3.4. Екологічне нормування

Стан навколишнього природного середовища, стійкості екосистем та їх складових залежить від кількості, виду, типу, складу, токсичності та ін. забруднень довкілля.

Забруднення навколишнього середовища класифікують за наступними принципами [ 57]:

• за умовами утворення – природного і антропогенного генезису;

• за типом походження – механічні, фізичні, хімічні, біологічні;

• за фізичним станом – енергетичні та матеріальні забруднення, або ж газоподібні, рідкі й тверді забруднюючі речовини;

• за часом взаємодії з довкіллям – стійкі і нестійкі;

• за способом впливу на біоту – прямої та непрямої дії (через воду, повітря, продукти живлення);

• за характером походження – умисні, супутні, аварійно-випадкові, а також первинні та вторинні;

За умовами утворення усі забруднювачі поділяють на агенти природного та антропогенного генезису. Забруднювачі природного походження потрапляють у біосферу в результаті вулканічної діяльності, фізико-хімічного вивітрювання грунтів та підстилаючих порід, згорання метеоритів, розкладання рослин і тварин тощо. Антропогенні забруднювачі утворюються внаслідок спалювання горючих корисних копалин, викидів та скидів промислових і побутових відходів, при ядерних вибухах, різноманітних аваріях тощо.

За типом походження забруднення поділяються на:

• механічні забруднення – засмічування середовища агентами, що характеризуються, головним чином, несприятливою механічною дією без фізико-хімічних наслідків;

• фізичні забруднення – зміни фізичних параметрів середовища: температурно-енергетичних (теплове забруднення),хвильових (світлове, шумове, електромагнітне), радіаційних (радіаційне, радіоактивне ¹) тощо;

хімічні забруднення – тверді, газоподібні та рідкі речовини, хімічні елементи і сполуки штучного походження, які надходять у біосферу і порушують встановлені природою процеси кругообігу речовин та енергії (миючі засоби, пластмаси, пестициди та інші синтетичні речовини, похідні вуглецю, сірки та азоту, важкі метали, фтористі сполуки, органічні речовини);

біологічні забруднення – зміни біоценозів через невміле впровадження людиною рослинних та тваринних викидів, умисно чи випадково переселених з одного середовища в інше, що призводить до катастрофічного розмноження рослин чи тварин, а також організми, які виникли внаслідок діяльності людини (бактеріологічна зброя, нові віруси тощо).

За фізичним станом усі антропогенні забруднення поділяють на дві великі групи – енергетичні й матеріальні.

До першої групи віднесені теплові викиди, вібрації, шуми, ультра- та інфразвук, електромагнітні поля, світлове, лазерне, інфрачервоне, ультрафіолетове, іонізуюче, радіоактивне випромінювання тощо.

До другої групи належать:

• забруднення атмосфери (газоподібні, пароподібні, тверді, у вигляді туману, змішані);

• стічні води (оборотні, умовно чисті та забруднені);

• тверді відходи (токсичні та нетоксичні).

У свою чергу, забруднюючі речовини за фізичним станом поділяють на газоподібні, тверді та рідкі.

Під стійкими антропогенними забруднювачами розуміють такі, що не входять до природного кругообігу речовин і тому довго не зникають, не знешкоджуються природою самостійно (різні пластмаси, поліетилен, деякі метали, радіоактивні речовини з тривалим періодом напіврозпаду тощо). Нестійкі забруднювачі – такі, що діють негативно короткий час і розкладаються, розчиняються чи знешкоджуються в екосистемах завдяки природним фізико-хімічним та біохімічним процесам.

Під умисними забрудненнями розуміють цілеспрямовані зміни довкілля людиною: знищення лісів, використання родючих земель і пасовищ під забудову, утворення кар’єрів, вилов риби та ін.

Супутні забруднення – це поступові зміни стану атмосфери, гідросфери, літосфери окремих регіонів та планети в цілому від комплексного негативного впливу антропогенної діяльності (опустелювання, висихання боліт, озер, морів, поява кислотних дощів, потепління клімату через «парниковий» ефект, зменшення озонового шару тощо).

Випадкове забруднення відбувається через аварійні викиди промислових газів або скиди стічних вод (промислових, комунальних, сільськогосподарських).

Забруднення також може бути первинним – надходження у середовище забруднювачів, що безпосередньо утворюються в ході природних, природно-антропогенних чи антропогенних процесів, а також вторинним – утворення (синтез) небезпечних забруднюючих речовин в результаті фізико-хімічних процесів, що відбуваються у довкіллі.

За Г.В.Стадницьким , А.І.Родіоновим антропогенні забруднення діляться на (рис.3.4):

• інгредієнтне забруднення – забруднення сукупністю речовин, кількісно або якісно ворожих біогеоценозам (інгредієнт – складова частина складної сполуки або суміші);

• параметричне забруднення пов’язане зі зміною якісних параметрів навколишнього середовища (параметр навколишнього середовища – одна з його властивостей, наприклад, рівень шуму, радіації, освітленості);

• біоценотичне забруднення полягає у впливі на склад та структуру популяції живих організмів;

• стаціально-деструкційне забруднення (стація – місце існування популяції, деструкція - руйнування) викликає зміну ландшафтів та екологічних систем в процесі природокористування.

Основними джерелами антропогенного забруднення навколишнього середовища є виробники енергії (ТЕС,АЕС, котельні), усі промислові об’єкти (в першу чергу металургійні, хімічні, нафтопереробні , цементні, целюлозно-паперові), екстенсивне, перехімізоване сільськогосподарське виробництво, військові об’єкти, транспорт (морський, річковий, автомобільний, залізничний, повітряний), гірниче виробництво. Вони забруднюють довкілля різноманітними токсичними речовинами, шкідливими фізичними полями, шумами, вібраціями і теплом.

У загальному вигляді оцінка екологічного стану певної території зводиться до визначення ступеня її антропогенного порушення. Реальна оцінка екологічної обстановки можлива з використанням достовірних екологічних критеріїв. Під екологічними критеріями розуміють комплекс ознак, що виходять з умови нормального функціонування екосистеми в часі та вимог природокористувачів.

ЗАБРУДНЕННЯ СЕРЕДОВИЩА

ІНГРЕДІЄНТНЕ

ПАРАМЕТРИЧНЕ

БІОЦЕНОТИЧНЕ

СТАЦІАЛЬНО-

ДЕСТРУКТИВНЕ

мінеральне

органічне

Порушення балансу популяції

Вирубуван-ня лісових

насаджень

Ерозії

грунтів

Продукти згорання викопного палива

Побутові стоки і сміття

Продукти згорання в ДВЗ

Комплексний фактор неспокою

Зарегулювання водотоків

Осушення

земель

Відходи хімічних вироб-

ництв

Отрутохімі-

кати і добрива

Мікробіоло-гічні препа-рати

Випадкова і направлена інтродукція і акліматизація видів

Урбані-зація

Кар’єрна розробка

Аварійні ски-

дання в акваторіях

Відходи хар-

чової проми-

словості

Нерегульоване збиран-

ня, відловлювання, від-

стрілювання, браконь-єрство

Шахтні відвалини і терикони

Дорожне будівництво

Лісові і степові

Нафтовидобування, нафто-переробка

Відходи тваринни -цьких ферм

Відходи

металургії

Перепромисел

Інші форми, пов’язані з руйнуванням і перетворенням екосистем

інші

інші

теплове

шумове

світлове

радіаційне

електромагнітне

Рис. 3.4. Класифікація забруднення екологічних систем (за Г.В.Стадницьким та А.І.Родіоновим)

Екологічне нормування припускає облік допустимого навантаження на екосистему.

Допустимим вважається таке навантаження , під впливом якого відхилення від нормального стану системи не перевищує природних змін і , отже, не викликає небажаних наслідків у живих організмів і не погіршує якості середовища.

На основі встановлення різниці між гранично допустимим і фактичним станом екосистеми, популяції, угрупування визначають її екологічний резерв. Існує поняття екологічна стійкість – здатність екосистем, популяцій, угрупувань тривалий час протистояти впливу шкідливих антропогенних факторів і не піддаватись деградації, руйнуванню, вимиранню.

Як екологічне, так і санітарно-гігієнічне нормування засновані на знанні ефектів, які викликаються різноманітними факторами впливу на живі організми. Одним з важливих понять у токсикології та у нормуванні є поняття шкідливої речовини.

У спеціальній літературі прийнято називати шкідливими всі речовини, вплив яких на біологічні системи може привести до негативних наслідків. Крім того, як правило, всі ксенобіотики (чужорідні для живих організмів, штучно синтезовані речовини) розглядаються як шкідливі.

Встановлення нормативів якості навколишнього середовища та продуктів харчування ґрунтується на концепції пороговості впливу. Поріг шкідливої дії - це мінімальна доза речовини, при впливі якої в організмі виникають зміни, що виходять за межі фізіологічних і пристосувальних реакцій, або прихована (тимчасово компенсована) патологія. Таким чином, гранична доза речовини (або гранична дія взагалі) викликає у біологічного організму відгук, що не може бути скомпенсований за рахунок гомеостатичних механізмів (механізмів підтримки внутрішньої рівноваги організму).

Нормативи, що обмежують шкідливий вплив, встановлюються й затверджуються спеціально вповноваженими державними органами в області охорони навколишнього середовища, санітарно-епідеміологічного нагляду й удосконалюються в міру розвитку науки й техніки з урахуванням міжнародних стандартів. Є стандарти міжнародні, державні, галузеві й стандарти підприємств.

В Україні екологічні нормативи розробляються і вводяться в дію Міністерством охорони навколишнього природного середовища (МОНПС), МОЗ та іншими уповноваженими на те державними органами відповідно до законодавства України і повинні відповідати вимогам охорони довкілля та здоров’я людей від негативного впливу його забруднення.

Стандарти з охорони природи об’єднано під загальним номером 17:17.1 – Охорона природи. Гідросфера; 17.2 – Охорона природи. Атмосфера та ін.

В основі санітарно-гігієнічного нормування лежить поняття гранично допустимих концентрацій шкідливих речовин в атмосферному повітрі, воді і грунті та харчових продуктах.

Гранично допустимі концентрації (ГДК) – нормативи, що встановлюють максимальні концентрації шкідливої речовини в одиниці об’єму (повітря, води), маси (харчових продуктів, ґрунту) або поверхні (шкіра працюючих), які при впливі за певний проміжок часу практично не впливають на здоров’я людини та не зумовлюють небажаних (негативних) наслідків у нащадків. Якщо фактична концентрація полютанта в середовищі більша за ГДК, то воно не придатне для забезпечення життєдіяльності людини. У такому разі треба здійснювати заходи щодо зменшення концентрації забрудника у середовищі. Для визначення ГДК використовують високочутливі тести. Вони дають змогу виявити мінімальні впливи токсичних речовин на організм людини навіть у разі короткочасної їх дії. Для виявлення тривалого впливу токсичних речовин проводять лабораторні дослідження на тваринах у спеціально обладнаних камерах із застосуванням різних тестів. Під час визначення ГДК враховують дію забрудників не лише на здоров’я людини, а й на диких і свійських тварин, рослини, гриби, мікроорганізми та біоценози загалом. Використовують також матеріали епідеміологічних досліджень. До визначеного порогу впливу додають коефіцієнти запасу. ГДК виражають у міліграмах на метр кубічний (мг/м³) – у повітрі, на дециметр кубічний (мг/дм³) – у воді та міліграмах на кілограм (мг/кг) – у грунті та продуктах харчування.

Таким чином, санітарно-гігієнічне нормування охоплює всі середовища, різні шляхи надходження шкідливих речовин у організм, хоча рідко відбиває комбіновану дію (одночасну або послідовну дію декількох речовин при тому самому шляху надходження) і не враховує ефектів комплексного (надходження шкідливих речовин в організм різними шляхами і з різними середовищами – з повітрям, водою, їжею, через шкірні покриви) і змішаного впливу всього різноманіття фізичних, хімічних і біологічних факторів навколишнього середовища. Існують лише обмежені переліки речовин, що володіють ефектом сумації при їхньому одночасному вмісті в середовищі.

У такому разі враховують їх сумарну шкідливу дію за формулою

(3.1.)

де С₁, С₂, С_n – концентрації забрудників, ГДК₁, ГДК₂, ГДК_n – ГДК забрудників, мг/м³.

Дуже шкідливою є дія таких полютантів, як сірчистий газ, оксид нітрогену (IV), сульфатна кислота, фторид гідрогену, фенол та аерозолі. Тому в разі їх спільної наявності визначають сумарний вплив цих забрудників.

Взагалі в системі моніторингу передбачається відстежування таких забруднюючих речовин:

• в атмосферному повітрі : діоксиду сірки , оксидів азоту, озону, діоксиду вуглецю, пилу, аерозолю, важких металів, пестицидів, бензопірену;

• в атмосферних опадах: важких металів, ДДТ, бензопірену, азоту (загальний вміст), фосфору (загальний вміст), аніонів та катіонів (сульфатів, нітратів, хлоридів, іонів амонію, кальцію та ін.);

• у поверхневих водах: важких металів, пестицидів, бензопірену, рН, мінералізації, азоту (загальний вміст), фосфору (загальний вміст), нафтопродуктів, фенолів;

• у грунтах: важких металів, пестицидів, бензопірену, азоту (загальний вміст), фосфору (загальний вміст);

• у біоті: важких металів, пестицидів, бензопірену, азоту (загальний вміст), фосфору (загальний вміст).

Для речовин, про дію яких не накопичено достатньої інформації, можуть установлюватися тимчасово допустимі концентрації (ТДК) – орієнтовний безпечний рівень впливу (ОБРВ), а для ТДК у ґрунті – орієнтовна допустима концентрація (ОДК).

В роботах іноді зустрічаються і інші характеристики забруднюючих речовин. Під токсичністю розуміють здатність речовини викликати порушення фізіологічних функцій організму, що в свою чергу приводить до захворювань (інтоксикацій, отруєнь) або, у важких випадках, до загибелі. Фактично токсичність – міра несумісності речовини з життям.

Ступінь токсичності речовин прийнято характеризувати величиною токсичної дози – кількістю речовин (віднесеною, як правило, до одиниці маси тварини або людини), що викликає певний токсичний ефект. Чим менше токсична доза, тим вище токсичність.

Розрізняють середньосмертельні (ЛД₅₀), абсолютно смертельні (ЛД₁₀₀), мінімально смертельні (ЛД_0-10) і ін. дози. Цифри в індексі відбивають імовірність (%) появи певного токсичного ефекту – у цьому випадку, смерті, у групі піддослідних тварин. Варто мати на увазі, що величини токсичних доз залежать від шляхів надходження речовини в організм. Доза ЛД₅₀ (загибель половини піддослідних тварин) дає значно більше певну в кількісному відношенні характеристику токсичності, ніж ЛД₁₀₀ або ЛД_0-10. Залежно від типу дози, виду тварин і шляху надходження, обраних для оцінки, порядок розташування речовин на шкалі токсичності може мінятися. Величина токсичної дози не використовується в системі нормування

Санітарно-гігієнічні й екологічні нормативи визначають якість навколишнього середовища стосовно здоров'я людини й стану екосистем, але не вказують на джерело впливу й не регулюють його діяльність. Вимоги, пропоновані властиво до джерел впливу, відбивають науково-технічні нормативи. До науково-технічних нормативів відносяться нормативи викидів і скидів шкідливих речовин (ГДВ і ГДС), а також технологічні, будівельні, містобудівні норми й правила, що містять вимоги по охороні навколишнього природного середовища. В основу встановлення науково-технічних нормативів покладений наступний принцип: за умови дотримання цих нормативів підприємствами регіону вміст будь-якої домішки у воді, повітрі й ґрунті повинен задовольняти вимоги санітарно-гігієнічного нормування.

Науково-технічне нормування припускає введення обмежень діяльності господарських об'єктів відносно забруднення навколишнього середовища, іншими словами, визначає гранично допустимі потоки шкідливих речовин, які можуть надходити від джерел впливу в повітря, воду, ґрунт. Таким чином, від підприємств потрібно не забезпечення тих або інших ГДК, а дотримання меж викидів і скидань шкідливих речовин, встановлених для об'єкта в цілому або конкретних джерел, що входять у його склад.

Крім вище згаданих критеріїв оцінювання стану довкілля, використовуються гранично допустимі дози (кількість шкідливої речовини, дія якої не викликає згубної дії на організм, екосистему) та гранично допустиме антропогенне навантаження (антропогенне навантаження на довкілля, тривалий вплив якого не призведе до зміни екосистеми).

Система екологічних нормативів, яка існує в Україні, наведена на рис. 3.5.

Екологічні нормативи

Нормативи екологічної безпеки:

- гранично допустимі концентрації (ГДК) забруднюючих речовин у навколишньому природному середовищі;

- гранично допустимі рівні (ГДР) акустичного, електромагнітного, радіаційного та іншого шкідливого впливу на довкілля;

- гранично допустимий вміст (ГДВ) шкідливих речовин у продуктах харчування

Гранично допустимі викиди та скиди забруднюючих хімічних речовин у навколишнє природне середовище

Рівні шкідливого впливу (РШВ) фізичних та біологічних факторів

Рис. 3.5. Система екологічних нормативів

Завдання і запитання для самостійної роботи

1. Які етапи створення СЕМ «Україна»?

2. Яка структура СЕМ «Україна»?

3. Визначення державної системи моніторингу довкілля.

4. Назвіть принципи функціонування системи моніторингу довкілля.

5. Що включає нормативно-правова база моніторингу довкілля?

6. Цілі державної системи моніторингу довкілля.

7. Які суб’єкти державної системи моніторингу довкілля?

8. Що включає державна система екологічного моніторингу України?

9. Які завдання суб’єктів системи моніторингу довкілля?

10. Який моніторинг здійснюють суб’єкти системи моніторингу довкілля?

11. Яке методологічне забезпечення системи моніторингу довкілля?

12. На яких принципах ґрунтуються взаємовідносини суб’єктів моніторингу довкілля?

13. У чому полягає інформаційне забезпечення системи моніторингу довкілля?

14. Назвіть первинні дані суб’єктів моніторингу довкілля?

15. Який склад існуючих мереж спостережень в Україні?

16. Що таке допустиме екологічне навантаження?

17. Сутність порогу шкідливої дії.

18. Сутність гранично допустимих концентрацій забруднюючих речовин.

19. Які нормативи викидів і скидів шкідливих речовин?

20. Назвіть систему екологічних нормативів в Україні.

1 ¹ Забруднення радіаційне – викликане дією іонізуючого випромінювання. Забруднення радіоактивне – зв’язане з перевищенням природного рівня вмісту радіоактивних речовин у довкіллі.