ЭКОЛОГИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В основе этого лежит установление предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ в различных средах.
В воздушной среде:
•
ПДКр.з – предельно допустимая концентрация вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м3. Эта концентрация при ежедневной (кроме выходных дней) работе в пределах 8 ч или другой продолжительности, но не более 41 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не должна вызывать в состоянии здоровья настоящего и последующего поколений заболеваний или отклонений, обнаруживаемых современными методами исследования в процессе работы. Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих;
•
ПДКМ.Р – предельно допустимая максимальная разовая концентрация вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация при вдыхании в течение 20 мин не должна вызывать рефлекторных (в том числе субсенсорных) реакций в организме человека;
•
ПДКС.С – предельно допустимая среднесуточная концентрация токсичного вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченно продолжительном вдыхании.
В водной среде:
•
ПДКВ – предельно допустимая концентрация вещества в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, мг/л. Эта концентрация не должна оказывать прямого или косвенного влияния на органы человека в течение всей его жизни, а также на здоровье последующих поколений и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования;
•
ПДКВ.Р – предельно допустимая концентрация вещества в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей, мг/л;
•
Интегральные показатели для воды:
БПК – биологическая потребность в кислороде – количество кислорода, использованного при биохимических процессах окисления органических веществ (исключая процессы нитрификации) за определенное время инкубации пробы (2, 5, 20, 120 суток), мг О2/л воды (БПКП – за 20 суток, БПК5 – за 5 суток);
ХПК – химическая потребность в кислороде, определенная бихроматным методом, т. е. количество кислорода, эквивалентное количеству расходуемого окислителя, необходимого для окисления всех восстановителей, содержащихся в воде, мг О2/л воды.
По отношению БПКП /ХПК судят об эффективности биохимического окисления веществ.
В почве:
•
ПДКП – предельно допустимая концентрация вещества в пахотном слое почвы, мг/кг. Эта концентрация не должна вызывать прямого и косвенного отрицательного влияния на здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы;
•
ПДКПР (ДОК) – предельно допустимая концентрация (допустимое остаточное количество) вещества в продуктах питания, мг/кг.
Если величина ПДК в различных средах не установлена, действует временный гигиенический норматив ВДК (ОБУВ) – временно допустимая концентрация (ориентировочно безопасный уровень воздействия) вещества. Временный норматив устанавливается на определенный срок (2–3 года).
Различные вещества могут оказывать сходное неблагоприятное воздействие на организм. Например, существует эффект суммации для диоксида азота и формальдегида, фенола и ацетона, этанола и целой группы органических веществ. Для токсичных веществ безопасная концентрация определяется соотношением С/ПДК < 1, где С – фактическая концентрация вещества в среде.
Допустим, что в воздухе концентрация фенола С ф = 0,345 мг/л, ацетона С ац = 0,009мг/л, а ПДК ф = 0,35мг/л, ПДК ац = 0,01 мг/л. Таким образом, для каждого из веществ указанное соотношение меньше 1:
С1/ПДК1 < 1; С2/ПДК2 < 1.
Но поскольку эти вещества обладают эффектом суммации, то общее загрязнение фенолом и ацетоном превысит предельно допустимое, так как
Таким образом, сумма отношений концентраций к ПДК веществ, обладающих эффектом суммации, не должна превышать единицы.
Для более полной оценки качества среды сравнительно недавно стали использовать другой критерий – ПДЭН – предельно допустимую экологическую нагрузку, для воды – это ПДС – предельно допустимый сброс, г/с; для воздуха – ПДВ – предельно допустимый выброс, г/с. Эти величины характеризуют нагрузку, оказываемую предприятием на окружающую среду в единицу времени, и должны обязательно входить в экологический паспорт (или другой подобный документ) предприятия.
Недостатком изложенной выше схемы критериев оценки качества среды является разрозненность природоохранных функций различных министерств и ведомств, а также часто очень различающиеся значения ПДК в разных странах.
Контрольные вопросы
1. Какие основные задачи решают системы мониторинга окружающей среды?
2. Что означает термин «мониторинг»? Приведите формулировку определения мониторинга, данную программой ЮНЕП в 1974 г.
3. Какие типы классификации экологического мониторинга вы знаете?
4. Какие два основных критерия оценки качества окружающей среды вы знаете? В чем их различие?
5. Какие основные виды ПДК (предельно допустимой концентрации) для воздушной среды вы знаете? Укажите единицы измерения.
6. Приведите два различных вида ПДК для водной среды. В чем их различие? Каковы единицы измерения?
7. Какие существуют интегральные показатели качества воды? Каковы их единицы измерения?
8. Что такое эффект суммации? Приведите примеры.
9. Что означают аббревиатуры ВДК, ОБУВ, ПДЭН? В каких случаях эти показатели применяются для оценки качества среды? Каковы их единицы измерения?
Глава 3. Экотоксикология
3.1. Загрязнение окружающей среды токсикантами и количественные критерии оценки его фактического уровня
Активизация хозяйственно-производственной деятельности человека в современных условиях природопользования и глобальные масштабы ее антропогенного воздействия на главные составляющие биосферы создают ситуацию острого экологического кризиса, обусловленную деградацией объектов окружающей среды. В связи с этим для оптимизации условий взаимодействия человека с природой важной представляется роль всестороннего анализа окружающей природной среды [16], главными задачами которого является комплексная оценка экологического резерва биосферы и ее потенциальных возможностей к самовосстановлению и самоочищению, анализ широкого спектра различных типов воздействий (как приоритетных, так и не приоритетных) на природные экосистемы и изучение специфических особенностей этих воздействий [15].
В последние годы особую значимость и актуальность приобретают токсикологические аспекты всестороннего анализа окружающей среды [43, 9, 53]. Серьезной проблемой является установление пороговости эффекта токсикологического воздействия в системах «токсикант – окружающая среда» и «токсикант – живой организм» и определение зависимости «доза – ответная реакция», которая послужила активным импульсом для развития нового направления в экологии, базирующегося на фундаментальных основах токсикологической, бионеорганической и экологической химии, называемого экотоксикологией. Научная значимость экотоксикологии состоит в изучении современных представлений токсичности и канцерогенности элементов и их соединений, исследовании специфических биогеохимических особенностей поведения токсикантов в окружающей среде, механизма их распространения и метаболизма; установлении взаимосвязи между необходимостью и токсичностью элементов; определении локализации канцерогенных ионов; оценке порогового эффекта токсикологического воздействия.
Подобный целостный комплекс достаточно сложных научно-прикладных задач, решение которых предусматривается в рамках экотоксикологии, в большинстве случаев позволяет произвести количественную оценку порогового эффекта токсикологического воздействия, имеющего место в системах «токсикант – окружающая среда» и «токсикант – живой организм» согласно уравнению [34]:
Dr = Do - (De + Dm )
где Dr – доза вредного вещества, достигшая рецептора;
Do – доза вредного вещества, введенная в организм;
De и Dm – дозы вредного вещества, соответственно выделенные из организма и обезвреженные в процессе продвижения яда к рецептору.
Концепция пороговости предполагает высокое качество среды и полную безопасность для человека и любых популяций при условии загрязнения этой среды ниже определенного уровня, воздействие которого на любые организмы меньше некоторого порогового значения.
Загрязнение окружающей среды – это процесс привнесения в среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее физических, химических, биологических агентов, оказывающих негативное воздействие.
В воздушной среде:
•
ПДКр.з – предельно допустимая концентрация вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м3. Эта концентрация при ежедневной (кроме выходных дней) работе в пределах 8 ч или другой продолжительности, но не более 41 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не должна вызывать в состоянии здоровья настоящего и последующего поколений заболеваний или отклонений, обнаруживаемых современными методами исследования в процессе работы. Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих;
•
ПДКМ.Р – предельно допустимая максимальная разовая концентрация вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация при вдыхании в течение 20 мин не должна вызывать рефлекторных (в том числе субсенсорных) реакций в организме человека;
•
ПДКС.С – предельно допустимая среднесуточная концентрация токсичного вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченно продолжительном вдыхании.
В водной среде:
•
ПДКВ – предельно допустимая концентрация вещества в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, мг/л. Эта концентрация не должна оказывать прямого или косвенного влияния на органы человека в течение всей его жизни, а также на здоровье последующих поколений и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования;
•
ПДКВ.Р – предельно допустимая концентрация вещества в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей, мг/л;
•
Интегральные показатели для воды:
БПК – биологическая потребность в кислороде – количество кислорода, использованного при биохимических процессах окисления органических веществ (исключая процессы нитрификации) за определенное время инкубации пробы (2, 5, 20, 120 суток), мг О2/л воды (БПКП – за 20 суток, БПК5 – за 5 суток);
ХПК – химическая потребность в кислороде, определенная бихроматным методом, т. е. количество кислорода, эквивалентное количеству расходуемого окислителя, необходимого для окисления всех восстановителей, содержащихся в воде, мг О2/л воды.
По отношению БПКП /ХПК судят об эффективности биохимического окисления веществ.
В почве:
•
ПДКП – предельно допустимая концентрация вещества в пахотном слое почвы, мг/кг. Эта концентрация не должна вызывать прямого и косвенного отрицательного влияния на здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы;
•
ПДКПР (ДОК) – предельно допустимая концентрация (допустимое остаточное количество) вещества в продуктах питания, мг/кг.
Если величина ПДК в различных средах не установлена, действует временный гигиенический норматив ВДК (ОБУВ) – временно допустимая концентрация (ориентировочно безопасный уровень воздействия) вещества. Временный норматив устанавливается на определенный срок (2–3 года).
Различные вещества могут оказывать сходное неблагоприятное воздействие на организм. Например, существует эффект суммации для диоксида азота и формальдегида, фенола и ацетона, этанола и целой группы органических веществ. Для токсичных веществ безопасная концентрация определяется соотношением С/ПДК < 1, где С – фактическая концентрация вещества в среде.
Допустим, что в воздухе концентрация фенола С ф = 0,345 мг/л, ацетона С ац = 0,009мг/л, а ПДК ф = 0,35мг/л, ПДК ац = 0,01 мг/л. Таким образом, для каждого из веществ указанное соотношение меньше 1:
С1/ПДК1 < 1; С2/ПДК2 < 1.
Но поскольку эти вещества обладают эффектом суммации, то общее загрязнение фенолом и ацетоном превысит предельно допустимое, так как
Таким образом, сумма отношений концентраций к ПДК веществ, обладающих эффектом суммации, не должна превышать единицы.
Для более полной оценки качества среды сравнительно недавно стали использовать другой критерий – ПДЭН – предельно допустимую экологическую нагрузку, для воды – это ПДС – предельно допустимый сброс, г/с; для воздуха – ПДВ – предельно допустимый выброс, г/с. Эти величины характеризуют нагрузку, оказываемую предприятием на окружающую среду в единицу времени, и должны обязательно входить в экологический паспорт (или другой подобный документ) предприятия.
Недостатком изложенной выше схемы критериев оценки качества среды является разрозненность природоохранных функций различных министерств и ведомств, а также часто очень различающиеся значения ПДК в разных странах.
Контрольные вопросы
1. Какие основные задачи решают системы мониторинга окружающей среды?
2. Что означает термин «мониторинг»? Приведите формулировку определения мониторинга, данную программой ЮНЕП в 1974 г.
3. Какие типы классификации экологического мониторинга вы знаете?
4. Какие два основных критерия оценки качества окружающей среды вы знаете? В чем их различие?
5. Какие основные виды ПДК (предельно допустимой концентрации) для воздушной среды вы знаете? Укажите единицы измерения.
6. Приведите два различных вида ПДК для водной среды. В чем их различие? Каковы единицы измерения?
7. Какие существуют интегральные показатели качества воды? Каковы их единицы измерения?
8. Что такое эффект суммации? Приведите примеры.
9. Что означают аббревиатуры ВДК, ОБУВ, ПДЭН? В каких случаях эти показатели применяются для оценки качества среды? Каковы их единицы измерения?
Глава 3. Экотоксикология
3.1. Загрязнение окружающей среды токсикантами и количественные критерии оценки его фактического уровня
Активизация хозяйственно-производственной деятельности человека в современных условиях природопользования и глобальные масштабы ее антропогенного воздействия на главные составляющие биосферы создают ситуацию острого экологического кризиса, обусловленную деградацией объектов окружающей среды. В связи с этим для оптимизации условий взаимодействия человека с природой важной представляется роль всестороннего анализа окружающей природной среды [16], главными задачами которого является комплексная оценка экологического резерва биосферы и ее потенциальных возможностей к самовосстановлению и самоочищению, анализ широкого спектра различных типов воздействий (как приоритетных, так и не приоритетных) на природные экосистемы и изучение специфических особенностей этих воздействий [15].
В последние годы особую значимость и актуальность приобретают токсикологические аспекты всестороннего анализа окружающей среды [43, 9, 53]. Серьезной проблемой является установление пороговости эффекта токсикологического воздействия в системах «токсикант – окружающая среда» и «токсикант – живой организм» и определение зависимости «доза – ответная реакция», которая послужила активным импульсом для развития нового направления в экологии, базирующегося на фундаментальных основах токсикологической, бионеорганической и экологической химии, называемого экотоксикологией. Научная значимость экотоксикологии состоит в изучении современных представлений токсичности и канцерогенности элементов и их соединений, исследовании специфических биогеохимических особенностей поведения токсикантов в окружающей среде, механизма их распространения и метаболизма; установлении взаимосвязи между необходимостью и токсичностью элементов; определении локализации канцерогенных ионов; оценке порогового эффекта токсикологического воздействия.
Подобный целостный комплекс достаточно сложных научно-прикладных задач, решение которых предусматривается в рамках экотоксикологии, в большинстве случаев позволяет произвести количественную оценку порогового эффекта токсикологического воздействия, имеющего место в системах «токсикант – окружающая среда» и «токсикант – живой организм» согласно уравнению [34]:
Dr = Do - (De + Dm )
где Dr – доза вредного вещества, достигшая рецептора;
Do – доза вредного вещества, введенная в организм;
De и Dm – дозы вредного вещества, соответственно выделенные из организма и обезвреженные в процессе продвижения яда к рецептору.
Концепция пороговости предполагает высокое качество среды и полную безопасность для человека и любых популяций при условии загрязнения этой среды ниже определенного уровня, воздействие которого на любые организмы меньше некоторого порогового значения.
Загрязнение окружающей среды – это процесс привнесения в среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее физических, химических, биологических агентов, оказывающих негативное воздействие.
Авторы сайта не несут отвественности за данный материал и предоставляют его исключительно в ознакомительных целях
