ПДК (Предельно допустимая концентрация) – это величина, характеризующая максимальное количество вещества, которое может находиться в определенном объеме измерений и не причинять ущерба живым организмам (в том числе, и человеку). Чтобы выяснить, что такое ПДК, необходимо определить, какие виды ее измеряются в разных средах и каковы их максимально допустимые уровни.
Установление значений ПДК
Не так давно в научной среде было принято определять предельно допустимую концентрацию какого-либо химиката в зависимости от степени его влияния на организм человека. Однако такой подход был упразднен, поскольку не учитывал генетических мутаций и долговременного воздействия некоторых химикатов. Например, канцерогены изначально не вызывают явных негативных реакций, результат их проникновения в человеческое тело проявляется только через несколько лет.
Для определения оптимальных показателей ПДК вредных веществ применяется сразу несколько источников:
- расчетные методы;
- результаты биологических экспериментов;
- материалы динамических наблюдений за людьми, подвергшимися воздействию опасных химикатов;
- компьютерное моделирование.
Подход EPA (оценка риска)
Понятие «EPA» возникло в США и означает «Министерство по охране окружающей среды (этот орган занимается контролем ПДК в Америке). Такой подход к измерению предельно допустимой концентрации может быть охарактеризован как вероятностный. Он начал применяться на практике с 1980-х годов, когда начались активные исследования о воздействии угольной пыли на здоровье шахтеров.
Такое наименование объясняется тем, что при оценке вредности учитывается возможность параллельного воздействия на человека сразу нескольких факторов. В результате получаются не статические, а динамические коэффициенты (диапазоны), конкретное значение которых употребляется в определенной ситуации с учетом множества дополнительных показателей. Среди учитываемых при оценке рисков параметров выделяются:
- возрастные и половые характеристики;
- состояние здоровья испытуемых;
- генетические особенности популяции.
Поскольку исследователям приходится учитывать характеристики, они не могут обозначить четкие границы ПДК, как это было принято ранее. Вместо этого употребляется более гибкая единица – оценка рисков. Она более информативна и легче поддается научному и статистическому обоснованию. Чтобы определить конкретные показатели, нужно обратиться к случаям предельного риска. Именно обозначенный в них уровень и будет максимально допустимым для определенного химиката.
Нормативные документы, содержащие нормы ПДК
Допустимые нормы ПДК содержатся в различных ГОСТах и актах, выпущенных органами санитарно-эпидемиологического надзора. Некоторые из них были созданы еще в советское время и с того момента не пересматривались, другие корректировались и издавались в ходе последних 20 лет.
Среди наиболее важных документальных источников стоит упомянуть следующие:
- ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест».
- ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны».
- ГН 2.2.5.1827-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны (Дополнение №1 к ГН 2.2.5.1313-03)».
- ГОСТ 12.1.005-88 «ПДК вредных газов, паров и аэрозолей в воздухе рабочей зоны».
- ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования».
- ГН 2.3.3.972-00 «Предельно допустимые количества химических веществ, выделяющихся из материалов, контактирующих с пищевыми продуктами».
Существуют также дополнительные нормативные акты, регламентирующие ПДК конкретных типов веществ (например, дибензоидоксинов). Они имеют более узкую направленность и применяются при взятии проб на определенных промышленных объектах.
Классы опасности веществ
В соответствии со стандартами, регламентирующими ПДК, все вредные вещества относятся к 4 класса опасности. Каждый из них выделяется в зависимости от степени влияния на человека.
Классификация веществ по характеру воздействияПри этом под вредными веществами, согласно ГОСТу, понимаются такие химикаты, которые могут вызвать у человека при непосредственном контакте травмы, заболевания разной степени сложности и серьезные отклонения здоровья.
В зависимости от того, какие именно системы и органы поражает конкретный химический элемент или соединение, выделяются такие виды опасных веществ:
- Общего токсического действия. Создают опасность, поскольку нарушают большинство жизненно важных функций тела человека и подвергают риску здоровье в целом.
- Канцерогенного действия. Химические соединения, которые становятся причиной возникновения рака (например, табачный дым или асбестовая пыль).
- Раздражающего действия. Сюда можно отнести щелочи и кислоты, которые приводят к воспалению слизистых оболочек организма.
- Мутагенного характера. Приводят к генетическим сбоям и формированиям уродств как у человека, подвергшегося вредному воздействию, так и у его потомства (например, формальдегид или радиоактивные вещества).
- Сенсибилизирующего действия. Становятся причиной аллергических реакций разной степени выраженности.
- Нарушающие репродуктивную функцию. Приводят к бесплодию и невозможности дать потомство (в числе таких веществ – бензол, алкоголь, никотин и другие).
Поэтому особенно важно измерять ПДК вредных веществ в продуктах питания и атмосферном воздухе, поскольку именно подвергается воздействию основная часть населения.
Виды ПДК
Все выделяемые виды ПДК приняты для конкретных веществ при их изолированном действии (то есть для случаев, когда в среде имеется только один конкретный химикат). Фактически, такая ситуация невозможна, поскольку только в атмосферном воздухе содержится огромное количество примесей, в числе которых всегда есть вредоносные соединения. Поэтому на практике используется принцип гигиенического нормирования. Например, при взятии проб городского воздуха в лаборатории учитывают коэффициенты параллельного воздействия 36 смесей из 2 компонентов и 20 смесей из 3-5 составляющих.
Чтобы оценить санитарное состояние различных сред, приходится определять следующие типы ПДК:
- для воздушной среды;
- для водной среды;
- для почвы;
- для продуктов питания.
Для воздушной среды
Для того чтобы определить, насколько велика ПДК вредных веществ в воздухе, нужно измерить сразу несколько показателей:
- Максимально разовая ПДК (ПДКм.р.). Концентрация, не приносящая вреда организму человека, которые дышит воздухом городской атмосферы на протяжении 22-35 минут.
- Среднесуточная ПДК (ПДКс.с.). Концентрация, не оказывающая негативного влияния на самочувствие горожан, дышащих воздухом в течение неопределенно долгого времени.
- ПДК в воздухе рабочей зоны (ПДКр.з.). Это концентрация, которая не станет причиной проблем со здоровьем у людей, вдыхающим воздух в здании в течение 7,5-8 часов в сутки. Регламентируется ГОСТом 12.1.005-88 (включает нормы для 445 загрязняющих соединений).
Основной документ, регламентирующий предельно допустимую концентрацию токсинов в атмосферном воздухе – это ГОСТ 2.1.6.3492-17. Ниже приведена таблица с показателями для наиболее распространенных типов химических соединений.
| Тип загрязнителя | Класс опасности | ПДКс.с. | ПДКм.р. |
|---|---|---|---|
| Аммиак (нитрид водорода) | IV | 0,4 мг/м3 | 0,2 мг/м3 мг/м3 |
| Азота диоксид | II | 0,04 мг/м3 | 0,085 мг/м3 |
| Бензол | II | 0,1 мг/м3 | 1,5 мг/м3 |
| Углерода оксид | IV | 3 мг/м3 | 5 мг/м3 |
| Серы диоксид | III | 0,05 мг/м3 | 0,5 мг/м3 |
| Неорганическая пыль | III | 0,05 мг/м3 | 0,15 мг/м3 |
| Свинец | I | 0,0003 мг/м3 | — |
Для рабочих помещений нормативы предполагают следующую предельно допустимую концентрацию некоторых веществ.
| Тип загрязнителя | Класс опасности | ПДК |
|---|---|---|
| Диоксид азота | III | 2 мг/м3 |
| Бензол + | II | 2 мг/м3 |
| Фтороводород | I | 0,5-0,1 мг/м3 |
| Свинец (+ его неорганические соединения) | I | 0,01/0,005 мг/м3 |
| Карбонил никеля | I | 0,0005 мг/м3 |
| Медь | II | 1/0,5 мг/м3 |
| Металлическая ртуть | I | 0,01/0,005 мг/м3 |
Отдельно оценивается уровень содержания в атмосферном воздухе радиоактивных изотопов. Их ПДК зафиксированы в «Нормах радиационной безопасности» и должны измеряться в обязательном порядке не только для атмосферного воздуха, но и на производственных объектах, где используются такие типы химических соединений.
Для водной среды
В этом случае нормы ПДК будут зависеть от того, с какой целью используется водоем. Различают варианты предельно допустимых концентраций веществ для объектов следующих типов водопользования:
- культурно-бытового (ПДКкб);
- хозяйственно-питьевого (ПДКхп);
- рыбохозяйственного (ПДКрх).
Уровень концентрации конкретных химикатов определяется при помощи лабораторных тестов, которые оценивают разные варианты вредного воздействия на человека и природу. В результате вода оценивается по 3 показателям:
- Общесанитарный. Определяет возможность влияния вещества на процессы самоочищения водоемов.
- Органолептический. Показывает, насколько сильно химикаты изменяют вкус, цвет и запах воды.
- Санитарно-токсикологический. Оценивает, как влияет на здоровье или обитателей водоема (в случае с рыбохозяйственными объектами), конкретный токсин или металл.
Как и в случае с ПДК атмосферного воздуха, строгие рамки по уровню содержания в воде устанавливают «Нормы радиационной безопасности» для соответствующих химических веществ. Нормативные показатели представлены в таблице ниже.
| Вид радиоактивного изотопа | Предел содержания в открытых водоемах |
|---|---|
| Кобальт-60 | 185 Бк/л |
| Уран | 19х108 Бк/л |
| Сера-35 | 18,5х104 Бк/л |
| Фосфор-32 | 3,7х102 Бк/л |
| Стронций-90 | 18,5 Бк/л |
Относительно воды, предназначенной для питья, применяется также ГОСТ Р 51232-98 «Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества».
Для почвы
Почва – достаточно сложная среда с точки зрения измерения предельно допустимой концентрации вредных веществ. Это связано с 2 факторами:
- Химикаты накапливаются в земле достаточно долго, поэтому показатели могут достигать критического уровня только с течением определенного времени.
- Из-за наличия бактерий и других микроорганизмов, в почве происходит процесс разложения и переработки токсических соединений.
Также пробы, взятые из разных мест, будут значительно различаться по химическому составу. Поэтому при взятии анализа обязательно нужно учитывать тип почвы. Нормирование вредных соединений в земле связано с 3 показателями:
- степень накопления токсических веществ на территориях промышленных предприятий;
- количество ядохимикатов в пахотном слое сельскохозяйственных угодий;
- уровень загрязнения земель в жилых районах (преимущественно, на территориях свалок бытовых отходов).
Последний показатель регламентируется ГОСТами 17.4.2.03-86 и 17.4.1.02-83. В таблице ниже, например, представлены нормативы ПДК для нескольких типов ядохимикатов и тяжелых металлов.
| Тип вещества | Название | ПДК для почвы |
|---|---|---|
| Пестицид | Сивин | 0,05 мг/кг |
| ДДТ | 0,1 мг/кг | |
| Прометрин | 0,5 мг/кг | |
| Хлорофос | 0,5 мг/кг | |
| Хлорамп | 0,05 мг/кг | |
| Тяжелый металл | Свинец | 32,0 мг/кг |
| Ртуть | 2,1 мг/кг | |
| Мышьяк | 2,0 мг/кг | |
| Ванадий | 150 мг/кг | |
| Цинк | 23,0 мг/кг |
Предельно допустимая концентрация тяжелых металлов в земле регламентируется Гигиеническими нормативами от 1995 года, выпущенными Госкомсанэкпидемнадзором РФ, ГН 2.1.7.020-94 «Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах».
Для продуктов питания
Впервые этот норматив был разработан еще в СССР. Предельная допустимая концентрация веществ в продуктах питания должна измеряться в обязательном порядке. Список таких веществ был значительно расширен. Сейчас этот перечень включает более 2 500 наименований. Дополнительно при замерах используются международные нормативы, принятые ООН при поддержке Всемирной организации здравоохранения.
Когда речь идет о продуктах питания, в первую очередь, измеряют ПДК следующих типов химических соединений:
- пестицидов;
- нитратов (и некоторых других анионов);
- хлорорганических соединений;
- тяжелых металлов (в особенности, ртути и свинца).
| Наименование вещества | ПДК в мясных продуктах (мг/кг) | ПДК в рыбных продуктах (мг/кг) | ПДК в хлебе и зерновых продуктах (мг/кг) | ПДК в молочных продуктах (мг/кг) | ПДК во фруктах (мг/кг) | ПДК в овощах (мг/кг) | ПДК в соках (мг/кг) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ртуть | 0,03 | 0,5 | 0,01 | 0,005 | 0,01 | 002 | 0,005 |
| Свинец | 0,5 | 1,0 | 0,2 | 0,05 | 0,4 | 0,5 | 0,4 |
| Йод | 1,0 | 2,0 | 1,0 | 0,3 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| Мышьяк | 0,5 | 0,1 | 0,2 | 0,05 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| Медь | 5,0 | 10,0 | 5,0 | 0,5 | |||
| Олово | 200,0 | 200,0 | — | 100,0 | 100,0 | 200,0 | 100,0 |
| Никель | 0,5 | 0,5 | 0,1 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,3 |
Помимо этого, нормы содержания установлены для таких химических элементов, как алюминий, железо, кадмий, сурьма, селен, фтор, цинк и хром.
Особое положение в перечне потенциально опасных веществ, содержащихся в продуктах, имеют пищевые добавки. Их существует достаточно много, при этом некоторые варианты изготавливаются из синтетического сырья, с которым наука раньше не сталкивалась. Поэтому степень негативного воздействия добавок на организм обычно определяется экспериментальным путем.
Отслеживание концентрации веществ
За состоянием атмосферного воздуха и других сред в Российской Федерации следят особые службы. Это экспертные центры, которые могут быть государственными или частными. Для того, чтобы получить право на забор проб, коммерческая организация должна пройти предварительную сертификацию и получить соответствующую лицензию.
Контролем за показателями занимаются также органы Санэпидемнадзор.
Измеряться все показатели должны в соответствии с нормативными документами и ГОСТами, актуальными на текущий момент. Отчеты государственных и частных лабораторий оформляются в форме таблиц, где указывается обнаруженный уровень содержания химиката в среде и установленная законодательством норма ПДК.
