Обоснование и расчеты нормативов качества допустимых концентраций для различных компонентов окружающей среды имеют свои специфические особенности.
1. Определение нормативов загрязнения атмосферного воздуха базируется на оценке воздействия этого загрязнения на здоровых людей, состояние растительности, животного мира и другие объекты.
Всемирной организацией по вопросам здравоохранения при ООН рекомендовано определять чистоту воздуха на основе критериев, соответствующих следующим уровням:
прямое или косвенное воздействие загрязнения на человека, животных и растительность обнаружить невозможно;
в результате загрязнения воздуха наблюдается раздражение органов чувств человека, вредное воздействие на растительность, уменьшение прозрачности воздуха;
вследствие загрязнения воздуха нарушаются жизненно важные физиологические функции и возникают хронические заболевания у человека и животных;
в результате загрязнения воздуха у человека и животных возникают острые заболевания, приводящие их к гибели.
При установлении содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны проводятся обоснование временных допустимых концентраций, обоснование и корректировка ПДКР 3 путем анализа условий труда работающих и состояния их здоровья. Для обоснования ПДКР 3 конкретного вещества используют следующие исходные данные: условия применения и производства вещества, агрегатное состояние вещества при поступлении в воздух, химическую формулу, молекулярную массу, плотность, растворимость в воде, кислотах и органических растворителях, температуру кипения и плавления, токсичность и характер действия изучаемого вещества при однократном воздействии на организм.
При установлении предельно допустимой концентрации вредного вещества в воздухе рабочей зоны наиболее важным и ответственным этапом является определение минимально действующей (пороговой) концентрации (ПК) в длительном (хроническом) эксперименте. В качестве подопытных животных используют белых крыс. Обычно исследуют результаты воздействия 2-3-кратных концентраций, с помощью которых устанавливают подпороговую (максимально недействующую) и пороговую (минимально действующую) концентрацию (ППК и ПК) по функциональным, биохимическим и другим показателям. Установленные в результате длительного эксперимента подпороговые и пороговые концентрации позволяют выявить особенности воздействия вредных веществ и особенности адаптации животных к этому воздействию. С учетом выявленных особенностей выбирают значения ПДК. Переход к ним производится путем умножения пороговых концентраций на коэффициент запаса, величина которого зависит от токсичности вещества и изменяется от 3 до 20.
В зависимости от значения ПДКР3 и других показателей токсического действия вредные вещества подразделяются на четыре класса: чрезвычайно опасные, высокоопасные, умеренно опасные и малоопасные.
Для обоснования предельно допустимых концентраций вредных веществ в воздухе населенных мест проводят эксперименты с точно заданными условиями. Такой подход позволяет обеспечить достаточную точность полученных данных и установить нормативы содержания вредных веществ в атмосферном воздухе, не дожидаясь проявления неблагоприятных последствий для здоровья людей. Экспериментальные исследования осуществляются в два этапа.
На первом этапе с привлечением добровольцев исследуется подпороговая концентрация ощущения запаха и иногда раздражающего действия. Полученные результаты многократных опытов подвергаются статистической обработке и используются впоследствии для обоснования ПДКМр.
Второй этап эксперимента заключается в изучении действия вредных веществ при их длительном воздействии на подопытных животных.
На первом и втором этапах останавливают ПДКСС. В качестве основного критерия принимают наименьший уровень концентрации при различных реакциях (на запах, раздражающее действие) организма человека и животных. Особое внимание уделяют возможности проявления отдаленных последствий, а именно канцерогенных, эмбриотропных, гонадотропных и других эффектов.
Наряду с проведением экспериментальных исследований, на практике для определения временно допустимых концентраций широко применяют расчетные методы, в основу которых положено установление зависимостей методом регрессивного анализа. В качестве исходных данных используют токсикометрические и регламентирующие показатели.
При расчете временно допустимых концентраций вредного вещества в атмосферном воздухе основываются на рефлекторных порогах, токсикометрических показателях и предельно допустимых концентрациях вредных веществ в воздухе рабочей зоны.
Уровень концентрации вредных веществ в атмосфере зависит от объема выбросов промышленными предприятиями загрязняющих веществ. В соответствии с этим для каждого источника загрязнения атмосферы устанавливают предельно допустимый выброс вредных веществ из условия, что выбросы вредных веществ из данного источника или совокупности источников от других промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере не создадут приземную концентрацию, превышающую ПДК для населения, растительности и животного мира. Размер предельно допустимых выбросов определяется расчетным путем. Если по каким-либо объективным причинам не представляется возможным установить ПДВ для данного населенного пункта, то определяют временно согласованные выбросы (ВСВ). При этом объемы выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ поэтапно должны снижаться.
Основными критериями качества атмосферного воздуха при обосновании ПДВ являются предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в воздухе населенных мест. При этом максимальная приземная концентрация вредных веществ, равная концентрации, которая образуется у поверхности земли в результате выброса загрязняющих веществ при неблагоприятных метеорологических условиях, не должна превышать ПДКМ.Р с учетом фоновой концентрации.
При расчете показателя ПДВ устанавливают также зону влияния источника выбросов и всего предприятия по каждому загрязняющему веществу. Под зоной влияния понимают земную поверхность с радиусом, где сумма максимальной приземной концентрации См, определенной для неблагоприятных метеорологических условий, и фоновой концентрации Сф не превышает ПДКмр
См+Сф<ПДКМ.Р.
Предельно допустимая масса сжигаемого топлива рассчитывается по каждому продукту, образующемуся в результате сгорания топлива.
2. Определение нормативов качества воды основывается на регламентировании концентрации вредных веществ в водоемах с помощью следующих основных критериев: влияние на общий санитарный режим водоема, влияние на органолептические свойства воды (окраска, запах, привкус), влияние на здоровье населения. Обоснование ПДКВ проводится по одному из трех лимитирующих признаков нормирования на основе экспериментальных исследований.
Изучение влияния вредных веществ на общий санитарный режим водоемов направлено на предупреждение нарушения процессов самоочищения водоема в основном от органических загрязнений в сточных водах. В результате исследований определяется интенсивность процессов обеспечения биохимической и химической потребностей в кислороде (БПК и ХПК), интенсивность минерализации азотосодержащих веществ, интенсивность развития и отмирания сапрофитной микрофлоры.
Изучение органолептических свойств воды имеет большое значение, так как ухудшение этих свойств легко обнаруживается и ведет к значительному снижению использования водоисточника. Практика показывает, что устранить эти нарушения обычными методами очистки фактически не удастся.
Особое внимание при установлении ПДКВ уделяется изучению влияния загрязняющих воду веществ на здоровье человека. В результате санитарно-токсикологических исследований определяются подпороговые (максимально недействующие) и пороговые (минимально действующие) дозы или концентрации вредного вещества, длительно воздействующего на организм животного. Для проведения опытов принимают концентрации веществ, различающиеся в 5-10 раз, продолжительность опытов с каждым значением концентрации должна быть не меньше 6 ч.
Временно допустимые концентрации вредных веществ в воде водоемов устанавливают на основе регрессионных формул, полученных при анализе экспериментальных данных, при этом в основе их лежат различные лимитирующие показатели.
Аналогично тому, как для атмосферного воздуха устанавливают предельно допустимые выбросы загрязняющих веществ, для вод водоемов определяют предельно допустимый сброс в них вредных веществ. Значения этого норматива для предприятий обосновываются исходя из санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к составу и свойствам воды в местах водопользования.
Предельно допустимый сброс загрязняющих веществ определяется по наибольшим и среднечасовым расходам сточных вод qCT м³/ч, в течение фактического периода сброса этих вод.
Расчет ПДС веществ, поступающих в водные объекты со сточными водами предприятий, проводят раздельно для взвешенных веществ, минерального состава (по сухому остатку), хлоридов, сульфидов. Кроме того, регламентируют следующие свойства сточных вод, для которых нормативы предельно допустимых сбросов не рассчитываются: плавающие примеси (вещества), запахи, привкусы, температура, реакция на рН, коли-индекс, растворенный кислород.
3. Регламентирование предельно допустимых концентраций вредных веществ в почве существенно отличается от методики регламентирования поступлений загрязняющих веществ в атмосферный воздух и воду водоемов. Это связано с тем, что непосредственно из почвы вредные вещества в организм человека не поступают. Однако химические соединения, находящиеся в почве, могут поступать в организм посредством контактирующих с почвой воздухом, водой, растениями. Исходя из этого, при нормировании вредных веществ, содержащихся в почве, особое внимание уделяют тем, которые могут мигрировать в атмосферный воздух и почвенные воды, снижать урожай или качество сельскохозяйственной продукции.
Нормирование предельно допустимых концентраций в почве осуществляется в два этапа. На первом этапе проводят исследования в лабораторных условиях, а на втором - на натуре. Целью проводимых исследований является установление:
допустимой концентрации вредного вещества в почве, гарантирующей переход его в растения в количестве, не превышающем предельно допустимых концентраций для продуктов питания;
допустимой концентрации вредного вещества в почве, гарантирующей переход его в грунтовые воды в количестве, не превышающем предельно допустимых концентраций для водных объектов;
допустимой концентрации вредного вещества в почве, не влияющей на процессы самоочищения и почвенный микробиоценоз.
Результаты этих исследований используют при обосновании лимитирующего показателя вредности и ПДКП.
Область применения временно допустимых концентраций вредных веществ в пахотном слое почвы ограничивается в настоящее время только пестицидами и теми препаратами, которые находятся на стадии государственных производственных испытаний или допущены к опытно-производственному применению, а ПДКП для них еще не установлены.
Временно допустимая концентрация вредных веществ в пахотном слое рассчитывается на базе предельно допустимых концентраций соответствующего пестицида в овощах или плодовых культурах по формуле:
ВДКП = 1,23+0,48 lgПДКпр,
где ПДКпр - предельно допустимая концентрация вредных веществ в продуктах питания, мг/кг.
Эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия на протяжении всей его жизни, а также на здоровье последующих поколений.
В том случае, если для овощных или плодовых культур установлено несколько нормативов, то к расчету принимается минимальное значение. Приведенное выше уравнение дает возможность рассчитывать ВДКП при ПДК<0,003 мг/кг.
Если после установления предельно допустимой концентрации пестицидов в продуктах питания, выявляются отдаленные последствия их действия на организм (канцерогенность, эм-бриотоксичность, мутагенность), то в расчет вводят коэффициенты запаса, учитывающие степень выраженности отдаленных последствий и данные о фактическом загрязнении почвы остаточными количествами пестицидов.
Заключение
норматив регламентирование загрязнение примесь
В соответствии с природоохранительным законодательством Российской Федерации нормирование качества окружающей природной среды производится с целью установления предельно допустимых норм воздействия, гарантирующих экологическую безопасность населения.
Определенная таким образом цель подразумевает наложение граничных условий (нормативов) как на само воздействие, так и на факторы среды, отражающие и воздействие, и отклики экосистем. Экологическое нормирование предполагает учет так называемой допустимой нагрузки на экосистему. Допустимой считается такая нагрузка, под воздействием которой отклонение от нормального состояния системы не превышает естественных изменений и, следовательно, не вызывает нежелательных последствий у живых организмов и не ведет к ухудшению качества среды. Как экологическое, так и санитарно-гигиеническое нормирование основаны на знании эффектов, оказывемых разнообразными факторами воздействия на живые организмы.
Установление нормативов качества окружающей среды и продуктов питания основывается на концепции пороговости воздействия. Порог вредного действия - это минимальная доза вещества, при воздействии которой в организме возникают изменения, выходящие за пределы физиологических и приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология. Таким образом, пороговая доза вещества вызывает у биологического организма отклик, который не может быть скомпенсирован за счет гомеостатических механизмов.
Нормативы, ограничивающие вредное воздействие, устанавливаются и утверждаются специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды, санитарно-эпидемиологического надзора и совершенствуются по мере развития науки и техники с учетом международных стандартов.
Список использованной литературы
1. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России: учебное и справочное пособие. - 3-е изд. - М.: Финансы и статистика, 2001. - 672 с.
2. Валова В.Д. Основы экологии: Учебное пособие. - 4-е издание, перераб. и доп. - М.: Издательско-Торговая корпорация «Дашков и Ко», 2002. - 264 с.
. Горелов А.А. Экология: Учебное пособие для вузов. - М.: Юрайт-М, 2001. - 312 с.
. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. Изд. 7-е. - Ростов н/Д: Изд-во «Феникс», 2004. - 576 с.