Вплив двоокису сiрки i двокису азоту на органiзм людини, визначення величини ризику та скорочення тривалостi життя

 

 У  випадку забруднення атмосферного  повітря першим кроком до визначення розміру концентрації, яка перевищує гранично припустимий рівень, яким є ГДКс. с. кожної речовини забруднювача, спроможної призвести до скорочення тривалості життя на визначений період часу.

Приступаючи до розгляду ризику скорочення тривалості житія, доцільно застосовувати два  поняття: узвичаєна умовно-розрахункова тривалість життя , яка дорівнює 100 рокам, а також середня тривалість життя  у сформованих природних умовах, обумовлена для населення країн  і регіонів шляхом зіставлення статистичних розподілів виживання до визначеною віку. Середня тривалість життя коливається, і в даний час складає 0,6-0,8 від  умовно розрахункової. Зазначені обставини  роблять доцільним при визначенні розміру ризику скорочення тривалості життя в умовах підвищеного забруднення  повітря враховувати імовірність  смерті і виживання на визначеному році життя (тобто їхні статистичні розподіли)[5].

При оцінці впливу забруднюючих повітря шкідливих  речовин враховуються функціональні і патоморфологічні зміни в організмі людини, а також урахування адитивності їхньої дії.

Для цього  визначають так звані діючі концентрації (ефективні, токсичні), а  також граничні концентрації. Перші викликають ознаки інтоксикації організму, при других - прояви дії шкідливих речовин  знаходяться на грані фізіологічних змін і патологічних явиш. У другому випадку для визначення скорочення тривалості життя використовусгься ГДКс.с.

Звичайно  вважають, що такою питомою концентрацією  є відношення середньої смертельної  концентрації шкідливої речовини у  повітрі до умовно-розрахункової  тривалості життя 100 років:

 

     Кзабр. = ЛК50 /365 *100 ,                                                                    (2.1) 

 

де ЛК50 – летальна доза;

     365 100 – умовно-розрахункова тривалість  життя, діб.

Далі  визначається  скорочення   тривалості  життя   (СВЖзабр.)   як відношення фактичної концентрації шкідливої  речовини (яка аналізуєть¬ся) до питомої. При цьому треба враховувати  ступінь імовірності (Qфакт) проживання людини визначеного віку в умовах зазначеної фактичної концентрації:

 

      СПЖ = Qфакт    Кфакт  / Кзабр.  ,                                                    (2.2)

 

де  Qфакт – імовірність перебування мешканця в умовах забрудненого атмосферного повітря;розраховується за формулою:

 

   Qфакт  = (Т ) *t / 100*  24,                                                               (2.3)

 

де Т  – тривалість життя, років;

t – час  перебування в умовах забрудненого  повітря, годин;

     100 – умовно-розрахункова тривалість  життя, років;

     24 – тривалість доби в годинах.

   Кфакт – фактична концентрація  забруднювальної речовини, мг/м3.

Далі  перевіряємо яку дію мають  забруднювальні речовини, які розглядаються. За умов адитивності чи потенційності дії СВЖ речовин сумуються.

Після цього  визначається ризик скорочення тривалості життя внаслідок забруднення  атмосферного повітря:

 

Rспжзабр. =  СПЖзабр. /100 * 365                                                         (2.4)

Далі  будуються графіки залежності СВЖ = f (t) і Rсвж F (t).

Тут СВЖ  забр. є функцією ступеня токсичності  шкідливої речовини та її концентрацій в атмосферному повітрі, які обумовлені природними або антропогенними джерелами. Аналогічний підхід може бути застосований і у випадку токсичної домішки у воді, грунті і т.п.

Якщо  при цьому виникає рівень концентрації, який перевищує ГДКс. с. і набуває  стійкий незворотний характер, то це вказує на те, що СПЖзабр. стає постійним  екологічним чинником і буде діяти  в напрямку збільшення СПЖпр, впливаючи  на статистику повного періоду життя  населення, що є основою визначення СПЖпр.

Слід  зазначити, що токсична дія шкідливих  речовин, які надходять в організм у процесі дихання, за інших рівних умов, на декілька порядків вище, ніж  при споживанні води і їжі, які  забруднені ними , через полегшене  транспортування їх у плазму крові.

Граничні  значення Rспжзабр. визначають на основі результатів токсикологічних досліджень. Прийнятний ризик, який дорівнює 10-6, має  місце при концентраціях у  межах ГДКсс, а ризик, який дорівнює 1 (скорочення життя на 100 років) - при ЛК50.

 Визначення  ризику для жителів регіону  в зв'язку з забрудненням атмосферного повітря (як у розрахунковому робочому режимі, так і у випадку аварій) є необхідним при проектуванні будь-яких промислових об'єктів, особливо хімічних, металургійних і нафтохімічних. У результаті виникає можливість побудови на карті місцевості майбутньої забудови ліній ізоризику Rспжзабр. з урахуванням токсичності всіх інгредієнтів пилегазових викидів в атмосферне повітря, а також троянд вітрів, висоти розташування джерел, і обсягу викидів. Висока трудоємність побудови таких схем і карт потребує ведення моніторингу і використання відповідних програм для комп'ютерного визначення розміру ризику [5].

 

2.2 Визначення  величини ризику

        Мешканець зони добровільного  відселення з 20 років на протязі  5 годин знаходиться в умовах  атмосферного повітря. Функціонування  підприємства і створення автотранспортної  системи викликало періодичне  підвищення загазованості атмосфери. Ґрунти мають характеристики щільність забруднення місцевості радіонуклідами – 15 К_і/км² , ґрунти характеристики – 0,7. Щорічно від’їджає у відпустку на 4 тижня.

Визначити ризик скорочення тривалості життя  в умовах забруднення атмосферного повітря за місяцями та рік, та від  проживання в умовах радіаційного забруднення.

Розрахунок: 

1. Розраховуємо  ризик скорочення тривалості  життя в умовах забруднення атмосферного повітря.

Дані  розрахунки проводилися згідно з  вихідною інформацією, яка надається табл. 2.1.

 

 

 

 

 

 

Таблиця 2.1 – Вихідні дані

Місяць	Концентрація ЅО2	Концентрація NO2
1	2	3
Січень	0,066	0,098
Лютий	0,075	0,094
Березень	0,061	0,083
Квітень	0,066	0,088
Травень	0,070	0,098
Червень	0,064	0,096
Липень	0,064	0,095
Серпень	0,061	0,091
Вересень	0,065	0,083
Жовтень	0,059	0,086
Листопад	0,067	0,082
Грудень	0,066	0,084
С. р. річна	0,05	0,085

Людина  знаходиться 20 років на протязі 5 годин в умовах атмосферного повітря.

Визначаємо  питому концентрацію кожного з забруднювачів  згідно з формулою (2.1):

К _забр.SO2 = ЛК₅₀ /36500 = 5000/36500 = 0,137 мг/(м³*діб)

К _забр.NO2 = ЛК₅₀ /36500 = 25000/36500 = 0,685 мг/(м³*діб)

Розраховуємо  імовірність перебування людини в забрудненому повітряному середовищі для 5 та 24 годин за формулою (2.3):

Q_факт= 20*5/ 100*24 = 24 доби

Q_факт = 20*24 / 100*24 = 0,2 діб

Визначаємо  скорочення тривалості життя від  впливу кожного з забруднювачів згідно з формулою (2.2). Далі розраховуємо розмір ризику скорочення життя за формулою (2.4). Але враховуючи те, що двооксид сірки та двооксид азоту  володіють ефектом сумації, то при розрахуванні розміру ризику скорочення життя, необхідно замінити у формулі 2.4 СВЖзабр  на СВЖ∑забр цих речовин.

СВЖ∑забр = СВЖзабр _SO2 + СВЖзабр _NO2

 Результати  розрахунків СВЖ від впливу  кожного з забруднювачів і  розрахунки СВЖ з урахуванням ефекту сумації двооксиду сірки та двооксиду азоту, представлені в таблицях 2.2-2.3. Результати розрахунків розміру ризику скорочення тривалості життя представлені в таблиці 2.4.

Таблиця 2.2 - Результати розрахунку середньої втрати життя (СВЖ) для кожної з забруднюючих речовин

Місяць	СВЖзабр. ,діб
	SO2		NO2
	5	24	5	24
Січень	0,129	0,606	0,087	0,408
Лютий	0,113	0,533	0,09	0,426
Березень	0,139	0,656	0,102	0,482
Квітень	0,129	0,606	0,097	0,455
Травень	0,121	0,571	0,087	0,408
Червень	0,133	0,625	0,089	0,417
Липень	0,133	0,625	0,089	0,421
Серпень	0,139	0,656	0,093	0,44
Вересень	0,131	0,615	0,102	0,482
Жовтень	0,144	0,678	0,099	0,465
Листопад	0,127	0,597	0,104	0,488
Грудень	0,129	0,606	0,101	0,476
С. р. по КЗП	0,121	0,23	0,095	0,062

Таблиця 2.3 - Результати розрахунку середньої втрати життя (СВЖ) з урахуванням  адитивності дії двооксиду сірки та двооксиду азоту

Місяць	∑СВЖ., діб
	5	24
Січень	0,216	1,014
Лютий	0,203	0,959
Березень	0,241	1,138
Квітень	0,226	1,061
Травень	0,208	0,979
Червень	0,222	1,042
Липень	0,222	1,046
Серпень	0,232	1,096
Вересень	0,233	1,097
Жовтень	0,243	1,143
Листопад	0,231	1,085
Грудень	0,23	1,082
Сер.річне по КЗП	0,216	1,062

 

Таблиця 2.4- Результати розрахунку ризику (R) скорочення тривалості життя з урахуванням ефекту сумації SO₂ і NO₂

Місяць Показник	R SO2 та NO2
	5	24
Січень	5,88*10-6	2,78*10-5
Лютий	5,67*10-6	2,63*10-5
Березень	6,69*10-6	3,12*10-5
Квітень	6,16*10-6	2,91*10-5
Травень	5,88*10-6	2,68*10-5
Червень	6,08*10-6	2,85*10-5
Липень	6,08*10-6	2,86*10-5
Серпень	6,35*10-6	3,01*10-5
Вересень	6,38*10-6	3*10-5
Жовтень	6,66*10-6	3,13*10-5
Листопад	6,33*10-6	2,97*10-5
Грудень	6,27*10-6	2,96*10-5
Сер. річне по КЗП	6,20*10-6	2,91*10-5