Расчетные методы определения ПДК

Установление ПДК каждого отдельного вещества требует продолжительных экспериментальных исследований, тогда как новые химические соединения и их комбинации получают, синтезируют и внедряют в производство значительно быстрее. Для устранения этого разрыва во времени используют расчетные методы определения ПДК, которые позволяют прогнозировать токсическое действие химических соединений, исходя из их физико-химических характеристик и результатов простейших токсикологических исследований. Для многих веществ, загрязняющих воздух, ориентировочные значение ПДК, рассчитанные с помощью регрессивного анализа, оказались весьма близки к нормативным, определенным экспериментально.

Для расчета ПДК вредных веществ в воздухе производственных помещений рекомендованы формулы, выведенные на основании регрессивного анализа с использованием показателей их токсичности и некоторых физико-химических констант этих веществ.

Для расчета ПДК_р.з. летучих органических веществ Лойт (1964) предложил формулу

где М – молярная масса вещества, ЛК₅₀ – летальная концентрация вещества, вызывающая при вдыхании гибель 50% подопытных животных, мг/л.

Ближе к указанным значениям ПДК их ориентировочные величины, рассчитанные по формуле Люблиной и Голубева (1970), полученной при использовании физико-химических констант:

При расчете ПДК_р.з. неорганических газов и паров можно воспользоваться другой формулой

Разумеется, расчетные методы не могут заменить экспериментальные величины ПДК, в особенности для веществ, обладающих выраженным специфическим действием, но совершенствование математических методов установления ПДК и привлечение к регрессивному анализу большего числа исходных показателей повысит его роль в прогнозировании допустимых пределов содержания в воздушной среде опасных для здоровья химических ингредиентов.

Для атмосферного воздуха населенных мест существующий принцип нормирования предусматривает установление двух типов ПДК – максимальных разовых и среднесуточных (ПДК_м.р. и ПДК_с.с., соответственно). Для первой из этих величин Кротов предложил уравнения простой линейной регрессии, позволяющие на основании знания порогов обонятельного ощущения, светочувствительности глаза и биоэлектрической активности коры головного мозга рассчитывать ориентировочные значения ПДК_м.р. атмосферных загрязнений:

где х₁ – порог обоняния для наиболее чувствительных людей, мг/м³;

х₂ – порог световой чувствительности глаза, мг/м³;

х₃ – порог действия на биоэлектрическую активность коры головного мозга, мг/м³.

Данные, полученные при сопоставлении наиболее чувствительного из порогов, позволили вывести суммирующее уравнение:

где х₄ – пороговые данные по наиболее чувствительному рефлекторному тесту, мг/м³.

Среднесуточные ПДК атмосферных загрязнений предусматривают такие концентрации загрязняющих веществ, которые безвредны даже при их круглосуточном вдыхании с воздухом. Для расчета ПДК_с.с. малотоксичных веществ с выраженным рефлекторным действием можно использовать простое линейное уравнение, где в качестве переменной величины использован порог обонятельного ощущения х:

Полученные по этой формуле величины ПДК_с.с. хорошо совпадают с установленными экспериментально.

Спыну и Иванова, сопоставили ПДК_р.з. и ПДК_с.с. для 30 токсичных веществ, главным образом, пестицидов, и предложили уравнение

с достаточно высоким коэффициентом корреляции (r=0,69).

Кротов выполнил аналогичные исследования для 75 веществ и получил близкое уравнение:

Приведенные выше уравнения могут быть использованы для предварительной оценки токсичности химического загрязнения атмосферы.