В промышленных условиях в выбросах и сбросах предприятий (а, значит, в воздухе атмосферы, объектах воды и в почве) содержится не одно, а смесь разнообразных загрязняющих веществ.
Воздух населённых пунктов, например, может содержать вещества от разнообразных предприятий, предприятий топливно-энергетической системы, транспорта и др. Различные вещества могут обладать схожим токсическим воздействием на целостность организма человека, соответственно, в таких случаях сумма концентраций таких веществ, возможно, превысит предельно допустимую, чем каждого в отдельно.
Некоторые соединения имеют синергетический эффект, таким образом, что токсичность одного при наличии другого увеличивается. Данное положение можно проследить на таком пояснении: диоксид серы ингибирует механизм защиты дыхательной системы так, что организм становится, больше восприимчив к канцерогенам, и отрицательное воздействие от их совокупного присутствия возрастёт почти в два раза.
Данное явление и есть эффект суммации вредного воздействия, и его следует учесть в нормировании, как при содержании, так и при поступлении поллютантов в воздух населённых пунктов.
Приведем ещё примеры. Эффект суммации наступает и при одновременном присутствии таких веществ:
– ацетон и фенол;
– диоксид азота, озон и формальдегид;
– оксид углерода, диоксид азота и формальдегид;
– диоксид серы, оксид углерода, фенол и пыль;
– диоксид азота, диоксид серы и аммиак;
– диоксид серы и фенол;
– диоксид азота и диоксид серы [2].
Согласно [3] под эффектом суммации понимается изменение вредного воздействия двух и более загрязняющих веществ при их общем присутствии в атмосфере по сравнению с индивидуальным воздействием каждого вещества отдельно.
При совместном присутствии в атмосфере рядом веществ, которые обладают суммированным действием, то сумма их концентраций не должна превысить 1 при учёте формулы (1) [1]:
(1)
где С1, С2, ... Сn - фактические концентрации веществ в воздухе;
ПДК1, ПДК2, ... ПДКn - предельно допустимые концентрации тех же веществ.
Далее сопоставляются данные концентраций веществ с ПДК по соответствующему веществу, и делается заключение о соответствии норме всех веществ отдельно.
Принимаются решения о соответствии нормам комплекса веществ при их совпадающем воздействии.
Суммированный эффект можно оценить по подбору и перечню веществ, которые обладают данным эффектом. Исходные данные представлены в таблице 1.
Используя таблицу 2 можно обнаружить вещества, которые будут обладать суммацией действия [4]. Примем тот факт, что эффект суммации присутствует при наличии хотя бы двух из измеренных веществ, имеются в таблице 2.
В таблице 3 представлены нормы ПДК исходных веществ.
Таблица 1 - Исходные данные
|
№ п/п |
Вещество |
Фактическая концентрация, мг/м3 |
|
1 |
Акролеин Дихлорэтан Хлор Оксид углерода Сернистый ангидрид Хрома окись |
0,01 4,0 0,03 12,0 0,04 0,1 |
|
22 |
Азота двуокись Аммиак Хрома окись Сернистый ангидрид Ртуть Акролеин |
0,05 0,6 0,2 0,6 0,001 0,03 |
|
3 |
Этиловый спирт Оксид углерода Озон Серная кислота Соляная кислота Сернистый ангидрид |
15,4 16,0 0,01 0,05 6,0 0,07 |
|
4 |
Фенол Азот окислы Вольфрам Полипропилен Ацетон Формальдегид |
0,002 0,2 11 6,0 0,8 0,03 |
Таблица 2 - Состав веществ, которые обладают суммированным воздействием [4]
|
Сероводород, формальдегид |
Аэрозоли пятиокиси ванадия и оксида хрома |
|
Азота диоксид, гексан, углерода оксид, аммиак |
Бензол и ацетофенол |
|
Азота диоксид, гексан, углерода оксид, формальдегид |
Вольфрамовый и сернистый ангидриды |
|
Азота диоксид, серы диоксид, углерода оксид, фенол |
Озон, двуокись азота и формальдегид |
|
Ацетон, акролеин, фталевый ангидрид |
Мышьяковистый ангидрид и свинца ацетат |
|
Ацетон, фенол |
Мышьяковистый ангидрид и германий |
|
Ацетон и ацетофенол |
Озон, двуокись азота и формальдегид |
|
Ацетон, фурфурол, формальдегид, фенол |
Этилен, пропилен, бутилен и амилен |
|
Ацетальдегид и винилацетат |
Оксид углерода, двуокись азота, формальдегид, гексан |
|
Аэрозоли пятиокиси ванадия и оксиды марганца |
Пропионовая кислота и пропионовый альдегид |
|
Аэрозоли пятиокиси ванадия, сернистый ангидрид |
Сернистый ангидрид и аэрозоль серной кислоты |
|
Сернистый ангидрид и никель металлический |
Сероводород и формальдегид |
|
Сернистый ангидрид и сероводород |
Уксусная кислота и уксусный ангидрид |
|
Сернистый ангидрид и двуокись азота |
Оксид углерода и пыль цементного производства |
|
Сернистый ангидрид, оксид углерода, фенол, пыль конверторного производства |
Сильные минеральные кислоты (серная, хлористоводородная, азотная, соляная) |
|
Сернистый ангидрид, оксид углерода, двуокись азота, фенол |
Фурфурол, метиловый и этиловый спирты |
|
Сернистый ангидрид и фенол |
Фенол и ацетофенол |
|
Серный и сернистый ангидриды, аммиак и азота окислы |
Циклогексан и бензол |
Эффектом суммации принято считать свойство двух или более вредных химических веществ действовать на организм человека однонаправленно, то есть, повреждать одни и те же органы и системы, оказывая одинаковый или сходный негативный эффект на общем состоянии и здоровья человека в целом.
Таблица 3 – Значения ПДК [2]
|
№ |
Вещества |
ПДК, мг/м3 |
|
1 |
Фенол |
0,01 |
|
2 |
Двуокись азота |
0,05 |
|
3 |
Формальдегид |
0,05 |
|
4 |
Оксид углерода |
3 |
|
5 |
Сернистый ангидрид |
0,5 |
|
6 |
Ацетон |
0,35 |
Произведём расчёт эффекта суммации и сделаем вывод. Вывод осуществляется о соответствии норме фактического значения концентрации веществ, которые обладаю суммированным воздействием («отвечает требованиям» или «не отвечает требованиям»).
Есть случай эффекта суммации при совпадении двух и более веществ.
Эффект суммации наблюдается у следующих веществ:
- в первом случае оксид углерода и сернистый ангидрид;
- во втором случае двуокись азота и сернистый ангидрид;
- в третьем случае оксид углерода и сернистый ангидрид.
- в четвертом случае фенол, ацетон и формальдегид.
Рассчитаем эффект суммации для этих веществ по формуле (1):
- Расчёт первого случая, эффекта суммации оксида углерода и сернистого ангидрида, получим следующее:
- Расчёт второго случая, эффекта суммации двуокиси азота и сернистого ангидрида, получим следующее:
- Расчёт третьего случая, эффекта суммации оксида углерода и сернистого ангидрида, получим следующее:
- Расчёт четвертого случая, эффекта суммации фенола, ацетона и формальдегида, получим следующее:
Сделаем вывод по данным значениям о том, что во всех рассматриваемых случаях уровень концентрации веществ в воздухе к предельно допустимой концентрации, превышают значения 1, и тем самым, нарушает одно из основных требований, и, таким образом, мы наблюдаем, что факт загрязнения атмосферы присутствует. Таким образом, нарушается одно из экологических условий – устойчивость (баланс) окружающей среды.