Практичні заняття

А1 –горизонт накопичення гумусу;

в агроценозах А1+А0 утворюють Аn (орний горизонт);

А2 – горизонт вимивання колоїдних дисперсних частинок;

В– горизонт вимивання мінеральних і, інколи, органічних колоїдів;

С– ґрунтоутворююча порода, тобто гірська порода (літо генна основа), змінена хімічними процесами ґрунтоутворення. Окрім того в багатьох випадках виокремлюють перехідні (проміжні)горизонти А1А2; А1В; А2В; ВС.

Наявність і зєднання тих чи інших ґрунтових горизонтів слугує критерієм поділу ґрунтів на типи, підтипи, види.

План (мапа) об’єктів моніторингу

У міських умовах на план наносять квартальну сітку. Особливими знаками виділяють типи забудови в межах території (малоповерхова, багатоповерхова, високо поверхова, кам’яні й дерев’яні будівлі тощо) оскільки це впливає на мікроклімат.

На план (мапу) наносять: - ділянки природної рослинності та інші насадження; - постійні джерела забруднення природного середовища (площинні, лінійні, точкові), промислові підприємства, звалища твердих промислових і побутових відходів, автомагістралі, залізничні колії, сховища паливно-мастильних матеріалів тощо; - напрямки міграції забруднювачів (повітряного – за розою вітрів, водного – за напрямком водотоків).

На плані відмічають також і ключові ділянки різного призначення, де здійснюють щорічні спостереження – моніторинг стану природного середовища. Бажано при цьому виготовити електронну карту або електронний атлас. Ці карти зручні в користуванні, їх можна зберігати на електронних носіях, користуватися в будь-який момент, редагувати, вносити дані про зміни, які відбулися. За цими картами зручно порівнювати екологічну ситуацію в минулому і дійсності.

Оцінювання екологічної ситуації на досліджуваній території

Одним із найважливіших факторів, які впливають на екологічний стан територій є антропогенна діяльність. Тому в описі територій надають інформацію щодо загальної характеристики антропогенних факторів, які описуються багатьма параметрами.

Необхідно враховувати кількість мешканців на одиницю площі, наявність підприємств (їх характер), котелень, транспортної мережі, місць сміттєзвалищ (у тому числі несанкціонованих), високовольтних ліній електропередач, джерел питної води (їх якість), каналізації, димових труб, теплових електростанцій, водойм (їх стан). Окрім того потрібно інформацію про якість повітря, визначення місць сильної загазованості, рівнів шумового забруднення і радіоактивності.

Задача екологічного моніторингу полягає у щорічному спостереженні за станом територій. Отримані дані дозволять зробити оцінку величини порушення екосистем на території. Здійснення моніторингу дасть змогу отримати дані за декілька років і оцінити швидкість зміни площі порушених

зон. Виноградов Б.В. (російський вчений) запропонував для індикації порушених екосистем і природного середовища території використовувати дві групи при знаків:

-признаки несприятливого стану (статистичні признаки);

-признаки несприятливих змін територій (динамічні признаки). Антропогенні фактори, які вносять техногенне навантаження на територію, проявляються через перетворення ландшафту за рахунок населених пунктів, близькості промислових зон, наявності лісорозробок, агроценозів, добування корисних копалин, транспортної мережі (автомобільних і залізничних доріг, нафто- і газопроводів).

Оцінка несприятливості території складається із багатьох її параметрів – ботанічних і ґрунтових, територіальних статичних і динамічних, природних і антропогенних. На кожній території ці параметри тісно пов’язані , взаємозалежні і тому можуть бути вираженими одним узагальнюючим показником. Таким показником може бути частка території, де екологічний стан несприятливий.

На всій території для формування узагальнюючого показника роблять оцінку екологічного неблагополуччя на основі таких просторових характеристик:

-площа зон порушених лісових біоценозів;

-площа земель, які виведені із землекористування (яри, звалища, відвали порід, сховища відходів тощо);

-площа земель, зайнятих населеними пунктами, промисловими зонами і транспортними магістралями.

Методика проведення робіт

На план місцевості території слід нанести межі порушених, виведених із землекористування і зайнятих під населені пункти земельні ділянки. За допомогою палетки слід виміряти їх площу, розрахувати частку площі у відсотках:

-зони порушення луків від загальної площі лукових біоценозів;

-земель, виведених із землекористування, від загальної площі земель в землекористуванні;

-земель, зайнятих населеними пунктами, від загальної площі земель на досліджуваній території.

Екологічна оцінка за статистичними ознаками

Частка загальної порушеної площі є узагальнюючою екологічною оцінкою території за статистичними ознаками. Екологічна оцінка робиться згідно чотирьох класів екологічного неблагополуччя земель:

1)загальна площа порушених земель менше 5 % - екологічна норма;

2)загальна площа порушених земель від 5 % до 20 % - екологічний

ризик;

3)загальна площа порушених земель від 20 % до 50 % - екологічна

криза;

4) загальна площа порушених земель більша 50 % - екологічне лихо. Відсоток порушених і виведених із землекористування земель заноситься у відповідний розділ екологічного паспорта. Узагальнена екологічна оцінка території за статистичними ознаками дає «екологічний портрет» території цього року. Систематичні щорічні спостереження дозволяють відслідковувати зміну площ порушених і виведених із землекористування земель, оцінювати швидкість наростання несприятливих змін.

Екологічна оцінка за динамічними ознаками

Зміна порушеної площі в рік (у %) є узагальнюючою екологічною оцінкою території за динамічними ознаками. Ця екологічна оцінка земель за швидкістю наростання несприятливих процесів дозволяє віднести територію до одного із чотирьох класів:

-швидкість наростання менше 0,5 % в рік – екологічна норма;

-швидкість наростання від 0,5 % до 2 % - екологічний ризик;

-швидкість наростання від 2 % до 4 % в рік – екологічна криза;

-швидкість наростання більше 4 % в рік – екологічне лихо.

Швидкість наростання порушених площ території за рік також заноситься в екологічний паспорт. Загальний висновок про ступінь неблагополуччя екологічного стану території роблять на основі обох узагальнюючих оцінок – статичної і динамічної.

Оцінка стану територій за програмою моніторингу

Дослідження за програмою екологічного моніторингу охоплює біоту, природне середовище та джерела техногенної дії.

Моніторинг середовищ і об’єктів техногенної дії передбачає визначення таких оцінок і показників:

-оцінка ступеня забруднення повітря (один раз в рік);

-за результатами лихенодіагностики;

-за морфологічними і анатомічними змінами хвої сосни (обсипання хвої, пошкодження, усихання хвої, середній приріст і тривалість життя хвої, стан генеративних органів сосни);

-за характером руху транспорту;

-за хімічним складом снігового покриву, кислотністю атмосферних опадів;

-за запиленістю (кількістю пилу, що осів за добу).

Оцінка ступеня забруднення ґрунтів (один раз в рік):

-оцінка властивості ґрунтів за допомогою рослин індикаторів родючості, вологості і кислотності ґрунтів;

-визначення фенотипічної структури популяції білої конюшини;

-визначення властивості ґрунтів згідно видів безхребетних і тварин індикаторів стану ґрунтів;

-мікробіологічна активність ґрунтів (згідно характеристики дихання ґрунту, швидкості розкладання целюлози, 2-3 рази за літній сезон);

- визначення якості зерен різних рослин, які запліднюються пилком (помідори, сільськогосподарські культури, дикі рослини – бур’яни, різні дерева).

Оцінка ступеня забруднення води (1 – 3 рази в рік):

-за хімічними, фізичними властивостями води, рослинними індикаторами, біотичним індексом, аналізом донних відкладень;

-за щільністю популяцій видів – біоіндикаторів стану водойм з оцінкою різноманіття в балах.

ТЕМА Моніторинг – система спостережень за впливом антропогенних факторів на довкілля

Забруднення та забруднювачі довкілля

Забруднення – це внесення у навколишнє середовище, або виникнення в ньому нових, зазвичай не характерних хімічних і біологічних речовин, агентів або внесення в надлишковій кількості будь-яких уже відомих речовин, які чинять шкідливий вплив на природні екосистеми і людину, яких природа не може позбутися самоочищенням. Забруднення – це негативне явище (природного або антропогенного походження), яке робить об’єкт навколишнього середовища частково або повністю не придатним для використання за цільовим призначенням або перетворює їх в реальну загрозу біосфері.

Забруднювач – речовина, фізичний чи інформаційний агент, біологічний вид, що потрапляє у навколишнє середовище або виникає у ньому у кількостях, які перевищують межі фонового вмісту і яких природа не здатна позбутися самоочищенням. Забруднювач – агент, який викликає забруднення і який потрапляючи в атмосферне повітря або води світового океану здатні переміщуватися на значні відстані і можуть опинитися в місцях, де їх раніше не було. Більшість з них хімічно та біологічно активні й здатні взаємодіяти з живою речовиною.

Забруднення класифікують за:

-походженням – природні, антропогенні;

-видом – матеріальні, енергетичні;

-впливом – механічні, хімічні, фізичні, біологічні;

-характером – умисні, супутні, аварійні, випадкові;

-поширенням – локальні, регіональні, глобальні.

Природні забруднення – це ті, що спричинені будь-якими природними явищами без впливу людини (виверження вулканів, повені, селевий потік, вивітрювання ґрунтів, розкладання рослин і тварин тощо).

Антропогенні забруднення викликані несприятливими змінами навколишнього середовища, що цілком або частково спричинені людською діяльністю.

Матеріальні забруднення об’єднують механічні, хімічні та частково біологічні.

Енергетичні забруднення – фізичні забруднення з енергетичними властивостями.

Механічні забруднення – привнесення в екосистему різних чужорідних для неї предметів, відходів, сміття, абіотичних наносів тощо, які порушують її природне функціонування без фізико-хімічних наслідків.

Фізичні забруднення - привнесення в екосистему джерел енергії (теплоти, світла, шуму, вібрації, гравітації, електромагнітного, радіоактивного випромінювань тощо), яке проявляється у відхиленні від норми її фізичних властивостей.

Хімічне забруднення - привнесення в екосистему чужорідних для неї забруднюючих речовин в концентраціях, що перевищують фонові.

Біологічні забруднення – спричиняють появу в природі (у результаті антропогенної діяльності) нових різновидів живих організмів, підвищення патогенності паразитів та збудників хворіб, а також спровоковане людиною катастрофічне розмноження окремих видів (наприклад, внаслідок не обґрунтованої інтродукції*, порушення карантину тощо).

*Інтродукція – введення (вступ).

Умисні забруднення – цілеспрямовані антропогенні зміни стану довкілля: протизаконні викиди й скиди шкідливих відходів виробництва у водні об’єкти, повітря та ґрунт, знищення лісів, пасовищ, браконьєрство, утворення кар’єрів, неправильне використання земель, природних вод тощо.

Супутні забруднення – поступові зміни стану атмосфери, гідросфери, літосфери й біосфери в окремих районах, регіонах і планети в цілому в результаті антропогенної діяльності – перетворення в пустелю, висихання боліт, зникнення малих річок, поява кислотних дощів, парникового ефекту, руйнування озонового шару тощо.

Аварійні забруднення – виникають внаслідок надзвичайних ситуацій, порушення технологічних процесів на виробництві або пошкодження споруд і устаткування в результаті природних явищ.

Випадкові забруднення – виникають внаслідок аварійних викидів токсичних газів або скидів стічних вод промисловістю, сільськими та комунальними господарствами тощо.

Локальне забруднення – забруднення невеликого району, населеного пункту, транспортної магістралі тощо.

Регіональне забруднення – те, що спостерігається в межах значного простору, але не охоплює всю планету.

Глобальне забруднення – проявляється в будь-якій точці планети вдалині від його джерела й розповсюджується на величезні території.

Умовно забруднюючі речовини можна об’єднати в такі основні (головні) групи за:

-видом – механічні, хімічні, фізичні, біологічні;

-часом дії - короткочасні, середньої тривалості, довготривалі;

-стійкістю дії - стійкі, нестійкі, середньої стійкості;

-впливом – прямої та непрямої (опосередкованої) дії;

-характером – первинні, вторинні.

Механічні забруднювачі – це різні тверді частинки або предмети (викинуті як непотрібні, відпрацьовані, невикористані) на поверхні Землі, в грунтах, воді та в Космосі (пил, уламки космічних апаратів)

Хімічні забруднювачі - тверді, газоподібні й рідкі речовини, хімічні сполуки штучного походження, які надходять у біосферу й порушують природні процеси кругообігу речовин та енергії.

Фізичні забруднювачі – теплові, електромагнітні, радіаційні, шумові та вібраційні поля.

Біологічні забруднювачі – патогенні мікроорганізми, гриби, водорості, організми збудники захворювань тощо.

Стійкі забруднювачі – це такі, які довго зберігаються в природі (пластмаси, поліетилен, деякі метали, скло, радіоактивні речовини з великим періодом напіврозпаду тощо).

Нестійкі забруднювачі – це такі, які швидко розкладаються, розчиняються, нейтралізуються в природному середовищі під впливом різних факторів і процесів.

Середньої стійкості забруднювачі – негативний вплив яких відбувається протягом певного терміну часу, а потім зникає.

Первинні забруднювачі – утворюються безпосередньо під час природних та техногенних процесів.

Вторинні забруднювачі – утворюються під час фізико-хімічних процесів, які відбуваються в навколишньому середовищі.

ТЕМА: НОРМУВАННЯ ЯКОСТІ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

2.1.Основні поняття та визначення

Увідповідності з природоохоронним законодавством України нормування якості навколишнього середовища здійснюється з метою встановлення гранично допустимих норм впливу, які гарантують екологічну безпеку населення і збереження генофонду та забезпечують раціональне використання і відновлення природних ресурсів в умовах сталого розвитку господарської діяльності. При цьому під впливом розуміють антропогенну діяльність, що пов’язана з реалізацією економічних, рекреаційних та культурних інтересів і вносить фізичні, хімічні та біологічні зміни у довкілля. Визначена ціль передбачає накладання граничних умов (нормативів) як на сам вплив, так і на фактори середовища, що відображають і впливи, і відгуки екосистем.

Антропоцентричний підхід, що був притаманний багатьом сферам суспільного життя, характерний і для історії розвитку нормування: раніше за інші були встановлені нормативи придатних для людини умов середовища

(перш за все, виробничого). Тим самим було закладено підвалини робіт у галузі санітарно-гігієнічного нормування. Проте людина – не найбільш чутливий з біологічних видів, тому принцип “захищена людина – захищені й екосистеми” є по суті хибним.

Генофонд – вся сукупність живих організмів з їх виявленими та потенційними спадковими здібностями.

Рекреація (від лат. recreatio – відновлення) – відпочинок, відновлення сил людини, витрачених у процесі праці.

Антропоцентризм (від гр. anthropo – людина і kentron – центр) –

світогляд, згідно якого людина є центром і найвищою метою світобудови. На відміну від санітарно-гігієнічного, екологічне нормування

передбачає урахування так званого допустимого навантаження на еко-

систему (принцип біоцентризму). Допустимим вважається таке навантаження, під дією якого відхилення від нормального стану екосистеми не перевищує природних змін і, відповідно, не спричиняє небажаних наслідків у живих організмів і не призводить до погіршення якості середовища. На сьогодні відомі лише деякі спроби урахування навантаження для рослин суходолу та для водного населення водойм рибогосподарського призначення.

Як екологічне, так і санітарно-гігієнічне нормування ґрунтуються на знанні ефектів впливу на живі організми різноманітних факторів. Одним з найважливіших у токсикології та нормуванні є поняття шкідливої речовини. У спеціальній літературі шкідливими прийнято називати всі речовини, вплив яких на біологічні системи може призвести до негативних наслідків. Як правило, всі ксенобіотики (чужорідні для живих організмів, штучно синтезовані речовини) розглядаються як шкідливі.

Встановлення нормативів якості навколишнього середовища і продуктів харчування ґрунтується на концепції порогової дії. Поріг шкідливої дії

– це мінімальна доза речовини, при впливі якої в організмі виникають зміни, що виходять за межі фізіологічних та пристосовницьких реакцій, або ж прихована (тимчасово скомпенсована) патологія. Таким чином, порогова доза речовини (або порогова дія взагалі) викликають у біологічного організму відгук, який не може бути скомпенсований за рахунок гомеостатичних механізмів – механізмів підтримання внутрішньої рівноваги організму.

Нормативи, що обмежують шкідливу дію, встановлюються і затверджуються спеціально уповноваженими державними органами у галузі охорони навколишнього природного середовища та санітарно-епі- деміологічного нагляду й удосконалюються (розробляються, приймаються, схвалюються, переглядаються, змінюються, їх дія припиняється) з розвитком

науки і техніки з урахуванням міжнародних стандартів у порядку, встановленому законодавством.

В основі санітарно-гігієнічного нормування лежить поняття гранично допустимої концентрації (ГДК)– нормативу, що встановлює концентрації шкідливих речовин в одиниці об’єму (повітря, води), маси (харчових продуктів, ґрунту) або поверхні (шкіри працюючих), які при дії протягом визначеного проміжку часу практично не впливають на здоров’я людини і не викликають несприятливих наслідків у її нащадків.

Укласичних роботах гігієністів-токсикологів відображене уявлення про те, що вся сукупність наукових досліджень (токсикологічні експерименти) вказує тільки порядок величин, у межах яких має знаходитись гранично допустима концентрація. Точна фіксація такої концентрації (вибір із визначених у результаті досліджень величин) має визначатися низкою інших умов, у тому числі й “технічною досяжністю”.

Санітарно-гігієнічне нормування охоплює всі середовища та різноманітні шляхи надходження шкідливих речовин в організм, хоча рідко відображає їх комбіновану дію (одночасний чи послідовний вплив декількох речовин при тому самому шляху надходження) й не враховує ефектів комплексного (надходження шкідливих речовин в організм різними шляхами

із різними середовищами – з повітрям, водою, їжею, через шкіру) та сполучного впливу всього розмаїття фізичних, хімічних і біологічних факторів навколишнього середовища. Існують лише обмежені переліки речовин, що проявляють ефект комбінованої дії в разі їх одночасної присутності в атмосферному повітрі.

Визначити концентрацію деякої речовини, тривала дія якої завдає організму шкоди, досить складно, оскільки для цього необхідні довгострокові експерименти і дослідження, а вплив забруднюючої речовини зазвичай перекривається іншими ефектами – кліматичними, виробничими тощо.

Розробка питання щодо допустимих кількостей шкідливих речовин у середовищі, яке оточує людину, має вже понад столітню історію. Так, у 1896

р. Хиртом мабуть уперше запропонував допустиму концентрація хлористого водню визначати на рівні 1% або 160 мг/м3 (нині ГДК хлористого водню становить 0.5 мг/м3, тобто 1/320 від початково запропонованої величини).

УСРСР активна робота по обґрунтуванню ГДК розпочалася одразу після встановлення радянської влади. У 1922 р. спеціальною постановою Наркомату праці були затверджені перші ГДК для трьох речовин – сульфуру та нітрогену оксидів, хлоридної кислоти – у повітрі робочої зони. До початку Великої Вітчизняної війни таких ГДК було затверджено вже 79. Після

закінчення війни роботи з обґрунтування допустимого вмісту шкідливих речовин поширилися на інші сфери: повітряне середовище населених пунктів, воду, ґрунт, сільськогосподарську продукцію. Робочою зоною вважають простір висотою до2 м над рівнем підлоги чи майданчика, на яких знаходяться місця постійного або тимчасового перебування працюючих.

1952 р. було затверджено перший перелік з 10 найменувань шкідливих речовин, для яких встановлено ГДК їх вмісту в атмосферному повітрі.

Зазначимо також, що санітарні правила, норми і гігієнічні нормативи, затверджені колишнім Міністерством охорони здоров’я СРСР, до прийняття відповідних нормативних актів України продовжують діяти на території нашої держави у частині, що не протирічить санітарному законодавству України.

Аналіз того, як змінюються з часом значення гранично допустимих концентрацій, свідчить про їх відносний характер, точніше про відносність наших знань щодо безпечності або небезпечності тих чи інших речовин. Достатньо пригадати, що у п’ятидесяті роки ДДТ вважався одним з найбезпечніших для людини інсектицидів і широко рекламувався для використання у побуті, а нині він заборонений майже в усіх країнах світу.

Для речовин, про дію яких не накопичено достатньої інформації,

можуть встановлюватися тимчасово допустимі концентрації (ТДК), орієнтовно безпечні рівні впливу (ОБРВ), а для ґрунтів – орієнтовно допустимі концентрації (ОДК) – нормативи, отримані в основному розрахунковим шляхом і рекомендовані для використання терміном на 2-3 роки.

У публікаціях інколи можна зустріти й інші характеристики шкід-

ливих речовин. Так, під токсичністю розуміють здатність речовини викликати порушення фізіологічних функцій організму, що, у свою чергу, призводить до захворювань (інтоксикацій, отруєнь) або, у важких випадках,

до загибелі. Фактично токсичність – це міра несумісності речовини із життям.

Ступінь токсичності речовини прийнято характеризувати величиною

токсичної дози – кількістю речовини (віднесеною, як правило, до одиниці маси тварини чи людини), яка викликає певний токсичний ефект. Чим менша токсична доза речовини, тим вища її токсичність.

Розрізняють середньосмертельні (ЛД-50), абсолютно смертельні (ЛД100), мінімально смертельні (ЛД–10) та інші дози. Числа в індексі відображають ймовірність (у відсотках) виникнення певного токсичного ефекту – в даному випадку, смерті, у групі піддослідних тварин. Слід мати на увазі, що величини токсичних доз залежать від шляхів надходження речовин

в організм. Доза ЛД-50 (загибель половини піддослідних тварин) дає значно більш визначену у кількісному відношенні характеристику токсичності, ніж ЛД-100 чи ЛД-10. Залежно від типу дози, виду тварин і шляху надходження, обраних для оцінки, порядок розташування речовин на шкалі токсичності може змінюватися. Зазначимо, що величину токсичної дози не використовують безпосередньо у системі нормування.

Санітарно-гігієнічні та екологічні нормативи визначають якість навколишнього середовища по відношенню до здоров’я людини і стану екосистем, проте не вказують на джерело впливу і не регулюють його діяльності. Вимоги, що висуваються власне до джерел впливу, відображають

науково-технічні нормативи, до яких відносяться нормативи викидів і скидів шкідливих речовин (ГДВ і ГДС), а також технологічні, будівельні,

містобудівні норми і правила, які містять вимоги щодо охорони навколишнього природного середовища. В основу встановлення науково-

технічних нормативів покладений наступний принцип: за умови дотримання цих нормативів підприємствами реґіону вміст будь-якої домішки у воді, повітрі і ґрунті повинен задовольняти вимогам санітарно-гігієнічного нормування.

Науково-технічне нормування передбачає запровадження обмежень діяльності господарських об’єктів щодо забруднення навколишнього середовища, іншими словами, визначає гранично допустимі потоки шкідливих речовин, які можуть надходити від джерел впливу у повітря, воду, ґрунт. Таким чином, від підприємств вимагається не забезпечення власне тих чи інших ГДК, а дотримання обмежень на викиди і скиди шкідливих речовин, встановлених для об’єкта в цілому або для конкретних джерел, що входять до його складу. Зафіксоване перевищення величин ГДК у навколишньому середовищі саме по собі не є порушенням з боку підприємства, хоча, як правило, служить сигналом невиконання встановлених науково-технічних нормативів (або ж свідчить про необхідність їх перегляду).

ТЕМА Моніторинг – система оцінки стану довкілля

Якість природного середовища

Якість природного середовища – це стан природних і перетворених людиною екосистем, що зберігають їх здатність до постійного обміну речовин та енергії в природних екосистемах. Найбільш розповсюдженим критерієм оцінки якості складових природного середовища є гранично