Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Оценка воздействия на окружающую среду. Практикум
.pdf
честве 0,215 мг/л. Допустимо ли такое содержание примесей с
№
Наименование показателя
Ед. измерения
Величина
1
Слой осадков за теплый период
мм
398 2 Слой осадков за холодный период
мм
173
3
Общ. Площадь предприятия
га
0,2
4
Общ. Площадь водонепроницаемых
поверхностей (асфальт, крыши и др.)
га
0,187
5
Коэффициент, учитывающий вывоз снега
-
1,0 6 Расход воды на 1 поливку (мойку)
л/м2
1,2 7 Количество поливок (моек в год)
раз
4
№
Наименование показателей
Значение показателей, мг/л
1
2
3
Нефтепродукты
БПК5
Растворенный кислород
0,04
1,22
9,48
точки зрения санитарно-гигиенических требований?
2. В результате физико-химического анализа природной во-
ды из природного водоема культурно-бытового назначения получены следующие данные: нефтепродукты 0,05 мг/л; БПК5 –
1,08 мг/л; растворенный кислород – 7,52 мг/л; натрий –
99,13 мг/л; железо (общ.) – 0,2 мг/л; марганец – 0,07 мг/л; нитриты – 0,1 мг/л; нитраты 3,55 мг/л. Дать характеристику загрязнения воды.
3. Река Т. используется по многоцелевому назначению. На
различных участках реки вода используется для хозяйственнопитьевых и культурно-бытовых нужд населения. Загрязнение
воды может быть от недостаточно очищенных сбросов сточных
вод различных предприятий, а также от смыва с полей части
почвы, содержащей различные агрохимикаты. Необходимо
определить экологическое состояние и пригодность водоема для
указанных видов водопользования, а также предложить способы
решения возникающих проблем.
В Приложении 7 приведены данные химического анализа
воды по содержанию в ней токсичных металлов и справочные
данные для определения величины ИЗВ.
4. Рассчитайте общий объем неорганизованных стоков поверхностных вод для промышленного предприятия, расположенного в г. Невинномысске. Исходные данные:
5. Химический анализ воды из водоема рыбохозяйственного назначения (1 категории) показал следующее:
111
4
5
6
7
8
9
СПАВ
Азот аммонийный
Железо (общ.)
Медь
Цинк
Хлориды
0,015
0,12
0,1
0,002
0,004
109,54
№
Наименование показателей
Значение показателей, мг/л
1
2
3
4
5
6
7
8
Нефтепродукты
БПК5
Растворенный кислород
СПАВ
Азот аммонийный
Нитриты
Хлориды
Сульфаты
0,02
1,48
9,22
0,001
0,23
0,062
107,7
211,4
Концентрация, мг/л
Загрязняющее
вещество
Дождевые
воды
Талые воды
Поливомоечные воды
Взвешенные
вещества
150
500
120
Нефтепродукты
4,2
4,4
4,2
Дать характеристику загрязнения воды.
6. В воде водного объекта хозяйственно-питьевого назначе-
ния обнаружены железо в концентрации 0,15 мг/л и медь в концентрации 0,65 мг/л. Допустимо ли такое содержание примесей
с точки зрения санитарно-гигиенических требований?
7. В воде водного объекта, используемого для рыбохозяйственных целей, обнаружены нитриты в концентрации 0,007 мг/л и
азот аммиака в концентрации 0,0025 мг/л. Допустимо ли такое
содержание примесей с точки зрения санитарно-гигиенических
требований?
8. Химический анализ воды из водоема культурно-бытового
назначения (II категории) показал следующее:
Дать характеристику загрязнения воды.
9. Рассчитайте массу загрязняющих веществ, поступающих
в окружающую среду с поверхностным стоком для предприятия
с параметрами сброса и при тех же условиях, что и в задаче 4.
Концентрации загрязняющих веществ определена по данным
аналитического контроля:
112
БПК
26,3
44,3
56,6
ХПК
51,4
51,9
51,4
Сульфаты
16,8
17,8
12,2
Хлориды
87,4
306,4
54,5
Нитриты
0,12
0,18
0,12
Нитраты
0,11
0,15
0,10
Фосфор общий
0,2
0,3
0,2
Железо
0,03
0,03
0,02
Медь
0,01
0,05
0,01
Литература [4, 7, 19, 21, 24, 30].
113
15. ОЦЕНКА ДОПУСТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ
ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ
(по заданному значению допустимого риска)
Цель: получить практический навык расчета допустимых кон-
центраций вредных веществ для населения и персонала предприятия,
научиться определять допустимые концентрации токсикантов с целью
предотвращения отдаленных последствий.
В результате освоения темы у студента формируется навык оцен-
ки допустимых концентраций загрязняющих веществ (ПК-17).
Словарь: экологический риск, индивидуальный риск, токсикант,
связь «доза – эффект» (пороговая и беспороговая), экспозиция канцерогена, отдаленные последствия (быстропроявляемые и отдаленные
эффекты).
Теоретическая часть
1. Оценка допустимых для населения концентраций загрязнителей
Метод расчета допустимых концентраций загрязнителя
(токсиканта) по заданному значению допустимого риска зависит
от того, какова связь между дозой этого токсиканта и вызываемым им эффектом. Как известно, эта связь может быть пороговой или беспороговой. Если соотношение “доза – эффект” не
имеет порога, то допустимая концентрация может быть рассчитана по величине дополнительного риска, устанавливаемого для
всей продолжительности жизни индивидуума, или по количеству дополнительных случаев тяжелых последствий, относимых
к одному году. Если же связь “доза – эффект” характеризуется
наличием пороговой дозы (или пороговой мощности дозы), то
допустимая концентрация определяется по значению этой дозы
(или мощности дозы).
Пусть в g компонентах среды обитания (например, g =3 при
рассмотрении воздуха, воды и пищи) присутствуют (k–1) беспороговых загрязнителей, к которым добавляется еще один (k-й)
загрязнитель, также не имеющий порога в соотношении “доза –
эффект”. Полный риск, обусловленный воздействием всех k
беспороговых веществ, определяется следующим выражением:
114
R =
( ( )]
ggjj
D
[-1P
e
k
1
[ )
ggjj
с v
(-1F
r
k
1
ggjj
с v
(-1F
r
k
)
1
g j
gj
v–1-(
k
r
F
1
)
2
+ Pe(D)
), (1)
gk
где D – доза загрязнителя, накопленная на протяжении всей
жизни индивидуума (D=c v t, где c – концентрация загрязнителя, v – скорость его поступления в организм, t – средняя продолжительность жизни человека)2; Pe – риск от дозы токсиканта.
Для линейной связи между дозой вредного вещества и вызываемым эффектом можно использовать выражение:
Pe (D) = Fr·D = Fr·c·v·t, (2)
где Fr – фактор риска данного токсиканта, c – допустимая концентрация загрязнителя в одном из компонентов окружающей
среды; v – ежедневное поступление загрязнителя в организм; t –
время воздействия токсиканта.
Для населения, постоянно проживающего в загрязненной
местности, t = 365 дней, 70 лет = 25550 дней. Подставив это
значение в уравнение (1), получим
R = 25550
где R – значение допустимого риска;
+ (Fr·c·v)
] (3)
gk
Если k-й загрязнитель вводится лишь в один из компонентов среды, то можно получить его допустимую концентрацию в
этом компоненте ck:
R = 25550
+ (Fr·c·v)k ,
откуда
ck = [R – 25550
]/(25550·F
). (4)
rk ·vk
Если по уже присутствующим в окружающей среде веществам данные отсутствуют, то в предположении, что других загрязнителей нет, допустимая концентрация вводимого загрязнителя может быть рассчитана по упрощенной формуле, которая
следует из уравнения (4):
ck = Rk/( 2555025550· F
Символ “e” показывает, что речь идет о дополнительных (excess) слу-
чаях заболевания, вызванных рассматриваемыми токсикантами.
115
· vk) . (5)
rk
2. Оценка допустимых для персонала предприятия
( / ) ( / ) ( / ) ( / )с c c c c c c c
j j k k
j
k
1 1 2 2
1
1
с
j
концентраций загрязнителей
Для того, чтобы рассчитать допустимую концентрацию
беспорогового загрязнителя, присутствующего в одном из компонентов окружающей среды и воздействующего на персонал
предприятия, можно воспользоваться модифицированной формулой
ck = Rk/( 25550· F
· vk) . (5)
rk
Эта формула справедлива, если рассматриваемое вещество
находится только в одном из компонентов среды и отсутствует
информация по уже присутствующим в среде загрязнителям.
При оценке возможной опасности условий труда наиболее важным является учет вредных веществ в воздухе рабочих помещений. При этом надлежит иметь в виду, что величина допустимой
концентрации будет усреднена по длительности рабочего дня.
Если считать, что количество рабочих дней в году равно 250,
а полное время работы в рассматриваемых условиях составляет
40 лет, то уравнение (5) можно записать в следующем виде:
ck = Rk./ 10000· F
· vk (6)
rk
где Rk – допустимый индивидуальный риск, вызываемый k-м
веществом и устанавливаемый для всего рабочего стажа в рассматриваемых условиях.
Если рабочие места загрязнены не одним, а несколькими
веществами, то следует предусмотреть меры для того, чтобы
вызванный ими риск не превысил значения допустимого риска,
устанавливаемого для полного рабочего стажа. Пусть в воздухе
производственных помещений присутствует несколько загрязнителей, каждый из которых характеризуется собственной допустимой концентрацией, оцениваемой на основе одного и того
же значения допустимого риска. В этом случае должно соблюдаться следующее условие:
где k – количество загрязнителей, присутствующих в воздухе,
cj соответственно усредненные и допустимые концентрации.
, (7)
и
116
Примеры решения задач
Контингент
Воздух
Вода
Население
7,3106 л/год = 20 м3/день
800 л/год = 2,2 л/день
Персонал
2,5106 л/год = 10 м3/день
(если в году 250 рабочих дней)
0
1. Ввод в эксплуатацию некоторого промышленного объек-
та сопряжен с выбросом в атмосферу загрязнителя-канцерогена.
Рассчитать его допустимую концентрацию при следующих
условиях:
допустимый для всей жизни человека индивидуальный
риск, обусловленный присутствием в окружающей среде всех
канцерогенов, принять равным 5·10-6;
устанавливаемый для всей жизни человека индивиду-
альный риск, вызванный присутствием ранее имеющимися k–1
канцерогенами в окружающей среде канцерогенов с допустимыми концентрациями, составляет 2·10-6;
фактор риска нового канцерогена, отнесенный ко всей
продолжительности жизни, равен 1·10-5 мг-1;
время ежедневной экспозиции (поступления) нового
канцерогена – 8 часов.
Средняя скорость поступления воздуха в организм составляет для населения 20 м3 в день (см. табл. 15.1).
Таблица 15.1
Стандартные количества поступающих в организм человека
объема воздуха и массы воды, принятые
в Российской Федерации
Решение. Ежедневное поступление загрязненного воздуха
будет равно 8 ч /24 ч, 20м3/день (* 3,33) = 6,66 м3/день. Величину ck можно определить по формуле (4):
ck=(5·10-6–2·10-6)/(25550 ·1·10
2. Рассчитать для персонала допустимую концентрацию за-
грязнителя в воздухе рабочих помещений, если им является
канцероген с фактором риска, равным 1·10-5 мг-1. Допустимый
индивидуальный риск, обусловленный рассматриваемым канцерогеном и устанавливаемый для полного рабочего стажа, составляет 1·10-4.
1,8·10
-3
мкг/м3.
117
-5
·6,66)=1,8·10
-6
мг/м3 =
Решение. Скорость поступления загрязненного воздуха в
с
j
помещение составляет 2,5·103 м3/год; при числе рабочих дней в
году, равным 250, это соответствует 10 м3/день (см. табл. 15.1).
По формуле (6) получим
ck = 1·10-4 / (104 ·1·10-5 · 10) = 1·10-4 мг/ м3 = 0,1 мкг/ м3.
3. В течение 30 лет персонал некоторого промышленного
объекта может подвергаться воздействию трех находящихся в
воздухе канцерогенов. Концентрации этих загрязнителей,
усредненные по длительности рабочего дня (
), составляют
соответственно 5, 10 и 15 мкг/м3, а их допустимые концентрации (cj) равны соответственно 20, 30 и 40 мкг/м3. Величины последних получены на основе одного и того же значения допустимого риска (равного 1·10-4) и установленного для всего 30летнего стажа. Превышает ли суммарный риск, обусловленный
действием трех канцерогенов, заданную величину допустимого
риска, равную 1·10-4?
Решение. Условие (7) в данном случае примет вид:
(5/20)+(10/30)+(15/40)=0,96 <1.
Поскольку условие выполнено, суммарный риск не должен
превзойти величину, равную 1·10-4.
3. Оценка допустимых концентраций токсикантов с це-
лью предотвращения отдаленных последствий
Пороговые отдаленные последствия (эффекты) могут возникать вследствие кратковременных или длительных воздействий токсикантов. Под термином “отдаленные последствия”
понимаются такие реакции организма или его отдельного органа, которые появляются через несколько дней, недель, месяцев
или лет после воздействия первой дозы токсиканта. Отдаленные
эффекты условно разделяются на быстропроявляемые и отдаленные. Быстропроявляемые эффекты обнаруживаются через
несколько дней, недель или месяцев, а отдаленные – через несколько лет после действия первой дозы.
Допустимая концентрация токсиканта может быть вычислена посредством величин пороговой мощности доз H
H
NOAEL-A
:
ck = H
NOEL-A
ck = 1,79·106 H
(или H
NOEL-A
)·70·f·365·70/vk ·Tk ,
NOAEL-A
(или H
NOAEL-A
,)·f/vk ·Tk , (8)
NOEL-A
или
118
где ck – допустимая концентрация k-го токсиканта, выраженная
3
в количестве мг на единицу массы или объема загрязненной
среды; H
NOEL-A
и H
– скорректированные пороговые мощ-
NOAEL-A
ности дозы3; f – отношение длительности экспозиции токсиканта к средней продолжительности жизни; v
ежедневное поступ-
k –
ление воздуха, воды или пищи в организм человека (в единицах
массы или объема); Tk – длительность воздействия k-го токсиканта (время экспозиции).
Сомножитель 1,79·106 равен произведению трех величин:
средней массы тела взрослого человека (70 кг), количества дней в
году – 365, средней продолжительности жизни человека (70 лет).
Необходимо подчеркнуть, что действие нескольких пороговых загрязнителей, принадлежащих одному и тому же классу
токсичных веществ (если, например, все рассматриваемые токсиканты могут вызвать заболевание печени или привести к раку
легких), должно быть таким, чтобы не был превышен комбинированный порог, т.е. не должен превышать 1.
5. Рассчитать допустимую концентрацию в воздухе порого-
вого токсиканта, позволяющую предотвратить его неблагоприятное воздействие (в виде отдаленных эффектов) на жителей,
постоянно проживающих в загрязненной местности (f =1).
Наиболее подходящим к данным условиям оказалось значение
пороговой мощности дозы (H
), полученное в результате
NOAEL-A
экспериментов над животными, включавшими длительные экспозиции и наблюдения над отдаленными последствиями. Оно
составило 2 мг/кг·день при f = 0,65.
Решение. Полное время воздействия токсиканта
Tk =365·70=25550 дней. Его скорость ингаляционного поступле-
ния в организм vk =20 м3/день. Поскольку в рассматриваемом
H
– выявленная опытным путем наибольшая мощность дозы, которая не
NOEL
приводит к появлению каких бы то ни было статистически или биологически
значимых эффектов (NOEL означает “no-observed-effect level”, т.е. уровень,
при котором эффекты не наблюдаются); H
которая не приводит к появлению статистически или биологически значимых
неблагоприятных эффектов (NOAEL означает “no-observed-adverse-effect
level”, т.е. уровень, при котором не наблюдаются неблагоприятные эффекты).
119
– наибольшая мощность дозы,
NOAEL
случае f =1, то можно считать, что его значение не очень сильно
отличается от величины 0,65, которая характеризует опыты с
животными.
По формуле (8) имеем:
ck = 1,79·106· 2·0,65 /(20· 25550) = 4,56 мг/м3.
Вопросы и задания
1. Рассчитать допустимую для населения концентрацию в
воздухе канцерогена, который поступает в атмосферу 16 часов
ежедневно и характеризуется фактором риска, равным 1·10-5 мг-1.
Значение допустимого риска, задаваемое для продолжительности всей жизни, принять равным 5·10-6.
2. Рассчитать допустимую концентрацию в питьевой воде
порогового токсиканта, позволяющую предотвратить его неблагоприятное воздействие (в виде быстропроявляемых эффектов)
на жителей, употреблявших загрязненную этим токсикантом воду
в течение 120 дней. Наиболее подходящим к данным условиям
оказалось значение пороговой мощности дозы H
ное в результате экспериментов над животными, включавшими
кратковременные экспозиции и наблюдения над задержанными
последствиями. Это значение составило 0,3 мг/кг·день при f =
0,005.
3. Рассчитать допустимую концентрацию в пище порогового
токсиканта, позволяющую предотвратить его неблагоприятное
воздействие (в виде отдаленных эффектов) на жителей, употребляющих загрязненную этим токсикантом пищу на протяжении
всей жизни. Наиболее подходящим к данным условиям оказалось
значение пороговой мощности дозы H
, полученное в ре-
NOAEL-A
зультате экспериментов над животными, включавшими длительные экспозиции и наблюдения над отдаленными последствиями.
Это значение оказалось равным 0,1 мг/кг·день при f = 0,7.
4. Рассчитать допустимую концентрацию в воздухе порого-
вого токсиканта, позволяющую исключить его неблагоприятное
воздействие (в виде отдаленных эффектов) на персонал, работающих в загрязненных условиях 8 часов ежедневно в течение
20 лет. Число рабочих дней в году – 250. Наиболее подходящим
к данным условиям оказалось значение пороговой мощности
дозы H
, полученное в результате экспериментов над жи-
NOEL-A
NOAEL-A
, получен-
120
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]