Что такое нормирование качества атмосферного воздуха

Нормирование качества атмосферного воздуха – необходимость, обусловленная целым рядом экологических проблем.

Атмосферный воздух – важный компонент окружающей среды. Это смесь газов и микрочастиц, постоянство в которой поддерживается естественным образом. Под атмосферным воздухом понимают как воздушные массы, окутывающие Землю. Воздух, расположенный внутри помещений в категорию атмосферного не входит. Такое деление установлено ФЗ от 02.04.1999 под названием «Об охране атмосферного воздуха».

Атмосферный воздух наряду с водой – основа жизни на планете. Атмосфера – это оболочка не менее тысячи километров толщиной. Без воздуха невозможно представить существование жизни. Ученым удалось подсчитать, что каждый день человек вдыхает до 15 кг воздуха – это ежеминутный выдох объемом в 5-20 литров.

Атмосфера важна не только для жизни человека, она поддерживает множество природных и климатических процессов – регулирует тепловой режим, предохраняет Землю от остывания или перегрева, защищает планету от ультрафиолета и космических рентгеновских лучей.

Основные понятия

Качество атмосферного воздуха – это некоторая совокупность свойств или характеристик атмосферы, которые определяют ее воздействие на людей и другие живые организмы и места их обитания. Качество воздуха зависит от физических, биологических и химических свойств воздуха.

Загрязнение – это любое отклонения от допустимого состава, а также любое изменение физических или биологических свойств, которое негативным образом сказывается на здоровье человека, других организмов или на состоянии окружающей среды.

Загрязняющим веществом называют такие частицы вещества, которые при повышении концентрации способны оказывать на человека негативное воздействие или наносить иной ущерб здоровью, экосистеме или даже экономике.

Загрязнение бывает двух видов:

1. Естественное. Это природные загрязнения – например, из-за извержения вулкана, естественных пожаров или любого природного процесса.
2. Техногенное. Его еще называют антропогенным. Это загрязнение, в котором напрямую или косвенно виноват человек. Антропогенное загрязнения обычно намного опаснее природного. Делится на местное (локальное) – в пределах одной территориальной единицы, и региональное – несколько единиц, бывает и глобальное – это загрязнение, которое приводит к атмосферным планетарным изменениям.

Выбросы в атмосферу делятся на несколько групп в зависимости от агрегатного состояния загрязняющего вещества:

• Газ (сюда относятся летучие углеродные и углеводородные соединения).
• Жидкость (растворы, как правило, сильных солей, щелочей и кислот).
• Твердые (тяжелые металлы, органика).

Основные загрязнители, образовавшиеся антропогенно, называются поллютанты. Их доля в общем загрязнении давно превысила 90%. Из них более 97% приходится на диоксиды азота, серы, углерода и на твердые фракции.

Мировой объем выбросов исчисляется сотнями миллионов тонн, на Россию приходится около 5%. В РФ основные производители вредных выбросов – это такие отрасли промышленности как теплоэнергетика, нефтедобыча, автотранспортные предприятия, легкая промышленность, строительство.

Поллютанты и здоровье человека

В зависимости от качественного и количественного состава поллютантов в атмосферном воздухе, загрязнение может грозить человека как отсроченным заболеваниями, так и мгновенным отравлением. Вред заключается не только в воздействии на организм – выбросы разрушают атмосферу, создавая таким образом экологическую угрозу, нарушая комфортную среду обитания.

Основные эффекты поллютантов на организм человека:

• Диоксид серы особенно опасен в соединении с водой – он способствует разрушению легочной ткани.
• Диоксид кремния способен вызывать тяжелые заболевания легких.
• Оксиды азота негативно влияют на состояние слизистых, могут быть причиной ухудшения зрения.
• Оксид углерода – или по-простому угарный газ – вызывает характерное отравление. При длительном воздействии низких доз увеличивается риск сердечно-сосудистых заболеваний.

Поллютанты проявляются синергизм, то есть их негативные эффекты усиливаются при совместном воздействии.

Критерии качества атмосферного воздуха

Контроль качества атмосферного воздуха осуществляется по специальным критериям. Критерии – это гигиенические нормативы качества атмосферного воздуха, предельно допустимые концентрации (ПДК). Для каждого загрязнителя есть научно обоснованный допустимый предел. Основные нормы были разработаны во времена СССР. Сейчас, при необходимости, списки дополняются. В списке ПДК содержится более 400 отдельных веществ или их комбинаций. Для каждого вещества установлен класс опасности (от 1 до 4).

Для основных загрязняющих веществ рассчитывают три типа ПДК:

1. ПДК рабочей зоны.
2. Среднесуточная ПДК для воздуха в жилых районах.
3. Максимальная разовая ПДК.

ПДК рабочей зоны измеряется в миллиграммах на кубический метр и показывает допустимую концентрацию вещества в рабочей зоне. Нормативы установлены таким образом, чтобы исключить вред здоровью. При подборе значения ПДК оценивали, в том числе, долговременные эффекты на здоровье. ПДК рабочей зоны установлен для производств, на которых сотрудники работают 8 часов в смену. Если рабочий день другой продолжительности, то может потребоваться пересчет. При соблюдении нормы санитарная обстановка по качеству воздуха будет безвредной для здоровья персонала.

Среднесуточная ПДК – максимально возможная средняя концентрация при замерах в течение суток. С точки зрения гигиенистов, это важнейший норматив качества атмосферного воздуха.

Максимальная разовая ПДК – это предел допустимой концентрации при разовом замере. Характеризуется тем, что при соблюдении норм, воздух безопасен для вдыхания в течение 30 минут.

Нормативы ПДК

В Российской Федерации утверждено и действует более тысячи нормативов для предельно допустимых концентраций. В РФ одна из самых больших баз нормативной документации по загрязнению воздуха. Это связано с работой на территории страны большого количества предприятий – загрязнителей воздуха.

Важны не только гигиенические характеристики, но и статистические показатели, такие как:

• Повторяемость превышения нормы для конкретного вещества. Измеряется в процентах.
• Повторяемость превышения нормы более чем в 5 раз. Измеряется в процентах.
• Количество случаев превышения нормы более чем в 10 раз. Целочисленное значение.

Кроме гигиенических и статистических, существуют более сложные показатели качества воздуха, требующие расчетов.

Основные показатели:

• Индекс загрязнения атмосферы. Рассчитывается по нескольким примесям сразу. Зависит от среднегодовых концентраций отдельных примесей. Отражает уровень загрязнения в длительной временной перспективе.
• Стандартный индекс. Показывает максимальную концентрацию среди всех разовых замеров, деленную на предельно допустимую концентрацию. Понятно, что в идеале этот индекс должен быть меньше единицы. Позволяет отследить кратковременное загрязнение.
• Наибольшая повторяемость. Это процентная величина. Показывает процент превышения нормы в течение года на одной территории для одного загрязняющего вещества.

В зависимости от индекса загрязнения атмосферы выделяют несколько уровней загрязнения:

• ИЗА до 6 – это повышенный уровень.
• До 13 – высокий.
• Более 14 – очень высокий.

Подобные расчеты существуют и для двух других показателей – стандартного индекса (до 20%, до 40%, более 40%) и наибольшей повторяемости (рассчитывается индивидуально, в зависимости от характера местности).

Предельно допустимые выбросы

Кроме ПДК существует такое понятие как предельно допустимые выбросы – ПДВ. Это норматив, который предназначен для контроля над загрязнением на предприятиях, производящих выбросы в воздушную среду. ПДВ требуется для нормирования выбросов, так как полностью исключить или сократить их невозможно. ПДВ зависит от ПДК – при соблюдении норм ПДВ, ПДК на территории будут соответствовать норме.

ПДВ устанавливают отдельно для каждого вещества в производственной отрасли. Для некоторых важных производств может быть сделано исключение – с условием постепенного снижения выбросов при переходе на более совершенные и экологичные технологии.

К сожалению, статистика гласит, что на территории РФ соблюдают ПДВ не более четверти от всех работающих предприятий. Остальные работают с превышением уровня ПДВ, хотя и с соблюдением остальных норм по загрязнению атмосферного воздуха.

Экологические нормы в гражданской авиации

Показатели качества атмосферного воздуха зависят не только от работы наземных производств. Существуют международные стандарты, утвержденные на 16 Международной конвенции о гражданской авиации, которые устанавливают допустимые выбросы вредных веществ от различных типов двигателей гражданских воздушных судов.

В СНГ выбросы также нормированы документом АП-34 «Охрана окружающей среды. Нормы эмиссии для авиационных двигателей».  Нормы СНГ более мягкие, чем международные. Несмотря на попытки регулирования этой сферы, более 80% воздушных судов из гражданского парка РФ не отвечают международным стандартам. Остается надеяться на ужесточение экологических норм и развитие авиационной промышленности.