обитания, их весовые коэффициенты и критерии выявления

(для стран Европы, методики «Экоиндикатор 95» и «Экоиндикатор 99»)

 

Процессы Весовые коэффи-циенты Критерии выявления
Обеднение озонового слоя   Действие пестицидов Действие канцерогенных веществ   Повышение кислотности водоемов Эвтрофикация Действие тяжелых металлов     Действие зимнего смога Действие летнего смога   Парниковый эффект             2,5   2,5 Вероятность одной смерти в год на 106 жителей 5%-я деградация экосистемы   Вероятность одной смерти в год на 106 жителей   5%-я деградация экосистемы 5%-я деградация экосистемы Учитывается концентрация кадмия - основного экотоксиканта среди тяжелых металлов Учет жалоб в период действия смога, особенно со стороны астматиков и пожилых людей Повышение температуры на 0,1°С каждые 10 лет, 5%-я деградация экосистем

Видно, что максимальный и минимальный весовые коэф-фициенты отличаются в 40 раз, для европейских стран основ-ными факторами экологического риска считаются обеднение озонового слоя, действие пестицидов и канцерогенов, а также повышение кислотности водоемов.

Разработанные методики позволяют вычислять значения комплексных индикаторов для основных промышленных про-дуктов и процессов. Эти вычисления были проведены по схеме, представленной на рис. 4.1.

 

 
 


Инвентаризация всех процессов жизненного цикла

 
   
  Моделирование “эффект-ущерб”  
 
Ущерб здоровью людей   Ущерб экосистемам   Ущерб природным ресурсам
 
  Нормирование и взвешивание всех видов ущерба  
 
  Комплексные экоиндикаторы  

 

Рис. 4.1. Схема расчета комплексных экоиндикаторов

(методики «Экоиндикатор 95» и «Экоиндикатор 95»)

Комплексный характер экоиндикаторов обусловлен тем, что они учитывают три компонента ущерба - здоровью людей, эко-системам и природным ресурсам. Ущерб здоровью людей выра-жается так называемым приведенным количеством потерянных лет (ПКПЛ или DALYs — disability adjusted life years). Термин “приведенное количество” означает, что суммируются как потерянные годы жизни (YLL — years of life lost), так и годы прожитые в состоянии инвалидности (YLD — years lived disabled), и полученная сумма делится на число жителей Евро-пы. В табл. 4.7 приведены показатели ущерба здоровью людей, наносимого основными воздействиями, рассчитанные на одного жителя Европы.

 

Таблица 4.7. Показатели ущерба здоровью людей, наносимого основными видами воздействия, выраженные в единицах ПКПЛ/год — приведенного количества потерянных лет, отнесенного к одному году (методика «Экоиндикатор 99») [21]

Вид воздействия Ущерб на одного жителя Европы, ПКПЛ/год
Заболевания органов дыхания (действие неорганических веществ) Изменение климата Канцерогенные эффекты Обеднение озонового слоя Заболевания органов дыхания (действие органических веществ) Ионизирующая радиация   0,0108 0,00239 0,00200 0,000219   0,0000684 0,0000268
Суммарный ущерб здоровью людей 0,0155

 

Ущерб экосистемам выражается путем использования двух величин: доли видов, затронутых данным техногенным воздей-ствием, и доли видов, исчезнувших в результате такого воздей-ствия. Эти величины умножаются на площадь экосистемы и время воздействия. В табл. 4.8 представлены показатели ущерба экосистемам, наносимого различными видами воздействия. Эти показатели отнесены к одному году длительности каждого тех-ногенного воздействия.

Таблица 4.8. Показатели ущерба экосистемам, наносимого различными видами воздействия, рассчитанные по методике «Экоиндикатор 99» [21]

(ДЗВ — доля затронутых видов; ДИВ — доля исчезнувших видов)

 

Вид воздействия Единица измерения Ущерб
Экотоксиканты Экотоксиканты Подкисление природных вод и эвтрофикация Землепользование ДЗВ·м2·год/год ДИВ·м2·год/год   ДИВ·м2·год/год ДИВ·м2·год/год  
Суммарный ущерб экосистемам ДИВ·м2·год/год

 

Ущерб, наносимый природным минерально-сырьевым ре-сурсам, был рассчитан для двух видов ресурсов: минералов и ископаемого топлива. Это означает, что рассматриваемый ущерб учитывается двояким образом. Во-первых, рассчитываются эко-логические последствия вовлечения в переработку сырья с постоянно уменьшающимся промышленным содержанием добываемого компонента (например, руд со все более низким содержанием меди). Во-вторых, оцениваются экологические эффекты перехода от традиционных видов ископаемого топлива (нефти и газа) к новым энергоносителям (таким, как горючие сланцы и битумные пески), обладающим меньшей теплотворной способностью. Результаты расчетов даны в табл. 4.9.

 

Таблица 4.9. Показатели ущерба, наносимого природным минерально-сырьевым ресурсам (методика «Экоиндикатор 99» [21])

 

Вид ресурсов Единица измерения Ущерб
Минералы Ископаемое топливо МДж/год МДж/год
Суммарный ущерб минерально-сырьевым ресурсам МДж/год

 

Итак, каждый из трех компонентов ущерба характе-ризуется собственным суммарным показателем. Значения этих показателей используются в качестве коэффициентов нормиро-вания для дальнейших расчетов. Кроме того, для этих расчетов вводятся коэффициенты взвешивания, характеризующие отно-сительный вклад каждого из трех компонентов ущерба (сумма этих коэффициентов равна единице). Коэффициенты нормиро-вания и взвешивания, используемые в методиках «Экоиндикатор 95» и «Экоиндикатор 99», представлены в табл. 4.10.

 

Таблица 4.10. Коэффициенты нормирования и взвешивания, используемые для вычисления показателей ущерба

 

Вид показателей Коэффициенты
нормирования взвешивания
Показатели ущерба здоровью людей Показатели ущерба экосистемам Показатели ущерба, наносимого природным минерально-сырьевым ресурсам 0,0155   0,3 0,5   0,2

 

В табл. 4.11. приведены примеры расчета комплексных экоиндикаторов, характеризующих жизненный цикл некоторых промышленных продуктов и процессов.

 

Таблица 4.11. Примеры расчета комплексных экоиндикаторов

(«Экоиндикатор 95», [20])

 

Производственные процессы Экоиндикаторы, усл.ед.
Производство металлов (на 1 кг) Медь Алюминий Нержавеющая сталь Сталь Производство пластических материалов (на 1 кг) Полиуретан Поликарбонат Полипропилен Производство бумаги (на 1 кг) Производство стекла (на 1 кг) Производство электроэнергии и тепла Электроэнергия низкого напряжения (на 1 кВт.ч) Электроэнергия высокого напряжения (на 1 кВт.ч) Тепловая энергия от сжигания нефти (на 1 МДж тепла) Тепловая энергия от сжигания газа (на 1 МДж тепла) Перевозка грузов (на 1 т.км) Грузовики 28 тонн Суда-контейнеровозы Товарные поезда   4,1   3,3 3,3 2,1   0,67 0,57 0,15 0,063   0,34 0,056 0,043

Значения экоиндикаторов выражены в некоторых условных единицах, которые позволяют сравнивать экологические риски, связанные с производством разных продуктов или с различны-ми видами производственной деятельности. Видно, например, что экоиндикатор производства меди в двадцать с лишним раз превышает экоиндикатор производства стали. Это обусловлено тем обилием выбросов вредных загрязнителей, которыми сопро-вождается выплавка меди. С другой стороны, как показывает табл. 4.11, некоторые пластические материалы также имеют высокие значения экоиндикаторов, что связано со значительными количествами потребляемой энергии и, следовательно, повышенным загрязнением среды обитания.

Другая группа экоиндикаторов, рассчитанных по методике «Экоиндикатор 99», включает в себя показатели ущерба здо-ровью людей, наносимого различными загрязнителями. Рассчи-тывались три величины: фактор ущерба (ФУ), нормированный фактор ущерба (НФУ) и взвешенный фактор ущерба (ВФУ). Нормированный фактор ущерба получался путем деления фак-тора ущерба на коэффициент нормирования (суммарный ущерб здоровью людей, равный 0,0155 ПКПЛ/год), а взвешенный фак-тор ущерба равнялся нормированному фактору, умноженному на коэффициент взвешивания (0,3). Значения всех трех факто-ров ущерба выражались в единицах ПКПЛ и относились к 1 кг вещества, поступившего в один из трех компонентов среды обитания (воздух, вода и почва). В табл. 4.12 приведены по-казатели ущерба здоровью людей, вызываемого воздействием некоторых канцерогенных веществ.

 

Таблица 4.12. Показатели ущерба здоровью людей, вызываемого воздействием некоторых канцерогенных веществ («Экоиндикатор 99» [21])

 

Вещества Воздух Вода Почва
  ФУ НФУ ВФУ ФУ НФУ ВФУ ФУ НФУ ВФУ
Бензо-(а)пирен Диоксины Мышьяк Кадмий Хром (VI) Никель 0,004 0,025 0,135 1,75 0,024 0,257 1,59 8,71 1,52 0,077 0,476 2,61 33,9 0,455 2,99 0,066 0,071 0,343 0,031 1,3·105 4,24 4,59 22,1 2,01 57,9 3,9·104 1,27 1,38 6,64 0,602 0,002 7,06 0,013 0,004 0,271 0,004 0,133 0,851 0,257 17,5 0,254 0,04 0,255 0,077 52,5 0,076

Видно, что на первом месте по канцерогенному действию стоят диоксины, их факторы ущерба весьма значительны для всех компонентов среды обитания. Среди тяжелых металлов наи-большим канцерогенным эффектом обладает шестивалентный хром.

В табл. 4.13. даны показатели ущерба здоровью людей, вызываемого воздействием неорганических веществ на дыха-тельные пути. Эта таблица показывает, что из перечисленных веществ наибольшую опасность представляет тонкая фракция пыли, находящейся в воздухе. Среди кислотообразующих окис-лов наибольший вред дыхательным путям наносят NO и NO2.

 

Таблица 4.13. Показатели ущерба здоровью людей, вызываемого воздействием неорганических веществ на дыхательные пути [21])

 

Вещества ФУ НФУ ВФУ
Пыль, фракция 2,5 мкм Пыль, фракция 10 мкм NO NO2 SO2 SO3 NH3 CO 7,0·10-4 3,8·10-4 1,4·10-4 8,9·10-5 5,5·10-5 4,4·10-5 8,5·10-5 7,3·10-7 0,045 0,024 0,0088 0,0058 0,0035 0,0028 0,0055 4,7·10-5 0,0135 0,0073 0,0026 0,0017 0,0011 0,00085 0,00165 1,4·10-5

 

В табл. 4.14 представлены показатели ущерба, наносимого воздействием токсичных веществ воздуху, воде и почве.

Таблица 4.14. Показатели ущерба, наносимого воздействием токсичных веществ компонентам среды обитания («Экоиндикатор 99», [21])

 

Вещества Воздух Вода Почва
ФУ НФУ ВФУ ФУ НФУ ВФУ ФУ НФУ ВФУ
Бензо(а)пирен Диоксины Мышьяк Никель Хром Цинк Медь Кадмий Свинец Ртуть 1,3×105 0,028 25,7 0,115 1,38 0,805 0,563 0,285 1,88 0,495 0,162 0,014 12,9 0,058 0,692 0,403 0,282 0,142 0,941 0,248 0,081 36,8 1,9×105 11,4 68,7 16,3 7,39 0,007 36,5 0,0022 0,028 0,013 0,0032 0,285 0,29 0,0014 0,038 0,0036 18,2 0,0011 0,014 0,0067 0,0016 0,0142 0,047 7,2×10-4 0,019 2,9×105 12,9 1,41 40,7 0,119 1,43 0,827 0,581 0,285 1,94 0,0025 0,32 0,707 20,4 0,059 0,713 0,413 0,290 0,146 0,969 0,0013 0,164

Как и в предыдущих случаях, рассчитывались три вида факторов: ФУ — фактор ущерба, НФУ — нормированный фактор ущерба и ВФУ — взвешенный фактор ущерба; значения всех факторов даны в единицах ДИВ×м2×год и рассчитаны на 1 кг токсиканта, поступившего в среду обитания). Данная таблица показывает, что в отношении экологического риска, вызываемого загрязнением воздуха, рассмотренные токсиканты образуют следующий ряд:

диоксины > Cd > Ni > Cr > Zn > Pb > Cu > Hg > As > бензо(а)пирен.

При загрязнении воды те же вещества формируют несколько измененный ряд экологического риска:

диоксины > Cd > Hg > Cu > Ni > Cr > бензо(а)пирен > Zn > As > Pb.

При загрязнении почвы ряд экологического риска имеет сле-дующий вид:

диоксины > Cd > Ni > бензо(а)пирен > Cr > Zn > Hg > Cu > As > Pb.

У большинства рассматриваемых токсикантов значения ВФУ снижаются в последовательности: почва > воздух > вода, только у свинца порядок уменьшения величины ВФУ иной: воздух > почва > вода. В приведенной таблице роль хрома учитывается вне зависимости от его валентности. Видно, что среди тяжелых металлов первое место занимает кадмий.