Основы экологии

и в крайних случаях к гибели.

Предельно допустимые концентрации (ПДК)

Максимальная концентрация загрязняющего вещества в природных средах, которая практически не влияет на состояние природных объектов получила наименование предельно допустимой концентрации или ПДК.

Для воздушной среды ПДК приводятся в мкг/м3 или мг/м3, а для водной в г/дм3, мг/дм3 или мкг/дм3.

Первоначально ПДК оценивались только по отношению к человеку и его реакции на загрязнители, однако в дальнейшем этот показатель используется и в отношении иных природных объектов: почв, диких животных, рыб, природных ландшафты в целом.

Соблюдение ПДК обеспечивает безопасность здоровья населения и благоприятные условия для санитарно бытового водопользования. ПДК служит критерием эффективности различных мероприятий по охране водоемов от загрязнения, а также стимулом прогресса в области промышленной технологии.

Учитывая производственные процессы и достаточно сложную и меняющуюся ситуацию с содержанием загрязняющих веществ в воздушной среде промышленных комплексов, городов и поселков, понятие ПДК в отношении человека дифференцировано. В частности просчитываются такие показатели:

ПДКрз. предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в рабочей зоне;

ПДКсс предельно допустимые средние суточные концентрации;

ПДКмр предельно допустимые максимальные разовые концентрации;

Кл концентрации летальные.

Аналогично воздушной среде, анализируются и концентрации загрязняющих веществ в водных источниках. Здесь могут быть дифференцированы ПДКв предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в водоеме вообще и ПДКвр предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ для рыбы.

Принципы установления ПДК

Для установления ПДК используют расчетные методы, результаты

биологических экспериментов, а также материалы динамических наблюдений за состоянием здоровья лиц, подвергшихся воздействию вредных веществ.

Основой для обоснования ПДК является некоторое множество n порогов хронического действия limch , оцененных для различных видов i биологических объектов (подопытные животные, рыбы, зеленые насаждения) и разных путей транспортировки вещества к рецепторам живого организма:

i = 1,2,…, n,

где Kз – коэффициент запаса, учитывающий видовую чувствительность, реальную опасность интоксикации, кумулятивные свойства вещества, вероятность канцерогенного или иного специфического действия, возможность отдаленных последствий на генетическом уровне и т.д.

Очевидно, что при n , ПДК → 0, т.е. «всегда можно найти такую специфическую лошадь, которую убьет капля никотина».

ПДК представляют собой принципиально индивидуальные стандарты, регламентирующие изолированное действие нормируемого вредного агента и не предполагающие количественной корректировки в случае совместного присутствия нескольких компонентов. На уровне нормативов представлены достаточно ограниченные перечни веществ, обладающих эффектом суммации при их одновременном содержании в атмосферном воздухе. Экспериментальный метод анализа комбинированного действия смеси веществ с постоянным соотношением компонентов предложен Б.М. Штабским и Ю.С. Каганом. Алгоритм реализации этого метода на основе автоматизированной процедуры планирования эксперимента описан Д.Б. Гелашвили с соавторами.

Санитарно гигиенические и экологические нормативы определяют качество окружающей среды по отношению к здоровью человека и состоянию экосистем, но не указывают на источник воздействия и не регулируют его деятельность. Требования, предъявляемые собственно к источникам воздействия, отражают научно технические нормативы. К научно техническим нормативам относятся нормативы предельно допустимых выбросов и сбросов вредных веществ (ПДВ и ПДС), а также технологические, строительные, градостроительные нормы и правила, содержащие требования по охране окружающей природной среды. В основу установления научно технических нормативов положен следующий принцип: при условии соблюдения этих нормативов предприятиями региона содержание любой примеси в воде, воздухе и

почве должно удовлетворять требованиям санитарно гигиенического нормирования.

Предельно допустимые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу и предельно допустимые сбросы в водные объекты

Из требований к ограничению концентрации загрязняющих веществ в природных объектах вытекают требования к ограничению сбросов загрязняющих веществ предельно допустимым выбросом ПДВ, для воздушной и предельно допустимым сбросом (ПДС), соответственно для водной среды иногда они определяются как ПДУВ предельно допустимый уровень выброса и ПДУС предельно допустимый уровень сброса.

Соответственно, ПДВ (ПУДВ) определяет предельно допустимое количество вредных веществ, сбрасываемых в атмосферу источником, обеспечивающее предельно допустимые их концентрации в приземном слое воздуха. Обычно эти концентрации рассчитываются для створа, расположенного на каком-то заданном расстоянии до источника, определяющимся особенностями ландшафта или районной планировкой территории. Или, в более общей формулировке, ПДВ представляет собой количество (объем или массу) загрязняющего вещества, выбрасываемого источником за единицу времени, превышение которого ведет к неблагоприятным последствиям для окружающей природной среды или здоровья людей.

Предельно допустимый сброс (ПДС) в водные объекты масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в установленном режиме в данном пункте в единицу времени, обеспечивающая разбавление до ПДК этих веществ в расчетном створе или в местах водопользования.

Принципиальная разница между ПДВ в воздушную среду и ПДС в водную состоит в том, что помимо рассеивания (в воздухе) и разбавления (в воде), в водоисточнике действуют также процессы самоочищения, тогда как в воздушной среде под воздействием влаги, низкой температуры или солнечного излучения возникают фотохимические эффекты, ведущие к формированию сложных и высокотоксичных соединений, усиливающих отрицательное влияние загрязнителей на организм живых существ, включая, в первую очередь, человека.

В настоящее время для оценки загрязнения окружающей среды

применяется параметр ПДН предельно допустимая нагрузка на экосистему. Этот параметр учитывает суммарные выбросы от промышленных предприятий на уровне ПДВ и ПДС в регионе за сутки, месяц, год, не причиняющий нарушение экологического равновесия естественным экосистемам.

Значение ПДН можно рассчитать с помощью анализа необходимой продуктивности экосистемы или оценки их способности к самовозабновлению.

Критерии качества потребляемой воды

Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства. Качество питьевой воды должно соответствовать гигиеническим нормативам перед ее поступлением в распределительную сеть, а также в точках водозабора наружной и внутренней водопроводной сети. Безвредность питьевой воды по химическому составу определяется ее соответствием нормативам по обобщенным показателям и содержанию вредных химических веществ. Токсикологические показатели качества воды характеризуют безвредность ее химического состава и включают нормативы для веществ, встречающихся в природных водах; добавляемых в воду в процессе обработки в виде реагентов; появляющихся в результате промышленного, сельскохозяйственного, бытового и иного загрязнения источников водоснабжения.

Нормативы, ограничивающие вредное воздействие, устанавливаются

иутверждаются специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды, санитарно эпидемиологического надзора и совершенствуются по мере развития науки

итехники с учетом международных стандартов.

При оценке качества природных вод, подвергшихся загрязнениям, используют перечень вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно питьевого и культурно бытового использования. Число вредных веществ, нормируемых в этом перечне, непрерывно увеличивается вследствие усложнения химического состава стоков загрязняющих веществ.

Среди показателей, определяющих токсичность состава воды, многие из них окрашивают природную воду в тот или иной цвет

(например, железо, марганец, органические вещества). Они вызывают неприятные запахи (сероводород, азотистые соединения, примеси органических газов), характерный привкус (магний, калий и др.), способствуют образованию мутных взвесей (соли кальция, бария, стронция и пр.).

Поэтому определение органолептических свойств является одним из основополагающих определений природных вод и проводится непосредственно после отбора пробы и не позднее, чем через несколько часов, после ее отбора.

Значения ПДК используются в качестве нормативной основы в нескольких десятках методик комплексной оценки качества воды, различающихся предназначением, составом и количеством используемых параметров, способом операций с ними и др. (некоторые из них приводятся нами ниже).

Система классификации качества воды по А.А. Былинкиной и С.М. Драчеву

Эта классификация явилась первой [Былинкина с соавт., 1962; Драчев, 1964] и наиболее совершенной разработкой в этом направлении, заложившей основы широко распространившейся шестибалльной шкалы классификации водоемов. Методика рекомендована для отраслевого использования на постах гидробиологического контроля. Оценка качества воды осуществляется с использованием следующих показателей:

химические показатели состояния водоемов;

бактериологические и гидробиологические показатели;

показатели состояния водоемов по физическим и органолептическим свойствам.

Таблица 1.1

Химические показатели состояния водоемов

Примечание: окисляемость относится к рекам с цветностью воды не более 30о.

Как отмечают авторы, «для составления карты загрязнения множественность показателей представляет затруднения, особенно в том случае, когда по значению многих показателей река может быть отнесена к различным классам. Указанное затруднение может быть обойдено путем выделения главных показателей. Важно, чтобы число этих показателей было невелико, и чтобы они были представлены в тех случаях, когда обследование проведено по схеме краткого анализа».

Примечание: биологический показатель загрязнения (БПЗ) или индекс Хорасавы, принятый в международном стандарте качества питьевой воды (1958 г.), представляет собой отношение количества одноклеточных организмов, не содержащих хлорофилла (В), к общему количеству организмов, включая содержащие хлорофилл (А), выраженное в %.

БПЗ = 100 B / (A + B)

Таблица 1.3

Показатели состояния водоемов по физическим и

органолептическим свойствам

В качестве главных показателей рекомендуется взять пять следующих: титр кишечной палочки, запах, БПК5, азот аммонийный и внешний вид водоема у места взятия проб (по степени загрязнения нефтью). Весьма важным показателем санитарного состояния водоемов является также содержание токсических веществ, в том числе, радиоактивных. «В качестве показателя степени загрязнения водоемов по содержанию токсических веществ можно принять отношение количества токсических веществ, найденных аналитически, к допустимым концентрациям, согласно существующим нормативам. В отношении содержания радиоактивных веществ показателем может быть взята суммарная активность, поскольку в отношении данного определения имеется наибольшее количество аналитических материалов» [Драчев,

1964].

Каждому из показателей, перечисленных в таблицах, авторами придается приоритет – цифровое значение, соответствующее важности и значимости данного фактора. Если по различным показателям классификация водоема выполняется неоднозначно, то необходимо рассчитать общий показатель загрязнения путем усреднения числовых значений условных приоритетов.

Критерии качества сточных вод

При отсутствии установленных нормативов экологами проводятся необходимые исследования для изучения степени вредности

содержащихся в сточных водах веществ и обосновании для них ПДК.

Примечания:

1)Лимитирующий признак вредности, по которому установлен норматив: «с.т.» – санитарно токсикологический, «орг.» – органолептический;

2)Нормативы приняты в соответствии с рекомендациями ВОЗ.

Таблица 1.4

Обобщенные показатели содержания вредных химических веществ, встречающихся в природных водах

Органические вещества

Вредные химические вещества, поступающие и образующиеся в воде в процессе ее обработки в системе водоснабжения

Шум и вибрация, их нормирование

Допустимыми уровнями постоянного шума являются уровни звукового давления L, в дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами: 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц. Для ориентировочной оценки допускается использовать уровни звука La, дБА. Допустимыми уровнями непостоянного шума являются эквивалентные (по энергии) уровни звука Laэкв, ДБА, и максимальные уровни звука Lamax, ДБА. Оценка непостоянного шума на соответствие допустимым уровням должна проводиться одновременно по эквивалентному и максимальному уровням звука. Превышение одного из показателей должно рассматриваться как несоответствие настоящим санитарным нормам.

Допустимые уровни шума, а также требования к их измерению в жилых помещениях регламентируются действующими санитарными нормами.

Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, эквивалентных и максимальных уровней звука, проникающего шума в помещения жилых зданий, следует принимать по табл.1.5.

Допустимые уровни шума, создаваемого в помещениях зданий системами вентиляции и другим инженерным и технологическим

оборудованием, следует принимать на 5 дБА ниже (поправка минус ( ) 5 дБА), указанных в табл.1.5.

Таблица 1.5

Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, эквивалентных и максимальных уровней звука, проникающего шума в

помещения жилых зданий

Для жилых зданий, выходящих окнами на магистрали, при уровне шума выше предельно допустимой нормы необходимо принимать шумозащитные меры.

Эксплуатация инженерного оборудования жилых зданий, технологического оборудования помещений общественного назначения не должна превышать предельно допустимые уровни шума и вибрации в жилых помещениях.

Допустимыми уровнями постоянных вертикальных и горизонтальных вибраций являются средние квадратические значения виброускорения а (м/кв.с) и виброскорости v (м/с) или их логарифмические уровни La, Lv, соответственно, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8, 16, 31,5, 63 Гц, выраженные в дБ. допустимыми уровнями непостоянных вертикальных и горизонтальных вибраций являются эквивалентное корректированное значение виброскорости или виброускорения (Uэкв.) или их логарифмический уровень (Luэкв).

Допустимые уровни вибрации, а также требования к их измерению в жилых помещениях регламентируются действующими санитарными нормами.

При измерении непостоянных вибраций (уровни виброскорости и