- •7. БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ КРУГОВОРОТЫ
- •- Антропогенный круговорот ксенобиотиков (ртути, свинца, хрома).
- •7.1. Характеристика большого и малого круговоротов
- •Все вещества на нашей планете находятся в процессе круговорота. Солнечная энергия вызывает на Земле два круговорота веществ:
- •Электромагнитный спектр включает много видов излучений: от микроволн до длинноволновых (рис.8.1, 8.2).
- •Вызывает болевые ощущения
- •Шум машин на автостраде
- •Разговор
- •Журчание ручья
- •ЗАГРЯЗНЕНИЕ
- •На рис. 10.8 представлены источники загрязнения атмосферы.
- •Источники загрязнения атмосферы
- •10.4.2. Аэрозоли. Смог
- •Аэрозоль – газообразная среда со взвешенными в ней твердыми или жидкими частицами. К аэрозолям относятся дымы, туманы.
- •Природные ресурсы
- •Геотермальные
- •11.3. Проблемы использования природных ресурсов
- •Полезные ископаемые
- •12.3. Источники загрязнения поверхностных и подземных вод
- •4 – аэрационная часть; 5 – сборный лоток; 6 – отстойная часть;
- •Рис. 12.22. Схема устройства шламонакопителя:
- •Рис. 13.1. Схема строения атмосферы Земли
- •13.2. Приземный слой воздуха
- •13.5. Очистка пылегазовых выбросов в атмосферу
- •Развитие эффективных систем контроля за загрязнением атмосферы, в том числе автоматизированных и дистанционных систем.
- •13.5.1. Очистка газовых выбросов от пыли
- •Кислот
- •Невысокая
- •Временное сокращение объема производства не является основанием к пересмотру принятой величины СЗЗ для максимальной проектной или фактически достигнутой его мощности.
- •Размеры СЗЗ по решению Главного государственного санитарного врача или его заместителя могут быть уменьшены при:
- •14.2. Почвы
- •Отток воды из почвы тоже происходит двумя путями:
- •Содержание микробов в почве представлено в виде табл. 14.2.
- •14.3. Экологическое состояние земельных ресурсов в
- •Республике Казахстан
- •Почвы
- •Подзолистые
- •Категории земель Республики Казахстан
- •ГХЦГ (гексахлоран) технический
- •Карбарил
- •Линдон
- •Карбофос
- •Хлорофос
- •Полихлоркамфен
- •Полихлорпинел
- •Хлоралит
- •Прометрин
- •14.4.3. Эрозия почвы: опустынивание
- •Виды и источники воздействия на литосферу при добыче ПИ
- •Таблица 15.1
- •Классификация радиоактивных отходов
- •Группа
- •Твердые радиоактивные отходы
- •16. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ И МОНИТОРИНГ
- •ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ
- •- Пример проведения мониторинга на радиоактивность.
- •Основные функции мониторинга.
- •Основными функциями мониторинга являются:
- •ГЛОБАЛЬНАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА
- •Общегосударственная служба наблюдения
- •Мониторинг окружающей
- •Мониторинг природных объектов
- •Уровни организации живого
- •16.3.1. Структура системы мониторинга. Виды наблюдений
- •Показатели качества в санитарно-гигиеническом мониторинге
- •Рис.16.8. Показатели качества элементов природной среды
- •Рис. 16.10. Планово-периодический контроль радиоактивного загрязнения
- •Рис.16.11. Планово-периодический контроль химического загрязнения
- •ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ
- •Вещество
- •ОБУВ
- •Задача 1. Определение опасности загрязнения атмосферы от выбросов предприятия.
- •18.3.2. Неблагоприятные метеорологические условия
- •18.3.3. Определение категории опасности предприятия (КОП)
- •18.4. Нормирование загрязняющих веществ в водных объектах
- •Виды водопользования
- •Окраска
- •Температура
- •Не должен выходить за пределы 6,5 – 8,5
- •Виды водопользования
- •СанПиН 4630-88
- •Не более
- •Не более 100 в 1 л
- •Государственные органы управления ООС во главе с президентом РК
- •ОБЪЕКТЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ
- •ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА
- •ОБЪЕКТЫ
- •ЗАДАЧИ ЭКОНОМИЧЕСКОГО МЕХАНИЗМА
- •ЭКОНОМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ОХРАНЫ ПРИРОДЫ
- •Рис.20.6. Экономические механизмы охраны окружающей природной среды
- •11.3.Проблемы использования природных ресурсов……..…….198
- •18.4. Нормирование загрязняющих веществ
- •степени очистки сточных вод………………………….....421
- •документы…………………………………………………....446
Экология
2) полученные величины объединяются в суммарный показатель, который учитывает воздействие нескольких веществ.
Расчет индексов загрязнения атмосферного воздуха. Для оценки загрязненности атмосферного воздуха используется индекс
загрязненности |
атмосферы и обозначают ИЗА, а качества поверх- |
|||||||||||||||
ностных вод – ИЗВ. |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
Показатели качества в санитарно-гигиеническом мониторинге |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
комплексные оценки |
|
|
|
|
индексы загрязнений (ИЗ) |
|
|
|||||||
|
|
санитарного состояния |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
природных объектов по |
|
|
|
атмосферы |
воды |
|||||||||
|
|
совокупности измеряемых |
|
|
|
|
ИЗА |
ИЗВ |
||||||||
|
|
показателей |
|
|
|
|
|
|
|
(рис.16.1) |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
воды |
атмосферы почвы |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
водоемов |
|
(табл.16.2) |
|
|
личинки мух |
||||||||
|
|
|
(табл.16.1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
яйца гельминтов |
||||
|
|
|
|
физические |
|
|
коли-титр |
|||||||||
|
|
|
(взвеси, рН, запах) |
|
титр анаэробных бактерий |
|||||||||||
|
|
|
|
химические(О2, БПК5,NH4+) |
|
|
санитарное число |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
гидробиологические |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
(титр кишечной палочки, |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
сапрофитовые бактерии, БПЗ4 ) |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
воды водных объектов I и П категорий (табл.16.3) |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
Органолептический ЛПВ (запах, привкус) |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
Токсикологический ЛПВ |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Общесанитарный ЛПВ (БПК20, О2) |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
Бактериологический ЛПВ (ЛПКП) |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
Индекс загрязнения (0, 1, 2, 3) |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Рис.16.8. Показатели качества элементов природной среды |
|||||||||||
|
|
Расчет ИЗА начинается с нахождения отношения измеренной |
||||||||||||||
концентрации i-го вещества Сi к его ПДКi (Аi): |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Аi = Сi / ПДКi , |
|
|
(16.1) |
||||||
|
|
а – принимает значения от 1 до 9; |
БПЗ – биологический показа- |
тель загрязнения, т.е. отношение числа одноклеточных организмов, не содержащих хлорофилла (В), к общему числу одноклеточных, включая
205
Экология
водоросли, содержащие хлорофилл (А); БПЗ =В/(А+В)·100%; ЛПКП – число колоний лактозоположительных палочек в 1 л воды.
По величине Аi можно оценить действие концентраций различных веществ в сопоставимых единицах.
Далее вводят весовые коэффициенты для учета характера воздействия веществ, а также выбирают вид функции j.
Таблица 16.1
Комплексная оценка санитарного состояния водоема по совокупности физических, химических и гидробиологических по-
казателей (по С.М.Драчеву, 1964, с изменениями)
|
Физические показатели |
Химические показатели |
Гидробиологические |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п-ли |
|
Степень |
Взве- |
|
рН |
Запах, |
02, |
БПК5 |
|
NH4+, |
Титр |
Сапро |
БП342, |
|
загрязне- |
шенные |
|
баллы |
% |
мг/л |
|
мг/л |
|
кишеч- |
фитн. |
% |
|
ния |
вещ-ва, |
|
|
|
|
|
|
|
ной |
бакте- |
|
|
|
мг.л |
|
|
|
|
|
|
|
|
палоч- |
рии, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ки, мл |
кол/мл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Очень |
1 – 3 |
|
6,5 - 8,0 |
1 |
95 |
0,5 |
- |
0,05 |
|
10 - 100 |
а·101 |
0 – 5 |
чистые |
|
|
|
|
|
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чистые |
4 – 10 |
|
6,5 - 8,5 |
2 |
80 |
1,1 |
- |
0,10 |
|
< 10' |
а·102 |
6 – 10 |
|
|
|
|
|
|
1,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Умеренно |
11 – 19 |
6,0 - 9,0 |
3 |
70 |
2,0 |
- |
0,20 |
- |
< 5·102 |
а· 103 |
11-20 |
|
загрязнен- |
|
|
|
|
|
2,9 |
|
0,30 |
|
|
|
|
ные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Загряз- |
20 – 50 |
5,0 - 6,0 |
4 |
60 |
3,0 |
- |
0,40 |
- |
< 5·102 |
а ·104 |
2160 |
|
ненные |
|
|
9,0 - 10,0 |
|
|
3,9 |
|
1,00 |
|
5·103 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Грязные |
51 |
– |
5,0 - 6,0 |
5 |
30 |
4,0 |
- |
1,10 |
- |
<5·103 |
а· 105 |
6199 |
|
100 |
|
9,0 - 10,0 |
|
|
10,0 |
|
3,00 |
|
1·103 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Очень |
> 100 |
|
2,0 - 4,0 |
> 5 |
0 |
> 10,0 |
|
> 3,0 |
|
< 1·10-3 |
> а 106 |
100 |
грязные |
|
|
11,0 - 3,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а – принимает значения от 1 до 9.
БПЗ – биологический показатель загрязнения, т.е. отношение числа одноклеточных организмов, не содержащих хлорофилла(В), к общему числу одноклеточных, включая водоросли, содержащие хлорофилл (А). БПЗ=В/(А+В)· 100 %.
206
Экология
Таблица 16.2 Комплексная оценка санитарного состояния почв
(по Г. В. Стадницкому, А. Н. Родионову, 1996)
|
|
|
|
Показатели |
|
|
|
Состояние |
|
|
|
|
|
|
|
Личинки мух в |
Яйца |
гель- Коли-титр |
Титр |
- |
анаэСанитарное |
||
Почвы |
|
0,25 м3 почвы, |
минтов, |
|
робных |
|
число |
|
|
экз. |
экз./кг |
|
бактерий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чистая |
|
0 |
0 |
>1 |
> 0,1 |
|
0,98 - 1,00 |
Слабо |
заг з- |
Единично |
До 10 |
1,0 – 10-1 |
0,1 – 10-1 |
|
0,85 - 0,98 |
ненная |
|
|
|
|
|
|
|
Загрязненная |
10 – 25 |
11 – 100 |
10 – 103 |
10-3 – 10-5 |
|
|
|
Сильно |
загряз- |
> 25 |
> 100 |
< 10-3 |
< 10-5 |
|
< 0,70 |
ненная |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица16.3 Гигиеническая классификация водных объектов
по степени загрязнения (по СанПиН-4630-88)
|
|
Оценочные показатели для водных объектов 1 и 2 категорий |
|||||||
Класс |
Степень |
Органолептическй |
Токси- |
Общесанитарный |
Бактри |
Индекс |
|||
ЛПВ |
|
кологич. |
ЛПВ |
|
|
ологич. |
загряз- |
||
каче- |
загрязне- |
|
|
|
|||||
|
|
ЛПВ |
|
|
|
ЛПВ |
нения |
||
ства |
ния |
|
|
|
|
|
|||
|
|
Запах, |
Степень |
Степень |
БПК20 |
02, |
ЛПКП', |
|
|
|
|
привкус, |
превыш |
превыш |
К,о |
мг/л |
кол./л |
|
|
|
|
баллы |
ПДК |
ПДК |
|
|
|
|
|
|
|
|
(sорг) |
I |
П |
|
|
|
|
|
|
|
(Sтокс.) |
|
|
|
|||
1 |
Допусти- |
2 |
1 |
1 |
3 |
6 |
4 |
10 |
0 |
|
мая |
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
Умеренная |
3 |
4 |
3 |
6 |
8 |
3 |
104- 105 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
III |
Высокая |
4 |
8 |
10 |
8 |
10 |
2 |
105- 106 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IV |
Чрезвы- |
> 4 |
> 8 |
> 100 |
> 8 |
> 10 |
< 1,0 |
> 106 |
3 |
|
чайно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
высокая |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вначале вычисляют средние значения полученных показателей Аi, затем - индекс загрязнения атмосферного воздуха ИЗА:
207
|
|
|
|
|
Экология |
|
-1 é |
1 |
к |
ù |
|
ИЗА =j |
ê |
|
åj( Аi |
)ú |
(16.2) |
|
|||||
|
ë |
к i=1 |
û |
|
где j (z) – монотонно возрастающая функция; j -1 (z) - обратная функция; k - число показателей, используемых в расчете.
Функция j(z) должна учитывать известные закономерности воздействия всех определяемых загрязняющих веществ на те или иные объекты.
Частными случаями формулы (16.2) являются: j´(z) = z – среднее арифметическое; j´´(z) = ln z - среднее геометрическое; j ´´´(z) = z2 - среднее квадратичное.
Среднее геометрическое равно нулю, если хотя бы одно из слагаемых равно нулю.
ИЗА можно рассчитать с учетом средних ассоциативных с дополнительным взвешиванием членов суммы (весовых) аi :
где а1 + а2 + ... + аk = 1, аk ³ 0.
Таким образом, с помощью аi можно учесть разницу в характере воздействия различных веществ.
За средневзвешенное значение можно принять максимальное значение показателя Аi из ранжированного ряда А1 ³ А2 … ³ Аk :
ИЗА = Аi = Аmax .
Если использовать в расчетах средневзвешенное арифметическое,
то формула примет вид: |
|
ИЗА = 1 / k å(ai Ai) |
(16.3) |
При квадратичном осреднении, которое подчеркивает |
вклад ве- |
ществ с наиболее высокими по отношению к их ПДК концентрациями, расчет ведут по формуле:
ИЗА = [1/k å(ai Ai2)]½ |
(16.4) |
Существует методика расчета ИЗА, учитывающая класс опасности загрязняющих веществ. Часто в качестве ИЗА используют макси-
мальный показатель из числа полученных: |
|
|||
|
И3А =(аiАi)max . |
(16.5) |
||
В США, например, ИЗА воздуха, рассчитывают по максимально- |
||||
му значению из измеренных показателей. |
|
|||
На рис. 16.9 показаны |
значения |
индексов |
при арифметическом |
|
(j'), геометрическом (j") и квадратичном (j"') |
осреднении в случае |
|||
присутствия в воздухе пяти примесей с различной концентрацией: |
||||
А1 |
(взвесь) = 0,1; |
А2 |
(СО) = 0,1; |
|
A3 |
(NO) = 05; |
A4 |
(SO2) = 0,9; |
208
Экология
A5 (NO2) = 0,9.
Рис. 16.9. Индексы загрязнения воздуха ИЗА при различных видах функции j (по Балацкому О.Ф. и др., 1984)
Расчет индекса загрязнения природных вод (ИЗВ). ИЗВ можно рассчитать разными способами. Приведем в качестве примера метод расчета, рекомендованный нормативным документом, который явля-
ется неотъемлемой |
частью Правил охраны поверхностных вод |
|
(1991) – СанПиН 4630-88. |
|
|
1) |
измеряют концентрации загрязняющих веществ; |
|
2) |
группируют их |
по лимитирующим признакам вредности– |
ЛПВ (органолептическому, токсикологическому и общесанитарному); 3) затем для первой и второй(органолептический и токсикологи-
ческий ЛПВ) групп рассчитывают степень отклонения(Аi) фактических концентраций веществ (Ci от их ПДК, так же, как и для атмосферного воздуха (1);
4) далее находят |
суммы показателей i Адля |
первой и второй |
групп веществ: |
n |
|
|
|
|
|
S = å( Ai ) |
(16.6) |
|
i=1 |
|
где S – сумма Аi |
для веществ, нормируемых |
по органолептиче- |
скому (Sорг) и токсикологическому (Sтокс)ЛПВ;
n – число суммируемых показателей качества воды. Кроме того, для определения ИЗВ используют:
- величину растворенного в воде кислорода и БПК и т.д. (об-
20
щесанитарный ЛПВ); - бактериологический показатель – число лактозоположитель-
ных кишечных палочек (ЛПКП) в 1 л воды, запах и привкус.
209
Экология
Индекс загрязнения воды определяется в соответствии с гигиенической классификацией водных объектов по степени загрязнения (табл. 16.3.).
Сопоставляя соответствующие показатели (Sорг, Sорг, БПК20 и т. д.) с оценочными (см. табл.16.4.), определяют индекс загрязнения, степень загрязнения водного объекта и класс качества вод.
Индекс загрязнения определяют по наиболее жесткому значению оценочного показателя. Так, если по всем показателям вода относится к 1 классу качества, но содержание кислорода в ней меньше 4,0 мг/л (но больше 3,0 мг/л), то ИЗВ такой воды следует принять за 1 и отнести ее ко II классу качества (умеренная степень загрязнения).
От степени загрязнения воды водного объекта зависят виды -во допользования (табл.16.4).
Для оценки качества воды в странах СНГ используют методику расчета ИЗВ только по химическим показателям, но с учетом более жестких рыбохозяйственных ПДК. При этом выделяют не4, а 7 классов качества:
I – очень чистая вода (ИЗВ = 0,3); II – чистая (ИЗВ = 0,3 – 1,0);
III – умеренно загрязненная (ИЗВ = 1,0 – 2,5); IV – загрязненная (ИЗВ = 2,5 – 4,0);
Таблица 16.4 Возможные виды водопользования в зависимости
от степени загрязнения водного объекта (по СанПиН-4630-88)
Степень |
Возможное использование водного объекта |
|
загрязнения |
|
|
Допустимая |
Пригоден для всех видов водопользования населения практически |
|
|
без каких-либо ограничений |
|
|
|
|
Умеренная |
Свидетельствует об опасности использования водного объекта для |
|
|
культурно-бытовых целей. Использование как источника хозяйст- |
|
|
венно-питьевого водоснабжения без снижения уровня химического |
|
|
загрязнения на очистных водопроводных сооружениях может при- |
|
|
вести к начальным симптомам интоксикации у части населения, |
|
|
особенно при наличии веществ 1-го и 2-го классов опасности |
|
|
|
на |
Высокая |
Безусловная опасность культурно-бытового водопользования |
|
|
водном объекте. Недопустимо использование как источника хозяй- |
|
|
ственно-питьевого водоснабжения из-за сложнос-ти удаления токси- |
|
|
ческих веществ в процессе водоподготовки. Употребление для питья |
|
|
воды может привести к появлению симптомов интоксикации и |
|
|
развитию отдаленных эффектов, особенно при присутствии веществ |
|
|
1-го и 2-го классов опасности |
|
|
|
|
210
|
Экология |
|
|
|
|
Чрезвычайно |
Абсолютная непригодность для всех видов водопользования. Даж |
|
высокая |
кратковременное использование воды водного объекта опасно д |
|
|
здоровья населения |
|
|
|
|
V – грязная (ИЗВ = 4,0 – 6,0);
VI – очень грязная (ИЗВ = 6,0 – 10,0);
VII – чрезвычайно грязная (ИЗВ более 10,0).
16.3.3. Пример проведения мониторинга на радиоактивность
Работы, связанные с защитой ОС носят преимущественно плано- во-периодический характер и отражены на блок-схемах, представлен-
ных ниже (рис. 16.10 и 16.11).
211