Нормирование загрязняющих веществ в биосфере

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 с помощью специально разработанных критериев или нормативов. Основной величиной экологического нормирования качества природной среды является предельно допустимая концентрация (ПДК) вредного вещества (ВВ) или веществ 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 устанавливаются на основе различных токсикометрических оценок, с раздельным нормированием уровней загрязнения, например, воздуха, в рабочих зонах и в населенных пунктах (рис. 2).

Рисунок 2 - Классификация предельно допустимых концентраций

Фактическое загрязнение атмосферы воздуха городов и населенных пунктов оценивается по 5-балльной шкале: I - допустимое загрязнение; II - умеренное; III - слабое; IV - сильное; V - очень сильное.

Загрязнение I степени является безопасным для здоровья населения. При загрязнении II-V степеней вероятность возникновения неблагоприятных эффектов возрастает с увеличением степени загрязнения. В нормативах Минздрава России приводятся сведения о классе опасностей вещества совместно с ПДК.

При погрузочно-разгрузочных работах наиболее опасны кремнесодержащие пыли. ПДК таких пылей устанавливается в зависимости от процентного содержания в них кремнезема. Требования к методикам измерения концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны приведены в соответствующих ГОСТах.

Содержание ВВ в воздухе рабочей зоны не должно превышать установленных ПДК. ПДК ВВ в воздухе рабочей зоны - это концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов или другой продолжительности, но не более 41 часа в неделю, в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений здоровья человека, обнаруживаемых современными методами исследований, в процессе работы или неблагоприятных последствий у его потомства.

При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких ВВ с концентрациями C₁, С₂,..., С_n, обладающих однонаправленным действием, должно выполняться условие:

. (1)

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. ПДК ВВ устанавливают в зависимости от степени воздействия на организм человека.

На рис. 3 представлена схема нормирования примесей ВВ в воздухе с учетом их переноса и рассеивания в атмосфере, а также токсилогических принципов. Учитывая, что экологическая ниша человека неизменна, где бы он ни находился, условием экологической безопасности для него будет выполнение условия СВ_в >> ПДК, где СВ_в - концентрация вредного вещества, мг/м³.

Рисунок 3 - Схема нормирования примесей вредных веществ по зонам жизнедеятельности человека

В приземном слое атмосферы населенных пунктов установлены ПДК ВВ, значения которых приведены в «Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий».

Если в атмосферном воздухе одновременно содержится несколько вредных веществ, обладающих однонаправленным действием, то должно выполняться условие (1). 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 - 100К, при объеме L выбрасываемого воздуха 15 тыс.м³/ч и менее С₂ – (160 - 4L)K.

Коэффициент К принимается в зависимости от ПДК пыли в воздухе:

Выбросы воздуха, удаляемого системами местных отсосов, с концентрациями пыли, не превышающими C₁ и С₂, допускается (при обосновании) закладывать в проект, не предусматривая средств для очистки. Правила установления предельно допустимых выбросов (ПДВ) вредных веществ предприятиями приведены в ГОСТе.

Предельно допустимый выброс 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, то есть:

. (2)

Если это условие по объективным причинам в настоящее время не может быть выполнено, вводят поэтапное снижение выбросов ВВ. На каждом этапе выброс ВВ согласовывается с местными уполномоченными учреждениями. Поэтому наряду с ПДК существуют временно допустимые концентрации (ВДК), иначе называемые ориентировочными безопасными уровнями воздействия (ОБУВ).

ПДК в основном устанавливаются на основании экспериментов. Для ускоренного определения ПДК новых веществ используют расчетные методы. В настоящее время принято, что установленные расчетным путем нормативы должны рассматриваться в качестве ВДК (ОБУВ).

Для максимального снижения выбросов ВВ должны быть использованы наиболее совершенная технология и методы очистки. Рассеивание вредных выбросов в атмосфере при увеличении высоты их 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 (ПДВ).

При установлении ПДВ для источника загрязнения атмосферы учитывают фоновые концентрации ВВ в воздухе С_ф, определяемые расчетом и экспериментально. Под фоновой концентрацией для отдельного источника загрязненияатмосферы понимают ее загрязнение, связанное с другими источниками, исключая рассматриваемый. В этом случае в соотношении (2) вместо С принимают С + С_ф.

При неблагоприятных метеорологических условиях в кратковременные периоды загрязнения атмосферы, опасного для здоровья населения, необходимо снизить выбросы ВВ, вплоть до полного прекращения работ, вызывающих загрязнение. Работу по установлению ПДВ проводит головная организация, которая рассматривает планы мероприятий, направленных на снижение загрязнения атмосферы, делает окончательные расчеты загрязнения атмосферы от всех объектов, устанавливает предельные выбросы вредного вещества для каждого предприятия и разрабатывает комплексный план мероприятий снижения загрязнения атмосферы. Эффективность поэтапного уменьшения выбросов ВВ оценивают по степени фактического снижения загрязнения атмосферы, определяемого в соответствии с нормативными документами.

Кроме этого, для обеспечения экологической безопасности населения, проживающего вблизи экологически опасных предприятий, создаются санитарно-защитные зоны (СЗЗ), отделяющие жилые кварталы от предприятий (см. рис. 3). Каждое предприятие, имеющее источники загрязнения среды, должно иметь СЗЗ, размеры которой с 1996 г. регламентируются СанПиН 2,2.1/2.1.1.567-96. С этой целью все предприятия сгруппированы по отраслям в зависимости от выделяемых загрязнений. Имеется несколько таких групп, в каждой из которой выделяется пять классов предприятий по степени их экологической опасности. В зависимости от класса устанавливается нормативный размер СЗЗ, который зависит от мощности, условий осуществления технологического процесса, характера и количества выделяемых в окружающую среду ВВ и других факторов в соответствии с санитарной классификацией предприятий. В зависимости от класса предприятия размеры СЗЗ составляют: I класса - 2000 м; II класса - 1000 м; III класса - 500 м; IV класса - 300 м; V класса - 100 м. Например, к I классу относятся предприятия химического комплекса, имеющие аммиак, ангидрид сернистый, двуокись азота, кислоту синильную, метилакрилат, нитрилакриловой кислоты, сероуглерод, триметиламин, фосген, хлор, кислоту азотную, удобрения азотные и др. В целлюлозно-бумажном комплексе цехи варки целлюлозы также относятся к I классу, а производящие бумагу и картон из привозных полуфабрикатов - к IV. К V классу относят производства полиграфических красок, неорганических реактивов (при отсутствии хлорного ингредиента), а также производства пластмасс и синтетических смол.

Таким образом, мероприятия по защите атмосферного воздуха должны рассматриваться на предприятиях как составная часть общего плана по охране окружающей среды и включать две стадии:

· определение необходимости осуществления мероприятий по сокращению выбросов и снижению уровня загрязнения воздуха;

· определение конкретного содержания мероприятий, обеспечивающих требования государственных стандартов.

Мероприятия, направленные на снижение уровня загрязнения воздуха, нужно осуществлять, если в результате расчетов (для n источников) выполняются условия:

· для атмосферного воздуха населенных пунктов:

;

для воздуха промышленных площадок

.

После определения необходимости осуществления мероприятий по снижению уровня загрязнения воздуха должно быть разработано их конкретное содержание. Разработка мероприятий начинается с определения требуемой степени очистки выбросов η по каждому источнику:

.

где М - фактическое количество вредного вещества, выбрасываемого из источника.

Нормы должны соблюдаться при проектировании предприятий, а также при нормировании выбросов в атмосферу от реконструируемых и действующих предприятий. Нормы предназначены для расчета приземных концентраций в двухметровом слое над поверхностью земли, а также вертикального распределения концентраций.

ПДК ВВ в водном объекте - это такая концентрация, при превышении которой вода становится непригодной для одного или нескольких видов (категорий) водопользования: для нужд населения, предприятий пищевой промышленностей и др. В стране нет единых общегосударственных норм качества воды. Поэтому «условно» чистые промышленные стоки, прошедшие основную и дополнительную ступени очистки, соответствуют ПДК, но их ингредиентный состав во много раз превышает их естественные концентрации в свежей водной среде. Поэтому любой сброс очищенных сточных вод вызывает эвтрофикацию водоемов или эвтрофирование воды - развитие микроскопических водорослей (цветение воды), разложение отмерших организмов и др., с поглощением кислорода, го есть лишает воду способности к самоочищению.

По данным Госкомстата РБ через очистные сооружения проходит более 80% общего количества сбросов.

Рассмотрим кратко нормирование загрязняющих веществ в литосфере, иначе в почве (свалки, полигоны и т.п.). ПДК_П - предельно допустимая концентрация химического вещества в пахотном слое почве (мг/кг), которое не должно вызывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающуюся с почвой среду и здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы. В случае отсутствия ПДК_П оценка производится сопоставлением содержания химических веществ в загрязненных (исследуемых) и контрольных образцах почвы.

Почвенный покров, в отличие от воды и атмосферы, способен аккумулировать ВВ в течение длительного времени, постепенно приближаясь к ПДК_П. Поэтому условие безопасности в этом случае можно записать как:

,

где τ, год, мес. - длительность работы предприятия, образующего твердые отходы, в течение которого в почве прилегающих территорий (или специальных полигонов), количество ВВ достигает ПДК_П.

Загрязнение тяжелыми металлами почв - наиболее актуальная задача охраны литосферы. В настоящее время для приоритетных тяжелых металлов установлены ориентировочно допустимые количества (ОДК) их содержания в почвах, которые используются вместо ПДК (табл. 3).

При определении допустимого поступления твердого отхода в почву особое внимание необходимо уделять тем соединениям, которые могут испаряться в атмосферу, впитываться грунтовыми или поверхностными водами или накапливаться в живых организмах и растениях.

Таблица 3 - ОДК (ПДК) тяжелых металлов в почве, мг/кг

Приложение 1

Таблица П1 - Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест

* Примечание: не распространяется на аэрозоли органических и неорганических соединений, для которых устанавливаются соответствующие ПДК.

Таблица П2 - Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в воздухе рабочей зоны

Примечание: «А» - вещество находится в форме аэрозоля, «П7» - пара; знак «+» означает, что вещество опасно и при поступлении через кожу.

Таблица П3 - ПДК загрязняющих веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: