87537

Загрязнение. Классификация загрязнений. Индексы загрязнений

Лекция

Экология и защита окружающей среды

Загрязнением называют поступление в окружающую природную среду любых твёрдых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергии (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем.

Русский

2015-04-21

153.5 KB

25 чел.

Тема 4. Загрязнение. Классификация загрязнений. Индексы загрязнений.

( Вопросы для рассмотрения. Понятие загрязнения. Классификация загрязнений. Природные загрязнения, антропогенные загрязнения. Макро- и микроэлементы, тяжёлые  и токсичные элементы. Физическое, химическое, биологическое, механическое, информационное загрязнение. Нормативы качества окружающей среды. Индексы загрязнения. Нормирование источников загрязнения.)

Понятие и классификация загрязнения

 Загрязнением называют поступление в окружающую природную среду любых твёрдых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергии (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем.

Загрязнение окружающей среды - поступление в окружающую среду вещества и (или) энергии, свойства, местоположение или количество которых оказывают негативное воздействие на окружающую среду (Федеральный закон № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды»)

По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, почв и др. В последние годы актуальными стали проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства.

Источники загрязнения могут быть природные (пыльные бури, вулканическая деятельность, селевые потоки и др.) и антропогенные.

Источниками антропогенного загрязнения, наиболее опасного для популяций любых организмов, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных  материалов и др.) теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство, коммунальное хозяйство.

Выделяют следующие виды загрязнения: механическое, химическое, физическое и биологическое (рис.1.). В некоторых классификациях типов загрязнений окружающей среды можно встретить также такие виды как информационное загрязнения.

Рис. 1 Виды загрязнения окружающей среды.

По своему распространению загрязнение может быть локальным (местным), региональным и глобальным.

Химическое загрязнение

Загрязнение химическое - привнесение в экосистему загрязняющих веществ, чуждых ей или в концентрациях, превышающих фоновые.

Любое химическое загрязнение - это появление химического вещества в непредназначенном для него месте. Химическое загрязнения, возникающие в процессе деятельности человека, являются главным фактором его вредного воздействия на природную среду.

Наряду с загрязнением окружающей среды новыми для нее синтетическими веществами, большой ущерб природе и здоровью людей может нанести вмешательство в природные круговороты веществ за счет активной производственной и сельскохозяйственной деятельности, а также образования бытовых отходов.

Загрязнению подвергаются атмосфера (воздушная среда), гидросфера (водная среда) и литосфера (твердая поверхность) Земли.

Химические загрязнители могут вызывать острые отравления, хронические болезни, а также оказывать канцерогенное и мутагенное действие.

Химическим  загрязнением обусловлены основные глобальные экологические проблемы (изменение климата, «кислотные дожди» и др.).

Различают разрушаемые и стойкие химические загрязнители. Последние особо опасны, так как могут накапливаться в биосфере. Наличие стойких загрязнителей объясняется тем, что человек синтезировал новые вещества и даже классы веществ, которые ранее отсутствовали в биосфере, а следовательно, в природе отсутствуют естественные пути утилизации этих веществ. Примером чрезвычайно стойкого загрязнителя является инсектицид ДДТ: не смотря на то, что его не применяют уже несколько десятков лет, ДДТ обнаруживает в крови животных, обитающих в самых удаленных уголках земного шара, где этот ядохимикат никогда не применялся.

(Справка. Среди химических загрязнителей выделяют:

Ксенобиотики - вещества, чужеродные по отношению к живым организмам и не входящие в естественные биогеохимические циклы.

Экотоксиканты - ядовитые вещества антропогенного происхождения, вызывающие серьезные нарушения в структурах экосистем.

Суперэкотоксиканты (СЭТ)- вещества, обладающие в чрезвычайно малых дозах мощным токсическим действием. Для СЭТ фактические теряет смысл введение ПДК. К тому же, они сильно повышают чувствительность живых организмов к другим, менее сильным загрязнителям.)

Загрязняющие вещества, подвергаясь комплексному воздействию различных факторов среды, трансформируются, в результате чего их токсичность может изменяться.

Понятие макро- и микроэлементы, тяжёлые и токсичные металлы.

Указанные понятия широко используются в научных и популярных источниках. При этом в зависимости от области исследования (знаний, рассмотрения) в эти понятия могут вкладываться разное содержание.

Макро- и микроэлементы  

По роли химических элементов в составе организма человека к макроэлементам, т. е. содержащимся в  организме человека в относительно больших количествах (от десятых долей до нескольких десятков %) относят: углерод, кислород, водород, азот, кальций, магний, натрий, калий, серу, фосфор и хлор. Эти элементы называют также структурными. Они составляют 99% элементарного состава тела человека и должны поступать в организм в количестве более десятой грамма ежедневно.

Элементы, содержащиеся в организме человека в сверхмалых концентрациях (их потребность в сутки составляет микрограммы, т. е. миллионные доли грамма) называют микроэлементами.

Их делят на незаменимые: серебро, кобальт, медь, хром, фтор, железо, йод, литий, марганец, молибден, никель, селен, кремний, ванадий, цинк.

Условно незаменимые: бор, бром.

По доли химических элементов в питании растений к макроэлементам относят: углерод – преимущественно поступающий из воздуха, водород и кислород – образующиеся из разлагающейся в листьях воды, а также поступающие главным образом из почвы, через корни – азот, фосфор, калий, сера, магний, кальций, железо.

Бор, марганец, медь, цинк, молибден, хлор – называют микроэлементами только на том основании, что потребность растений в них в количественном отношении невелика, хотя по важности они ничуть не уступают макроэлементам.

Состав макроэлементов

в организме  человека, растениях и земной коре

организм человека

питание растений (состав растений)

содержание в земной коре

углерод

углерод

кремний

кислород

кислород

кислород

водород

водород

азот

азот

кальций

кальций

кальций

магний,

магний

Магний

натрий

натрий

калий

калий

калий

серу

сера

фосфор

фосфор

хлор

железо

железо

алюминий

марганиц

титан

Тяжёлые металлы.

Согласно всем источникам тяжёлые металлы — это группа химических элементов со свойствами металлов (в том числе и полуметаллы), обладающих значительным атомным весом или плотностью. Но по вопросу, какое значение плотности или атомного веса принимать за «значительное» единства нет. Известно около сорока различных определений термина тяжелые металлы, и невозможно указать на одно из них, как наиболее принятое. Соответственно, список тяжелых металлов согласно разным определениям будет включать разные элементы. Используемым критерием может быть атомный вес свыше 50, и тогда в список попадают все металлы, начиная с ванадия, независимо от плотности. Другим часто используемым критерием является плотность, примерно равная или большая плотности железа (8 г/см3), тогда в список попадают такие элементы как свинец, ртуть, медь, кадмий, кобальт, а, например, более легкое олово выпадает из списка. Существуют классификации, основанные и на других значениях пороговой плотности или атомного веса. Некоторые классификации делают исключения для благородных и редких металлов, не относя их к тяжелым, некоторые исключают нецветные металлы (железо, марганец).

Токсичные металлы.

Токсичность – способность химических веществ вызывать нарушения жизнедеятельности организма – отравление. Соответственно токсичными должны называться металлы, способные вызвать отравление человека. Следует иметь ввиду, что практически любое вещество в количествах, превышающих потребность в нём организма, может оказать на него негативное воздействие.

Например, по воздействию на организм человека выработана следующая классификация микроэлементов:

-микроэлементы, имеющие значение в питании человека и животных (Co, Cr, Ce, F, Fe, I, Mo, Mn, Ni, Se, Si, V, Zn);

-микроэлементы, имеющие токсикологическое значение (As, Be, Cd, Co, Cr, F, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Pd, Se, Sn, Ti, V, Zn).

Легко заметить, что 9 из перечисленных элементов отнесены в обе группы.

Таким образом, не всегда можно установить различие между жизненно необходимыми и токсичными металлами. Все металлы могут проявить токсичность, если они потребляются в избыточном количестве. Кроме того, токсичность металлов проявляется в их взаимодействии друг с другом. Токсическое действие загрязнителей различных групп отличается по критериям риска: тяжести, частоте встречаемости и времени наступления поражения.

Тем не менее, существуют металлы, которые проявляют сильно выраженные токсикологические свойства при самых низких концентрациях и не выполняют кокой либо полезной функции. К таким токсичным металлам относят ртутькадмий, свинецмышьяк.

Ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, медь, стронций, цинк, железо Объединенная комиссия ФАО* и ВОЗ по пищевому кодексу (Codex Alimehtarius) включила в число компонентов, содержание которых контролируется при международной торговле продуктами питания. В России и СНГ подлежат контролю еще 7 элементов (сурьма, никель, хром, алюминий, фтор, йод, олово), а при наличии показаний могут контролироваться и некоторые другие металлы.

Для нормирования содержания в продуктах химических веществ, гарантирующего безопасность питания, используется предельно допустимая концентрация (ПДК), допустимое суточное потребление (ДСП) и допустимая суточная доза (ДСД).

Нормирование и содержание в воздухе, воде и пище свинца, ртути, кадмия, мышьяка, меди и цинка.

Таблица

Предельно допустимые концентрации тяжелых металлов

в воде, воздухе, продуктах питания

Металл

Предельно допустимая концентрация

Вода

(водоёмы хозяйственно-питьевого водопользования)

мг/л

Воздух

(среднесуточная для населённых мест)

мг/м3

Пища

мг/кг

Свинец

0,03

0,0003

0,05 – 1,0

Ртуть

0,00005

0,0003

0,7 – 0,001

Кадмий

0,001

0,001 (оксид)

0,01 – 0,02

Мышьяк

0,05

0,003

0,2 – 1,0

Медь

1,0

0,002 (оксид)

5,0

Цинк

1,0

0,05

10,0 – 60,0

Количество загрязняющих веществ в мире огромно и по мере развития новых технологических процессов постоянно растёт. В этом отношении «приоритет», как в локальном, так и глобальном масштабе, ученые отдают следующим загрязняющим веществам:

  •  диоксиду серы (с учётом эффектов вымывания диоксида серы из атмосферы и попадания образующейся серной кислоты и сульфатов на растительность, почву и в водоёмы;
  •  тяжёлым металлам (металлы с большим атомным весом):в первую очередь свинцу, кадмию, мышьяку и особенно ртути (с учётом цепочек её миграции и превращения в высокотоксичную метилртуть);
  •  канцерогенным веществам, в частности бенз(а)пирену;
  •  нефти и нефтепродуктам в морях и океанах;
  •  хлорорганическим пестицидам (в сельских районах);
  •  оксиду углерода и оксидам азота (в городах);
  •  диоксинам и фуранам, принадлежащим к группе высокотоксичных экотоксикаторов. Даже в весьма незначительных дозах (10-6мкг,кг) диоксины и фураны губительно действуют на человеческий организм, вызывая канцерогенные, иммунные, эмбриотоксичные и другие заболевания.
  •  радионуклидам и другими радиоактивными веществами, пагубные последствия которых для человеческой популяции и экосистем в полной мере проявились после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки и аварии на Чернобыльской АЭС. Среди радиоактивных элементов наиболее токсичны для человека и всей экосферы стронций — 90, цезий  - 137, йод — 131, углерод — 14  и др.

Физическое загрязнение.

Загрязнение физическое - привнесение в экосистему источников энергии (тепла, света, шума, вибрации, гравитации, электромагнитного, радиоактивного излучений и т.п.), проявляющееся в отклонении от нормы ее физических свойств.

Загрязнение физическое подразделяется на:

  •  тепловое (термальное), возникающее в результате повышения температуры среды главным образом в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, отходящих газов и воды;
  •  световое - нарушение естественной освещённости местности в результате воздействия искусственных источников света, приводящее к аномалиям в жизни растений и животных;
  •  шумовое, образующееся в результате увеличения интенсивности и повторяемости шума сверх природного уровня;
  •  электромагнитное, появляющееся в результате изменения электромагнитных средств среды (от линии электропередачи, радио и телевидения, работы некоторых промышленных установок и т.п.), приводящее к глобальным и местным геофизическим аномалиям и изменениям в тонких биологических структурах;
  •  радиоактивные, связанные с превышением естественного уровня содержания в среде радиоактивных веществ.

Тепловое загрязнение - тип физического (чаще антропогенного) загрязнения окружающей среды, характеризующийся увеличением температуры выше естественного уровня. Основные источники теплового загрязнения - выбросы в атмосферу нагретых отработанных газов и воздуха, сброс в водоемы нагретых сточных вод.

Световое загрязнение - осветление ночного неба искусственными источниками света, свет которых рассеивается в нижних слоях атмосферы. Иногда это явление также называют световым смогом. Световое загрязнение влияет на устоявшуюся экосистему и имеет многочисленные последствия.

Шумовое загрязнение - раздражающий шум антропогенного происхождения, нарушающий жизнедеятельность живых организмов и человека. Раздражающие шумы существуют и в природе (абиотические и биотические), однако считать загрязнением их неверно, поскольку живые организмы адаптировались к ним в процессе эволюции. Главным источником шумового загрязнения являются транспортные средства -- автомобили, железнодорожные поезда и самолёты.

Электромагнитное загрязнение - (ЭМП антропогенного происхождения или электромагнитный смог) - это совокупность электромагнитных полей, разнообразных частот, негативно влияющих на человека. Некоторые исследователи называют электромагнитный смог, возникший и сформировавшийся за последние 60-70 лет, одним из самых мощных факторов, негативно влияющих на человека на сегодняшний момент. Это объясняется фактически круглосуточным его воздействием и стремительным ростом. Электромагнитное загрязнение зависит в основном от мощности и частоты излучаемого сигнала.

Радиоактивное загрязнение - загрязнение местности и находящихся на ней объектов радиоактивными веществами. Радиоактивное заражение происходит при:

· ядерном взрыве в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва и наведённой радиации, обусловленной образованием радиоактивных изотопов в окружающей среде под воздействием мгновенного нейтронного и гамма-излучений ядерного взрыва; поражает людей и животных главным образом в результате внешнего гамма- и (в меньшей степени) бета-облучения, а также в результате внутреннего облучения (в основном альфа-активными нуклидами) при попадании радиоизотопов в организм с воздухом, водой и пищей.

· техногенных авариях (утечках из ядерных реакторов, утечках при перевозке и хранении радиоактивных отходов, случайных утерях промышленных и медицинских радиоисточников и т. д.) в результате рассеяния радиоактивных веществ; характер заражения местности зависит от типа аварии.

Биологическое загрязнение.

Биологическое загрязнение - привнесение в экосистему чуждых ей видов организмов. Обычно биологическое загрязнение возникает в результате деятельности человека.

Говоря о биологическом загрязнении окружающей среды, обычно имеют в виду загрязнение организмами и веществами, негативно воздействующими на здоровье человека. Вредные вещества находятся в воде, почве, воздухе, в организме человека, да и в любой среднестатистической квартире найдётся множество биологических загрязнителей.

Под этим страшным термином обычно подразумевают вирусы, бактерии, плесневые грибки, шерсть животных, растительные аллергены, частички земли из цветочных горшков, продукты жизнедеятельности наших «соседей» - тараканов, мышей, клещей. Совершенно изолировать помещение от них нельзя: микроорганизмы переносятся людьми и животными, и аллергенами могут стать частички хитина клещей и тараканов, уличная пыль, втянутая кондиционером, белки из слюны животных, которые поднимаются в воздух вместе с пылью.

Высокая концентрация биологических загрязнителей в воздухе может вызывать аллергические реакции вплоть до бронхиальной астмы; возбудители некоторых инфекционных болезней (грипп, корь, паротит, туберкулез) также переносятся воздушным путем. В помещениях с низкой влажностью вся пыль находится в воздухе во взвешенном состоянии.

К биологическому загрязнению относят биогенное загрязнение - распространение определенных, как правило, нежелательных, с точки зрения людей, биогенных веществ (выделения мертвых тел и т.п.) на территории и/или акватории, где они ранее не наблюдались.

Выделяют также загрязнение микробиологическое (микробное) - появление необычно большого количества микроорганизмов, связанное с массовым их размножением на антропогенных субстратах или средах, изменённых в ходе хозяйственной деятельности человека.

По мнению ряда авторов к биологическому загрязнению окружающей среды можно также отнести такой вид человеческой деятельности как генетическая инженерия (генная инженерия) - совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.

Механическое  загрязнение.

Механическое  загрязнение (засорение) - привнесение в экосистему различных чуждых ей предметов, отходов, наносов абиотических, нарушающих ее естественное функционирование, загрязнение химически инертным мусором, протаптывание тропинок и прочее механическое воздействие на среду. Механическое - засорение среды агентами, оказывающими лишь механическое воздействие без физико-химических последствий.

Информационное загрязнение

Информационное загрязнение - поток негативной информации, поступающей человеку по различным информационным каналам. Особенно актуальным информационное загрязнение стало в последнее время: члены современного информационного общества постоянно подвергаются воздействию лавины негативной информации. Все беды и катастрофы мира мгновенно становятся общеизвестны и обрушиваются на индивидуума. Информационное загрязнение ощущают и другие биологические виды - разнообразные факторы беспокойства, которые несут информационную (сигнальную) нагрузку: шум, свет. К информационному загрязнению относятся и визуальное загрязнение, вызванное однообразной архитектурой.

Нормативы качества окружающей среды.

Под качеством окружающей среды понимают степень соответствия её характеристик потребностям людей и технологическим требованиям. В основу всех природоохранных мероприятий положен принцип нормирования качества окружающей природной среды.

Нормирование качества окружающей среды производится с целью установления предельно допустимых норм воздействия на окружающую среду, гарантирующих экологическую безопасность населения и сохранение генетического фонда, обеспечивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности.

Для оценки состояния окружающей среды в интересах охраны здоровья человека, сохранения генетического фонда, охраны растительного и животного мира устанавливают нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ, вредных микроорганизмов и других биологических веществ, загрязняющих атмосферный воздух, воды, почву, а также предельные уровни (параметры) физических факторов воздействия.

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.

Нормативы, ограничивающие вредное воздействие, устанавливаются и утверждаются специально уполномоченным государственным органом в области охраны окружающей среды , санитарно-эпидемиологического надзора.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) — один из основных инструментов нормирования. Представляет собой количество загрязнителя в почве, воде, воздухе, которое при постоянном или временном воздействии на человека не влияет на его здоровье и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства, а также минимизирует экологический ущерб природным сообществам.

Для веществ, о действии которых не накоплено достаточной информации, могу устанавливаться временно допустимые концентрации (ВДК) – полученные расчётным путём нормативы, рекомендованные для использования сроком на 2-3 года.

Одним из важных понятий в нормировании является понятие вредного вещества. В специальной литературе принято называть вредными все вещества, воздействие которых на биологические системы может привести к отрицательным последствиям. Кроме того, как правило, все ксенобиотики (чужеродные для живых организмов, искусственно синтезированные вещества) рассматривают как вредные.

Одним из недостатков санитарно-гигиенического нормирования (установление ПДК) является то, что оно редко отражает комбинированное действие (одновременное или последовательное действие нескольких веществ при одном и том же пути поступления) и не учитывает эффектов комплексного (поступление вредных веществ в организм различными путями и с различными средами – с воздухом, водой, пищей, через кожный покров) и сочитательного воздействия всего многообразия физических, химических и биологических факторов окружающей среды. Существуют лишь ограниченные перечни веществ, обладающих эффектом суммации при их одновременном содержании в атмосферном воздухе)

Предельно допустимые концентрации впервые были введены в СССР в 1952 году. Первоначально их перечень включал лишь шесть веществ. В настоящее время в России установлены ПДК более 1900 вредных химических веществ для водоёмов, более 500 для атмосферного воздуха и более 130 для почв. ПДК периодически пересматривают и уточняют. После утверждения они становятся юридически обязательными.

Нормирование качества атмосферного воздуха

Для атмосферного воздуха установлены два норматива ПДК – разовый и среднесуточный.

Максимально разовая предельно допустимая концентрация (ПДК м.р.) не должна вызывать при вдыхании воздуха в  течение 30 минут рефлекторных реакций в организме человека (ощущение запаха, изменение световой чувствительности глаз и др.).

Среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК с.с.) не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределённо долгом (годы) воздействии.

При содержании в воздухе нескольких загрязняющих веществ, обладающих синергетическим действием, например, диоксидов серы и азота; озона, диоксида азота и формальдегида, сумма отношений их концентраций  (С мг/м3) к ПДК м.р. (мг/м3) не должна превышать при расчёте единицы:

С1/ПДК1 + С2/ПДК2 +……+ Сn/ПДКn  < 1  

Нормирование качества природных вод.

Под качеством вод в целом понимается характеристика её состава и свойств, определяющая её пригодность для конкретных видов водопользования, при этом критерии качества представляют собой признаки, по которым производится оценка качества воды.

Нормирование качества воды состоит в установлении для воды водного объекта совокупности допустимых значений показателей её состава и свойств, в пределах которых надёжно обеспечиваются здоровье населения, благоприятные условия водопользования и экологическое благополучие водного объекта. Правила охраны поверхностных вод устанавливают нормативы качества (в том числе ПДК) воды водоёмов и водотоков для условий: хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и рыбохозяйственного водопользования:

  •  хозяйственно-питьевое водопользование — использование водных объектов или их участков в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для снабжения предприятий пищевой промышленности. (В соответствии с Санитарными правилами и нормами питьевая вода должна быть безопасна в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна иметь благоприятные органолептические свойства).
  •  культурно-бытовое водопользование относится использование водных объектов для купания, занятия спортом и отдыха населения. (Требования к качеству воды, установленные для культурно-бытового водопользования, распространяются на все участки водных объектов, находящихся в черте населенных мест, независимо от других видов водопользования на этих участках.).
  •  рыбохозяйственные водные объекты, в составе которых в зависимости от ценности обитающих в них  видов рыб выделяют — водные объекты высшей, первой и второй категории.

Для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования предельно допустимые концентрации вещества в воде устанавливаются с учётом трёх показателей вредности:

  •  органолептического (характеризует способность вещества изменять органолептические свойства воды — цвет, запах, вкус),
  •  общесанитарного (определяет влияние вещества на процессы естественного самоочищения за счёт биохимических и химических реакций с участием естественной микрофлоры),
  •  санитарно-токсикологического (характеризует вредное воздействие на организм человека, токсикологический показатель, используемый для рыбохозяйственных водоёмов показывает токсичность вещества для живых организмов, населяющих водный объект).

Предельно допустимая концентрация в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) – это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать прямого и косвенного влияния на организм человека в течение всей его жизни  и на здоровье последующих поколений, и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования.

Предельно допустимая концентрация в воде водоема , используемого для рыбохозяйственных целей (ПДКвр) – это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь промысловых.

Нормирование качества почв

Предельно допустимая концентрация вещества в почве ПДК, мг/кг) не должна прямо или косвенно влиять на среду, нарушать самоочищающую способность почвы и отрицательно воздействовать на здоровье человека.

Нормирование физического, в том числе радиационного воздействия

Допустимый уровень радиационного или иного физического воздействия на окружающую среду – это уровень, который не представляет опасности для здоровья человека, состояния животных, растений, их генетического фонда. Допустимый уровень радиационного воздействия определяется на основании норм радиационной безопасности. Установлены и допустимые уровни воздействия шума, вибрации, магнитных полей и др.

Интегральные показатели загрязнения окружающей среды.

(Индексы загрязнения)

Данные о концентрациях в окружающей среде отдельных поллютантов (загрязняющих веществ) не даёт полной объективной картины состояния компонентов природного комплекса, возможности корректного сопоставления по степени загрязнения и соответственно комфортности проживания (экологического благополучия) разных территорий. Для этих целей используют интегральные показатели загрязнения, учитывающие суммарные концентрации нескольких (обычно имеющих наибольшие концентрации или наиболее опасных) загрязняющих веществ. Такие  показатели обычно называют индексами загрязнения.

Индекс  загрязнения атмосферного воздуха (ИЗА).

В России используются следующие показателя качества воздуха: 

  •  ИЗА — комплексный индекс загрязнения атмосферы, учитывающий несколько примесей. Величина ИЗА рассчитывается по значениям среднегодовых концентраций. Поэтому этот показатель характеризует уровень хронического, длительного загрязнения воздуха;
  •  СИ — наибольшая измеренная разовая концентрация примеси, деленная на ПДК. Она определяется из данных наблюдений на станции за одной примесью, или на всех станциях рассматриваемой территории за всеми примесями за месяц или за год. Обычно оценивается количество городов, в которых СИ > 5 или СИ > 10;

 Основным  показателем степени загрязнения воздуха города является интегральный индекс загрязнения атмосферы (ИЗА).
ИЗА учитывает не только концентрации различных веществ, но и вредность их воздействия на здоровье. Для  этого, с помощью поправочных коэффициентов,  все учитываемые вещества приводятся к вредности диоксида серы, что позволяет сравнивать их между собой.
Обычно учитывают пять, имеющих наибольшую опасность для окружающей среды веществ. Такой интегральный индекс обозначается ИЗА5.

(Справка – комплексный и интегральный ИЗА по существу одно и то же. В Руководящем документе по контролю за загрязнением атмосферы используется термин «комплексный индекс загрязнения» (КИЗА) и «комплексный индекс загрязнения приоритетными веществами». Вводятся также единичные индексы - коэффициент для выражения концентрации примеси в единицах ПДК  ,  повторяемость концентраций примеси в воздухе выше заданного уровня по посту либо по K постам города за год  , индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) отдельной примесью ).

Таким образом, используемый в России индекс суммарного загрязнения атмосферы позволяет учитывать несколько значений разных концентраций примесей, измеренных в городе, и представить интегральный уровень загрязнения воздуха в городе за год одним числом. Значение ИЗА показывает, какому уровню загрязнения в единицах ПДК диоксида серы соответствуют фактически наблюдаемые уровни, т.е. во сколько раз суммарный уровень загрязнения воздуха превышает ПДК диоксида серы. Вследствие того, что ИЗА рассчитывается по среднегодовым значениям концентраций вредных примесей, он может быть показателем хронического воздействия загрязнения воздуха города на здоровье населения.
          Показатель ИЗА используется не только, чтобы суммировать данные различных концентраций, измеренных в городе. Он применяется для изучения связи между уровнем загрязнения и заболеваемостью населения. Установлена зависимость между этими показателями и оказалось возможным связать значения ИЗА с числом заболеваний различными болезнями. На основе этих исследований установлены категории низкого, повышенного, высокого и очень высокого загрязнения воздуха.
 

          Установлены четыре категории качества воздуха в зависимости от уровня загрязнения. Уровень загрязнения считается низким при значениях ИЗА менее 5, повышенным при ИЗА от 5 до 6, СИ<5, высоким при ИЗА от 7 до 13, СИ от 5 до 10, и очень высоким при ИЗА равном или более 14, СИ>10.

Ежегодно выделяются города с самым высоким уровнем загрязнения воздуха, в которых ИЗА равен или выше 14.

Расчёт комплексного индекса загрязнения атмосферы

Все статистические характеристики и единичные ИЗА рассчитываются по данным наблюдений за концентрацией каждого контролируемого вещества отдельно.

Для сравнения степени загрязнения атмосферы в различных городах используется комплексный ИЗА - безразмерная функция характеристик степени загрязнения атмосферы несколькими веществами.

Комплексный ИЗА, учитывающий l веществ, присутствующих в атмосфере, рассчитывается по формуле

,                                    

где  - осредненная по времени (месяц и год), рассчитанная для поста, города или группы городов концентрация i-й примеси;

ci - безразмерная константа, позволяющая привести степень вредности i-го вещества к вредности диоксида серы (ci - константа, принимающая значения 1,7; 1,3; 1,0; 0,9 для соответственно 1, 2, 3, 4-го классов опасности веществ, позволяющая привести степень вредности i-го вещества к степени вредности диоксида серы).

Расчет индекса загрязнения атмосферы основан на предположении, что на уровне ПДК все вредные вещества характеризуются одинаковым влиянием на человека, а при дальнейшем увеличении концентрации степень их вредности возрастает с различной скоростью, которая зависит от класса опасности вещества. Для сравнения степени загрязнения атмосферы различных городов, различных районов одного города или различными веществами в городе используется комплексный индекс загрязнения атмосферы - ИЗА для каждого i-го вещества (Ii). Значения индексов Ii рассчитываются на ЭВМ. Затем составляется убывающий вариационный ряд величины Ii. Для каждого города рассчитывается комплексный ИЗА - I(l), учитывающий l первых веществ в этом ряду.

Индексы загрязнения природных вод

К категории наиболее часто используемых показателей для оценки качества водных объектов относят гидрохимический индекс загрязнения воды ИЗВ и гидробиологический индекс сапробности S.

(Справка - Сапробность — комплекс физиолого-биохимических свойств организма, обусловливающий его способность обитать в воде с тем или иным содержанием органических веществ, то есть с той или иной степенью загрязнения)

Индекс загрязнения воды, как правило, рассчитывают по 6-7 показателям, которые можно считать гидрохимическими; часть из них (концентрация растворенного кислорода, водородный показатель рН, биологическое потребление кислорода БПК5) является обязательной.

Он рассчитывается как сумма отношений концентраций химических элементов к их ПДК делённая на число учтенных элементов по формуле (для 6 химических элементов):

В зависимости от величины ИЗВ участки водных объектов подразделяют на классы (табл. 1). Индекс загрязнения воды используют для оценки качества вод во времени, по течению, в зонах влияния крупных источников воздействия, но делать это целесообразно в границах одной биогеохимической провинции и для однотипных водных объектов.

Таблица 1

Классификация качества воды  в зависимости от значения индекса загрязнения

Воды

Значение ИЗВ

Классы качества воды

Очень чистые

До 0,2

1

Чистые

0,2 — 1,0

2

Умеренно загрязнённые

1,0 — 2,0

3

Загрязнённые

2.0 - 4,0

4

Грязные

4,0 — 6,0

5

Очень грязные

6,0 — 10,0

6

Чрезвычайно грязные

> 10,0

7

Индекс загрязнения воды относится к интегральным характеристикам состояния. Уровень загрязненности и класс качества водных объектов иногда устанавливают в зависимости от микробиологических показателей (табл.2).

Таблица 2

Классификация качества воды по микробиологическим показателям

Уровень загрязнённости

и класс качества вод

Микробиологические показатели

Общее число бактерий,

106 клеток/ см3

Число сапрофитных бактерий,

1000

клеток/см3

Отношение общего числа бактерий к числу сапрофитных бактерий

Очень чистые,I

< 0,5

< 0,5

< 1000

Чистые,II

0,5 – 1,0

0,5 – 5,0

>1000

Умеренно загрязнённые, III

1,1 – 1,3

5,1 – 10,0

1000 - 100

Загрязнённые, IV

3,1 – 5,0

10,1 – 50,0

<100

Грязные, V

5,1 – 10,0

50,1 – 100,0

< 100

Очень грязные, VI

> 10,0

> 1000 ?

<  100

Нормирование источников воздействия (загрязнения)

Санитарно-гигиенические и экологические нормативы определяют качество окружающей среды по отношению к здоровью человека и состоянию экосистем, но не указывают на источник воздействия и не регулируют его деятельность. Требования, предъявляемые собственно к источникам воздействия, отражают научно-технические нормативы. К таковым относятся нормативы выбросов и сбросов вредных веществ  (ПДВ и ПДС, заменены НДС), лимиты размещения отходов, а также технологические, строительные, градостроительные нормы и правила, содержащие требования по охране окружающей природной среды. В основу установления научно-технических нормативов положен  следующий принцип: при условии соблюдения этих нормативов предприятиями региона содержание любой примеси в водных объектах, воздухе и почве должно удовлетворять требованиям санитарно-гигиенического нормирования.

Научно-техническое нормирование предполагает введение ограничений деятельности хозяйственных объектов в отношении загрязнения окружающей среды, иными словами, определяет предельно допустимые потоки вредных веществ, которые могут поступать от источников воздействия в воздух, воду, почву.

Допустимый выброс, или сброс, - это максимальное количество загрязняющих веществ, которое в единицу времени разрешается выбрасывать данным конкретным предприятиям в атмосферу или сбрасывать в водоём, не вызывая при этом превышения в них ПДК, загрязняющих веществ и неблагоприятных экологических последствий.  

Указанные виды воздействия предприятия на окружающую среду осуществляются только на основании разрешений, выданных специально уполномоченными на то государственными органами (РФ или субъекта РФ) в области охраны окружающей среды.

При невозможности немедленного достижения установленных нормативов предельно допустимых выбросов и сбросов временно для перехода на нормативы могут устанавливаться временно согласованные нормативы (лимиты) выбросов, сбросов вредных веществ с одновременным утверждением плана снижения объёмов выбросов, сбросов до предусмотренных предельных величин.

Нормирование источников воздействия исходит (базируется) из понимания допустимой нормы антропогенной нагрузки на окружающую среду – максимально возможного антропогенного воздействия на природные ресурсы или комплексы, не приводящие к нарушению устойчивости экологических систем. Потенциальная способность природной среды перенести ту или иную антропогенную нагрузку без нарушения основных функций экосистем определяется термином  «ёмкость природной среды», или экологическая ёмкость территории.

(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 ведёт к ухудшению качества среды. К  настоящему времени известны лишь некоторые попытки учёта нагрузки для растений суши и для сообществ водоёмов рыбохозяйственного назначения.)

С учётом нормативов воздействия на ОС можно выделить три варианта природопользования, сопряжённого с вредным воздействием на окружающую среду:

  •  в пределах установленных нормативов предельно допустимого воздействия на окружающую среду;
  •  с превышением установленных нормативов, но в пределах установленных лимитов
  •  с превышением установленных лимитов на выбросы, сбросы вредных веществ, что является экологическим правонарушением.

Различают экстенсивное (расширенное) и равновесное природопользование.

Экстенсивное природопользование – когда рост производства осуществляется за счёт нагрузки на природные комплексы, возрастающей быстрее, чем увеличивается масштаб производства;

Равновесное природопользование – когда общество добивается того, чтобы общая антропогенная нагрузка на природную среду не  превышала её самовосстановительного потенциала.

Следовательно – регулирование качества природной среды должно начинаться с определения экологически допустимых нагрузок, а региональное природопользование должно соответствовать экологической «выносливости» территории.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

51030. Определение коэффициента вязкости газа 59 KB
  Рассчитаем коэффициент вязкости по формуле: Где радиус капилляра длинна капилляра Подставив данные получим.
51031. Изучение распределения Больцмана, определение постоянной Больцмана 40.5 KB
  Собрать установку в соответствии с рисунком: Принципиальная схема установки 1двухэлектродная лампа 2анод 3катод 4нить накала 5потенциометр R 6 источник постоянного тока 6выключатель mА – миллиамперметр; mкА – микроамперметр; Vа – вольтметр в цепи накала лампы. По указанию преподавателя установить напряжение накала Uн: 5. Зафиксировать ток накала лампы Iн по амперметру. Измерим анодный ток Iа и анодное напряжение Uа если напряжение накала Uн =5.
51034. Изучение зависимости температуры кипения воды от внешнего давления 58.5 KB
  Цель работы: Изучение зависимости температуры кипения воды от внешнего давления экспериментальное определение теплоты парообразования воды. Выждали пока показания температуры на табло электронного измерителярегулятора перестали измеряться. Сняли показания температуры и давления на табло измерителярегулятора и манометра: Включили переключатель нагрев 2ую ступень.
51035. Разработка тестов в программеPower Point 37.5 KB
  Индивидуальные данные для выполнения работы: 2 вариант Результаты выполнения работы Открыла программу Power Point; выбрала шаблон оформления слайдов для теста. Оформила титульный слайд. Как рассчитать количество нужных слайдов при оформлении теста в Power Point Количество слайдов =: количество вопросов 3сам вопрос правильно неправильно два титульных листа 1 заключительный; 4. Что необходимо выбрать в настройках слайда с результатом неправильного ответа чтобы вернуться на слайд с вопросом Добавить управляющую...
51036. Разработка тестов в программе Excel 37 KB
  Разработка тестов в программе Microsoft Excel на основе индивидуальных данных минимум 6 тестовых заданий. Индивидуальные данные для выполнения работы: 2 вариант Результаты выполнения работы Создала тест в Microsoft Excel 2010 по образцу данному в задании лабораторной работы Контрольные вопросы 1. Какие этапы создания тестовых заданий выделяют в технологии составления компьютерных тестов средствами Excel Можно выделить следующие этапы создание теста.
51038. Автоматизація та компютерно-інтегровані технології. Методичні вказівки 44.28 MB
  По статичним характеристикам перетворення визначити абсолютну відносну та приведену похибки по діапазону вимірювання для обох приладів та побудувати графіки для обох приладів: а реальної статичної характеристики перетворення; б залежності приладів похибок по діапазону вимірювання.