Что такое ПДК

Вечерний Челябинск, 28.04.1988

«Я постоянный подписчик «Вечернего Челябинска». Читаю в газете все без пропусков и считаю, что в вопросах охраны окружающей среды много неконкретного. Основная масса жителей совершенно не знает, как засорен наш воздух выбросами предприятий (пыль, окислы). Неужели это такой секрет, что мы не должны знать об этих предприятиях, об этих данных? А. Язынин».

«Прочитала в газете за 26 апреля «Экологический бюллетень», где характеризуется состояние атмосферы за прошедшую неделю. Встречала такие сообщения и в «Челябинском рабочем». А что такое ПДК? Я не понимаю. Насколько те проценты и цифры, что приводятся в печати, характеризуют обстановку, объясните? О. Судакова».

Писем с подобными вопросами в почте редакции немало. Думаем, что предлагаемая статья ответит на многие из них.

Проблема загрязнения атмосферного воздуха различными вредными веществами в последнее время чрезвычайно обострилась. Произошло это отнюдь не из-за какого-либо резкого увеличения выбросов, хотя определенное в отдельных случаях и наблюдается. Главная причина – осознание возможных последствий для природы и человека, которые следуют за этими выбросами. Сейчас уже считается общепризнанным, что экологические проблемы стоят на втором месте по их значимости после проблемы ядерной войны, но если мы хотим выжить, то должны думать не только о том, сколько нам надо металла выплавить или сколько машин выпустить, но и о том, как это сделать с наименьшим вредом для окружающей среды. Иначе вся деятельность человека теряет свой смысл, а ее интенсификация только приближает нас к определенному финалу.

Жителей Челябинска, конечно, больше интересует конкретный вопрос: как обстоят дела с состоянием окружающей среды в нашем родном городе. Каждый из нас вынужден вдыхать то, что «дают». Поэтому сложившуюся ситуацию с атмосферой охарактеризуем подробнее.

В атмосферу города от промышленных предприятий и автотранспорта ежегодно выбрасывается более 500 тысяч тонн различных вредных веществ. Это составляет почти 1,5 тысячи тонн ежесуточно. На каждого жителя города приходится в год 500 кг вредных веществ. Конечно же, не все эти вещества проходят через наши легкие, часть выносится воздушными потоками за пределы города, часть рассеивается в верхних слоях атмосферы, но и оставшегося количества вполне достаточно, чтобы отравить наше нормальное существование.

Если «передовиками» по загрязнению водной среды выступают такие предприятия, как управление водопроводно-канализационного хозяйства горисполкома, лакокрасочный завод, то по воздействию на воздушную среду на первое место по валу выходят такие наши индустриальные гиганты, как металлургический комбинат (около 282 тысяч тонн в год) и электрометаллургический комбинат (около 42 тысяч тонн в год). Надо заметить, что вред, наносимый городу, не прямо пропорционален валовому выбросу загрязняющих веществ тем или иным предприятием. Очень многое зависит от расположения источников выбросов относительно жилой зоны, их высоты, направления преобладающих ветров, специфики выбрасываемых ингредиентов.

Все это создает достаточно сложную картину, и порой только специалисты могут объективно оценить причины сложившейся конкретной ситуации. Так, например, выбросы от автотранспорта в городе составляют порядка 20 процентов от общих выбросов. Однако вред от них, наносимый здоровью населения, значительно выше. Причина здесь не только в большей токсичности, но и в приближенности источников выбросов к органам дыхания человека. Способствует этому и то, что выхлопные газы тяжелее воздуха, поэтому концентрация вредных веществ около дороги обычно ближе к земле повышается. А потому большой вред эти выбросы наносят детям, органы дыхания которых, естественно, ниже, чем у взрослых. Вот почему хочется предупредить родителей о нежелательности длительных прогулок с детьми (особенно в колясках) вдоль оживленных автомагистралей.

Другой пример – выбросы тех же ЧМК и ЧЭМК. Хотя по валу ЧЭМК значительно уступает, однако жалоб от жителей города на него поступает значительно больше, так как расположен он почти в центре города и вредные примеси от него не успевают в достаточной степени рассеяться в воздушной среде. Если здесь все достаточно ясно, то значительно сложнее с ЧМК. Имея целый ряд высоких источников выбросов, комбинат оказывает влияние практически на всю территорию города. Причем при определенных метеорологических условиях нередко наблюдаются случаи, когда загрязнение рядом расположенных районов даже ниже, чем тех, которые расположены значительно дальше от комбината. В таких случаях обвинения жителей города в загрязнении того или иного района иногда могут попасть не по адресу истинного источника загрязнения.

Естественно, что за состоянием атмосферного воздуха такого крупного промышленного центра, как Челябинск, требуется вести постоянный контроль. Ответственность за организацию государственной системы наблюдения за состоянием окружающей среды (в том числе и воздушной) возложена на органы Государственного комитета СССР по гидрометеорологии (в данном случае на Челябинскую гидрометеорологическую обсерваторию). Основу наблюдений составляет сеть из девяти стационарных постов, расположенных в различных частях Челябинска, почти во всех его районах. Ежедневно, кроме воскресенья, три раза в сутки специально подготовленные люди (наблюдатели постов) производят отбор проб воздуха на загрязненность. Каждое утро эти пробы доставляются на машине в химлабораторию, где и производится непосредственное определение количества вредных примесей в атмосфере города.

За год таких анализов только по воздуху получается около 40 тысяч. При необходимости наблюдения на стационарных постах дополняются маршрутными съемками и подфакельными наблюдениями, которые проводятся на специально оборудованных автомобилях. Читатели не раз, наверное, видели эти автомобили УАЗ-452 с надписью на борту «Контроль чистоты атмосферы».

Эти наблюдения проводятся в основном в так называемой селитебной зоне, то есть в зоне жилой застройки. Контроль за состоянием воздушного бассейна города осуществляют и органы Минздрава СССР (в лице санитарно-эпидемиологической службы), которые в основном производят контроль качества воздушной среды на рабочих местах и в промышленной зоне (включая санитарно-защитную зону). Кроме этого, каждое предприятие, имеющее значительные выбросы вредных веществ в атмосферу, обязано вести контроль за загрязнением в своей промышленной зоне.

По данным Всемирной организации здравоохранения, в мировом промышленном производстве используется 600 тысяч токсических химических веществ и ежегодно к этому числу добавляется три тысячи новых. Список вредных веществ, в той или иной степени попадающих под контроль в Челябинске, состоит пока из 80 пунктов. Наличие в воздухе большей части из них определяется только расчетными методами, так как объемы их выбросов незначительны, и поэтому налаживание инструментального контроля за ними нецелесообразно. Иногда же по одному определяемому веществу можно судить о содержании в воздухе целой группы веществ. Так, например, анализы содержания в воздухе бензапирена характеризует содержание в воздухе вообще полиароматических углеводородов. Правда, в отдельных случаях, просто нет надежных современных методов определения тех или иных веществ или же отсутствуют санитарно-гигиенические нормативы на их содержание в воздушной среде.

Инструментальные замеры на стационарных постах ведутся как за основными вредными примесями (пыль, сернистый газ, окись углерода, окислы азота), так и за целым рядом специфических примесей (фенол, формальдегид, растворимые сульфаты, свинец, марганец, никель, цинк, медь, хром, бензапирен). Непосредственный контроль ведется сейчас за 14 вредными веществами, ряд других примесей в атмосфере Челябинска не определяется из-за отсутствия нормального помещения для химлаборатории. По этой же причине простаивает целый ряд современных газоанализаторов, позволяющих более точно и оперативно вести контроль за загрязнением природной среды.

Все вещества различаются степенью своей токсичности. В одних случаях допустимо относительно высокое содержание вещества в атмосфере, например, до 3 мг/м3 для окиси углерода, в других случаях вредны даже очень незначительные концентрации: так для свинца безопасный уровень составляет всего 0, 0003 мг/м3. Для оценки степени загрязненности атмосферного воздуха (как, впрочем, и других сред) широко используют такой показатель, как предельно допустимая концентрация (ПДК). Как легко догадаться из самого названия, если концентрация того или иного вещества в воздухе выше ПДК, то данное вещество начинает оказывать неблагоприятное воздействие на человека (при более строгом рассмотрении учитывают также влияние на животный и растительный мир, и если для них ПДК окажется жестче, то принимается эта, более жесткая, ПДК).

Негативные последствия могут наступать как в результате длительного воздействия незначительных концентраций вредного вещества, так и в результате кратковременного воздействия, но уже более повышенных концентраций. В первом случае используется ПДК для осредненных концентраций за длительный отрезок времени (сутки) - среднесуточная ПДК, во втором используется ПДК для концентраций, наблюдавшихся в течение короткого промежутка времени (до 20 минут) – максимально разовая ПДК. Гигиенические нормативы имеют сейчас около 600 различных веществ. Попутно заметим, что, кроме ПДК, используется еще целый ряд других гигиенических показателей, на которых мы не останавливаемся, а сами ПДК еще различаются отдельно для жилой зоны и отдельно для рабочих мест.

Из вышесказанного следует, что для характеристики состояния атмосферного воздуха необходимо использовать как среднесуточные ПДК, характеризующие осредненное загрязнение воздушной среды, так и максимальные разовые ПДК, показывающие скачки загрязнения в отдельные неблагоприятные моменты.

Прежде чем дать характеристику загрязненности воздушного бассейна города, осталось сделать одно небольшое замечание. Поскольку загрязненность атмосферы очень сильно зависит от метеорологических параметров (направления и скорости ветра, наличия приземных и высотных инверсий), то не следует ожидать прямой связи между уровнем загрязнения города и воздухоохранной деятельностью предприятий. Конечно же, снижение выбросов от предприятий является основой для снижения загрязнения, однако в отдельные годы может наблюдаться и обратная ситуация – увеличение загрязнения при некотором снижении выбросов или же наоборот – уменьшение загрязнения при увеличении общих выбросов. Отсюда следует, что характеристика какого-либо отдельного года может оказаться не показательной, не в полной мере показывать истинное положение дел. Поэтому для оценки загрязненности воздушного бассейна часто привлекают данные не только последнего года, но и ряда предыдущих лет, а при некотором снижении или увеличении концентрации более правильно говорить не о снижении или увеличении загрязнения, а о тенденции к снижению или увеличению.

В течение трех последних пятилеток среднегодовые концентрации вредных веществ в атмосфере города достигали: соединения азота и фенолов от 1 до 2 ПДК (сравнение среднесуточной ПДК со среднегодовой концентрацией достаточно наглядно, хотя и не совсем строго с научной точки зрения), пыли от 2 до 4 ПДК, сернистого газа от 3 до 6 ПДК, формальдегида от 4 до 8 ПДК, бензапирена от 6 до 10 ПДК. Среднегодовые концентрации металлов (свинца, марганца, никеля, меди, хрома) не превышали предельно допустимых концентраций. Максимальные разовые концентрации за последнюю пятилетку достигали следующих величин: по двуокиси азота – до 5 ПДК, сернистому газу – до 6 ПДК, фенолу – до 7 ПДК, формальдегиду – до 8 ПДК, пыли – до 9 ПДК, бензапирену – до 200 ПДК.

Для сравнения дадим характеристику истекшего 1987 года. Средняя концентрация по окиси углерода была значительно ниже ПДК, по окислам азота чуть ниже ПДК, по пыли и фенолу составила 1,3 ПДК, по сернистому газу и формальдегиду дошла до 3 ПДК, а по бензапирену до 4,5 ПДК, по всем же контролируемым металлам среднегодовые концентрации оказались ниже ПДК. По анализу максимальных разовых концентраций имеем следующую картину: по фенолу и формальдегиду наблюдалось превышение ПДК на отдельных постах в два раза, окиси углерода и сернистого газа в три раза, двуокиси азота в шесть раз, пыли в семь раз, бензапирену в сто раз. Отмечалось превышение в содержании и некоторых тяжелых металлов (свинца, марганца, никеля, меди) от трех до семи раз.

Наиболее загрязнена центральная часть города с напряженными автомагистралями, находящаяся при ветрах с северной составляющей (36 процентов случаев в году) под влиянием выбросов металлургического и электрометаллургического комбинатов. Среднегодовые концентрации пыли, двуокиси азота, окиси углерода, бензапирена в этом районе выше средних по городу в 1,5 раза.

Вполне очевидно, что состояние воздушной среды города нельзя считать удовлетворительным. Не случайно Челябинск включен в приоритетный список городов с большим уровнем загрязнения атмосферы такими веществами, как сернистый газ, формальдегид, бензапирен. Однако не надо думать, что это проблема только нашего и других крупных городов с сильно развитой промышленностью. Так, на территории только Челябинской области наблюдается превышение ПДК по тем или иным примесям в атмосфере 13 городов.

В результате предпринимаемых усилий, несмотря на рост промышленности, удалось добиться стабилизации уровня загрязнений по контролируемым примесям, а по некоторым примесям, например, сернистому газу и бензапирену, появилась тенденция к снижению регистрируемых концентраций. Что это за предпринимаемые усилия, кто и как борется с выбросами вредных веществ, какие программы разработаны и как они реализуются – это тема для отдельного большого разговора, и мы рассмотрим ее в одной из последующих публикаций.

В заключение хотелось бы остановиться еще на двух важных моментах. Во-первых, о разноречивых цифрах по общим выбросам в атмосферу и концентрациям загрязняющих веществ, встречающихся в печати и других средствах массовой информации, в том числе устной. Что касается общих выбросов, то здесь ситуация довольно проста. Общие выбросы подразделяются на выбросы от стационарных источников и выбросы от передвижных источников – автотранспорта.

Очень часто берут данные по выбросам только от стационарных источников и говорят о них, как об общих, не делая оговорку об автотранспорте. В этом случае общие выбросы по городу занижаются примерно на 20 процентов.

Несколько сложнее с разными цифрами по загрязнению Челябинска. Указанные цифры могут быть получены всего тремя методами – по данным наблюдений стационарных постов, по подфакельным наблюдениям гидрометобсерватории, СЭС и некоторых предприятий и по расчетам, производимым различными проектными организациями и институтами. Расчетные концентрации загрязняющих веществ определяются обычно для неблагоприятных метеорологических условий, то есть, даже если расчеты сделаны правильно, то полученные величины соответствуют не среднему загрязнению окружающей среды, а максимальному разовому. А как мы рассматривали уже выше, характеризовать состояние воздушного бассейна можно только с учетом и среднего загрязнения, и максимального разового, иначе мы «сгущаем» и без того мрачную картину. Наша же задача – дать объективную картину загрязнения природной среды независимо от конъюнктурных или ведомственных интересов.

Аналогичная ситуация складывается и при получении данных предприятиями и организациями при проведении ими подфакельных наблюдений, когда концентрации загрязняющих веществ замеряются по направлению распространения факела, то есть практически регистрируются те же максимальные разовые концентрации, отнюдь не характеризующие общее состояние воздушной среды, а лишь его дополняющие. Таким образом, любые попытки дать характеристику загрязнения атмосферы города без использования материалов стационарных постов гидрометобсерватории являются неправомерными.

И наконец последнее. Иногда жители Челябинска задают такой вопрос: а зачем собственно нужны эти наблюдения за загрязнением воды и воздуха? Так и хочется ответить вопросом на вопрос. А как же врач может лечить тяжелобольного, не зная результатов его обследования? Но, если серьезно, то, помимо «простого любопытства», материалы наблюдений за загрязнением природной среды должны лежать в основе всех природоохранных мероприятий, коль мы начали говорить об экономических рычагах развития производства. Да и сейчас, при любом новом строительстве, реконструкции или расширении производства, проектировщики обязаны учитывать существующий здесь фон загрязнения и в зависимости от его величины подбирать, например, различные виды газоочистного оборудования с различной эффективностью, позволяющего не превышать гигиенических нормативов.

Помимо этого, оперативный контроль за состоянием природной среды позволяет в какой-то степени влиять на ее качество. Так, уже сейчас в гидрометобсерватории на основании данных стационарных постов наблюдения за загрязнением природной среды и на основании анализа синоптической ситуации производятся расчеты прогнозирования состояния загрязнения атмосферного воздуха, и если этот прогноз говорит о возможности значительного увеличения загрязнения, то на целый ряд промышленных предприятий передается соответствующее предупреждение о наступлении неблагоприятных метеорологических условий. Эти предприятия обязаны в данном случае принять ряд мер по временному снижению выбросов вредных веществ в атмосферу.

В перспективе, с внедрением автоматической системы контроля, это направление работы по оперативному управлению качеством природной среды получит свое дальнейшее развитие.

В. Ячменев

Директор Челябинской гидрометеорологической обсерватории, кандидат географических наук.

Дополнение от 31.01.2017

Это был первый обзор загрязнения атмосферного воздуха в г. Челябинске, опубликованный в открытой печати. С тех пор прошло практически 30 лет. Несмотря на значительное снижение общего количества выбросов вредных веществ в атмосферу (примерно в два раза), качество атмосферного воздуха в г. Челябинске оставляет желать лучшего. Одна из причин – в целом очень неблагоприятные климатические условия для рассеивания вредных примесей на Южном Урале (Пресс-релиз на тему экологических рейтингов...). Кроме того, за последние годы значительно увеличилась доля выбросов автотранспорта от общих выбросов в атмосферу (с 20% до 40%). Видимо сказывается и общее ослабление системы контроля за выбросами промышленных предприятий, особенно в периоды возникновения неблагоприятных метеорологических условий (НМУ). Заметим, что прогнозы НМУ, которые сейчас находятся в центре внимания СМИ и жителей города, составляются и передаются на промышленные предприятия области уже более 30 лет.

 

Наверх