1.11. Нормирование загрязняющих веществ в биосфере

Нормирование качества окружающей природной среды опреде­ляется как деятельность уполномоченных государственных органов по установлению экологических нормативов (показателей предель­но допустимых воздействий человека на окружающую природную среду) в соответствии с требованиями природоохранного законо­дательства. Так, согласно ст. 1 Федерального закона «Об охране атмо­сферного воздуха» от 04.05.1999 № 96ФЗ, качество атмосферного воздуха  совокупность его физических свойств, отражающих сте­пень соответствия гигиеническим и экологическим нормативам. За экологический норматив (согласно п. 2.7 Приложения к приказу Мин­природы России «Инструкция по экологическому обоснованию хо­зяйственной или иной деятельности» от 29.12.1995 № 539) принима­ется установленная величина использования природных ресурсов или техногенного воздействия на экосистемы и отдельные ее ком­поненты, при которой функционально структурные характеристи­ки экосистем не выходят за пределы естественных изменений.

Нормативы качества окружающей природной среды подразде­ляются на три группы.

1. Санитарно-гигиенические  предельно допустимые концентра­ции вредных веществ (ПДК ВВ) и уровня (ПДУ) физических, био­логических и других воздействий, определяющие численные пока­затели качества окружающей среды относительно здоровья человека.

2. Производственно-хозяйственные  нормативы выбросов, сбро­сов ВВ (ПДВ, ПДС, ВСВ, ВДК, ПДТ), технические (технологиче­ские), строительные и другие правила, содержащие экологиче­ские требования к источнику вредного воздействия, ограничиваю­щие его негативное воздействие пороговой величиной.

3. Комплексные  нормативы, сочетающие признаки первой и второй групп. Предельно допустимая (критическая) нагрузка (ПДН) является показателем воздействия одного или нескольких ВВ на окружающую природную среду: превышение ее может привести к вредному воздействию на природные ресурсы и человека.

Для предотвращения (снижения) отрицательных последствий воздействия загрязняющих веществ на атмосферу, литосферу и гидросферу необходимо знать их предельные уровни, при которых обеспечивается нормальная жизнедеятельность. Информация, харак­теризующая состояние природной среды, оценивается по специ­ально разработанным критериям или нормативам. Основная вели­чина экологического нормирования качества природной среды  ПДК ВВ в биосфере  воздухе, воде и почве. В общем случае ПДК  это такое содержание ВВ в окружающей среде, которое при постоян­ном контакте или воздействии за определенный промежуток време­ни практически не влияет на здоровье человека и не вызывает небла­гоприятных последствий у его потомства. ПДК ВВ устанавливают на основе токсикометрических оценок, с раздельным нормировани­ем уровней загрязнения, например, воздуха, в рабочих зонах и в населенных пунктах. Классификация ПДК приведена на рис. 5.

Рис. 5 – Классификация предельно-допустимых концентраций

Фактическое загрязнение атмосферы воздуха городов и насе­ленных пунктов оценивают по пятибалльной шкале: I  допусти­мое; II  умеренное; III  слабое; IV  сильное; V  очень сильное.

Загрязнения I степени безопасны для населения. В нормативах Минздрава России приводятся сведения о классе опасностей ве­щества совместно с ПДК.

При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны не­скольких ВВ с концентрациями С₁, С₂, .... С_n, обладающих одно­направленным действием, должно выполняться условие:

(15)

Если в воздухе содержатся ВВ, не обладающие однонаправ­ленным действием, концентрация каждого из них не должна пре­вышать ПДК. К ВВ однонаправленного действия, как правило, следует относить вещества, близкие по химическому строению и характеру биологического воздействия на организм человека.

На рис. 6 представлена схема нормирования примесей ВВ в воздухе с учетом их переноса и рассеивания в атмосфере, а так­же токсикологических принципов. Учитывая, что экологиче­ская ниша человека неизменна, где бы он ни находился, услови­ем экологической безопасности для него будет выполнение усло­вия C_ВB  ПДК, где C_ВB  концентрация вредного вещества, мг/м³.

Рис. 6 – Нормирование примесей вредных веществ

Если в атмосферном воздухе одновременно содержатся несколь­ко вредных веществ, обладающих однонаправленным действием, то должно выполняться условие (15). Выбросы в атмосферу воз­духа, содержащего вредные вещества, предусматривают и обосновывают в расчетах так, чтобы концентрации их в приземном слое не превышали предельно допустимых. Содержание пыли в воздухе (мг/м³), выбрасываемом в атмосферу системами вентиляции, объем которого более 15 тыс. м³/ч, не должно превышать С₁ = 100 К, при объеме L выбрасываемого воздуха до (включительно) 15 тыс. м³/ч, С₂ = (160  4L) К.

Коэффициент К принимают в зависимости от ПДК пыли в воздухе:

ПДК, мг/м3....................................................................	 2	2  4	4  6	 6
К.....................................................................................	0,3	0,6	0,8	1

Выбросы воздуха, удаляемого системами местных отсосов, с концентрациями пыли, не превышающими С₁ и С₂, допускается (при обосновании) закладывать в проект, не предусматривая средств для очистки. Правила установления предельно допусти­мых выбросов (ПДВ) вредных веществ предприятиями приведе­ны в ГОСТ 17.2.3.0278.

ПДВ пыли или других ВВ в атмосферу устанавливают для каж­дого источника. При этом должно быть соблюдено условие, что выбросы ВВ от данного источника (а при наличии других источ­ников  от их совокупности) не создадут приземную концентра­цию С, превышающую предельно допустимую ПДК, т.е.

(16)

Если это условие по объективным причинам не может быть выполнено, вводят поэтапное снижение выбросов ВВ, согласо­вывая на каждом этапе выброс ВВ с местным органом Государ­ственной инспекции по контролю за работой газоочистных и пы­леулавливающих установок и другими уполномоченными органи­зациями и учреждениями.

Наряду с ПДК существуют временно допустимые концентра­ции (ВДК), иначе называемые ориентировочными безопасными уровнями воздействий  ОБУВ (ГН 2.1.6.69698).

ПДК в основном устанавливают экспериментально. Для уско­ренного определения ПДК новых веществ используют расчетные методы. Установленные расчетным путем нормативы должны рас­сматриваться в качестве ВДК (ОБУВ).

Для максимального снижения выбросов вредных веществ дол­жны использоваться наиболее совершенная технология и методы очистки. Рассеивание вредных выбросов в атмосфере при увеличении высоты выброса может быть применено только после реализации всех современных технических средств, снижающих абсолютное ко­личество выбросов и сокращающих концентрацию вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу. Для неорганизованных выбросов и групп мелких одиночных источников, например, вентиляцион­ных, устанавливают суммарный предельный выброс.

При установлении ПДВ для источника загрязнения атмосферу учитывают фоновые концентрации ВВ в воздухе С_ф, определяе­мые расчетом и экспериментально. Под фоновой концентрацией для отдельного источника загрязнения атмосферы понимают ее загрязнение, связанное с другими источниками, исключая рас­сматриваемый. В этом случае в соотношении (16) вместо С при­нимают С + С_ф.

При неблагоприятных метеоусловиях в кратковременные пе­риоды загрязнения атмосферы, опасного для здоровья населения необходимо снизить выбросы ВВ, вплоть до полного прекраще­ния работ, вызывающих загрязнение. Устанавливает ПДВ для каж­дого предприятия головная организация по рассмотрении планов мероприятий, направленных на снижение загрязнения атмосфе­ры и проведении окончательных расчетов загрязнения атмосферы от всех объектов. Она же разрабатывает комплексный план меро­приятий снижения загрязнения атмосферы (ПДВ). Эффек­тивность поэтапного уменьшения выбросов ВВ оценивают по сте­пени фактического снижения загрязнения атмосферы, определя­емого в соответствии с нормативными документами. В этом случае фактический выброс, превышающий ПДВ, называется временно согласованным (ВСВ). На каждом этапе устанавливают ВСВ на уровне предприятий  аналогов с современной технологией, рассчиты­вая категорию опасности предприятий (КОП) для биосферы:

, (17)

где n  количество загрязняющих веществ, выбрасываемых пред­приятием; M_i  масса выброса i-го вещества, мг/м³; _i  безраз­мерный коэффициент, позволяющий привести степень вредно­сти i-го вещества к вредности диоксида серы. Для вещества перво­го класса опасности _i = 1,7; второго  1,3; третьего  1,0; чет­вертого  0,9.

Значения КОП рассчитывают при M_i/ПДК_i > 1. Если M_i/ПДК_i < 1, КОП приравнивают к нулю. При отсутствии среднесуточ­ных значений ПДК для расчета КОП могут использоваться значе­ния максимальных разовых ПДК или ОБУВ, либо уменьшенные в 10 раз значения ПДК воздуха рабочей зоны.

По величине КОП предприятия подразделяются на четыре ка­тегории опасности:

Категория опасности...............................................	1-я	2-я	3-я	4-я
КОП............................................................................	> 106	104  106	103  104	< 103

Предприятия первой и второй категории представляют наи­большую опасность для биосферы. В этом случае тома ПДВ разра­батываются по полной программе. Предприятия третьей категории самые многочисленные. Для них тома ПДВ разрабатывают по сокращенной программе. Для предприятий четвертой категории опасности нормативы ПДВ устанавливают на уровне фактических выбросов, а тома ПДВ могут не составляться.

Для обеспечения экологической безопасности населения, про­живающего вблизи экологически опасных предприятий, создают­ся санитарно-защитные зоны (СЗЗ), отделяющие жилые кварта­лы от предприятий (см. рис. 6.).

Каждое предприятие, образующее источники загрязнения сре­ды, должно иметь СЗЗ, размеры которой с 2003 г. регламентиру­ются СанПиН 2.2.1/2.1.1.120003. С этой целью все предприятия сгруппированы по отраслям в зависимости от выделяемых загрязне­ний. Имеется несколько таких групп, в каждой из которой выде­ляют пять классов предприятий по степени их экологической опас­ности. В зависимости от класса определяют нормативный размер СЗЗ, который устанавливают с учетом мощности, условий осуще­ствления технологического процесса, характера и количества вы­деляемых в окружающую среду ВВ и других факторов в соответст­вии с санитарной классификацией предприятий. Размеры СЗЗ, м: 1000  I класс, 500  II класс; 300  III класс; 150  IV класс; 50  V класс. Например, к I классу относят предприятия химиче­ского комплекса, имеющие аммиак (ж.), сернистый ангидрид (ж.), диоксид азота, синильную кислоту, метилакрилат, нитрил акри­ловой кислоты, сероуглерод, триметиламин, фосген, хлор (ж.), азот­ную кислоту, азотные удобрения и др. В целлюлозно-бумажном комплексе цехи варки целлюлозы также относят к I классу, а про­изводящие бумагу и картон из привозных полуфабрикатов  к IV. Класс V составляют производства полиграфических красок, неор­ганических реактивов (при отсутствии хлорного ингредиента), а также производства пластмасс и синтетических смол.

Расчетный размер СЗЗ, согласно решению Главного санитар­ного врача Российской Федерации и его заместителя, может быть определен (и соответственно изменен в сравнении с норматив­ным по формуле

, (18)

где R  число румбов для расчета показателя; j  номер румба; n  количество расчетных точек; i  одно из расчетных направле­ний от источника загрязнения (румб); С₁, С₂,..., С_к  расчетные приземные концентрации загрязняющих веществ характеризуемого производства; ПДК₁, ПДК₂, ..., ПДК_к  ПДК данных веществ; С_ф/ПДК  показатель фоновых концентраций; N₁, N₂, ..., N_к  переводные коэффициенты, зависящие от класса опасности вещества.