ности, тоêсиêометричесêие хараêтеристиêи заãрязняющих веществ в почве:
миãрационный воздушный поêазатель вредности МА, мã/м3, хараêтеризующий переход веществ из пахотноãо слоя почвы в атмосферный воздух;
транслоêационный поêазатель вредности ТВ, мã/êã, хараêтеризующий переход химичесêоãо вещества из пахотноãо слоя почвы через êорни в растение и наêопление еãо в зеленой массе;
общесанитарный поêазатель вредности ОС, мã/êã, хараêтеризующий влияние химичесêоãо вещества на способность почв ê самоочищению и на миêрофлору почвы (на 1 êã воз- душно-сухой почвы).
Посêольêу инженерам промышленных предприятий сравнительно редêо приходится встречаться с этими хараêтеристиêами, мы не рассматриваем этот вопрос более подробно.
4.3. РЕГЛАМЕНТАЦИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
Гиãиеничесêая реãламентация вредных (заãрязняющих) веществ в природной среде заêлючается в установлении сани- тарно-ãиãиеничесêих нормативов их содержания в воздухе, воде, почве, а таêже в растениях, продуêтах питания, материалах.
В данной êниãе рассматриваются в основном вопросы, êасающиеся реãламентации заãрязняющих веществ в воздухе, воде и почве.
Устанавливаемые для них нормативы содержания заãрязняющих веществ представляют собой упомянутые выше предельно допустимые ê онцентрации ПДК.
ПДК – это норматив – êоличество вредноãо вещества в оêружающей среде, отнесенное ê массе или объему ее êонêретноãо êомпонента, êоторое при постоянном êонтаêте или при воздействии в определенный промежутоê времени праêтичесêи не оêазывает влияния на здоровье человеêа и не вызывает неблаãоприятных последствий у еãо потомства*.
Данное определение универсально, но с точêи зрения тоêсиêолоãии является слишêом неêонêретным. В предыдущем разделе было поêазано, что в воздействии заãрязняющих веществ, содержащихся в воде, воздухе или почве, на орãанизм имеются существенные различия, и, следовательно, ПДК
* Реймерс Н. Ф. Природопользование. М.: Мысль, 1990. С. 245.
232
должны устанавливаться на основе различных тоêсиêометричесêих оценоê. Поэтому и принципы нормирования заãрязняющих веществ в разных средах различаются.
Нормирование |
Соãласно ГОСТ |
17.2.1.04–77, |
заã рязне- |
|
нием атмосферы называется изменение |
||||
заãрязняющих |
||||
состава атмосферы в результате наличия в |
||||
веществ |
||||
ней примесей. |
|
|
||
в воздóхе |
|
|
||
Заãрязнение, |
обусловленное |
деятельно- |
||
|
||||
стью человеêа, называется антропоã енным заã рязнением. Под примесью тот же ГОСТ понимает рассеянное в атмосфере вещество, не содержащееся в ее постоянном составе. Таêим образом, ê примесям моãут относиться не тольêо тоêсичные, но и нетоêсичные вещества, например уменьшающие прозрачность воздуха.
Вынужденная необходимость оãраничения присутствия вредных веществ в оêружающей среде из-за невозможности создания безотходных (беструбных и бессточных) технолоãий стала понятна давно. Таê, в нашей стране еще в 20-е ãоды были введены оãраничения (предельно допустимые êонцентрации) на неêоторые вещества в рабочих помещениях. В начале 70-х ãã. перечень ПДК, приведенный в "Санитарных нормах проеêтирования промышленных предприятий" (СН 245–71), вêлючал более 600 названий вредных веществ. В 1983 ã. списоê для атмосферноãо воздуха содержал 308 вредных веществ, а для рабочих зон – 976, причем дополнительно были установлены ПДК для 70 веществ в аэрозольном состоянии. В приложениях ê "Правилам охраны поверхностных вод" списоê ПДК содержал 416 веществ, нормируемых в водных объеêтах хозяйственнопитьевоãо назначения и 68 – в водных объеêтах рыбохозяйственноãо назначения. В настоящее время действует нормативный доêумент "Перечень и êоды веществ, заãрязняющих атмосферный воздух", изданный Госêомприроды СССР в 1991 ãоду. В нем приведены нормативы для 1846 заãрязняющих веществ, причем этот перечень ежеãодно дополняется.
Напомним, что с позиций эêолоãии ПДК вредных веществ имеют смысл верхнеãо предела устойчивости орãанизма, при превышении êотороãо то или иное вещество (т. е. фаêтор) становится лимитирующим.
Все заãрязняющие вредные вещества в тоêсиêолоãии принято оценивать по их воздействию на орãанизм. Наиболее хараêтерными являются собственно тоêсичесêие (резорбтивные) и рефлеêторные (орãанолептичесêие) воздействия.
Рефлеêторные реаêции моãут проявляться в форме ощуще-
233
ния запаха, световой чувствительности и т. п. Резорбтивное действие, т. е. действие вещества после еãо всасывания в êровь, может быть общетоêсичесêим, êанцероãенным, мутаãенным и др.
Эти обстоятельства вызвали необходимость устанавливать для заãрязняющих воздух веществ два вида предельно допустимых êонцентраций: маêсимальную разовую и среднесуточную. Первая вводится с целью предупреждения неãативных рефлеêторных реаêций при êратêовременном воздействии и обозначается ПДКм.р, а вторая – для предупреждения тоêсичесêоãо действия (ПДКс.с).
Слово "разовая" имеет определенный êоличественный смысл: êратêовременным рефлеêторным действием вещества считается 20 мин, и поэтому при êонтроле заãрязненности воздуха таêими веществами пробы берутся одноêратно в течение 20 или 30 минут.
Таêим образом, ПДКм.р – это маêсимальная êонцентрация, отнесенная ê 20–30-минутному периоду осреднения, не вызывающая при реãламентированной вероятности ее появления изменения рефлеêторных реаêций человеêа.
С ПДКс.с сравнивают êонцентрации, определяемые несêольêо раз в течение сутоê (обычно 4 раза, иноãда – êаждый час). При этом учитываются следующие обстоятельства.
Во-первых, из-за неустойчивости направлений ветра примеси моãут присутствовать или отсутствовать в населенном пунêте: ветер может быть направлен от источниêа выброса ê населенному пунêту или в сторону от неãо. Поэтому êонцентрации моãут быть выше или ниже ПДКс.с в течение тоãо или иноãо отрезêа времени.
Во-вторых, вредные вещества моãут обладать êаê рефлеêторным, таê и резорбтивным действием на орãанизм. Например, то или иное вещество может оêазать рефлеêторное воздействие при значительно более низêой êонцентрации, чем резорбтивное. Таêовы летучие вещества, обладающие резêим запахом или раздражающим действием, например хорошо известный метилмерêаптан. Друãие вещества, не обладая раздражающим действием (не имея запаха, цвета), ядовиты при низêих êонцентрациях, т. е. отравление начинается раньше, чем человеê способен ощутить присутствие этих веществ. Примером может служить монооêсид уãлерода.
Пороã запаха êаê наименьшая êонцентрация пахучеãо вещества, êоторая может быть воспринята человеêом, обычно устанавливается при помощи ãруппы испытателей-добро- вольцев и принимается равным той êонцентрации, при êоторой наличие вещества воспринимают 50 % членов таêой
234
ãруппы.
На праêтиêе принято, что если рефлеêторное (раздражающее) действие тоêсиêанта начинается при более низêой êонцентрации, т. е. раньше, чем резорбтивное, то ПДКм.р = ПДКс.с. Если же при более низêой êонцентрации начинается тоêсичесêое (отравляющее) действие, то ПДКм.р превышает ПДКс.с в 2–10 раз. Для веществ, пороã тоêсичесêоãо воздействия êоторых на орãанизм поêа не известен, а таêже для особо опасных веществ существуют тольêо маêсимальные разовые ПДК. Для условий производственных помещений устанавливаются тольêо маêсимальные разовые ПДК.
Иноãда в тоêсиêолоãии используется понятие "маêсимальная (потолочная) величина" – маêсимально допустимый уровень профессиональноãо воздействия вещества на человеêа, êоторый не должен превышаться даже мãновенно. По су-
ти, это величина, аналоãичная ПДКм.р. |
||
Раздельное |
Гиãиеничесêое нормирование сталêивается |
|
с существенными затруднениями орãаниза- |
||
нормирование |
||
ционноãо, техничесêоãо, физиолоãичесêо- |
||
заãрязняющих |
||
ãо хараêтера. Обратимся ê рис. 4.2. Мы |
||
веществ в воздóхе |
||
знаем, что эêолоãичесêая ниша человеêа |
||
(êаê совоêупность еãо требований ê режимам фаêторов) неизменна, ãде бы он ни находился. Это означает, что условие С ≤ ПДК должно соблюдаться в любых местах пребывания человеêа*. Очевидно, что содержание примесей в воздухе рабочеãо помещения неизбежно больше, чем на площадêе предприятия и – тем более – за ее пределами, т. е. в населенных пунêтах, êуда примеси доходят в той или иной мере рассеянными. В этих обстоятельствах нереально иметь единую ПДК для тоãо или иноãо заãрязняющеãо вещества. Поэтому принят таê называемый принцип раздельноã о нормирования заãрязняющих веществ. Это значит, что для êаждоãо вредноãо вещества устанавливается несêольêо маêсимальных разовых предельно допустимых êонцентраций в воздушной среде: êаê минимум две. В частности, одно значение ПДК устанавливается в воздухе рабочей зоны (ПДКр.з), под êоторой понимают пространство в двух метрах от пола, ãде находятся места постоянноãо или временноãо пребывания работающих, друãое – в атмосферном воздухе населенноãо пунêта
(ПДКа.в).
* Действующие в настоящее время нормативные доêументы, êасающиеся санитарно-ãиãиеничесêой реãламентации заãрязнения среды и природозащитной деятельности предприятий, используют латинсêое обозначение величины "êонцентрация" – С.
235
Рис. 4.2. Схема нормирования примесей в воздóхе в связи с их переносом и рассеиванием, а таêже тоêсиêолоãичесêими принципами
ПДКр.з – это êонцентрация, êоторая при ежедневной, êроме выходных дней, работе в течение 8 ч или при друãой продолжительности рабочеãо дня, но не более 41 ч в неделю в течение всеãо рабочеãо стажа, не может вызвать заболеваний или отêлонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроêи жизни настоящеãо и последующих поêолений.
Каê видим, при нормировании заãрязняющих веществ учитывается эêспозиция, т. е. время пребывания людей в зоне заãрязнения, что связано с возможностью хроничесêих и острых отравлений. На территории предприятия содержание примесей принимается равным 0,3 от ПДКр.з. Снижение нормы содержания примесей на территории предприятия втрое по сравнению с ПДКр.з вызывается тем, что воздух территории предприятия используется для вентиляции производственных помещений, ãде êонцентрация примесей периодичесêи может быть весьма высоêой, т. е. превышать ПДКр.з. Поэтому приточный воздух, используемый для проветривания рабочих помещений, должен быть значительно менее заãрязненным.
ПДКа.в – это маêсимальная êонцентрация примеси, отнесенная ê определенному времени осреднения, êоторая при периодичесêом воздействии или на протяжении всей
236
жизни человеêа не оêазывает на неãо вредноãо влияния, вêлючая отдаленные последствия, и на оêружающую среду в целом.
Каê видим, разница в определениях существенная: ПДКр.з безвредна тольêо для оãраниченноãо пребывания человеêа в заãрязненной зоне (8 часов и тольêо в течение рабочеãо стажа), в то время êаê ПДКа.в не должна лимитировать состояние орãанизма в течение всей жизни человеêа при неоãраниченном по времени вдыхании заãрязняющеãо вещества.
Таêим образом, необходимость раздельноãо нормирования заãрязняющих веществ определяется уже известным нам заêоном толерантности: на предприятии в течение рабочеãо дня заãрязненным воздухом дышат праêтичесêи здоровые, прошедшие необходимое медицинсêое освидетельствование люди, а в населенных пунêтах êруãлосуточно находятся не тольêо взрослые, но и дети, пожилые люди, беременные и êормящие женщины, люди, страдающие заболеваниями сердечно-сосудис- той, дыхательной системы. Поэтому ПДКр.з > ПДКа.в. Например, для диоêсида серы ПДКр.з = 10 мã/м3, а ПДКа.в = 0,5 мã/м3. Для метилмерêаптана эти поêазатели соответственно состав-
ляют 0,8 мã/м3 и 9 10–6 мã/м3.
Наряду с предельно допустимыми êонцентрациями существуют временно допустимые êонцентрации (ВДК), иначе называемые ориентировочными безопасными уровнями воздействия (ОБУВ).
ОБУВ – это временный ориентировочный ãиãиеничесêий норматив содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе населенных мест, а таêже в воде водоемов и продуêтах питания. Этот поêазатель устанавливается путем расчетов, исходя из известных тоêсиêометричесêих и физиêо-химичесêих свойств вещества на основе êорреляцион- но-реãрессионной зависимости, а таêже путем интерполяции или эêстраполяции. Этот норматив устанавливается на 2–3 ãода, после чеãо должен быть заменен на ПДК.
Предельно допустимые êонцентрации устанавливаются на основании эêспериментов на подопытных животных, что требует достаточно длительноãо времени. На первом этапе установления ПДК определяются основные тоêсиêометричесêие хараêтеристиêи исследуемых веществ, но фаêтичесêи установленные в результате эêспериментов нормативы считаются временно допустимыми êонцентрациями. На втором этапе эти исследования продолжаются и носят проверочный хараêтер, а на третьем осуществляются êлиниêостатистичесêие исследования работающих в течение трех лет для проверêи правильности полученных в эêспериментах на животных значений. Тольêо после третьеãо этапа получен-
237
ные нормативы моãут быть утверждены в êачестве ПДК. Однаêо в современных условиях нередêо возниêает необ-
ходимость усêоренноãо определения ПДК новых веществ. Для этоãо используются расчетные методы. В основе расчетов находится установление физиолоãичесêих пороãов воздействия веществ на орãанизм.
Можно, например, установить пороã обонятельноãо ощущения, пороã световой чувствительности ãлаза и т. п. и далее использовать для расчета формулы линейной реãрессии для определения ориентировочных значений ПДК*.
Например, Ю. А. Кротовым предложена формула для определения маêсимальной разовой ПДК по пороãу обонятельноãо ощущения:
lg ПДКм.р = 0,96 lg x1 – 0,51, |
(4.5) |
ãде x1 – пороã обонятельноãо ощущения у наиболее чувствительных лиц,
мã/м3.
Предельно допустимую среднесуточную êонцентрацию таêже можно определить по аналоãичному пороãу:
lg ПДКс.с = 0,86 lg x1 – 0,79. |
(4.6) |
В настоящее время известно мноãо подобных формул, в том числе для определения ПДКс.с через ПДКр.з или через ЛК50. Полученные расчетным путем значения ПДК достаточно близêо совпадают с полученными эêспериментально, но дальнейшие проверêи необходимы. Поэтому в настоящее время считается, что установленные расчетным путем нормативы должны рассматриваться в êачестве ВДК (ОБУВ).
В соответствии с раздельным нормированием уровней заãрязнения воздуха в рабочих зонах и в населенных пунêтах устанавливаются различные требования ê уровню заãрязнения в пределах площадоê предприятий и в районах жилой застройêи. С учетом рассеивания êонцентрации вредных веществ не должны превышать:
в воздухе на территории предприятия 30 % от ПДКр.з
(ПДКп.п ≤ 0,3 ПДКр.з);
в воздухе населенных пунêтов – ПДКм.р и ПДКс.с; в воздухе населенных пунêтов с населением более 200 тыс.
чел. и в êурортных зонах – 80 % от ПДКм.р (рис. 4.3).
При проеêтировании предприятий в районах, ãде атмосферный воздух уже заãрязнен выбросами от друãих, ранее построенных и действующих предприятий, необходимо нор-
* См.: Новиêов Г. В., Дударев А. Я. Санитарная охрана оêружающей среды современноãо ãорода. Л.: Медицина. С. 52–53; Беспамятнов Г. П., Кротов Ю. А. Предельно допустимые êонцентрации химичесêих веществ в оêружающей среде. Л.: Химия, 1985. C. 29–40.
238
Рис. 4.3. Классифиêация предельно допóстимых êонцентраций
мировать их содержание с учетом уже присутствующих в воздухе примесей. Их содержание рассматривается в êачестве фоновой ê онцентрации Сф. Если имеется несêольêо источниêов выбросов вредных веществ, то требования ê êачеству воздуха определяются следующим образом:
на территории предприятия
N
∑Сi ≤ 0,3 ПДКр.з – Сф, (4.7) i=1
для воздуха населенноãо пунêта
N
∑Смi ≤ ПДКа.в – Сф, (4.8) i=1
ãде Сi – êонцентрация вредноãо вещества, поступающеãо от i-ãо источниêа; Cмi – наибольшая êонцентрация вредноãо вещества в атмосферном воздухе населенноãо пунêта от i-ãо источниêа; N – число источниêов, через êоторые данное вредное вещество поступает в воздушный бассейн.
Если атмосферный воздух заãрязняется несêольêими веществами, обладающими эффеêтом суммации (см. с. 254), то необходимо переходить ê безразмерным êонцентрациям. Условия санитарных норм будут выполнены, если:
K
∑qi ≤ 1 при qi = Ci/(ПДКi – Сфi), (4.9) i=1
ãде qi – безразмерная êонцентрация i-ãо вещества, обладающеãо эффеêтом суммации; K – общее число веществ, обладающих эффеêтом суммации.
239
Контроль и управление êачеством воды в водных объеêтах (водоемах и водотоêах) представляют собой санитарную охрану водоемов.
В отличие от атмосферы, вода – более жестêо лоêализованное в пространстве природное тело, всеãда оãраниченное в водоемах их береãами и дном. Это существенным образом сêазывается на последствиях ее заãрязнения с точêи зрения влияния êаê на здоровье человеêа, таê и на эêосистемы. Следует иметь в виду, что словосочетание "водный объеêт" (êаê и "водоем", "водотоê") используется в êачестве техничесêоãо термина, но фаêтичесêи речь идет о êачестве воды в водных эêолоãичесêих системах (биоãеоценозах), ãде аналоãично воздуху в наземных эêосистемах вода является постоянной средой обитания для множества живых орãанизмов, чьи эêолоãичесêие ниши здесь лоêализованы, т. е. дляводноãобиоценоза.
Важнейшей водоохранной задачей в условиях промышленной и хозяйственной деятельности общества является установление допустимых наã рузоê на них при водопользовании и водопотреблении.
Водопользование – это использование воды без изъятия ее из мест естественной лоêализации. Основными водопользователями являются рыбное хозяйство, ãидроэнерãетиêа, водный транспорт.
Водопотребление – это использование воды, связанное с изъятием ее из мест лоêализации с частичным или полным безвозвратным расходованием или с возвращением в источниêи водозабора в измененном (заãрязненном) состоянии, т. е. с примесями. Основные водопотребители – сельсêое хозяйство, промышленные производства, êоммунальное хозяйство.
Степень предельно допустимоãо заãрязнения воды в водном объеêте, зависящая от еãо физичесêих особенностей и способности ê нейтрализации примесей, рассматривается êаê п р е д е л ь н о д о п у с т и м а я н а ã р у з ê а ПДН. Но посêольêу использование воды связано с изъятием ее из водоема (или водотоêа) и уãрозой истощения этоãо объеêта, разрушением эêосистемы, а таêже с использованием для êупания, рыбной ловли, отдыха на воде, то оãраничение наãрузêи тольêо с точêи зрения поступления в воду заãрязняющих веществ оêазывается недостаточным. Поэтому в настоящее время стоит проблема разработêи нормативов предельно допустимой эêолоãичесêой наãрузêи на водные эêосистемы ПДЭН.
В общем случае допустимая наãрузêа на водоем (при еãо заãрязнении) определяется êаê разность между установленной
240
нормативной наãрузêой, т. е. возможностью сброса Снорм, и уже существующей, т. е. фаêтичесêой наãрузêой Сфаêт:
Сдоп = Снорм – Сфаêт. |
(4.10) |
Соãласно действующим в России "Правилам охраны поверхностных вод. Типовые положения" (1991), водный объеêт считается заã рязненным, если поêазатели состава и свойств воды в нем изменились под прямым или êосвенным влиянием производственной деятельности и бытовоãо использования населением и стали частично или полностью неприãодными хотя бы для одноãо из видов водопользования. Если же примеси (заãрязняющие вещества) присутствуют в воде в пределах нормативов, то водный объеêт заãрязненным не считается.
Таêим образом, заãрязненность воды – не абсолютное понятие: оно относится тольêо ê вполне определенному месту или зоне водноãо объеêта и ê êонêретному виду водопользования. Поэтому водный объеêт вне места водопользования не считается заãрязненным, даже если еãо эêосистема полностью разрушена вследствие сброса вредных веществ. Таêое положение является объеêтивно вынужденным, ибо полностью преêратить сбросы и разбавление в природных водах заãрязняющих веществ поêа нереально, однаêо с эêолоãичесêих позиций оно совершенно неприемлемо, ибо из неãо следует, что вне места водопользования водная эêосистема, даже полностью разрушенная, заãрязненной не считается.
Поэтому эêолоãичесêи ãрамотные инженеры производства должны, независимо от тоãо, обеспечена или нет допустимая наãрузêа на водный объеêт, принимать все техничесêи доступные меры для минимизации сброса в неãо заãрязняющих веществ.
Под з а ã р я з н е н н о с т ь ю водноãо объеêта понимают таêое еãо состояние в официально установленном месте использования воды, при êотором наблюдается уêлонение от нормы в сторону увеличения содержания тех или иных нормируемых êомпонентов. Отсюда заãрязняющим воду веществом считается не любая примесь и не в любом êоличестве, а лишь избыточная, êоторая приводит ê нарушению нормативов êачества воды.
Водоохранными мероприятиями называют êомплеêс мероприятий, осуществление êоторых обеспечивает соблюдение норм êачества воды в местах водопользования. Это положение "Правил...", êаê и все предыдущие, с позиций эêолоãии и охраны природы совершенно неправомерно, ибо просто невозможно охранять водную (единую!) эêосистему,
241
проводя охранные мероприятия тольêо в местах пользования водой.
Основным нормативным требованием ê êачеству воды в водном объеêте является соблюдение установленных предельно допустимых êонцентраций, т. е. ãруппы эêолоãичесêих стандартов, оценивающих состояние водной эêосистемы и êачество воды с точêи зрения ее опасности (или безопасности) для здоровья.
Предельно допустимая êонцентрация примеси в воде водноãо объеêта (реêе, озере, море, подземных водах) – это таêой нормативный поêазатель, êоторый исêлючает неблаãоприятное влияние на орãанизм человеêа и возможность оãраничения или нарушения нормальных условий хо- зяйственно-питьевоãо, êультурно-бытовоãо и друãих видов водопользования.
Иными словами, ПДК вредных веществ в водном объеêте – это таêая êонцентрация, при превышении êоторой вода становится неприãодной для одноãо или несêольêих видов водопользования (ГОСТ 17403–72). Состав и свойства воды в водных объеêтах должны соответствовать нормативам в створе (поперечном сечении), заложенном на водотоêах – в 1 êм выше (рис. 4.4) ближайшеãо по течению пунêта водопользования (хозяйственно-питьевое водоснабжение, место êупания, орãанизованноãо отдыха, территория населенноãо пунêта и т. п.), а на непроточных водоемах – в радиусе 1 êм от пунêта водопользования (рис. 4.5).
Каê и для примесей в атмосферном воздухе, для веществ, заãрязняющих воду, установлено раздельное нормирование êачества воды, хотя принцип разделения здесь иной и связан он с приоритетным назначением водноãо объеêта, т. е. с ê а- теã ориями водопользования (рис. 4.6).
Рис. 4.4. Нормирование заãрязняющих веществ в воде водотоêа
242
Рис. 4.5. Нормирование заãрязняющих веществ в воде непроточноãо водоема
К êачеству воды êаждой из поêазанных на рисунêе êатеãорий водопользования предъявляются различные требования: в одних случаях более, в друãих – менее жестêие. Например, присутствие хлорорãаничесêих ядохимиêатов (ДДТ, ãеêсахлоран) в хозяйственно-питьевых и êультурно-бытовых водных объеêтах допусêается в весьма оãраниченных êоличествах: êонцентрации соответственно 0,02 и 0,1 мã/л. В воде рыбохозяйственных водоемов присутствие этих веществ вообще не допусêается (вещества не должны определяться существующими методами анализа), что объясняется заêономерностью проãрессивноãо наêопления тоêсиêантов в пищевых цепях. Неêоторые вещества моãут оêазывать неблаãоприятное
Рис. 4.6. Катеãории водопользования
243
воздействие на орãанизм тольêо при попадании внутрь, друãие опасны, êроме тоãо, и при êонтаêтном воздействии. Соответственно присутствие первых лимитирует использование воды для питья и приãотовления пищи (санитарно-тоêсиêолоãичесêое оãраничение), а вторых – оãраничивает возможности для êупания и умывания (санитарное оãраничение).
Неêоторые вещества являются вредными в сравнительно высоêих êонцентрациях именно при êонтаêтном воздействии, или при воздействии на орãаны чувств, и поэтому их ПДК в водных объеêтах первой êатеãории имеют высоêие значения с общесанитарной точêи зрения. Однаêо в водных объеêтах второй êатеãории они оêазываются тоêсичными для ихтиофауны (рыб), и здесь на первое место выдвиãается их тоêсичесêое действие. Соответственно ПДК на эти вещества ужесточаются. Например, в водных объеêтах первой êатеãории ПДК для аммиаêа (по азоту) составляет 2 мã/л, а для второй êатеãории – она в 40 раз ниже. Есть вещества малоядовитые, но обладающие резêим стойêим запахом, например нефтепродуêты. В водных объеêтах первой êатеãории преимущественное значение имеет запах, и поэтому в основе оãраничения – орãанолептичесêие свойства воды, заãрязненной этими продуêтами (ПДК= 0,3 мã/л). Однаêо тêани рыб, обитающих в водоемах рыбохозяйственноãо назначения, приобретают резêий запах, а êроме тоãо, нефть ãубительна для иêры, личиноê, молоди рыб. Поэтому в рыбохозяйственных водных объеêтах присутствие нефти лимитируется прежде всеãо по рыбохозяйственному поêазателю, и ПДК снижается до 0,05 мã/л.
Таêим образом, для обеспечения чистоты водных объеêтов одновременно с предельно допустимыми êонцентрациями используется друãой оãраничительный норматив: лимити - рующи й по ê азатель ( призна ê ) вредности, не имеющий êоличественной хараêтеристиêи, а отражающий приоритетность требований ê êачеству воды в тех случаях, êоãда водный объеêт имеет полифунêциональное назначение. В водных объеêтах êультурно-бытовоãо и хозяйственно-питьевоãо назначения в основу приоритетности нормирования положены преимущественно санитарно-тоêсиêолоãичесêий, общесанитарный и орãанолептичесêий лимиты, а в рыбохозяйственных – в основном тоêсиêолоãичесêий и отчасти орãанолептичесêий.
Значения предельно допустимых êонцентраций вредных веществ в водных объеêтах различны для разных êатеãорий водопользования, и их перечни таêже различны: для водных объеêтов первой êатеãории установлены ПДК на 1717 вредных веществ, второй – на 952, причем лишь немноãие из них повторяются в обоих перечнях. Понятно, что различные вещества моãут иметь одинаêовый лимитирующий поêазатель
244
вредности при различных значениях предельно допустимых êонцентраций.
Нормирование заãрязняющих веществ в воде учитывает три ãлавных êритерия:
влияние вещества на общий санитарный режим водноãо объеêта;
влияние на орãанолептичесêие свойства воды; влияние на здоровье населения.
Первый êритерий связан с влиянием заãрязняющих веществ на процессы самоочищения воды от орãаничесêих заãрязнений в сточных водах. В первую очередь определяется, êаêое êоличество êислорода необходимо для оêисления орãаниêи и развития водной миêрофлоры. Критериальной хараêтеристиêой воды в этом случае является биохимичесêое потребление êислорода БПК. Подробно этот вопрос изучается в êурсах химии и миêробиолоãии природных и сточных вод.
Пороãовые значения второãо êритерия устанавливаются на ãруппах людей-добровольцев, отобранных по способности ê восприятию запахов. Пороã запаховоãо ощущения для самых чувствительных индивидуумов принимается в êачестве ПДКв для данноãо вещества. Более сложно исследовать влияние вредных веществ на здоровье людей. Для этоãо проводятся са- нитарно-тоêсиêолоãичесêие исследования с целью установления маêсимальной недействующей дозы (êонцентрации) вещества (МНК).
Эêсперименты осуществляются на êрысах, морсêих свинêах или на друãих теплоêровных животных, причем диапазон исследуемых êонцентраций вредных веществ довольно широê: они различаются в 5–10 раз, а опыт длится в течение шести месяцев и дольше. Для тоãо чтобы выявить таê называемые минимальные эффеêты, используют метод условных рефлеêсов, т. е. реаêции тест-объеêтов на присутствие в воде заãрязняющих веществ.
Заãрязнение воды связано не тольêо с присутствием в ней тоêсичных или дурнопахнущих веществ, но и с изменением ряда друãих физиêохимичесêих поêазателей. В водных эêосистемах имеют значение режимы таêих эêолоãичесêих фаêторов, êаê содержание взвешенных веществ,
растворенноãо êислорода, минеральный состав, температура, рН и др. (табл. 4.3).
Состав и свойства воды в створах водопользования ни по одному из названных поêазателей не должны превышать установленных нормативов. В случае использования водноãо объеêта для различных нужд приоритетными являются более жестêие требования в ряду одноименных поêазателей.
245
Т а б л и ц а 4.3. Неêоторые общие требования ê составó
и свойствам воды
|
|
|
Катеãория водопользования |
|
|
|
|
|
|
|
|
Поêазатели |
Для |
Для êупания, |
Для |
|
|
хозяйственно- |
воспроизводства |
Для прочих |
|||
состава и свойств воды |
питьевоãо |
спорта, отдыха |
ценных и |
рыбохозяй- |
|
в водном объеêте |
водоснабжения |
и в черте |
требовательных |
ственных |
|
|
|
населенных |
|||
|
|
и пищевых |
мест |
ê êислороду |
целей |
|
|
предприятий |
видов рыб |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Взвешенные веще- |
0,25 |
0,75 |
0,25 |
0,75 |
|
ства: увеличение со- |
|
|
|
|
|
держания по срав- |
|
|
|
|
|
нению |
с природ- |
|
|
|
|
ным |
уровнем не |
|
|
|
|
более, мã/л Плавающиепримеси На поверхности водоема не должны обнаруживаться
|
плавающие пленêи, пятна минеральных масел, жи- |
|||
|
ров и друãих примесей |
|
|
|
Запахи, привêусы |
Не более 2 баллов, обна- |
Вода не должна сообщать |
||
|
руживаемых: |
|
постороннихпривêусовмя- |
|
|
непосредст- |
непосредст- |
су рыб |
|
|
венно или |
венно |
|
|
|
при хлори- |
|
|
|
|
ровании |
|
|
|
Оêрасêа |
Не должна |
обнаружи- |
Вода не должна иметь |
|
|
ваться в столбиêе: |
оêрасêи |
|
|
|
20 см |
10 см |
|
|
Температура |
Летом не должна повы- |
Не допусêается повыше- |
||
|
шаться более чем на 3 °С |
ние (в сравнении с естест- |
||
|
по сравнению со средней |
венной) более чем на 5 °С, |
||
|
для самоãо жарêоãо ме- |
с общим повышением более |
||
|
сяца |
|
20 °С летом и 5 °С зимой |
|
Реаêция (рН) |
|
В пределах 6,5–8,5 |
|
|
БПК при 20 °С не |
3,0 |
6,0 |
3,0 |
3,0 |
более, мã/л |
|
|
|
|
Ядовитые вещества |
В êонцентрациях не более В êонцентрациях, не оêа- |
|||
|
ПДК |
|
зывающих |
прямоãо или |
|
|
|
êосвенноãо воздействия на |
|
|
|
|
рыб и их êормовые объеê- |
|
|
|
|
ты |
|
Растворенный êи- В любой период ãода не В зимний |
(подледный) |
|||
слород |
менее 4 мã/л в пробе, |
период не ниже: |
||
|
взятой до 12 ч |
|
6,0 мã/л |
4,0 мã/л |
|
|
|
|
|
Предприятие, имеющее сточные воды, несет ответственность за превышение тех или иных поêазателей êачества воды в водном объеêте и обязано обеспечивать их соблюдение с помощью совоêупности инженерных и орãанизационных мероприятий. Понятно, что в реальных условиях возниêает
246
немало сложностей, связанных, например, с ãидролоãичесêими особенностями водноãо объеêта: профилем дна, извилистостью реêи, ãлубиной, блаãоприятным по водности режимом и др. Таê, разбавление примесей зависит от расхода воды в реêе, êоторый периодичесêи меняется в разное время ãода и в разные ãоды. Кроме тоãо, в воде уже моãут присутствовать одноименные примеси от предприятий, расположенных выше по течению, êоторые образуют фоновое заãрязнение.
Специфичесêая форма последствий заãрязнения – перерасход êислорода в воде в результате еãо потребления на оêисление примесей, дыхание интенсивно размножающихся орãанизмов (в первую очередь – синезеленых водорослей). Мерой уãрозы эвтрофиêации служат хараêтеристиêи потребления êислорода êаê в сточных, таê и в природных водах. Они называются химичесêим и биохимичесêим потреблением êислорода (ХПК и БПК)*. Подробно эти вопросы рассматриваются в специальных êурсах, и мы оãраничиваемся здесь лишь их нормативными определениями, необходимыми для рассмотрения в дальнейшем неêоторых вопросов, связанных с эêолоãией.
Нормирование заãрязняющих веществ в почве имеет три направления: во-первых, нормирование содержания ядохимиêатов в пахотном (êорнеобитаемом) слое почвы сельсêохозяйст-
венных уãодий, во-вторых, нормирование наêопления тоêсичных веществ на территории предприятия, и, в-третьих – нормирование заãрязненности почвы в жилых районах, преимущественно в местах временноãо хранения бытовых отходов.
В пахотном слое почвы вредные вещества нормируются по двум поêазателям: предельно допустимым (ПДКп) и временно допустимым ê онцентрациям (ВДКп). Для установления ПДКп используют данные о фоновых êонцентрациях исследуемых веществ, их физиêо-химичесêих свойствах, параметрах стойêости, тоêсичности. При этом эêспериментально устанавливают:
допустимую êонцентрацию вещества в почве, при êоторой еãо содержание в пищевых и êормовых растениях не превысит неêоторых допустимых остаточных ê оли -
* ХПК – êоличество О2 в мã/л или ã/л воды, необходимое для оêисления уãлеродсодержащих веществ до СО2, Н2О, NO–3, серосодержащих веществ – до сульфатов, фосфорсодержащих – до фосфатов.
БПК – êоличество О2, израсходованное в определенный промежутоê времени на собственно биохимичесêое оêисление (разложение) нестойêих орãаничесêих соединений в исследуемой воде.
247
ч е с т в (ДОК)*, иначе называемых ПДК в продуêтах питания
(ПДКпр);
допустимую (для летучих веществ) êонцентрацию, при êоторой поступление вещества в воздух не превысит установленных ПДК для атмосферноãо воздуха (ПДКа.в);
допустимую êонцентрацию, при êоторой поступление веществавãрунтовые водыне превысит ПДК для водных объеêтов;
допустимую êонцентрацию, не влияющую на миêроорãанизмы и процессы самоочищения почвы.
Наиболее жестêие из ряда названных поêазателей принимаются в êачестве ПДКп, причем сравнение идет по одноименным поêазателям вредности, т. е. по сходному действию разных веществ.
Таêим путем нормируется содержание в почве пестицидов (веществ, применяемых для уничтожения вредителей, возбудителей болезней, сорняêов) и ряда химичесêих элементов – преимущественно тяжелых металлов, ãалоãенов (например, хлора), а таêже миêроэлементов. Причем содержание примесей нормируется в зависимости от вида пищевых продуêтов, выращиваемых на данной почве или в данном хозяйстве (мясных, молочных, рыбных, растительных).
Установлены ПДКп в основном для ядохимиêатов, применяемых в защите растений от вредителей, болезней, сорняêов
(табл. 4.4).
Временно допустимые êонцентрации ВДКп, в отличие от ПДКп, определяются расчетным путем для тех пестицидов, êоторые разрешены ê использованию или в силу своих химичесêих особенностей не требуют обязательноãо определения ПДК. Для этоãо применяют уравнения реãрессии, полученные эмпиричесêим путем, êоторые связывают ПДКп, например, с предельно допустимыми êонцентрациями в пищевых продуêтах:
ВДКп = 1,23 + 0,48 lg ПДКпр. |
(4.11) |
Санитарное состояние почвы оценивается по ряду ãиãиеничесêих поêазателей, в том числе по таê называемому с а - н и т а р н о м у ч и с л у , т. е. отношению содержания белêовоãо азота ê общему орãаничесêому. Кроме тоãо, учитывается наличие êишечной палочêи (êоли-титр**) личиноê мух,
*Допустимое остаточное êоличество (ДОК) – это маêсимальное êоличество вещества, êоторое, поступая в орãанизм на протяжении всей жизни, не вызывает ниêаêих нарушений в здоровье детей и взрослых людей. Наряду с ДОК существует международный термин “маêсимально допустимый уровень” (МДУ), имеющий тот же смысл.
**Коли-титр – минимальный объем воды или масса почвы, в êоторых обнаруживается хотя бы один эêземпляр êишечной палочêи.
248
Т а б л и ц а 4.4. Нормативы на содержание неêоторых пестицидов
в почве и ДОК в продóêтах питания, мã/êã
Наименование |
ПДКп |
ДОК |
Наименование |
ПДКп |
ДОК |
|
|
|
|
|
|
Прометрин (арбо- 0,5 |
0,1–0,25 |
Геêсахлоран (ин- |
1,0 |
1,0 |
|
рицид) |
|
|
сеêтицид) |
|
|
Хлорамп (арбо- |
0,05 |
– |
Гамма-изомер |
1,0 |
2,0 |
рицид) |
|
|
ãеêсахлорана |
|
|
Хлорофос (инсеê- 0,5 |
1,0 |
Полихлорпинен |
0,5 |
Не допус- |
|
тицид) |
|
|
(инсеêтицид) |
|
êается |
Карбофос (инсеê- |
2,0 |
1,0–3,0 |
Полихлорêамфен |
0,5 |
0,1 |
тицид) |
|
|
(инсеêтицид) |
|
|
Дихлордифенил- |
0,1 |
0,5 |
Севин (инсеêти- |
0,05 |
Не допус- |
трихлорэтан или |
|
|
цид) |
|
êается |
ДДТ (инсеêтицид) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
яиц ãельминтов. По êомплеêсу этих поêазателей почва оценивается êаê чистая или заãрязненная (табл. 4.5).
Нормативы наêопления тоêсичных отходов на территории предприятия устанавливаются на основе совоêупности поêазателей, вêлючающих размеры территории сêладирования, тоêсичность и химичесêую аêтивность соединений, присутствующих в отходах. Для этоãо таêже существует ряд формул, хотя принципы таêоãо нормирования и общие подходы ê нему
Таблица 4 .5. Комплеêсные ãиãиеничесêие поêазатели
санитарноãо состояния почв*
Оценêа êачества почвы
Наименование поêазателей
Личинêи |
Яйца |
|
|
|
и êуêолêи |
|
Титр |
|
|
ãельминтов |
Коли-титр |
Санитарное |
||
мух |
в 1 êã |
анаэробных |
число |
|
в 0,25 м3 |
|
баêтерий |
||
почвы, эêз. |
почвы, эêз. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Чистая |
0 |
0 |
1 и более |
0,1 и более |
0,98–1,0 |
Слабо заãряз- |
Единично |
До 10 |
1–0,01 |
0,1–0,001 |
0,85–0,98 |
ненная |
|
|
|
|
|
Заãрязненная |
10–25 |
11–100 |
0,01–0,001 |
0,001– |
0,70–0,80 |
|
|
|
|
–0,00001 |
|
Сильно заãряз- |
Более 25 |
Более 100 |
0,001 и |
0,00001 и |
0,70 и |
ненная |
|
|
менее |
менее |
менее |
* См. Оценочные поêазатели санитарноãо состояния почвы населенных мест.
М., 1977. 6 с.
249
моãут варьировать в реãионах с различными почвенными и êлиматичесêими условиями.
Обычно нормируются два поêазателя: предельное êоличество тоêсичных промышленных отходов на территории предприятия и предельное содержание тоêсичных соединений в промышленных отходах.
Предельное ê оличество отходов на территории предприятия – это таêое их êоличество, êоторое можно размещать при условии, что возможное выделение вредных веществ в воздух не превысит 30 % от ПДК в воздухе рабочей зоны предприятия ПДКр.з. При этом вещества, наиболее опасные и даже хранимые в ãерметизированной таре, а таêже тоêсичные отходы очистных сооружений удаляются с территории предприятия в течение сутоê. Твердые сыпучие отходы, хранящиеся в êонтейнерах, пластиêовых паêетах и бумажных мешêах, удаляются в течение двух сутоê.
Предельное êоличество отходов и их судьбу определяют путем замеров содержания тоêсичных веществ в воздухе (с учетом эффеêта суммации), получением средневзвешенной êонцентрации и делением ее на соответствующее значение ПДК (точнее – 30 % от ПДКр.з). Если отношение
C |
> 1 , |
(4.12) |
0,3 ПДКр.з |
то êоличество находящихся на территории отходов является предельным и они подлежат немедленному удалению.
Предельное содержание тоêсичных соединений (в ã/êã или мã/êã) в отходах определяется êлассом опасности этих отходов. Здесь используются сложные мноãоступенчатые расчеты, êонечной целью êоторых является установление ПДК тоêсичных веществ в общей массе отходов. В расчетных формулах используются средняя летальная доза ЛД50, êоэффициент растворимости исследуемоãо вредноãо êомпонента, еãо летучесть и неêоторые промежуточные поêазатели, в частности суммарный индеêс опасности всех êомпонентов в отходах.
Контроль заãрязнения почв осуществляется преимущественно в условиях населенных пунêтов орãанами санэпидслужбы и вêлючает: предупредительный надзор, заêлючающийся в апробации ãенеральной схемы очистêи и проеêтов сооружений по очистêе и обезвреживанию твердых промышленных и бытовых отходов, и теê ущий – с целью обеспечения санитарной охраны почвы, своевременноãо сбора и удаления промышленных отходов и вторичноãо сырья. Под êонтролем санитарной службы находится не тольêо сбор, но и транспортировêа отходов, соãласование мест их захоронения и
250
переработêи. Это êасается таêже осадêов водоочистных сооружений (сêопов, отработанноãо аêтивноãо ила и др.).
Кроме тоãо, существует ряд дополнительных поêазателей санитарноãо состояния почвы (см. табл. 4.6), определяемых êаê на территории производственных предприятий, таê и населенных пунêтов. К ним относятся:
санитарно-физиêо-химичесêие оценêи, êасающиеся в основном почвенных фильтратов (санитарное число, êислотность, биохимичесêое потребление êислорода, оêисляемость, содержание сульфатов, хлоридов и др.);
санитарно-энтомолоãичесêие оценêи – численность синантропных (связанных с жильем и бытом) насеêомых, в первую очередь – мух во всех фазах их развития: взрослые особи, личинêи, êуêолêи;
санитарно-ãельминтолоãичесêие оценêи, хараêтеризующие наличие в почве в местах, посещаемых населением, ãельминтов (червей, паразитирующих в орãанах человеêа, животных и растений, – цестод, нематод, трематод и др.);
санитарно-баêтериолоãичесêие оценêи, вêлючая наличие баêтерий êишечной ãруппы, а таêже друãих миêроорãанизмов, вызывающих заболевания человеêа и домашних животных.
Т а б л и ц а 4.6. Номенêлатóра поêазателей санитарноãо
состояния почвы
Поêазатель |
Хараêтеризуемые свойства |
|
почвы |
||
|
||
|
|
Санитарное число |
Санитарно-химичесêие |
Азот аммонийный, мã/êã |
То же |
Азот нитратный, мã/êã |
" |
Хлориды, мã/êã |
" |
Пестициды, мã/êã |
" |
Тяжелые металлы, мã/êã |
" |
Нефть и нефтепродуêты, мã/êã |
" |
Фенолы летучие, мã/êã |
" |
Сернистые соединения, мã/êã |
" |
Канцероãенные вещества, мã/êã |
" |
Удобрения (остаточные êоличества), мã/êã |
" |
рН |
" |
Радиоаêтивные вещества, Ки/êã |
" |
Термофильные баêтерии, титр |
Санитарно- |
|
баêтериолоãичесêие |
Баêтерии ãруппы êишечной палочêи, êоли-титр |
То же |
Баêтерия êлостридиум перфиãена, титр |
" |
Патоãенные миêроорãанизмы (по эпидемиоло- |
" |
ãичесêим поêазателям), титр |
|
Яйца и личинêи ãельминтов жизнеспособные, |
Санитарно- |
эêз./êã почвы |
ãельминтолоãичесêие |
Личинêи и êуêолêи синантропных мух, эêз./êã |
Санитарно- |
почвы |
энтомолоãичесêие |
|
|
|
251 |
Вредные вещества моãут поступать в продуêты питания (и далее – в орãанизм человеêа) разными путями: из почвы через êорневые системы растений, из воздуха – через наземный ассимиляционный аппарат (листья), а таêже в результате êонтаêта при проведении защит-
ных химичесêих обработоê растений против вредителей и заболеваний. Во всех случаях эти вещества далее вêлючаются в пищевые цепи, в êонце êоторых, êаê мы знаем, и находится человеê.
Основным оãраничительным нормативом является допустимое остаточное ê оличество (ДОК) вредноãо вещества в продуêтах питания или в урожае в период еãо сбора. ДОК выражается в ã или мã на 1 êã êормовых или пищевых продуêтов. Следует отметить, что ядохимиêаты, применяемые в сельсêом хозяйстве против вредителей, возбудителей болезней и сорняêов, таêже имеют все тоêсиêометричесêие хараêтеристиêи, вêлючая предельно допустимые êонцентрации.
Растения-фотосинтетиêи, отêрывающие пищевые цепи в эêосистемах, в не меньшей степени, чем друãие живые орãанизмы, чувствительны ê присутствию в оêружающей среде заãрязняющих веществ. Мноãочисленные фаêты снижения продуêтивности и ãи-
бели древесных, êустарниêовых и травянистых растений вследствие заãрязнения воздуха, воды, почвы хорошо известны. Поэтому нормирование содержания êсенобиотиêов применительно ê растениям – важная, хотя и трудная, до êонца поêа не решенная задача.
Трудности заêлючаются в том, что разные виды совместно произрастающих растений в разной степени (одни – более, друãие – менее) устойчивы ê одним и тем же веществам. Поэтому в эêосистеме диапазон общей устойчивости данноãо трофичесêоãо уровня достаточно широê. Во-вторых, устойчивость зависит от условий места обитания, т. е. от режимов эêолоãичесêих фаêторов (например, увлажнения, освещенности, минеральноãо питания): неêоторые из них моãут быть лимитирующими или пессимальными. В-третьих, одно и то же растение (особь) в разной степени устойчиво ê тем или иным веществам в разные периоды своеãо развития: распусêания листьев, бутонизации и цветения, созревания семян и т. п. В-четвертых, разные физиолоãичесêие процессы у растения неодинаêово уязвимы для заãрязняющих веществ, и необходимо в êачестве теста выбирать наиболее демонстративное свойство.
252
Т а б л и ц а 4.7. Предельно допóстимые êонцентрации неêоторых
заãрязняющих веществ в атмосферном воздóхе для растений
По В. С. Ниêолаевсêому, Т. В. Ниêолаевсêой, 1988
|
Значения предельно допустимых êонцентраций, мã/м3 |
||||
Наименование |
Для растений |
Для древесных пород |
Для человеêа |
||
заãрязняющеãо |
в целом (маêси- |
|
|
||
маêсимальные |
средне- |
(маêсимальные |
|||
вещества |
мальные разо- |
||||
|
вые) |
разовые |
суточные |
разовые) |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Диоêсид серы |
0,02 |
0,03 |
0,015 |
0,5 |
|
Оêсиды азота |
0,02 |
0,04 |
0,02 |
0,085 |
|
Аммиаê |
0,05 |
0,1 |
0,04 |
0,2 |
|
Бензол |
0,1 |
0,1 |
0,05 |
1,5 |
|
Хлор |
0,25 |
0,025 |
0,015 |
0,1 |
|
Сероводород |
0,02 |
0,008 |
0,008 |
0,008 |
|
Формальдеãид |
0,02 |
0,02 |
0,003 |
0,035 |
|
Пыль, цемент |
— |
0,2 |
0,05 |
0,5 |
|
Метанол |
0,2 |
0,2 |
0,1 |
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
Таêим наиболее чувствительным ê помехам процессом считается фотосинтез, определяющий продуêцию эêосистемы*. К настоящему времени установлены маêсимальные разовые и среднесуточные ПДК двенадцати заãрязняющих веществ в воздухе для растений, вêлючая древесные (табл. 4.7).
Считается, что ПДК должны устанавливаться для тех видов растений, êоторые обладают наибольшей фотосинтетичесêой аêтивностью, и для тех периодов, êоãда аêтивность всех физиолоãичесêих фунêций растений маêсимальна. Реêомендуется использовать в êачестве тест-объеêта травянистые растения, посêольêу исследования с ними можно проводить в фитотронах êруãлоãодично.
В реальных условиях производства в выбросах и сбросах предприятий (а значит, в воздухе и воде) присутствует не одно, а несêольêо различных заãрязняющих веществ. В воздухе населенноãо пунêта, на-
пример, моãут содержаться вещества от разных предприятий, тепловых станций, транспорта. Мноãие из этих веществ обладают сходным тоêсичесêим действием на орãанизм человеêа, а значит, в подобных случаях суммарная êонцентрация таêих веществ может превышать предельно допустимую для êаждоãо в отдельности.
* Ниêолаевсêий В. С., Ниêолаевсêая Т. В. Методиêа определения пре-
дельно допустимых êонцентраций вредных ãазов для растительности. М.: Государственный êомитет СССР по лесу, 1988. 15 с.
253
Это явление называют эффеê том суммации вредноãо воздействия, и еãо необходимо учитывать при нормировании êаê содержания, таê и поступления заãрязняющих веществ в оêружающую среду.
Эффеêт суммации проявляют, в частности: фенол и ацетон; валериановая, êапроновая и масляная êислоты; озон, диоêсид азота и формальдеãид.
Рассмотрим следующий простой пример. Допустим, что в воздухе одновременно присутствуют фенол и ацетон в êонцентрациях соответственно 0,009 и 0,345 мã/м3. Соответствующие им ПДК составляют 0,01 и 0,35 мã/м3. Таêим образом, êаждое из этих веществ присутствует в воздухе в неопасной êонцентрации – меньшей, чем еãо ПДК. Но их суммарная êонцентрация составляет 0,009 + 0,345 = 0,354 мã/м3, т. е. превышает ПДК для êаждоãо из них в отдельности, а следовательно, и уровень заãрязнения воздуха превышает допустимый.
Наряду с суммацией в тоêсиêолоãии существует понятие синерã изма, или потенцирования. Имеется в виду, что совместное действие различных веществ может быть более сильным, нежели простая суммация.
Известную нам формулу С ≤ ПДК можно записать в иной форме: С/ПДК ≤ 1. Понятно, что сêольêо бы вредных веществ ни присутствовало в воздухе одновременно, последнее условие должно соблюдаться.
Таêим образом, êачество воздуха будет отвечать установленным нормативам, если:
C1 |
+ |
C2 |
+ ... + |
Cn |
≤ 1, |
(4.13) |
ПДК1 |
ПДК2 |
ПДКn |
ãде С1, С2, ..., Сn – êонцентрации вредных веществ, обладающих эффеêтом суммации; ПДК1, ПДК2, ..., ПДКn – соответствующие им предельно допустимые êонцентрации.
Формула (4.13) означает, что сумма отношений êонцентраций вредных веществ, обладающих эффеêтом суммации, ê соответствующим им ПДК не должна превышать единицы.
Это же правило действует для водных объеêтов, но если в воздухе учитывается сходное тоêсичесêое действие разных веществ, то в воде – сходный лимитирующий поêазатель вредности. Например, орãанолептичесêими свойствами обладают инсеêтицидный препарат антио (ПДК = 0,04 мã/л), дибутиламин (ПДК = 1,0 мã/л), неионоãенные поверхностноаêтивные вещества (ПДК = 0,1 мã/л). При их одновременном присутствии в воде суммарная êонцентрация может оêазаться выше, чем любая из трех названных ПДК, хотя для êаждоãо в отдельности С ≤ ПДК. В этих случаях используют ту же фор-
254
мулу (4.13), но значения С1, С2, ..., Сn и соответствующие им ПДК хараêтеризуют вещества, обладающие одинаêовым лимитирующим поêазателем вредности.
Эффеêт суммации вредноãо действия веществ в почве не определяется, но посêольêу присутствующие в ней вещества моãут прониêать в воздушный бассейн и в воду, он учитывается, исходя из значений ПДК для воды и воздуха.
Эêолоãичесêие |
С эêолоãичесêих позиций принцип раздель- |
|
ноãо нормирования заãрязняющих веществ |
||
аспеêты |
||
в воздухе и воде имеет определенные недос- |
||
раздельноãо |
||
татêи. Из рис. 4.2, 4.4 и 4.5 можно видеть, |
||
нормирования |
||
что условие С ≤ ПДК соблюдается тольêо в |
||
|
определенных местах: для воздуха – в цехе, на территории предприятия или населенноãо пунêта, а в воде – в створе 1 êм выше места водопользования в проточных водоемах и в радиусе 1 êм от места водопользования – в непроточных.
Возниêает вопрос о том, êаêовы же требования ê êачеству среды вне уêазанных мест. Ответ состоит в том, что воздух и вода вне этих мест представляют собой зоны рассеивания или разбавления вредных примесей, т. е. здесь допусêается сильное заãрязнение с мноãоêратным превышением значений ПДК. Очевидно, что таêое положение совершенно неприемлемо.
Напомним, что, с точêи зрения эêолоãии, аêцепторами и зоной рассеивания примесей являются эê осистемы. Следовательно, в створе водопользования и вне еãо водная эêосистема едина, и она таê или иначе разрушается, даже если в êонтрольной точêе или створе заãрязняющие вещества разбавляются до ПДК. Подобный подход ê нормированию заãрязняющих веществ ведет эêосистемы ê снижению продуêции или даже распаду, обеспечивая не охрану природы, а лишь сохранение отдельных хараêтеристиê в непосредственно оê ружающей человеê а среде.
Таêим образом, понятия "охрана природы" и "охрана êачества оêружающей среды" принципиально различаются.
Под охраной природы следует понимать либо систему мероприятий, направленных на рациональное природопользование, т. е. минимизацию ущерба природной среде, либо совоêупность оãраничительно-запретных мероприятий (например, создание заповедниêов, заêазниêов, запреты на добычу тех или иных видов животных и растений).
Что êасается охраны оêружающей среды, то она предназначена для обеспечения êачества воздуха, воды, почвы тольêо непосредственно в местах присутствия человеêа и фаêтичесêи сводится ê выполнению условия У ≤ ПДУ, ãде У – уровень физичесêоãо или химичесêоãо фаêтора (например, заãряз-
255
няющеãо вещества, температуры, давления и т. п.), а ПДУ – предельно допустимый с точêи зрения толерантности человеêа уровень тоãо же фаêтора. Частными случаями данноãо условия являются требования С ≤ ПДК или допустимые остаточные êоличества тоêсичных веществ в пищевых продуêтах.
При этом учитывается возможность отрицательноãо воздействия êаêоãо-либо вещества непосредственно на орãанизм человеêа, но не на эêосистемы в целом, хотя в неêоторых случаях нормативные доêументы и оãоваривают соответствующие условия.
Например, присутствие фенолов, ионов металлов, неêоторых друãих химичесêих веществ и соединений даже в пределах ПДК может отрицательно сêазываться на планêтоне, бентосе, изменять физиêо-химичесêие свойства воды. С точêи зрения êачества для человеêа таêая вода может и не представлять опасности, но может нарушить пищевые цепи, подавив их отдельные звенья, миêроорãанизмы-деструêторы, что может иметь разрушительные последствия для эêосистемы в целом. Поэтому, с одной стороны, при нормировании содержания примесей следует учитывать таê называемую ассимиляционную способность эêосистемы, а с друãой – не оãраничиваться формальным соблюдением нормативов на сбросы и выбросы.
Важным условием нормирования содержания заãрязняющих веществ в природной среде является эêолоãичесêая дифференциация нормативов ПДК. Говоря выше о задачах тоêсиêолоãии, мы уêазали, что восприимчивость орãанизма ê воздействию заãрязняющих веществ может увеличиваться, а устойчивость ê ним – снижаться, если орãанизм находится под одновременным воздействием друãих эêолоãичесêих (например, физичесêих) фаêторов, режимы êоторых близêи ê пределам толерантности или выходят за эти пределы. В тоêсиêолоãии учет таêоãо совместноãо воздействия фаêторов считается необходимым, хотя в праêтиêе санитарноãиãиеничесêоãо нормирования это не применяется: используются единые нормативы ПДК.
Но территория ãосударства вêлючает в себя ãеоãрафичесêие зоны с совершенно различными, а в ряде случаев – эêстремальными êлиматичесêими условиями – от северной тундры до жарêих пустынь, ãде люди должны жить и работать. В подобных условиях норма реаêции у отдельных ãрупп людей на вредные химичесêие соединения может сдвиãаться в сторону меньшей устойчивости. Поэтому необходимо установление зональных ПДК, а при невозможности выдержать их по технолоãичесêим или иным условиям производства необходимы до-
256