2. Методы оценки экологического состояния окружающей среды

Нормирование качества окружающей среды

Проблема нормирования нагрузок на экосистемы обсуж­дается уже более двух десятилетий. И, тем не менее, обще­принятого утвержденного метода оценки воздействия на сре­ду пока нет, хотя в США и Европе в настоящее время в раз­личных случаях и регионах применяется около 50 методик та­кой оценки.

В нашей стране и других странах наиболее развита система санитарно-гигиенического нормирования.

Наиболее упрощенный метод оценки состояния экосистемы - определение предельно допустимых концентраций (ПДК) содержащихся в них вредных веществ. Они и составля­ют нормативную основу качества окружающей среды на сего­дняшний день.

Под предельно допустимой концентрацией понимается та­кое загрязнение, которое не оказывает на человека или иной биологический объект прямого или косвенного вредного влия­ния, не снижает его работоспособности, не оказывает канце­рогенного, аллергенного, тератогенного (повреждающего вну­триутробно плод) и мутагенного (вызывающего генетические изменения в организме) действия, причем отрицательные по­следствия не должны проявляться ни в момент воздействия, ни в отдаленной перспективе.

При решении вопроса о допустимом содержании атмо­сферных загрязнений используют принцип лимитирующего показателя (нормирование по наиболее чувствительному по­казателю). Так, если запах ощущается при концентрациях, не оказывающих вредного влияния на организм человека, норми­рование осуществляют с учетом порога обоняния.

Для каждого вещества, загрязняющего атмосферный воз­дух, установлены два норматива: максимальная разовая и сред­несуточная ПДК. Максимальная разовая ПДК ограничивает содержание атмосферных загрязнений при кратковременном (до 20 мин.) воздействии, а среднесуточная - при длительном.

Помимо ПДК, нормирующих воздушную среду в населен­ных пунктах, разработаны ПДК воздуха рабочей зоны.

ПДК основных загрязняющих веществ в атмосферном воз­духе населенных мест характеризуется следующими парамет­рами (табл. 4.1).

Для регулирования качества окружающей среды введен и строго контролируется предельно допустимый выброс (ПДВ), который является научно обоснованной технической нормой выброса вредных веществ из промышленных источни­ков в атмосферу, определяемой на основе различных параметров источников, свойств выбрасываемых вредных веществ и атмосферных условий.

ПДК вредных веществ в воде водоемов должна обеспечи­вать безопасность здоровья населения и благоприятные усло­вия для санитарно-бытового и рыбохозяйственного использо­вания природных водоемов. В расчет принимаются наиболее уязвимые группы населения: лица пожилого возраста, дети, больные. Исследования влияния какого-либо вредного веще­ства на организм человека ведутся по трем признакам вреднос­ти: общесанитарному, органолептическому и санитарно-токсикологическому.

Общесанитарные признаки характеризуют процессы есте­ственного самоочищения водоемов. В нормальных условиях загрязненная вода перемешивается с остальной ее массой и в дальнейшем очищается под воздействием бактерий. Однако при чрезмерном количестве вредных стоков микроорганизмы не справляются со своей задачей. Большое значение имеет кислородный режим, поэтому в качестве показателей общесанитарного состояния водоема используются такие, как количество растворенного кислорода в воде, биохимическая потреб­ность в кислороде (БПК).

Например, согласно нормативам качества воды для водоемов питьевого и культурно-бытового назначения БПК не должна превышать 3-6 мг/л. Если же в составе вредных сто­ков содержится много азота и фосфора (канализационные стоки, смывы с полей), то начинается бурное развитие водорослей (так называемое цветение водоемов). Бактерии, разлагающие гниющие водоросли, потребляют кислород (следовательно БПК в водоеме существенно выше нормы), вследствие чего со­здается его дефицит. Вода начинает «гнить», испускать амми­ачное и метановое зловоние, гниющие водоросли выделяют ядовитые вещества. Такой водоем умирает как живой биоло­гический объект.

Органолептические свойства воды — свойства, которые выявляются и оцениваются с помощью органов чувств. Это цвет, мутность, прозрачность, запах и т. д. Санитарно-токсикологические признаки вредности определяются влиянием со­держащихся в воде водоемов вредных веществ на организм че­ловека.

При установлении ПДК учитывается так называемый ли­митирующий признак вредности, т. е. тот, которому соответст­вует наименьшее значение концентрации вредного вещества. Проводится гигиеническое нормирование в условиях одновре­менного действия нескольких загрязнителей.

Кроме того, разработаны и введены в действие рыбохозяйственные ПДК (табл. 4.2). Это такие концентрации вредных веществ, при постоянном присутствии которых в водоеме не регистрируются случаи гибели рыб и кормовых для рыб орга­низмов; не наблюдается исчезновения тех или иных видов рыб, для жизни которых водоем был ранее пригоден; не заменяют­ся ценные (в кормовом отношении) для рыб организмы на ма­лоценные или не имеющие кормового значения; не происходит порчи товарных качеств обитающей в водоеме рыбы; не отме­чаются условия, способные в определенные сезоны или в обозримом будущем привести к гибели рыб, замене ценных рыб на малоценные или к потере рыбохозяйственной ценности как всего водоема, так и его части.

Биоиндикация загрязнений

Часто более чувствительными индикаторами загрязненности являются живые организмы. Уже давно известно, что на загряз­нение атмосферного воздуха чутко реагируют зеленые мхи и ли­шайники, в особенности эпифитные виды. На высокой чувстви­тельности лишайников к токсичным веществам основан широко распространенный способ лихеноиндикации загрязнения атмо­сферы. Мох, ежегодно вырастая приблизительно на 1 мм, за де­сятилетия накапливает достаточную информацию о распределении металлов во времени. В условиях одинаковой загрязненнос­ти атмосферы один и тот же вид лишайника, в зависимости от возраста, содержит разное количество металлов. В условиях же чистой атмосферы при глобальном переносе загрязнителей раз­новозрастные лишайники характеризуются примерно одинако­вым химическим составом атмосферных загрязнителей.

Болезненно реагируют на промышленные загрязнения ат­мосферы хвойные деревья. Установлено, например, что на иг­лах ели образуется слой воска, толщина которого пропорцио­нальна содержанию в воздухе двуокиси серы. Еще чувстви­тельнее гладиолусы, которые реагируют на появление в возду­хе малейшего количества фтора.

Другим многообещающим биоиндикатором являются пчелы. Причем пчелы, по мнению ряда зарубежных ученых, могут дать значительно больше информации о загрязнении природной среды, чем соответствующие службы контроля. Пчелы приносят в улей вместе с пыльцой и нектаром все вред­ные вещества, которые в радиусе 3 - 4 км от улья попада­ют на цветы растений, в воздух, водоемы и почву. Анализ цве­точной пыльцы позволяет определить качество природной среды.

Индикаторами загрязнения водоемов являются пресновод­ные беспозвоночные (брюхоногие моллюски, жуки, клопы). При этом различные животные накапливают металлы избира­тельно: брюхоногие моллюски (речные улитки) - магний и свинец, клоп-гладыш отдает предпочтение цинку, а жук-плаву­нец - меди.

Если в воде содержание детергентов составляет 1 мг/л, происходит замор рыбы. Заслуживает внимания и использо­вание в качестве индикаторов загрязнения различных видов грибов. Так, учеными двух институтов АН Украины (Мик­робиологии и вирусологии и Ядерных исследований) экспе­риментально установлено повышенное накопление грибами радионуклидов. Темноцветные грибы накапливают в своем теле в 1500 раз больше стронция-90, чем окружающие рас­тения.