CC BY
4
Дискуссии и отклики читателей
УДК 614.72.074:389
Канд. биол. наук В. А. Попов
МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ В ОБЛАСТИ АНАЛИЗА АТМОСФЕРНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н.Сысина АМН СССР, Москва
Основным положением метрологии является то, что всякое измерение имеет смысл лишь тогда, когда оно в конечном счете приведено к эталону. Количественное определение концентрации загрязнений в атмосферном воздухе также есть измерение и заключается оно в сравнении измеряемой величины (концентрации) с ее эталоном. Что же должно служить эталоном при анализе атмосферных загрязнений? Мы оставляем в стороне чисто теоретический вопрос о том, что концентрация является безразмерной величиной и поэтому, строго говоря, эталона иметь не может. Она, однако, может быть выражена через вес или объем, который имеют эталоны.
В настоящей статье будет рассмотрен вопрос об анализе паро- и газообразных загрязнений. Укажем здесь лишь на то, что получение эталонных (т. е. образцовых) аэрозольных смесей сейчас в принципе невозможно (Lodge). Паро- и газообразные загрязнения более распространены, чем аэрозольные, и в США, например, их выброс составляет около 90% общего количества выбросов в атмосферный воздух (Morgan и соавт.).
Согласно современным метрологическим представлениям в области газового анализа, правильно приготовленная паро-газовая смесь не нуждается в аттестации химическим методом, так как его погрешность обычно превышает погрешность приготовления смеси. Д. К. Коллеров в связи с этим пишет, что «только недостатком теоретических и конструктивных разработок можно объяснить тот факт, что до сих пор при приготовлении градуировочных и поверочных смесей микроконцентраций газов продолжают применять химические методы контроля».
Если такие смеси «составляют то верхнее метрологическое звено, те «химические эталоны», которыми устанавливается единство газоаналитических измерений», то проблема заключается в определении погрешностей методов с помощью образцовых смесей. Совершенно очевидно, что о методе количественного определения микропримеси в воздухе может идти речь только тогда, когда указывается величина погрешности анализа. Последняя же может быть выявлена лишь с помощью образцовой смеси.
Почему же недостаточно оценивать погрешность метода по воспроизводимости шкалы жидких стандартов, как принято в настоящее время? Причины этого многочисленны. Основные из них следующие: нестехио-метричность реакций некоторых паров и газов в поглотительном растворе как следствие сложности и многоступенчатости этих реакций; помеха со стороны естественных компонентов и факторов воздушной среды, а также сопутствующих загрязнителей; улетучивание продуктов реакции при длительной аэрации поглотительного раствора; разрушение и сорбция загрязнителей или продуктов их реакций в поглотительном растворе при контакте с пористой пластиной и стенками поглотительных приборов; негерметичность системы вследствие неплотности соединений воздухоподводящих пу-
тей и сорбция загрязнителей на стенках воздуховодов; погрешности в измерении расхода воздуха и др.
В практике измерений обычно приходится иметь дело со сложным комплексом случайных и систематических погрешностей, часто не поддающихся корректировке методами математической статистики (М. Ф. Маликов). В этом случае образцовые смеси дают возможность выявить наиболее важную суммарную погрешность анализа. Оценка погрешности по воспроизводимости шкалы жидких стандартов может являться особенно неадекватной при так называемой косвенной стандартизации методов определения газообразных загрязнителей с использованием имитаторов газов, например нитрита натрия — при определении двуокиси азота, сульфата калия — при определении сернистого газа, тиосульфата натрия — при определении сероводорода и т. д. Источником погрешности при этом могут быть различия в стехиометрии реакций, протекающих в поглотительном растворе и в пробирках стандартной шкалы. По этой причине, несмотря на большое число исследований, проведенных за рубежом, длительное время оставался спорным вопросом о точности методов определения таких загрязнителей атмосферного воздуха, как окислы азота и озон.
Таким образом, для оценки точности методов анализа атмосферных загрязнений требуются образцовые смеси, состав которых задается самим процессом их приготовления и известен в соответствии с метрологическими характеристиками дозатора. Получаемая благодаря этому смесь в зарубежной литературе часто носит название первичного газового стандарта (или эталона).
Анализ литературы показывает, что современная наука о газовом анализе насчитывает большое количество методов приготовления образцовых смесей (диффузионные, кулонометрические, баллонные и др.); описание ряда из них дано Д. К. Коллеровым. Однако использование многих этих методов для создания чрезвычайно низких концентраций паров и газов, равных атмосферным, наталкивается на серьезные трудности. Значительная сложность создания образцовых паро-газовых смесей, по-видимому, и объясняет тот факт, что они не нашли пока применения в практике са-нитарно-химического ' анализа. Широко распространенный «гусек» не является научно обоснованным дозатором, так как не позволяет точно задать и рассчитать концентрацию паров химических веществ и, кроме того, не обеспечивает необходимую стабильность концентрации загрязнителей в потоке воздуха. Укажем здесь, что методы приготовления смесей, используемые в гигиене труда, также обычно малопригодны для этих целей; это в наибольшей степени относится к статическим методам, недостатком которых является сорбция микропримесей на стенках емкостей. Надежный анализ ультрамикроконцентраций химических веществ также значительно сложнее, чем анализ более высоких концентраций в промышленной гигиене. Следует иметь это в виду, поскольку часто наблюдается некритическое перенесение методов промышленной санитарной химии в область анализа атмосферных загрязнений.
БаИгтап в связи с этим отмечает, что при оценке с помощью образцовых смесей ряда методов, рассчитанных на определение сравнительно высоких концентраций химических веществ в воздухе производственных помещений, а также методов анализа атмосферных загрязнений, но стандартизированных традиционным способом в жидкой фазе, большинство из них оказалось непригодным для определения ультрамикроконцентраций химических веществ в воздухе. Таким образом, настоятельно необходима метрологически обоснованная оценка как существующих, так и вновь разрабатываемых методов анализа атмосферных загрязнений. При этом требуется не только создание дозаторов для получения высокоточных образцовых смесей, используемых при тщательной лабораторной отработке методов, но и более простые способы получения этих смесей для практического контроля за правильностью результатов анализов в полевых условиях. Если
в первом случае за рубежом часто применяют метод диффузии через теф-лоновый барьер (O'Keefe и Ortman), то во втором образцовые смеси приготовляют и транспортируют в мешках из инертных пленочных материалов (Jutze и Lewis).
Комитет экспертов ВОЗ 1 считает, что разработка методов приготовления и использование образцовых смесей для обеспечения сопоставимости результатов наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха являются первоочередной задачей.
Образцовые смеси нужны не только для оценки точности результатов аналитических методов, но и для регулярной проверки показаний газоанализаторов.
Специфическим требованием при отработке методов анализа атмосферных загрязнений должно явиться развитие и применение как бинарных образцовых смесей (загрязнитель и газ-носитель), так и смесей, хотя бы приблизительно отражающих сложный состав загрязенного атмосферного воздуха, что может позволить выявить и свести к минимуму помехи со стороны естественных компонентов воздуха и сопутствующих загрязнителей. Апробация аналитических методов с помощью таких синтетических смесей, на наш взгляд, более целесообразна, чем их апробация в натурных условиях, так как атмосферное загрязнение весьма нестабильно во времени и пространстве и, как правило, в данный момент неизвестно ни по количественному, ни по качественному составу. Плодотворным методом выявления погрешности метода в конкретной ситуации может быть также применение образцовой смеси, при приготовлении которой в качестве газа-носителя используется изучаемый загрязненный воздух. Такой, метод, при котором анализируется точно заданное количество загрязнителя на фоне всего «букета» других загрязнителей, носит название метода добавок.
В заключение необходимо подчеркнуть, что в настоящее время перед санитарной химией встает ряд новых задач, решение которых, во-первых, позволит повысить точность анализа атмосферных загрязнений, во-вторых, заложит единую основу для объективной и, в частности, сравнительной оценки как существующих, так и разрабатываемых методов, в-третьих, даст возможность создать дозаторы паров и газов для различных экспериментальных установок, во многих случаях избавляющие от необходимости контролировать концентрации веществ тредоемкими и не всегда надежными химическими методами, и, наконец, в-четвертых, заставить нас по новому взглянуть на проблему унификации аналитических методов. Последнее тесно связано с рассматриваемым вопросом и из-за своей важности заслуживает специального обсуждения.
Требуется существенное повышение техники экспериментирования в санитарной химии и в связи с этим — разработка методов высокоточного измерения расхода воздуха и других газов, их высокоэффективной очистки и осушки, увлажнения и термостатирования, изучение характера взаимодействия паров и газов с различными материалами, используемыми для их хранения и подачи, и пр.
Результаты проводимых нами исследований свидетельствуют о значительной сложности этих вопросов.
Если переход к оценке методов анализа атмосферных загрязнений с помощью образцовых смесей обещает в первую очередь повышение точности анализа, то вполне закономерен вопрос о том, какая же точность необходима и оправдана в гигиене атмосферного воздуха, поскольку эта величина в значительной степени определяет весь уровень техники экспериментирования. К научному обоснованию величины допустимой погрешности следует, на наш взгляд, походить с учетом последствий аналитических погрешностей при изучении биологического действия атмосферных загрязнений (реф-
1 Загрязнение атмосферного воздуха городов выбросами автотранспорта. Доклад Комитета экспертов ВОЗ, М., 1971, с. 31.
лекторного и резорбтивного), в том числе при установлении их ПДК, экономических последствий организации санитарно-защитных зон, расчетах высоты дымовых труб, эффективности газоочистки и пр., а также с учетом требований обеспечения необходимой культуры газоаналитических работ. Подробный анализ материалов по этому вопросу будет представлен особо.
ЛИТЕРАТУРА. Коллеров Д. К. Метрологические основы газоаналитических измерений. М., 1967.—Маликов М. Ф. Основы метрологии. М., 1949.— Lodge J. Р. В кн.: А. С. Stern (Ed.) Air Pollution, 1968, v. 2, p. 465. — J u t z e G., Lewis R. G., J. Air Pollut. Control. Ass., 1965, v. 15, p. 323. — M о r g a n G. В., Ozolins G„ Tabor E. C„ Science, 1970, v. 170, p. 289. — О' К e e f e A. E., Ort man G. C.. Analyt. Chem., 1966, v. 38, p. 760. — S a 1 t z m a n В. E. Ibid., 1961, v. 33, p. 1100.
Поступила 3/VI 1971 r.
УДК 614.3:62.003.1
Профессора Б. А. Кацнельсон и Б. Т. Величковский
О НЕКОТОРЫХ ОШИБКАХ ЭКОНОМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ГИГИЕНИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Институт гигиены труда и профзаболеваний, Свердловск
Вопрос о целесообразности экономической оценки мероприятий по улучшению условий труда едва ли нуждается в обсуждении. Ему посвящено немалое число исследований. В различных отраслях промышленности получены данные, показавшие, что вследствие развития острых и хронических профессиональных заболеваний, повышения общей заболеваемости, снижения работоспособности, неблагоприятные условия труда могут наносить народному хозяйству количественно определимый материальный ущерб. Материалами некоторых исследований, обзор которых не входит в нашу задачу, подтверждено и то, что средства, используемые для улучшения условий труда и позволяющие предупредить полностью или даже частично такие потери, раньше или позже окупаются. На повестку дня должен быть поставлен вопрос о том, какие практические выводы могут быть сделаны из результатов этих исследований для того, чтобы наряду с моральными и юридическими стимулами к проведению гигиенических мероприятий не на словах, а на деле наиболее эффективно использовать рычаг экономической заинтересованности.
Однако именно эта цель требует от результатов названной работы особой надежности и убедительности. Мы не хотели бы быть понятыми так, будто речь идет о прецизионной прочности расчетов: в данной области она недостижима, и задача всегда сводится к экономической оценке. Но оценка эта должна быть как можно более корректной, в меру доступного — полной, причем всюду, где неизбежны те или иные допущения и неточности, нам представляется оправданной опасность любых натяжек и более предпочтительным заведомое занижение результата.
Некоторые ошибки, которых мы хотели бы коснуться, настолько типичны, что нет необходимости ссылаться на все исследования, где они встречаются; можно ограничиться лишь отдельными примерами. Наиболее порочным, по нашему убеждению, является подход к задаче как чрезвычайно простой, легко решаемой на любом предприятии с помощью нескольких простых формул. Формулы эти, действительно, предельно просты, но вся сложность состоит в том, где, как и какие именно должны быть получены фактические данные для введения в расчет. Как известно, воздействие условий труда на экономику опосредуется через разные связи, во многом отличные друг от друга по характеру, степени и срокам влияния, а также по тому, в какой мере это влияние может быть отдифференцировано от
