2. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Для регулирования воздействия на окружающую среду необходимо установить нормативы допустимого воздействия.
В основе регулирования качества природной среды лежит определение экологически допустимого воздействия на нее, когда природа способна к самоочищению. Определенными нормативами такого воздействия являются предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ (ПДК). Это таките концентрации, которые не вызывают пагубных изменений природной среды. Величины ПДК достаточно малы и установлены для различ ных природных объектов – воздуха (среднесуточная концентрация, максимально допустимая разовая ПДК), воды (питьевая во да, сточные воды, вода водоемов рыбохозяйственного значения), почв.
В окружающую среду выбрасывается огромное количество загрязняющих веществ, по некоторым оценкам, до 400 тыс. наименований, включая радионуклиды. При нормировании качества окружающей среды оценке и изучению в первую очередь должны подлежать вещества, которые выбрасываются в больших количествах и повсеместно. В качестве примера можно привести выбросы оксидов серы, пыли, оксидов азота, монооксида угле рода – это основные загрязнители атмосферы городов; тяжелых металлов, нефтепродуктов, поверхностно активных веществ – загрязнители природных вод; пестицидов, тяжелых металлов для почв.
Следует отметить, что крайне необходимо контролировать наиболее токсичные вещества, ПДК которых наиболее низкие ПДК. Все перечисленные мероприятия позволят создать перечень наиболее приоритетных загрязняющих веществ, определение которых необходимы в первую очередь.
2.1. Основные понятия и определения
Экологическое нормирование – это учет допустимой нагрузки на экосистему. Допустимая нагрузка – это такая нагрузка, под воздействием которой отклонение от нормального состояния системы минимально и не превышает естественных изменений, а также не ведет к ухудшению качества окружающей среды и не вызывает нежелательных последствий у живых организмов.
В настоящее время различают экологическое и санитарно-гигиеническое нормирование, которые рассматривают эффекты воздействия на живые организмы. Основным понятием в нормировании является понятие вредного вещества.
Вредные вещества – это вещества, воздействие которых на биологические системы приводит к отрицательным последствиям.
Ксенобиотики – это вредные вещества, чужеродные для живых организмов, искусственно синтезированные.
Для установления нормативов качества окружающей среды используют концепцию пороговости воздействия. Порог вредного действия – это минимальная доза вещества, которая вызывает у биологического организма отклик, который не может быть скомпенсирован за счет механизмов поддержания внутреннего равновесия организма.
Нормативы, ограничивающие вредное воздействие, совершенствуются по мере развития науки и техники с учетом между народных стандартов, устанавливаются и утверждаются специ ально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды.
Санитарно-гигиеническое нормирование основывается на понятии предельно допустимых концентраций.
Предельно допустимые концентрации (ПДК) – нормативы, устанавливающие концентрации вредного вещества в единице объема (воздуха, воды), массы (пищевых продуктов, почвы) или поверхности (кожа работающих), которые при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияют на здоровье человека и не вызывают неблагоприятных последствий у его потомства.
Санитарно-гигиеническое нормирование охватывает:
– все среды;
– различные пути поступления вредных веществ в организм.
Однако, санитарно-гигиеническое нормирование:
– редко отражает комбинированное действие нескольких веществ, если они попадают в организм при одинаковом пути поступления;
– не учитывает эффектов комплексного поступления вредных веществ в организм различными путями, из различных сред;
– не учитывает сочетанного воздействия многообразия физических, химических и биологических факторов окружаю – щей среды.
При проведении анализа изменения величин предельно допустимых концентраций с течением времени было установлено, что их значения относительны, т.е. при изменении наших знаний о безопасности или опасности тех или иных веществ изменяются значения предельно допустимых концентраций.
В качестве примера можно вспомнить, что в пятидесятые годы ДДТ считался одним из безопаснейших для человека инсектицидов и широко рекламировался для использования в быту. Сегодня он занесен в список наиболее опасных веществ для здоровья человека и считается одним из опаснейших загрязнителей окру жающей среды.
Если о действии вещества не накоплено достаточной инфор – мации, для него устанавливаются временно допустимые концентрации (ВДК).
Временно допустимые концентрации получают расчетным путем и их рекомендуют для использования в течение 2-3 лет.
Рассмотренные выше санитарно-гигиенические и экологические нормативы определяют качество окружающей среды:
– по отношению к здоровью человека;
– по состоянию экосистем.
Однако эти нормативы не указывают на источник воздействия и не регулируют его деятельность.
Научно-технические нормативы отражают требования, предъявляемые к источникам воздействия.
Научно-технические нормативы включают нормативы выбросов и сбросов вредных веществ (ПДВ и ПДС), градостроительные, строительные, технологические нормы и правила, содержащие требования по охране окружающей среды. Для установления научно-технических нормативов используется принцип – содержание любой примеси в воде, воздухе и почве, поступающие от работы предприятий региона, должно удовлетворять требованиям санитарно-гигиенического нормирования.
Научно-техническое нормирование определяет предельно допустимые потоки вредных веществ, которые могут поступать в результате деятельности хозяйственных объектов в воду, воздух, почву. Следовательно, от предприятий требуется соблюдение пределов выбросов и сбросов вредных веществ, установленных для объекта в целом или конкретных источников, входящих в его состав, а не обеспечение тех или иных ПДК.
2.2. Нормирование качества воздуха
Согласно Закону «Об атмосферном воздухе», под качеством атмосферного воздуха понимают совокупность физических, химических и биологических свойств атмосферного воздуха, отражающих степень его соответствия гигиеническим нормативам качества атмосферного воздуха и экологическим нормативам качества атмосферного воздуха.
При нормировании качества воздуха определяются допустимые пределы содержания вредных веществ:
– в производственной зоне. Производственная зона – это зона, предназначенная для размещения промышленных предприятий, хозяйственных объектов, опытных площадок научно иссле довательских институтов и т.п.
– в селитебной зоне. Это зона, предназначенная для размещения общественных зданий и сооружений, жилого фонда населен ных пунктов.
Для нормирования качества атмосферного воздуха в производственной зоне рассматривается предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны. Рабочей зоной обычно считают пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площади, на которой находятся места постоянного или временного пребывания рабочих.
Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухерабочей зоны (ПДКрз) – концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов на протяжении всего рабочего стажа не должна вызывать заболевания или от клонения в состоянии здоровья настоящего и последующих поколений.
Таким образом, ПДКрз представляет собой норматив, ограничивающий воздействие вредного вещества на работающую часть населения в течение периода времени, установленного трудовым законодательством.
Каждый проектируемый или действующий хозяйственный объект является стационарным источником загрязнения воздушного бассейна, и поэтому для каждого предприятия устанавливаются нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферный воздух.
Предельно допустимые выбросы устанавливают с тем условием, что выбросы от данного источника в совокупности с дру гими источниками не создают приземную концентрацию, превышающую ПДК за пределами санитарно-защитной зоны:
где С – концентрация вещества в приземном слое от данного ис – точника при сохранении норматива ПДВ; Сф – фоновая концентрация этого же вещества.
Если предельно допустимые выбросы не могут быть немед – ленно установлены для данного предприятия или группе предп риятий, расположенных в одном районе, устанавливают временно согласованный выброс (ВСВ). Этот норматив устанавливают на период разработки и реализации мероприятий, обеспечивающих достижение нормативов ПДВ. Нормативы ПДВ действуют не бо – лее 5 лет. Нормативы предельно допустимых выбросов пересматриваются в случае:
– при появлении новых производств;
– при реконструкции действующих производств;
– при изменении технологического процесса;
– при изменении вида используемого сырья.
Для каждого конкретного города на основании нормативов предельно допустимых выбросов всех предприятий и фонового состава атмосферного воздуха разрабатываются общегородские нормативы ПДВ.
Для нормирования качества атмосферного воздуха в селитеб – ной зоне используется предельно допустимая концентрация мак симально разовая (ПДК) и предельно допустимая концентрация среднесуточная (ПДКсс).
Предельно допустимая концентрация максимально разовая (ПДКмр) – концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, не вызывающая при вдыхании в течение 20 минут рефлекторных реакций (кашель, слезы, першения в горле и т.п.) в организме человека.
Таблица 2.1
Соотношение различных видов ПДК в воздухе для некоторых веществ
При неблагоприятных метеорологических условиях в результате рассеяния примесей в воздухе концентрация вредного вещества в любой момент времени не должна превышать ПДКмр на границе санитарно – защитной зоны предприятия.
Предельно допустимая концентрация среднесуточная (ПДКсс) – это концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного воздействия при неограниченно долгом вдыхании.
ПДКсс является самым жестким санитарно-гигиеническим нормативом и рассчитывается для всех групп населения и на неопределенно долгий период воздействия. Таким образом, значение ПДКсс может выступать в качестве «эталона» для оценки состояния воздушной среды в селитебной зоне.
По степени токсичности загрязняющие вещества атмосферы относятся к четырем классам опасности:
1-ый класс – чрезвычайно опасные (диоксины, свинец и его соединения);
2-ой класс – высокоопасные (сероводород, оксиды азота и др.);
3-ий класс – умеренно опасные (неорганическая пыль, сажа диоксид серы);
4-ый класс – малоопасные (бензин, монооксид углерода).
В реальных условиях в атмосферном воздухе имеется несколько загрязняющих веществ. Поэтому для оценки качества воздуха используется комплексный показатель индекс загрязнения атмосферы (ИЗА), который равен сумме нормированных по ПДКСС и приведенных к концентрации диоксида серы средних со – держаний загрязняющих веществ.
где с – средняя за год концентрация, мг/м3; ПДК – среднесуточная ПДК, мг/м3; к = 1,7 (класс опасности 1), к = 1,3 (класс опасности 2), к = 1,0 (класс опасности 3), к = 0,9 (класс опасности 4).
Ранжирование экологического состояния атмосферы осуществляется через расчет комплексного индекса загрязнения атмосфе ры и определению класса экологического состояния атмосферы. Шкала экологического состояния атмосферы приведена в таблице 2.2.
Таблица 2.2
Шкала экологического состояния атмосферы
Для сопоставления данных о загрязненности атмосферы нес колькими веществами разных территорий индексы загрязнения атмосферы рассчитываются для одинакового количества примесей. В Казахстане при составлении ежегодного списка городов с наибольшим уровнем загрязнения атмосферы для расчета индекса загрязненности атмосферы используют значения единичных индексов тех пяти веществ, у которых эти значения наибольшие.
2.3. Нормирование качества воды
Качество воды – это характеристика ее состава и свойств, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользова ния; при этом показатели качества представляют собой признаки, по которым производится оценка качества воды.
Для загрязняющих воду веществ установлено раздельное нор мирование качества воды. Принцип разделения здесь связан с приоритетным назначением водного объекта, т.е. с категориями водопользования. Категории водопользования принято делить следующим образом:
1) вода питьевая;
2) хозяйственно-бытовое водопользование;
3) культурно-бытовое водопользование;
4) рыбохозяйственное водопользование.
1. Вода питьевая – вода, в которой бактериологические, органолептические показатели и показатели токсичных химических веществ находятся в пределах норм питьевого водоснабжения.
2. Хозяйственно – бытовое водопользование – использование водных объектов в качестве источника хозяйственно – питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности.
3. Культурно – бытовое водопользование – использование водных объектов для купания, занятия спортом и отдыха населения.
4. Рыбохозяйственное водопользование – использование вод ных объектов для обитания, размножения и миграции рыб и других водных организмов.
При нормировании качества водных объектов, которые используются для нужд населения, учитываются следующие пока затели:
– Санитарно-токсикологический показатель – характеризует вредное воздействие загрязняющих веществ на организм человека;
– Общесанитарный показатель – определяет влияние загряз – няющего вещества на процессы естественного самоочищения вод за счет биохимических и химических реакций;
– Органолептический показатель – характеризует способность загрязняющего вещества изменять органолептичес кие (цвет, запах, прозрачность, мутность и т.п.) свойства воды;
– Токсикологический показатель – показывает токсичность веществ для живых организмов, населяющих водный объект;
– Рыбохозяйственный показатель – определяет влияние загрязняющих веществ на порчу качеств промысловых рыб.
Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна иметь благоприятные органолептические свойства в соответствии с Санитарными правилами и нормами.
При нормировании качества водных объектов культурно-бытового и хозяйственно – питьевого назначения используются санитарно-токсикологический, общесанитарный и органолептический показатели.
При нормировании качества водных объектов рыбохозяйственного назначения учитываются все пять показателей.
При исследовании качества воды определенного водоема важно знать, к какому типу водных объектов будет отнесена данная река, озеро, водохранилище, и использовать для оценки качества соответствующие нормативы.
Для оценки качества природной воды водного объекта в зависимости от категории водопользования используют различные нормативы: предельно допустимая концентрация в воде водоема хозяйственно питьевого и культурно бытового водопользования (ПДКв) и предельно допустимая концентрация в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей (ПДК ).
Предельно допустимая концентрация в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) – это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна ухудшать гигиенические условия водопользования, и не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей его жизни и на здоровье последующих поколений.
Предельно допустимая концентрация в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей (ПДКвр) – это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь промысловых.
Кроме предельно допустимых концентраций для поддержания чистоты природных водных объектов используется норматив – лимитирующий показатель вредности. Этот норматив не имеет количественной характеристики, но отражает основные требова ния к качеству образцов воды в тех случаях, когда водный объект имеет полуфункциональное назначение.
При рассмотрении качества природных объектов хозяйственно питьевого, коммунально бытового и рыбохозяйственного наз начения оцениваются:
– физические показатели (температуру, содержание взвешенных веществ, прозрачность, мутность, цвет, запах, привкус и др.);
– химические показатели (жесткость, ионный состав, щелочность, перманганатную окисляемость, общее солесодержание, сухой остаток, активную концентрацию ионов водорода (рН), содержание растворенного кислорода, свободной углекислоты, сероводорода, активного хлора и др.);
– санитарно-биологические показатели качества воды (колититр (коли-индекс), общее микробное число, наличие патогенных бактерий и вирусов и др.).
Особенности нормирования химических веществ в водной среде обусловлены следующими факторами:
1. Гигиеническая оценка – оценивается уровень загрязнения воды, предназначенный для хозяйственно-питьевого и культурно – бытового назначения.
2. При нормировании качества воды, установленные нормативы относятся не ко всему водному объекту, а только на пункты водопользования населения.
3. Следует иметь в виду, что природная вода используется населением не только для питья, личной гигиены, приготовления пищи, но и для хозяйственно бытовых и рекреационных целей. Поэтому при нормировании качества воды учитывается влияние химических загрязнителей на организм (санитарно-токсикологический показатель вредности), а также влияние химических загрязнителей на органолептические свойства воды и процессы самоочищения воды водоёмов (органолептический и общесанитарный показатель вредности).
4. Единые гигиенические нормативы устанавливаются для водных объектов, используемых населением.
На основании индекса загрязнения воды по гидрохимичес – ким показателям (ИЗВ) проводится оценка уровня загрязнения поверхностных вод, сравнение современного состояния водного объекта и динамики изменения качества вод.
Индекс загрязнения воды (ИЗВ) рассчитывается по формуле:
где С – концентрация і-го показателя; ПДК – предельно допустимая концентрация по і-му показателю.
Индекс загрязнения воды является формальной характеристи кой и рассчитывается усреднением как минимум пяти индивидуальных показателей качества воды. Обязательными при расчете индекса являются следующие показатели: концентрация растворенного кислорода, водородный показатель рН и биологическое потребление кислорода БПК5.
По величине ИЗВ оценивается качество природных вод, критерии приведены в таблице 2.3.
Таблица 2.3
Критерии каче ства поверхностных вод по величине ИЗВ
К веществам, нормируемым по токсикологическому показателю вредности, установлены 4 степени загрязнения (в терминах N – кратного превышения ПДК):
– допустимая (1кратное);
– умеренная (3-кратное);
– высокая (10 – кратное);
– чрезвычайно высокая (100 – кратное).
В соответствии с действующей классификацией, загрязнители водной среды подразделяются на четыре класса опасности. Для соединений I и II классов риск развития неблагоприятных эффектов у человека при превышении установленных ПДК наиболее значителен.
Для поддержания экологически приемлемого состояния поверхностных и подземных вод установлены нормативы предельно допустимых вредных воздействий на водные объекты.
Эти нормативы устанавливаются исходя из:
– предельно допустимой величины антропогенной нагрузки, которая при длительном воздействие не приведёт к изменению экосистемы водного объекта;
– предельно допустимой концентрации вредных веществ, которая может поступать в водный объект;
норм предельно допустимых сбросов (ПДС) вредных веществ в водные объекты.
Согласно ГОСТу, предельно допустимый сброс веществ в водный объект – это масса вещества в сбрасываемых водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.
Государственный учет поверхностных и подземных вод осу ществляется в целях обеспечения текущего и перспективного планирования рационального использования водных ресурсов, их восстановления и охраны. Он представляет собой систематическое определение и систематизацию количества и качества водных ресурсов данной территории. Государственный учет ведется с целью характеристика степени изученности и использования поверхностных и подземных водных объектов, оценки их состояния по количественным и качественным показателям.
Комплекс стандартов в области охраны природных вод были разработаны и усовершенствованы на основании системного подхода и при использовании методов научно обоснованного прогнозирования. Это позволит:
1) обеспечить население водой необходимого качества и в достаточном количестве согласно установленным нормам;
2) рационально использовать водные ресурсы;
3) сохранить уникальные водные объекты и их экосистемы в состоянии близком к естественному;
4) поддерживать оптимальный уровень воспроизводства биологических ресурсов вод и обеспечить возможность их рационального применения.
2.4. Нормирование качества почвы
Раньше в СССР был установлен лишь один норматив, определяющий допустимый уровень загрязнения почвы вредными хи мическими веществами – ПДК для пахотного слоя почвы.
Требования к нормированию качества почв
1. Основными критериями, используемыми для оценки степени загрязнения почв, должны быть предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочно допустимые количества (ОДК) химических веществ в почве, нормативы допустимых количеств загрязняющих веществ в смежных природных средах и в сельскохозяйственной продукции, показатели санитарного состояния почв.
2. К категории загрязненных следует относить почвы, в которых количество загрязняющих веществ находится на уровне или выше ПДК.
3. Почвы, отнесенные к категории загрязненных, должны находиться под постоянным контролем внутриведомственных и государственных служб контроля. Почвы выводятся из этой ка тегории, и постоянный контроль заменяется на периодический, когда количество в них загрязняющих веществ становится ниже допустимого уровня.
4. Особое внимание следует уделять почвам, прилегающим к предприятиям и объектам промышленности, жилищно – коммунальным, сельского хозяйства, транспорта, которые по характеру своей деятельности могут загрязнять почву посредством выбро сов, сбросов, отходов, стоков и осадков сточных вод.
5. При проведении контроля за загрязнением почв следует учитывать класс опасности химических веществ, степень опасности патогенных и условно патогенных организмов и соблюдать требования:
– использовать физико – химические и биологические методы, позволяющие получить достоверную качественную и коли чественную информацию о наличии загрязнителей в почве. Пределы обнаружения контролируемых веществ должны быть не выше нормативов ПДК в почве;
– регистрировать в журналах качественный и количественный состав, объёмы и даты выбросов, сбросов, отходов, стоков и осадков сточных вод, применение средств химизации с указанием объёма и ассортимента фактически применяемых химических веществ, размеров обрабатываемой территории, способов и даты их внесения;
– определять количество загрязняющих веществ, способных придавать почве фитотоксические свойства, а также оказывать отрицательное воздействие на качество почвы и растительной продукции в почвах, предназначенных для возделы вания сельскохозяйственных культур в условиях защищённого грунта.
Принцип нормирования содержания химических соединений в почве основан на том, что поступление их в организм происходит преимущественно через контактирующие с почвой среды.
Предельно до пустимая концентрация в пахотном слое почвы (ПДКп) – это концентрация вредного вещества в верхнем, пахотном слое почвы, которая не должна оказывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с поч вой среды и на здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы.
Нормативы ПДКп разработаны для веществ, которые могут мигрировать в атмосферный воздух или грунтовые воды, снижать урожайность или ухудшать качество сельскохозяйственной продукции.
В настоящее время проводятся исследования, направленные на обоснование индивидуальных нормативов ПДКп для различных типов почв.
Загрязняющие вещества нормируются:
1) в пахотном слое почвы сельскохозяйственных угодий;
2) в почве территорий предприятии;
3) в почвах жилых районов в местах хранения бытовых отходов.
Нормирование химического загрязнения почв устанавливается по предельно допустимым концентрациям (ПДКп). По своей величине ПДКп значительно отличаются от принятых допусти мых концентраций для воды и воздуха. Это отличие объясняется тем, что поступление вредных веществ в организм человека из почвы происходит через контактирующие с почвой объекты (воздух, вода, растения).
ПДКп – это такая концентрация химического вещества (в мг на кг почвы в пахотном слое), которая не должна вызывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и здоровье человека, а также на способность почвы к самоочищению.
Существуют четыре разновидности ПДКп в зависимости от путей миграций химических веществ в сопредельные среды:
ТВ – транслокационный показатель, характеризующий переход вещества из почвы через корневую систему в зелёную массу и плоды растений;
МА – миграционный воздушный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в атмосферу;
МВ – миграционный водный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в подземные грунтовые воды и водоисточники;
ОС – общесанитарный показатель, характеризующий влияние химического вещества на способность почвы к самоочищению и на живое население почвы.
Допустимая концентрация вещества в почвенном слое (ПДКп) устанавливается с учетом его фоновой концентрации, стойкости и токсичности. ПДКп устанавливается экспериментально в зависимости от допустимой остаточной концентрации (ДОК) в пище вых, кормовых растениях и в продуктах питания. ДОК – это максимальное количество вещества в продуктах питания, которое, поступая в организм в течение всей жизни, не вызывает никаких нарушений в здоровье людей.
В случае применения новых химических соединений, для которых отсутствует ПДК, проводят расчёт временно допустимых концентраций (ВДКп) по формуле
где ПДКпр – предельно допустимая концентрация для продуктов (овощные и плодовые культуры), мг/кг.
Оценка уровня химического загрязнения почв населенных пунктов проводится по показателям, разработанным при сопряженных геохимических и гигиенических исследованиях окру жающей среды городов. Такими показателями являются коэффициент концентрации химического элемента и суммарный показа тель загрязнения.
Коэффициент концентрации определяется как отношение реального содержания элемента в почве к фоновому. Поскольку часто почвы загрязнены сразу несколькими элементами, то для них рассчитывают суммарный показатель загрязнения, отражаю щий эффект воздействия группы элементов.
Суммарный показатель загрязнения может быть определен как для всех элементов в одной пробе, так и для участка территории по геохимической выборке.
Оценка опасности загрязнения почв комплексом элементов по показателю проводится по оценочной шкале, градации которой разработаны на основе изучения состояния здоровья населения, проживающего на территориях с различным уровнем загрязнения почв.
Конец ознакомительного фрагмента.