CC BY
4
53. Федосеева В. Н., Лебедев С. И., Васильева Т. Г. // Межреспубликанская конф. аллергологов-иммунологов Казахстана и республик Средней Азии, 5-я: Тезисы докладов.— Алма-Ата, 1986.—С. 221—222.
54. Фельд Е. Г. // Гиг. и сан.— 1985.— № 7.— С. 21—23.
55. Хачатрян Т. С., Сливняк И. М. // Там же.— 1986.— № Ц._ С. 14.
56. Цапок П. И., Овчарук И. Н. // Структурно-функцио-нальные и биохимические механизмы влияния факторов окружающей средь^ на организм человека и экспериментальных животных.— М., 1986.— С. 162—165.
57. Шабалин В. И., Серова Л. Д. // Вестн. АМН СССР.— 1984.— № 1.— С. 68—75.
58. Шамова А. Г. // Промышленная аллергология и иммунология.— Рига, 1981.— С. 141 —143.
59. Шандала М. Г., Виноградов Г. И. // Вестн. АМН СССР.— 1982.— № 10.— С. 13—16.
60. Шандала М. Г., Звиняцковский Я. М., Вайнруб Е. М. и др.// Состояние и перспективы развития гигиены окружающей среды: (Методология, теория и практика).— М., 1985.— С. 25—28.
61. Шандала М. Г., Звиняцковский Я. И., Петриченко А. Е. и др. // Гигиена населенных мест.— Киев, 1985.— Вып. 24.— С. 3—6.
62. Шандала М. Г., Звиняцковский Я. И. // Гиг. и сан.— 1988.— № 4.—С. 26.
63. Шитова О. В., Кракопе А. С., Самошенкова Л. П., Сочнее А. М. // Межреспубликанская конф. аллерго-логов-иммунологов Казахстана и республик Средней Азии, 5-я: Тезисы докладов.— Алма-Ата, 1986.— С. 113—114.
64. Шмутер Л. М., Генес В. С. // Проблемы патологии в эксперименте и клинике.— Львов, 1980.— Т. 4.— С. 135— 136.
65. Эрман М. И., Лиепиня С. ЮБаке М. Я. и др. // Комплексные гигиенические исследования в районах интенсивного промышленного освоения.— Новокузнецк, 1982.— С. 117—118.
66. Этлин С. И., Редько Л. А. // Гиг. и сан.— 1986.— № 8.— С. 24.
67. Ястребов В. Е., Кустов В. В., Резинкин С. М. // Косм, биол.— 1987.— № 5.— С. 47—50.
68. Hülsse С., Thielebeule U., Kurth Е. // Z. ges. Hyg.— 1987.— Bd 33, N 6.— S. 286—288.
69. Kellerova V. // Журн. гиг. эпидемиол. (Прага).— 1985.— № 4.— С. 353—362.
70. Schwartze G., Wozniak К. D. // Z. ges. Hyg.— 1985.— Bd 31, N 3.— S. 171 — 173.
Поступила 28.06.89
С. А. ЕВДОКИМОВ, 1990 УДК 614.71/.73-07
С. А. Евдокимов
О КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКЕ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
МГУ им. М. В. Ломоносова
В нашей стране существует разветвленная сеть станций контроля качества атмосферного воздуха, ежедневно, еженедельно и ежемесячно поставляющая обширные массивы первичных данных о содержании в воздухе вредных примесей. Необходимые сведения поступают и из регулярных отчетов предприятий о выбросах загрязнителей и проводимых природоохранных мероприятиях. Таким образом, можно уже говорить о наличии в стране системы мониторинга состояния атмосферного воздуха. Однако до сих пор очень мало сделано в сфере обобщения и анализа первичных данных, представления их в простой, наглядной и удобной для конечного пользователя форме.
Для сведения информации о загрязнении атмосферы воедино многими исследователями предлагается строить и использовать специальные обобщающие показатели. Данной проблемой занимаются не только в Советском Союзе, но и во многих других странах мира. Журнал «Гигиена и санитария» в последние годы также неоднократно уделял внимание рассматриваемой теме
[2-5].
Дальнейший прогресс в области построения обобщающих показателей качества окружающей среды сдерживается разрозненностью исследований, недостаточной осведомленностью о ставшем уже значительным объеме советских и зарубежных исследований. В связи с этим, на наш взгляд, настало время систематизировать накопленный опыт и критически проанализировать способы построения существующих обобщающих
показателей качества воздуха, выявить положительные и негативные черты, присущие показателям различных видов.
Обобщающий показатель качества воздуха — это безразмерная или имеющая наименование величина, агрегирующая с помощью определенной математической операции значения двух или более параметров загрязнения воздуха и служащая для комплексной характеристики его качества.
В роли параметров загрязнения могут выступать косвенные индикаторы (население региона, объем производства, видимость в загрязненном районе в километрах и т. д.), массы выбрасываемых загрязнителей и концентрации загрязнителей непосредственно в воздухе.
Примером построения обобщающего показателя на основе косвенных индикаторов загрязнения может служить подындекс качества межгородского воздуха 1геё [8, 9], основанный на данных о дальности видимости в аэропортах. Мотивация выбора именно такого способа оценки уровня загрязнения достаточно проста: за неимением каких-либо сведений об объеме примесей в воздухе, в сельской местности, где нет станций контроля качества, было решено судить о нем по снижению прозрачности воздуха. В качестве эталона сравнения была взята средняя видимость в двух удаленных северных аэропортах, где загрязнение практически отсутствовало:
/
reg
Vfn/Wap,
где V,n — средняя видимость на двух северных
станциях; Уар — видимость в изучаемом аэропорту.
Следует отметить, что пыль, снижающая видимость, не является, конечно, единственным фактором, подлежащим учету. Поэтому данный косвенный показатель не полностью характеризует качество воздуха.
В 1967 г. был предложен индекс продуктов сгорания — СР1 [10], учитывающий количество сожженного в регионе топлива в тоннах (Т7) и объем воздуха, с которым смешивалось загрязнение (К):
СР1 = /71/
при где и — средняя скорость ветра;
ни — ширина города; К — высота смешения. Очевидно, что такой индекс не учитывает природоохранную деятельность (очистные сооружения), метеоусловия, локализацию источников выбросов и прочие факторы.
Другой подход к разработке оценочных параметров основан на применении прямых показателей масштабов загрязнения, таких, как массы вредных примесей или их концентрации непосредственно в атмосфере. Использование в обобщающем показателе масс выбросов характерно, например, для работы [1], где предлагается в качестве «сводного индекса эмиссии» рассчитывать требуемое потребление воздуха (ТПВ), определяемое по формуле:
п
тпв= 2
М;
пдк
ССI
где М,- — приведенный к _эффективной высоте выброс ¿-го вещества (¿=1,п); ПДКсс/— среднесуточная ПДК этого вещества.
Значение М,/ПДК£- представляет собой объем воздуха, который необходим для равномерного рассеивания /-го загрязняющего вещества до среднесуточной ПДК. Однако, чтобы разбавить все загрязнители до уровней ПДК, достаточно количества воздуха, равного гпах { М,/ПДК/}. Таким образом, несмотря на простоту формулы, в ней неявно подразумевается наличие определенной взаимосвязи между веществами, а именно то, что их эффекты наслаиваются друг на друга, а не поглощаются меньший большим (эффект сум-мации). Однако доказано, что в действительности взаимодействие веществ носит более сложный характер.
В целом показатели, основанные на массах выбросов, не учитывают того, что на реальную вредность загрязнения влияет не только масса примесей, но и климатические и метеорологические условия. Поэтому можно сделать вывод, что предпочтительнее при построении обобщающего показателя использовать данные о концентрациях загрязнителей в воздухе.
Для того чтобы иметь возможность объединить в обобщающем показателе уровни загрязнения различными вредными веществами, их необходимо привести к сопоставимому виду путем сравнения с некоторыми базовыми значениями. В данном случае можно использовать официально утвержденные стандарты качества воздуха (ПДК), специальные кривые вредности, переводящие концентрации загрязнителей в безразмерные вредные эффекты и построенные путем экспертного опроса, эталонные значения (концентрации, средние по стране, среднесезонные либо в практически чистых районах).
Построение кривых вредности связано с большими сложностями, и их вид может зависеть от профессионального состава и квалификации экспертов. Эталонные значения не фиксированы, их уровень может быть завышен сам по себе; значения обобщающего показателя, основанного на сравнении с эталонными величинами, могут оказаться несопоставимыми для разных регионов и различных моментов времени.
Все эти недостатки преодолеваются, если сравнить концентрации с научно обоснованными стандартами качества (например, с ПДК). Однако при этом возможны другие искажения. Проанализируем здесь ряд широко известных показателей данного типа.
В отечественной литературе часто встречается упоминание о показателях, разработанных болгарским ученым П. К. Пенчевой [2]. Она предлагает два критерия загрязнения атмосферы: обобщенный и интегрированный. Обобщенный критерий К равен соотношению меры фактического загрязнения Пд и меры условного загряз-
нения П
пдк>
вычисляющихся по формулам:
П
д
V __
/р
где В/ — средняя концентрация /-го вещества; Л — процент концентрации этого вещества в сумме концентраций всех загрязнителей; / — номер загрязняющего вещества;
П
пдк
где А1 — ПДК{; Х1 — процентное участие ПДК/ в сумме ПДК.
Но вес загрязнителя должен быть пропорционален его ПДК, а если произвести еще умножение на долю в общей сумме ПДК, то получится явное дублирование, зависимость приобретает очень сложный вид. Формулу Ппдк можно преобразовать к виду:
П
пдк'
ПДК/• ПДК,
2 зпдк, '10°
100
2ПДК/
2ПДК/,
а такая форма вызывает явные сомнения, поскольку неизвестно, что отражает сумма квадратов
ПДК.
л
ф
<4
Обобщенный критерий К преобразуется к виду:
К
П
л
п
пдк
¿-I с
X
пдк,-
I
V ¿и
пдк?"
Такая сложная, ничем не обоснованная форма обобщающего показателя вызывает законные воз-
П. К. Пенчевой,
ражения.
Интегрированный критерий несмотря на его замысловатую внешнюю форму, после некоторых математических преобразований и записи в общепринятых обозначениях имеет вид:
К'
1
п ПДК/'
где п
ПДК,
число веществ; с1
их ПДК.
их концентрации;
Таким образом, это не что иное, как средняя кратность превышения ПДК всеми загрязнителями, и интегрированный критерий П. К. Пенчевой теряет всякую оригинальность. Его основной недостаток — невозможность учета характера комбинированного действия смеси загрязнителей и неравномерности нарастания вредного эффекта веществ в зависимости от их класса опасности.
В [6] предлагается индекс опасности загрязнения Р, учитывающий комбинированное действие веществ. Он записывается следующей формулой:
Р
Г,-2 ' ™
т— 1 *
с2
М. А. Пинигин [3] и другие предлагают для учета комбинированного действия веществ строить обобщающий показатель в виде квадратного корня из суммы квадратов подындексов. Воздействие фонового загрязнения (которое присутствует в чистых районах) предлагается выделить специально и ввести в формулу. «По ряду соображений количественным выражением чистоты воздуха,— пишет М. А. Пинигин — можно считать 1» [3]. Контролируемое же загрязнение должно представляться за вычетом нормативных значений суммарного загрязнения соответственно характеру его комбинированного действия.
Когда характер комбинированного действия проявляется по типу ослабления с коэффициентом д/Л( где N — число веществ в смеси, нормативное значение равно д/Л/" для фактических концентраций, превышающих соответствующие ПДК. В реальных же условиях концентрации некоторых веществ будут ниже ПДК, поэтому вместо д/Л^ предлагается брать:
л!п+щ
где п — число веществ, фактические концентрации которых равны или выше ПДК; 2/С; — сумма нормированных концентраций веществ (/= 1 ,лг), фактические концентрации которых ниже ПДК.
Таким образом, комплексный показатель загрязнения атмосферы принимает вид:
/V
*
%
где N — количество вредных веществ в атмосферном воздухе; С^ — число всех возможных пар ве-
ществ; —— —
средняя концентрация т-й па
ры веществ, концентрации которых предварительно стандартизованы; пт — число веществ с однотипным характером комбинированного действия (если все рассматриваемые вещества обладают однотипным характером комбинированного действия, то п=Ы)\ ат — коэффициент, характеризующий эффект комбинированного действия: в
случае независимого действия веществ а
т
О,
в случае суммации ат= 1, в случае потенцирования агп> 1 и в случае антагонизма ат<С 1; — номера загрязнителей, характер комбини-
Ь 1-
рованного действия которых учитывается.
По поводу данного показателя следует сказать, что он носит чисто теоретический характер, так как комбинированное действие для большинства пар веществ пока не определено, да и вряд ли может быть точно определено ввиду огромного количества загрязняющих веществ и широкой вариации их концентраций в смеси. Далее комбинированный эффект определяется не попарными связями элементов, а сложным взаимодействием всей смеси загрязнителей в целом.
где 2/С/ — сумма приведенных к 3-му классу опасности нормированных концентраций веществ, фактические концентрации которых равны или выше
ПДК.
В отношении этого обобщающего показателя заметим, что, во-первых, вводить в формулу единицу незачем, поскольку подобные показатели предназначены прежде всего для сравнения изменений их уровней во времени и пространственных сопоставлений. От прибавления или вычитания константы ничего не изменится. Во-вторых, получается, что комбинированное действие описывается не как д/УУ (это отражает второе слагаемое), а значительно сложнее, ведь третье слагаемое тоже представляет собой функцию от концентраций. В-третьих, нормативное значение чистоты воздуха не может зависеть от фактических концентраций веществ, что следует из его названия. Но сам способ учета комбинированного действия через форму обобщающего показателя в виде
квадратного корня из суммы квадратов подындексов представляется полезным.
Венгерские ученые в докладе Конференции европейских статистиков (1984 г.) также сочли наиболее подходящим обобщающий показатель в
виде квадратного корня из суммы квадратов отношений фактических концентраций к ПДК [7]:
/
M
2
SO,+
+
I
I
n
CO + -)
/
Tn
2
NO,+
— сред-
— COOT-
загрязните-
где Ьт — показатель качества воздуха; I няя величина измеряемых иммиссий; 1п ветствующая ПДК; ЭОг и т. д. — ли; 1 — количество измеряемых компонентов.
Резюмируя вышеизложенное, следует отметить, что при построении обобщающего показателя качества воздуха предпочтительнее основываться на данных о концентрациях загрязнителей. Использование данных о массах выбросов целесообразно только для тех районов, где нет станций контроля качества и соответственно сведений о концентрациях загрязнителей. Косвенные индикаторы наименее точны, и их следует применять только при отсутствии более детальной информации.
Выбирая базу для сравнения, целесообразно остановиться на ПДК. Окончательное объединение параметров в обобщающий показатель должно проводиться путем извлечения квадратного корня из суммы квадратов подындексов. Данную формулу можно считать наилучшим видом обобщающего показателя, отражающим характер комбинированного действия смеси наиболее распространенных загрязнителей атмосферного воздуха.
Однако следует внести в эту формулу дополнительные уточнения путем по возможности более простого метода учета неравномерности нарастания вредного эффекта веществ при росте их концентраций, определяемой классом опасности
этих веществ. Далее целесообразен учет в формуле неравномерности распределения по территории исследуемого региона загрязнителей и основного реципиента загрязнения — населения, так как чем выше загрязненность в районах с большой плотностью населения, тем больше среднее воздействие на каждого жителя региона.
Построение обобщающего показателя качества воздуха позволит широкому кругу специалистов, прежде всего гигиенистам и экономистам, изучать взаимосвязь величины общего загрязнения воздуха с заболеваемостью населения, а также с проводимыми санитарно-гигиеническими мероприятиями. Регулярное исчисление значений обобщающего показателя даст возможность оперативно информировать население об уровне загрязнения воздуха в том или ином городе, что должно сочетаться с надлежащими гигиеническими рекомендациями.
Литература
1. Донат Б., Рабоцки ЛБалтазар 3. и др. // Методы расчета характеристик загрязнения природных сред.— М., 1986.— С. 3—24.
2. Пенчева П. К. // Гиг. и сан.— 1982.— № 9.— С. 74—76.
3. Пинигин М. А. // Там же.— 1985.— № 1.— С. 66—69.
4. Пинигин М. А. // Там же.— 1987.— №11.— С. 60—63.
5. Присяжнюк В. Е. // Там же.— № 10.— С. 50—52.
6. Санитарная охрана атмосферного воздуха городов.— М., 1976.
7. Статистика качества воздуха: Некоторые методы (Статистическая миссия ООН. Европейская экономическая комиссия).— Женева, 1984.
8. Inhaber H. // Science.— 1974.— Vol. 186, N 4166.— P. 798—805.
9. Inhaber И. // Atmosph. Environment.— 1975.— Vol. 9, N 3.— P. 353—364.
10. Rich Т. А. /I Environ. Sei. Technol.— 1967.— Vol. 1, N 10.— P. 796—800.
Поступила 19.05.89
Гигиена воды, санитарная охрана водоемов и почвы
Л. В. АЛТОН, 1990
УДК 614.777:574.64:546.!8J-07
Л. В. Алтон
ВЫЖИВАЕМОСТЬ БАКТЕРИЙ РОДОВ BACILLUS И PSEUDOMONAS В РЕЧНОЙ И МОРСКОЙ
ВОДЕ, ЗАГРЯЗНЕННОЙ ФОСФОРОМ
Институт экспериментальной биологии АН Эстонской ССР, Таллинн
В последние годы обращает на себя внимание ухудшение качества воды в открытых водоемах, вследствие чего она становится все меньше пригодной для использования как в качестве питьевой, так и с любой другой целью. Беспокоит и ускорение темпов эвтрофикации водоемов, связанное с увеличением в них содержания биогенных веществ, в том числе фосфора [4—8].
Фосфор попадает в пресную и морскую воду как в результате сельскохозяйственной деятельности (при нарушении правил употребления фосфорных удобрений), так и с бытовыми и производственными стоками, где концентрация фосфора может в 100 раз и более превышать таковую в чистой воде.
Имеются данные [5—8], что отрицательное
