ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

“Санкт-Петербургский Торгово-Экономический Институт”

кафедра технологии и организации питания

Реферат на тему: гигиена воздуха

Санкт-Петербург

Гигиена воздуха.

Физические свойства воздуха

Химический состав воздуха и его санитарное значение.

Механические примеси.

Санитарно-гигиенические нормы допустимых уровней ионизации воздуха (СанПиН от 16 июня 2003 года)

Государственный и ведомственный контроль за соблюдением санитарных норм и правил.

Микрофлора воздуха.

Загрязнение воздушной и окружающей среды.

Охрана окружающей среды.

Состояние качества атмосферного воздуха и характеристики источников загрязнения атмосферы.

Нам не страшен СО 2.

Требования к вентиляции и отоплению

Список использованной литературы:

Воздушная среда состоит из газообразных веществ, не­обходимых для жизнедеятельности человека. Она обеспе­чивает механизмы теплообмена и функции органов чело­века, ориентирующих его в пространстве (зрение, слух, обо­няние), а также служит природным резервуаром, в котором обезвреживаются газообразные продукты обмена веществ живых организмов и отходы промышленного производства. Наряду с этим воздушная среда при значительном измене­нии ее естественных физических и химических свойств, бактериологическом и пылевом загрязнении может служить причиной различных заболеваний человека. Источниками загрязнения воздушной среды являются токсические отхо­ды промышленных производств, выхлопные газы автотранспорта, ядохимикаты, используемые в сельском хо­зяйстве, и др. Особую опасность при этом представляют ток­сические туманы (смоги), связанные с накоплением в воз­духе, например, сернистого газа, что приводит к острым и хроническим массовым отравлениям.

При гигиенической оценке воздушной среды рассматри­вают требования к атмосферному воздуху и воздуху за­крытых помещений. Учитывают его физические свойства, химический и бактериальный состав, наличие механичес­ких примесей.

Физические свойства воздуха

К физическим свойствам воздуха относятся: темпера­тура, влажность, подвижность, барометрическое давление, электрическое состояние, интенсивность солнечной радиа­ции, ионизирующая радиоактивность. Каждый из этих фак­торов имеет самостоятельное значение, однако на организм они оказывают комплексное влияние.

При характеристике гигиенических показателей воз­душной среды особое значение придают комплексу физи­ческих факторов, определяемых как климат. Они играют решающую роль в регуляции теплообмена человека. К ним относят температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха.

При гигиенической оценке воздуха закрытых помеще­ний факторы, характеризующие климат, объединяют поня­тием микроклимат помещений.

Теплообмен человека состоит из двух процессов: теплопродукции и теплоотдачи. Теплопродукция про­исходит за счет окисления пищевых веществ и освобожде­ния тепла при мышечных сокращениях. Некоторая часть тепла поступает в организм извне за счет солнечной энер­гии, нагретых предметов и горячей пищи. Теплоотдача осуществляется проведением, или конвекцией (за счет разницы температур тела и воздуха), излучением, или ра­диацией (за счет разницы температур тела и предметов), и испарением (с поверхности кожи, через легкие и дыхатель­ные пути). В состоянии покоя и комфорта теплопотери человека составляют: конвекцией - около 30%, излучени­ем - 45, испарением - 25%.

Человек обладает способностью регулировать интен­сивность теплопродукции и теплоотдачи, благодаря чему температура его тела остается, как правило, постоянной. Однако при значительных изменениях метеорологических факторов среды состояние теплового равновесия может на­рушаться и вызвать в организме патологические сдвиги - перегрев или переохлаждение.

Оптимальный микроклимат - это такие показатели микроклимата, которые при длительном воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального теплово­го состояния организма без напряжения механизмов тер­морегуляции и обеспечивают ощущение теплового ком­форта.

Оптимальные для человека значения метеорологичес­ких условий в производственных условиях различаются в зависимости от категории работ по степени тяжести, т. е. в зависимости от общих энергозатрат организма (в ккал/ч) и периода года. Например, при физических работах средней тяжести (категория II) с расходом энергии в пределах 151-250 ккал/ч (175-290 Вт) оптимальные значения микро­климата в холодный период года (среднесуточная темпе­ратура наружного воздуха равна или ниже 10°С) характери­зуются следующими показателями: температура 17-20"С, относительная влажность 40-60%, скорость движения воз­духа 0,2 м/с.

Благодаря механизмам терморегуляции человек от­носительно легко переносит значительные отклонения тем­пературы воздуха от комфортной и даже способен пере­нести кратковременное воздействие воздуха температурой 100 в С и выше.

При повышении температуры воздуха компенсаторные реакции организма приводят к некоторому снижению теп­лопродукции и усилению отдачи тепла с поверхности кожи. Если повышение температуры воздуха сопровождается откло­нением от нормы и других метеорологических факторов (влажность, движение воздуха, интенсивность теплового излучения), то нарушение терморегуляции наступает зна­чительно быстрей. Так, при нормальной относительной влажности воздуха (40%) нарушение терморегуляции орга­низма наступает при температуре воздуха свыше 40 "С, а при относительной влажности 80-90 % - уже при 31-32 "С. В условиях высоких температур и высокой влажности воз­духа человек освобождается от избытка тепла преимущест­венно за счет испарения влаги с поверхности кожи. Напри мер, потеря влаги в условиях горячего цеха может дости­гать у работника примерно 10 л в сутки. Вместе с потом из организма удаляются соли, водорастворимые витамины В и С. Потеря хлоридов и воды при обильном потоотделении ведет к обезвоживанию тканей, угнетению желудочной сек­реции. Кроме того, усиливаются процессы торможения в центральной нервной системе, отмечается ослабление вни­мания, нарушение координации движений, что увеличивает производственный травматизм. Особенно тяжело человек переносит повышенные температуры и влажность непод­вижного воздуха. В этих условиях подавляются в организ­ме все механизмы теплоотдачи.

Резкое перегревание организма может привести к раз­витию теплового удара, проявляющегося в виде слабости, головокружения, шума в ушах, сердцебиения, а в тяжелых случаях - повышения температуры, нервно-психического возбуждения или потери сознания. Следует отметить, что присутствие нагретых поверхностей усиливает состояние перегрева организма за счет особенностей биологического действия радиационного тепла. В соответствии с законами теплоизлучения (Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина) теп­ловое излучение нагретого предмета происходит более ин­тенсивно, чем повышение его температуры, а спектральный состав излучения по мере нагревания предмета сдвигается в сторону более коротких волн и, следовательно, обуслов­ливает более глубокое проникающее действие тепла на организм.

В производственных цехах предприятий общественного питания важнейшей гигиенической задачей является профилактика перегрева организма. С этой целью предус­матриваются удаление избыточного тепла с помощью общей и местной вентиляции, применение совершенных конструк­ций тепловых аппаратов, использование рациональной спец­одежды.

Низкие температуры воздуха (особенно в сочетании с высокой влажностью и подвижностью) могут привести к заболеваниям, связанным с переохлаждением организма. В этих условиях понижается температура кожи, снижается со­кратительная способность мышц, особенно рук, что сказы­вается на работоспособности человека. При глубоком ох­лаждении ослабляются реакции на болевые раздражители в результате наркотического действия холода, понижается сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям. Например, местное охлаждение рук при длительной разгрузке мороженого мяса, рыбы, мытье овощей холодной водой приводит к нарушению кровообращения, что являет­ся простудным фактором.

В связи с этим на предприятиях очень важно соблюдать гигиенические мероприятия, предупреждающие переохлаж­дение организма: устройство местной вентиляции, исклю­чающее холодные потоки воздуха (сквозняки) в рабочей зоне, организацию отогрева рук при длительной работе с холодными предметами, проектирование утепленных там­буров и т. д.

Влажность воздуха влияет на организм человека в комплексе с температурой воздуха.

С целью профилактики как перегрева, так и переохлаж­дения в производственных помещениях особое значение придается нормированию допустимых показателей темпе­ратуры, относительной влажности и скорости движения воз­духа в рабочей зоне в зависимости от категорий работ по тяжести и периода года (табл. 1).

Следует помнить, что для обеспечения допустимых по­казателей микроклимата следует применять в холодный период средства защиты рабочих мест от охлаждения из-за остекления оконных проемов, а в теплый период года - от попадания в рабочую зону прямых солнечных лучей.

Из числа вышеуказанных физических свойств воздуш­ной среды важным гигиеническим показателем является характер и степень ее ионизации.

Под ионизацией воздуха понимают превращение ней­тральных газов молекул и атомов в ионы, несущие положи­тельный и отрицательный заряды. Ионизация происходит путем перераспределения электронов между атомами и мо­лекулами газов под влиянием радиоактивного излучения земли и космического излучения.

Итоговая по гигиене №1

Химический состав атмосферного воздуха. Значение кислорода.

кислород=20.93%, СО2=0,03-0,04%, N=78,1%, аргон, криптон, гелий и др.

Кислород (Охуgenum) - важнейший биогенный химический элемент, беспечиваю щий дыхание большинства живых организмов на Земле. Кислород используется клетками и тканями для окисления органических веществ с освобождением содержащейся в них энергии, необходимой для жизнедеятельности. Физиологическое действие кислорода крайне многообразно, но решающее значение в его лечебном эффекте имеет способность возмещать дефицит кислорода в тканях организма при гипоксии.

Химический состав атмосферного воздуха. (в первом) Значение азота.

Азот является элементом, необходимым для существования животных и растений. Он входит в состав белков (16-18% по массе), аминокислот, нуклеиновых кислот, нуклеопротеидов, хлорофилла, гемоглобина и др. в составе живых клеток по числу атомов азота около 2%, по массовой доле - около 2,5% (четвертое место после водорода, углерода и кислорода). В результате процессов гниения и разложения азотсодержащей органики, при условии благоприятных факторов окружающей среды, могут образовываться природные залежи полезных ископаемых, содержащие азот, например, «чилийская селитра» (нитрат натрия с примесями других соединений), норвежская, индийская селитры.

Химический состав атмосферного воздуха. (в первом) Значение озона.

Озон. Это химически неустойчивый изомер кислорода. Общебиологическое значение озона состоит в его способности поглощать коротковолновую ультрафиолетовую солнечную радиацию, губительно действующую на все живое. Наряду с этим озон поглощает и длинноволновую инфракрасную радиацию, исходящую от Земли, и тем самым препятствует ее чрезмерному охлаждению (озоновый слой Земли). Под воздействием ультрафиолетовых лучей озон разлагается на молекулу и атом кислорода. Озон используется в качестве бактерицидного средства при обеззараживании воды. В природе он образуется при электрических разрядах, в процессе испарения воды, при действии ультрафиолетовых лучей. В свободной атмосфере наиболее высокие его концентрации наблюдаются во время грозы, в горах и в хвойных лесах.

Углекислый газ- косвенный показатель загрязнения воздуха в помещении.

изменение свойств воздуха закрытых помещений, происходящее за счет жизнедеятельности людей, идет параллельно с нарастанием в воздухе двуокиси углерода, поэтому содержание в воздухе двуокиси углерода считают косвенным санитарным показателем загрязнения воздуха помещений.

воздух считается достаточно чистым, если в нем содержится не более 0.07% углекислого газа. предельно допустимое содержание углекислого газа = 0.1% или 1 промилле.

Цель занятия: изучение методов определения содержания в воз- духе помещений некоторых химических загрязнителей и оценка степени загрязнения воздуха в соответствии с гигиеническими нор- мативами.

При подготовке к занятию студенты должны проработать следующие вопросы теории.

1. Химический состав чистого атмосферного воздуха и физиолого-гигиеническое значение его компонентов.

2. Основные источники загрязнения атмосферного воздуха, состав атмосферных загрязнений в городах. Влияние атмосферных загрязнений на санитарные условия жизни и здоровье населения.

3. Гигиеническое нормирование загрязнений атмосферного воздуха.

4. Антропогенное загрязнение воздуха закрытых помещений. Санитарные показатели загрязнения воздуха помещений. ПДК СО2 в непроизводственных помещениях.

5. Профилактические мероприятия по снижению уровня загрязнения воздушной среды.

После освоения темы студент должен знать:

Методику проведения отбора проб воздуха, их анализа, определение степени загрязнения вредными веществами воздуха аптечных помещений и производственных помещений хими- ко-фармацевтических предприятий;

уметь:

Оценить результаты исследований на соответствие гигиеническим нормативам;

Оценить условия труда персонала аптек при воздействии химических факторов по результатам санитарно-гигиенического обследования и лабораторных исследований;

Использовать основные нормативные документы и информационные источники справочного характера для организации контроля за содержанием вредных веществ в воздухе аптеч-

ных помещений и разработки профилактических мероприятий по снижению уровня загрязнения воздуха аптечных помещений и производственных помещений химико-фармацевтических предприятий.

Учебный материал для выполнения задания

Одной из основных сред обитания человека является атмосфера. Чистый атмосферный воздух у поверхности Земли представля- ет собой физическую смесь различных газов: 78,1% азота, 20, 93% кислорода, 0,03-0,04% диоксида углерода и до 1% других инертных газов (аргон, неон, гелий, криптон, ксенон, радон, актинон, торон). Основными причинами изменения газового состав атмосферы является поступление в воздух так называемых малых примесей, содержание которых в атмосфере во много раз меньше основных газов (азота и кислорода). В условиях современного крупного города загрязнения сосредоточены в основном в приземном слое высотой до 1- 2 км, а в средних городах - в слое толщиной в сотни метров. Источники загрязнения атмосферы могут быть природные, или естественные (пыльные бури, извержение вулканов, лесные пожары, выветривание) и антропогенные, или искусственные (промышленные предприятия, транспорт, теплоэлектростанции, сельское хозяйство), поступление загрязнений от которых часто имеет непрекращающийся и нарастающий характер. Загрязнения в атмосферном воздухе присутствуют в различных агрегатных состояниях: в виде твердых взвешенных частиц (аэрозолей), в виде пара, капель жидкости и газов. Наиболее часто атмосферный воздух загрязняется окисью и двуокисью углерода, окислами азота, окислами серы и другими соединениями серы (сероводород, сероуглерод), углеводородами, альдегидами, озоном, золой, сажей. В воздухе обнаруживаются высокотоксичные вещества, активно взаимодействующие с компонентами атмосферы и биосферы: свинец, мышьяк, ртуть, кадмий, фенол, формальдегид. В последние десятилетия значительное место в загрязнении атмосферного воздуха стали занимать предприятия биотехнологии, воздушные выбросы которых содержат органическую пыль, состоящую из жизнеспособных микроорганизмов, конечных и промежуточных продуктов микробиологического синтеза (в том числе антибиотики, аминокислоты, белки). Кроме того, в воздухе присутствует почвенная и бытовая пыль, количество которой определяется характером почв, степенью благоустройства территории города и погодой. Устойчивость пыли в

воздухе и эффективность способов ее улавливания и удаления определяются такими физическими свойствами пыли, как дисперсность, сыпучесть, гигроскопичность, электрозаряженность и др.

Образование в воздухе заряженных частиц происходит в результате естественного процесса расщепления газовых молекул и атомов под действием космических лучей, радионуклидов почвы, воды, воздуха, а также коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца. Легкие положительные или отрицательные аэроионы образуются при присоединении молекул газа к заряженным частицам. Оседая на механических частицах (пылинках) и микробах, содержащихся в воздухе, легкие аэроионы становятся средними, тяжелыми и сверхтяжелыми. Ионизационный режим воздушной среды определяется соотношением числа тяжелых аэроионов к числу легких (N/n) и коэффициентом униполярности (n+/n -) - отношением количества положительных аэроионов к числу отрицательных. Чем больше этот коэффициент, тем более загрязнен воздух. Диапазон допустимого уровня коэффициента униполярности находится в пределах 0,4-1,0. Имеющие заряд пылевые частицы дольше удерживаются в воздухе и в 2 раза интенсивнее задерживаются в дыхательных путях, чем нейтральные. Концентрация аэроионов обеих полярностей определяется как количество аэроионов в 1 см 3 воздуха (е/см 3) и в незагрязненном воздухе должна быть не менее 400-600 е/см 3 . Фитонциды, выделяемые некоторыми растениями (герань, гречиха, белая акация, красный дуб, ива), способствуют повышению концентрации в воздухе легких аэроионов.

Нарастающее загрязнение атмосферы (динамическая антропогенная денатурация природы) приводит к неблагоприятным последствиям в окружающей среде: токсические фотохимические туманы; озоновые дыры, т.е. уменьшение количества озона над ограниченными территориями Земли; так называемый парниковый эффект, т.е. глобальное потепление климата в связи с увеличением в атмосфере концентрации тепличных газов (углекислого газа, метана, окислов азота, озона, фреонов), которые препятствуют тепловому излучению от приземных слоев атмосферы; кислотные дожди.

Гигиеническая оценка степени загрязнения воздуха дается на основании сопоставления результатов анализов воздуха с предельно допустимыми концентрациями (ПДК) химических веществ в атмосферном воздухе. Различают максимальную разовую ПДК (ПДКмр) и среднесуточную ПДК (ПДКсс) химических веществ, в том числе аэрозолей для атмосферного воздуха и воздуха непроизводствен-

ных помещений [Гигиенические нормативы «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест» ГН 2.1.6.1338-03] (табл. 4). Максимальная разовая ПДК используется для оценки атмосферных загрязнений в период кратковременных подъемов концентраций, среднесуточная ПДК применяется в качестве гигиенического норматива при длительном поступлении атмосферных загрязнений в организм.

Таблица 4. Предельно допустимые концентрации химических веществ в атмосферном воздухе (извлечения из ГН 2.1.6.695-98)

В действующем нормативном документе дано 3 норматива по пыли в зависимости от уровня содержания в ней диоксида кремния. ПДКсс неорганических пылей в атмосферном воздухе с содержанием в них SiO 2 более 70% - 0,05 мг/м 3 , от 70 до 20% - 0,1 мг/м 3 , менее 20% - 0,15 мг/м 3 . ПДК пыли в атмосферном воздухе поселений дифферен- цированы с учетом вредности и опасности пыли для здоровья человека в зависимости от содержания в ней специфического компонента.

В аптечных учреждениях и на предприятиях химико-фармацевтической промышленности воздух производственных помещений и атмосферный воздух может загрязняться парами и аэрозолями лекарственных средств, промежуточными и побочными продуктами синтеза, а также вспомогательными веществами (наполнители, подсластители, разрыхлители, эмульгаторы и др.), применяемыми в процессе производства и переработки лекарственных препаратов, при взвешивании, транспортировке, загрузке и выгрузке оборудования, расфасовке и дозировании лекарственных веществ.

Лекарственные средства и отходы химико-фармацевтических предприятий являются специфическим фактором загрязнения производственной и окружающей среды, обладающим рядом особенностей, таких как высокая стабильность, увеличивающая уровень их опасности, большие различия в объеме производства и количестве выбросов в атмосферу (от нескольких кг до десятков тонн в год), преимущественное агрегатное состояние в виде мелкодисперсных аэрозолей в воздухе рабочей зоны и атмосферном воздухе населенных мест. Лекарственные средства часто представляют собой комплекс из нескольких ингредиентов, что требует особых методических подходов при оценке их опасности.

Изменения химического состава и физических свойств атмосферного воздуха приводят к нарушению здоровья людей и различным негативным последствиям в объектах окружающей среды. В зависимости от характеристики выброса в атмосферный воздух и биологического действия его компонентов атмосферные загрязнения могут оказывать острое и хроническое резорбтивное воздействие на здоровье человека, а также рефлекторное и раздражающее действие. Острое воздействие загрязнения атмосферного воздуха проявляется только в особых ситуациях (например, при авариях на промышленных предприятиях или в случае токсических туманов) и является провоцирующим фактором обострения хронических сердечно-сосудистых, легочных, аллергических (бронхиальная астма) заболеваний и повышения общей заболеваемости и смертности от хронических болезней. Хроническое резорбтивное воздействие загрязнений атмосферы городов на здоровье населения является наиболее частым и неблагоприятным. Оно может быть специфическим, когда компонент загрязнения является этиологическим фактором нарушения здоровья (например, при загрязнении воздуха соединениями бериллия у населения отмечаются случаи специфического бериллиоза

Специфический легочный грануломатоз, при котором нарушается диффузная способность легких и вторично развивается гипоксия). Некоторые примеси в атмосферном воздухе могут оказывать кан- церогенное и сенсибилизирующее действие. Хроническое неспецифическое воздействие загрязнений атмосферного воздуха вызывает ослабление иммунозащитных свойств организма и нарушения физического развития детей, повышает уровень заболеваемости инфекционными и неинфекционными болезнями, способствует обострению различных хронических заболеваний: бронхитов, эмфиземы легких, дерматитов, конъюнктивитов, острых респираторных заболеваний.

Рефлекторное и раздражающее воздействие загрязнений атмосферного воздуха проявляется различными рефлекторными реак- циями (кашель, тошнота, головная боль). Кроме того, атмосферные загрязнения понижают общесанитарные условия жизни населения, ухудшают микроклимат и световой климат, способствуют гибели растений и животных, разрушают бетонные и металлические конструкции, наносят большой экономический ущерб.

Необходимо учитывать, что в воздухе может находиться одновременно несколько различных химических веществ, оказывающих совместное воздействие на организм. Если объединенному действию химических факторов подвергается одна и та же система организма, то имеет место взаимозависимое действие, которое может проявляться как синергизм (усиление влияния в случае однонаправленного действия) или как антагонизм (снижение эффекта при разнонаправленном действии). При независимом одновременном действии химических веществ проявляется аддитивный эффект (суммация эффекта). Наконец, при совместном действии факторов разной природы может проявиться новый эффект (коалитивный), не присущий ни одному из факторов при их раздельном воздействии.

Для оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха при одновременном совместном присутствии в атмосферном воздухе нескольких веществ в случае непревышения уровня ПДК сумма отношений концен- траций каждого вещества к его ПДК не должна превышать единицу:

С1/ПДК1 + С2/ПДК2 +...-+ Сn/ПДКn <1,

где: С\, С 2, С п - фактические концентрации веществ в атмосферном воздухе;

ПДК1, ПДК2, ПДКn - ПДК тех же веществ в атмосферном воздухе.

В условиях одинаковой степени превышения уровня ПДК с учетом того, что степень выраженности биологических эффектов при воздействии веществ разных классов опасности различна, для оценки реальной степени опасности многокомпонентного загрязнения атмосферного воздуха необходимо использование коэффициентов кратности превышения ПДК веществ 3-го класса: 1,7, 1,3, 1,0, 0,9 соответственно для веществ 1, 2, 3, 4-го классов опасности. Отсюда расчет комплексного показателя загрязнения атмосферы (К) вычисляется по формуле:

Показатель «К» используется в методических документах санитарно-эпидемиологической службы, а в документах Федеральной службы гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды (Росгидромет) в качестве критерия уровня загрязнения атмосферного воздуха поселений применяется аналогичный показатель - комплексный индекс загрязнения атмосферы (КИЗА). КИЗА используется при текущем наблюдении (мониторировании) и анализе динамики состава атмосферного воздуха во времени. Уровень загрязнения воздуха считается низким при КИЗА ниже 5, повышенным от 5 до 6, высоким от 7 до 13 и чрезвычайно высоким при КИЗА, равным или выше 14. В ежегодных отчетах Росгидромета отмечаются города с самым высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха (КИЗА >14). Обычно это города, в которых размещены крупные пред- приятия цветной и черной металлургии, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности, крупные энергетические мощности.

Человек без воздуха может существовать не более 5 мин. Суточная потребность человека в воздухе составляет 12 м 3 (около 15 кг). Но дышать человек вынужден только тем атмосферным воздухом, который есть в месте его пребывания, и при этом происходит постоянное, круглосуточное поступление загрязняющих воздух веществ в

организм, прервать этот процесс человек не волен. Поэтому защита атмосферного воздуха поселений от неблагоприятного техногенного воздействия, предупреждение возможного его загрязнения в целях охраны как здоровья населения, так и окружающей среды в широком смысле этого слова является острой социально обусловленной проблемой.

Охрана атмосферного воздуха - это система мероприятий, направленная на уменьшение техногенного воздействия на атмос- ферный воздух, обеспечивающая сохранение здоровья и благоприятную среду обитания, а также учитывающая экономические аспекты. Эта система подразделяется на технологические, направленные на максимальное сокращение вредных выбросов в атмосферу, санитарно-технические, применяющиеся для снижения вредности выбросов или их очистки, планировочные, осуществляющие пространственное удаление источника выбросов от среды обитания человека, и административные действия, способствующие своевременной реализации всех перечисленных выше мероприятий. К технологическим мероприятиям относятся замена источников энергии менее вредными, сырья - менее токсичными, предварительная обработка топлива или сырья с целью снижения вредности выброса, совершенствование технологического процесса для уменьшения объема выброса или его вредности (использование мокрых технологических процессов взамен сухим), герметизация технологического оборудования, аппаратуры. Санитарно-технические мероприятия включают физические методы улавливания пыли (аэрозоля), дыма, капелек тумана или брызг с помощью специальных сооружений: циклонов, мультициклонов, мокрых скрубберов, тканевых фильтров, электрофильтров, а также химические методы очистки атмосферного воздуха за счет адсорбции жидкостью или твердыми веществами или применения каталитических нейтрализаторов. Планировочными мероприятиями являются функциональное зонирование территории населенных пунктов с учетом розы ветров, их благоустройство (озеленение, обводнение, асфальтирование улиц), рациональная планировка жилых районов, организация безсветофорных транспортных развязок путем строительства подземных туннелей, надземных эстакад, строительство обводных или кольцевых дорог для исключения транзитных потоков автотранспорта через территорию городской застройки, организация санитарнозащитных зон.

Система контроля и наблюдения за атмосферным воздухом осуществляется в нашей стране Росгидрометом на основе требований ГОСТ 17.2.3.01-86 «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных мест» и РД 52.04 186-89 «Руководство по контролю загрязнения атмосферы». Основные требования к охране атмосферного воздуха, т.е. обеспечение непревышения нормативов качества атмосферного воздуха в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами и правилами изложены в Федеральных законах: «Об охране атмосферного воздуха» и «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения». Органом исполнительной власти в области охраны атмосферного воздуха является Федеральная служба в сфере экологии и природопользования (Росприроднадзор), которая производит учет объектов, оказывающих вредное воздействие на атмосферный воздух, организует и проводит государственную экологическую экспертизу проектов промышленных объектов при наличии санитарно-эпидемиологического заключения по проекту. Обеспечение санитарно-эпидемиологического надзора за охраной атмосферного воздуха населенных мест является основной задачей Госсанэпиднадзора, входящего в систему Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, который строит свою работу на основе СанПиН 2.1.6.1032-01 «Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест». Основным положением СанПиН является запрещение размещения, проектирования, строительства и ввода в эксплуатацию объектов, в выбросах которых присутствуют вещества, не имеющие утвержденных гигиенических нормативов (ПДК или ОБУВ). Важными этапами санитарно-эпидемиологического надзора являются: участие в выборе места под строительство объекта, участие в разработке проекта объекта и его экспертиза и проекта организации и благоустройства санитарно-защитной зоны, надзор за соблюдением гигиенических требований к охране атмосферного воздуха на стадии строительства объекта и ввода его в эксплуатацию. В СанПиН включены вопросы, связанные с организацией производственного контроля загрязнения атмосферного воздуха, результаты которого должны представляться в санитарно-эпидемиологическую службу в установленные сроки.

Отбор проб воздуха для анализов

Способы взятия проб воздуха разнообразны, что устанавливается спецификой химического анализа определяемого вещества. Они разделяются на две группы: динамические и одномоментные.

Анализ атмосферного воздуха и воздуха помещений может производиться в пробах, которые отбираются однократно для обнаружения максимальных концентраций, например, в момент наибольшего выброса загрязнений, с подветренной стороны от источника загрязнения, а также в среднесуточных пробах, когда воздух отбирают непрерывно в течение суток или не менее 4 раз в сутки через равные интервалы с усреднением полученных данных. Продолжительность отбора (не более 15-20 мин) зависит от чувствительности метода и от содержания примесей вредных веществ в воздухе. Отбор проб воздуха для анализа принято производить в зоне дыхания взрослого человека, т.е. на высоте 1,5 м от пола. Если для анализа требуется сравнительно небольшой объем воздуха, пробы отбирают в газовые пипетки, откалиброванные бутыли, резиновые камеры или пластмассовые мешки. При отборе больших количеств воздуха его пропускают с помощью аспирационного устройства (водяного или электрического аспиратора) через специальные поглотители или фильтры, задерживающие исследуемый газ или аэрозоль. Скорость втягивания воздуха в электроаспираторе определяется по шкале реометров, отградуированной в литрах в 1 мин (л/мин): два реометра (от 0 до 3 л/мин) служат для отбора проб воздуха с целью определения в нем содержания газов, еще два реометра (от 0 до 20 л/мин) - для отбора проб воздуха с целью определения в нем содержания пыли. В зависимости от метода химического анализа в качестве поглотительных сред для паров и газов используются твердые сорбенты (активированный уголь, силикагель, графит, каолин), полимерные сорбенты (порапак, полисорб, хромосорб, тенакс), поглотительные растворы, для определения в воздухе высокодисперсных аэрозолей (дымов, туманов, пыли) применяются различные фильтры (АФА).

Пробы воздуха отбираются в различных температурных условиях, поэтому для получения сопоставимых результатов исследований его объем необходимо привести к нормальным условиям, т.е. к температуре 0 ?С и барометрическому давлению 760 мм рт.ст. Расчет проводится по формуле:

V 0 = / [(273 + t?) 760],

где: V) - объем воздуха при t? = 0 ?С и В = 760 мм рт.ст.; V 1 - объем воздуха, взятый для анализа; B - атмосферное давление, мм рт.ст.;

t? - температура воздуха в момент отбора проб воздуха, ?С; 273 - коэффициент расширения газов.

Гигиеническая характеристика воздуха жилых и общественных зданий

Основными источниками загрязнения воздуха закрытых помещений являются атмосферный воздух, проникающий в помещение через оконные проемы и неплотности строительных конструкций, строительные и отделочные полимерные материалы, выделяющие в воздух разнообразные, токсичные для человека вещества, многие из которых являются высокоопасными (бензол, толуол, циклогексан, ксилол, ацетон, бутанол, фенол, формальдегид, ацетальдегид, этиленгликоль, хлороформ), продукты жизнедеятельности человека и его бытовых занятий (антропотоксины: угарный газ, аммиак, ацетон, углеводороды, сероводород, альдегиды, органические кислоты, диэтиламин, метилацетат, крезол, фенол и др.), накапливающиеся в воздухе невентилируемых помещений с большим числом людей. Многие вещества являются высокоопасными, относящимися ко 2-му классу опасности. Это диметиламин, сероводород, диоксид азота, окись этилена, индол, скатол, меркаптан. Наибольший суммарный риск имеют бензол, хлороформ, формальдегид. Присутствующие одновременно даже в небольших количествах, они свидетельствуют о неблагополучии воздушной среды, оказывающей отрицательное воздействие на состояние умственной трудоспособности людей, находящихся в этих помещениях.

Кроме того, выдыхаемый людьми воздух по сравнению с атмосферным содержит меньше кислорода (до 15,1-16%), в 100 раз больше углекислого газа (до 3,4-4,7%), насыщен водяными парами, нагрет до температуры тела человека и деионизирован в процессе его прохождения через системы приточной вентиляции из-за задержки легких положительных и отрицательных аэроионов в воздуховодах, калориферах и фильтрах приточных систем вентиляции или кондиционеров, в результате поглощения легких аэроионов в процессе дыхания людей, адсорбции их кожей и одеждой, а также за счет превращения

легких аэроионов в тяжелые вследствие оседания их на частицах витающей в воздухе пыли. Ионизация воздуха имеет гигиеническое значение, поскольку изменение ионизационного режима, т.е. соотно- шения легких и тяжелых аэроионов может служить чувствительным индикатором санитарного состояния воздуха закрытых помещений (табл. 5).

Таблица 5. Нормативные величины ионизации воздушной среды помещений в общественных зданиях

Высокая степень ионизации за счет увеличения количества легких отрицательных аэроионов благоприятно воздействует на самочувствие людей, повышает их работоспособность. Преобладание числа тяжелых положительных аэроионов над легкими отрицательными ионами, что характерно для душных, запыленных помещений, вызывает сонливость, головную боль, снижение умственной работоспособности.

В воздух поступает значительное количество микробов, среди которых могут быть и патогенные. Чем больше в воздухе поме- щений пыли, тем обильнее в нем микробное загрязнение. Пыль в воздухе помещений разнообразна по химическому составу и происхождению. Сорбционная способность частиц пыли способствует увеличению поступления в дыхательные пути химических веществ, мигрирующих в воздух из строительных и отделочных материалов. Пыль является фактором передачи инфекционных болезней с аэрозольным механизмом распространения и бактериальных инфекций (например, туберкулеза). Пыль, содержащая плесневые грибы родов Penicillium и Mukor, вызывает аллергические заболевания.

Воздействие различных факторов на человека внутри помещения может вызвать нарушения состояния его здоровья, т.е. «забо- левания, связанные со зданием», например, парами формальдегида, выделяющегося из полимерных и древесно-стружечных материалов.

Симптомы заболевания сохраняются долго, даже после устранения источника вредного воздействия. «Синдром больного здания» прояв- ляется в виде острых нарушений состояния здоровья и дискомфорта (головной боли, раздражения глаз, носа и органов дыхания, сухого кашля, сухости и зуде кожи, слабости, тошноте, повышенной утомляемости, восприимчивости к запахам), возникающих в конкретных помещениях и почти полностью исчезающих при выходе из него. Развитие этого синдрома связывается с комбинированными и сочетанными действиями химических, физических (температура, влажность) и биологических (бактерии, неизвестные вирусы и др.) факторов. Его причинами чаще всего является недостаточная естественная и искусственная вентиляция помещений, строительные и отделочные полимерные материалы, выделяющие в воздух разнообразные токсичные для человека вещества, нерегулярная уборка помещений. Химическое и биологическое загрязнение воздуха способствует развитию синдрома хронической усталости (синдрома иммунной дисфункции), т.е. ощущению выраженной усталости, отмечающейся на протяжении не менее 6 мес и сочетающейся с нарушением кратковременной памяти, дезориентацией, нарушением речи и затруднением при выполнении счетных операций. Синдром множественной химической чувствительности, характеризующийся нарушением процессов адаптации организма к действию различных факторов на фоне наследственной или приобретенной чувствительности к химическим веществам, чаще всего развивается у людей, имевших в прошлом острые отравления химическими веществами (органическими растворителями, пестицидами и раздражающими веществами).

Изменение физико-химических свойств воздуха неблагоприятно сказывается на самочувствии человека и его работоспособности. Присутствие в воздухе жилых и общественных помещений огромного количества биологически активных химических веществ в самых разных концентрациях и постоянно меняющихся комбинациях, ухудшающих свойства воздуха, делает невозможным определение каждого из них отдельно и заставляет использовать интегральный показатель загрязнения воздуха. Качество воздушной среды принято оценивать косвенно по интегральному санитарному показателю чистоты воз- духа - содержанию углекислого газа (показателю Петтенкофера), а в качестве предельно допустимого норматива (ПДК) использовать его концентрацию в помещениях - 1,0 %с или 0,1% (1000 см 3 в 1 м 3). Углекислый газ постоянно выделяется в воздух закрытых помеще-

ний при дыхании, наиболее доступен простому определению и имеет достоверную прямую корреляцию с суммарным загрязнением воздуха. Показатель Петтенкофера является не предельно допустимой кон- центрацией самого диоксида углерода, а показателем вредности концентраций многочисленных метаболитов человека, накопившихся в воздухе параллельно с диоксидом углерода. Более высокое содержание СО2 (>1,0%о) сопровождается суммарным изменением химического состава и физическим свойством воздуха в помещении, которые неблагоприятно влияют на состояние находящихся в нем людей, хотя сам по себе диоксид углерода и в значительно более высоких концентрациях не проявляет токсические для человека свойства. При оценке качества воздуха и проектировании систем вентиляции помещений с большим количеством людей содержание диоксида углерода служит основной расчетной величиной.

Мерами предупреждения загрязнения воздуха помещений является их проветривание, если это возможно, соблюдение чистоты путем регулярной влажной уборки помещений, соблюдение установленных норм площади и кубатуры помещений, санация воздуха с помощью дезинфицирующих средств и бактерицидных ламп.

Лабораторная работа «Оценка содержания пыли и некоторых химических веществ в воздухе помещений»

Задания студенту

1. Ознакомиться с имеющимися в учебной комнате образцами поглотительных приборов, фильтров, устройством и принципами работы аппаратов, используемых для отбора проб воздуха на газы и пыль (электрического аспиратора с реометрами).

2. Произвести расчет запыленности воздуха в помещении с помощью весового аспирационного метода, используя данные ситуационной задачи, и дать заключение о степени запыленности воздуха, сравнив полученные расчетные данные с соответствующими нормативами.

3. Провести анализ воздуха с целью определения содержания в нем оксида углерода, сернистого ангидрида, аммиака. Дать гигиеническое заключение о степени загрязнения воздуха путем сопоставле- ния концентраций этих веществ с соответствующими гигиеническими нормативами.

4. Определить экспресс-методом концентрацию углекислого газа в воздухе учебной комнаты. Дать гигиеническое заключение о чистоте воздуха помещения по интегральному санитарному показателю (СО 2) путем сопоставления концентрации СО 2 с соответствующим гигиеническим нормативом. Разработать мероприятия по снижению уровня загрязненности воздуха исследуемой комнаты.

Методика работы

1. Определение и оценка запыленности воздушной среды Методы определения запыленности воздуха делятся на две группы:

основанные на выделении дисперсной фазы (пылинок) из дисперсионной среды (воздуха): седиментационный (весовой и счетный), аспирационный (весовой и счетный);

Без выделения дисперсной фазы: оптические, фотометрические, электрометрические.

Определение запыленности воздушной среды производится чаще всего аспирационным весовым (гравиметрическим) методом. Метод основан на улавливании пыли из просасываемого через фильтр воздуха при скорости аспирации 10-20 л/мин.

Ход работы. Негигроскопичный аэрозольной фильтр (АФА), изготовленный из специальной ткани ФПП-15, взвесить вместе с бумажным кольцом на аналитических весах с точностью до 0,0001 г и укрепить в металлическом или пластмассовом аллонже (патроне) с помощью завинчивающегося кольца. Воздух в течение 5-10 мин пропустить через фильтр с помощью аспиратора, оснащенного рео- метром, позволяющим регулировать скорость аспирации. В условиях учебного исследования достаточно отбирать пробу в течение 2-5 мин со скоростью 10- 20 л /мин. Осторожно вынутый из патрона фильтр повторно взвесить на аналитических весах. Из веса фильтра после отбора пробы вычитается его первоначальный вес. Объем протянутого воздуха вычисляется при умножении скорости аспирации (в л/мин) на время отбора пробы в минутах.

Расчет количества пыли производится по формуле:

Х = [(Л 2 -Л 1) 1000] / V

где: Х - запыленность воздуха, мг/м 3 ;

А 2 - вес фильтра с пылью после отбора пробы, мг;

А 1 - вес фильтра до отбора пробы, мг; V - объем протянутого воздуха, л.

2. Методы определения содержания некоторых химических веществ в воздухе помещений

Для анализа отобранных проб воздуха в санитарных лабораториях промышленных предприятий применяют разнообразные методы: оптические, электрохимические, хроматографические. Для быстрого определения степени загрязнения воздушной среды вредными веществами применяют экспресс-методы. Экспресс-исследования проводятся путем колориметрии растворов по стандартным шкалам или с применением реактивной бумаги, индикаторных трубок. В основе этих методов почти всегда лежат цветные реакции.

*Экспресс-метод определения концентрации диоксида серы (сернистого ангидрида)

Сернистый ангидрид (SO2) - бесцветный газ, обладающий острым, раздражающим запахом. Это наиболее распространенный загрязнитель атмосферного воздуха. Основным источником загрязнения SO2 являются предприятия теплоэнергетики (ТЭЦ, ГРЭС, котельные) и выбросы автотранспорта. В результате реакции SO 2 с парами воды, присутствующими в атмосферном воздухе, образуется серная кислота, которая при определенных условиях в виде аэрозоля выпадает в составе «кислотных дождей». SO 2 увеличивает общую распространенность респираторных заболеваний неинфекционной и инфекционной природы, вызывает развитие хронических ринитов, фарингитов, хронических бронхитов, часто с астматическими компонентами, воспаление слухового прохода и евстахиевой трубы.

Принцип метода - восстановление йода сернистым ангидридом до НI. Ход работы. В поглотитель Полежаева налить 1 мл поглотительного раствора, состоящего из смеси 0,0001 н. раствора йода с крахмалом. Через поглотитель с помощью электроаспиратора протянуть воздух из бутыли со скоростью 10 мл /мин (при такой скорости можно легко сосчитать проходящие через поглотительный раствор пузырьки воздуха) до исчезновения окраски поглотительного раствора. Объем прошедшего через поглотитель воздуха определить, умножив 10 мл /мин на время аспирации в минутах. Концентрацию SO 2 в воздухе определить по табл. 6.

Таблица 6. Зависимость концентраций сернистого газа от объема воздуха, обесцвечивающего поглотительный раствор

Определение концентрации аммиака в воздухе Аммиак (NH3) - бесцветный газ с острым запахом. В воздушную среду поступает с выбросами промышленных предприятий, от животноводческих комплексов, антропотоксин жилых и общественных помещений. Аммиак обладает раздражающим действием на слизистые оболочки верхних дыхательных путей и глаз, вызывая приступы кашля, слезотечение и боль в глазах, головокружение и рвоту.

Ход работы. В поглотительный сосуд с пористой пластинкой внести 5 мл 0,01 н. раствора Н2SО4 и подсоединить к бутыли с анализируемым воздухом. Затем отобрать пробу с помощью электроаспиратора в течение 5 мин со скоростью 1 л/мин. Раствор из поглотительного сосуда в количестве 5 мл внести в пробирку и добавить 0,5 мл реактива Несслера, взболтать и через 5-10 мин фотометрировать в кюветах с толщиной слоя 10- 20 мм при синем светофильтре, сравнивая с контролем, который готовят одновременно и аналогично пробам. При взаимодействии аммиака с реактивом Несслера образуется соединение, окрашенное в желто-бурый цвет. Интенсивность окраски пропорциональна количеству ионов аммония. Содержание аммиака в анализируемом объеме определить по предварительно построенному градуировочному графику. Для построения градуировочного графика приготовить шкалу стандартов согласно табл. 7.

Таблица 7. Шкала стандартов для определения аммиака

Все пробирки шкалы обработать аналогично пробам, измерить оптическую плотность и построить график. Шкалой стандартов можно пользоваться и для визуального определения, ее готовят в колориметрических пробирках одновременно с пробами.

С = а / V,

где: а - количество аммиака в анализируемом объеме пробы, мкг; V - объем воздуха, отобранного для анализа, л.

Экспресс-метод определения концентрации диоксида серы (углекислого газа) в воздухе закрытых помещений

Углекислый газ (СО 2) - бесцветный газ без запаха, в 1,5 раза тяжелее воздуха. Углекислый газ выделяется в воздух в результате естественных процессов дыхания людей и животных, процессов окисления органических веществ при горении, брожении, гниении. Кроме того, значительные количества диоксида углерода образуются в результате работы промышленных предприятий и автотранспорта, сжигающих огромные количества топлива. Наряду с процессами образования в природе идут процессы ассимиляции диоксида углерода - активное поглощение растениями в процессе фотосинтеза и вымывание СО 2 осадками. Увеличение содержания диоксида углерода до 3% вызывает одышку, головную боль, снижение работоспособности. Смерть может наступить при содержании СО2 8-10%. Содержание СО 2 - санитарный показатель, по которому оценивают степень чистоты воздуха помещения. Экспресс-метод определения

концентрации СО 2 в воздухе основан на реакции углекислоты с раствором соды.

Ход работы. В стеклянный шприц с градуировкой до 100 мл набрать 20 мл 0,005% раствора соды с фенолфталеином, имеющим розовую окраску, а затем набрать в тот же шприц 80 мл воздуха (до отметки 100 мл) и встряхивать в течение 1 мин.

Таблица 8. Зависимость содержания СО 2 в воздухе от объема воздуха, обесцвечивающего 20 мл 0,005% раствора соды

Если не произошло обесцвечивания раствора, воздух из шприца осторожно выдавить, оставив в нем раствор, вновь набрать такую же порцию воздуха и встряхивать ее еще 1 мин. Если после встряхивания раствор не обесцветился, эту операцию следует повторить еще несколько раз до полного обесцвечивания раствора, добавляя воздух небольшими порциями, по 10-20 мл, каждый раз встряхивая шприц в течение 1 мин. Подсчитав общий объем воздуха, прошедшего через шприц и обесцветившего раствор соды, определить концентрацию СО 2 в воздухе помещения по табл. 8.

Образец протокола для выполнения лабораторного задания «Оценка содержания пыли и некоторых химических веществ в воздухе помещений»

1. Определение и оценка запыленности воздуха помещения (ситуационная задача).

Вес фильтра до отбора пробы, мг (А1) ...

Вес фильтра с пылью после отбора пробы, мг (А 2) . Расчет количества пыли по формуле: ...

Гигиеническая оценка степени запыленности воздуха на основе сопоставления результатов анализов воздуха с ПДК аэрозоля в воздухе.

Заключение (образец).

1. Проведенный анализ показал, что в воздухе помещения содержится. мг/м 3 пыли, что ниже или превышает величину ПДК пыли (максимально разовой или среднесуточной). Необходимо указать меры по снижению запыленности воздуха помещения (например, проводить регулярную влажную уборку помещения и пр.).

2. Определение концентрации диоксида углерода в помещении с помощью экспресс-метода:

Объем воздуха, обесцвечивающий 20 мл 0,005% раствора соды.

Количество СО 2 в воздухе помещения (табл. 8) .

Гигиеническая оценка степени загрязнения воздуха помещения на основе сопоставления концентрации СО 2 с ПДК СО 2 в воздухе помещений.