Химический состав воздуха
Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов. В его со- ставе имеются постоянные компоненты атмосферы (кислород, азот, углекислый газ), инертные газы (аргон, гелий, неон, криптон, водород, ксенон, радон), не- большие количества озона, закиси азота, метана, йода, водяных паров, а также в переменных количествах различные примеси природного происхождения и за- грязнения, образующиеся в результате производственной деятельности человека.
Кислород (О2) самая важная для человека часть воздуха. Он необходим для осуществления окислительных процессов в организме. В атмосферном воздухе содержание кислорода равно 20,95 %, в выдыхаемом человеком воздухе - 15,4-16
%. Снижение его в атмосферном воздухе до 13-15 % приводит к нарушению фи- зиологических функций, а до 7-8 % - к смертельному исходу.
Азот (N) - является основной составной частью атмосферного воздуха. Вдыхаемый и выдыхаемый человеком воздух содержит примерно одно и то же количество азота - 78,97-79,2 %. Биологическая роль азота заключается, главным образом, в том, что он является разбавителем кислорода, поскольку в чистом ки- слороде жизнь невозможна. При увеличении содержания азота до 93 % наступает смерть.
Диоксид углерода (углекислый газ), СО2- является физиологическим регу- лятором дыхания. Содержание в чистом воздухе составляет 0,03 %, в выдыхаемом человеком - 3 %.
Снижение концентрации СО2 во вдыхаемом воздухе не представляет опас- ности, т.к. необходимый уровень его в крови поддерживается регуляторными ме- ханизмами за счет выделения при обменных процессах.
Повышение содержания углекислого газа во вдыхаемом воздухе до 0,2 % вызывает у человека нарушение самочувствия, при 3-4 % наблюдается возбуж- денное состояние, головная боль, шум в ушах, сердцебиение, замедление пульса, а при 8 % возникает тяжелое отравление, потеря сознания и наступает смерть.
За последнее время концентрация диоксида углерода в воздухе промыш- ленных городов увеличивается в результате интенсивного загрязнения воздуха продуктами сгорания топлива. Повышение в атмосферном воздухе СО2 приводит к появлению в городах токсических туманов и «парниковому эффекту», связан- ному с задержкой углекислотой теплового излучения земли.
Содержание СО2 в воздухе служит важным гигиеническим показателем, по которому судят о чистоте воздуха в производственных, жилых и общественных зданиях. Предельно допустимая концентрация углекислоты в помещениях - 0,1 %. Эта величина принята в качестве расчетной при определении эффективности вен- тиляции.
Повышение содержания СО2 сверх установленной нормы свидетельствует об общем ухудшении санитарного состояния воздуха, т.к наряду с диоксидом уг- лерода могут накапливаются другие токсические вещества, может ухудшается ионизационный режим, возрастать запыленность и микробная загрязненность.
Озон (О3). Основное его количество отмечается на уровне 20-30 км от по- верхности Земли. В приземных слоях атмосферы содержится ничтожно малое ко- личество озона - не более 0,000001 мг/л. Озон защищает живые организмы земли от губительного действия коротковолновой ультрафиолетовой радиации и одно- временно поглощает длинноволновую инфракрасную радиацию, исходящую от Земли, предохраняя ее от чрезмерного охлаждения. Озон обладает окислительны- ми способностями, поэтому в загрязненном воздухе городов его концентрация ниже, чем в сельской местности. В связи с этим озон считался показателем чисто- ты воздуха. Однако в последнее время установлено, что озон образуется в резуль- тате фотохимических реакций при формировании смога, поэтому обнаружение озона в атмосферном воздухе крупных городов считают показателем его загряз- нения.
Инертные газы - не имеют выраженного гигиенического и физиологиче- ского значения.
Хозяйственно-производственная деятельность человека является источ- ником загрязнения воздухаразличными газообразными примесями и взвешенными частицами. Повышенное содержание вредных веществ в атмосфере и в воздухе помещений неблагоприятно сказывается на организме человека. В связи с этим важнейшей гигиенической задачей является нормирование их допустимого со- держания в воздухе.
Санитарно-гигиеническое состояние воздуха принято оценивать по пре- дельно допустимым концентрациям (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны.
ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны - это концентрация, которая при ежедневной 8-часовой работе, но не более 41 час в неделю, в продолжение
всего рабочего стажа не вызывает заболеваний или отклонений в состоянии здо- ровья настоящего и последующих поколений. Устанавливают ПДК среднесуточ- ную и максимально разовую (действие до 30 мин в воздухе рабочей зоны). ПДК для одного и того же вещества может быть различной в зависимости от длитель- ности его воздействия на человека.
На пищевых предприятиях основными причинами загрязнение воздуха вредными веществами являются нарушения технологического процесса и аварий- ные ситуации (канализации, вентиляции и др.).
Гигиеническую опасность в воздухе помещений представляют оксид угле- рода, аммиак,сероводород, сернистый газ, пыль и др., а также загрязнение возду- ха микроорганизмами.
Оксид углерода (СО)- газ без запаха и цвета, попадает в воздух как продукт неполного сгорания жидкого и твердого топлива. Он вызывает острое отравление при концентрации в воздухе 220-500 мг/м3и хроническое отравление - при посто- янном вдыхании концентрации 20-30 мг/м3. Среднесуточная ПДК оксида углеро- да в атмосферном воздухе - 1 мг/м3, в воздухе рабочей зоны - от 20 до 200 мг/м3(в зависимости от длительности работы).
Диоксид серы (S02)- наиболее часто встречающаяся примесь атмосферного воздуха, поскольку сера содержится в различных видах топлива. Этот газ облада- ет общетоксическим действием и вызывает заболевания дыхательных путей. Раз- дражающее действие газа обнаруживается при концентрации его в воздухе свыше 20 мг/м3. В атмосферном воздухе среднесуточная ПДК диоксида серы - 0,05 мг/м3, в воздухе рабочей зоны - 10 мг/м3.
Сероводород (H2S)- обычно попадает в атмосферный воздух с отходами химических, нефтеперерабатывающих и металлургических заводов, а также обра- зуется и может загрязнять воздух помещений в результате гниения пищевых от- ходов и белковых продуктов. Сероводород обладает общетоксическим действием и вызывает неприятные ощущения у человека при концентрации 0,04-0,12 мг/м3, а концентрация более 1000 мг/м3 может стать смертельной. В атмосферном воздухе среднесуточная ПДК сероводорода - 0,008 мг/м3, в воздухе рабочей зоны - до 10 мг/м3.
Аммиак (NH3)- накапливается в воздухе закрытых помещений при гниении белковых продуктов, неисправности холодильных установок с аммиачным охла-
ждением, при авариях канализационных сооружений и др. Токсичен для организ- ма.
Акролеин - продукт разложения жира при тепловой обработке, способен вызывать в производственных условиях аллергические заболевания. ПДК в рабо- чей зоне - 0,2 мг/м3.
Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) -отмечена их связь с развитием злокачественных новообразований. Наиболее распространен- ным и наиболее активным из них является 3-4-бенз(а)пирен, который выделяется при сжигании топлива: каменного угля, нефти, бензина, газа. Максимальное ко- личество 3-4-бенз(а)пирена выделяется при сжигании каменного угля, минималь- ное - при сжигании газа. На пищевых предприятиях источником загрязнения воз- духа ПАУ может являться длительное использование перегретого жира. Средне- суточная ПДК циклических ароматических углеводородов в атмосферном воздухе не должна превышать 0,001 мг/м3.
Механические примеси - пыль, частицы почвы, дыма, золы, сажи. Запы- ленность возрастает при недостаточном озеленении территории, неблагоустроен- ных подъездных путях, нарушении сбора и вывоза отходов производства, а также при нарушении санитарного режима уборки помещений (сухая или нерегулярная влажная уборка и др.). Кроме того, запыленность помещений увеличивается при нарушениях в устройстве и эксплуатации вентиляции, планировочных решениях (например, при недостаточной изоляции кладовой овощей от производственных цехов и др.).
Воздействие пыли на человека зависит от размеров пылевых частиц и их удельного веса. Наиболее опасны для человека пылинки размером менее 1 мкм в диаметре, т.к. они легко проникают в легкие и могут стать причиной их хрониче- ского заболевания (пневмокониоз). Пыль, содержащая примеси ядовитых химиче- ских соединений, оказывает на организм токсическое действие.
ПДК сажи и копоти жестко нормируется, ввиду содержания канцерогенных углеводородов (ПАУ): среднесуточная ПДК сажи - 0,05 мг/м3.
В кондитерских цехах большой мощности возможна запыленность воздуха сахарной и мучной пылью. Пыль мучная в виде аэрозолей способна вызывать раздражение дыхательных путей, а также аллергические заболевания. ПДК муч- ной пыли в рабочей зоне не должна превышать 6 мг/м3. В этих пределах (2-6
мг/м3) регламентируются предельно допустимые концентрации и других видов растительной пыли, содержащей не более 0,2 % соединений кремния.