Материал: Gigiena_2021

61. Химический состав воздуха жилых помещений: биологическое действие, санитарная оценка.

В воздухе жилых помещений могут содержаться загрязнители бактериальной и химической природы, что является следствием физиологических обменных процессов человека, приготовления пищи, сгорания бытового газа, стирки, деструкции полимерных отделочных материалов. В конечном итоге газовый состав воздуха жилых помещений определяется газовым составом приточного атмосферного воздуха и веществами-загрязнителями, выделяющимися внутри помещений. Вклад атмосферного воздуха в суммарную химическую нагрузку составляет 20-36%. Показателем чистоты воздуха закрытых помещений считается углекислый газ, так как его содержание отражает химический состав и физические свойства воздушной среды. Оптимальное содержание углекислого газа в воздухе помещения 0,1%. В последнее время ряд исследователей предлагают использовать для оценки чистоты воздуха закрытых помещений суммарный показатель токсичности, характеризующий комбинированное действие всех возможных загрязнителей воздуха (сумма отношений концентраций загрязнителей к их ПДК; оптимальное их соотношение меньше или равно единице). Сейчас идентифицировано около 50 токсичных веществ, которые необходимо учитывать при расчёте суммарной химической нагрузки: наибольший количественный вклад в химическую нагрузку вносят углекислый газ, пыль, угарный газ, аммиак, оксиды азота, формальдегид, нафталин, сероводород, сернистый газ, продукты деструкции полимеров.

62. Химический состав атмосферного воздуха: биологическое действие, санитарная оценка.

Воздух представляет собой смесь различных газов, состав которых (без водяных паров, отличающихся непостоянством объема, равного в среднем 0,42%, и весу, соответствующему в среднем 0.2%) представлен в таблице.

Состав сухого воздуха при температуре 0° и давлении 760 мм рт. ст.

(объем, масса и концентрация составных частей)

Изменения в содержании нормальных составных частей воздуха или его загрязнение отражаются на организме человека. Избыток углекислоты (4—5%) в газоубежищах, подводных лодках и других закрытых помещениях может явиться причиной острого отравления. Последствия загрязнения воздуха для организма человека могут быть самыми разнообразными: развитие острых и хронических отравлений, возникновение специфических заболеваний, замедление физического развития детей, ухудшение самочувствия, понижение работоспособности, увеличение уровня общей заболеваемости и т. д.

Тем не менее санитарная оценка всех видов загрязнения воздуха основывается всего лишь на одном показателе — концентрации данного вещества в воздухе по сравнению с предельно допустимой концентрацией. Все другие показатели, предложенные в разное время (количество загрязнений, улавливаемых в единицу времени; число частиц в единице объема и др.), оказались неприемлемыми, так как они не дают возможности количественного вычисления вещества, введенного в организм, и не допускают тем самым физиологической оценки его действия. Предельно допустимые концентрации устанавливаются для каждого вида пыли, газа и паров с учетом физико-химических свойств вещества, загрязняющего воздух, характера и конкретных условий загрязнения (дисперсности, длительности действия и т. д.). Разная длительность действия на организм человека (полные сутки и непрерывное на протяжении всей жизни действие атмосферного загрязнения; ограниченная рабочим временем суток и сроком трудовой деятельности человека длительность действия загрязнения воздуха рабочей зоны), различия в категории человеческой популяции, ее реактивности, здоровья и т. п. обусловливают неодинаковые величины предельно допустимых концентраций одного и того же вида загрязнения атмосферного воздуха и воздуха рабочей зоны. Качество воздуха в жилых, учебных, больничных и служебных помещениях должно быть таким же, как и состав атмосферного воздуха. Допускается лишь дополнительное незначительное загрязнение продуктами жизнедеятельности человека, критерием которого служит относительный показатель — концентрация углекислого газа (нормальная 0,07% и предельно допустимая—0,1 %). Оценка загрязнения воздуха осуществляется путем сопоставления фактического уровня загрязнения с предельно допустимой концентрацией. Для того, чтобы эти величины были сопоставимы, правила отбора воздуха и методика определения фактической концентрации загрязнения должны быть теми же самыми, что и при установлении допустимой концентрации. Итак, для санитарной оценки химического состава воздуха необходимо знать содержание его нормальных составных частей и предельно допустимых концентраций загрязнения, а также точное соблюдение методик отбора пробы и определения концентрации исследуемого вещества, которые регламентированы санитарными правилами.

63. Понятие «загрязнение» атмосферного воздуха, источники и причины загрязнения.

Загрязнением воздуха условно принято считать те примеси к воз духу, которые возникают в результате деятельности человека. В отличие от стихийных, естественных примесей, качественно однообразных и количественно постоянных, загрязнения характеризуются непостоянством и большим разнообразием веществ, находящихся в состоянии газов, паров, дыма и тумана1. Газообразные загрязнения действуют на организм человека главным образом ингаляционным путем (в состоянии покоя человек за сутки вдыхает около 13 м3 воздуха), а также через кожу, слизистую оболочку глаз и частично перорально, при заглатывании из носоглотки слизи, содержащей растворенные газы.

Если для газообразного вещества эффект вредного действия определяется его концентрацией в воздухе (при прочих равных условиях), то для твердых и жидких загрязнений наряду с концентрацией значение имеет дисперсность частиц. Степень дисперсности определяет длительность пребывания дисперсных частиц в воздухе. Во взвешенном состоянии они могут находиться только тогда, когда их размер не превышает 100 р. Частицы размером 100—10 ц оседают с ускорением по закону Ньютона. Частицы размером 10—0,1 р оседают с постоянным ускорением и не способны к диффузии. Частицы размером 0,1—0,001 р совсем не оседают, совершают броуновское движение, способны к диффузии (далее следует молекулярная степень дробления и образования растворов). Раздробленное на мелкие частицы твердое и жидкое вещество (дисперсная фаза), распределенное в непрерывной воздушной среде (дисперсионная среда), образует аэродисперсную систему. В дисперсном состоянии, благодаря, главным образом, колоссальной удельной поверхности, твердые и жидкие вещества приобретают особые свойства и новые качества. Диспергированные частицы аэрозоля адсорбируют из окружающей среды газовые молекулы и ионы; накапливают в результате трения о среду статическое электричество, рассеивают свет; возрастает химическая активность вещества, находящегося в дисперсном состоянии, и появляется своеобразие его действия на организм человека. Инертный и безвредный в виде слитка цинк, например, становится весьма опасным в аэродисперсном состоянии. Степень выраженности перечисленных эффектов тем больше, чем выше степень, дисперсности. Степень дисперсности определяет и точку приложения аэродисперс- ной системы на организм человека: — частицы размером 10 р и более задерживаются в верхних дыхательных путях, раздражают слизистую оболочку и вызывают воспалительные процессы; — частицы размером 0,1 —10 р проникают в легкие, действуют на легочную паренхиму; —• частицы размером менее 0,1 р , по мнению одних исследователей, в легких почти не задерживаются и выносятся с выдыхаемым воздухом, по мнению других, такой величины частицы задерживаются ^ легких и отличаются особой агрессивностью (Н. А. Вигдорчик, 1948). Степень дисперсности определяет также и эффект токсического действия. Грубодисперсные частицы, задерживающиеся в носу и носоглотке, действуют на слизистую оболочку, частично выплевываются, а частично поглатываются, растворяются в пищеварительных соках, всасываются, поступают через систему воротной вены в печень и здесь частично обезвреживаются. Тонкодисперсные частицы проникают в легкие, растворяются, всасываются и оказываются сначала в малом, а затем в большом круге кровообращения, миновав печень; они проникают в пододёжное пространство и оседают на коже; попадают в глаза. Поэтому при одинаковой массе вещества токсичность тонкодисперсной системы выше грубодисперсных аэрозолей.

1) Наряду с термином аэродисперсная система как синоним традиционно употребляется термин аэрозоль, а все аэродисперсные системы с твердой фазой объединяются понятием пыль. 2) Вещество в виде кубика с ребром 1 см и площадью 6 см2, измельченное на ';:ки с ребром 1,0 , при той же массе будет состоять из 1 млрд, частиц с обповерхностью 6000 см2.

Загрязнение воздуха – примеси к воздуху , которые возникли в результате деятельности человека. Источники :

• Автотранспорт

• Промышленные предприятия

• ТЭЦ

• Котельные

• Тепловые электростанции

• Домовые печи

• Животноводческие комплексы

• Применение удобрений и ядохимикатов

Причины :

1. Недисциплинированность, безалаберность, разгильдяйство человека.

2. Отсутствие безотходных технологий, а поэтому и безотходных предприятий.

3. Отсутствие средств для приобретения подобных технологий за рубежом.

64. Правила и способы отбора проб атмосферного воздуха и воздуха рабочей зоны санитарная оценка загрязнения.

Для определения концентрации вредных веществ необходимо для начала произвести отбор проб атмосферного воздуха. Данный процесс является чрезвычайно важным и кропотливым. Это связано с тем, что даже при самом точном анализе результаты неправильно произведенного отбора воздуха искажаются. Потому существует целый ряд требований к данному процессу:

необходимо получить пробу, которая соответствует реальному составу воздуха;

накопить в пробе нужное количество искомого вещества, для того чтобы его можно было обнаружить в лабораторных условиях.

Взятие проб воздуха зависит от нескольких факторов:

агрегатное состояние искомого вещества в окружающей среде (аэрозоль конденсации, газ, пар);

возможные химические взаимодействия искомого вещества с окружающей атмосферной средой;

количество веществ в воздухе;

метод исследования.

Во время проведения исследований в лаборатории используют различные методы отбора проб воздуха. Самые распространенные – аспирационный и метод отбора в сосуд.

Аспирационный метод

Это самый распространенный способ в гигиенической практике. Особенность данной методики заключается в аспирации. Иными словами, это фильтрация исследуемого воздуха при помощи специальных веществ, которые способны поглощать определенный ингредиент из всех, проходящих через него. Данное вещество называется поглотительной средой. Недостатки аспирационного метода отбора проб воздуха:

Это очень трудоемкий процесс. Занимает около 30 минут. За этот период может произойти усреднение концентрации токсичного вещества. А концентрация искомых веществ в воздушной среде изменяется слишком быстро. Методика отбора проб воздуха осуществляется профессионалами.

Отбор в сосуды

Этот метод отличается своей быстротой. Его используют тогда, когда ограничиваются небольшим объемом исследуемого воздуха и не возникает необходимости в накапливании искомого вещества в пробе. При этом отборе используются разнообразные емкости и сосуды: баллоны, бутыли, шприцы и газовые пипетки, а также резиновые камеры. Данная методика отбора проб воздуха является очень чувствительной и точной.

В практике используется несколько разновидностей аспираторов. Удобным для использования считается электроаспиратор АПВ-4. Этот прибор объединил в себе электрическую воздуходувку с реометрами, которые представляют собой стеклянные ротаметры, две из которых нужны для замеров скорости отбора воздуха, а две другие предназначены для большой скорости. Малая скорость составляет от 0,2 до 1 л/мин, большая – от единицы до 20 литров в минуту. Нижняя часть ротаметров соединена со штуцерами, выведенными в переднюю часть прибора. К этим штуцерам присоединены силиконовые трубки вместе с поглотительными приборами. Благодаря такой схеме одновременно можно отбирать сразу четыре пробы. Верхняя часть ротаметра имеет ручки вентилей, которые точно так же выведены в переднюю часть. Это помогает регулировать скорость отбора проб воздуха.

Принцип работы данного прибора заключается в том, что во время включения в сеть с помощью электродвигателя вращается ротор воздуходувки. В то же время в ее корпусе понижается давление. А воздух, помещенный вне прибора, проходит через штуцеры. Затем поступает наружу. Узнав затраченное время на его прохождение сквозь аспиратор и его скорость, можно определить объем воздуха, проходящего через поглотительный прибор, который присоединяется к штуцеру.

Существующие поглотители созданы для того, чтобы забирать химические примеси из воздуха при помощи твердых и жидких сред. И поглотитель, и среду для него выбирают не случайно. Здесь учитываются агрегатные состояния веществ, которые проходят исследования. А также необходимость в обеспечении продолжительного контакта самого вещества и поглотительной среды.

В случае если исследуемое газо- или парообразное вещество находится в воздухе в большом количестве, если метод его определения очень чувствительный, то, соответственно, необходимы небольшие объемы анализируемого воздуха. Для этого нужны одномоментные методы отбора проб. Для них используют резиновые камеры, калиброванные бутыли и сосуды, пакеты для отбора проб воздуха вмещающие от 1 до 5 литров, а также газовые пипетки по 100-500 мл. Однако резиновые камеры могут применяться только в том случае, если исследуемое вещество точно не реагирует с резиной. В них воздух не сохраняется больше трех часов. Его накачивают туда с помощью электрического или ручного насоса НПГ. Для исследований воздух переводится в калибровочную бутыль или другой поглотитель с соответствующей средой.

Санитарные пробы

Эти пробы собирают для химического анализа и определяют общую запыленность в зоне дыхания человека и на полтора метра выше. Для этого используют специальные штативы ШРТ-2.

Изучая загрязнения воздушной среды из-за выбросов промышленных предприятий, определяют среднесуточную и максимальную разовую концентрацию вредных веществ в атмосфере. Санитарные пробы воздуха обычно отбирают в момент наибольшего загрязнения с ветреной стороны от источника. Берут минимум десять образцов во всех точках и через равные отрезки времени. Отбор проб атмосферного воздуха продолжается около двадцати минут. При увеличении расстояния от источника, из которого исходит загрязнение (не более пяти километров, дальше точный анализ просто невозможен), продолжительность также увеличивается до 40 минут.

Для того чтобы определить радиоактивные и канцерогенные вещества, необходимо просасывать сквозь аналитические фильтры АФА большой объем воздуха. Потому что в населенных местах исследуемые элементы содержатся в ничтожно малом количестве. В процессе взятия пробы воздуха на больших промышленных предприятиях для исследований содержания токсических веществ (таких как газы, пары) или большого количества пыли важное место занимает точка отбора. В производственных помещениях или зданиях неравномерно распределены загрязняющие вещества. Воздушная среда постоянно и хаотично подвижна. По этим причинам приборы для пробы атмосферы располагают в месте, где происходит рабочий процесс, на уровне полутора метров от пола. Это считается уровнем дыхания рабочих. За одну смену берут три пробы: в начале, середине и конце трудового дня. Во время их взятия обязательно учитывается влажность, а также температура воздуха в помещении. Поглотительные приборы или их еще называют сорбционными трубками, которые нужны, чтобы произвести отбор проб воздуха на промышленных предприятиях, напоминают стеклянные пробирки, которые запаиваются вверху и скрепляются еще с парой стеклянных трубочек. Через длинную трубку поступает исследуемый воздух. А сквозь короткую он проходит далее к воздуходувке через ротаметр. Нижняя часть поглотителя предназначена для поглощающейся жидкости, через которую должен просасываться исследуемый газ. Отбор проб воздуха рабочей зоны необходим для нормального функционирования предприятия и обеспечения условий труда для коллектива. В соответствии с действующим законодательством и требованиями охраны труда это обязательный процесс.

Гравитационный метод отбора

Этот метод взятия пробы воздуха в помещении или на улице основывается на том, что плотные частицы, которые взвешиваются в нем, оседают под влиянием силы тяжести. Пробозаборник Дарема – основной прибор, который используют для гравитационного отбора проб воздушной среды. Суть его работы заключается в следующем. В держатель прибора вставляется специальное предметное стекло, которое покрывается глицериновым гелем. Затем он оставляется в воздушной среде на сутки. Частицы, которые переносятся воздушным потоком, оседают на предметном стекле. Далее в лабораторных условиях под микроскопом определяется состав и количество частиц. Результаты представляются числом частиц, которые осели на квадратном сантиметре за сутки. Гравитационный метод отбора проб воздуха недорогой и достаточно простой, однако и у него есть свои недостатки:

результаты анализа могут быть неточными из-за таких факторов, как направление, скорость ветра, осадки и влажность воздуха;

за сутки успевает осесть небольшое количество частиц; на предметное стекло в основном попадают крупные частицы;

образцы собирают профессионалы, для этого им необходимы специальные приборы, а также аспираторы для отбора проб воздуха.

Объемометрический метод

Суть данного способа заключается в том, что частицы, которые взвешиваются в воздухе, задерживаются на препятствиях, устанавливаемых его потоками. Пробы воздуха на предприятиях тяжелой промышленности необходимо собирать не реже, чем раз в год. В условиях этого метода применяются такие пробозаборники:

Ротационный. Его собирающая поверхность покрывается специальным веществом, затем она вращается на протяжении определенного времени с нужной скоростью. Результат пробы с помощью этого прибора выражается количеством частиц, которые успевают оседать на одном квадратном сантиметре. Данный способ исключает влияние направления и скорости ветра на результат анализа, благодаря чему дает более точный анализ. Академия аллергологов и иммунологов рекомендует использовать прибор ПУ-1Б для нахождения в воздушной атмосфере вредных веществ.