Характеристика ризику для здоров'я населення при роботі витяжної вентиляції підземних гаражів

Для гігієнічної оцінки ймовірного впливу досліджених шкідливих речовин у вентиляційному викиді підземного гаражу на здоров’я людей були визначені канцерогенний та неканцерогенний ризики [62].

Для визначення границі повітряного потоку від вентиляційної системи проведений експеримент, під час якого визначали просторове розподілення швидкості руху повітря від вентилятора. Дослідження проводили в лабораторному приміщенні об'ємом 108 м³. Термоанемометр зафіксований в зажимі штатива на висоті, що відповідає відмітці центра осі вентилятора на відстані від 0,5 м до 2,5 м, з кроком 0,5 м. Потім штатив з термоанемометром переміщували перпендикулярно осі потоку в горизонтальній площині з кроком 0,1 м (рис. 6.1).

Рис. 6.1 — Схема розміщення точок замірів швидкості руху повітря при роботі вентилятору

Значення швидкості руху повітря визначали в режимі AVERAGE з часом осереднення в кожній точці 1 хв. Технічні характеристики вентилятора, згідно з інструкцією: діаметр 0,1 м; працює від мережі змінного струму 220 В, споживана потужність 14 Вт, продуктивність вентилятора 105 м3/год. На осі вентилятора визначена середня швидкість руху повітря 1,95 м/с. Експериментально визначена потужність вентилятора 55 м3/год.

При експериментальному визначені границею потоку вважались точки, де значення швидкості були менше 0,05 м/с. З рис. 6.2 видно, що діаметр потоку складає 1,6 м.

Для визначення розрахункового діаметру ізотермічного повітряного потоку від викиду системи вентиляції скористалися формулою (6.4) [42]:

де: d1 — діаметр потоку, м; d0 — діаметр вентиляційного отвору, м; a — константа, яка характеризує турбулентну структуру потоку і залежить від умов виходу потоку із вентиляційного отвору (приймаємо, а = 0,1 згідно з [42]); S — довжина ділянки потоку, м.

Рис. 6.2 — Розрахункові та експериментальні значення діаметру повітряного потоку від вентиляційного отвору

Враховуючи те, що отримані експериментальні та розрахункові дані границі повітряного потоку майже співпадають (рис. 6.2), то вважаємо, що для розрахунку діаметру повітряного потоку від вентиляційного отвору гаража можна використовувати формулу (6.4), але з урахуванням того, що температура вентиляційних викидів та температура зовнішнього повітря не відрізняються.

Умовно приймаємо, що зона можливо перебування людей знаходиться на відстані 2,5 м від витяжного отвору. За проектними матеріалами, продуктивність вентиляційної системи вибраного підземного гаража становить 7500 м3/год. Для того, щоб умовно спрогнозувати границю потоку від витяжного отвору приймаємо, що швидкість руху повітря на виході з вентиляційного отвору дорівнює 1,95 м/с. В результаті чого отримуємо, що діаметр витяжного отвору становить 1,2 м. Тоді діаметр повітряного потоку від вентиляційного отвору гаража на відстані 2,5 м, розрахований за формулою (6.4) від витяжного отвору буде 3,0 м.

Умовно приймаємо, що людина кожний день проходить повз факел витяжної вентиляції гаража 8 разів на день. Швидкість руху людини приймаємо 0,61 м/с, як при повільному темпі [96]. В результаті проведеного розрахунку отримали, що кожний день людина перебуває в зоні впливу повітряного потоку витяжної вентиляції гаража 20 с, тобто 0,006 год/добу.

Результати розрахунку тривалості перебування людини в зоні впливу витяжної вентиляції гаража використовуємо для визначення середньодобової дози впливу речовин з атмосферного повітря при розрахунках канцерогенного ризику.

Величини індивідуального канцерогенного ризику, який формується формальдегідом та бенз (а)піреном визначенні за методикою [62]: бенз (а)пірен — СR=0,5*10−8; формальдегід — СR=0,1*10−9.

Коефіцієнт небезпеки неканцерогенного ризику характеризується як відношення середньорічних концентрацій до референтних [62]. Отримані концентрації досліджуваних речовин у табл. 6.7 характеризуються як максимально разові, для визначення середньорічних концентрацій ми скористалися інструкцією [61]. Значення середньорічних концентрацій представлені в табл. 6.10.

Таблиця 6.10. Результати розрахунків середньорічних концентрацій забруднюючих речовин

Результати розрахунку коефіцієнту небезпеки для основних забруднювачів повітря (оксид вуглецю, оксиди азоту, вуглеводні) від вентиляційного викиду гаража представлені в табл. 6.11.

Таблиця 6.11. Результати розрахунку коефіцієнту небезпеки для основних забруднювачів повітря від вентиляційного викиду гаража

З результатів розрахунку неканцерогенного ризику (табл. 6.11) коефіцієнти небезпеки для досліджуваних речовин (СО, вуглеводні) не перевищують одиницю. У той же час неканцерогенний ризик для здоров’я населення за впливу концентрацій NOx (розрахованої по даним питомих викидів [69, 48]), не можна вважати допустимим. Величини індивідуального канцерогенного ризику, який формується формальдегідом та бенз (а)піреном в цих умовах, визначенні за методикою [62]: бенз (а)пірен — СR=0,5*10−8; формальдегід — СR=0,1*10−9.

В порівнянні з проведеними розрахунками [66] коефіцієнти небезпеки в м. Києві для діоксиду азоту становили 1,2 ч 2,4, в м. Запоріжжі - 1,1 ч 6,4, в м. Черкаси — 1,24 ч 3,0. А дослідження, проведені авторами [111] в м. Запоріжжі, показують, що концентрації шкідливих речовин біля автомагістралей коливаються в межах СО — 0,08 ч 2,78 мг/м3, NO2 — 0 ч 0,118 мг/м3, СН — 0, ч 0,79 мг/м3.

Проведені дослідження по інтенсивності забруднення атмосферного повітря в районі автомагістралей м. Києва [98] показують, що значення концентрацій бенз (а)пірену коливаються в межах від 1,9 нг/м3 до 8,4 нг/м3, а формальдегіду — від 0,002 мг/м3 до 0,018 мг/м3.

Таким чином враховуючи, що більше 70% всього парку легкових автомобілів України по екологічним характеристикам відносяться до класу ЄВРО-0, методика розрахунку забруднення повітря підземного гаража продуктами згорання палива поряд з іншими вихідними даними повинна враховувати кількість одночасно працюючих двигунів автомобілів в час пік (не менше 35% від загальної кількості машиномісць), сучасні дані про питомі викиди двигуна автомобіля, в залежності від типу двигуна (бензиновий, дизельний), тривалості та швидкості проїзду автомобіля в приміщенні гаража та режиму роботи каталізатора (в'їзд-виїзд автомобіля).

Результати розрахунку очікуваних концентрацій шкідливих речовин показують, що під час проектування систем вентиляції підземних гаражів необхідно в якості гігієнічного критерію оцінки забруднення повітря використовувати не ГДК для робочої зони, а максимально разові ГДК не лише СО, а й NOХ. Не зважаючи на те, що сучасні легкові автомобілі, які відповідають вимогам ЄВРО 0−5, є потужним джерелом СО2, ця речовина не може служити санітарно-показовим критерієм забруднення повітря гаража іншими продуктами згорання автомобільного палива та інтегральної оцінки ефективності роботи вентиляційної системи.

Неканцерогенний ризик впливу на людину шкідливих речовин в концентраціях, що можуть утворюватись в повітрі підземного гаража в агравованих умовах його експлуатації (час пік, заїзд-виїзд більше 35% авто від проектної міскості, відсутність вентиляції), по СО і СН являється допустимим, а по NOx — - виходить за ці межі. Величини індивідуального канцерогенного ризику, який формується формальдегідом та бенз (а)піреном в цих умовах, знаходяться нижче прийнятного ризику для здоров’я населення (по бенз (а)пірену — СR=0,5· 10−8; а по формальдегіду формальдегід — СR=0,1· 10−9).