1. Что понимают под устойчивым развитием общества? Почему оно не достигнуто?
Развитие современного общества связано с возрастающим использованием природных ресурсов
Речь идёт о выборе такого пути развития, при котором необходимые потребности человека удовлетворялись бы без ущерба для будущих поколений и биосферы в целом. Потребности должны быть необходимыми и достаточными, но не чрезмерными, а результаты деятельности человека по производству товаров и услуг не должны перекрывать возможности биосферы, или другими словами - недопустима её деградация в результате этой деятельности. Большое значение в решении стоящих перед человечеством проблем, прежде всего технического и технологического плана, имеют методы и средства промышленной экологии
«Технологически и экономически создание устойчивого общества пока еще возможно. Оно может оказаться гораздо более приемлемым в сравнении с обществом, решающим все проблемы за счет постоянного количественного роста. Переход к устойчивому обществу требует тщательно сбалансированных дальних и ближних целей и акцента на достаточности, равенстве и качестве жизни, а не на объеме производства
2. Предмет изучения промышленной экологии, ее главные задачи.
Промышленная экология рассматривает (изучает) взаимосвязь (и взаимозависимость) материального, в первую очередь промышленного, производства, человека и других живых организмов со средой их обитания, т.е. предметом изучения промышленной экологии являются эколого-экономические системы.
“Промышленная экология является системно ориентированным подходом к объединению экономической деятельности людей и управлению материальным производством с фундаментальными биологическими, химическими и физическими глобальными системами”.
Промышленная экология служит средством для достижения устойчивого, самоподдерживающегося функционирования эколого-экономических систем (и общества в целом).
В природных экосистемах производство и разложение сбалансированы, в них нет отходов: отходы одних организмов служат средой обитания для других, и таким образом осуществляется практически замкнутый кругооборот веществ в природе. В природных экосистемах около 90 % энергии расходуется на разложение и возвращение веществ в биогеохимический кругооборот. В социально-экономических системах около 90 % материальных ресурсов переходит в отходы, а основное количество энергии используется в производстве и потреблении. Поэтому главной задачей промышленной экологии является нахождение путей для рационального использования природных ресурсов, предотвращения их исчерпания, деградации и загрязнения окружающей среды, а в конечном итоге - совмещение техногенного и биогеохимического кругооборотов веществ.
3. Понятие о природной и окружающей среде. Техносфера и ее изучение в рамках прикладной, инженерной и промышленной экологии.
Природная среда - совокупность абиотических и биотических факторов, естественных и измененных в результате деятельности человеческого общества, оказывающих влияние на человека и другие организмы.
Окружающая среда - среда обитания и деятельности человечества; окружающий человека природный и созданный им материальный мир.
Окружающая среда включает природную среду и искусственную (техногенную) среду.
Общественное производство изменяет окружающую среду, воздействуя прямо или косвенно на все ее элементы.
Техносфера - часть биосферы, преобразованной людьми с помощью прямого или косвенного действия технических средств и занятая продуктами его деятельности. Некоторые ученые считают техносферу синонимом ноосферы, другие - признают техносферу как переходное состояние от биосферы к ноосфере.
Изучение техносферы на данный момент является передовым объектом для изучения в экологии. Ведь именно в техносфере происходят загрязнения. Любые экологические процессы проводятся непосредственно в ней.
4. Понятие о загрязнениях окружающей среды. Природные и антропогенные загрязнения.
Под загрязнением окружающей среды понимают любое внесение в ту или иную экологическую систему не свойственных ей живых или неживых компонентов, физических или структурных изменений, прерывающих или нарушающих процессы круговорота и обмена веществ, потоки энергии со снижением продуктивности или разрушением данной экосистемы.
По масштабу воздействия загрязнения подразделяют на виды: локальные, региональные и глобальные. Локальные загрязнения характерны для городов, крупных промышленных предприятий, районов добычи полезных ископаемых. Региональные загрязнения охватывают значительные территории и акватории, подверженные влиянию крупных промышленных районов. Глобальные загрязнения распространяются на большие расстояния от места своего возникновения и оказывают неблагоприятное воздействие на крупные регионы, а иногда на всю планету.
По происхождению выделяют естественное загрязнение, возникшее в результате мощных природных процессов (извержения вулканов, лесных пожаров, выветривания и пр.), без какого-либо влияния человека; и антропогенное, являющееся результатом деятельности человека, иногда по масштабам воздействия превосходящее естественное. Антропогенное воздействие на биосферу вызывает не только ее загрязнение, но и разрушение вследствие несбалансированности биохимических процессов. Антропогенные, в основном делят на три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем, загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места.
Различные типы загрязнения подразделяются на три основных вида: химическое, физическое и биологическое.
Химическое загрязнение проявляется в изменении химических свойств среды
• Аэрозольное
• Химическими веществами
• Тяжелыми металлами
• Пестицидами и с/х удобрениями
• Синтетическими ПАВ
Физическими называют загрязнения возникающие с изменением физических параметров среды
• Тепловое
• Шумовое
• Электромагнитное
• Радиационное
Биологические загрязнения
• Биотическое (биогенное)
• Микробиологическое
5. Физические загрязнения: тепловые, световые, акустические, электрические, радиационные и т.д.
Физическими называют загрязнения, возникающие с изменением физических параметров среды.
Тепловое загрязнение. Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв.км. Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоям. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей.
Шумовое загрязнение
Шумы относятся к числу вредных для человека загрязнений атмосферы. Раздражающее воздействие звука (шума) на человека зависит от его интенсивности, спектрального состава и продолжительности воздействия. Наибольшее раздражение вызывает
шум в диапазоне частот 3000-5000 Гц.
Работа в условиях повышенного шума на первых порах вызывает быструю утомляемость, обостряет слух на высоких частотах. Затем человек как бы привыкает к шуму, чувствительность к высоким частотам резко падает, начинается ухудшение слуха, которое постепенно развивается в тугоухость и глухоту. При 145-140 дБ возникают вибрации в мягких тканях носа и горла, а также в костях черепа и зубах; более 140 дБ, то начинает вибрировать грудная клетка, мышцы рук и ног, боль в ушах и голове, крайняя усталость и раздражительность; свыше 160 дБ - разрыв барабанных перепонок.
Однако шум губительно действует и на центральную нервную систему человека, работу сердца, служит причиной многих других заболеваний. Одним из наиболее мощных источников шума являются вертолеты и самолеты особенно сверхзвуковые.
Шумы, создаваемые самолетами, вызывают ухудшение слуха и другие болезненные явления у работников наземных служб аэропорта, а также у жителей населенных пунктов, над которыми пролетают самолеты. На интенсивность шума и площадь распространения существенное влияние оказывают метеорологические условия: скорость ветра, распределение ее и температуры воздуха по высоте, облака и осадки.
Особенно острый характер проблема шума приобрела в связи с эксплуатацией сверхзвуковых самолетов. С ними связаны шумы, звуковой удар и вибрация жилищ вблизи аэропортов. Современные сверхзвуковые самолеты порождают шумы, интенсивность которых значительно превышает предельно допустимые нормы.
Электромагнитное загрязнение
В результате интенсивного развития электро¬ники и радиотехники природная среда находится под воздействи¬ем электромагнитных излучений (электромагнитных полей). Главным их источником являются радио-, телевизионные и радио¬локационные станции, высоковольтные линии передач, электро¬транспорт, трансформаторные станции. Особенно опасны мощные военные радиолокационные станции, напряжение поля которых яв¬ляется настолько высоким, что нередко становится причиной гибе¬ли птиц, попадающих в него.
Напряжение электромагнитного поля измеряют в вольтах на метр (В/м). Электрические поля высокого напряжения отрицательно влияют прежде всего на нервную систему человека. Так, напряже¬ние поля в 100 В/м вызывает головную боль и сильную усталость, а более высокое напряжение — бессонницу, неврозы, тяжелые заболе¬вания. В районах, где расположены радиостанции и военные ра¬диолокационные станции, уровень электромагнитных излучений превышает гигиенические нормы в 4—8 раз, а вблизи мощных ЛЭП (свыше 1000 кВ) - в 20 раз.
Одним из основных средств охраны населения от влияния элек¬тромагнитного излучения является вынос мощных коммуникаций за пределы территории проживания людей.
Радиационного загрязнения
Такие химические элементы, как уран, радий, плутоний, калифорний и некоторые другие имеют способность к спонтанным превращени¬ям, приводящим к изменению их атомного номера и массы атома. Эти превращения сопровождаются потоком излучения высокой энер¬гии, состоящим из положительно и отрицательно заряженных час¬тиц и коротковолнового электромагнитного излучения. Впервые явление распада наблюдали у радия (Ra), и поэтому оно получило название радиоактивного распада, а излучение, сопровождавшее этот распад, - радиоактивного излучения, ионизирующего излучения, или проникающей радиации.
Ионизирующее излучение является естественным компонентом среды обитания человека. В результате его образуется радиацион¬ный фон, состоящий из естественного и искусственного радиаци¬онного фона. Естественный радиационный фон формируют космические излучения, радиоактивные элементы земной коры, вода, воздух и прочее.
Уровень радиационного фона от природных источников равня¬ется 10—18 микрорентген в час и действует на все живое.
Суммарная годовая доза облучения человека естественным ради¬ационным фоном составляет 0,1—0,7 БЭР (биологический эквивалент рентгена, равняется 0,01 Дж/кг) и зависит от уровня радиационного фона, энергии и характера ионизирующего излучения, а также от степени поглощения этого излучения организмом человека.
Уровень радиационного фона окружающей среды в последнее время возрос вследствие рассеивания искусственных радионукли¬дов, увеличения количества промышленных выбросов и продуктов сгорания органического топлива, а также вследствие работы транспортных средств (наземных, подводных, воздушных), радиоэлектронной бытовой техники, использования атомной энер¬гии и т. д. Излучение, обусловленное рассеиванием в биосфере ис¬кусственных радионуклидов, образует искусственный радиаци¬онный фон. накапливаться в нем и действовать на протяжении длительного времени. Исследования радиационной генетики, изучающей наследствен¬ные изменения (мутации), возникшие под влиянием различных излучений, дали возможность установить ПДД (пре¬дельно допустимая доза), не превышающую 5 Р в год.
Уровень радиоактивных изотопов в растительных и животных организмах зависит от их концентрации в окружающей среде. Ра¬диоактивные элементы поступают в организм человека вместе с во¬дой, воздухом и пищевыми продуктами.
Различают внешнее и внутреннее облучение. Внутреннее облу¬чение более опасно, чем внешнее, так как источник излучения (ра¬диоактивные элементы) находится в непосредственном контакте с молекулами живого организма. Кроме того, радиоактивные элемен¬ты, попавшие в организм человека, могут
6. Химические и биологические загрязнения. Наиболее опасные загрязнители.
Под загрязнением окружающей среды понимают любое внесение в ту или иную экологическую систему не свойственных ей живых или неживых компонентов, физических или структурных изменений, прерывающих или нарушающих процессы круговорота и обмена веществ, потоки энергии со снижением продуктивности или разрушением данной экосистемы.
Химическими (ингредиентами) загрязнителями являются различные газообразные, жидкие и твердые химические соединения и элементы, попадающие в атмосферу, гидросферу и вступающие во взаимодействие с окружающей средой — кислоты, щелочи, диоксид серы, эмульсии и другие. Основные загрязняющие вещества.
Сейчас наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники: теплоэлектростанции; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Наиболее распространенные загрязнители атмосферы посту¬пают в нее в основном в двух видах: либо в виде взвешенных частиц (аэрозолей), либо в виде газов
Существуют 3 основных источника образования газообразных загрязнений: сжигание горючих материалов, промышленные производственные процессы и природные источники.
Рассмотрим основные вредные примеси антропогенного происхождения.
Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно поступает в атмосферу не менее 1250 млн. т. Способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.
Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 170 млн. т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах.
Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека.
Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основные источники: предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы.
Оксилы азота. Основные источники: предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксилов азота 20 млн. т. в год.
Соединения фтора. Основные источники: предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция.
Соединения характеризуются токсическим эффектом.
Соединения хлора. Основные источники: химические предприятия, производящие соляную кислоту, хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений
Аэрозольное загрязнение атмосферы. Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм.
Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже - оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы - искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы.
Фотохимический туман (смог). Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ.
Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой. Такие смоги - нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.
Биологическое загрязнение окружающей среды может быть случайным или вызванным деятельностью человека. Оно проявляется через проникновение в эксплуатируемые экосистемы и технологические устройства чуждых растений, животных и микроорганизмов. Особенно сильно загрязняют среду предприятия, производящие антибиотики, ферменты, вакцины, сыворотки, кормовой белок, биоконцентраты и др., т.е. предприятия промышленного биосинтеза, в выбросах которых присутствуют живые клетки микроорганизмов.
Из трех сфер обитания жизни на Земле воздуха, воды и почты – наиболее подвержена биологическому загрязнению гидросфера. Биогенное загрязнение воды вызывает усиленное развитие фитопланктона, приводящее к тому, что вода начинает «цвести». Под «цветением» воды понимают интенсивное развитие водорослей, в результате чего микроскопические организмы из-за своей массовости становятся видимыми и придают воде различную окраску.
К основным причинам «цветения» воды относятся резкое сокращение скорости течения воды, перемешивания и, как следствие, образование застойных зон. На интенсивность развития водорослей
большое влияние оказывает температура воды. Перенасыщение водоемов питательными веществами (азотом, фосфором, органическими соединениями) представляет собой третью причину интенсификации роста водорослей. Источниками биогенных элементов являются удобрения, вносимые в почву, воды канализации, поступления из затопленных почв, наконец, многолетние донные отложения. Сине-зеленые водоросли чрезвычайно стойки, на любую экологическую катастрофу они откликаются первыми, изменяя характер своего развития и приспосабливаясь к новым условиям
В следствии большой концентрации органических соединений создается неблагоприятная санитарно-эпидемиологическая обстановка, поскольку они служат питательной средой для развития и сохранения патогенной микрофлоры. Следовательно, чрезмерное развитие водорослей в водоеме вызывает комплекс негативных последствий. В результате вода из полноценного и доброкачественного природного продукта превращается в опасную для всего живого жидкость. Особо серьезные последствия возникают там, где к биологическому загрязнению добавляются химическое и тепловое
7. Классификация загрязнителей окружающей среды и их краткая характеристика.
Вещества, ухудшающие качество окружающей среды, называются загрязнителями.
Загрязнителями окружающей среды являются любые инородные поступления (материальные, энергетические), не свойственные данной среде. Это могут быть различные вещества: тепловая энергия, электромагнитные колебания, энергия вибраций, звука, радиации, которые поступают в среду в количествах, достаточных для того, чтобы оказать вредное воздействие на биоту
Поступление в среду различных загрязнителей называется загрязнением природной окружающей среды. Любая деятельность человека сопровождается большим или меньшим загрязнением окружающей среды.
Глобальными источниками загрязнения окружающей природной среды являются производственная и бытовая деятельность человека, а также природные явления, приводящие к возникновению чрезвычайных ситуаций.
Вещества загрязнители имеют несколько классификаций по разным признакам. По агрегатному состоянию загрязнители делятся на: газообразные (угарный, углекислый, сернистый газы и т.д.), жидкие (сточные воды, содержащие в растворенном состоянии соли тяжелых металлов, метанол, бензол и т.д.) и твердые (пустая порода после добычи каменного угля, зола после сжигания твердого топлива при работе ТЭЦ, хлорид кальция при производстве соды и т.д.).
Большое значение для экологии имеет классификация загрязнителей по токсичности (ядовитости). По этому признаку различают 4 класса веществ-загрязнителей:
1 класс - чрезвычайно опасные. К этому классу относят ртуть, ее соединения, гексахлоран, бензапирен, диоксины, соединения серебра и хрома. При воздействии этих веществ на организм человека возникают раковые заболевания, нарушается нервная деятельность и возникают другие заболевания, возможен летальный (смертельный) исход
2 класс – высокотоксичные загрязнители. К ним относят сероводород, бензол, оксиды азота, кислородные соединения хлора, соединения меди и никеля. Это сильные яды, провоцируют раковые заболевания, вызывают общие отравления, экзему, нервный паралич и т.д.
3 класс - умеренно опасные. Это уксусная кислота, фенол, диоксид свинца, уксусный и муравьиный альдегид. При их воздействии на организм нарушается работа отдельных органов, особенно опасны в больших количествах.
4класс – малоопасные. К ним относятся аммиаки, угарный и углекислый газы, хлориды цинка, алюминия, марганца и других. В больших количествах вызывает отравление организма.
8. Естественные и антропогенные источники загрязнения атмосферы и их влияние на окружающую среду.
В настоящее время загрязнение атмосферы - самый острый во¬прос современной экологической ситуации планеты Земля. Загрязнения атмосферы могут носить как природный, так и антропогенный характер. Влиять на природные загрязнения атмосферы человек не может. Регулировать величину загрязнения в результате антропогенной деятельности человечество не только может, но и должно.
Следует помнить, что в атмосферу попадают как материальные загрязнители (вещества различных агрегатных состояний - газы, жидкости и твердые вещества), так и энергетические загрязнители -звуковые шумы, вибрация излучения тепловой и электромагнитной энергии, различные виды радиации.
Различают два типа загрязнения атмосферы: загазовывание и запыление (не учитывая энергетических загрязнений).
Загазовывание связано с поступлением в атмосферу газообразных загрязнителей. В атмосферном воздухе присутствуют тысячи газообразных загрязняющих веществ, которые оказывают негативное влияние на окружающую природную среду и человека.
Наиболее распространенные многотоннажные (около 10 млн. тонн) загрязнители сравнительно немногочисленны. Выделяют пять наиболее распространенных групп загрязняющих веществ (3В). Это:
1. Твердые частицы (пыль, дым, сажа).
2. Оксиды углерода (СО, СО2).
3. Оксиды серы (SO2 SO3l) и H2S.
4. Оксиды азота (NO и NO2).
5. Углеводороды (СНХ).
На долю вышеназванных 3В приходится 90-98 % всех атмосферных выбросов в городах и промышленных центрах.
Запыление связано с поступлением в атмосферу мелкодисперсных частиц твердых веществ. Запыление вызывается извержениями вулканов, пылевыми бурями, попаданием пылеватых частиц, образующихся при производстве цемента, муки, кормовых дрожжей и т.д.
Запыление приводит к понижению уровня поступления тепловой энергии и солнечной радиации, вызывает появление заболеваний верхних дыхательных путей и т.д.
Загрязнение атмосферы от промышленных и транспортных источников определяется многими факторами:
1. Величиной выброса (чем больше выброс в 1 ед. времени, тем больше загрязненность воздуха).
2. Направлением и скоростью ветра (чем больше скорость ветра, тем быстрее происходит рассеяние и тем меньше концентрация загрязнителей в воздухе)
3. Градиентом температур - разностью температуры на 1 единицу высоты (чем выше градиент, тем сильнее вертикальные потоки воздуха, тем больше угол раскрытия дымового факела и больше перемешивание загрязнения с воздухом).
4. Влажностью воздуха (существует прямая зависимость между концентрацией дыма и относительной влажностью, т.к. частицы загрязнения - это ядра конденсации для водяных паров, спускающиеся к низу).
5. Расстоянием от источника выброса.
6. Высотой выброса (чем выше труба, тем меньше концентрация золы и сажи в воздухе у земли)
9. Нормирование качества окружающей среды.
Оценка качества окружающей среды осуществляется дифференцированно по следующим направлениям: качество воздушного бассейна, водного бассейна, почвенного слоя, продуктов питания и др. Для оценки используют нормативы, ограничивающие воздействие вредных факторов, в основе обоснования которых лежит общий принцип: естественная адаптационная возможность организма. При воздействии вредного вещества на организм вначале возникает адаптация, затем предболезнь и в дальнейшем при сохранении той же интенсивности воздействия развиваются различные патологические болезненные эффекты, включающие в себя токсические, канцерогенные, мутагенные, аллергенные, гонадотропные и эмбриотропные. Эти болезненные эффекты могут вызывать болезни и даже приводить к летальному исходу.
Нормативы качества окружающей среды подразделяются на санитарно-гигиенические, экологические, производственно-хозяйственные и временные.
К санитарно-гигиеническим нормативам относятся гигиенические и санитарно-защитные нормативы.
Под гигиеническими нормативами понимают предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосфере, водоемах и почве, уровни допустимых физических воздействий — вибрации, шума, электромагнитного и радиоактивного излучения, не оказывающие какого-либо вредного воздействия на организм человека в настоящее время и в отдаленные промежутки времени, а также не влияющие на здоровье последующих поколений.
Если вещество оказывает вредное воздействие на окружающую природу в меньших концентрациях, чем на организм человека, то при нормировании исходят из порога действия этого вещества на окружающую среду.
К гигиеническим нормативам относят также токсикометрические показатели, представляющие собой концентрации, дозы вредных веществ или физические факторы, которые вызывают фиксируемые реакции организма.
Эти нормативы наиболее распространены и едины по всей территории бывшего СССР. Наряду с ними в необходимых случаях устанавливают более жесткие нормативы допустимых воздействий для отдельных районов.
Санитарно-защитные нормативы предназначены для защиты здоровья населения и обеспечения достаточной чистоты пунктов водопользования при неблагоприятном вредном воздействии источников загрязнения. Их используют при образовании санитарных зон источников водоснабжения, пунктов водопользования, санитарно-защитных зон предприятий
Экологические нормативы определяют предел антропогенного воздействия на окружающую среду, превышение которого может создать угрозу сохранению оптимальных условий совместного существования человека и его внешнего окружения. Они включают в себя эколого-гигиенические и эколого-защитные нормативы, а также предельно допустимые нормативные нагрузки на окружающую среду. При установлении эколого-гигиенических нормативов следует учитывать, что многие живые организмы более чувствительны к загрязнениям, чем человек, для которого установлены существующие нормативы, и поэтому целесообразно определить их на уровне, обеспечивающем нормальную жизнедеятельность живых организмов.
Эколого-защитные нормативы направлены на сохранение генофонда Земли, восстановление экосистем, сохранение памятников всемирного культурного и природного наследия и т.п. Они используются при организации охранных зон заповедников, природных национальных парков, биосферных заповедников, зеленых зон городов и т.п.
Применение системы показателей предельно допустимых нормативов нагрузки на окружающую среду направлено на предотвращение истощения природной среды и разрушения ее экологических связей, обеспечение рационального использования и воспроизводства природных ресурсов. Эти нормативы представляют собой научно обоснованные предельно допустимые антропогенные воздействия на определенный природно-территориальный комплекс.
Производственно-хозяйственные нормативы предназначены для ограничения параметров производственно-хозяйственной деятельности конкретного предприятия с точки зрения экологической защиты природной среды. К ним относятся технологические, градостроительные, рекреационные и другие нормативы хозяйственной деятельности.
Технологические нормативы включают: предельно допустимые выбросы (ПДВ) вредных веществ в атмосферу, предельно допустимый сброс (ПДС) загрязняющих веществ в водоемы, предельно допустимое количество сжигаемого топлива (ПДТ). Эти нормативы устанавливаются для каждого источника поступления загрязнений в окружающую среду и тесно связаны с профилем работы, объемом и характером загрязнений конкретного горного предприятия, цеха, агрегата. В связи с этим они могут быть разными даже в рамках одного горного предприятия (объединения). Область регламентированного воздействия ПДВ, ПДС и ПДТ на качество окружающей среды весьма широка. С помощью этих нормативов лимитируют отходы и выбросы в результате осуществления горных работ, шумовое загрязнение воздушной среды, расход топлива и пр. В то же время данные нормативы, характеризуя предельно допустимое количество загрязнений, поступающих в биосферу в зоне расположения источников, оборудованных системами обезвреживания, не позволяют дать оценку самим системам обезвреживания.
Градостроительные нормативы разрабатывают для обеспечения экологической безопасности при планировке и застройке городов и других населенных пунктов.
Рекреационные нормативы определяют правила пользования природными комплексами в целях обеспечения условий для полноценного отдыха и туризма.
В случае, когда по тем или иным объективным причинам не представляется возможным разработать гигиенические или технологические нормативы, устанавливают временные нормативы. По мере роста научных знаний, развития и совершенствования техники и технологии их регулярно пересматривают в сторону ужесточения, с тем чтобы воздействие на природу было минимальным.
При оценке качества компонентов биосферы применяются различные модификации рассмотренных нормативов.
Оценка качества воздушной среды осуществляется на основе следующих нормативов.
1. Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (ПДКр.з), мг/м3.
При ежедневной восьмичасовой работе (кроме выходных дней) или при другой продолжительности рабочего дня, но не более 41 ч. в неделю, эта концентрация в течение всего рабочего дня не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, которые можно обнаружить современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни человека.
2. Предельно допустимая максимальная разовая концентрация загрязняющего вещества в воздухе населенных мест (ПДКр.з), мг/м3. При вдыхании в течение 30 мин. эта концентрация не должна вызывать рефлекторных (в том числе субсенсорньгх) реакций в организме человека
3. Предельно допустимая среднесуточная концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест (ПДКс.в), мг/м3 которая не должна вызывать отклонений в состоянии здоровья настоящего и последующих поколений при неопределенно долгом (в течение нескольких лет) вдыхании.
4. Временно допустимая концентрация (ориентировочный безопасный уровень воздействия) загрязняющего вещества в воздухе рабочей зоны (ВДКр.з), мг/м3. Числовые значения этого показателя для различных веществ определяются расчетным путем и действуют в течение 2 лет.
5. Временно допустимая концентрация (ориентировочный безопасный уровень воздействия) вредного вещества в атмосфере (ВДКв.в), мг/м3, размер которой устанавливается расчетным путем и действует в течение 3 лет.
6. Предельно допустимый выброс загрязняющих веществ в атмосферу (ПДВ), кг/сут (или г/ч). Этот показатель должен обеспечивать соблюдение санитарно-гигиенических нормативов в воздухе населенных мест при наиболее неблагоприятных для рассеивания метеорологических условиях. Он определяется расчетным путем на 5 лет.
7. Временно согласованный выброс (ВСВ), кг/сут (или г/ч). Срок действия этого норматива не более 5 лет. Он устанавливается в том случае, если по объективным причинам нельзя определить ПДВ для источника выброса в данном населенном пункте.
8. Предельно допустимое количество сжигаемого топлива (ПДТ), т/ч. Этот показатель должен обеспечивать соблюдение санитарно-гигиенических нормативов по продуктам сгорания топлива в воздухе населенных мест при неблагоприятных для рассеивания метеорологических условиях. ПДТ устанавливается расчетным путем на срок не более 5 лет.
Оценка качества водного бассейна осуществляется с помощью системы основных показателей.
1. Предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ в воде водоема (ПДКв), мг/л, при которой не должно оказываться прямого или косвенного вредного воздействия на организм человека в течение всей его жизни, а также на здоровье последующих поколений и не должны ухудшаться гигиенические условия водопользования.
2. Предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ в воде водоемов, используемых для рыбохозяйственных целей, (ПДКв.р), мг/л. Величина последней для подавляющего большинства нормируемых веществ всегда значительно меньше ПДКв. Это объясняется тем, что токсические соединения могут накапливаться в организме рыб в весьма значительных количествах без влияния на их жизнедеятельность.
3. Временно допустимая концентрация (ориентировочно безопасный уровень воздействия) загрязняющих веществ в воде водоемов (ВДКв), мг/л. Нормативы, определяемые этим показателем, устанавливаются расчетным путем на срок 3 года.
4. Предельно допустимый сброс (ПДС), г/ч (кг/сут), регламентирующий массу загрязняющего вещества в сточных водах, сбрасываемых в водоем. Применение этого норматива должно обеспечивать соблюдение санитарно-гигиенических норм, установленных для водных объектов. Величина ПДС определяется расчетным путем на период, установленный органами по регулированию использования и охране вод. После этого она
подлежит пересмотру в сторону уменьшения вплоть до прекращения сброса загрязняющих веществ в водоемы.
Оценка качества почвенного слоя проводится по нормативам, установленным в соответствии со следующими основными показателями.
1. Предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в пахотном слое почвы (ПДКп), мг/кг. При этом значении концентрации не должно оказываться прямого или косвенного отрицательного воздействия на контактирующие с почвой воду, воздух и, следовательно, здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы.
2. Временно допустимая концентрация (ориентировочно допустимая концентрация) вредного вещества в пахотном слое почвы (ВДКп), мг/кг. Устанавливается расчетным путем и действует в течение 3 лет
При оценке шумового загрязнения биосферы используются следующие показатели.
1. Предельно допустимый уровень шума, (ПДУШ), дБ(А). Шум с таким уровнем при ежедневном систематическом воздействии в течение многих лет не должен вызывать отклонений в состоянии здоровья человека и мешать его нормальной трудовой деятельности.
2. Допустимый уровень шума (допустимый уровень звукового давления) (ДУШ), дБ(А), при котором длительное систематическое вредное воздействие шума на человека не проявляется или проявляется незначительно.
3. Допустимый уровень ультразвука (ДУУ), дБ. При таком уровне длительное систематическое воздействие на организм человека не проявляется или проявляется незначительно.
4. Предельно допустимый уровень инфразвука (ПДУИ), дБ. Длительное систематическое воздействие инфразвука с таким уровнем на организм человека не должно приводить к отклонениям в состоянии здоровья, обнаруживаемым современными методами исследований, и нарушать нормальную трудовую деятельность.
5. Предельно допустимая шумовая характеристика машин и механизмов (ПДШХ). Этот показатель должен обеспечивать соблюдение санитарно-гигиенических нормативов во всех октавных полосах частот. Его значение определяется по результатам статистической обработки шумовых характеристик однотипных машин и механизмов.
6. Технически достижимая шумовая характеристика машин и механизмов (ТДШХ), применяемая в тех случаях, когда по объективным причинам невозможно установить уровень ПДШХ. При этом ТДШХ вводится на срок, не превышающий срока действия стандарта или технических условий на машину или агрегат каждого конкретного вида.
Оценка радиоактивного загрязнения окружающей среды проводится с использованием показателей трех видов: основного дозового предела, допустимого уровня и контрольного уровня.
К показателям основного дозового предела относятся:
предельно допустимая доза радиации за год для работающих с источниками радиоактивного излучения (ПДД), Дж/кг. При систематическом равномерном воздействии в течение 50 лет не должны возникать неблагоприятные изменения в состоянии здоровья человека, обнаруживаемые современными методами исследований, в настоящее время и последующие годы; предел дозы радиации за год для населения (ПД), Дж/кг, который на практике всегда устанавливается значительно меньше величины ПДД для предотвращения необоснованного облучения людей.
Показатели допустимого уровня:
- предельно допустимое годовое поступление радиоактивных веществ в организм работающих (ПДД), кБк/год, которое в течение 50 лет создает в критическом органе дозу, равную 1 ПДД;
-- предел годового поступления радиоактивных веществ в организм человека (ПГП), кБк/год, за 70 лет создающий в критическом органе эквивалентную дозу, равную 1 ПД;
- допустимое среднегодовое содержание радиоактивных веществ в организме (критическом органе) (ДС), при котором доза облучения равна ППД или ПД, кБк;
- допустимое загрязнение поверхности (почвы, одежды, транспорта, помещений и т.д.) (ДЗ), частица/(см/мин).
Контрольные показатели устанавливают для планирования мероприятий по защите и для оперативного контроля за радиационной обстановкой в целях предотвращения превышения дозового предела загрязнений. К этим показателям относятся'.
- контрольное годовое поступление радиоактивных веществ в организм человека КГП, кБк/год;
- контрольное содержание радиоактивных веществ в организме человека (КС), кБк;
- контрольная концентрация радиоактивного вещества в воздухе или воде, с которыми оно поступает в организм человека, (КК), кБк/м3.
- контрольное загрязнение поверхности радиоактивными веществами (КЗ), частица/(см-мин).1
Несовершенство рыночных механизмов России, как и других членов СНГ, обусловленное осуществляемыми структурными изменениями в экономике, привело к тому, что эти страны лишились могущества хозяина-монополиста в лице государства, которое могло бы решать экономические проблемы, но не развили понимания важности этих проблем у частного сектора. В результате региональные эколого-экономические проблемы России и других стран СНГ приобретают катастрофические размеры
10. Формы мониторинга состояния окружающей среды.
Глобальный мониторинг осуществляется на основе международного сотрудничества. Это система наблюдений за обще планетарными изменениями атмосферы, гидросферы, растительного и почвенного покрова, животного мира.
Национальный мониторинг — слежение за взаимодействием природы и человека в зональных биосферных заповедниках (станциях) на территории государства для получения информации об изменениях качества среды.
Региональный мониторинг — система наблюдений на региональном уровне за изменениями окружающей среды в процессе природопользования, особенно в интенсивно осваиваемых районах (его часто называют хозяйственным).
Локальный (биоэкологический), вернее, санитарно-гигиенический мониторинг предполагает контроль за уровнем содержания в природных средах токсичных для человека загрязняющих веществ.
11. Информационное обеспечение системы комплексного экологического мониторинга.
Экологический мониторинг — это комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов.
Информационное обеспечение
1. Справочная информация. К ней относятся:
- картографическая информация (топоосновы различного масштаба, карты лесопользования и использования земель санитарно-защитной зоны и зон наблюдения, карты с демографическими данными по зоне наблюдения и региону, карты транспортных сообщений)
- метеорологическая и гидрологическая информация (роза ветров, климатические данные по зоне наблюдения и региону, гидрология основных водоемов и водотоков, расположение метеостанций и гидропостов, гидрологическая информация);
- информация об объекте (генплан объекта, штатные источники выбросов и сбросов, размещение постов контроля, регламент контроля, допустимые и контрольные уровни загрязняющих веществ в источниках сбросов и выбросов, и по валовым показателям сбросов и выбросов, допустимые и контрольные уровни содержания загрязнителя в контролируемых объектах внешней среды);
- обобщенные данные об экологической обстановке в зоне наблюдения и регионе (загрязнение атмосферы и гидросферы по основным показателям, наличие специфических загрязнителей и их уровни содержания в объектах внешней среды, краснокнижные виды флоры и фауны, ареалы их обитания, обобщенные экологические показатели (индексы, оценки, баллы), данные о медицинских показателях заболеваемости и здоровья персонала объекта и населения, данные о потреблении продуктов местного производства);
- планы мероприятий по защите персонала и населения в случае аварии на объекте;
- модели расчета распространения загрязнителя в случае аварии на объекте (модель рассеивания загрязнителя в атмосфере, модель формирования “следа” загрязнения, модели распространения загрязнителя в водоемах и водотоках, др.)
- проектные данные об авариях на объекте, данные об их последствиях.
- нормативно-правовая документация по вопросам охраны окружающей среды (законодательство РФ, постановления КМ РФ, ведомственные нормы и правила, ГОСТ, СНиПы, отраслевые документы, приказы и распоряжения Минатома) – приложение 5.
-Справочная информация терминов и определения (глоссарий по экологическому мониторингу) накапливается, обновляется и хранится в базе данных СКЦ.
Следует отметить, что значительная часть информации, необходимой для функционирования СЭМ, собрана и планируется для сбора в СКЦ в ходе выполнения центром работ по другим направлениям.
2. Регламентная информация. Это информация, получаемая специализированными службами объектов (лаборатории внешней дозиметрии, отделы охраны окружающей среды) в ходе выполнения регламентных работ по контролю объекта, как источника загрязняющих веществ и контролю за содержанием загрязнителя в объектах внешней среды на территории санитарно-защитной зоны и зоны наблюдения. К регламентной информации относится также информация от сторонних организаций, предприятий, ведомств, получаемая объектами Минатома и (или) СКЦ. Примерами такой информации являются: данные территориальных СЭС, информация Росгидромета, Минприроды, ГАН, Госкомстата и др. К регламентной информации следует отнести также информацию по НИР, выполняемых для предприятий по тематике охраны окружающей среды, а также аналитическая информация, подготавливаемая специализированными учреждениями Минатома (ЦНИИАТОМИНФОРМ, ВНИИХТ и др.). Данная информация поступает с объектов Минатома в специализированные учреждения Минатома (НИИ, главки, отделы). Одним из пользователей этой информации должен стать СКЦ. Регламентная информация используется СКЦ для решения собственных задач, а также для пополнения и совершенствования справочной информации СЭМ СКЦ.
3. Оперативная информация. К ней относится информация, получаемая СКЦ от предприятий Минатома в автоматическом режиме (пример – информация АСКРО), а также информация, получаемая в автоматическом режиме от учреждений других ведомств (пример – метеоинформация от Росгидромета). Оперативной информацией являются также данные, получаемые от объектов Минатома при возникновении от них ЧС.
4. Аналитическая информация. Это информация, получаемая СЭМ СКЦ (или привлеченными для этой цели специалистами) по результатам анализа и обобщения научно-технической информации по вопросам СЭМ и охране окружающей среды (информация МАГАТЭ, НКДАР, публикации и отчеты о НИР организаций отрасли и других ведомств).
К аналитической информации относится также и основной продукт деятельности СКЦ – информационно-аналитические материалы, направляемые на предприятия отрасли, руководству Минатома и в сторонние учреждения, в том числе в СМИ (оформленные в установленном порядке).
12. Принципы разработки малоотходных технологий.
Термин «безотходная технология» впервые предложен рос¬сийскими учеными Н.Н. Семеновым и И.В. Петряновым-Соколовым в 1972 г. В ряде стран Западной Европы вместо «мало- и безотходная технология» применяется термин «чистая или более чистая технология».
Безотходная технология есть такая технология, при которой обеспечивается наиболее рациональное использование природных ресурсов и защита окружающей среды.
Теория безотходных технологических процессов в рамках ос¬новных законов природопользования базируется на двух предпосылках:
• исходные природные ресурсы должны добываться один раз для всех возможных продуктов, а не каждый раз для отдельных;
• создаваемые продукты после использования по прямому назначению должны относительно легко превращаться в исходные элементы нового производства.
Понятие безотходной технологии условно. Примерами служат безотходно функционирующие природные экосистемы и домашние хозяйства.
Основные принципы создания безотходных производств заключаются
1) в комплексном использовании сырья,
в создании принципиально новых и совершенствовании действующих технологий
1) в создании замкнутых водо- и газооборотных циклов,
2) в кооперировании предприятий, создании производ¬ственно-территориальных комплексов.
I. Комплексное использование сырья. Отходы производства - это неиспользованная или недоиспользованная по тем или иным причинам часть сырья. Поэтому проблема комплексного использования сырья имеет большое значение как с точки зрения экологии, так и с точки зрения экономики.
Необходимость комплексного использования природных ресурсов диктуется, с одной стороны, все увеличивающимися темпами роста объемов промышленных производств загрязняющих окружающую среду, а с другой - необходимостью экономного их расходования, поскольку запасы основного минерального сырья ограничены, а цены на него непрерывно возрастают. С 1992 по 1996гг. цены почти на все сырьевые материалы выросли более чем в 2 раза. В свою очередь, рост цен ускоряет внедрение и разработку малоотходных и безотходных производств, поскольку расширяются пределы их экономической рентабельности.
Рациональное комплексное использование сырья позволяет уменьшить количество недоиспользованных веществ, увеличивать ассортимент готовых продуктов, выпускать новые продукты из этой части сырья, которая раньше уходила в отходы Большинство месторождений содержит не одно, а несколько ценных компонентов. Например, в железных рудах присутствует и марганец, хром, титан, медь, цинк и т.д. Извлечение попутных компонентов из месторождений повышает ценность месторождений в 1,5-2 раза. В месторождениях нефти и газа Томской области полезными являются сера, гелий, йод, бром, азот.
Например, на Кимовской обогатительной фабрике помимо каменного угля (топлива) получают сырье для производства серной кислоты и глину как стройматериалы.
В Германии широко используется биогаз. Он образуется в очистных установках в процессе разложения растительных и животных отходов без доступа кислорода. Образуется метан и углекислый газ. Затем биогаз используется для приготовления пищи, отопления, в газовых двигателях блоков ТЭЦ, мощность которых от 10 до 100 МВт.
Комплексное использование сырья предполагает исключение потерь его. Потери минеральных ресурсов происходят при добыче, обогащении транспортировке,переработке. В недрах остаются значительные запасы минерального сырья невыбранными в боковых стенках и целиках. Потери в недрах при добыче угля составляет 23,5 %, калийных солей - 62,5 %. При транспортировке газа теряется каждый седьмой кубометр.
Комплексное и экономное использование сырья - это оздо¬ровление природы, выгода самим производителям. Перерабатывать или «продавать» свой мусор намного выгоднее, чем складировать его в отвалы. Комплексное использование сырья исключает загрязнение окружающей среды. Это путь рационального природопользования. Экономное и комплексное использование сырья требует модернизации действующих предприятий, а также разработки и внедрения в производство новых технологий.
2. Создание принципиально новых и совершенствование действующих технологий (схем). Это очень важный этап в развитии российских предприятий.