Файл: Учебное пособие СанктПетербург 2012 Рецензенты Ивахнюк Г. К., доктор химических наук, профессор, академик манэб.doc

Обычно опасность химических соединений характеризуют величиной минимально действующей концентрации:

• 
  пороговой дозой концентрации вещества, которая при однократном (остром) или многократном (хроническом) воздействии вызывает явные необратимые изменения жизнедеятельности человека;
  
• 
  смертельными (летальными) показателями ЛД₅₀ — средней смертельной дозой, вызывающей гибель подопытных животных в 50% случаев;
  
• 
  абсолютно смертельной дозой, ЛД₉₉, вызывающей 100% гибель подопытных животных.
  
• 
  Величина токсичности вещества определяется:
  

Т = , (1)

где Т — величина токсичности;

с — концентрация [мг/л];

t — время воздействия [мин];

v — объем легочной вентиляции [л];

g — масса тела [кг].

Рассчитываются также:

• 
  коэффициент возможного ингаляционного отравления (КВИО) — отношение максимально достижимой концентрации вещества в воздухе при 20°С к средней смертельной концентрации для белых мышей при временной экспозиции 120 минут;
  
• 
  зона острого токсичного воздействия — отношение средней смертельной концентрации (дозы) к порогу однократного воздействия вещества. Чем меньше это отношение, тем опаснее вещество. Такие вещества даже при незначительном превышении концентрации (дозы) надпороговой вызывают смертельный исход;
  
• 
  зона хронического действия — отношение порога однократного действия к порогу хронического действия. Чем больше это отношение, тем опаснее вещество.
  

Проблема оценки устойчивости (стабильности) экосистемы определяет задачу получения количественных оценок воздействий, которые могут нарушать ее устойчивость, позволяет определить максимально допустимые нагрузки, превышение которых может привести к существенной деформации отдельных параметров экосистемы или к ее полному разрушению, т. е. экологической катастрофе.

Принято количественную оценку уровня загрязнения выражать через концентрацию примеси, отнесенной к предельно допустимой концентрации вещества (ПДК).

ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны — это концентрация, которая при ежедневном 8-часовом рабочем дне на протяжении всего рабочего стажа человека не может вызвать у него заболеваний или отклонений здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования непосредственно в процессе работы или в отдаленные сроки.

---

Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола (площадки), на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих.

Для рабочей зоны вредные вещества подразделяются на четыре класса:

1 — чрезвычайно опасные,

2 — высокоопасные,

3 — умеренно опасные,

4 — малоопасные.

ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов подразделяются на максимальную разовую за время не более 20-30 мин и среднесуточную. В РФ концентрация осредненная за 20 мин сравнивается с максимальными разовыми ПДК.

При поступлении в воздух вредных веществ, обладающих одинаковой направленностью воздействия на среду, сумма их относительных концентраций не должна превышать единицы:

≤ 1, (2)

где С_i; — фактическая концентрация вещества [мг/м³];

ПДК_i, — предельно допустимая концентрация соответствующего вещества [мг/м³].

Проблема оценки и прогнозирования экономического неблагополучия окружающей среды решается разработкой и выполнением общепринятых норм воздействия химических факторов, которые считаются предельно допустимыми концентрациями:

• 
  значения ниже 1 ПДК расцениваются как слабые;
  
• 
  значения 1-5 — средние;
  
• 
  выше 50 ПДК — экстремальные.
  

Приостановка работы предприятий возможна лишь при неоднократных суточных превышения ПДК в 30 раз, многократных разовых — в 50 раз.
3.2. Экологический мониторинг

Под экологическим мониторингом понимают систему наблюдений за изменениями состояния среды, вызванными антропогенными причинами, позволяющую прогнозировать развитие этих изменений.

Термин "мониторинг" образован от латинского слова монитор - наблюдающий, предостерегающий (так называли впередсмотрящего матроса на парусном судне).

Секретариат ООН по окружающей среде определил экологический мониторинг как систему повторных наблюдений элементов окружающей среды в пространстве и во времени с определенными целями в соответствии с заранее подготовленными программами.

Объектами мониторинга могут быть природные, антропогенные или природно - антропогенные экосистемы. Цель мониторинга - не пассивная констатация фактов. Он включает также проведение экспериментов, моделирование процессов в качестве основы прогнозирования.

Организацией постоянного наблюдения за распределением вредных примесей (т. е. за загрязнением больших районов) и уровнем загрязнения занимаются службы экологического мониторинга.

---

Проблема сохранения озоносферы возникла и обусловлена двумя причинами: ростом масштабов техногенных факторов воздействия на атмосферу, которые начали приближаться к масштабам естественных процессов и расширением наших знаний в области химии атмосферы, в особенности в области элементарных химических процессов с участием свободных радикалов, атомов, ионов и возбужденных частиц, протекающих в земной атмосфере.

В настоящее время во многих регионах страны сложилась крайне негативная экологическая обстановка, обусловленная тем, что масштабы хозяйственной деятельности человека формируют существенное превышение допустимых нагрузок на природные комплексы, а восстановление нарушенных геосистем происходит крайне медленно. Значительная часть вредного воздействия связана с эксплуатацией энергетических установок.

Концентрации примесей в атмосфере определяются балансом между их поступлением в атмосферу и выведением из нее. Необходимость количественной оценки антропогенных воздействий привела к созданию систем регулярных наблюдений в пространстве и времени, дающих информацию о состоянии окружающей среды в целях оценки прошлого, настоящего и прогноза изменения параметров окружающей среды, т. е. мониторинга. Решение этих задач связано с проведением комплексных экспериментов по изучению пространственно-временных характеристик загрязнения атмосферы с учетом влияния метеорологических параметров, а также определения реального вклада в поле загрязнения от отдельных источников выбросов.

Проблеме мониторинга биосферы посвящен специальный постоянно действующий проект международной программы ЮНЕСКО «Человек и биосфера», где особое внимание уделено вопросам мониторинга загрязнений природной среды и определению перечня приоритетных загрязнителей и факторов, связанных с загрязнениями.

Экологический мониторинг — это система регулярных наблюдений в пространстве и времени за источниками и уровнем загрязнений.

Целями мониторинга загрязнений являются:

• 
  определение уровней загрязнителей в различных средах, их распространение в пространстве и изменение во времени;
  
• 
  определение величин и скоростей распределения потоков загрязнителей и вредных продуктов превращения;
  
• 
  сравнение методов пробоотбора и анализа загрязнителей между странами, включая развивающие страны, для получения сопоставимых результатов и обмен информацией об организации системы мониторинга;
  
• 
  обеспечение пользователей в глобальном и региональном масштабах информацией, необходимой для принятия решений по устранению загрязнений.
  

---

С целью радикального повышения эффективности работ по сохранению и улучшению состояния среды обитания, обеспечению экологической безопасности в 1993 г. правительство Российской Федерации приняло постановление «О создании Единой государственной системы экологического мониторинга» (ЕГСЭМ). ЕГСЭМ предусматривает создание двух взаимосвязанных блоков:

• 
  мониторинга загрязнения экосистем;
  
• 
  мониторинга экологических последствий такого загрязнения.
  

Кроме того, она должна обеспечить получение информации об исходном (базовом) состоянии биосферы, а также выявление антропогенных изменений на фоне естественной природной изменчивости.

В настоящее время в России наблюдения за уровнями загрязнений атмосферы, почвы, вод и донных отложений рек, озер, водохранилищ и морей по физическим, химическим и гидробиологическим показателям с целью изучения распределения загрязняющих веществ во времени и пространстве, оценки мероприятий по их защите проводятся службами Росгидромета. Мониторинг источников антропогенного воздействия на природную среду животного и растительного мира, наземной фауны и флоры (кроме лесов) ведут соответствующие службы Минприроды. Мониторинг земель, геологической среды и подземных вод осуществляют подразделения Комитета Российской Федерации по геологии и использованию недр.

Объектами наблюдения за загрязнением почвы являются сельскохозяйственные угодья, лесные массивы зон отдыха и прибрежных территорий. Отбор проб почвы производится в 268 хозяйствах, расположенных в 160 районах Российской Федерации на площади более 40 тыс. га. В отобранных пробах почвы определяется содержание пестицидов 22 наименований. В 50 населенных пунктах производится отбор проб почв, в которых осуществляется определение 24 ингредиентов промышленного происхождения. Для оценки загрязнения грунтовых вод заложено 7 разрезов глубиной 2 м.

Наблюдениями за загрязнением поверхностных вод суши охвачено 1175 водотоков и 151 водоем. Отбор проб ведется в 1892 пунктах, с анализом проб по 113 показателям. Контроль загрязнения морской среды осуществляется на 11 морях, омывающих территорию Российской Федерации.

Сеть станций наблюдений трансграничного переноса загрязняющих веществ ориентирована на западную границу России. Производится отбор проб атмосферных аэрозолей, газов и осадков.

---

Наблюдения за химическим составом и кислотностью атмосферных осадков осуществляют на 147 станциях федерального и регионального уровня. В большинстве проб в оперативном порядке измеряют только величину рН. При контроле загрязнений снежного покрова в пробах определяют также ионы аммония, сульфат-ионы, бенз(α)пирен и тяжелые металлы.

К локальному мониторингу относится и деятельность санитарно-промышленных лабораторий на предприятиях. В задачи этих лабораторий входят, в частности, постоянные наблюдения за загрязнением воздуха в цехах и на промышленных площадках, воды в установленных створах водных объектов.

Академик И. П. Герасимов подразделяет систему мониторинга на блоки, каждый из которых имеет свои задачи и базу обеспечения (табл.3.3).

Для осуществления мероприятий по глобальному и национальному мониторингу, т. е. для получения информации об изменениях качества среды, происходящих уже на биосферном уровне, необходима организация специальных служб.

Система глобального атмосферного фонового мониторинга включает в себя три типа станций — базовые, региональные и региональные станции с расширенной программой.

Для осуществления радиационного мониторинга на территории страны используют стационарную сеть и передвижные средства. Кроме того, создается система оперативного выявления загрязнений, связанных с аварийными ситуациями.

Эколого-аналитический мониторинг загрязнений в составе ЕГСЭМ можно разделить на три крупных блока:

• 
  контроль загрязнений в зонах существенного антропогенного воздействия;
  
• 
  контроль загрязнений на региональном уровне;
  
• 
  контроль загрязнений на фоновом уровне.
  

К зонам существенного антропогенного воздействия относятся города и промышленные районы, устья и отдельные участки крупных рек, большие озера и крупные водохранилища, места сброса сточных вод, животноводческие фермы, прибрежные акватории морей и океанов, особенно в зоне крупных городов и портов, районы нефтедобычи и газопромыслов, автомагистрали, сельскохозяйственные угодья с интенсивным применением минеральных удобрений и ядохимикатов.

На региональном уровне осуществляется контроль загрязнений в атмосфере, воде и почве небольших городов и районов, примыкающих к промышленным зонам. Такие измерения должны осуществляться повсеместно время от времени и особенно важны для широко распространенных загрязнителей: нефтепродуктов, диоксидов серы, азотов, радиоактивных осадков и др., которые распространяются на

---