгом круглосуточном (24 ч) вдыхании. Величина ПДК зависит от степени токсичности вещества, характери- зующейся классом опасности. В зависимости от степени воздействия на организм человека все нормируемые вещества подразделяются на 4 класса опасности: 1-й класс – чрезвычайно опасные вещества, значение ПДК которых в воздухе рабочей зоны не превышает 0,1 ; 2-й класс – высокоопасные, со значением ПДК РЗ от 0,1 до 1 ; 3-й класс – умеренно опасные, со значением ПДК РЗ от 1 до 10 ; 25 4-й класс – малоопасные, со значением ПДК > 10 В качестве примера в табл. 8 приведены характеристики некоторых вредных веществ. Таблица 8. Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест N п/п Наименование вещества Формула Класс опасности Предельно допустимые концентрации (ПДК), максимальная разовая среднесуто- чная 1. Диоксид серы SO 2 3 0,5 0,05 2. Сероводород H 2 S 2 0,008 - 3. Циклогексан C 6 H 12 4 1,4 1,4 4. Сероуглерод CS 2 2 0,03 0,005 5. Диоксид азота NO 2 2 0,085 0,04 6. Аммиак NH 3 4 0,20 0,04 7. Свинец и его неор- ганические соедине- ния (в пересчете на свинец) Pb 1 0,001 0,0003 8. Ацетон C 3 H 6 O 4 0,35 0,35 9. Бензин нефтяной - 4 5, 0 1,5 10. Формальдегид CH 2 O 2 0,035 0,003 11. Бензол C 6 H 6 2 1,5 0,1 12. Дихлорэтан C 2 H 4 Cl 2 2 3,0 1,0 13. Пыль мучная - 3 0,5 0,15 14. Пропилен C 3 H 6 3 3,0 3,0 15. Фенол C 6 H 6 O 2 0,01 0,003 16. Оксид углерода (II) СО 4 5,0 3,0 17. Кислота серная H 2 SO 4 2 0,3 0,1 18. Пыль зерновая - 3 0,2 0,03 19. Бенз(а)пирен C 20 H 12 1 - 1 20. Сажа - 3 0,15 0,05 21. Пыль сахара - 3 0,5 0,15 22. Стирол C 8 H 8 2 0,04 0,002 23. Пыль шрота - 3 0,5 0,15 24. Пыль цемента - 3 0,3 0,15 25. Микроорганизмы и микроорганизмы- продуценты - - 5000 1 Примечание: Микроорганизмы-продуценты присутствуют в воздухе населенных мест в виде аэрозолей. Величина ПДК максимальная разовая микроорганизмов выражена количеством микробных клеток на 1 м 3 воз- духа (кл/м 3 ). 26 Нормированные характеристики загрязнения атмосферы называют индексом загрязнения атмосферы (ИЗА). ИЗА можно разделить на 2 основные группы 1. Единичные индексы загрязнения атмосферы одной примесью. 2. Комплексные показатели загрязнения атмосферы несколькими веще- ствами (КИЗА). К единичным индексам относится коэффициент (q i ) для выражения концентрации i-той примеси в единицах ПДК, его определяют по формуле q i = C i / ПДК i (6) Этот ИЗА используется как критерий качества атмосферного воздуха отдельными примесями. ИЗА (I i ) для одной примеси – количественная характеристика уров- ня загрязнения атмосферы отдельной примесью, учитывающая класс опасности вещества через нормирование на опасность по диоксиду серы: I i = (C i /ПДК сс ) i , (7) где i – примесь; i - константа для различных классов опасности по приве- дению к степени вредности диоксида серы (SO 2 );C i - среднегодовая кон- центрация i-той примеси. Для веществ различных классов опасности i принимается: класс опасности 1 2 3 4 i 1,7 1,3 1,0 0,9 Следует отметить, что при наличии в атмосферном воздухе несколь- ких вредных веществ, обладающих суммацией действия с концентрация- ми С, расчет допустимого содержания веществ проводится по формуле (8) гдеС 1 , С 2 , ..., С n – фактические концентрации веществ в атмосфере, ; ПДК 1 , ПДК 2 , ..., ПДК n – соответствующие ПДК для этих веществ, Эффектом суммации действия обладают следующие сочетания вред- ных веществ: – ацетон и фенол; диоксид серы и фенол; – диоксид серы и диоксид азота; – диоксид серы и аэрозоль серной кислоты; – диоксид серы и сероводород; – циклогексан и бензол; аммиак и оксиды азота; – аммиак, сероводород и формальдегид; – диоксид азота, оксид углерода (II) и формальдегид; – диоксид азота, диоксид серы и оксид углерода (II); – диоксид азота, диоксид серы, оксид углерода (II) и фенол; – оксид свинца и диоксид серы; – сильные минеральные кислоты (серная, соляная и азотная); 27 – оксид углерода (II) и пыль цементного производства; – уксусная кислота и уксусный ангидрид; циклогексан и бензол и др. Комплексный индекс загрязнения атмосферы города (КИЗА) – это количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы, создавае- мого n веществами, присутствующими в атмосфере города: |