CC BY
16
25 мл воздуха. Погрешность анализа не превышает ±15%. Определение хлорспиртов можно проводить в присутствии изобутилена.
Литература
1. Смоляр Н. Я. // Гиг. и сан,— 1990,—№ 2,— С. 69.
Поступила 17.04.90
Дискуссии и отклики читателей
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1991 УДК 614.7-07
Л. П. Яничкин, Н. В. Королева, В. В. Пак О ПРИМЕНЕНИИ ИНДЕКСА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ
Среднеазиатский региональный научно-исследовательский гидрометеорологический институт им. В. А. Бугаева, Ташкент
Одним из важнейших методологических вопросов экологии является оценка состояния объектов природной среды. В настоящее время известно немало различных подходов и показателей, применяемых для оценки загрязненности атмосферного воздуха, поверхностных вод и почв. В частности, в работах М. А. Ипнигина и соавт. [5—8) показано, что при оценке суммарного загрязнения атмосферного воздуха следует учитывать класс опасности вредных веществ, кратность превышения ПДК примеси, время осреднения фактических концентраций и ПДК, характер комбинированного действия веществ, совместно присутствующих в воздухе. Однако указанные положения в неравной мере учитываются различными моделями индекса загрязнения атмосферы (ИЗА), предложенными Ю. М. Жаворонковым, К. Н. Буштуевой [3]. Одна из этих моделей широко применяется в СССР Общегосударственной системой наблюдений и контроля за загрязнением атмосферы (ОГСНКА) [1,2]:
т
иза=/^= 2 /„ (П
где /,■ — частные (единичные) значения индекса для »'-ой примеси; и ПДК^ — среднегодовая фактическая концентрация и среднесуточная ПДК (-ой примеси; с(={ 1,7, 1,3, 1,0, 0,9} —показатели степени, используемые для приведения нормированных концентраций веществ I, II и IV классов опасности к изоэффективной концентрации вещества III класса опасности.
Целью данной работы являются анализ сущности и практики применения ИЗА, обоснование предложений по его усовершенствованию.
В основе рассматриваемой модели ИЗА лежат следующие предположения [3]: действие отдельной примеси (или группы суммации) обнаруживается при любых q>0, зависит от класса опасности примеси, является аддитивной величиной и сзязано с концентрацией степенной зависимостью. Частные ИЗА рекомендовано использовать для сравнения уровней загрязнения воздуха за разные временные интервалы (месяц, год), в различных районах и по городу в целом, в различных городах и за разные годы [1, 2]. По величинам ИЗА можно- судить о приоритетности загрязняющих веществ в каждом районе и в городе в целом. Комплексный ИЗА используют для тех же целей, что и частный ИЗА, а также для определения городов с высоким загрязнением атмосферного воздуха [1, 2]. Кроме того, оценки суммарного загрязнения атмосферы, по мнению Э. Ю. Безуглой [1], дают возможность обоснованно планиро-
вать воздухоохранные мероприятия и распределять капиталовложения.
Однако используемому ОГСНКА комплексному ИЗА присущ ряд недостатков. Во-первых, предположение о вредном воздействии на человека любого количества примеси неверно. В соответствии с определением ПДК [6, 8] — при <?<ПДК загрязняющие примеси независимо от класса опасности не оказывают вредного воздействия на человека. Во-вторых, если вследствие комбинированного действия эффект отдельных веществ при <?^ПДК должен быть учтен, то нормированную концентрацию не следует возводить в степень. Действительно, для веществ I и II классов опасности с;>1. При ^сПДК« возведение дробного числа в степень больше единицы приводит к уменьшению частного индекса по сравнению с исходными значениями дроби д/ПДК«.. В-третьих, с санитарно-гигнени-ческой точки зрения не обосновано механическое суммирование 5 (или т) наибольших значений 1-г Об этом высказала замечание Э. Ю. Безуглая [1], но оно не получило дальнейшего развития. Комплексный ИЗА должен формироваться с учетом реального комбинированного действия вредных веществ. В-четвертых, требование соблюдения равенства т|=т2, т. е. одинакового числа рассматриваемых вредных примесей, при сравнении Ьт\ для различных районов, городов и периодов приводит к потере части информации, затрудняет интерпретацию результатов сравнения. Например, типична ситуация, когда для большинства примесей 9<ПДКСС, а для сдной или нескольких 1?>ПДКсС или даже (^ПДКсс, но 1(т)<т. Из-за отмеченных недостатков 1(1п) в принятом виде (1) и (2) непригоден, по нашему мнению, для определения городов с повышенным уровнем загрязнения атмосферы, для изучения связи между состоянием здоровья населения и уровнем загрязнения воздуха.
Наши предложения по усовершенствованию применяемого ИЗА предусматривают более полный учет результатов экспериментальных исследований [5—8]. Так, ввиду отсутствия значений для других периодов осреднения концентраций (кроме среднегодовых) мы решили восполнить пробел, используя номограммы из [5]. Условие изоэффективности нормированных концентраций мы выразили соотношением
= = = (3)
где /С^й/ПДКсс,-; с; — показатели степеней, позволяющие фактическую концентрацию каждого вещества К,- трансформировать в изоэффективную концентрацию вещества III класса опасности; /= I, IV — номер класса опасности вредной примеси; i — номер вредной примеси.
Таблица 1
Значения показателей степени с,-
Период осреднения концентрации Класс опасности вредной примеси
1 11 ill IV
20—30 мин 1,36 1,08 1,00* 0,95
24 ч 1,37 1,11 1,00 0,93
1 мес 1,56 1,16 1,00 0,91
1 год 2,35 1,28 1,00 0,87
* Кроме того, независимо от класса опасности вещества
с,= 1,00, если <7<ПДКСС.
Приняв с3= I и логарифмируя каждую из частей соотношения (3), получили:
In К3 In К,
(4)
Далее, используя семейства прямых на номограмме из (5], для каждого периода осреднения нашли наиболее вероятные значения с-г представленные в табл. 1.
Из табл. 1 видно, что относительная степень вредного воздействия веществ I и II классов опасности при прочих равных условиях нарастает с увеличением периода осреднения, причем особенно резко в первом случае. Вредное воздействие веществ IV класса опасности, напротив, с увеличением периода осреднения концентраций несколько понижается.
Полученные нами значения показателей с(- для среднегодовых концентраций близки с приведенными в работе [3]: 2,36, 1,26, 1,00, 0,86. Однако показатель Су, полученный нами и в [3], существенно презышает значение, принятое в системе Госкомгидромета СССР [1, 2]. Это ждет своего разъяснения.
С помощью упомянутых номограмм мы определили также пороговые значения ИЗА, разделяющие загрязнение воздуха на чрезвычайно опасное, опасное, настораживающее и допустимое (табл. 2). Как видно из табл. 2, по мере увеличения времени осреднения концентраций граничные значения ИЗА понижаются. Так, содержание примеси считается настораживающим, если максимальное значение разовой концентрации находится в пределах от I до 59,9 ПДК. Для максимальных значений среднесуточной, среднемесячной и среднегодовой нормированных концентраций верхний порог настораживающего уровня загрязнения соответственно снижается до 23,9, 9,9 и 3,9 ПДК. Опасным считается максимальное содержание примесей: на уровне 60—219,9 ПДК — для разовых проб, 24— 99,9 ПДК — для среднесуточных, 10—39,9 ПДК — для среднемесячных и 4—16,9 ПДК —для среднегодовых концентраций. Наконец, загрязнение воздуха становится чрезвычайно опасным соответственно возрастающему периоду осреднения при
Таблица 2
Пороговые значения ИЗА"
Загрязнение Период осреднения фактических концентраций
20—30 мин 24 ч 1 мес 1 год
Чрезвычайно опасное <200 <100 <40 <17
Опасное <60 <24 <10 <4
Настораживающее >60 >24 >10 >4
Допустимое <1 <1 <1 <1
40.0 43,9 43,7 39,5 38,8 39,4
53,4 39,6 43,6 55,7
щ Щ,
ш Ш & ш 52,8 ©ц
ш Ш ш
ж ш т ш
50,7 Ш 'Ш, ш ■ЮЗ,9, щ,
41,8 45.3 59,0 53,5 45.2 434
24.1 26.7 26,1 23,9 25,2 26.1
26,6 32.2 23.3 27,0 38,8
44,7 52,2 33,7
36.2 40,7 51,7 57,5 31,9 49,8
36,4 48,9 Щ
56,9 56,5 59,1 Ш 55,3
31,1 56,4 Ш, Ж ■68,3;
28,9 31,7 40.7 36,3 32,3 31.8
Распределение величин комплексного ИЗА, вычисленного без учета (а) и с учетом (5) комбинированного действия примесей.
Пояснения в тексте.
содержании примесей 220, 100, 40, 17 ПДК и выше. На наш взгляд, приведенные в табл. 2 пороговые значения ИЗА должны использоваться при оценке загрязнения атмосферного воздуха, а опасное и чрезвычайно опасное загрязнение для любого периода осреднения концентраций следует квалифицировать как опасное и особо опасное явление.
Важнейшим условием корректного применения частных и комплексных ИЗА является соответствие между назначением показателя и способом его вычисления. В качестве санитарно-гигиенического критерия, но нашему мнению, должны использоваться частные ИЗА (/,) и лишь для групп веществ с комбинированным действием — комплексные ИЗА (!(„)). Уровень загрязнения атмосферы должен характеризоваться наибольшей величиной ¡¡Остах)- Этой же величиной следует пользоваться вместо комплексного ИЗА, вычисляемого по [1, 2]. При вычислении ИЗА из !,т\ следует исключить значения частных /,■ для веществ, которые не входят в группы с комбинированным действием и одновременно имеют -'/</утах. Тогда известный перечень 68 городов с высоким загрязнением воздуха был бы, несомненно, короче.
Ряд задач по охране атмосферного воздуха (установление норм предельно допустимых выбросов, планирование возду-хоохранных мероприятий, размещение предприятий, выбор технологии и т. д.) решается на базе расчетных концентраций вредных веществ, определяемых по [4]. При этом, как справедливо отмечено в [9], класс опасности вредных веществ не учитывается. Принимаемые решения можно считать обоснованными лишь при использовании /,тах.
Оставляя приоритет за ИЗА как показателем опасности загрязненного воздуха для здоровья и работоспособности людей, целесообразно сохранить и комплексный ИЗА U(m))-вычисляемый по (1). Это дополнительная характеристика многокомпонентного загрязнения атмосферы, например, для относительного сравнения загрязненности воздуха в различных районах города или в городе в целом за различные периоды, для ориентировочной оценки эффективности проведенных мероприятий. В таком качестве мы использовали комплексный ИЗА при разработке раздела по охране атмосферного воздуха для проекта генерального плана Ташкента. В результате расчета рассеивания 13 вредных веществ были получены поля максимальных концентраций индивидуальных примесей и групп суммации. Максимальные концентрации в узлах расчетной сетки выражены в долях разовой ПДК (<7Ы). Для вычисления частных ИЗА по (2) указанные концентрации были выражены в долях среднесуточной ПДК по формуле:
gM.-ПДКр,-ПДКсс,- ■
(5)
* Цифры соответствуют приведенным (<7,./ПДКсс,)с/.
значениям
По аналогии с принятой методикой вычисления комплексного ИЗА [1, 2], используя значения Су из табл. 1, мы получили набор значений /(13) для каждого квадратного километра Ташкента. На рисунке (а) показано распределение значений /,13) на одном из самых неблагополучных участков города. Пустые квадраты соответствуют площадкам промышленных предприятий. Заштрихованы квадраты, для которых величина /(13) превысила 60. Это зона опасного загрязнения. Она со-
ставляет 52,5 % площади жилой застройки на рассматриваемом участке. На рисунке (б) для сравнения показана та же ситуация, но ИЗА рассчитаны с учетом наших замечаний. В данном случае наибольшее значение /,• тах получено для группы суммации, состоящей из диоксида азота, сернистого ангидрида, оксида углерода, фенола. Зона опасного загрязнения сократилась с 52,5 до 15 %.
Таким образом, мы показали, что применяемый в настоящее время ОГСНКА комплексный индекс загрязнения атмосферы вычисляется с ошибками. При фсПДК,.,./ нормированная концентрация не должна возводиться в степень (су= = 1,00). Комплексный кндекс 1(т) следует формировать из /,• с учетом реального комбинированного действия вредных веществ, а не автоматическим суммированием. При независимом действии вредных веществ в качестве гигиенической оценки состояния атмосферы мы предлагаем использовать наибольший частный ИЗА /, тах. При комбинированном действии группу соответствующих примесей мы рассматриваем как одно условное вредное вещество и вычисляемый для нее комплексный индекс учитывается наряду с частными /; остальных веществ. Определены и предложены для использования при оценке загрязнения атмосферного воздуха пороговые значения ИЗА, характеризующие переход из одного состояния в другое для 4 периодов осреднения концентраций. При этом становится возможной обоснованная квалификация уровня загрязнения атмосферы как опасного или особо опасного явления не только по разовым наблюдениям, но и по среднесуточным, средне-
РЕДАКЦИОННЫЯ СОВЕТ:
месячным и среднегодовым концентрациям. Оценены наиболее вероятные значения Су для расчета частных ИЗА по разовым, среднесуточным, среднемесячным и среднегодовым концентрациям веществ I—IV классов опасности. Предложены варианты использовакия комплексного ИЗА преимущественно как вспомогательного показателя.
Литература
1. Безуглая Э. Ю. Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в городах.—Л., 1986.
2. Временная методика. Расчет комплексного индекса загрязнения атмосферы (ИЗА) на основе данных наблюдений.— М., 1988.
3. Жаворонков Ю. М., Буштуева К. А. // Гиг. и сан.— 1983,— № 6,- С. 7—9.
4. ОНД—86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий.— Л., 1987.
5. Пинигин М. А. // Санитарная охрана атмосферного воздуха городов.— М, 1976.— С. 15—17.
6. Пинигин М. А., Скворцова Н. Н. // Мониторинг состояния окружающей природной среды.—Л., 1977.— С. 216—221.
7. Пинигин М. А. // Гиг. и сан,— 1985.—№ 1,—С. 66—69.
8. Сидоренко Г. И., Пинигин М. А. // Всесторонний анализ окружающей природной среды.— Л., 1976.— С. 119—128.
9. Столяр А. М. // Гиг. и сан,— 1983,— № 8.— С. 53—54.
Поступила 04.06.90
Абдушелишвили Г. В. (Тбилиси), Амрин К. Р. (Алма-Ата), Бакалян П. А. (Ереван), Бите А. П. (Вильнюс). Боков А. Н. (Ростов-на-Дону), Воронцов М. П. (Харьков), Габович Р. Д. (Киев), Гончарук Е. И. (Киев), Горбачев Е. М., (Новосибирск), Грушко Я■ М. (Иркутск), Искандаров Т. И. (Ташкент). Калоянова С. (София), Квартовкина Л. К. (Волгоград), Линдберг 3. Я■ (Рига), Мамедов А. М. (Баку), Маметалиев Б. С. (Бишкек), Николов С. X. (Краснодар), Павлов А. В. (Киев), Перелыгин В. М. (Москва), Рамзаев П. В. (Ленинград), Ролл Д. (США), Рудь Г. Г. (Кишинев), Русяев П. П. (Минск), Сардаров А. Н. (Ашхабад), Селюжицкий Г. В. (Ленинград), Силла Р. В. (Таллинн). Сымон Карел (Прага), Хорн К. (Берлин), Штанников Е. В. (Саратов), Юст Ян (Варшава)
СПОНСОРЫ ЖУРНАЛА:
Институт биофизики Минздрава СССР, Москва
Киевский медицинский институт им. А. А. Богомольца
Ленинградский санитарно-гигиенический медицинский институт
Московская медицинская академия им. И. М. Сеченова
НИИ гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР, Москва
Узбекский НИИ санитарии, гигиены и профзаболеваний, Ташкент
Редактор Л. Ф. Громова. Художественный редактор М. Б. Белякова
Технический редактор Е. В. Колесникова. Корректор Л. П. Тарарина.
Сдано 1) набор 03.09.91. Подписано в печать 04.10.91. Формат 84Х 1081 /1 б. Печать офсетная. Усл. печ. л. 10 08 Усл. кр. отт. 11,76. Уч. нзд. л. 11,84. Тир9650 Заказ 1420. Цена 1 руб.
Ордена трудового Красного Знамени Издательство «Медицина» Москва 101000. Петроверигский пер. 6/8 Ордена Трудового Красного Знамени Чеховский полиграфический комбинат Государственной ассоциации предприятий, объединений и организаций полиграфической промышленности «АСПОЛ» 142300, г. Чехов Московской области
