3247

Практическая работа № 3

РАСЧЕТ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ОПАСНОСТИ ВЕЩЕСТВА

Цель занятия: изучить основные подходы и концепции к разработке экологических нормативов, знать критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей среды.

Классификация веществ по степени опасности. В зависимости от степени влияния вредных веществ на живые организмы их принято разделять на классы опасности. При этом одно и то же вещество при нахождении в разных средах может быть отнесено к разным классам. Это связано с тем, что в разных вмещающих средах (атмосферный воздух, вода, почвы, продукты питания) механизмы воздействия этих веществ на организм и характер проявления ими их свойств неодинаковы.

Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды утверждены Приказом Министерства природных ресурсов России от 15 июня 2001 года № 1, согласно которому выделены:

1)I класс – вещества чрезвычайно опасные;

2)II класс – вещества высокоопасные;

3)III класс – вещества умеренно опасные;

4)IV класс – вещества малоопасные;

5)V класс – практически неопасные.

Класс опасности устанавливается по степени возможного вредного воздействия на окружающую природную среду при непосредственном или опосредованном воздействии опасного отхода на неѐ.

Всовременных условиях производств многие профессиональные группы людей контактируют с широким спектром веществ, которые имеют различную токсичность и пути поступления в организм. Существуют различные подходы к оценке их токсичности. Так, например, в медицинской экологии все вещества, поражающие организм, объединены в пять групп: 1) вещества раздражающего типа; 2) нейротропные; 3) гепатропные; 4) яды крови; 5) почечные яды.

Класс опасности определяют исходя из установленных норм содержания веществ и токсикологических характеристик (табл. 1). Отнесение

копределенному классу опасности проводится по показателю, значение которого соответствует наиболее неблагоприятному классу опасности

Комбинированное и комплексное воздействие химических веществ на организм

Вокружающей среде организм практически никогда не подвергается действию одного-единственного фактора и даже одной единственной группы

11

факторов (только физических, только химических и т.д.). В связи с этим при попытках установить допустимые границы воздействий вполне закономерно анализировать совместное действие факторов, которые будут либо усиливать, либо ослаблять действие друг друга на организмы.

Таблица 1 - Классы опасности вредных веществ

При рассмотрений химических факторов, например, весьма важно проанализировать возможность комбинированного действия поллютантов на организм человека или животного. Отметим, что первые работы, посвященные этим вопросам, появились ещѐ в XIII в.: это был трактат «De virtutibus etoperationibus medicinarium simplicium et compositarum» Иоганна фон Аманда о совместном действии ядов на организм.

Совместное действие веществ может проходить в различных направлениях.

Суммирование, или аддитивное действие, представляет собой вариант комбинированного действия веществ, при котором эффект двух или более веществ равен сумме эффектов каждого из них:

(А+В) = (А) + (В). (1)

Термин «синергизм» употребляется как синоним «потенцирование» (более чем аддитивное, сверхаддитивное действие) и выражает такое положение, когда эффект комбинированного действия ядов превышает сумму эффектов каждого отдельного яда:

12

антагонизм – в этом случае вещества ослабляют действие друг друга

Однако отдельные модели «доза – эффект» дают неоднозначное представление об экологической нагрузке и не позволяют прогнозировать состояние экосистемы. Это связано с толерантностью отдельных видов экосистем по отношению к одним и тем же нагрузкам Чаще всего такие оценки производятся с использованием аддитивной или мультипликативной моделей взаимодействия факторов. Например, в модели оценки загрязнения атмосферы ОНД-86 принимается, что некоторые вещества объединяются в группу суммации: их воздействие считается аддитивным (дополняющим друг друга). На самом деле в природе воздействия токсических веществ на живые организмы крайне редко являются аддитивными. Чаще такое воздействие факторов или веществ является синергетическим и дает значительно больший эффект, чем это можно установить при аддитивном подходе.

В практике экологического нормирования принято рассматривать общие воздействия загрязняющих веществ и проводить категоризацию на строго аддитивной основе. Инструкциями регламентировано суммировать реализованные доли ПДК для каждого из веществ

где n – количество веществ из «группы суммирования» в изучаемой смеси; Сi и ПДКi – концентрация и ПДК i-го ингредиента смеси соответственно.

В случае, когда рассматривается один фактор, основным нормативом является его максимальное значение, которое еще не вызывает патологических изменений организма, т.е. так называемый предельно допустимый уровень (ПДУ) действия данного фактора. При оценках токсичности веществ основной токсикометрической характеристикой является ПДК. В этом случае ПДУ фактора (например, ПДК вещества) соответствует предельно допустимой нагрузке, которую способен вынести организм в пределах своих нормальных адаптивных возможностей при действии данного фактора в отсутствие прочих негативных воздействий.

Тогда для n взаимодействующих факторов предельно допустимыми могут быть признаны все сочетания их значений, при которых нагрузка на организм оказывается предельно допустимой.

Совокупность всех сочетаний значений взаимодействующих факторов, при которых биосистема испытывает одинаковый уровень воздействия, называют «изоболой» (от гр. «изо» – равное и «болос» –

13

изменение). Например, для случая воздействия на организм нескольких вредных веществ (группы факторов) величина допустимой нагрузки определяется их изоболой, соответствующей предельно допустимой нагрузке (ПДН) на организм. При аддитивной модели изобола, определяющая предельно допустимые сочетания компонентов смеси, может быть охарактеризована уравнением

Так, для двух вредных веществ график изоболы выглядит следующим образом (рис. 2).

Рисунок 2. График изоболы предельно допустимых сочетаний концентрации двух аддитивно взаимодействующих веществ

Для случая, представленного на рис. 2, норматив концентрации обоих ингредиентов определяется неравенством:

Существующие экологические оценки состояния экосистем чаще всего «принимают сторону» аддитивной модели, при которой взаимодействие компонентов отображается именно как результат «сложения» (кроме нескольких соединений, для которых характерно потенцирование – более сильное взаимодействие). Если вещества не входят в группы суммирования, то их концентрации принято сравнивать с ПДК по отдельности, без учета взаимодействия.

Но подобные модели воздействий весьма примитивны, поскольку в реальности любой объект подвергается влиянию сразу целого комплекса факторов (как вредных, так и способствующих устойчивости объекта). Эти

14

факторы имеют различную природу, могут взаимодействовать между собой, что и определяет эффект от воздействия факторов на организм. Общеизвестно, что даже вредные вещества разной направленности действия часто действуют на организм совместно иначе, чем каждое из них в отдельности. Таким образом, строго аддитивные взаимодействия факторов довольно редки. В частности, даже вещества, традиционно объединяемые в общую группу суммирования, на самом деле взаимодействуют между собой неаддитивно, что можно иллюстрировать графиками изобол (рис. 3).

Рисунок 3. График изобол предельно допустимых сочетаний концентрации двух гипотетических веществ

1 – почти не взаимодействующих между собой; 2 – взаимодействующих антагонистически; 3-6 –взаимодействующих синергически: 3 – взаимодействие двух веществ аддитивно; 4 – каждое из веществ усиливает эффект второго менее, чем аддитивно; 5 – каждое из

веществ усиливает эффект второго более, чем аддитивно; 6 – первое вещество усиливает эффект второго менее, чем аддитивно; второе вещество усиливает эффект первого более, чем аддитивно

Важно отметить, что возможны и случаи антагонизма факторов (рис. 3, кривая 2). Тогда итоговое воздействие двух веществ на организм будет менее сильным, чем эффект каждого из них в отдельности. Причинами антагонизма могут быть и свойства веществ, и особенности реакции организма на них. В качестве примера можно привести совместное действие на организм разнообразных вредных (отравляющих) веществ и веществантидотов (противоядий).

ЗАДАНИЕ

Дано:

1. Приказ Министерства природных ресурсов Российской Федерации от 15 июня 2001 года № 511 «Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды»;

15

2. Федеральный закон от 24 июня 1998 года № 89 – ФЗ «Об отходах производства и потребления».

Требуется:

1.Изучить Приказ Министерства природных ресурсов Российской Федерации от 15 июня 2001 года № 511.

2.В соответствии с предложенными преподавателем данными для 2-3-

хвеществ установить расчетным методом класс опасности отходов для окружающей природной среды.

Практическая работа № 4

ОЦЕНКА УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ АТМОСФЕРЫ КОМПЛЕКСОМ ПРИМЕСЕЙ

Цель занятия: научиться давать оценку уровня загрязненности атмосферы, классифицировать анализируемые объекты по заданным критериям.

Оценки уровня загрязненности атмосферы комплексом примесей.

Агрегированные показатели уровня загрязнения отдельных элементов окружающей среды разрабатываются в России и за рубежом давно. На практике такие показатели позволяют выделить объекты, в первую очередь требующие проведения мероприятий по охране атмосферы. Кроме этого комплексный показатель загрязнения атмосферы (например, ИЗА, КИЗА и др.) может применяться для установления взаимосвязей между изменением состояния атмосферного воздуха и состояния здоровья населения на исследуемой территории, а также зависимостей между динамикой производства и состоянием атмосферы. Показатели позволяют получить интегральную оценку состояния атмосферного воздуха, на основе которой возможно сопоставление уровня загрязненности нескольких населенных пунктов, оценка изменения состояния атмосферы для одного и того же населенного пункта в динамике.

Один из вариантов интегрального показателя состояния атмосферного воздуха – комплексный индекс загрязнения воздуха (КИЗА).

Наилучшей является ситуация загрязненности атмосферы с минимальными значениям КИЗА.

Минздравом СССР были разработаны и утверждены Методические рекомендации по определению реальной нагрузки на человека химических веществ, поступающих с атмосферным воздухом, водой и пищевыми продуктами, утвержденные Минздравом СССР от 23.03.1984, 30.03.1984 №

2983-84. Рекомендации применяются для гигиенической оценки загрязнения воздуха населенных мест. Сведения, используемые в методике, – данные

16

натурных стационарных и маршрутных 20-минутных измерений, осуществляемых службами Росгидромета, Минздрава или других ведомств.

Фактический уровень загрязненности воздуха населенных мест оценивается по пятибалльной шкале. Загрязнение I степени (допустимое загрязнение) является безопасным для здоровья населения; при загрязнении II—IV степеней негативное влияние на состояние здоровья населения увеличивается.

Результирующее загрязнение атмосферы определяется в соответствии с формулой

где Кi — фактическое среднегодовое загрязнение атмосферы i-м веществом в долях среднесуточного ПДК, приведенное к биологическому эквиваленту 3-го класса опасности.

Кi определяется следующим образом.

Вначале определяется кратность превышения ПДК i-го вещества:

Приведение к 3-му классу опасности осуществляется - для 1-го класса опасности:

Полученное значение показателя Р оценивается по табл. 2.

Таблица 2 Уровень загрязненности атмосферы в зависимости от величины показателя Р

и количества ингредиентов

17

ЗАДАНИЕ

Дано:

1.Методические рекомендации по определению реальной нагрузки на человека химических веществ, поступающих с атмосферным воздухом, водой и пищевыми продуктами, утвержденные Минздравом СССР от 23.03.1984, 30.03.1984 № 2983-84;

2.Средний химический состав атмосферного воздуха некоторых городов (по данным статистического сборника)

Требуется:

1.Рассчитать уровень загрязненности атмосферы в зависимости от величины параметра Р. Сопоставить полученные значения для разных лет и построить для 2 лет «рейтинги» по уровню показателя Р. Меняется ли ситуация?

Практическая работа № 5

РАСЧЕТ МАССЫ СБРОСА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

СНЕОРГАНИЗОВАННЫМ СТОКОМ

СТЕРРИТОРИИ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

Цель занятия: изучить современные подходы к нормированию антропогенных воздействий на водные объекты.

Нормативы допустимых сбросов (НДС) устанавливаются для каждого выпуска сточных вод проектируемых (реконструируемых) и действующих предприятий-водопользователей, исходя из условий недопустимости превышения ПДК вредных веществ в контрольном створе или на участке водного объекта с учетом его целевого использования. В случае превышения ПДК в контрольном створе НДС устанавливается из условия сохранения (неухудшения) состава и свойств воды в водных объектах, сформировавшихся под влиянием природных факторов. При этом учитываются ассимилирующая способность водного объекта и оптимальное распределение массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды. В случае одновременного использования водного объекта для различных целей к составу и свойствам воды принимаются наиболее жесткие нормы из числа установленных.

Методика разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей устанавливает:

— единые методические подходы и расчетные методы при ограничении поступления загрязняющих веществ со сточными водами для целей предотвращения и ликвидации вреда водным объектам;

18

—НДС и лимиты сброса загрязняющих веществ;

—унифицированные формы документации материалов;

—порядок согласования и утверждения НДС и лимитов сброса загрязняющих веществ;

—требования к осуществлению контроля за соблюдением установленных НДС и лимитов сброса загрязняющих веществ.

Утвержденные нормативы НДС и лимиты сброса загрязняющих веществ применяются к выдаче лицензий на водопользование, при государственном контроле за использованием и охраной водных объектов, производственном экологическом контроле, установлении размеров платежей за водопользование и сброс загрязняющих веществ, наложении штрафов и предъявлении исков о возмещении ущерба, оценке эффективности водоохранных мероприятий.

Сброс сточных вод – один из основных видов воздействий на качество вод водных объектов, а НДС – разновидности норм состава сточных вод. Сброс веществ на уровне НДС является элементом НДВ, обеспечивает экологическое благополучие водного объекта и определяется ассимилирующей способностью конкретного водного объекта. Нормативы и лимиты сброса загрязняющих веществ устанавливаются:

-для свойств воды (физико-химических, биологических, органолептических);

-обобщенных показателей (водородный показатель, общая минерализация, окисляемость перманганатная, нефтепродукты (суммарно), фенольиый индекс);

-химических соединений и ионов, существующих в водной среде, содержание которых может быть определено с применением соответствующих методов и методик выполнения измерений.

Нормативы НДС и лимиты сброса для конкретного водопользователя устанавливают только для загрязняющих веществ, которые образовались в процессе производственной и (или) иной деятельности и сброс которых в водные объекты оказывает или может оказать на них негативное воздействие.

Нормативы НДС устанавливаются в увязке с нормативами допустимых воздействий, лимитом водоотведения и с учетом взаимного влияния

выпусков сточных и дренажных вод, расположенных в пределах

19

поверхностного водного объекта. Расчеты допустимых сбросов выполняются на бассейновом и локальном уровнях.

На бассейновом уровне определяются:

-фоновые концентрации химических веществ в заданных створах;

-необходимость разработки региональных нормативов качества воды и перечень этих нормативов;

-расчетные гидрологические условия и гидравлические параметры по водохозяйственным участкам бассейна;

-нормативы загрязняющих веществ по каждому водохозяйственному участку суммарно по всем выпускам в пределах участка;

-необходимость установления лимита сброса загрязняющих веществ для водопользователей.

На локальном уровне выполняется расчет НДС для каждого объекта водопользования с учетом системы общих запретов и ограничений по размещению выпусков и условий сброса сточных вод и расчетных условий, установленных на бассейновом уровне.

НДС разрабатываются на пять лет и пересматриваются и уточняются до истечения срока их действия в следующих случаях:

-при изменении более чем на 20% показателей, определяющих водохозяйственную обстановку на водном объекте;

-при изменении технологии производства, методов очистки сточных вод, параметров сброса;

-при утверждении в установленном порядке НДВ воздействия на водные объекты.

Согласно действующему законодательству запрещен сброс сточных и (или) дренажных вод в водные объекты:

-содержащие природные лечебные ресурсы;

-отнесенные к особо охраняемым водным объектам;

-расположенные в границах: зон, округов санитарной охраны источников питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения; первой, второй зон округов санитарной (горно-санитарной) охраны лечебнооздоровительных местностей и курортов; рыбоохранных зон, рыбохозяйственных заповедных зон.

При эксплуатации водохозяйственной системы запрещены:

20