Лекція 1

Лекція1.

План

1. Місце контролю якості навколишнього середовища в системі промислового виробництва. - 1.1

2. Основні поняття курсу і його задачі.-1.3

2.1. Основні поняття курсу.-1.3

2.1.1. Поняття "довкілля".- 1.3

2.1.2. Забруднення та їх класифікація.- 1.3

2.1.3. Стандарти якості природнього середовища.- 1.5

2.2. Задачі курсу.- 1.6

3. Повітря як об'єкт аналізу.- 1.7

3.1. Атмосферне повітря і повітря промислової зони.- 1.7

3.1.1. Атмосферне повітря.- 1.7

3.1.2. Повітря промислової (робочої) зони.- 1.10

3.1.3. Санітарно-захисні зони.- 1.12

3.2. Забруднювачі повітря.- 1.12

3.2.1. Класифікація забруднювачів повітря та їх коротка характеристика.- 1.12

3.2.2. Хімічні реакції забруднювачів в атмосфері.- 1.15

3.2.3. Радіоактивне забруднення атмосфери.- 1.16

3.3. Стандарти якості повітря.- 1.17

3.3.1. Гранично-допустимі концентрації.- 1.17

3.3.2. Гранично-допустимі викиди.- 1.20

3.4. Особливості повітря як об'єкту аналізу.- 1.23

3.5. Найбільш розповсюджені методи аналізу забруднювачів повітря.- 1.24

4. Рекомендована література до 1-шої лекції.- 1.27

5. Додаток: Стандартизація в галузі об'єктів навколишнього середовища.- 1.31

Лекція 1.

1.Місце контролю якості навколишнього середовища в системі промислового виробництва.

Забезпечення людства засобами для життя (енергія та предмети виробництва) неможливе без впливу на природу, без витрат її ресурсів. В той же час перед людством виникла інша життєво важлива проблема - без зниження темпів росту промислового виробництва зберегти необхідну якість оточуючого природнього середовища. В індустріально розвинутих районах спостерігається значне забруднення довкілля.

Основними джерелами забруднення є:

1.потужні теплові електростанції;

2.автотранспорт;

3.металургійні підприємства;

4.хімічні заводи.

Підприємства хімічної промисловості серед інших джерел забруднення відзначаються великою різноманітністю хімічних речовин (понад 100 особливо токсичних хімічних сполук) і порівняно близьким розташуванням до населених пунктів. Це й зумовлює високу небезпеку викидів хімічних підприємств.

На діючих промислових підприємствах для знищення чи запобігання викидів шкідливих речовин в оточуюче середовище використовують різноманітні очисні споруди (ОС). Очисні споруди – це основний засіб для збору і знешкодження шкідливих речовин перед їх викидом в навколишнє середовище. Від технічної досконалості, правильної експлуатації і контролю за роботою очисних споруд залежить кількість викидуваних шкідливих речовин і чистота оточуючого середовища.

Оцінка впливу забрудненого середовища на стан здоров'я людей має як економічне так і соціальне значення. Встановлено, що забруднення повітря зумовлює зниження реактивності організму, збільшує кількість серцево-судинних захворювань, захворювань верхніх дихальних шляхів, очей та інші. Необхідно також враховувати, що багато речовин, які забруднюють повітря, - есильні алергени,що сприяють гіперпластичному та метапластичному переродженню клітин.

Цікавими є результати першої спроби оцінити шкоду здоров'ю людей від забруднення повітря в 1958 році. В цій роботі, виконаній Рідкером, визначалися втрати в США від смертності і захворюваності респіраторного характеру та була здійснена оцінка економічних збитків, які складали 398 мільйонів доларів. Інший важливий факт, що з 10,8 мільйона людей, які померли в 1975 році в економічно розвинутих країнах, 2,6 мільйона (або 24 відсотки) померло внаслідок забруднення повітря, води і грунту шкідливими речовинами (c.18-19, [1]). На основі цього зрозуміло важливість контролю якості повітря у виробничих приміщеннях, а також води та грунту, які використовуються людьми, особливо в промислових районах для попередження, профілактики та лікування захворювань, зумовлених хімічними забрудниками.

Контроль за радіоактивними забрудненнями особливо важливий в Україні. Аварія на Чорнобильській АЕС, яка сталася 26 квітня 1986 року, відноситься до числа найбільш важких за своїми наслідками за весь час експлуатації всіх АЕС. В результаті аварії значна

кількість радіоактивних речовин, які нагромадилися в реакторі за час його роботи, була викинута в оточуюче станцію середовище. Радіоактивні продукти з аварійного реактора поступали в атмосферу з двох незалежних джерел:

1.миттєвого, утвореного в результаті вибуху реактора;

2.горячого, в якому температура підтримувалася горінням графіту та радіоактивним розпадом осколкових продуктів.

Значний вплив на винесення радіоактивних речовин зробила велика кількість піску та інших матеріалів, зкинутих в активну зону (с.116, [2]).

Радіоактивні речовини техногенного походження, головним чином продукти поділу урану і плутонію, стали у великих кількостях поступати в океан після 1945 року, тобто з початку випробувань ядерної зброї і широкого розвитку промислового одержання матеріалів, здатних ділитися, та радіоактивних нуклідів ([2], c.286).

Виділяють три групи джерел поступання радіонуклідів в довкілля:

1.випробування ядерної зброї;

2.промислові радіоактивні відходи;

3.аварії суден з атомними двигунами та аварії, пов'язані з використанням, транспортуванням і одержанням радіонуклідів.

Найбільш небезпечним радіонуклідом з непрореагованих залишків ядерних зарядів Плутоній-239 (²³⁹Рu, період піврозпаду - 24 400 років), який є дуже токсичним як хімічна речовина ([2], c.288). В результаті переробки ядерного палива з'являється значна кількість радіоактивних відходів в рідкій, твердій та газоподібній формах. Основну масу відходів складають радіоактивні розчини. Враховуючи високу вартість переробки і зберігання концентратів в спеціальних сховищах, деякі країни віддають перевагу зливу відходів в океан з річковими водами чи скидують їх в бетонних блоках на дно глубоководних впадин океанів.

На даний час сума радіоактивності, внесеної в океан людиною, не перевищує 5,5 10¹⁹ Бк, що ще не багато порівняно з природним рівнем - 18,5 10²¹ Бк. Однак концентрованість і нерівномірність випадання радіонуклідів створює серйозну небезпеку радіоактивного забруднення води. Одиниця активності в системі СІ - беккерель (Бк), що дорівнює активності ізотопу, в якому за час 1 секунда відбувається 1 акт розпаду (с.286-289,[2]).

Форми, в яких радіонукліди містяться в водних масах океану, мають багато спільного з формами їх стабільних аналогів. Лужні і лужноземельні елементи є рухомими і легко утворюють іонні розчини. З них Цезій-137 (¹³⁷Cs) виявляє слабку здатність до сорбції зависями, а Стронцій-90 (⁹⁰Sr) разом з кальцієм входить в скелети і раковини багатьох організмів. До 60-80 % загальної кількості Церію-134 (¹³⁴Се), Ітрію-91 (⁹¹Y), Цирконію-95 (⁹⁵Zr), Ніобію-95 (⁹⁵Nb), Прометію-147 (¹⁴⁷Pm) знаходисься в зависі, яка складається з колоїдних частинок гідролізованих форм типу Мn(ОН)m чи МmОn(ОН)q, а також сполук з фосфатними і сілікатними іонами. Біологічноактивні індуковані радіонукліди групи заліза (⁵⁵Fe, ⁵⁴Mn, ⁶³Ni, ⁶⁰Co, ⁵¹Cr, ⁶⁵Zn) багатократно залучаються в харчові ланцюги.

Для них характерні форми різних гідроксііонів типу М(ОН)ⁿ⁺ та комплексних сполук з хлоридними, сульфатними і карбонатними іонами. Значна кількість радіонуклідів існує в формі металоорганічних сполук. (с.338-341, [2]).

Отже місце контролю якості навколишнього середовища в системі промислового виробництва визначається рішенням наступних основних питань:

1.контроль за роботою очисних споруд підприємств;

2.контроль за викидами;

3.аналіз повітря робочої зони;

4.контроль за радіоактивним забрудненням.

2. Основні поняття курсу і його задачі.

2.1. Основні поняття курсу.

До основних понять курсу слід віднести поняття оточуючого середовища (довкілля) та дати визначення терміну "забруднення".

2.1.1. Поняття "довкілля".

Поняття оточуючого середовища було дано в курсі хімії навколишнього середовища. Нагадаємо коротко про нього.

З часу винекнення життя на Землі живий організм і оточуюче середоще постійно обмінюються речовиною та енергією. Зараз під терміном "оточуюче середовище" (довкілля) розуміють середовище існування і виробничої діяльності людини, тобто сукупність природних, економічних і соціальних факторів, які діють на людину. В більш вузькому розумінні навколишнє середовище - це біосфера (БС).

Поняття БС було введено в біологію Ламарком на початку ХІХ століття і означало життя живих істот на Землі. По визначенню акад.Вернадського БС - це область поширення життя на Землі. Склад, структура і енергетика БС зумовлені минулою та теперішньою діяльністю живих організмів. БС складається з:

1) нижнього шару атмосфери товщиною 10-15 км;

2) гідросфери (води річок, озер, морів, океанів глибиною 5-10 км);

3) літосфери (земної кори товщиною 2-3 км);

4) рослинних та тваринних організмів.

Жива речовина по масі складає лише біля 0,25 % маси Землі.

2.1.2. Забруднення та їх класифікація.

Під забруденням в екології розуміють несприятливу зміну навколишнього середовища, яка цілком або частково є результатом діяльності людини, прямо чи опосередковано змінює:

1 - розподіл балансу енергії,

2 - рівні радіації,

3 - фізико-хімічні властивості середовища,

4 - умови існування живих організмів.

Ці зміни можуть впливати на людину безпосередньо, наприклад через повітря, або через воду та продукти харчування. Вони також можуть діяти на людину, погіршуючи властивості використовуваних нею речей, умов відпочинку і праці. На першому місці серед джерел забруднення середовища стоять добувне паливо (вугілля, нафта, газ), оскільки при їх спалюванні утворюється велика кількість відходів, враховуючи масштаби виробництва енергії. Ці невідтворювані копалини використовуються в основному для одержання енергії, так наприклад у Франції тільки 7 % нафти використовується як первинна сировина в органічній хімії ([2] c.24).

Забруднюючі речовини по їх дії на організм людини діляться на фізичні і хімічні. До фізичних відносяться:

1) радіоактивні елементи – джерела іонізуючої радіації;

2) теплове забруднення (підвищення температури);

3) шуми та низькочастотні вібрації (інфразвук);

До хімічних відносяться:

1) газоподібні похідні вуглецю і рідкі вуглеводні;

2) миючі засоби;

3) пластмаси;

4) пестициди та інші синтетичні речовини;

5) похідні сірки;

6) похідні азоту;

7) тяжкі метали;

8) сполуки фтору;

9) тверді домішки;

10)органічні речовини.

За умовами утворення всі забруднюючі речовини діляться на домішки природнього і штучного (антропогенного) походження.

Домішки природнього походження поступають в атмосферу в результаті вулканічної діяльності, вивітрювання грунту і гірських порід, лісових пожеж, відмирання живих організмів, хвилювання моря (утворення бризг), згорання метеоритів. Домішки антропогенного походження утворюються перш за все в процесі спалювання добувного палива (в двигунах внутрішнього згорання, на теплових електростанціях, в опалювальних системах), а також при спалюванні промислових та побутових відходів, ядерних вибухів, різноманітних аварій та інше.Уявлення про кількість і співвідношення забруднення природнього та антропогенного походження дає Таблиця 1. Загальна маса світових промислово-побутових викидів складає приблизно 600 Гт в рік. За останні 100 років в атмосферу, наприклад, поступило 1,35 Мт кремнію, 1,5 Мт мишьяку, більше 1 Мт нікелю і стільки ж кобальту, по 0,6 Мт цинку і сурми.

За агрегатним станом домішки, які поступають в довкілля, діляться на газоподібні, тверді та рідкі. Зокрема для атмосфери на долю газоподібних речовин (оксид вуглецю, діоксид та інші похідні сірки, вуглеводні, оксиди азоту, органічні сполуки) припадає біля 90 %, а на долю твердих (пил, тяжкі метали, мінеральні і органічні сполуки, радіоактивні речовини) - біля 10 %; маса рідких домішок (сірчана кислота) мала порівняно з масою газоподібних та твердих. Правда, в склад твердих домішок практично завжди входить вода, вміст якої тим вищий, чим вища відносна вологість повітря.

При спалюванні всіх видів палива утворюються і потім поступають в атмосферу водяна пара і діоксид вуглецю, які містяться в атмосфері в природніх умовах і не здійснюють шкідливого впливу на людину. По цій причині дані гази не відносяться до забруднюючих атмосферу речовин, хоча на їх долю припадає більша частина всіх викидів антропогенного походження (с.23-25, [2]).

Таблиця 1 ([2] c.24).

Маса (т/рік) забруднюючих речовин, викинутих в атмосферу

Речовина	Природного походження	Антропогенні викиди
Оксид вуглецю(CO)	--	3,5 ∙108
Діоксид сірки(SO2)	1,4 ∙108	1,45 ∙108
Оксиди азоту (NOх)	1,4 ∙109	(1,5 – 2,0)∙107
Аерозольні(тверді частинки)	(7,7 – 22,0)∙1010	(9,6 – 26,0)∙1010
Поліхлорвінілові речовини, фреони	--	2,0 ∙106
Озон (O3)	2,0 ∙109	--
Вуглеводні	1,0 ∙109	1,0 ∙106
Свинець (Pb)	--	2,0 ∙105
Ртуть(Hg)	--	5,0 ∙103

Звертають на себе увагу за Таблицею 1 такі забруднювачі лише антропогенного походження як оксид вуглецю, поліхлорвінілові речовини та фреони, свинець і ртуть, які за дією на людину відносяться до небезпечних токсичних речовин.

2.1.3. Стандарти якості природнього середовища.

([6], c.54-63)

До нормативних законодавчих документів з охорони природи відносяться стандарти якості природнього середовища, які встановлюють оптимальні характеристики природнього середовища, що досягаються при існуючому рівні технічного прогресу і забезпечують збереження здоров'я населення, розвиток твариного та рослинного світу.

Стандартизація екологічної діяльності з допомогою системи ДЕСТів (ГОСТ - Государственный общесоюзный стандарт) забезпечує застосування:

1) єдиних та обов'язкових методів та правил охорони природи;

2) єдиної термінології в справі охорони довкілля.

Екологічні стандарти в колишній загальносоюзній системі стандартизації, яка ще має певне значення і тепер, виділені в особливу групу, яка має порядковий номер "17".Перелік стандартів, які стосуються екологічних об'єктів, дається в додатку.

Далі екологічні стандарти діляться на коплекси:

Коплекс "0"- ГОСТ 17.0.0.01 та ін.- Організаційно-методичні.

Після Нульового комплексу в основі формування комплексів ГОСТів лежить природньо-ресурсний принцип:

Коплекс "1"- це ГОСТи в області охорони і рацільнального використання вод - ГОСТ 17.1.1.01-77 "Основные термины и определения"

ГОСТ 17.1.3.07-82 "Правила контроля качества воды водоемов и водостоков" і т.д.

Коплекс "2" - це ГОСТи, які регламентують охорону атмосфери - ГОСТ 17.2.3.01-77 "Правила контроля качества воздуха населенных пунктов" та ін.

Коплекс "4" - це ГОСТи, які визначають вимоги з охорони та раціональному використанню грунтів.

Коплекс "5" - це ГОСТи, які визначають вимоги з охорони та раціональному використанню земель.

Коплекс "6" - це ГОСТи, які визначають вимоги з охорони та раціональному використанню флори.

Крім того, стандарти якості природнього середовища діляться на:

1) екологічні;

2) виробничо-господарські.

Екологічні стандарти – встановлюють гранично-допустимі норми антропогенної дії на природнє середовище, перевищення яких загрожує здоров'ю людини, є пагубним для рослинності та тварин.

Ці норми екологічних стандартів встановлюються у вигляді:

1) гранично-допустимих концентрацій забруднюючих речовин (ГДК - ПДК російська абревіатура - предельно-допустимая концентрация).

2) гранично-допустимих рівнів фізичного впливу (ГДР - ПДУ - російська абревіатура - предельно-допустимый уровень).

ГДР встановлюються, наприклад, для шумового та електромагнітного забруднювачів.

Виробничо-господарські стандарти - регламентують екологічно безпечний режим роботи виробничого, комунально-побутового чи будь-якого іншого об'єкту. Виробничо-господарські стандарти визначають, так звані, гранично-допустимі викиди забруднюючих речовин в природнє середовище (ГДВ - ПДВ - російська абревіатура - предельно допустимый выброс).

При нормуванні концентрацій речовини в повітрі чи воді використовується принцип лімітуючого показника. Згідно цьому принципу нормування здійснюється за найбільш чутливим для обслуговуючого персоналу чи оточуючого середовища показником. Наприклад, якщо запах (як правило неприємний) речовини відчувається при концентраціях, які не здійснюють шкідливої дії на людину та навколишнє середовище, то нормування виконують з врахуванням порогу відчуття запаху. Якщо речовина має на оточуюче середовище шкідливий вплив в концентраціях менших, ніж на організм людини, то при нормуванні виходять з порогу шкідливої дії цієї речовини на довкілля.

Г Д К - це така концентрація хімічної речовини у навколишньому середовищі, при дії якої на організм людини періодично чи протягом всього життя, безпосередньо чи опосередковано через екологічні системи, а також через можливі економічні збитки не виникає захворювань чи змін стану здоров'я, які виявляються сучасними методами досліджень зразу чи у віддалені терміни життя теперішнього та наступних поколінь. Інші показники, які нормують якість конкретних об'єктів довкілля будуть дані при розгляді цих об'єктів.

2.2. Задачі курсу.

До задач цього курсу слід віднести ознайомлення з наступним колом проблем:

1.застосування сучасних фізико-хімічних методів визначення шкідли вих речовин в об'єктах навколишнього середовища, які контактують з промисловими підприємствами, враховуючи особливості цих об'єктів аналізу;

2.методи відбору проб повітря, води і грунту, виділення та концентрування шкідливих домішок з цих об'єктів аналізу;

3.конкретні експрес методи кількісного та напівкількісного аналізу шкідливих речовин в об'єктах довкілля;

4.оцінка достовірності результатів аналізу при низьких концентраціях визначуваних речовин методами математичної статистики;

5.аналіз стану навколишнього середовища на основі результатів визначення шкідливих речовин та види, задачі і організація систем моніторінгу стану довкілля.

3. Повітря як об'єкт аналізу.

3.1. Атмосферне повітря і повітря промислової зони.

3.1.1.Атмосферне повітря.

([3] c.11)

Атмосфера на сотні кілометрів оточує Землю, її маса складає біля 5,3∙10¹⁵ тонн, що становить одну мільйонну частину маси нашої планети (1: 1 000 000). Густина, вологість, температура і хімічний склад атмосфери неоднакові - вони залежать в основному від висоти шару атмосфери над землею.

Земну атмосферу умовно поділяють на 5 основних шарів (в дужках дано верхню межу шару, км):

1.тропосферу (16-18);

2.стратосферу (50-60) - озоновий шар, який поглинає енергію ультрафіолетових променів, внаслідок чого в міру віддалення від земної поверхні температура в цьому шарі зростає на кожен кілометр в середньому на 1-2 ⁰С;

3.мезосферу (80);

4.термосферу (800);

5.екзосферу - сфера розсіювання.

Термосферу і екзосферу, внаслідок великої розрідженості та іонізації газових молекул під дією космічних променів часто називають іоносферою. Іоносфера є електропровідною.

Тропосфера - це найближчий до поверхні землі шар атмосфери, товщина якого складає над екватором 16-18 км, а над полюсами 7-9 км. Дослідження показали, що в тропосфері зосередженно 9/10 або 90 % всієї маси атмосфери. Температура повітря в тропосфері в міру віддалення від поверхні землі знижується і на висоті 10-15 км досягає мінус 60-70 ⁰С. Це відбувається тому, що повітря нагрівається від поверхні землі, яка в свою чергу нагрівається від сонячних променів.В міру віддалення від поверхні землі густина повітря знижується, знижується теплопередача і повітря не встигає прогрітися. Зниження температури повітря на кожен кілометр висоти над рівнем моря складає приблизно 6 ⁰С (с.11-13, [3]).

Густину атмосферного повітря безпосередньо не вимірюють, її розраховують за відомим рівнянням стану газів ([3] c.13):

р_o = Р_{o ·} М_пов./(R _· T_o)=1,2 кг/м³ (1)

де Р_o = 101325 Па - нормальний тиск;

T_o = 298 K - абсолютна температура;

R = 8,314 Дж/(моль _· К) - універсальна газова стала.

М_пов.= 29 кг/кмоль - молярна маса повітря.

Тиск повітря в залежності від висоти і температури визначають за барометричною формулою висоти:

g

P₂ = P_{1 ·} exp[─────────]_· (Z₂ - Z₁), (2)

R _· T_m

де P₁ - тиск на геометричній висоті Z₁;

P₂ - тиск на геометричній висоті Z₂;

T_m - середнє значення температури між геометричними висотами Z₁ та Z₂;

g = 9,81 м/с² - прискорення вільного падіння.

Необхідність вивчення хімічного складу атмосфери викликана тим, що, знаючи природний склад атмосферного повітря, легко встановити присутність в ньому сторонніх домішок і розглядати їх як інградієнти, які забруднюють атмосферу.

Основні складові повітря (в дужках дано відсотки об'ємні кожного компоненту, % об.):

азот - N₂ - (78 %);

кисень - О₂ - (21 %);

діоксид вуглецю - СО₂ - (0,02 - 0,04 %) - загальна кількість від початку століття зросла на 7-10 %, що приблизно відповідає кількості СО₂ від спалювання за цей час різних видів палива;

озон - О₃ - (зимою -2∙10^-6%, літом 7∙10^-6%) – загальна кількість озону відповідає шару газу, оточуючого земну поверхню, товщиною всього 3 мм, однак навіть така мала кількість забезпечує захист всього живого на землі від сонячної і космічної радіації, на висоті 20-35 км вміст озону досягає максимального значення;

інертні гази - аргон, гелій, криптон, неон, радон, ксенон - (менше 1%);

водяна пара - (3-4%) - основна маса водяної пари зосереджується в порівняно невеликій товщині атмосфери, висота якої не перевищує 5-6 км від поверхні землі, випаровування і конденсація вологи відіграють значну роль в процесах самоочищення атмосфери та регулювання температури поверхні землі та атмосфери.

Крім описаних основних газів і вологи в атмосфері міститься дрібненький пил різного походження (наземний, вулканічний, пожежний, космічний, морський).

Природний хімічний склад атмосферного повітря дано в таблиці 2. Присутність природніх домішок в земній атмосфері в кількостях, приведених в цій таблиці, не можна розглядати як забруднення, так як вони є постійними компонентами атмосфери, а їх вміст звичайно в сотні і тисячі раз менший за гранично допустимі концентрації (ГДК). Тому перечислені домішки не мають негативної дії на оточуюче середовище (с13-17, [3]).

Вольфган Лейте в своїй монографії [5] дає поняття "чистого повітря".([5] c.11).

"Чисте повітря" тобто повітря в місцях достатньо віддалених від районів людської діяльності чи ділянок, де відбуваються будь-які аномальні процеси, має наступний склад:

Компонент	N2	O2	Ar	CO2
Вміст,%(об.)	78,1	20,93	0,93	0,03 – 0,04
Компонент	Kr	Ne	He	Xe
Вміст,%(об.)	1∙10-4	1,8∙10-3	5∙10-4	1∙10-5

Таблиця 2 ([3] c.17).

Природний хімічний склад атмосферного повітря (*).

Компонент	Загальна кількість в атмосфері, т	Вміст в атмосфері
% (об)	мкг/ м3
Азот	4 ∙ 1015	78,084	__
Кисень	1,2 ∙ 1015	20,9476	__
Пари води	1,4 ∙ 1014	3 - 4	__
Аргон	0,6 ∙ 1014	0,934	__
Диоксид вуглецю	2,3 ∙ 1012	3,14 ∙ 10-2	__
Неон	3 ∙ 109	1,818 ∙ 10-3	__
Гелій	8,9 ∙ 1010	524,0 ∙ 10-6	__
Криптон	1,65 ∙ 1010	114,0 ∙ 10-6	__
Водень	3 ∙ 109	50,0 ∙ 10-6	__
Ксенон	2,2 ∙ 109	8,7 ∙ 10-6	__
Озон	3,2 ∙ 109	літом 7,0 ∙ 10-6 зимою 2,0 ∙ 10-6	__
Радон	0,0035	50,0 ∙ 10-6	__
Оксид азоту	4 ∙ 106	2,0 ∙ 10-6	1 - 2
Диоксид азоту	4 ∙ 106	__	1 - 6
Закис азоту	2 ∙ 106	__
Диоксид сірки	4 ∙ 107	до 0,1 ∙ 10-3	10 - 50
Оксид вуглецю	4 ∙ 107	__	10 - 20
Сірководень	4 ∙ 107	__	10 - 30
Аміак	2 ∙ 107	__	5 - 15
Метан	3,4 ∙ 109	0,2 ∙ 10-3	8,5 ∙ 102
Формальдегід	2 ∙ 107	__	5 - 15
Всього	5,3 ∙ 1015	__	__

(*) - концентрації дані в перерахунку на сухе повітря.

Здатність сухого повітря поглинати водяну пару, як відомо, є обмеженою і залежить від температури. При температурі точки роси повітря є насиченим водяною парою: охолодження при цьому викликає виділення води, нагрівання сприяє додатковому поглинанню води. Навіть в чистому повітрі містяться дуже малі кількості (менше 1 млн^-1) домішки наступних речовин:

Компонент	СО	O3	Н2	CН4
Вміст, млн-1	0,01 - 0,2	0 - 0,05	0,4 - 1	1,2 - 1,5
Компонент	N2O	NO + NO2	NH3
Вміст, млн-1	0,25	0 - 0,03	0 - 0,02

Отже, як підсумок про атмосферне повітря, більш 99,9 % сухого (без врахування водяної пари) атмосферного повітря складається з азоту, кисню та аргону (три основні компоненти) і тільки 0,1 % припадає на діоксид вуглецю (СО₂), криптон, неон, гелій, ксенон та водень. Однак навіть у чистому повітрі містяться слідові кількості (0,003-0,25 мг/м³) оксиду вуглецю (СО), озону, оксидів азоту та аміаку, а також 0,5-1,5 мг/м³ водню та метану. Присутність невеликих кількостей цих газів в повітрі пояснюється:

1) існуванням вільного озону у верхніх шарах атмосфери;

2) процесами гниття і розкладу (аміак, метан, оксиди вуглецю та азоту);

3) атмосферними явищами (діоксид азоту).

Всі інші сполуки (тверді, рідкі і газоподібні речовини, які змінюють природній склад атмосфери), що попадають у повітря з різних джерел (в основному, антропогенного походження), класифікуються як забруднювачі повітря. До них відносяться оксиди вуглецю, сірки і азоту, вуглеводні, різні окисники, аерозолі металів, тверді частинки (пил, сажа, органічні аерозолі) та радіоактивні речовини. ([4] c.9).

3.1.2. Повітря промислової (робочої) зони.

([6] c.56, [9] c.203, 33-34)

Робоча зона - це простір висотою до 2 метрів над рівнем підлоги чи площадки, на яких знаходяться працюючі.

Постійне робоче місце - це місце, на якому працюючий знаходиться більшу частину свого робочого часу (більше 50 % або 2 години неперервно); - це вся робоча зона при роботі у різних її пунктах. (Санітарні норми 245-71). Загальні санітарно-гігієнічні вимоги до повітря робочої зони регламентуються:

ГОСТ 12.1.005-88.- Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

Нормальний газовий склад повітря робочої зони (відсотки об'ємні):азот - 78,02; кисень - 20,95; СО₂ - 0,03; cумарно - аргон, неон, криптон, ксенон, радон, озон, водень - до 0,94.

3.1.3. Санітарно-захисні зони.

Одним з міроприємств для захисту атмосферного повітря в житлових масивах від забруднення викидами шкідливих речовин промислових підприємств та з метою зменшення впливу промислових підприємств на населення, яке проживає навколо, передбачено створення санітарно-захисних зон СЗЗ.

Залежно від характеру і масштабів шкідливих викидів існує п'ятибальна санітарна класифікація промислових підприємств та об'єктів і встановлюються наступні розміри санітарно-захисних зон для підприємств різних класів:

Клас підприємства
Розмір санітарно-захисної зони[м]

Для окремих підприємств 1-го та 2-го класу хімічної, нафтохімічної, металургійної та інших галузей промисловості, теплових електростанцій розмір СЗЗ повинен бути більшим.

На стадії проектування розташування промислових підприємств важливо враховувати переважаючі напрями вітру, з яким шкідливі речовини від підприємств не заносилися б на заселені території. Організація санітарно-захисних зон здійснюється згідно з: "Санитарно-защитные зоны. Требования к выбору площадок для строительства и проектированию генеральных планов".-Москва:"Стройиздат".-1972. Оскільки зрозуміла важливість контролю якості повітря в санітарно-захисній зоні, тому розглянемо деякі основні положення, які відносяться до санітарно-захисних зон.

Санітарно-захисні зони слід встановлювати:

а) для підприємств з технологічними процесами, які є джерелами забруднення атмосферного повітря шкідливими та неприємно пахнучими речовинами, безпосередньо від джерел забруднення атмосфери зосередженими викидами (через труби, шахти) або окремими викидами (через вентиляційні ліхтарі споруд), а також від місць розвантаження сировини або відкритих складів;

б) для теплових електростанцій, виробничих та опалювальних котельних від димових труб.

Санітарно-захисна зона може бути збільшена при техніко-економічному та гігієнічному обгрунтуванні в 3 рази по сумісному рішенню Головного санітарно-епідеміологічного управління Мінздорову України та Держбуду України, наприклад.

а) в залежності від ефективності передбачених або можливих методів очистки викидів в атмосферу;

б) при відсутності способів очистки викидів;

в) при необхідності розташування житлової забудови з підвітреної сторони відносно підприємства;

г) в залежності від рози вітрів та інших несприятливих місцевих умов (штилі та тумани);

д) при будівництві нових недостатньо вивчених в санітарному відношенні виробництв.

Розмір санітарно-захисної зони для підприємств, будов та споруд, в яких виконуються роботи з застосуванням радіоактивних речовин, розглядається в [9] с.396 розділ 20. Розміри санітарно-захисної зони можуть бути зменшені, якщо в результаті розрахунку розсіювання в атмосфері викидів, удосконалення технологічних процесів виробництва та інших міроприємств встановлено, що вміст шкідливих речовин в атмосферному повітрі населених пунктів не буде перевищувати ГДК.

Визначення розміру санітарно-захисної зони за розрахунком розсіювання в атмосфері шкідливих речовин виконується з врахуванням сумарного забруднення зовнішнього повітря технологічними, вентиляційними викидами і існуючими (фоновими) забрудненнями. Санітарно-захисна зона (її частина) не може розглядатися як резервна територія для розширення промислової площадки. Можливість використання земель санітарно-захисних зон для сільськогосподарського виробництва (вирощування сільськогосподарських культур, пасовиська, сінокос) визначається з врахуванням характеру та кількості шкідливих речовин виробничих викидів в санітарно-захисній зоні за узгодженням з місцевими органами Держагропрому України і при необхідності з органами санітарно-епідеміологічної служби.

При проектуванні санітарно-захисної зони слід передбачити збереження зелених насаджень, а зі сторони селітебної території смугу деревно-кущових насаджень шириною не менше 50 м (при ширині СЗЗ до 100 м - 20 м). В санітарно-захисній зоні допускається розташовувати:

а)підприємства, їх окремі будови та споруди з виробництвами меншого класу шкідливості при умові аналогічного характеру шкідливості;

б) пожежне депо, бані, пральні, гаражі, склади (крім громадських та продуктових); будови управлінь, конструкторських бюро, учбових закладів, магазинів, підприємств громадського харчування, поліклінік та науково-дослідних лабораторій, які пов'язані з обслуговуванням

даного та прилеглих підприємств;

в)приміщення для чергового аварійного персоналу та охорони підприємств, стоянки

громадського та індивідуального транспорту, місцеві та транзитні комунікації, ЛЕП, електростанції, нафто- та газопроводи, артезіанські свердловини для технічного водопостачання, водоохолоджуючі споруди, споруди для підготовки технічної води, водопровідні та каналізаційні насосні станції, споруди оборотнього водопостачання, підземні резервуари, теплиці вирощування рослин для озеленення підприємств та санітарно-захисної зони. Розташування спортивних споруд, парків, дитячих закладів, шкіл, лікувально-профілактичних та оздоровчих закладів загального користування на території санітарно-захисної зони не допускається. ([9] с.33-34).

Суттєво знешкоджують шкідливі речовини у повітрі зелені насадження як у СЗЗ, так і на території промислових підприємств. Залежно від характеру захисної дії зелених насаджень посадки можуть бути:

1 - ізолюючими;

2 - фільтруючими.

Ізолюючі посадки(із щільно висадженими деревами) можуть знижувати забрудненість території на 25-35 відсотків завдяки розсіюванню шкідливих речовин, відхиленню забрудненого повітряного потоку, а також внаслідок поглинаючої дії зелених насаджень.

Фільтруючі посадки добре провітрюються, ажурні за структурою, виконують роль механічного і біологічного фільтра на шляху проходження забрудненого повітря.

Пиловловлюючі властивості рослин неоднакові. Хвойні породи зберігають свої пилозахисні властивості протягом усього року. В розрахунку на одиницю площі листя вони у 1,5 раза більше сприяють осіданню пилу, ніж листяні породи. Листя в'яза утримує 3,39 грам пилу на 1 м² поверхні, бузку - близько 1,61 г, липи - 1,32 г, клена - близько 1,05 г, тополі - близько 0,55 г.

Підраховано, що за вегетаційний період одне дерево в'яза крислатого виводить з повітря 28 кг пилу; верба біла та верба плакуча - по 38 кг; клен гостролистий - 28 кг; клен ясенелистий - 33 кг, тополя канадська - 34 кг, шовковиця біла - 31 кг; ясен звичайний - 27 кг; каштан кінський - 16 кг. ([27] c.74-75).

3.2. Забруднювачі повітря.

([5], c.11-12, [4] c.18-20)

3.2.1. Класифікація забруднювачів повітря

та їх коротка характеристика.

Враховуючи широке розповсюдження в атмосфері незначних концентрацій великого числа складових частин повітря, які завжди виявляються в пробах незалежно від їх об'єму та місця відбору, часто вживають поняття "забруднення повітря" та "сторонні домішки". Попередньо означення поняття "забруднення повітря" було дано в розділі "Атмосферне повітря". Дамо декілька варіантів означення поняття "забруднення повітря":

1.Забруднюючі повітря речовини - це тверді, рідкі та газоподібні речовини, які змінюють природній склад атмосфери.

2.Забруднення повітря - це, коли речовина чи речовини, які забруднюють повітря, знаходяться в атмосфері в такій кількості і протягом такого часу, що вони спричинюють шкоду або можуть сприяти нанесенню шкоди людям, тваринам, рослинам чи майну або можуть нанести шкоду, яка не піддається обліку, здоров'ю та майну людини (Всесвітня організація охорони здоров'я).

3.Забруднення повітря - це наявність у повітрі небажаних речовин.

Небажані речовини - це речовини, які присутні в такій концентрації, протягом такого часу і за таких обставин, що вони здійснюють суттєвий вплив на самопочуття, здоров'я або станлюдини, або ж на безперепонне використання майна (Американське товариство по випробуванню матеріалів - ASTM) ([5],c.11-12). В залежності від джерела та механізму утворення розрізняють:

1) первинні та 2) похідні забруднювачі повітря.

Первинні забруднювачі - це хімічні речовини, які попадають в повітря безпосередньо з стаціонарних чи рухомих джерел.

Похідні забруднювачі - це хімічні речовини, які утворюються в результаті взаємодії в атмосфері первинних забрудників між собою і з присутніми в повітрі речовинами (кисень, озон, аміак, вода).

Часто похідні забруднювачі, наприклад речовини групи пероксиацетилнітратів (ПАН), значно токсичніші первинних забруднювачів повітря. Більша частина присутніх в повітрі твердих частинок та аерозолей є похідними забруднювачами. З врахуванням токсичності та потенціальної небезпеки забруд нювачів, їх розповсюдженості та джерел емісії, забруднювачі умовно розділяються на наступні групи ([4] c.11-17):

1) основні забрудники атмосфери - *- оксид вуглецю; *- діоксид сірки; *- оксиди азоту; *- вуглеводні; *- тверді частинки; *- фотохімічні окисники.

2) поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАВ - ПАУ - російська абревіатура - полициклические ароматические углеводороды);

3) сліди елементів (в основному метали);

4) постійні гази (діоксид вуглецю, хлорфторметани та інші);

5) пестициди;

6) абразивні тверді частинки (кварц, азбест та інші);

7) різноманітні забруднювачі, які мають різносторонню дію на організм (нітрозаміни, озон, поліхлорованібіфеніли (ПХБ), сульфати, нітрати, альдегіди, кетони та інші).

Всі основні забрудники відносяться до групи первинних забрудників атмосфери (за винятком фотохімічних окисників). ПАВ - можуть бути як первинними так і похідними забрудниками атмосфери і звичайно адсорбуються на твердих частинках.

Оксиди азоту - утворюються перважно при високотемпературній взаємодії азоту та кисню в енергетичних установках та двигунах внутрішнього згоряння автомобілів, а також при електричних розрядах в атмосфері. Щорічно в атмосферу поступає біля 5∙10⁷ т оксидів азоту, з них більше 50 % антропогенного походження.

Диоксид сірки - утворюється при згорянні палива з високим вмістом сірки (кам'яне вугілля, нафта). Джерелами викидів диоксиду сірки є стаціонарні джерела горіння, наприклад теплові електростанції (ТЕС) - 85-95 %, промислові об'єкти (нафтохімія, вироб-

ництво добрив та сірчаної кислоти) - 5-10 %, двигуни внутрішнього сгорання - 2-7 %. Диоксид сірки відносять до головних та найбільш важливих забруднювачів повітря, який є небезпечним для тваринного та рослинного світу і який бере участь в утворенні фотохімічного смогу. Загальний викид диоксиду сірки в атмосферу складає 8∙10⁷ т в рік, тобто значно переважає поступання в атмосферу більшості інших токсичних хімічних речовин і постійно ростуть пропорційно росту споживання енергії.

Оксид вуглецю - це найбільш небезпечний і надзвичайно розповсюджений з газоподібних забруднювачів повітря, токсичність якого зумовлена його реакцією з гемоглобіном крові. Утворення СО проходить при неповному згорянні різного палива. Природним джерелом є лісові пожежі та фотохімічне перетворення органічних речовин в атмосфері. Біля 25 % СО має антропогенне походження. Значна кількість - майже 40 % від загальної кількості оксиду вуглецю попадає в атмосферу міст та промислових регіонів з відпрацьованими газами автотранспорту. Середня концентрація СО в атмосфері (біля 10 - 15 %) значно збільшується в районах автодоріг та в містах в години пік (до 3∙10^-3%), тобто зростає приблизно в 300 раз.

Вуглеводні, які виділяються в повітря з природних джерел, мають концентрацію дещо більшу ніж 1 мг/м³. Щорічний викид вуглеводнів складає 3∙10⁸ т в рік і 50 % цієї кількості зумовлено роботою транспорту, біля 15 % - це згоряння рідкого палива в житлових районах та від ТЕС, а 26 % припадає на згорання вугілля, сміття (в середньому на планеті знищується біля 1 м³ відходів в рік на людину) та випаровування палива та розчинників. В "усередненому" автомобільному вихлопі міститься біля 400 мг/м³ - парафінових, 120 мг/м³ - ацетиленових, 200 мг/м³ - ароматичних і 300 мг/м³ - олефінових вуглеводнів.

Тверді частинки, які містяться в атмосфері,- це пил, пісок, зола, сажа, вулканічний пил та аерозолі органічної та неорганічної природи. Часто токсичність твердих частинок

обумовлена адсорбцією на їх поверхні таких небезпечних сполук, як ПАВ або нітрозаміни.

Фотооксиданти утворюють в атмосфері при взаємодії реакцій - ноздатних вуглеводнів і оксидів азоту під дією УФ-випромінювання. В кінцевому підсумку утворюються високотоксичні речовини: *пероксиацетилнітрат, *пероксибензоілнітрат та інші. Вже при концентрації 0,2 мг/м³ ці сполуки мають різку лакриматорну дію, пошкоджують рослини та руйнують гуму. Ще більш токсичними є пероксибутил- та пероксипропіл- нітрати. Сполуки цієї групи є нестійкими, особливо при підвищеній температурі, і розкладаються з утворенням більш простих продуктів, наприклад метилнітратів та діоксиду вуглецю. Оксиданти забруднюють повітряний басейн більшості

великих міст світу, оскільки їх утворення пов'язано з розвитком промисловості та автотранспорту.

Поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАВ) відрізняються канцерогенною, мутагенною та тератогенною дією і є серйозною загрозою для людини. Основним джерелом викидів ПАВ є ТЕС, які працюють на нафті або кам'яному вугіллі, а також підприємства нафтохімічної промисловості та автотранспорту. З декількох мільйонів відомих в даний час хімічних сполук тільки біля 6000 були перевірені на канцерогенну активність. Зараз встановлено, що 1500 хімічних сполук, які є потенціальними забруднювачами атмосфери, - це канцерогени (ПАВ, нітрозаміни, галогеновуглеводні та інші). Вміст ПАВ та інших канцерогенних речовин, які попадають в атмосферу з викидами промислових підприємств, складає у великих індустріальних центрах біля 80 % від загальної кількості забруднень оточуючого середовища.

Слідові кількості хімічних елементів в атмосфері це такі високотоксичні забрудники, як арсен, берилій, кадмій, свинець, магній та хром. В повітрі ці забрудники присутні у вигляді неорганічних солей, які адсорбовані на твердих частинках. Біля 60 металів ідентифіковано в продуктах згорання вугілля. В димових газах ТЕС виявлено ртуть, арсен, барій, берилій, вісмут, бром, кадмій, хлор, кобальт, мідь, залізо, фтор, свинець, марганець, сурма, молібден, нікель, селен, телур, талій, олово, тітан, уран, ванадій, цинк та цирконій. Для більшості перерахованих елементів їх викид в атмосферу з димовими газами ТЕС складає 3/4 від абсолютного рівня забруднення повітря всіма джерелами викидів цих елементів. При цьому максимальна кількість забруднювачів попадає в атмосферу при спалюванні вугілля. При спалюванні вугілля викидається більше 95 % твердих частинок, 85 % оксидів сірки, 70 % оксидів азоту та більше 90 % слідів елементів від загальної кількості викидів для всіх ТЕС, які працюють на вугіллі, нафті та газі.

Свинець окрім як в продуктах спалювання нафти виділяється в повітря при виверженні вулканів, з відпрацьованими газами автомобілів та в результаті різних виробничих процесів. Щорічно в повітряний басейн у вигляді галогенідів попадає біля 2∙10⁵ т свинцю, а щорічний приріст вмісту ртуті в навколишньому середовищі промислово розвинутих країн складає 5 %. Металічна ртуть і свинець, а також їх металорганічні сполуки є надзвичайно токсичними.

Ртуть поступає в атмосферу при виверженні вулканів та з вивикидами хімічної, електронної та приладобудівної промисловості. Особливо токсичні галогенвмісні металорганічні сполуки ртуті, які утворюються з металічної ртуті та її неорганічних солей під дією мікроорганізмів.

Нагромаджуючись в атмосфері, забруднювачі взаємодіють один з одним, гідролізуються та окислюються під дією вологи та кисню, а також змінюють свій склад під дією радіоактивності. Внаслідок цього тривалість перебування токсичних домішок в атмосфері тісно пов'язана з їх хімічними властивостями. Для диоксиду сірки цей період складає 4 дні, сірководень - 2, оксиди азоту - 5, аміак - 7 днів, а монооксид вуглецю та метан зберігаються незмінними на протязі 3 років.

Великою є тривалість перебування в повітрі малоактивних сполук наступної групи токсичності - постійних газів(фреони та диоксид вуглецю). Спалювання великої кількості

палива, а також лісові пожежі є постійним джерелом збільшення вмісту СО₂ в атмосфері. Основним джерелом викидів фреонів (фторхлоретанів) є рефрижераторні установки. Нагромаджуючись в стратосфері, постійні гази в результаті ланцюгових реакцій руйнують шар озону, який захищає розташовані нижче шари атмосфери від сонячного випромінювання високої енергії. В результаті цього СО₂, хоч і не є токсичним в звичайному розумінні цього слова, на думку деяких вчених є причиною глобальної зміни температури атмосфери Землі, що приводить до зміни клімату нашої планети внаслідок "тепличного" ефекту. Пестициди, які часто розпилюють з літаків, перетворюються в атмосфері шляхом фотолізу в більш токсичні сполуки, особливо це стосується фосфорорганічних пестицидів. Абразивні частинки, до яких відносяться діоксид кремнію та асбести, при респіраторному проникненні в організм людини викликають серйозні захворювання (наприклад, сілікози). Забрудники 7 класу, з яких найбільш важливими є сульфати нітрати та нітрозаміни, - це продукти реакцій первинних забрудників атмосферного повітря. Наприклад, нітрозаміни утворюються при взаємодії амінів з оксидами азоту. До потенційних канцерогенів відносяться такі широко розповсюджені забруднювачі повітря як поліхлорбіфеніли (РСВ - англійська абревіатура), які додаються до пестицидів для підсилення дії ядохімікатів.

3.2.2. Хімічні реакції забруднювачів в атмосфері.

Попадаючи в атмосферу, більшість токсичних хімічних речовин зазнають суттєвих змін під дією УФ-світла, вологи, озону та кисню повітря. Продукти цих реакцій, а також початкові речовини (первинні забрудники) взаємодіють між собою, утворюючи часто ще більш токсичні та небезпечні сполуки (вторинні забруднювачі).

Найбільш типові перетворення забруднювачів, види перетворень та механізм заємодії хімічних сполук в атмосфері детально описані і систематизовані в монографії [84]. Прикладом перетворень забрудників з утворенням ще більш токсичних речовин може служити взаємодія оксидів азоту з олефінами, алкілбензолами та альдегідами під впливом УФ-випромінювання, яка приводить до утворення в атмосфері токсичних речовин групи пероксиацетилнітрату (ПАН) за схемою:

NO₂+ УФ-випромінювання (340 нм) ---> NO + O

O + O₂ ---> O₃

O + вуглеводні (НС) ---> HCO·

RHCO·+ O₂ ---> RCO₃

O₂ ---> RCO₂ + O₃

RCO₃ + NO₂ ---> R- CO - O –NО₂(ПАН)

Ця надзвичайно важлива фотохімічна реакція, в яку особливо легко вступають реакційноздатні олефіни (етилен, 2-метил-бутен-2, цисбутен-2 та інші), приводить до винекнення токсичних фотооксидантів, що є початковими речовинами у винекненні смогу.

Фотохімічні реакції - це не єдині реакції в атмосфері. В повітрі відбуваються перетворення за участю десятків тисяч хімічних сполук і протікання цих реакцій прискорюється випромінюванням (сонячна радіація, космічне випромінювання, радіоактивне випромінювання), а також каталітичними властивостями твердих частинок та

слідів важких металів, які присутні в повітрі. Значних змін зазнають диоксид сірки, сірководень, галогени, галогенвмісні сполуки,оксиди азоту, аміак, вуглеводні та інші забрудники. Нагромаджуючись у верхніх шарах атмосфери, фреони фотолітично розкладаються з утворенням оксидів хлору, які взаємодіють з озоном, зменшуючи його концентрацію в стратосфері. Аналогічний ефект спостерігається при взаємодії озону з оксидами сірки, оксидами азоту та вуглеводнями. В результаті розкладу азотних добрив, які вносяться в грунт, утворюється NO, що взаємодіє з озоном перетворюючи його в кисень. Всі вказані процеси зменшують озоновий шар, який захищає приземну атмосферу від сонячного випромінювання з високою енергією. Ці перетворення приводять до глобальних змін клімату планети.

3.2.3. Радіоактивне забруднення атмосфери.

Рівень радіації в повітрі, який перевищує природній, чи нормальний рівні, може виникнути як в результаті діяльності людини, так і під впливом природи ([23], c.615).

Природні ізотопи, які присутні в атмосфері, можуть виникати з різноманітних джерел, наприклад покладів радіоактивної руди або газів, які виділяються з вулканів В таких випадках, основним випромінюванням є радіоактивний газ радон. Однак контроль радіоізотопів в повітрі звязаний головним чином з вимірюванням вмісту штучних радіоізотопів, який може перевищити вміст природніх ізотопів. ([23], c.616). Вміст радону в нормальному повітрі коливається в межах - 0,03-1,1 пКі/л ([23] c.617).

В останні роки, в звязку з розвитком атомної енергетики розроблені різноманітні методи визначення штучних ізотопів (зокрема, продуктів поділу) в повітрі. Найбільш важливими з них є ізотопи з відносно великим періодом піврозпаду; ці речовини попадають в атмосферу у вигляді газів, поглинутих твердими частинками, або у вигляді елементів чи сполук. До них відносяться наступні ізотопи (в дужках вказано період їх піврозпаду) ([23] c.615-618):

⁸⁵Kr (10,4 року); ⁸⁹Sr (54 дні); ⁹⁰Sr (28 років);¹⁰⁶Ru (1 рік); ¹²⁷Tc (105 днів); ¹²⁹Te (34 дня); ¹³¹I (8 днів); ¹³¹Xe (12 днів); ¹³³Xe (2,3 дня); ¹³⁷Cs (33 роки); ¹⁴⁴Ce(282 дні); ¹⁴⁰Ba (12,8 дня); ³H (12,26 року); ⁵¹⁴C (5,8 10³років); ⁵¹Cr (27,8 дня); ⁵⁸Co (71 день); ⁶⁰Co (5,27 року); ⁵⁹Fe (45 днів);⁵⁴Mn (314 днів); ⁹⁹Mo (2,75 дня); ⁶⁵Zn (245 днів); ²⁸⁹Pu (2,43∙10⁴ років) та інші.

3.3. Стандарти якості повітря.

([4] c.17-18, [6] c.55-60, [7] c.5-12, [8] c.3-10, [9] c.21, 203)

Атмосферні процеси перетворення і взаємодії забруднювачів, а також процеси розбавлення, осадження, адсорбції та абсорбції не відвертають нагромадження в земній атмосфері токсичних хімічних речовин. Вплив цих речовин розповсюджується на значні території. Це зумовлює необхідність ретельного і дієвого контролю степені забруднення повітря з метою дотримання чистоти атмосфери.

Ступінь забруднення атмосферного повітря дуже коливається в:

1) часі;

2) просторі.

Ці коливання пов'язані з:

1 - особливостями джерел емісії забруднювачів (тип джерела, природа, властивості забруднюючих повітря речовин, об'єм викиду);

2-метеорологічними та топографічними факторами (напрям і швидкість вітру, температурні інверсії, атмосферний тиск, вологість повітря, рельєф місцевості та відстань до джерела забруднення).

Необхідність уніфікації одиниць вимірювання для характеристики ступені забруднення атмосферного повітря стала особливо очевидною на початку 70-х років двадцятого століття. Тоді у відповідності до програм ООН та інших міжнародних і національних організацій по охороні навколишнього середовища почалася інтенсивна розробка методів контролю повітряних забруднювачів та стандартів якості атмосферного повітря. За рекомендаціями Всесвітньої організації охорони здоров'я та Всесвітньої метеорологічної організації уніфікованими одиницями вимірювання степені забруднення атмосферного повітря прийняті: [мкг/м³] або [мг/м³].

3.3.1. Гранично-допустимі концентрації.

Стандартами якості повітря - є гранично допустимі концентрації (Г Д К).

Дамо означення для основних видів ГДК шкідливої речовини в повітрі в залежності від розглядуваного місця та часу.

ГДК в атмосферному повітрі - це така концентрація, при якій не існує несприятливої дії шкідливої речовини (забруднювача) на організм людини протягом необмежено довгого часу.([9] c.21)

ГДК максимальна разова - це концентрація хімічної речовини в понаселених місць вітрі населених місць, яка протягом 30 (ГДК_М.Р.) хвилин при вдиханні повітря не повинна (ПДК_М.Р.) викликати рефлекторних (в тому числі субсенсорних) реакцій в організмі людини.([7] c.5) (див. також [6] c.56)

ГДК середньодобова - це концентрація хімічної речовини в повітрі населених місць, яка не повинна здійснювати (ГДК_С.Д.) на людину прямий чи опосередкований шкідливий вплив при невизначено довгій (роки)-(ПДК_С.С.) дії.([7] c.5) (див. також [6] c.56)

ГДК в повітрі - це концентрація шкідливої (забруднюючої) речовини в повітрі робочої зони, яка при щоденній (ГДК_Р.З.) (крім вихідних днів) роботі протягом 8 годин

(ПДК_Р.З.) або при іншій тривалості, але не більше 41 години в тиждень, протягом всього робочого стажу не може викликати захворювань чи відхилень в стані здоров'я, які виявляються сучасними методами досліджень в процесі роботи або у віддалені терміни життя теперішнього та наступних поколінь. ([24] c.52,[6] c.56).

ГДК шкідливої речовини в повітрі робочої зони, де людина знаходиться обмежений час, є вищим ніж ГДК шкідливої речовини у повітрі населених пунктів (див. табл. 3, [6] c.56). Дані для ГДК та джерела більш повних збірок ГДК можна знайти в літературі [7-14]. ГДК_Р.З. знаходяться у додатку до ГОСТ 12.1.005-88. ([24] c.53).

Таблиця 3 ([6] c.56)

ГДК деяких шкідливих речовин в повітрі ([мг/м³]).

Р е ч о в и н а	ГДК Р.З.	ГДК С.Д.	ГДК М.Р.
Аміак		0,04	0,2
Бензол		0,1	1,5
Диоксид азоту		0,04	0,085
Диоксид сірки		0,05	0,5
Оксид вуглецю
Формальдегід	0,5	0,012	0,035
Хлорид водню		0,2	0,2

В багатьох містах та промислових центрах в атмосферне повітря попадають речовини кількох виробництв і у викидах кожного з них міститься кілька компонентів. За відомими даними (Namiesnik J., Kozlowski E. - Chem. anal. (Poland).- 1980.- v.25.-N 2.- p.301-305) в атмосферному повітрі промислових міст виявлено від 40 до 130 летких органічних речовин ([7] c.10). Те саме очевидно стосується і промислової зони.

При одночасній сумісній присутності в атмосферному повітрі кількох (n) речовин, які володіють згідно з переліком, затвердженим Міністерством охорони здоров'я, сумуванням шкідливої дії, для кожної групи вказаних речовин односпрямованої шкідливої дії розраховується безрозмірна сумарна концентрація q або значення концентрацій n шкідливих речовин, які володіють сумуванням шкідливої дії, приводяться умовно до значення концентрації С однієї з них [15].

Безрозмірна концентрація q визначається за формулою:

С₁ С₂ С_n

q = ───────── + ───────── +... + ──────── (3)

ГДК₁ ГДК₂ ГДК_n

де С₁, С₂,..., С_n(мг/м³) - фактичні або розрахункові (прогнозовані) концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі в одній і тій же точці місцевості;

ГДК₁, ГДК₂,..., ГДК_n(мг/м³) - відповідні максимальні разові гранично-допустимі концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі.

Приведена концентрація С розраховується за формулою:

ГДК₁ ГДК₁

C = С₁ + С₂────── +... + С_n───── (4)

ГДК ₂ ГДК_n

де С₁та ГДК₁ - концентрація та ГДК речовини, до якої здійснюється приведення; С₂,...,C_n, та ГДК₂,..., ГДК_n(мг/м³) - концентра-ції та ГДК інших шкідливих речовин, які входять в розглядувану групу сумації (групу односпрямованої шкідливої дії.).

Деякі групи речовин з сумацією однонаправленої шкідливої дії можна знайти в літературі [7] c.11, [8] c.9, [9] c.28.

Однонаправлена дія - компоненти суміші діють на одні і ті ж самі системи в організмі, наприклад, наркотична дія суміші вуглеводнів. ([25] c.53).

Для речовин, які не мають визначеного експериментально ГДК, встановлюється і використовується тимчасово (3 роки) розрахунковий показник, так званий, орієнтовний безпечний рівень впливу (ОБРВ - ОБУВ - російська абревіатура - ориентировочный безопасный уровень воздействия). ([7] c.5). Дані по ОБРВ можна знайти, наприклад, в літературі [9] c.28-32.

Існують й інші показники шкідливості забруднювачів, які здебільшого використовуються спеціалістами з охорони праці та техніки безпеки.(див., наприклад, [7,8]). Зупинимося, ще на класах небезпечності шкідливих речовин ([7] c.5). За степінню дії на орга

нізм людини ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ (ССБТ - російська абревіатура - Система Стандартов Безопасности Труда) поділяє шкідливі речовини на чотири класи небезпеки:

1 - надзвичайно небезпечна речовина;

2 - високо небезпечна речовина;

3 - помірно небезпечна речовина;

4 - мало небезпечна речовина.

Клас небезпеки шкідливих речовин встановлюють в залежності від норм та показників, вказаних у Таблиці 4. Кожна конкретна шкідлива речовина відноситься до класу небезпеки за показником, значення якого відповідає найбільш високому класу небезпеки. В Таблиці 4 даються показники, які оцінюють токсичну дію речовин за їх абсолютними кількостями, що викликають певний біологічний ефект. ([25] c.51, [26] c.168).

Таблиця 4 ([25] c.51, [26] c.168).