Загрязнение и нормирование качества окружающей среды
Под загрязнением понимается привнесение в среду или возникновение в ней новых физических, химических, информационных или биологических агентов или превышение естественного среднемноголетнего уровня их концентрации, приводящее к негативным, с позиции человека, последствиям.
В наиболее общем виде, загрязнение – это все то, что появляется не в то время, не в том месте и не в том количестве, как естественно для природы. В результате, экосистема отклоняется от равновесного состояния, ее параметры выходят за рамки нормы, привычной и желательной для человека.
Химическое загрязнение (ингредиентное) – изменение химического состава среды, то есть отклонение от нормального уровня концентраций характерных ингредиентов или появление новых. Физическое загрязнение (параметрическое) – отклонение от нормы физических параметров окружающей среды. Биологическое загрязнение: микробиологическое - бактериями и вирусами, возбудителями болезней; макробиологическое – животными и растениями, случайно либо ошибочно занесенными в новые экосистемы.
Загрязнение природных сред может быть вызвано как техногенными, так и природными процессами. Например, подсасыванием морской высокоминерализованной воды в береговые водозаборы, загрязнением нефтепродуктами водных объектов в местах естественного выхода нефти на поверхность и др. Типичным примером возникновения новых загрязнителей является процесс эвтрофикации водоемов. При этом процесс активного развития синезеленых водорослей приводит к резкому снижению содержания в воде кислорода, а в придонной части может сконцентрироваться растворенный сероводород.
|
|
|
Необходимо обратить внимание, что загрязняющие агенты не просто воздействуют на воду или на воздух, а объектом воздействия всегда является экосистема. Так как в экосистемах агенты выступают в роли экологических факторов, то фактически происходит изменение режима действия экофакторов. В результате один или несколько факторов выходят за пределы оптимума или даже за пределы толерантности организмов соответствующего биоценоза, то есть нарушаются экологические ниши вида или целого звена трофической цепи. В этом случае нарушаются процессы обмена веществ между звеньями пищевой цепи, что сказывается на продуктивности биоценоза в целом. Сегодня преобладает химическое загрязнение, которое рассматривают отдельно для атмосферы, гидросферы и литосферы. При физическом загрязнении выделить особенности воздействия на отдельные компоненты биосферы труднее, поэтому его подразделяют на виды: шумовое, электромагнитное, ионизирующее, радиационное и т.д.
|
|
|
По масштабам воздействия загрязнение биосферы различают:
- локальное – характерное для городов, крупных промышленных и транспортных предприятий, районов добычи полезных ископаемых, крупных животноводческих комплексов и т.п.;
- региональное – охватывает значительные территории и акватории как результат влияния крупных промышленных районов;
- глобальное – распространяется на большие расстояния от места возникновения и оказывает неблагоприятное воздействие на крупные регионы, вплоть до планетарного влияния) чаще всего это связано с выбросами в атмосферу.
Основным загрязнителем природной среды является человек. Загрязнение, связанное с хозяйственной деятельностью человека, называется антропогенным. Всякая хозяйственная деятельность приводит к образованию отходов, которые рассеиваются в окружающей среде, меняя диапазон естественных колебаний экологических (в первую очередь абиотических) факторов.
В природной среде техногенные вещества и энергия перераспределяются за счет миграции, трансформации и аккумуляции в разных компонентах биосферы. Например, пыление из хранилища твердых отходов загрязняет атмосферу. Атмосферные осадки вымывают загрязняющие вещества из воздуха, переносят их в почву и в водоемы. Из почвы частицы загрязнителей поступают в грунтовые и поверхностные воды. Между поверхностными и подземными водоемами также существует массообмен.
|
|
|
Антропогенное воздействие может быть прямым и косвенным. Прямое воздействие – это любой вид непосредственного воздействия человека на природные экосистемы: строительство поселений, дорог, использование земель в сельском хозяйстве, лесозаготовки, охота, рыболовство, добыча полезных ископаемых, промышленное производство и др. Вся эта деятельность ведет к изменению биогеоценозов, к снижению биоразнообразия, к накоплению загрязнений.
Последствия такой деятельности не ограничиваются только прямым преднамеренным воздействием на природу. Следует учитывать также косвенные и отдаленные последствия хозяйственной деятельности. Так, лесозаготовки в бассейне реки могут привести к ряду взаимосвязанных последствий: уменьшению влажности почвы, снижению уровня грунтовых вод, усыханию притоков реки, снижению уровня воды в реке и в озере, куда она впадает, к изменению водных и почвенных биоценозов. Озеро может «зацвести» (развитие цианобактерий). Эта цепочка событий приведет к отрицательным последствиям для людей, живущих около озера и пользующихся его водой. Характерный пример цепной реакции непреднамеренных последствий первичной преднамеренной хозяйственной акции – последствия использования пестицидов в сельском хозяйстве.
|
|
|
Под качеством окружающей природной среды (ОПС) понимают степень ее соответствия потребностям людей и технологическим требованиям. Качество ОПС, необходимое для поддержания жизни, поддерживается, прежде всего, самой природой путем саморегуляции и самоочищения.
Нормирование качества ОПС – это деятельность по установлению нормативов (показателей) предельно допустимых воздействий на среду, включающая процесс научного обоснования нормативов и придания им юридической силы. При нормировании определяются количественные показатели загрязнений воздуха, воды, почвы, которые не оказывают вредного влияния на человека. В последние годы при нормировании стали учитывать также воздействие среды на представителей других биологических видов: животных, растений, микроорганизмов, а также на экосистемы в целом.
Принцип нормирования качества среды лежит в основе всех природоохранных мероприятий. В Законе РФ об охране окружающей природной среды вопросам нормирования качества посвящена самостоятельная глава, включающая 13 статей. Согласно закону, соблюдение экологических нормативов обеспечивает экологическую безопасность населения, сохранение генофонда, рациональное использование и воспроизводство ресурсов.
Понятно, что качество среды будет тем выше, чем ниже пороги предписанных законом экологических нормативов. Но соблюдение жестких нормативов требует дополнительных финансовых затрат, связанных с разработкой и внедрением более совершенных технологий очистки, более чувствительных средств контроля. Поэтому более жесткие нормативы может позволить себе только экономически развитое общество. Наблюдается закономерность: чем выше уровень экономического развития общества, тем более жесткие там экологические нормативы и соответственно более высокое качество окружающей среды. Экологические нормативы – это компромисс, который позволяет развивать хозяйство и охранять здоровье людей.
Нормирование – это процесс научного обоснования и придания юридической силы показателям предельно допустимого воздействия человека на природу. При нормировании определяются количественные показатели загрязнений воздуха, воды, почвы, которые не оказывают вредного влияния на человека. В последние годы при нормировании стали учитывать также воздействие среды на представителей других биологических видов: животных, растений, микроорганизмов, а также на экосистемы в целом.
Нормативы качества окружающей среды оценивают по трем критериям: медицинскому, технологическому и научно-техническому. Медицинский критерий отражает соответствие норматива пороговому уровню безопасности для здоровья человека. Технологический критерий оценивает возможность достижения уровня установленных пределов техногенного воздействия на человека и среду обитания. Научно-технический критерий проверяет возможность научных и технических средств контролировать соблюдение пределов воздействия по всем его характеристикам. Норматив получает юридическую силу с момента утверждения его Министерством Здравоохранения или Министерством Природных Ресурсов РФ.
Экологические нормативы бывают трех типов: санитарно-гигиенические, производственно-хозяйственные и комплексные. Санитарно-гигиенические нормативы – это характеристики состояния среды, которые гарантируют ее безопасность для здоровья человека и его генофонда. К санитарно-гигиеническим показателям относятся нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ, предельно допустимые уровни физических воздействий (ПДУ), нормативы санитарно-защитных зон (СЗЗ) и др. Эти нормативы определяют количественные показатели качества окружающей среды, необходимого для поддержания здоровья человека. Этот тип нормативов наиболее разработан. Производственно-хозяйственные нормативы устанавливают требования непосредственно к источнику вредного воздействия, ограничивая его деятельность определенными пороговыми величинами выбросов и сбросов. Сюда относятся нормативы предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (ПДВ), предельно допустимые сбросы загрязняющих веществ со сточными водами (ПДС), нормативы образования отходов – предельно допустимые отходы (ПДО). Эти нормативы разрабатываются для каждого предприятия или даже для каждого конкретного источника выбросов или сбросов. Комплексные нормативы сочетают в себе признаки санитарно-гигиенических и производственно хозяйственных.
Численно, степень загрязнения определяется концентрациями загрязняющих веществ в воздухе, воде, почве, растительности. Эти концентрации могут быть безопасны для объектов живой природы, могут приводить к их угнетению и в крайних случаях к гибели. Максимальная концентрация загрязняющего вещества в природных средах, которая практически не влияет на состояние природных объектов, получила наименование предельно допустимой концентрации или ПДК. Для воздушной среды ПДК приводятся в мкг/м3 или мг/м3, а для водной в г/дм3, мг/дм3 или мкг/дм3. Первоначально ПДК оценивались только по отношению к человеку и его реакции на загрязнители, однако в дальнейшем этот показатель используется и в отношении иных природных объектов: почв, диких животных, рыб, природных ландшафты в целом.
Учитывая производственные процессы и достаточно сложную и меняющуюся ситуацию с содержанием загрязняющих веществ в воздушной среде промышленных комплексов, городов и поселков понятие ПДК в отношении человека дифференцировано. В частности, просчитываются такие показатели:
ü ПДКрз.- предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в рабочей зоне;
ü ПДКсс - предельно допустимые средние суточные концентрации;
ü ПДКмр - предельно допустимые максимальные разовые концентрации
ü Кл - концентрации летальные.
Величины предельно допустимых концентраций определяются экспериментально и утверждаются Министерством Здравоохранения в качестве нормативов для проектирования сооружений, загрязняющих природные объекты, оценки работы очистных станций и установок и решения многих природоохранных вопросов.
Определение ПДК даже для одного вещества – длительный и дорогой процесс. Поэтому важное изучение физико-химических свойств вещества, позволяющее рассчитать ориентировочно безопасный уровень воздействия (ОБУВ), который можно использовать на стадии разработки технологического процесса или опытной установки.
Имеется около 20 формул, по которым можно рассчитать ОБУВ. Рекомендуется производить расчет по всем возможным формулам и выбирать среднее из полученных значений. Формулы включают разные физико-химические показатели. Например, для определения ОБУВ химического вещества в водной среде, можно использовать следующую формулу:
lg(ОБУВ) (мг/л) =0,92*lgS+lgM-lgl-3,15,
где S – растворимость вещества, M – молекулярный вес, l - коэффициент распределения вещества между водой и воздухом.
На следующем этапе исследования токсичность вещества определяется в острых и хронических опытах на лабораторных животных. Используют животных, организм которых реагирует на химические вещества сходно с организмом человека, причем опыты проводят не менее чем на двух видах животных. Чаще всего это белые мыши и крысы, кошки, кролики, морские свинки. Для полного обоснования ПДК в одной среде (например, ПДК в воздухе рабочей зоны) требуется не менее 4 тысяч подопытных животных. Моделирование взаимодействия изучаемого вещества с живым организмом в острых опытах направлено на решение следующих задач:
1) выявление возможности острого отравления, изучение его симптоматики, клинического течения, определение органов-мишеней при анатомическом исследовании погибших животных;
2) установление параметров острого токсического действия вещества при разных путях поступления в организм (средне-смертельная доза – DL50; средне-смертельная концентрация - CL50, порог острого действия Limac).
На этом этапе уточняется ОБУВ, например, с использованием формулы: lg(ОБУВ)=0,01*DL50.
Важно определить порог острого действия вещества. Это наименьшая концентрация химического вещества, которая вызывает статистически достоверное изменение в организме при однократном воздействии. Зная Limac можно определить зону острого действия и коэффициент возможности острого отравления. Определяется также порог хронического действия Limch и характер воздействия при повторном поступлении в организм. Порог хронического действия – это та минимальная концентрация, которая при хроническом воздействии вызывает существенные достоверные изменения в организме лабораторных животных. Важно оценить способность вещества накапливаться в организме при повторных воздействиях, способность проникать через неповрежденную кожу, способность к резорбции (всасыванию) через слизистые оболочки.
Limch – основной показатель при определении рекомендуемой ПДК химического вещества. При этом используется формула: ПДК= Limch/Ks, где Ks – коэффициент запаса, то есть величина, на которую нужно разделить порог хронического действия, чтобы обеспечить полную безопасность вещества. Эта величина зависит от степени токсичности вещества, способности его накапливаться в организме, наличия особых видов воздействия и может изменяться в пределах от 2 до 20.
Рекомендованная ПДК корректируется при изучении состояния здоровья людей, работающих с этим веществом, или населения в целом. Только после этого ПДК утверждается и становится государственным стандартом. ГОСТ 12.1.005 регламентирует ПДК вредных веществ, загрязняющих воздушную среду, более чем для 1300 веществ.
Нередко в организм человека из окружающей среды поступает не одно, а сразу несколько химических веществ, с этим связано понятие комбинированного действия. Возможны три основных типа комбинированного действия химических веществ: синергизм (взаимное усиление действия), антагонизм (взаимное ослабление действия) и суммация действия. Промышленные яды чаще всего действуют по принципу суммации. Это важно учитывать при оценке качества окружающей среды.
Дата добавления: 2016-01-06; просмотров: 25; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!