Показатели качества окружающей среды

Загрязнением компонента природы (атмосферы, воды, почвы) обычно считают привнесение в среду новых, не характерных для нее физических, химических и биологических агентов или превышение естественного среднемноголетнего уровня этих агентов в среде. Загрязнителем могут быть любой физический агент, химическое вещество или биологический вид (в основном - микроорганизмы), попадающие в окружающую среду или образующиеся в ней в количествах, выше естественных.

Загрязнением окружающей среды можно назвать изменение качества среды, способное вызвать отрицательные последствия. По происхождению загрязнения делят на природные, вызванные естественными, часто аномальными, процессами в природе, и антропогенные, связанные с деятельностью человека.

Считается, что одинаковые агенты оказывают одинаковые отрицательные воздействия независимо от их происхождения, поэтому пыль, источником которой является природное явление (например, пыльные бури), должна считаться таким же загрязняющим веществом, как и пыль, выбрасываемая промышленным предприятием, хотя последняя может быть более токсичной в силу своего сложного состава. Загрязнения можно классифицировать следующим образом (табл. 1.1).

Таблица 1.1. Классификация антропогенных видов загрязнений окружающей среды

Загрязнение	Определение
1. Механическое	Засорение среды агентами, оказывающими лишь механи­ческое воздействие без химико-физических последствий (например, мусором)
2. Химическое	Изменение химических свойств среды, оказывающих от­рицательное воздействие на экосистемы и технологические устройства
3. Физическое	Изменение физических параметров среды: температурно-энергетических (тепловое или термальное), волновых (световое, шумовое, электромагнитное), радиационных (ра­диационное или радиоактивное) и т.п.
3.1. Тепловое (тер­мальное)	Повышение температуры среды, главным образом в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, отходя­щих газов и воды; может возникать и как вторичный резуль­тат изменения химического состава среды
3.2. Световое	Нарушение естественной освещенности местности в результате действия искусственных источников света; может приводить к аномалиям в жизни растений и животных
3.3. Шумовое	Увеличение интенсивности шума сверх природного уровня; у человека приводит к повышению утомляемости, снижению умственной активности и при достижении 90...100 дБ - к по­степенной потере слуха
3.4. Электромагнит­ное	Изменение электромагнитных свойств среды (от линий электропередачи, радио и телевидения, работы некоторых промышленных установок и др.) приводит к глобальным и местным географическим аномалиям и изменениям в тон­ких биологических структурах
4. Радиационное	Превышение естественного уровня содержания в среде ра­диоактивных веществ
5. Биологическое	Проникание в экосистемы и технологические устройства видов животных и растений, чуждых данным сообществам и устройствам
5.1. Биотическое	Распространение определенных, как правило, нежела­тельных с точки зрения людей биогенных веществ (выделе­ний, мертвых тел и др.) на территории, где они ранее не на­блюдались
5.2. Микробиологи­ческое	Появление необычайно большого количества микроорга­низмов, связанное с их массовым размножением на антропо­генных субстратах или вередах, измененных в ходе хозяйст­венной деятельности человека
	Приобретение ранее безвредной формой микроорганиз­мов патогенных свойств или способности подавлять другие организмы в сообществах

Все перечисленные виды загрязнений взаимосвязаны, и каждый из них может явиться исходным фактором для возникновения других видов загрязнения. В частности, химическое загрязнение атмосферы может способствовать повышению вирусной активности и, следовательно, биологическому загрязнению.

Существуют верхняя и нижняя критические границы параметров окружающей среды, достижение которых угрожает наступлением необратимых сдвигов в биологической системе и в ее отдельных звеньях. Некоторые вещества (например, большинство тяжелых металлов) в значительных количествах являются сильными ядами, а в малых дозах они необходимы, так как уменьшение их содержания в организме человека ниже критической величины вызывает тяжелые функциональные расстройства. Здоровью вредны как излишняя шумовая нагрузка, так и отсутствие звуков; то же можно сказать об электромагнитных полях, радиоактивном фоне, температурных нагрузках, оптических явлениях и прочих физических, а также биологических, информационных и других параметрах.

Взаимодействие человека со средой обитания может быть позитивным или негативным и характер взаимодействия определяют потоки веществ, энергий и информаций. В условиях техносферы негативные воздействия обусловлены элементами техносферы (машины, сооружения и т.п.) и действиями человека. Изменяя величину любого потока массы, энергии, информации, действий человека от минимально значимой до максимально возможной, можно пройти ряд характерных состояний взаимодействия в системе "человек - среда обитания":

комфортное (оптимальное), когда потоки соответствуют оптимальным условиям взаимодействия;

допустимое, когда потоки, воздействуя на человека и среду обитания, не оказывают негативного влияния на здоровье, но приводят к дискомфорту, снижая эффективность деятельности человека;

опасное, когда потоки превышают допустимые уровни и оказывают негативное воздействие на здоровье человека, вызывая при длительном воздействии заболевания, и (или) приводят к деградации природной среды;

чрезвычайно опасное, когда потоки высоких уровней за короткий период времени могут нанести травму, привести человека к летальному исходу, вызвать разрушения в природной среде.

Критерии безопасности техносферы - ограничения, вводимые на концентрации веществ и потоки энергий в жизненном пространстве.

Нормативы качества окружающей среды - нормативы, которые установлены в соответствии с физическими, химическими, биологическими и иными показателями для оценки состояния окружающей среды и при соблюдении которых обеспечивается благоприятная окружающая среда.

В соответствии с законом Российской Федерации об охране окружающей среды (2001 г.) под нормированием качества окружающей среды подразумевается деятельность по установлению нормативов предельно допустимых воздействий на нее. Закон нормирует загрязнение окружающей среды как разновидность неблагоприятных воздействий, исходя из предположения о существовании допустимых норм вредных воздействий на природу, гарантирующих экологическую безопасность населения, сохранение генофонда и обеспечивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности.

Для оценки загрязнения окружающей среды используют следующие нормативы:

нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов - нормативы, которые установлены в соответствии с показателями предельно допустимого содержания химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов в окружающей среде и несоблюдение которых может привести к загрязнению окружающей среды, деградации естественных экологических систем;

нормативы допустимых физических воздействий (ПДУ) - нормативы, которые установлены в соответствии с уровнями допустимого воздействия физических факторов на окружающую среду и при соблюдении которых обеспечиваются нормативы качества окружающей среды.

Концентрации веществ регламентируют, исходя из предельно допустимых значений концентраций этих веществ в жизненном пространстве:

(1.1)

где C_i - концентрация i-го вещества в жизненном пространстве; ПДК_i - предельно допустимая концентрация i-го вещества; n - число веществ.

Для потоков энергии допустимые значения устанавливаются соотношением

J_i < ПДУ_i, (1/2)

где J_i - интенсивность i-го потока энергии; ПДУ_i - предельно допустимая интенсивность i-го потока энергии.

Конкретные значения ПДК и ПДУ устанавливаются нормативными актами Государственной системы санитарно-эпидемиологического нормирования.

Предельно допустимые выбросы (сбросы) и предельно допустимые излучения энергии источниками загрязнения среды обитания являются одновременно критериями экологичности источника воздействия на среду обитания. Соблюдение этих критериев гарантирует реализацию условий безопасности жизненного пространства.

Основой регулирования качества атмосферного воздуха рабочей зоны и населенных мест являются гигиенические нормативы - предельно допустимые концентрации (ПДК) атмосферных загрязнений химических и биологических веществ, соблюдение которых обеспечивает отсутствие прямого или косвенного влияния на здоровье персонала и условия его труда, а также населения и условия его проживания. Для оценки качества атмосферного воздуха и нормирования загрязнений в воздухе рабочей зоны и в атмосфере населенных пунктов используется ПДК размерностью миллиграмм на кубический метр.

Для оценки загрязнения атмосферного воздуха в населенных пунктах регламентированы класс опасности и допустимые концентрации загрязняющих веществ. При одновременном присутствии в атмосферном воздухе нескольких вредных веществ, обладающих однонаправленным действием, их концентрации должны удовлетворять условию

(1.3)

Для санитарной оценки воздушной среды используют следующие показатели:

ПДК_рз - предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны. Эта концентрация не должна вызывать у работающих при ежедневном вдыхании в пределах 8 ч в течение всего рабочего стажа заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования, непосредственно в процессе работы или в отдаленные сроки;

ПДК_м.р - максимальная разовая концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест. Эта концентрация вредного вещества не должна вызывать рефлекторных (в том числе субсенсорных) реакций в организме человека;

ПДК_сс - среднесуточная предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест. Эта концентрация вредного вещества не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия в условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания.

В настоящее время научно обоснованы и установлены гигиенические нормативы содержания в воздухе рабочей зоны и в атмосферном воздухе населенных мест для 283 вредных неорганических веществ и их смесей, а также для 857 вредных органических веществ, причем все эти вещества отнесены к одному из четырех классов опасности загрязняющих веществ (наиболее опасным является 1-й класс, наименее опасным - 4-й).

Для оценки качества воды принята система нормирования на основе предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных загрязнений размерностью миллиграмм на литр. При установлении ПДК вредных веществ в воде водоемов ориентируются на минимальную концентрацию вещества по одному из следующих показателей:

ППК_орл - подпороговая концентрация (1 балл) вещества в водоеме, определяемая по изменению органолептических характеристик (запах, цвет, привкус);

ППК_с.р.в - подпороговая концентрация вещества, определяемая по влиянию на санитарный режим водоема (сапрофитная микрофлора, биологическая потребность в кислороде и др.);

ППК_т - подпороговая концентрация вещества в водоеме, определяемая по токсикологическим характеристикам;

ПДК_в - предельно допустимая концентрация вещества в воде водоема.

Разработаны нормативы по ПДК для 103 неорганических веществ и для 496 органических веществ.

Качество природных вод зависит от состава и количества растворенных и взвешенных веществ, микроорганизмов, гидробионтов, а также от температуры, кислотности и других физико-химических показателей. Таким образом, оценка качества воды может производиться по физическим, химическим, бактериологическим и гидробиологическим показателям. Стандарты и нормативы качества воды различны для водных объектов санитарно-бытового и рыбохозяйственного назначения.

Правилами установлены следующие показатели состава и свойств воды водоема в пунктах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования: растворенный кислород, биохимическая потребность в кислороде, взвешенные вещества, запахи и привкусы, окраска воды, реакция воды водоема после смешения ее со сточными водами, ОГЛАВЛЕНИЕ ядовитых веществ, плавающие примеси, ОГЛАВЛЕНИЕ возбудителей заболеваний, минеральный состав воды, температура воды водоема.

При выпуске сточных вод в рыбохозяйственные водоемы предъявляются более высокие требования, чем при выпуске сточных вод в водоемы, используемые для питьевых и культурно-бытовых нужд населения. Для таких водоемов нормируются следующие показатели состава и свойств воды: биохимическая потребность в кислороде, ядовитые вещества, температура воды, ПДК радиоактивных веществ.

Нормирование химического загрязнения почв устанавливается по предельно допустимым концентрациям (ПДК_п). По своей величине ПДК_п значительно отличается от принятых допустимых концентраций для воды и воздуха. Это отличие объясняется тем, что поступление вредных веществ в организм непосредственно из почвы происходит в исключительных случаях и в незначительных количествах, в основном через контактирующие с почвой среды (воздух, вода, растения).

ПДК_п - это концентрация химического вещества в миллиграммах на 1 кг почвы в пахотном слое, которая не должна вызывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы.

Существует четыре разновидности ПДК_п в зависимости от пути миграции химических веществ в сопредельные среды: ТВ - транслокационный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы через корневую систему в зеленую массу и плоды растений; МА - миграционный воздушный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в атмосферу; MB - миграционный водный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в подземные грунтовые воды и водоисточники; ОС - обще санитарный показатель, характеризующий влияние химического вещества на самоочищающую способность почвы и микробиоценоз.

Факторами, определяющими качество природной среды, являются предельно допустимые выбросы в атмосферу (ПДВ) и предельно допустимые сбросы (ПДС) в гидросферу.

Сущность ПДВ и ПДС состоите нормировании выбросов и сбросов, так как при существующих методах сокращения отходов производства практически невозможно полностью избежать проникания в атмосферу и гидросферу вредных веществ. Вместе с тем можно уменьшить промышленные выбросы и сбросы до установленных пределов или ослабить их воздействие до уровней, определяемых ПДК.