ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ Учебное пособие

91

При загрязнении атмосферного воздуха ухудшается его качество вследствие превышения допустимых значений содержания загрязняющих веществ в воздухе населенных мест, происходит образование фотохимического смога, кислотных туманов и осадков, истощение озонового слоя, проявление парникового эффекта.

Фотохимический смог образуется в загрязненном воздухе в результате реакций, протекающих по следующей схеме:

NO2 + hV NO + O,

O + O2 O3,

CПНМ +О ПАН,

CПНМ +О3 ПАН.

При воздействии солнечного света (hV) происходит расщепление молекул диоксида азота (NO2) с образованием оксида азота (NО) и атомарного кислорода (О), который затем, соединяясь с молекулярным кислородом (О2), дает озон (О3). Вступление атомарного кислорода и озона в реакцию с углеводородами (СПНМ) сопровождается образованием пероксиацилнитрата

(ПАН).

Новые вещества – О3, ПАН и другие еще более токсичны по сравнению со своими «родителями». Озон является сильным фитотоксином, подавляет фотосинтез растений (окисляются и повреждаются клеточные мембраны), представляет опасность для сельскохозяйственных угодий, отрицательно отражается на здоровье людей, вызывает раздражение органов зрения, обострение заболевания органов дыхания.

ПАН также является фитотоксином, но его окислительная способность на несколько порядков выше, чем у озона.

Кислотные туманы и осадки возникают в результате образования соединений серы и азота, загрязняющих атмосферный воздух.

Основные реакции в атмосфере идут следующим образом: 1-й вариант

SО2 + ОН HSO3,

HSO3 + ОН H2SO4.

2-й вариант

X

SO2 + hV SO2 ,

X

SO2 + O2 SO3 + O3,

SO3 + H2O H2SO4.

92

Реакции с участием сероводорода H2S идут следующим образом:

H2S + О2 SO2 + Н2О,

далее протекает 1-й или 2-й вариант реакций, приведенных выше. С соединениями азота реакции в атмосфере протекают так:

NO + О2 NO2,

NO2 + ОН HNO3.

Серная и азотная кислоты в виде капелек тумана держатся в воздухе, а затем выпадают с дождем на землю. Кислотные туманы и осадки приводят:

к ухудшению состояния здоровья населения; болезням и гибели растений, кустарников, деревьев; росту кислотности водоемов и гибели их обитателей;

закислению почв, а, следовательно, и к уменьшению растворимости тяжелых металлов в почве, их накоплению в сельскохозяйственных культурах, а затем в организме человека по пищевым цепям через продукты питания;

повреждению и гибели памятников архитектуры, истории и культуры; коррозии металлоконструкций: при воздействии кислотных туманов и осадков сначала образуется сульфат железа FeSO4, при взаимодействии кото-

рого с кислородом О2

4FeSO4 + О2 4FeO (OH) + 4H2SO4

образуется серная кислота H2SO4, вступающая в новый цикл. Причиной парникового эффекта является поглощение атмосферными

газами и парами исходящего от земной поверхности инфракрасного излучения. Главными естественными атмосферными поглотителями инфракрасного излучения являются двуокись углерода СО2, озон О3, пары Н2О, а также капли облаков. Естественный парниковый эффект привел к установлению некоторого равновесного климата (теплые экваториальные и холодные полярные регионы с соответствующими потоками воздуха и осадками). Глобальное повышение в атмосфере концентраций таких газообразных соединений, как СО2, метана СН4, закиси азота N2O, четырехфтористого углерода CF4, приводит к изменению климата Земли, многолетних режимов, выпадения атмосферных осадков и биологического разнообразия флоры и фауны.

Истощение озонового слоя происходит в результате поступления в атмосферу таких соединений, как фреон-12 (CCl2F2), фреон-22 (CHClF2),

93

хлорфторуглерод-11 (CCl3F), хлорфторуглерод-113 (CCl2FCClF2)* и др., применяющихся в холодильных установках, системах кондиционирования воздуха, при производстве пластмасс, очистке деталей электронного оборудования. В результате метеорологических процессов и химических реакций, которые для фреона-12, например, протекают следующим образом

CCl2F2 + УФ-излуч. Сl + CClF2, Сl + О3 СlO + О2,

СlO + О С1 + О2

значительная часть хлора высвобождается в виде атомарного хлора, который участвует в разрушении озона. Эти реакции могут повторяться снова и снова (один атом хлора может разрушить около 100 000 молекул озона). Истощение озонового слоя приводит к повышению доли достигающего поверхности Земли ультрафиолетового излучения, которое увеличивает заболеваемость населения, губительно для фауны и флоры.

Загрязнение водных объектов ухудшает качество поверхностных и подземных вод, ограничивает (исключает) их использование либо негативно влияет на состояние дна и берегов водных объектов. Загрязнение водных объектов также отражается на развитии растительного и животного мира водных объектов, нарушает круговорот веществ в биосфере, снижает запасы питьевой воды, приводит к передаче организму человека водным путем инфекционных и других заболеваний.

Загрязнение морской среды приводит или может привести к таким негативным последствиям, как нанесение вреда живым ресурсам и жизни в море, создание опасности для здоровья и жизни человека, создание помех для деятельности на море, в том числе для рыболовства и других видов использования моря, снижение качества морской воды, ухудшение условий отдыха.

Загрязнение подземных вод приводит или может привести к невозможности их использования в заданных целях.

Загрязнение почвы понижает технологическую, питательную и сани- тарно-гигиеническую ценность выращиваемых культур, а также качество других природных объектов.

Тепловое загрязнение водоемов приводит к цветению воды, уменьшению растворимости газов (в том числе кислорода), способствует размножению патогенных микроорганизмов кишечной группы, отрицательно влияет на некоторые виды рыб и других представителей животного и растительного мира.

* Соединения, состоящие из атомов углерода С, хлора Сl и фтора F, в естественной природе не существуют.

94

Последствиями теплового загрязнения атмосферы являются повышение ее температуры вследствие роста количества сжигаемого топлива, что кроме увеличения тепловыделений, создает из-за поступления в атмосферу двуокиси углерода и парниковый эффект.

Вред окружающей среде могут нанести существенно вредные воздействия, возникающие на отдельных этапах жизненного цикла продукции, например, если:

загрязняющие выбросы, сбросы, шум, вибрация, остаточное тепло, радиоактивные и электромагнитные излучения превышают установленные нормы;

обращение с отходами производства и потребления продукции производится с нарушением установленных правил;

потребление энергии и материалов превышает установленные норма-

тивы.

С целью предотвращения вреда окружающей среде, наносимого, продукцией, необходимо:

определить перечень видов продукции, которая может оказывать существенно вредное воздействие на окружающую среду на каком-либо этапе ее жизненного цикла, т. е. перечень видов экологически опасной продукции;

включить необходимые экологические требования в стандарты и технические регламенты, по которым выпускается эта экологически опасная продукция.

Вероятность, при которой потенциальная экологическая опасность реализуется и станет действительной (реальной) может изменяться в широких пределах, но она никогда не равна нулю. Следовательно, на любом этапе жизненного цикла продукции и в любом виде деятельности существует экологический риск.

Экологический риск – это вероятность наступления события, имеющего негативные воздействия для окружающей природной среды и вызванного производственной и иной деятельностью, чрезвычайными ситуациями природного и техногенного характера. Концепция риска исходит из того, что каждый этап жизненного цикла продукции, равно как и деятельность человека в целом, потенциально опасны, а потому всегда создают тот или иной реальный экологический риск.

Согласно концепции риска, экологическая безопасность – это состояние защищенности окружающей природной среды и жизненно важных интересов человека, общества в целом от возможного негативного воздействия производственной и иной деятельности, чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, а также их последствий.

Экологическая безопасность – это есть существование в условиях при-

емлемого (допустимого) риска. Под приемлемым (допустимым) экологиче-

ским риском понимают такой уровень риска, который был бы оправдан об-

95

ществом, т. е. тот, с которым общество готово мириться ради получения определенных благ в результате свой производственной и иной деятельности. Решение о том, какой риск считать приемлемым (допустимым), а какой нет, обычно устанавливается законодательно. Так, например, в Нидерландах, Великобритании, Австралии, допустимый уровень риска составляет 10-6 смертей/чел. год. Количественно экологический риск определяют путем анализа экологический опасностей, построения и анализа «деревьев отказов» и др. Общая схема процесса количественной оценки экологического риска показана на рис. 1.11.

Описание системы

Оценка риска

Интеграционная оценка риска

Рис. 1.11. Схема процесса количественной оценки экологического риска

Как показывает опыт, экологический риск под воздействием тех или иных факторов может меняться, снижаться или повышаться. Это значит, что существует объективная возможность управления экологическим риском. Общая схема процесса управления экологическим риском приведена на рис. 1.12. На основании анализа экологического риска устанавливают цели и определяют задачи. Цели и задачи включают в программу по защите окружающей среды с перечнем следующих основных мероприятий:

определение сроков реализации поставленных целей и задач; распределение ответственности за достижение целей и задач; оценка и мобилизация ресурсов (людских, финансовых, технических,

технологических и др.); применение новых, более экологически безопасных, малоотходных

технологий и планирование видов деятельности; оперативное реагирование на чрезвычайные ситуации природного и

техногенного характера и др.

96

Анализ риска

Выбор методов воздействия на риск при сравнении их эффективности

Принятие решений

Воздействие на риск

Контроль результатов

Рис. 1.12. Схема процесса управления экологическим риском

По уровню экологического риска можно:

производить оценку приемлемости, неприемлемости производственной и иной деятельности;

обоснованно проводить экологическое обоснование, экологический аудит, экологическую сертификацию, экологическую экспертизу и др.;

осуществлять управление экологическим риском; проводить ранжирование территорий и групп населения по экологиче-

ским опасностям, устанавливая зоны экологического риска (см. главу 3).

1.7. Охрана окружающей среды и ее объекты

Охрана окружающей среды (природоохранная деятельность) – это деятельность органов государственной власти России, органов государственной власти субъектов России, органов местного самоуправления, общественных и иных некоммерческих объединений, юридических и физических лиц, направленная на сохранение и восстановление природной среды, рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов, предотвращение

97

негативного воздействия производственной и иной деятельности на окружающую среду и ликвидацию ее последствий.

Объектами охраны окружающей среды называют находящиеся в экологической зависимости ее составные части, отношения по использованию и охране которых урегулированы правом.

Охраняемые законом объекты подразделяют:

на интегрированные, к которым относится окружающая природная среда;

дифференцированные, т. е. отдельные природные объекты (земля, недра, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух, лес и иная растительность, животный мир, генетический фонд, природные ландшафты);

особо охраняемые (государственные природные заповедники, природные заказники, национальные природные парки, памятники природы, редкие или находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и животных и мета их обитания).

Внешние пределы охраняемой законом окружающей среды очерчиваются границами атмосферы и околоземного пространства в той части, в которой она, с одной стороны, испытывает влияние природы и антропогенной деятельности населения Земли, а с другой – влияние космического пространства.

К числу охраняемых объектов относится и космическое пространство, что продиктовано следующими причинами:

охраной озонового слоя Земли; защитой космического пространства от засорения;

использованием космического пространства только в мирных целях. Внутренние границы охраны окружающей среды зависят от следую-

щих признаков охраняемого законом объекта: естественное происхождение; взаимосвязь с экосистемой; выполняемые функции жизнеобеспечения.

1.8. Принципы, методы и средства охраны окружающей среды

В структуре общей теории безопасности принципы и методы играют эвристическую и методологическую роль и дают целостное представление о связях в рассматриваемой области знания.

О значении принципов французский философ-материалист К. А. Гельвеций (1713–1771) писал: «Знание некоторых принципов легко возмещает незнание некоторых факторов» (Сочинение «Об уме», 1758 г.).

Принцип (от лат. principium – основа, первоначало) – это идея, мысль, основное исходное положение.

98

Метод (от греч. – способ исследования) – это путь, способ достижения цели или решения конкретной задачи.

Средство в широком смысле – это конструктивное, организационное, материальное воплощение, конкретная реализация принципов и методов.

Принципы, методы и средства – логические этапы охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности.

1.8.1. Принципы охраны окружающей среды

Согласно Федеральному закону «Об охране окружающей среды» принципами охраны окружающей среды являются:

соблюдение права человека на благоприятную окружающую среду; обеспечение благоприятных условий жизнедеятельности человека; научно обоснованное сочетание экологических, экономических и соци-

альных интересов человека, общества и государства в целях обеспечения устойчивого развития и благоприятной окружающей среды;

охрана, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов как необходимые условия обеспечения благоприятной окружающей среды и экологической безопасности;

ответственность органов государственной власти России, органов государственной власти субъектов России, органов местного самоуправления за обеспечение благоприятной окружающей среды и экологической безопасности на соответствующих территориях;

платность природопользования и возмещение вреда окружающей сре-

де;

независимость контроля в области охраны окружающей среды; презумпция экологической опасности планируемой производственной

и иной деятельности; обязательность оценки воздействия на окружающую среду при приня-

тии решений об осуществлении производственной и иной деятельности; обязательность проведения государственной экологической экспертизы

проектов и иной документации, обосновывающих производственную и иную деятельность, которая может оказать негативное воздействие на окружающую среду, создать угрозу жизни, здоровью и имуществу граждан;

учет природных и социально-экономических особенностей территорий при планировании и осуществлении производственной и иной деятельности; приоритет сохранения естественных экологических систем, природных

ландшафтов и природных комплексов; допустимость воздействия производственной и иной деятельности ис-

ходя из требований в области охраны окружающей среды; обеспечение снижения негативного воздействия производственной и

иной деятельности на окружающую среду в соответствии с нормативами в

99

области охраны окружающей среды, которого можно достигнуть на основе использования наилучших существующих технологий с учетом экономических и социальных факторов;

обязательность участия в деятельности по охране окружающей среды органов государственной власти России, органов государственной власти субъектов России, органов местного самоуправления, общественных и иных некоммерческих объединений, юридических и физических лиц;

сохранение биологического разнообразия; обеспечение интегрированного и индивидуального подходов к уста-

новлению требований в области охраны окружающей среды к субъектам производственной и иной деятельности, осуществляющим такую деятельность или планирующим осуществление такой деятельности;

запрещение производственной и иной деятельности, последствия воздействия которой непредсказуемы для окружающей среды, а также реализации проектов, которые могут привести к деградации естественных экологических систем, изменению и/или уничтожению генетического фонда растений, животных и других организмов, истощению природных ресурсов и иным негативным изменениям окружающей среды;

соблюдение права каждого на получение достоверной информации о состоянии окружающей среды, а также участие граждан в принятии решений, касающихся их прав на благоприятную окружающую среду, в соответствии с законодательством;

ответственность за нарушение законодательства в области охраны окружающей среды;

организация и развитие системы экологического образования, воспитание и формирование экологической культуры;

участие граждан, общественных и иных некоммерческих объединений в решении задач охраны окружающей природной среды;

международное сотрудничество России в области охраны окружающей природной среды.

1.8.2. Методы охраны окружающей среды

Методы по охране окружающей среды разнообразны и включают в себя решение законодательных, гигиенических, технологических, биологических, планировочных и других мер.

Законодательные меры направлены на обеспечение качества окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов путем принятия и применения правовых норм, учитывающих экологические закономерности во взаимодействии общества и природы и закрепляющие научно обоснованные нормативы воздействия производственной и иной деятельности общества на окружающую среду.

100

Гигиенические методы обеспечивают нормативную базу и контроль качества окружающей среды на уровне гигиенического мониторинга. Они являются основой для других методов.

Технологические методы включают локализацию, очистку, обезвреживание, утилизацию загрязняющих выбросов, сточных вод и отходов, а также применение малоотходных технологий.

Биологические методы выполняют компенсирующую роль, и они направлены на воспроизводство биологических ресурсов, нейтрализацию остаточных загрязнений, включая в себя проведение мер лесотехнического, биотехнического, агротехнического и другого характера.

Планировочные методы являются интегрирующей основой всей системы мероприятий по охране окружающей среды. Эти методы заключаются в рациональном балансе различных территорий – от крайне урбанизированных до охраняемых природных ландшафтов, предназначенных как для массового отдыха людей, так и для сохранения и воспроизводства важнейших природных ресурсов. Это достигается посредством функционального зонирования территории, т. е. путем выделения зон различного назначения и установления в них соответствующего экологического режима и режима деятельности объекта производственной и иной деятельности.

При применении методов охраны окружающей среды для обеспечения экологической безопасности учитывают их комплексность, взаимосвязанность и целесообразность.

Комплексность предполагает применение методов для решения нескольких задач, например, как в области промышленности, так и сельского, лесного, водного хозяйства и др. Например, полезащитные лесные полосы не только предотвращают эрозию почвы, но и увеличивают репродуктивную способность территории.

Взаимосвязанность методов обусловливает, во-первых, их гибкость и, во-вторых, позволяет в ряде случаев обеспечить экономию финансовых средств за счет побочных эффектов. Например, производство энергии на мусоросжигательных заводах, позволяет уменьшить загрязнение воздушного бассейна за счет экономии топлива.

Целесообразность методов позволяет при сравнении различных вариантов очистки выбросов загрязняющих веществ, сточных вод, переработки отходов и других технических решений более обоснованно подходить к выбору наилучших средств по обеспечению экологической безопасности с использованием результатов оценки и анализа экологического риска, экономической эффективности и более эффективному вложению финансовых средств и др.