CC BY
3
^
УДК 614.71 /.73:613.155.3(049.2)
Ж А. Стырикович, А. К. Внуков
О ПРОЕКТЕ «МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ ПО ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ АТМОСФЕРНОГО
ВОЗДУХА»1
В настоящее время гигиеническим нормированием охвачено около 600 токсичных газов и аэрозолей. Известно, что 95 % общих выбросов в атмосферный воздух приходится на оксиды серы, азота, углерода и нетоксичную пыль, которые в дальнейшем будет именовать просто оксидами. Еще 3—4 % составляют соединения серы, галогены, фенол, аммиак и несколько других соединений [5].
Подавляющее большинство нормируемых соединений дает менее 1 % валовой массы всех токсичных выбросов. В дальнейшем мы будем именовать эти соединения малотоннажными.
В пределах каждого города оксиды образуются главным образом при сжигании топлива в многочисленных промышленных установках и транспортных двигателях. Малотоннажные соединения проникают в атмосферу в результате несовершенства технологии, негерметичности оборудования и оплошностей персонала.
Содержание оксидов в атмосфере городов измеряется и анализируется разветвленной сетью системы мониторинга Госкомгидромета СССР. Большинство малотоннажных соединений контролируется мобильными установками санэпид-службы Минздрава СССР.
Существенно то, что наносимый оксидами и малотоннажными выбросами экологический ущерб, а также затраты на устранение этих выбросов соотносятся так же, как и их массы. Иными словами, устранение оксидов на два порядка дороже устранения малотоннажных выбросов.
Думается, что столь различная экологическая и экономическая роль много- и малотоннажных соединений не может не отразиться на методах разработки, структуре и правилах применения соответствующих ПДК. Как и другие стандарты контроля качества воздуха, ПДК должны быть увязаны с четко регламентируемой методикой репрезентативной выборки параметров контролируемого объекта. Рассмотрим этот вопрос применительно к оксидам, яв-
1 Отзыв на заключение рабочей группы по проекту «Методических указаний по гигиеническому обоснованию предельно допустимых концентраций атмосферных загрязнений» от 27—30 мая 1986 г.— Гиг. и сан., 1987.— № 1. —с. 70—73.
ляющимся главными загрязнителями воздуха большинства городов.
Как показали исследования специалистов в области физики атмосферы, концентрации оксидов изменяются в очень широких пределах и носят вероятностный характер, подчиняясь, как правило, логнормальному закону распределения [1]. Математическая статистика исчерпывающе характеризует такие массивы математическим ожиданием (средним арифметическим за год) ССг и дисперсией а.
Не вдаваясь в общеизвестные математические тонкости, напомним, что единичные значения концентраций тем выше, чем реже они наблюдаются. Теоретически даже в самом благополучном городе единичные концентрации могут достигать и реально достигают очень высоких значений, в связи с чем нормирование любого уровня концентраций как абсолютного предела физически и математически некорректно. Именно поэтому Госкомгидрометом СССР было введено понятие фоновой концентрации (Сф), т. е. такого уровня разовых концентраций, который превышается, но не чаще чем в 5% случаев [2].
В согласованных с Минздравом СССР «Временных указаниях» [3] фоновые концентрации сопоставляются с максимальной разовой предельно допустимой концентрацией (ПДМм.Р), т. е. положение считается нормальным, если Сф (Р = 5 % ) <ПДКм.Р [6]. Терминологически это [2, 3] подразумевает равнозначность понятий фоновой и максимальной разовой концентраций.
Пятипроцентный квантиль есть результат договоренности двух ведомств, вытекающий из многолетней практики мониторинга. С таким же успехом можно было ввести и 1—2 % квантиль превышения. При этом фоновые (разовые) концентрации возросли бы в 2—3 раза. Таким образом, тезис рабочей группы о том, что «принципиально неверным является допущение возможности превышения ПДК», противоречит природе поведения концентраций оксидов и ранее принятым принципиально верным решениям двух ведомств.
Однако все не так просто. Возражения против «разрешения» превышать ПДКм.р в 5 % или любом другом проценте случаев исходит из
справедливого опасения, что это сделает безнаказанными любые залповые выбросы. Гарантией против залпа является сама природа образования оксидов в результате сжигания топлива на десятках тысяч разнообразных (от автомобиля до ТЭЦ) топливоиспользующих установок, совокупность которых определяется объективными статистическими законами и исключает залп, подобно тому как невозможно представить, что в какой-то момент времени все машины города окажутся в состоянии движения. По своей природе залпы не свойственны оксидам, но типичны для малотоннажных выбросов.
Нормирование Сф и Ссг обеспечило бы требуемый рабочей группой учет неравномерно-стей концентраций, однако при условии, что соответствующие максимальные разовые и среднегодовые ПДК опираются на единые ре-зорбтивные реакции. Поскольку, однако, ПДКм.р базируется на рефлекторных реакциях, а ПДКсг — на резорбтивных, единство нормирования нарушается.
Введение и подсчет среднесуточной (Ссс) и среднемесячной (Ссм) концентраций и соответствующих им ПДК, опирающихся на резорб-тивные реакции, являются наиболее совершенным способом недопущения опасных для здоровья повышений концентраций вредных веществ. При этом, согласно законам математической статистики, осредненные концентрации могут достигать ПДКСМ только на протяжении одного календарного месяца, а ПДКСС — одних или нескольких разрозненных суток (в течение одного года).
Попытка упростить контроль и ограничиться на практике только одним значением ПДКм.р чревата серьезными последствиями. Был выполнен анализ состояния атмосферы десятков крупных городов. Фоновые концентрации оксида серы в этих городах оказались вдвое ниже ПДКм.р, что в соответствии с действующими правилами разрешает наращивание выбросов оксидов серы. Вместе с тем среднегодовые концентрации этого же оксида оказались значительно выше ПДКсс- Таким образом, контроль и соблюдение норматива только по одной ПДКм.р не обеспечил выполнения более весомого, на наш взгляд, гигиенического показателя ПДКсс.
Иначе складывается загрязнение атмосферы малотоннажными технологическими выбросами. Воздействие отдельных соединений распространяется на ограниченное число городов, в каждом из которых имеется ограниченное количество соответствующих источников. Высоты выбросов, как правило, невелики. Нарушение технологии и разгерметизация оборудования сопровождаются залповыми выбросами с резким возрастанием концентрации. Если применительно к оксидам выявление виновников загрязнения требует специальных исследований
и эти источники многочисленны, малотоннажный источник, как правило, специфичен и поэтому очевиден. В этой ситуации согласиться с даже минимальным квантилем превышения ПДКм.р означало бы допустить экологическую вседозволенность с самыми тяжелыми последствиями. Печальным примером сказанного служит история Музея-усадьбы Ясная Поляна. Очевидно, что применение ПДК длительных периодов осреднения, как справедливо констатирует рабочая группа, послужило бы в этих случаях только ширмой, благопристойным прикрытием фактически неблагоприятной ситуации.
Таким образом, с позиций спецификации объекта контроля вопрос о допустимости превышения ПДКм.р и числе ПДК разных периодов осреднения не имеет однозначного ответа. Только предварительное изучение технологии объекта может дать ответ на вопрос, по каким ПДК наиболее целесообразно вести контроль, как и какие средства наблюдения должны быть для этого предусмотрены.
Еще раз вернемся к вопросу об осредненных концентрациях многотоннажных выбросов. В силу законов распределения максимальные концентрации различной длительности осреднения имеют довольно устойчивое соотношение [4]:
См.р • Ссс * Ссм I С
сс
см
сг
6:3: 1,6: I2.
Для единичных источников оксидов (ТЭЦ, медеплавильный завод и т. д.) и высоких малотоннажных выбросов постоянного расхода действуют аналогичные соотношения, но с размахом в 4—5 раз больше.
Когда вопрос заходит о ПДК тех же периодов осреднения, отношение ПДКм.р : ПДКсс * ПДКсг есть отношение гигиенически безопасных верхних уровней концентраций, полученных по рефлекторным и резорбтивным реакциям. Необходимо подчеркнуть, что все четыре уровня ПДК определяются только гигиеническими критериями и связывать их с таковыми же соотношениями фактических концентраций в атмосфере нет никаких оснований. Не гигиенисты должны учитывать особенности техники, а хозяйственники организовывать технологию в соответствии с гигиеническими требованиями.
В основу методики биологических исследований в рассматриваемых «Методических указаниях» положено вряд ли вызывающее возражение утверждение, что чем выше действующая концентрация, тем раньше наступает эффект3. Авторы «Указаний» аппроксимировали эту зависимость показательной функцией,
2 См.р — Сф.
3 Данное положение Габера.
учтено в известной константе
еще в XIX веке предложенной Парето и эффективно используемой в экономике, социологии и биологии. Как и всякая аппроксимация, это не математическая модель исследуемого процесса, а всего лишь приближенное отражение его поведения в ограниченном интервале параметров. И, конечно, правы участники рабочей группы, считая, что «экспозиция на уровне воздействия малой интенсивности» формулой не охватывается. Трудно себе представить правомерность экстраполяции методических подходов, изложенных в «Указаниях», и на 20-минутные периоды. Скорее всего чисто установочный характер носит введение такого показателя, как «эффект с вероятностью 84 %», о чем будет сказано ниже.
Широкий интервал ольфакторной чувствительности реципиентов описывается с использованием метода пробит-анализа. По-видимому, группа реципиентов должна быть репрезентативна к популяции в возрастном, социальном и других аспектах. Чем многочисленнее и репрезентативнее экспериментальная группа, тем вероятнее снижение порога чувствительности по самому восприимчивому индивидууму. А раз так, то не исключено, что мы будем вынуждены согласиться с объективной неизбежностью дискомфорта и резорбтивных реакций у ограниченного контингента населения, т. е. подтвердить нормативно уже давно установившуюся жизненную практику: применение имеющих противопоказания медицинских препаратов, смену местожительства по климатическим причинам и т. п.
Ориентация на самого чувствительного (слабого) члена человеческой популяции, трудно оспариваемая с гуманистических позиций, привела бы нас к ПДК, экономически непосильным для общества в целом. Вопрос же об учете реакций у 84 % или какого другого количества членов популяции относится скорее всего к компетенции социологов.
#
Рабочей группой ставится под сомнение правомерность «экстраполяции месячной затравки животных на более продолжительный срок».
Вопрос прогнозирования в той или иной форме присутствует во всех направленных на будущее плановых, хозяйственных и социальных решениях. Альтернативой месяца или любого другого ограниченного срока является эксперимент длиною в жизнь, что для крысы составляет 2,5 года. Если учитывать генетические последствия, то эксперимент затянется на несколько поколений.
Думается, что в условиях, когда ежегодно появляется потребность установления все новых ПДК, отказываться от фактически принятых рядом исследователей методических указаний и отменять утвержденные на их основе Минздравом ПДК более чем для 100 соединений, не имея альтернативной методики, вряд ли целесообразно.
С рассмотренных нами позиций «Методические указания» отвечают поставленным перед ними задачами. В основу их положен современный, корректно используемый метод математического анализа. С учетом критических замечаний рабочей группы в условиях отсутствия альтернативных материалов представляется наиболее целесообразным после соответствующей доработки согласиться с «Методическими указаниями по обоснованию предельно допустимых концентраций атмосферного воздуха».
Литература
1. Берлянд М. Е. Современные проблемы атмосферной диффузии загрязнения атмосферы. — М., 1975.
2. Берлянд М. Е., Безуглая Э. Ю., Генихович Е. Л. // Труды Главной географической обсерватории.— 1984.— Вып. 479. —С. 17—30.
3. Временные указания по определению фоновых концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе для нормирования и установления предельно допустимых выбросов. — М., 1981.
4. Допустимые выбросы радиоактивных и вредных химических веществ в приземный слой атмосферы / Под ред. Е. Н. Теверовского. — М., 1980.
5. Стырикович М. А., Внуков А. К. // Вестн. АН СССР. — 1984. —№ 1. —С. 45—51.
6. Указания по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий: СН-369—74. — М., 1975.
Поступила 01.09.87
У
