CC BY
4
Методы исследования
удк 614.37:678
В. Н. Чекаль, В. И. Ляшенко
МЕТОДИКА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ САНИТАРНО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева
Основным вопросом гигиены полимерных строительных материалов (ПСМ) наряду с изучением токсичности является прогнозирование их санитарно-химических свойств.
Изучение саннтарно-химических свойств включает прогнозирование времени достижения ПДК и изменение качественного состава летучих компонентов при их миграции из ПСМ.
Эти вопросы уже затрагивались в литературе [1—7]. Так, установлены общие закономерности процессов миграции летучих компонентов во внутренних слоях ПСМ [2—4] и показана применимость для данного случая второго закона Фнка. Выявлено, что динамика миграции летучих компонентов из указанных материалов носит экспоненциальный характер [1—3, 5]. Кроме того, предложены уравнения, позволяющие прогнозировать время достижения ПДК, построенные на закономерностях диффузии свободных компонентов во внутренних слоях ПСМ [2, 3].
Па основании термодинамических расчетов установлено, что явления диффузии лимитируют продвижение летучих компонентов к поверхности ПСМ, а затем процессы испарения этих компонентов и определяют в конечном итоге загрязнение воздушной среды помещений [5]. Динамика указанных явлений описывается уравнением кинетики первого порядка:
С = С0е ~ (1)
Реальное существование такой зависимости дает возможность применить его для расчета времени (т) достижения ПДК (С), использу? для этого константы скорости (Км) и максимальное содержание летучих компонентов (С0), способных мигрировать из ПСМ.
Поскольку строительство объектов обитания человека ведется с различной насыщенностью (¿V) ПСМ, а также в них существует различный воздухообмен (со), то возникает необходимость учета этих факторов в уравнении (1). Зависимость миграции летучих компонентов воздухообмена, а также насыщенности полимерных материалов изучали в соответствии с методикой, предложенной Т. С. Васильевой и В. В. Мальцевым [2]. Для этого образцы ПСМ различного размера помещали в герметичный реактор заданного объема и, пропуская через него воздух,
создавали воздухообмен 0,5 в час. В результате выполненных исследований установлено, что в интервале насыщенностей 0,1 — 1 м2/м3 концентрация летучих выделений из ПСМ (поливинил-хлоридного линолеума) является линейной функцией от изменения величины N.
Аналогичную зависимость динамика миграции летучих компонентов имеет и от изменения воздухообмена в пределах 0,3—1 обмена в час. В конечном виде уравнение, позволяющее осу- 0 ществнть переход от экспериментальных условий к любым иным (насыщенность и воздухообмен), имеет следующий вид:
С-(Сое-*мт).-^-, (2)
у V Шо
где Алг = -щ- и К„ = —
(Л'х, N о, о)х и ыо — соответственно необходимые и экспериментальные насыщенность и воздухообмен).
Следует отметить, что уравнение (2) может 4 найти практическое применение в том случае, ^ если к этому вынуждает необходимость, в частности, низкая чувствительность физико-химических (например, спектрофотометрических) методов определения вредных веществ в воздушной среде, что, естественно, требует использования высокой насыщенности ПСМ и малых воздухо-обменов в эксперименте.
В натурных условиях при насыщенности ПСМ 0,33 м2/м3 и воздухообмене 0,5 в час, а также при ф использовании высокочувствительных газохро-матографических методов исследования величина т может быть найдена по уравнению:
Следовательно, для определения времени (т) миграции летучих компонентов до уровней ПДК (С) необходимо знание константы скорости миграции (Км) и максимального содержания этих компонентов в ПСМ (С0). Перечисленные количественные характеристики могут быть найдены экспериментально при изучении динамики миграции летучих компонентов из ПСМ. С0 определяют в соответствии с рекомендациями [2, 3] как отрезок, отсекаемый на оси «концентрация»
Рис.!
Рис. 1. Динамика миграции толуола из поливинилхлоридного линолеума при 20°С, насыщенности
а
0,33 м2/м3 и воздухообмене 0,5 в час. К« = -£-.
Здесь и на рис. 2 по оси абсцисс — время миграции летучих компонентов (в сут); по оси ординат — концентрация. Км=
Рис. 2. Пример графического определения С0 и Км при прогнозировании времени миграции толуола из поливинилхлоридного линолеума до уровня ПДК.
при построении графической зависимости концентрация— время миграции (рис. 1).
Константу скорости миграции 1-го компонента рассчитывают как тангенс угла наклона прямой, построенной в системе координат 1п С — т к оси ординат [6].
В качестве примера в таблице приведен расчет времени достижения ПДК бензола и толуола при их миграции из поливинилхлоридного линолеума.
На рис. 2 приведен пример графического определения С0 и Км при прогнозировании времени ' миграции толуола из поливинилхлоридного линолеума до уровня ПСМ.
Методическая часть исследований, заключающаяся в изучении динамики миграции летучих компонентов из ПСМ, легко выполнима с помощью газохроматографических методов, позволяющих определять количество летучих компонентов на уровне (1—5)-Ю-4 мкг в пробе.
Расчет времени достижения уровней ПДК бензола, толуола и ксилола при их миграции из поливинилхлоридного линолеума
1пС 4t-
мг/ма
иЗО-
ю ю -
1
Рис. г
ü
■5. я ■
Вещество S о* и X (j 1 <J >» О
VJ С к О с с И
Бензол 40,4 3,70 0,17 0,8 -0,23 3,93 23,11
Толуол 35,9 3,56 0,83 0,6 -0,76 4,32 52,03
Ксилол 20,6 3,01 0,016 0,2 — 1,60 4,61 288,13
Примечание. N= 0,33 ms/m3; <о=0,5 обмена в час.
Экспериментальная установка, необходимая для изучения этого процесса, описана ранее [2] и состоит из разборного стеклянного сосуда цилиндрической формы, который соединен с хро-матографическим блоком подготовки газов и баллоном со сжатым воздухом.
В качестве контейнера для герметизации образцов лннолеумов можно предложить реактор, сконструированный для этих целей Т. С. Васильевой и В. В. Мальцевым [2], который мы использовали в настоящей работе.
Таким образом, предложенная нами методика прогнозирования времени достижения уровня ПДК при миграции летучих компонентов из ПСМ значительно упрощает проведение как экспериментальных, так и расчетных операций.
Литература
1. Васильева Т. С., Мальцев В. В. — Гиг. н сан., 1981, № 6, с. 15—17.
2. Васильева Т. С.. Мальцев В. В. Унифицированная методика прогнозирования саннтарпо-химнческих свойств полимерных строительных материалов. М., ВНИИполи-мер, 1983.
3. Дмитриев М. Т., Зарубин Г. П., Мищихин В. А,— Гиг. и сан., 1982, № 12, с. 55—58.
4. Лихтман Т. В., Каменикова II. И., Вышегородская P.A. — Там же, 1984, № 10, с. 77—79.
5. Чекаль В. II., Ляшенко В. И. — Там же, 1985, № 1. с. 21-23.
6. Яцимирский К. Б. Кинетические методы анализа. М., 1967.
7. Kolb В.. Pospisil Р. — Chromatographie, 1977, vol. 10, p. 705.
Поступила 02.04.85
% УДК 614.7:613.8631-07
В. Б. Сапунов
О МЕТОДАХ РАСЧЕТА КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ЗНАЧЕНИИ СТРЕССОВЫХ И ЛЕТАЛЬНЫХ ВОЗДЕЙСТВИИ
Ленинградский санитарно-гигиенический медицинский институт
Важнейшая задача профилактической медици-ны — определение порогов действия на челове-Ф ка тех или иных факторов. Предельно допустимые дозы и концентрации обычно устанавливают на модельных объектах (мышах, морских свинках и др.), после чего результаты экстраполируют на человека. Однако человеческий организм имеет свою специфику и не всегда к нему применимы данные, полученные на других объектах.
Прямые же эксперименты по определению опасных и тем более летальных воздействий на человека невозможны.
Предельные дозы и уровни воздействия присущи случаям, когда исчерпаны адаптационные возможности. Адаптация подчинена определенным закономерностям, которые могут быть проанализированы экспериментально и математически. Существует зависимость между оптималь-
/
