1. Экологические и гигиенические нормативы

Основной критерий экологической безопасности территории – техногенная нагрузка на территорию (природоемкость расположенных на ней производств) не должна превышать экологическую техноемкость территории (ЭТТ) или предельно-допустимую техногенную нагрузку (ПДТН)

Иными словами, одна из задач промышленной экологии – соизмерение природных и производственных потенциалов территории.

Сама по себе процедура соизмерения состоит в определении отношения фактической техногенной нагрузки для оцениваемой территории за год к суммарной ЭТТ за год.

Благополучный (меньше 1) показатель для большой территории не означает отсутствия экологических проблем – могут быть локальные участки или зоны, в которых техногенная нагрузка выше ЭТТ. На территории же с большим превышением ЭТТ возможно существование зон высокой опасности.

ЭТТ и ПДТН – универсальные территориальные экологические нормативы, предназначенные для регламентации хозяйственной деятельности.

Нормативы ЭТТ и ПДТН рассчитываются по 3-м компонентам среды обитания – воздуху, воде и земле, выражаются в единицах массовой техногенной нагрузки (условных тонн/год) и зависят от:

1. Объемов основных природных резервуаров:

• воздушного бассейна;

• совокупности водоемов и водотоков;

• земельных площадей и запасов почв;

• биомассы флоры и фауны.

2. Мощности потоков биогеохимического круговорота, обновляющих содержимое этих резервуаров:

• скорости местного массообмена и газообмена;

• скорости пополнения объемов чистой воды;

• скорости процессов почвообразования и продуктивности биоты.

ЭТТ и ПДТН разработаны учеными-экологами в качестве универсальных территориальных экологических нормативов, предназначенных для регламентации хозяйственной деятельности. Но законодательно они не утверждены как нормативы. А что же утверждено законодательно?

Все экологическое нормирование и стандартизация, особенно связанная с техногенными загрязнениями, опирается на гигиенические нормы:

• ПДК – предельно-допустимые концентрации;

• ПДД – предельно-допустимые дозы;

• ПДУ – предельно-допустимые уровни вредных агентов.

ПДК – наибольшая концентрация вещества в среде и источниках биологического потребления (воздухе, воде, почве, пище), которая при более или менее длительном действии на организм – контакте, вдыхании, приеме внутрь – не оказывает влияния на здоровье и не вызывает отсроченных эффектов (не сказывается на потомстве и т.д.)

Поскольку эффект вредного воздействия зависит от многих факторов (длительности действия, особенностей обстановки, чувствительности реципиентов, и др.), различают ПДК:

• ПДК_СС – среднесуточные ПДК;

• ПДК_МР – максимально-разовые ПДК,

• ПДК_РЗ – рабочей зоны

• ПДК – для растений, животных, человека.

2. Экологическое нормирование с использованием пдк

В настоящее время установлены ПДК для нескольких тысяч индивидуальных веществ в разных средах и для разных реципиентов. ПДК не являются международным стандартом и могут несколько различаться в разных странах

Схема требований к нормированию вредных примесей в воздухе на основании ПДК представлена на рис. 12.

Загрязнители могут обладать:

1. сходным токсическим действием;

2. усиливать свою токсичность в присутствии друг друга;

3. ослаблять свою токсичность в присутствии других.

Если в среде присутствуют загрязнители однонаправленного действия, при расчете сумарного ПДК должно соблюдаться условие:

С₁/ПДК₁ + С₂/ПДК₂ + С₃/ПДК₃ …≤1,

где С₁, С₂, С₃…– концентрации вредных веществ, обладающих эффектом суммации, ПДК₁ и т.д. – соответствующие им ПДК.

Рис. 12. Схема распространения аэрополлютантов и требования к нормированию вредных примесей в воздухе

ЛПВ – ограничительный норматив для водных объектов, используемый одновременно с ПДК – лимитирующий показатель вредности.

ЛПВ – не имеет количественной характеристики, а отражает приоритетность требований к качеству воды.

Три вида ЛПВ для поверхностных вод, согласно санитарным правилам и нормам:

1. Санитарно-токсикологический (характеризует токсическое действие вещества на организм человека и водных животных);

2. Общесанитарный (характеризует влияние вещества на общесанитарное состояние водного объекта, в частности, на скорость протекания процессов самоочищения);

3. Органолептический (способность вещества менять органолептические свойства воды – запах, вкус, цвет, появление пены и др.)

Сущность ЛПВ – загрязнитель воды (какой-либо) может оказывать на водные системы и здоровье человека неблагоприятное воздействие нескольких видов. То из воздействий, безопасная концентрация по которому данного вещества минимальна, и является лимитирующим.

ПДВ – предельно-допустимые выбросы (в атмосферу);

ПДС – предельно-допустимые сбросы (в водоем);

ПДВ и ПДС рассчитывают на основании величин ПДК для каждого конкретного предприятия данной территории. При этом учитываются как характеристики источников, так и условия распространения загрязнителей. Расчет ПДВ и ПДС представляет собой довольно сложную задачу, решаемую для каждого конкретного случая. Например, чтобы в жилом квартале содержание загрязнителя не превышало ПДК, нужно ограничить ПДВ. Концентрация же загрязнителя кроме ПДВ зависит от положения жилого квартала, силы ветра и других факторов (рис. 13).

Рис. 13. Изменение концентрации вредных веществ в приземном слое атмосферы от высокого источника выбросов

ПДВ и ПДС – уже, в отличие от ПДК, не гигиенические, а экологические нормативы, которые непосредственно регулируют, регламентируют интенсивность и качество технологических процессов – источников загрязнений. Если предприятия превышают ПДВ (ПДС) – следуют экономические и административные санкции (соблюдение ПДВ и ПДС подкреплено законодательно).

Часто Предприятие не может соблюдать предписанные ему ПДВ (ПДС) по техническим причинам, санкции безрезультатны, а остановка производства по мнению власти чревата экономическими и социальными издержками, в результате вводятся ВСВ и ВСС:

• ВСВ – «временно согласованные» выбросы;

• ВСС – «временно согласованные» сбросы.

Введение ВСВ и ВСС производится обычно на уровне фактических выбросов и стоков, что является свидетельством отказа от нормирования и приводит к ухудшению экологической и гигиенической обстановки.

Существуют серьезные сомнения в самой пригодности ПДК как основы экологического нормирования (через ПДВ и ПДС), так как:

• далеко не для всех реальных загрязнителей установлены ПДК;

• нет ПДК для множества сочетаний различных загрязнителей; возможные взаимодействия между загрязнителями, образование вторичных продуктов и совмещенные эффекты не позволяют рассчитать «комплексы» ПДВ.

• ПДК веществ для некоторых ценных растений и животных могут быть ниже чем для человека, в результате чего возникает проблема выбора;

• расчет большинства ПДВ делается на основании максимально-разовых ПДК, которые могут быть на порядок выше среднесуточных ПДК.

Для расчета ПДВ используют значение С – нормативно-предельная концентрация загрязнителя, причем:

С+С_ф ≤ α·ПДК_мр,

где α – безразмерный коэффициент,

α=1 для ПДВ,

α>1 для ВСВ.

Расчет ПДВ ведется:

• по каждому загрязняющему веществу;

1. при наличии нескольких загрязнителей однонаправленного действия – с соблюдением условия суммирования ПДК таких загрязнителей;

• для всех проектируемых и действующих предприятий данной территории;

• отдельно и по различным методикам для стационарных источников и передвижных (автотранспорт и др.), для загрязнителей атмосферы и водной среды;

• с учетом параметров технологического процесса, фактического времени работы оборудования, эффективности работы очистных сооружений и др.

Основным нормативным документом, регламентирующим расчет рассеивания выбросов и величин ПДВ для промышленных предприятий является «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий». Расчет по этой методике ведется на основе ПДК_МР, с учетом факторов, таких как:

• высота трубы;

• расход газовоздушной смеси;

• разность температур выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающего воздуха;

• температурный градиент атмосферы, определяющий условия перемешивания примесей;

• скорость оседания вредных веществ из атмосферы;

• условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

• влияние рельефа местности.

Формулы для расчета полуэмпирические, с большим количеством коэффициентов, учитывающих влияние различных факторов из вышеперечисленных. Похожим образом (с учетом особенностей водной среды в сравнении с воздушной) рассчитываются ПДС.

ПДВ суммируются:

• для предприятия в целом;

• для территории с несколькими предприятиями.

Недостатки такого нормирования аналогичны использованию ПДК для санитарно-гигиенического нормирования. Но пока законодательно мы имеем именно такое экологическое нормирование.