Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ
В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 устанавливают предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ. ПДК выражаются в миллиграммах (мг) вредного вещества, приходящегося на I кубический метр воздуха, т.е. мг/м3. Установлены ПДК для более чем 1300 вредных веществ. Еще приблизительно для 500 вредных веществ установлены ориентировочно безопасные уровни воздействия. Все вредные вещества по степени воздействия на организм человека подразделяются на следующие классы: 1 – чрезвычайно опасные, 2 – высокоопасные, 3 – умеренно опасные, 4 – малоопасные. Опасность устанавливается в зависимости от величины ПДК, средней смертельной дозы и зоны острого или хронического действия. Если в воздухе содержится вредное вещество, то его концентрация не должна превышать величины ПДК.
Вещества, загрязняющие природную среду, в зависимости от своей природы, концентрации, времени действия на организм человека могут вызвать различные неблагоприятные последствия. Кратковременное воздействие небольших концентраций таких веществ может вызвать головокружение, тошноту, першение в горле, кашель. Попадание в организм человека больших концентраций токсических веществ может привести к потере сознания, острому отравлению и даже смерти. Примером подобного действия могут являться смоги, образующиеся в крупных городах в безветренную погоду, или аварийные выбросы токсичных веществ промышленными предприятиями в атмосферу.
Реакции организма на загрязнения зависят от индивидуальных особенностей: возраста, пола, состояния здоровья. Как правило, более уязвимы дети, пожилые и престарелые, больные люди.
При систематическом или периодическом поступлении организм сравнительно небольших количеств токсичных веществ происходит хроническое отравление. Признаками хронического отравления являются нарушение нормального поведения, привычек, а также нейропсихического отклонения: быстрое утомление или чувство постоянной усталости, сонливость или, наоборот, бессонница, апатия, ослабление внимания, рассеянность, забывчивость, сильные колебания настроения. При хроническом отравлении одни и те же вещества у разных людей могут вызывать различные поражения почек, кроветворных органов, нервной системы, печени.Загрязнением атмосферы обусловлено до 30% общих заболеваний населения промышленных центров. Более 1 млрд. городского населения мира проживают с угрожающими здоровью уровнями воздушных загрязнений.
Оксиды серы. Выделяются в атмосферу в основном в результате работы теплоэлектростанций (ТЭС) при сжигании бурого угля и мазута, а также серосодержащих нефтепродуктов и при получении многих металлов из серосодержащих руд – PbS, NiS, MnS и т.д. При растворении в воде оксиды серы образуют кислотные дожди. Россия входит в Конвенцию по SO и участвует в процессах, способствующих снижению выбросов окислов серы в атмосферу. В основном это строительство заводов по производству серной кислоты по схеме: диоксид серы – триоксид серы – серная кислота.
Доказано, что высокая концентрация окислов серы и мелких частиц усугубляет течение хронических респираторных и сердечнососудистых заболеваний. Отмечено, что заболевания дыхательных путей, например, бронхиты, учащаются при повышении уровня оксидов серы в воздухе.
Оксид углерода II (СО). Концентрация оксида углерода II в городском воздухе больше, чем любого другого загрязнителя. Однако поскольку этот газ не имеет ни цвета, ни запаха, ни вкуса, наши органы чувств не в состоянии обнаружить его.Самый крупный источник оксида углерода в городах – автотранспорт. Другой источник оксида углерода – табачный дым, с которым сталкиваются не только курильщики, но и их ближайшее окружение. Курильщик поглощает вдвое больше оксида углерода по сравнению с некурящим. Оксид углерода вдыхается вместе с воздухом или табачным дымом и поступает в кровь, где конкурирует с кислородом за гемоглобин. Оксид углерода соединяется с молекулами гемоглобина прочнее, чем кислород. Чем больше оксида углерода содержится в воздухе, тем больше гемоглобина связывается с ним и тем меньше кислорода достигает клеток. По этой причине оксид углерода при повышенных концентрациях представляет собой смертельно опасный яд.
Оксид углерода IV (СО2). Влияние углекислого газа (СО2) связано с его способностью поглощать инфракрасное излучение (ИК) в диапазоне от 700 до 1400 нм. Земля, как известно, получает практически всю свою энергию от Солнца в лучах видимого участка спектра (от 400 до 700 нм), а отражает в виде длинноволнового ИК-излучения. Поглощая ИК-излучение, СО2 действует как парниковая пленка.
В промышленных зонах города наблюдается постоянное нахождение воздуха пылевидных частиц или различных соединений, среди которых наибольшую опасность вызывают диоксины, образующие при сжигании твердых бытовых отходов, содержащих пластмассы и другие химические соединения. Диоксины обладают мутагенными и канцерогенными действиями, а предельно допустимая концентрация в воздухе для взрослого человека не должна превышать одной десятой пикограмма на килограмм веса. Для младенцев поступление этих ядов с молоком матери или пищей вообще недопустимо.
Высокоактивные в биологическом отношении химические соединения могут вызвать эффект отдаленного влияния на здоровье человека: хронические воспалительные заболевания различных органов, изменение нервной системы, действие на внутриутробное развитие плода, приводящее к различным отклонениям у новорожденных. Медики установили прямую связь между ростом числа людей, болеющих аллергией, бронхиальной астмой, раком, и ухудшением экологической обстановки в данном регионе. Достоверно установлено, что такие отходы производства, как хром, никель, бериллий, асбест, многие ядохимикаты, являются канцерогенами, то есть вызывающие раковые заболевания
При проведении различных технологических процессов в воздух выделяются твердые и жидкие частицы, а также пары и газы. Пары и газы образуют с воздухом смеси, а твердые и жидкие частицы – аэродисперсные системы – аэрозоли. Аэрозолями называют воздух или газ, содержащие в себе взвешенные твердые или жидкие частицы. Аэрозоли принято делить на пыль, дым, туман. Пыли или дымы – это системы, состоящие из воздуха или газа и распределенных в них частиц твердого вещества, а туманы – системы, образованные воздухом или газом и частицами жидкости.
Пыль как социогенный фактор. Причины основных выбросов пыли в атмосферу – это пыльные бури, эрозия почв, вулканы (природные, абиотические негативные факторы). Однако, около 15-20% общего количества пыли в атмосфере имеет социогенное происхождение: производство стройматериалов, дробление пород в горнодобывающей промышленности, производство цемента, строительство.
Пыль, попадая в организм человека, оказывает фиброгенное воздействие, заключающееся в раздражении слизистых оболочек дыхательных путей. Оседая в легких, пыль задерживается в них. При длительном вдыхании пыли возникают профессиональные заболевания легких – пневмокониозы. При вдыхании пыли, содержащей свободный диоксид кремния (SiO;), развивается наиболее известная форма пневмокониоза – силикоз. Если диоксид кремния находится в связанном с другими соединениями состоянии, возникает профессиональное заболевание – силикатоз. Среди силикатозов наиболее распространены асбестоз, цементоз, талькоз.Пыль и аэрозоли не только затрудняют дыхание, но и приводят к климатическим изменениям, поскольку отражают солнечное излучение и затрудняют отвод тепла от Земли.
Эрозия почв выступает комплексным экологическим фактором – в зависимости от причин ее возникновения, она может быть социогенной, порожденной деятельностью общества или природной, вызываемой абиотическими (а также, частично – биотическими) воздействиями, или и теми, и другими. Здесь же следует упомянуть о таких факторах, как употребляемые удобрения и ядохимикаты, которые оказываются вторым после промышленности загрязнителем природной среды, а также засоление и закисление почв.
Быстрый рост промышленности привел к увеличению технических отходов, загрязняющих гидросферу. Многие из этих сложных синтетических химикатов, кислот и пестицидов не поддаются обычным методам очищения и длительное время сохраняют токсический эффект. Загрязнители, сбрасываемые в водоемы в настоящее время, можно классифицировать по следующим категориям: органические загрязнители, для расщепления которых требуется кислород (в первую очередь бытовые и промышленные отходы); возбудители инфекционных заболеваний, содержащиеся в бытовых отходах животного происхождения; искусственные удобрения; синтетические органические вещества (моющие средства, пестициды и другие промышленные химикаты); неорганические химические и минеральные вещества (соли металлов, кислоты и твердые частицы), попадающие в воду с шахт и заводов, нефтеочистительных предприятий и сельскохозяйственных угодий; радиоактивные вещества, которые попадают в воду при добыче радиоактивных руд, из атомных реакторов, сточных вод промышленных предприятий, научно-исследовательских институтов и больничных учреждений, в которых они используются. Повысилась заболеваемость населения в результате отравления токсическими веществами, поступающими в питьевую воду из загрязненных водоемов. Описаны болезни, связанные с загрязнением воды нитратами (тяжелая метагемоглобинемия у детей, гипертензия), свинцом (свинцовая интоксикация), урохромом (заболевания, по клинической картине напоминающие эндемический зоб), фтором (флюороз). Одной из наиболее серьезных форм речных загрязнений является высокая концентрация стоков минеральных удобрений.
Шум – это смешение звуков различной частоты и интенсивности. С физиологической точки зрения шумом называют любой нежелательный звук, оказывающий вредное воздействие на организм человека.
Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления – децибелах. Это давление воспринимается не беспредельно. Уровень шума в 20-30 децибел (дБ) практически безвреден для человека, это естественный шумовой фон. Что же касается громких звуков, то здесь допустимая граница составляет примерно 80 децибел. Звук в 130 децибел уже вызывает у человека болевое ощущение и повреждения в слуховом аппарате (акустическая травма), а в 150 дБ становится для него непереносимым. Разрыв барабанных перепонок в органах слуха человека происходит под воздействием шума, уровень звукового давления которого составляет 186 дБ. Воздействие на организм человека шума, уровень которого около 196 дБ, приведет к повреждению легочной ткани (порог легочного повреждения).
Однако не только сильные шумы, приводящие к мгновенной глухоте или повреждению органов слуха человека, вредно отражаются на здоровье и работоспособности людей. Шумы небольшой интенсивности, порядка 50–60 дБ, негативно воздействуют на нервную систему человека, вызывают бессонницу, неспособность сосредоточиться, что ведет к снижению производительности труда и повышает вероятность возникновения несчастных случаев на производстве. Если шум постоянно действует на человека в процессе труда, то могут возникнуть различные психические нарушения, сердечнососудистые, желудочно-кишечные и кожные заболевания, тугоухость. В результате длительного влияния шумов малой интенсивности в центрах слухового анализатора образовываются доминантные очаги, которые тормозят деятельность других центров, вследствие чего нарушаются многие функции организма.
При сильных шумах возбуждение, достигая вегетативной нервной системы, действует на центры, регулирующие артериальное давление, дыхание и деятельность пищеварительного тракта, влияет на кору больших полушарий. В условиях интенсивного шума развивается выраженное охранительное торможение в коре большого мозга, происходят серьезные сдвиги в высшей нервной деятельности (нарушается уравновешенность нервных процессов, снижается их подвижность, условно-рефлекторная деятельность ухудшается), что приводит к изменению нормальных корково-подкорковых соотношений.
При действии шума происходит уменьшение содержания сахара в крови до нижнего уровня нормы, что вызывает активизацию надпочечников и повышение концентрации адреналина в крови. Длительное воздействие шума угнетает функцию надпочечников, что приводит к резкой гипогликемии. Шум в 60 дБ, регистрируемый иногда на городских транспортных магистралях, снижает некоторые показатели иммунитета. Обнаружение ремостабильных аутоантител в низких концентрациях расценивается специалистами как компенсаторная реакция на действие неблагоприятных факторов среды. Такие аутоантитела относятся к разряду аутоагрессоров, и выраженное повышение их содержания при действии шума может способствовать формированию патологических процессов. Таким образом, воздействуя на кору больших полушарий головного мозга и центры вегетативной нервной системы, шум отрицательно влияет на различные органы и системы человека.
Человеческое ухо воспринимает как слышимые – звуки, лежащие в пределах от 20 до 20 000 гц. Звуковые волны с частотой менее 20 гц называются инфразвуковыми, а с частотами более 20 000 гц – ультразвуковыми. Так, инфразвуки особое влияние оказывают на психическую сферу человека: поражаются все виды интеллектуальной деятельности, ухудшаются настроение, иногда появляется ощущение растерянности, тревоги, испуга, страха, а при высокой интенсивности – чувство слабости, как после сильного нервного потрясения. Даже слабые инфразвуки могут оказывать на человека существенное воздействие, в особенности, если они носят длительный характер. По мнению ученых, именно инфразвуками, неслышно проникающими сквозь самые толстые стены, вызываются многие нервные болезни жителей крупных городов. Особенно неблагоприятно воздействие на организм человека инфразвуковых колебаний с частотой 4-12 Гц.
Ультразвуки, занимающие заметное место в гамме производственных шумов, также оказывают негативное воздействие, особенно сильно – на клетки нервной системы. Вредное воздействие ультразвука на организм человека выражается в нарушении деятельности нервной системы, снижении болевой чувствительности, изменении сосудистого давления, а также состава и свойств крови. Ультразвук передается либо через воздушную среду, либо контактным путем через жидкую и твердую среду (действие на руки работающих). Контактный путь передачи ультразвука наиболее опасен для организма человека.
Ионизирующее излучение – это излучение с очень высокой энергией, способное выбивать электроны из атомов и присоединять их к другим атомам с образованием пар положительных и отрицательных ионов. Источники ионизирующего излучения – космические лучи и радиоактивные вещества. Существуют два вида ионизирующих излучений:
• корпускулярное, состоящее из частиц с массой покоя, отличной от нуля (альфа- и бета-излучение и нейтронное излучение);
• электромагнитное (гамма-излучение и рентгеновское) с очень малой длиной волны.
Действие ионизирующих излучений на организм человека различно.
Альфа-излучение производит сильное действие на органические вещества, из которых состоит человеческий организм (жиры, белки, углеводы). На слизистых оболочках это излучение вызывает ожоги и другие воспалительные процессы.
Под действием бета-излучений происходит радиолиз (разложение) воды, содержащейся в биологических тканях, с образованием водорода, кислорода, пероксида водорода, заряженных частиц (ионов). Продукты разложения воды обладают окислительными свойствами и вызывают разрушение многих органических веществ, из которых состоят ткани человеческого организма.
Действие гамма- и рентгеновского излучений на биологические ткани обусловлено в основном образующимися свободными электронами. Нейтроны, проходя через вещество, производят в нем наиболее сильные изменения по сравнению с другими ионизирующими излучениями.
Таким образом, действие ионизирующих излучений сводится к изменению структуры или разрушению различных органических веществ (молекул), из которых состоит организм человека.
Микроклимат производственных помещений – сочетание температуры, влажности, скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей. Длительное воздействие на человека неблагоприятных микроклиматических условий резко ухудшает его самочувствие, снижает производительность труда и приводит к заболеваниям. Высокая температура воздуха способствует быстрой утомляемости работающего, может привести к перегреву организма, тепловому удару или профзаболеванию. Низкая температура воздуха может вызвать местное или общее охлаждение организма, стать причиной простудного заболевания либо обморожения. Влажность воздуха оказывает значительное влияние на терморегуляцию организма человека. Высокая относительная влажность (отношение содержания водяных паров в 1 м3 воздуха к их максимально возможному содержанию в этом же объеме) при высокой температуре воздуха способствует перегреванию организма, при низкой же температуре она усиливает теплоотдачу с поверхности кожи, что ведет к переохлаждению организма. Низкая влажность вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей работающего. Подвижность воздуха эффективно способствует теплоотдаче организма человека и положительно проявляется при высоких температурах, но отрицательно при низких.