Основные понятия к теме

Исходные данные, собираемые в системе социально-гигиенического мониторинга, в дальнейшем подвергаются обработке и анализу с целью принятия управленческих решений по охране здоровья населения.

Чтобы оценить состояние окружающей среды, т.е. определить, является ли уровень загрязнения данным веществом высоким или низким, необходимо каждый из результатов наблюдений или рассчитываемый по совокупности данных показатель сравнить с некоторым критерием. Критериями могут быть уровни загрязнения в других мониторинговых точках или населенных пунктах, средние арифметические значения показателей за предыдущие периоды мониторинга или непосредственно санитарно-гигиенические нормативы качества воздуха, воды, почвы, продуктов питания.

Региональные исходные базы данных показателей состояния окружающей среды системы социально-гигиенического мониторинга, в которых содержится информация о результате каждого лабораторного анализа уровня загрязнения атмосферного воздуха, питьевой воды, почвы, с целью обобщения информации подвергаются статистической обработке.

Рассмотрим, какие показатели наиболее часто применяются при анализе данных о состоянии окружающей среды.

Среднее арифметическое значение.Среднее арифметическое значение концентрации примеси в объекте окружающей среды рассчитывается по формуле (1):

, (1)

i- порядковый номер определения (результата анализа);

n – число выполненных определений концентраций (анализов);

С_i - концентрация вещества в i-ом определении (анализе), мг/м³– для воздушной среды; мг/дм³ – для воды, мг/кг – для почвы и продуктов питания.

Следующая характеристика - среднее квадратическое отклонение результатов измерений от среднего арифметического(ss), рассчитывается по формуле (2):

₍₂₎

Эта характеристика показывает "разброс", а правильно говорить "дисперсию" данных. Если все результаты конкретных анализов близки к среднему арифметическому значению, то среднее квадратическое отклонение близко к нулю. Это говорит о стабильности ситуации по уровню загрязнения. Если среднее квадратическое отклонение велико, то ситуация по уровню загрязнения сильно меняется в пространстве (при обработке данных по нескольким мониторинговым точкам) или во времени (при обработке данных по одной мониторинговой точке за период времени).

Для анализа ситуации среднее значение концентрации может быть соотнесено с ПДК. Эта характеристика получила название средняя кратность превышения ПДК (К_ср):

, (3)

или

(4)

где К_ср - средняя кратность превышения ПДК;

ПДК_i - предельно допустимая концентрация,мг/м³– для воздушной среды; мг/дм³ – для воды, мг/кг – для почвы и продуктов питания.

Из ряда данных мониторинга выбирают также максимальное значение концентрации загрязняющего вещества (C_max) и соотносят его с ПДК.

Максимальная кратность превышения ПДК (К_max) рассчитывается по формуле (5):

, (5)

Для обобщения результатов оценки по уровню загрязнения используется удельный вес результатов анализов с превышением ПДК, рассчитываемый по формуле (6):

УВ = (n/N)*100%, (6)

где n - число результатов анализов, в которых имело место превышение ПДК;

N – общее число анализов.

Статистические характеристики применяются при большом числе наблюдений.

Кроме статистических характеристик, в анализе данных о состоянии окружающей среды нашли широкое применение комплексные показатели. Они вошли в ряд утвержденных методических указаний по социально-гигиеническому мониторингу.

В частности, для оценки суммарного загрязнения атмосферы применяют следующие комплексные характеристики:

- комплексный индекс загрязнения атмосферного воздуха несколькими веществами (ИЗА), рассчитываемый по формуле (7)

, (7)

где j - порядковый номер вещества;

m - число веществ;

I - индекс загрязнения атмосферы отдельной примесью (парциальный ИЗА).

Индекс загрязнения атмосферы отдельной примесью (парциальный ИЗА), безразмерный (I_j), рассчитывается по формуле (8):

, (8)

где С_ср(j) - средняя концентрация i-го загрязняющего вещества;

ПДК_j - ПДК i-го загрязняющего вещества;

k_j - константа, принимающая значения 1,5; 1,3; 1,0; 0,85 для соответственно 1, 2, 3 и 4-го классов опасности веществ, позволяющая привести степень вредностиi-го вещества к степени вредности вещества 3-го класса опасности.

Полученный таким образом ИЗА показывает, во сколько раз суммарный уровень загрязнения воздуха несколькими веществами превышает ПДК вещества третьего класса опасности. Приведение к третьему классу опасности было выбрано из-за того, что в перечне приоритетных загрязняющих атмосферный воздух веществ преобладали вещества третьего класса, и это упрощало математические вычисления.

Комплексный показатель загрязнения атмосферы (К_атм), рассчитываемый по формуле К.А. Буштуевой (9):

, (9)

где С₁, С₂,...С_N - среднесуточные концентрации отдельных компонентов загрязнения, присутствующих в атмосферном воздухе;

ПДК_С1, ПДК_С2,...ПДК_СN - среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК) компонентов загрязнения атмосферы;

N - коэффициент, величина которого зависит от класса опасности вещества и равна для 1-го класса - 1; для 2-го класса 1,5; для 3-го класса - 2; для 4-го класса - 4;

t - доля времени воздействия суммы загрязнений С₁, С₂,...С_N с учетом повторяемости направлений ветров за год; t рассчитывается по формуле (10):

, (10)

где Р – среднегодовая повторяемость направления ветров по румбу (%) от источника загрязнения на жилую зону, Р_о равен 12,5 (процент повторяемости направления ветров одного румба при круговой розе ветров).

Из комплексных показателей, характеризующих качество воды, применяют индекс загрязнения воды (ИЗВ), рассчитываемый по формуле (11):

, (11)

где n - число веществ;

К_i - кратность превышения ПДК i-го вещества (обычно используют среднюю кратность превышения ПДК).

Причем, при его расчете желательно учитывать, что химические вещества в воде нормируются по органолептическому и санитарно-токсикологическому признаку.

Для характеристики степени загрязненности почвы используют суммарный показатель загрязнения (Zc), рассчитываемый по формуле (12):

,(12)

где n - число суммируемых веществ.

К_i - коэффициент концентрации химического вещества, который является отношением его реального содержания в почве (С_i,мг/кг) к ПДК (ПДК_i), рассчитываемый по формуле (13):

. (13)

При оценке суммарного загрязнения почвенного покрова при числе веществ менее 8 используется безразмерный показатель (СПЗ), рассчитываемый по формуле (14):

, (14)

где С_i - концентрация i-го ингредиента в почве, мг/кг почвы;

ПДК_i - предельно допустимая концентрация i-го ингредиента в почве, мг/кг почвы;

n - число учитываемых ингредиентов.