CC BY
7
ЗА РУБЕЖОМ
УДК 614.71 : 614.78/7«
О КРИТЕРИЯХ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ЧИСТОТЫ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ (По материалам Женевского симпозиума)
Доктор мед. наук М. С. Гольдберг Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
За последние годы как в СССР, так и за рубежом отмечается все более широкое развитие исследований по гигиене атмосферного воздуха населенных мест. Интерес к этой проблеме в ряде капиталистических государств возрос в связи с опасными последствиями чрезмерного загрязнения атмосферы, выявившимися во время известных токсических туманов, сопровождавшихся повышением смертности населения. Так. научный руководитель английского центра по исследованию и контролю атмосферных загрязнений в Великобритании д-р ШПктэ, характеризуя современное состояние данной проблемы, указывает: «Мы тратим много усилий для поддержания на высоком уровне стандартов чистоты продуктов питания и питьевой воды. Но значительно меньше внимания уделяется чистоте вдыхаемого воздуха. Атмосферу продолжают использовать в качестве своеобразного канализационного коллектора для удаления вредных газов и пылей, что ведет к сильному загрязнению воздуха городов и промышленных районов и является социальным бедствием, источником экономических потерь и угрозой здоровью населения».
Необходимость разработки мер борьбы с загрязнением атмосферы приобретает неотложный характер. Понятно, что только количественные показатели допустимого с гигиенической точки зрения (т. е. безвредного) содержания в единице объема воздуха тех или иных ингредиентов и стандартная методика их определения создают научные гигиенические основы для осуществления этой борьбы. Экспертный комитет ВОЗ по оздоровлению внешней среды (в работе которого представители СССР не участвовали), рассматривая этот вопрос в 1958 г., принял следующее решение: «По отношению к атмосферным загрязнениям, вредное действие которых на здоровье уже известно, а также и тем, аналогичное действие которых можно предполагать, комитет считает, что современное состояние знаний в этой области недостаточно для стандартизации концентраций атмосферных загрязнений на таком уровне, который является безопасным для человека». Жизнь, однако, показала неправильность этой позиции комитета. В 1961 г. вышла в свет крупная монография по проблеме атмосферных загрязнений, изданная ВОЗ. В разделе о влиянии этих загрязнений на здоровье человека здесь говорится: «...для поддержания здоровья населения совсем не обязательно, чтобы воздух, которым мы дышим, совершенно не содержал примесей. Важно не столько присутствие примесей в воздухе, сколько их концентрация. Мы должны знать, какой уровень концентрации загрязнений в атмосферном воздухе безопасен для дыхания» (X. Хейман).
Как известно, Советский Союз является первой страной в мире, в. законодательстве которой установлены предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений. По тому же пути идут и другие социалистические страны. Разработка нормативов в этой области ведется также в некоторых штатах США, в ФРГ. В других странах осуществляются подготовительные работы в этой области. Необходимость международного обсуждения этого вопроса, лежащего в основе всех мероприятий по санитарной охране воздуха городов, и послужила причиной созыва Всемирной организацией здравоохранения в Женеве с б по 12/У1П 1963 г. межрегионального симпозиума, посвященного критериям качества атмосферного воздуха и методам его исследования. В работе симпозиума участвовало 20 экспертов из 15 стран (Англия, Бельгия, Голландия, Дания, Италия, Канада, Польская Народная Республика, США, СССР, Франция, Чехословацкая Социалистическая Республика, Швейцария, Швеция, Югославия), представивших свои доклады по различным аспектам проблемы. Экспертами от СССР являлись член-корр. АМН проф. В. А. Рязанов и доктор мед. наук М. С. Гольдберг.
Центральное место в обсуждении занял вопрос о предельно допустимом содержании вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест, поставленный проф. В. А. Рязановым на предыдущем семинаре санитарных инженеров ВОЗ в Брюсселе (1962) и освещенный в его докладе о теоретических основах экспериментальной разработки этой проблемы в СССР. Ко второму разделу программы симпозиума — о корреляции между различными уровнями атмосферных загрязнений и их влиянием на условия жизни и здоровье населения — относится наш доклад о влиянии кварцсодержащей пыли в атмосферном воздухе на органы дыхания. В этом докладе были освещены наши исследования, впервые показавшие возможность возникновения непрофессиональных пневмокониозов под влиянием длительного воздействия высоких концентраций нетоксической пыли, содержащей свободную двуокись кремния.
В то время как под предельно допустимыми концентрациями атмосферных загрязнений в СССР понимают такие, которые не вызывают нарушения гигиенического комфорта, т. е. «не оказывают на человека ни прямого, ни косвенного вредного и неприятного действия, не снижают его работоспособности, не влияют отрицательно на его самочувствие и настроение» (В. А. Рязанов), в США существует принципиально иной подход к решению этого вопроса.
Попытки установления предельно допустимых концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе в США предприняты в штате Калифорния. В районе Лос-Анжелоса, находящемся в этом штате, сильно загрязнена атмосфера выбросами главным образом нефтеочистительных заводов и выхлопными газами автотранспорта при крайне неблагоприятных для рассеивания аэрозолей орографических и метеорологических условиях (котловинное расположение при постоянных температурных инверсиях). Здесь появляются токсические туманы (смог), в основе возникновения которых лежат фотохимические реакции, происходящие под влиянием ультрафиолетовой радиации в системе сернистый ангидрид — олефины — окислы азота. В результате образуются озон, аэрозоль серной кислоты и другие соединения, в особенности такие, как пероксиацетилнитрат, затрудняющие дыхание и вызывающие слезотечение. Они же резко снижают прозрачность атмосферы, повреждают растительность, а также вызывают быструю порчу резины. Периоды явно выраженного смога продолжаются здесь около 60 дней в году, а температурные инверсии наблюдаются в среднем примерно в течение 262 дней (М. Катц).
В связи с этим с 1955 г. департамент здравоохранения Калифорнии ввел в практику систему дымовых тревог, целью которых является
«предотвратить чрезмерное накопление атмосферных загрязнений во избежание катастрофы, обусловленной токсическими концентрациями» (M. X. Мэррил). Эта система предусматривает нормирование предельно допустимых концентраций 4 ингредиентов (окись углерода, окислы азота, сернистый газ и озон) на трех последовательно повышающихся уровнях, а именно: 1) предостерегающая концентрация (Warning); 2) настораживающая концентрация (Alert); 3) опасная концентрация (Danger). Соответственно этому объявляются тревоги № 1, 2 или 3. если какой-либо из указанных 4 ингредиентов превышает установленные для него концентрации. Каковы же эти концентрации? Возьмем для сопоставления с нашими предельно допустимыми концентрациями первый, т. е. самый низкий уровень. Концентрация сернистого газа на этом уровне не должна превышать 3 частей на 1 млн., или 7,86 мг/м3, т. е. почти в 16 раз выше, чем по нашим нормативам. Концентрация окиси углерода не должна превышать 100 частей на 1 млн., или 120 мг/м3, т. е. в 20 раз выше, чем по нашим нормативам, и т. д.
Кроме системы дымовых тревог, с 1959 г. в Калифорнии установлены так называемые стандарты качества атмосферного воздуха (Standards of Air Quality) с поправками и дополнениями, принятыми в 1962 г. Эти показатели даются также для трех последовательно повышающихся уровней атмосферных загрязнений, при которых наступает та или иная степень вредного биологического воздействия вплоть до острых заболеваний и смертельного исхода. Так, согласно официальным фор мулировкам, первый, или «вредный», уровень (Aldverse level) характеризует такие концентрации, при которых «появляются раздражение органов чувств, повреждение растительности, уменьшение видимости и тому подобные эффекты»; второй, или «опасный», уровень (Serious level) характеризует такие концентрации, при которых «появляются нарушения функций организма и возможность возникновения хронических заболеваний»; третий — «аварийный, или катастрофический», уровень (Emergency level) характеризует такие концентрации, при которых «возможны острые заболевания или смерть отдельных лиц в чувствительных группах населения» (Дж. Голдсмит).
Калифорнийские стандарты качества атмосферного воздуха указы вают для 7 отдельных ингредиентов и 3 комплексов загрязняющих веществ те концентрации, которые являются достаточными для того, чтобы в течение 1 или 8 часов вызвать указанные выше вредные, опасные или катастрофические последствия. Из отдельных ингредиентов нормируются таким образом окись углерода, этилен, сероводород, сернистый газ, серная кислота, фтористый водород и свинец. К трем нормируемым комплексам загрязнений относятся так называемые фотохимические загрязнения, объединяющие углеводороды, двуокись азота, оксиданты, озон и фотохимические аэрозоли; пыль; канцерогенные вещества.
Указываемая данными стандартами степень загрязнения атмосферного воздуха составляет, например, для сернистого газа: на первом, или «вредном», уровне — 1 часть; на 1 млн. в течение 1 часа (2,62 мг/м3) или 0,3 части на 1 млн. в течение 8 часов (0,79 мг/м3) — «повреждение растительности»; на втором, или «опасном», уровне — 5 частей на 1 млн. в течение 1 часа (13,1 мг/м3) — «спазм бронхов у человека»; на третьем, или «катастрофическом», уровне — 10 частей на 1 млн. в течение 1 часа (26,20 мг/м3) — «тяжелое недомогание у человека». Таким образом, даже на самом начальном уровне загрязнения атмосферы «стандарты» указывают концентрации, вредные в биологическом отношении.
В другом крупном промышленном центре Калифорнии — Сан-Франциско — имеет место иная методика нормирования. Здесь в 1960 г. введена в практику таблица предельно допустимых концентраций сернистого ангидрида в зависимости от времени их воздействия (табл. 1).
Таблица 1
Максимально допустимые концентрации БЭ. в приемном слое воздуха в зависимости от времени воздействия. Округ по борьбе с загрязнением воздуха в районе залива
Сан-Франциско (США)
Концентрация БОг
Об цая продолжительность воздействия
на протяжении суток на протяжении месяца
иг/мг части на между одним в течение любого
1 млн. между восходом и следую гим между восходом период:! времени
и заходом солнца за ним другим и заходом солнца на протяжении
восходом солнца месяца
>4,43 >1.51 3 мин. 6 МИН. 1 час 2 часа
4.40 1.5 37 > 1 час 14 » 4 часа 24 мин. 8 часов 48 мин.
4.10 1.4 42 » 1 » 22 » 5 часов 06 » 10 » 12 >
3.81 1.3 44 » 1 » 26 » 5 » 54 » 11 » 48 »
3.52 1,2 48 » 1 > 36 » 6 » 54 » 13 > 48 »
3.22 1.1 53 » 1 » 46 » 8 » 18 » 16 » 36 »
2.93 1.0 1 час 2 часа 10 » 20 »
2.64 0.9 1 » 08 » 2 » 16 > 12 » 24 > 24 часа 48 »
2,34 0.8 1 » 20 » 2 » 40 » 15 » 36 » 31 » 12 »
2.05 0.7 1 » 40 » 3 э 20 » 20 » 24 > 40 » 48 »
1.76 0.6 2 част 4 » 27 » 48 > 55 » 36 »
1.46 0.5 2 » 40 > 5 часов 20 » 40 » 80 »
1.17 0.4 4 » 8 » 62 часа 30 » 125 »
0.83 0.3 8 часов 16 X 111 часов 222 часа
<0,59 <0,2 Без огранчений
Согласно этой таблице, не ограничивается продолжительность действия этого вещества только в концентрации менее 0,2 части на 1 млн. или 0,59 мг/нм3 (при нормальных условиях), что очень близко к максимальной разовой концентрации БОг, установленной в СССР. Все остальные фигурирующие в таблице концентрации сернистого ангидрида (от 0,88 до 4, 43 мг/нм3 и выше) рассматриваются как вредные, и продолжительность их действия ограничивается. По данным Ровзапо, таблица основана на наблюдениях над видимыми повреждениями высокочувствительных растений сернистым ангидридом. Поскольку в темное время суток растения менее чувствительны к такому воздействию, в этом случае допускается вдвое большая продолжительность экспозиции.
Среди других капиталистических государств подготовка к законодательному нормированию в области атмосферных загрязнений проведена только в ФРГ. Здесь «Комиссия по поддержанию чистоты атмос-
Таблица 2
Проект предельно допустимых концентраций атмосферных загрязнений в ФРГ
Вещество Предельно допустим ) концентрация (в мг/мя)
максимальная разовая среднесуточная
Сернистый газ........... 0,75 1 раз в течение 30 мин. за 0,4
2 часа
Окислы азота (в пересчете на N0^) 2,0 не более 3 раз в сутки по 1,0
полчаса
0,6 не более 3 раз в сутки по 0,3
полчаса
Соляная кислота.......... 1,4 1 р 13 в течение 30 мин. за 0,7
2 часа
2,6 1 р!3 в течение 20 мин. за 1,3
2 часа
Сероводород............ 0,3 не более 3 раз в сутки за 0.15
полчаса
5 Гигиена и санитария, № 1
81
ферного воздуха» (Reinhaltung der Luft Kommission) при Объединении немецких инженеров разработала проект предельно допустимых концентраций для 6 ингредиентов (табл. 2), который представил проф. Heller.
Оценивая эффект вредного действия вещества по величине произведения его концентрации С на время воздействия Т, Kettner получает величины, характеризующие предельно допустимые концентрации сернистого ангидрида в различных странах (табл. 3).
Как видно из табл. 3, Kettner
Таблица 3 Эффект действия предельно допустимых концентраций S02
также получает для сернистого ангидрида превышение эффекта действия предельно допустимой концентрации, установленной в США, более чем в 16 раз по сравнению с нормативом, принятым в СССР. В ФРГ эта величина в 2раза больше, но по другим ингредиентам разница значительно возрастает. Так, для хлористого водорода максимальная разовая концентрация у нас составляет 0,05 мг/м3, в то же время в ФРГ она равна 1,4 мг/м3, т. е. в 28 раз выше; предполагаемая среднесуточная концентрация этого вещества в ФРГ составляет 0,7 мг/м3 против 0,015 мг/м3 в СССР, т. е. в 46 раз выше.
Следовательно, в США и ФРГ существует принципиально иной подход к нормированию предельно допустимого содержания вредных веществ в атмосферном воздухе. Комитет по проблеме атмосферных загрязнений при Амери-
Таблица 4 Проект предельно допустимых концентраций атмосферных загрязнений в Польской Народной Республике
Страна Предельно допустимая концентрация (в мг/м') С Время воздействия (в мин.) Г Эффект действия СхТ
СССР...... 0,5 20 г 10
ФРГ....... 0,75 30 . 22,5
США (Сан-Фран-
циско) ..... 4,4 37 '162,8
канскои медицинскои ассоциации формулирует этот подход следующим образом: «Загрязнение атмосферного воздуха должно быть снижено до такого уровня, который может быть достигнут в результате применения современных научных знаний и технологии и который обеспечивает равновесие между правом промышленности на необходимое производство и предъявляемыми населением требованиями приемлемых условий окружающей среды» (Мак-Кейб).
Как видим, здесь речь идет не о гигиенических требованиях, а о тех нической достижимости приемлемых условий воздушной среды. В про тивоположность этому, как справедливо указал в своем докладе проф Хэш (Гаага), в СССР «ставят себе целью отнюдь не попытки достиже ния компромисса, а установление абсолютных гигиенических норм»
Проект предельно допустимых концентраций атмосферных загряз нений разработанный в Польской Народной Республике, был представ лен в докладе проф. Юста (Варшава). Этот проект приведен в табл.4
Загрязняющее вещество Формула Концентрация (в мг/м') сред- I разо-няя за 1 вая за 24 часа 20 мин.
Сернистый газ....... SOo 0,3 0,9
Серная кислота ...... h.so4 0,1 0,3
Окислы азота....... 0.2 0,6
Сероводород ........ H.,S 0.02 0,06
Сероуглерод ........ CS» 0,015 0,045
Пыль нетоксическая (части-
цы<50 мк)....... — 0,2 0,6
Выпадающпя пыль
(300 т/кмЧгод) . . . .
Таким образом, для 6 веществ, включенных в проект, предусмотрены значительно повышенные но сравнению с советскими нормативами величины предельно допустимого содержания вредных веществ в воздухе. Для сероводорода, например, максимальная разовая концентрация в 7'/г раз больше, чем в СССР, а среднесуточная — в 2Чг раза. Запланированные концентрации других веществ также в Р/з—2 раза выше, чем в СССР. К сожалению, в докладе проф. Юста не было приведено критериев, обосновывающих эти показатели.
Интересные данные о фотохимическом загрязнении атмосферного воздуха привел в своем докладе проф. ЛШсШоп (Калифорния). Образующиеся при этом токсические вещества вызывают разнообразные повреждения растительности, причем, за исключением этилена, все прочие углеводороды, участвующие в фотолизе с двуокисью азота, оказывают вредное действие на растения лишь в концентрациях выше 100 частей на 1 млн. Двуокись азота, являющаяся инициатором фотохимической реакции углеводородов в присутствии солнечного света, вызывает острые симптомы, сходные с поражением растительности сернистым ангидридом, при воздействии не менее 4 часов в концентрации около 5 частей на 1 млн. (9,405 мг/м3). Подавление роста и хронические эффекты наблюдаются у чувствительных растений при воздействии двуокиси азота в течение 2 недель в концентрации 0,2 части на 1 млн. (0,376 мг/м3) при определенных условиях роста.
Наиболее вредными для растений веществами, образующимися в результате фотолиза N02 и углеводородов в атмосферном воздухе, являются озон и оксиданты. Среди последних особенно важное значение имеют перокснацетилнитраты, идентифицированные в настоящее
ты указывают на наименьшую токеичность первого соединения (PAN): его вредное действие на растительность проявляется после 2 часов экспозиции в концентрации 0,025 части на 1 млн. Такая же концентрация PPN вызывает тот же эффект уже за Va часа, a PBN — за 'Д часа. Кроме повреждения растительности, при фотохимическом загрязнении атмосферы наблюдается снижение видимости и раздражение глаз (слезотечение) .
После оживленной дискуссии симпозиумом было принято предложение проф. В. А. Рязанова о создании единой шкалы стандартов качества атмосферного воздуха путем объединения советских нормативов с американскими. Таким образом, впервые устанавливается международная шкала атмосферных загрязнений, состоящая из следующих 4 уровней.
Уровень I. Концентрации и продолжительность экспозиции, при которых и ниже которых, согласно современным знаниям, не наблюдается ни прямых, ни косвенных эффектов действия атмосферных загрязнений, включая рефлекторные и защитно-приспособительные реакции.
Уровень II. Концентрации и продолжительность экспозиции, при которых и выше которых появляется раздражение органов чувств, вредное влияние на растительность, понижение видимости или какое-либо другое неблагоприятное воздействие на внешнюю среду.
Уровень III. Концентрации и продолжительность экспозиции-, при которых и выше которых наблюдаются нарушение жизненных физиологических функций либо такие изменения, которые могут привести к
в* 83
время в виде трех видов соединений: пероксиаце
dno2
'1
отметил проф. Middlton, опы-
хроническим заболеваниям или к сокращению продолжительности жизни.
Уровень IV. Концентрации и продолжительность экспозиции, при которых и выше которых возможны острые заболевания или смертные случаи в чувствительных группах населения.
В резолюции симпозиума указывается, что государства должны стремиться к снижению атмосферных загрязнений до уровня I, характеризующегося отсутствием биологических эффектов, соответствующего в СССР и некоторых других странах предельно допустимым концентрациям атмосферных загрязнений.
В случае невозможности достижения этого уровня по техническим причинам отступления от него могут быть допущены временно, на определенный срок.
Что касается конкретных величин предельно допустимых концентраций, установленных в разных странах для отдельных веществ, то по этому вопросу решено организовать специальную комиссию или рабочую группу для рассмотрения материалов научных исследований.
Поддержку на симпозиуме, в особенности со стороны экспертов США (м-ра Макензи и д-ра Голдсмита), а также видного французского токсиколога проф. Трюо, получило и предложение проф. В. А. Рязанова, вошедшее в резолюцию симпозиума, о необходимости всемерного развития микротоксикологических исследований. В отношении качества наиболее адекватных методов, позволяющих обнаружить самую раннюю реакцию организма на воздействие чрезвычайно малых концентраций веществ, симпозиум рекомендовал применять те наиболее тонкие физиологические, биохимические, клинические и другие тесты, которые до сих пор не использовались с этой целью на Западе, но получили большое развитие в работах по изучению биологического действия атмосферных загрязнений в СССР.
Симпозиум разработал рекомендации по вопросу о направлении медицинских исследований влияния атмосферных загрязнений на здоровье населения и дальнейшей разработке критериев и стандартов качества атмосферного воздуха населенных мест. Указано, в частности, что эпидемиологические, клинические и лабрраторные исследования и экспериментальные исследования на людях и животных должны проводиться по единому координированному плану. Рекомендуется проведение исследований, направленных на проверку гипотезы о возможности возникновения хронических заболеваний в результате часто повторяющихся существенных нарушений некоторых функций организма. Для проведения таких работ предложены метод продолжительных эпидемиологических исследований с использованием чувствительных биохимических и физиологических методов обнаружения реакций организма на действие атмосферных загрязнений, а также опыты по продолжительной затравке животных с использованием для этого животных с физическими дефектами, инфицированных либо подвергнутых стрессу.
Участники симпозиума отметили также необходимость дальнейшего развертывания научных исследований по вопросу о механизме возникновения фиброзной реакции в легких под влиянием атмосферных загрязнений, изучения реакции слизистой оболочки дыхательных путей, цилиарной активности и т. д. Обращено внимание гигиенистов на изучение мутагенного и канцерогенного действия атмосферных загрязнений, иммунологических и аллергических реакций.
Симпозиум указал на необходимость уделить особое внимание изучению новых синтетических химических веществ, становящихся загрязнителями атмосферы в результате выбросов их промышленными предприятиями либо при их использовании в быту, например, в качестве дезинфекционных средств. Подчеркивается весьма важное значение стандартизации методов отбора проб и лабораторного исследования
атмосферных загрязнений. Приняты также решения об улучшении международной координации исследований по данной проблеме в рамках ВОЗ, усилении взаимных контактов (обмен научными работниками, литературой, устройство выставок аппаратуры и оборудования, организация симпозиумов, семинаров и т. п.).
Подводя итоги симпозиума, можно с полным правом отметить, что достижения советской гигиены воздуха находились в центре внимания участников этого международного совещания. Советские эксперты были выдвинуты в состав комиссии по подготовке резолюции по главному вопросу — о стандартах и критериях оценки качества атмосферного воздуха населенных мест, причем все принципиальные предложения советской делегации были приняты и вошли в общую резолюцию или доклад симпозиума. Работа симпозиума проходила в спокойной, деловой обстановке, в условиях широкой и свободной дискуссии по всем вопросам и весьма внимательного, дружелюбного отношения к представителям СССР со стороны президиума симпозиума (проф. Бонневи, м-р Макензи, м-р Паванелло), руководителей сектора оздоровления внешней среды ВОЗ и ученых других государств.
ЛИТЕРАТУРА
Рязнов В. А. Санитарная охрана атмосферного воздуха. М., 1954. — Голд-смит Дж. Р. Гиг. сан., 1963, № 2, стр. 77. — Heimann Н (Хейман X.) В кн.: Загрязнение атмосферного воздуха. Женева, 1962, стр. 171.—К atz М. (Катц М.) Р. кн.: Загрязнение атмосферного воздуха. Женева, 1962, стр. 105. — Мэр рил М. X. Гиг. и сан., 1957, № 11, стр. 99—Kettne г Н., Staub, 1961, Bd. 21, S. 527.
Поступила I5/VX 1964 г.
ОПЕЧАТКИ
В статье В. А. Лутова «Гигиена и санитария», №11 — 1964 г. перепутаны иллюстрации.
Схема на стр. 118 соответствует подписи рис. 2 на стр. 119, а фото на стр. 119 соответствует подписи рис. 1 на стр. 118.
