Практическая работа № 1 «Стандарты качества окружающей среды. Экологические нормативы загрязнений. Меры токсичности веществ» Нормирование качества окружающей природной среды [2]

Под качеством окружающей природной среды понимают степень соответствия ее характеристик потребностям людей и технологическим требованиям. В основу всех природоохранных мероприятий положен принцип нормирования качества окру­жающей природной среды. Этот термин означает установление нормативов (показателей) предельно допустимых воздействий человека на окружающую природную среду.

Согласно природоохранному закону Российской Федерации (1991) соблюдение экологических нормативов, т. е. нормати­вов, которые определяют качество природной среды, обеспечи­вает:

• экологическую безопасность населения;

• сохранение генетического фонда человека, растений и жи­вотных;

• рациональное использование и воспроизводство природ­ных ресурсов в условиях устойчивого развития.

Чем меньше пороговая величина экологических нормати­вов, тем выше качество окружающей природной среды. Одна­ко более высокое качество требует соответственно больших за­трат, эффективных технологий и высокочувствительных средств контроля. Поэтому нормативы качества окружающей природ­ной среды по мере подъема уровня развития общества имеют тенденцию к ужесточению.

Основные экологические нормативы следующие:

• предельно допустимая концентрация вредных веществ (ПДК);

• предельно допустимый уровень воздействий (ПДУ);

• предельно допустимый выброс вредных веществ (ПДВ);

• предельно допустимый сброс вредных веществ (ПДС);

• предельно допустимая нагрузка на окружающую природ­ную среду (ПДН).

Нормативы ПДК и ПДУ относят к санитарно-гигиениче-ским, ПДВ и ПДС – к производственно-хозяйственным, а ПДН – к комплексным показателям качества окружающей природной среды.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) – пред­ставляет собой количество загрязнителя в почве, воздушной или водной среде, которое при постоянном или временном воздействии на человека не влияет на его здоровье и не вы­зывает неблагоприятных последствий у его потомства. В по­следнее время при определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнения на здоровье человека, но и воз­действие этих загрязнений на диких животных, растения, гри­бы, микроорганизмы, а также на природные сообщества в целом.

В настоящее время в нашей стране действуют более 1900 ПДК вредных химических веществ для водоемов, более 500 для атмосферного воздуха и более 130 для почв. ПДК уста­навливают на основании комплексных исследований и по­стоянно контролируют органами гидрометеорологической службы Госкомсанэпиднадзора. ПДК не остаются постоян­ными, их периодически пересматривают и уточняют. После утверждения норматив становится юридически обязатель­ным.

Для нормирования содержания вредного вещества в ат­мосферном воздухе установлены два норматива – разовый и среднесуточный ПДК. Максимально разовая предельно до­пустимая концентрация (ПДК м. р.) – это такая концентра­ция вредного вещества в воздухе, которая не должна вызы­вать при вдыхании его в течение 30 мин рефлекторных реак­ций в организме человека (ощущение запаха, изменение све­товой чувствительности глаз и др). Среднесуточная предель­но допустимая концентрация (ПДК с. с.) – это такая кон­центрация вредного вещества в воздухе, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воз­действия при неопределенно долгом (годы) воздействии.

Значения ПДК наиболее часто встречающихся загрязни­телей атмосферного воздуха указаны в табл. 1.

Таблица 1 – Предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмос­ферном воздухе населенных пунктов, мг/м³

Вещество	Максимально разовая	Среднесуточная
Азота оксид	0,6	0,06
Азота диоксид	0,085	0,085
Аммиак	0,2	0,04
Ацетон	0,35	0,35
Бензол	1,5	0,8
Бенз(а)пирен	–	0,000 001
Пыль нетоксичная	0,5	0,15
Ртуть металлическая	–	0,0003
Сероводород	0,008	0,008
Сероуглерод	0,03	0,005
Углерода оксид	5,0	3,0
Фенол	0,01	0,003
Формальдегид	0,035	0,003
Хлор	0,1	0,03

При содержании в воздухе нескольких загрязняющих веществ, обладающих суммацией действия (синергизмом), на­пример, диоксидов серы и азота; озона, диоксида азота и фор­мальдегида, сумма их концентраций не должна превышать при расчете единицы:

,

где С₁, С₂...С_n – фактические концентрации вредных веществ в воздухе или воде;

ПДК₁, ПДК₂...ПДК_n – максимально ра­зовые предельно допустимые концентрации вредных ве­ществ, которые установлены для их изолированного присут­ствия, мг/м³.

Под предельно допустимой концентрацией вредного веще­ства в почве (ПДК, мг/кг) понимают такую максимальную кон­центрацию, которая не может вызвать прямого или косвенного влияния на среду, нарушить самоочищающую способность почвы и оказать отрицательное воздействие на здоровье человека (Защита окружающей..., 1993).

Для водной среды ПДК загрязняющих веществ означает такую концентрацию этих веществ в воде, выше которой она становится непригодной для одного или нескольких видов во­допользования. ПДК загрязняющих веществ устанавливаются отдельно для питьевых вод (табл. 20.2) и рыбохозяйственных водоемов.

Таблица 2 – Предельно допустимые концентрации вредных веществ в питье­вых водах, мг/л

Вещество	ПДК	Вещество	ПДК
По санитарнр-токсикологическому показателю
Анилин	0,1	Метаном	3,0
Бензол	0,5	Нитраты (по азоту)	10,0
Свинец (Рb+)	0,1	Ртуть	0,005
Стронций	2,0	Динитротолуол	0,5
Тетраэтилсвинец	Отсутствие	Формальдегид	0,05
Хлорбензол	0,02	Полиакриламид	2,0
По общесанитарному показателю
Аммиак (по азоту)	2,0	Метилпирролидон	0,5
Бутилацетат	0,1	Стрептоцид	0,5
Дибутилфталат	0,2	Тринитротолуол	0,5
Капролактам	1,0
По органолептическому показателю
Бензин	0,1	Диметилфенол	0,25
Бутилбензон	0,1	Динитробензол	0,5
Бутиловый спирт	1,0	Динитрохлорбензол	0,5
Гексахлоран	0,02	Дихлорметан	7,5

Требования к качеству вод в водоемах, используемых для рыбохозяйственных целей, специфичны и в большинстве слу­чаев более жестки, чем таковые для водных объектов хозяйст­венно-бытового назначения. Так, рыбохозяйственные ПДК для ряда моющих веществ в три раза ниже санитарных норм, неф­тепродуктов – в шесть раз, а тяжелых металлов (цинка) – да­же в сто раз (Митрюшкин и др., 1987). Объяснить это ужесточение требований к качеству воды в рыбохозяйственных водо­емах нетрудно, если вспомнить, что при переходе вредных ве­ществ по пищевой (трофической) цепи происходит их биологи­ческое накопление до опасных для жизни количеств.

Предельно допустимый уровень (ПДУ) радиационного воз­действия на окружающую среду – это уровень, который не пред­ставляет опасности для здоровья человека, состояния живот­ных, растений, их генетического фонда. ПДУ определяется на основании норм радиационной безопасности (НРБ-76/87), ос­новных санитарных правил (ОСП-72/87) и санитарных норм про­ектирования (СН-254-71).

Установлены также предельно допустимые уровни (ПДУ) воздействия шума, вибрации, магнитных полей и иных вред­ных физических воздействий.

Предельно допустимый выброс (ПДВ), или сброс (ПДС), – это максимальное количество загрязняющих веществ, которое в единицу времени может быть выброшено данным конкрет­ным предприятием в атмосферу (ПДВ) или сброшено в водоем (ПДС), не вызывая при этом превышения в них предельно до­пустимых концентраций загрязняющих веществ и неблагопри­ятных экологических последствий.

Нормативами установлено, что если в воздухе городов или других населенных пунктов, где расположены предприятия, концентрации вредных веществ превышают ПДК, а значения ПДВ по объективным причинам не могут быть достигнуты, вводится поэтапное снижение выброса вредных веществ до зна­чений, обеспечивающих ПДК. При этом могут быть установ­лены временно согласованные выбросы (ВСВ) на уровне вы­бросов предприятий с наиболее совершенной или аналогичной технологией.

Величины предельно допустимых сбросов (ПДС) загрязня­ющих веществ в водные объекты определяют по формуле (За­щита окружающей..., 1993):

ПДС = q_cm ^. C_cm,

где q_cm – расход сточных вод, м³/ч;

C_cm – концентрация веществ в сточной воде, г/м³.

ПДС устанавливается санэпидслужбой для каждого предприятия или другого источника загрязнения. К началу 1988 г. в бывшем СССР были установлены ПДВ более чем для 20 тыс. предприятий. В настоящее время в России на нормативах ПДВ работают лишь 15–20 % загрязняющих производств, на ВСВ (временно согласованных выбросах вредных веществ) – 40 – 50 %, а остальные загрязняют среду на основе лимитных вы­бросов и сбросов, которые определяют по фактическому вы­бросу на определенном отрезке времени.

Основным комплексным нормативом качества окружающей природной среды является предельно допустимая норма нагруз­ки (ПДН).

Предельно допустимые нормы нагрузки на природную сре­ду (ПДН) – это максимально возможные антропогенные воз­действия на природные ресурсы или комплексы, не приводя­щие к нарушению устойчивости экологических систем.

Для оценки общей устойчивости экосистем к антропоген­ным воздействиям используют следующие показатели:

1) за­пасы живого и мертвого органического вещества;

2) эффектив­ность образования органического вещества или продукции рас­тительного покрова;

3) видовое и структурное разнообразие (Государственный доклад..., 1994).

Ученые-экологи установили, что стабильность среды оби­тания не только растительного, но и животного мира, а в ко­нечном счете и человека определяется, в первую очередь, мас­сой живого органического вещества и его основной части – фитомассы (древесина, травянистая растительность и др.). Чем значительнее эта масса, тем стабильнее среда. Главенствую­щее значение при этом имеют фотосинтезирующие организ­мы, так как они являются основным источником биомассы, а также определяют пищевые условия для всех остальных звеньев экосистемы и в значительной мере состав атмосферного возду­ха.

Способность экосистем в минимальные сроки восстановить­ся в случае антропогенного нарушения определяется другим показателем – эффективностью образования продукции рас­тительного покрова в результате вторичной сукцессии. Чем вы­ше структурное и видовое разнообразие экосистем, тем боль­шее число комбинаций структурных элементов может создать она в ответ на внешнее антропогенное воздействие. Структурное разнообразие экосистемы можно оценить, сравнивая запа­сы фитомассы (древесина, травянистая растительности, и др.) и зоомассы (хищники, копытные, грызуны и т. д.).

Потенциальная способность природной среды перенести ту или иную антропогенную нагрузку без нарушения основных функций экосистем определяется термином «емкость природ­ной среды», или экологическая емкость территории.

Понятие о предельно допустимой антропогенной нагрузке на природную среду, по мнению П. Г. Олдака (1983), должно лежать в основе всего природопользования. В связи с этим он различает экстенсивное и равновесное природопользование. Экстенсивное (расширяющееся) природопользование – когда рост производства осуществляется за счет возрастающей на­грузки на природные комплексы, причем эта нагрузка растет быстрее, чем увеличивается масштаб производства. Экстенсив­ное природопользование может привести к полному разруше­нию природного комплекса и подобно тому, как безграничный рост биологической емкости популяции приводит к ее краху, крах потерпит и техносфера. Равновесное природо­пользование – когда общество контролирует все стороны сво­его развития, добиваясь того, чтобы совокупная антропогенная нагрузка на среду не превышала самовосстановительного по­тенциала природных систем.

Отсюда вытекает важный вывод о том, что регулирование качества природной среды должно начинаться с определения нагрузок, допустимых с экологической точки зрения, а регио­нальное природопользование должно соответствовать экологи­ческой «выносливости» территории.

Пренебрежение основным экологическим комплексным нормативом в инженерно-хозяйственной практике чревато серь­езными экологическими просчетами.

Согласно Закону Российской Федерации об охране окружаю­щей природной среды (1991) при формировании территориаль­но-производственных комплексов, развитии промышленности, строительства, реконструкции городов и т. д. применение ПДН предусматривается в обязательном порядке. Региональные ПДН устанавливают предельную хозяйственную нагрузку на терри­ториальные природные комплексы. Отраслевые – на отдель­ные виды природных ресурсов, например, предельное число домашнего скота на единицу пастбищных угодий, предельное число посетителей в национальном парке и т. д.