Загрязнение природных сред и нормативные показатели

В.Ф.Попов, О.Н.Толстихин

Наиболее масштабные и опасные для природных объектов и человека последствия техногенеза проявляются в загрязнении природных сред.

Под загрязнением понимается привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно не свойственных для нее физических, химических, информационных или биологических агентов или превышение в рассматриваемое время естественного среднемноголетнего (в пределах его крайних колебаний) уровня их концентрации.

Это определение требует следующих пояснений. Загрязнение природных сред может быть вызвано как техногенными, так и природными процессами. Например подсасыванием морской высокоминерализованной воды в береговые водозаборы, загрязнение нефтепродуктами водных объектов в местах естественного выхода нефти на поверхность и в других подобных ситуациях. Типичным примером возникновения новых загрязнителей является процесс эвтрофикации - активного развития в водохранилищах синезеленых водорослей, в результате которого резко снижается содержание в воде растворенного кислорода, а в придонной части может сконцентрироваться растворенный в воде сероводород.

Численно, степень загрязнения определяется концентрациями загрязняющих веществ, соответственно в воздушном бассейн, почве, растительности, водных источниках. Эти концентрации могут быть безопасны для объектов живой природы, могут приводить к их угнетению и в крайних случаях к гибели. Максимальная концентрация загрязняющего вещества в природных средах, которая практически не влияет на состояние природных объектов получила наименование предельно допустимой концентрации или ПДК. Для воздушной среды ПДК приводятся в мкг/м3 или мг/м3, а для водной в г/дм3, мг/дм3 или мкг/дм3.

Первоначально ПДК оценивались только по отношению к человеку и его реакции на загрязнители, однако в дальнейшем этот показатель используется и в отношении иных природных объектов: почв, диких животных, рыб, природных ландшафты в целом.

Учитывая производственные процессы и достаточно сложную и меняющуюся ситуацию с содержанием загрязняющих веществ в воздушной среде промышленных комплексов, городов и поселков понятие ПДК в отношении человека дифференцировано. В частности, просчитываются такие показатели:

ПДКрз.- предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в рабочей зоне;

ПДКсс - предельно допустимые средние суточные концентрации;

ПДКмр - предельно допустимые максимальные разовые концентрации

Кл - концентрации летальные

Величины предельно допустимых концентраций определяются экспериментально и утверждаются МИНЗДРАВом в качестве нормативов для проектирования сооружений, загрязняющих природные объекты, оценки работы очистных станций и установок и решения многих природоохранных вопросов.

Аналогично воздушной среде, анализируются и концентрации загрязняющих веществ в водных источниках. Здесь могут быть дифференцированы ПДКв - предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в водоеме вообще и ПДКвр - предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ для рыбы.

Весьма важным показателем состояния водных объектов является содержание в воде растворенного кислорода, количество которого может быть существенно уменьшено в результате окисления загрязняющих воду веществ. Содержание в воде кислорода оценивается величинами биологического потребления кислорода БПК на 1, 2, 5...n сутки и, соответственно обозначается БПК1, БПК2, БПК5, ...БПКn и химической потребностью в кислороде - ХПК, то есть количество кислорода, эквивалентное количеству расходуемого окислителя, необходимого для окисления всех восстановителей, содержащихся в воде, мг О2/мг вещества.

Рассмотрев показатели загрязнения природных сред, представляется необходимым обратить внимание еще на некоторые обстоятельства. Например, содержание растворенных веществ в питьевой воде составляют 1 г/л. Следовательно, если в результате очистки загрязненной воды концентрация растворенных веществ в ней снизится ниже этой величины, при прочих благоприятных условиях ее состава такая вода может быть признана очищенной. Однако, при природной минерализации, например Байкальской воды, менее 100 мг/дм3 и повышении концентрации растворенных в ней минеральных веществ до 1 г/дм3 в результате сброса загрязненных вод, эту воду следует признать загрязненной, хотя, быть может, и пригодной по ГОСТу для использования в питьевых целях.

Из требований к ограничению концентрации загрязняющих веществ в природных объектах вытекают требования к ограничению сбросов загрязняющих веществ предельно допустимым выбросом - ПДВ, для воздушной и предельно допустимым сбросом ПДС, соответственно для водной среды (иногда они определяются как ПДУВ - предельно допустимый уровень выброса и ПДУС - предельно допустимый уровень сброса). Соответственно, ПДВ (ПУДВ) определяет предельно допустимое количество вредных веществ, сбрасываемых в атмосферу источником, обеспечивающее предельно допустимые их концентрации в приземном слое воздуха. Обычно эти концентрации рассчитываются для створа, расположенного на каком то заданном расстоянии до источника, определяющимся особенностями ландшафта или районной планировкой территории. Или, в более общей формулировке, ПДВ представляет собой количество (объем или массу) загрязняющего вещества, выбрасываемого источником за единицу времени, превышение которого ведет к неблагоприятным последствиям для окружающей природной среды или здоровью людей.

Предельно допустимый сброс (ПДС) в водные объекты - масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в установленном режиме в данном пункте в единицу времени, обеспечивающая разбавление до ПДК этих веществ в расчетном створе или в местах водопользования.

Принципиальная разница между ПДВ в воздушную среду и ПДС в водную состоит в том, что помимо рассеивания (в воздухе) и разбавления (в воде), в водоисточнике действуют также процессы самоочищения, тогда как в воздушной среде под воздействием влаги, низкой температуры или солнечного излучения возникают фотохимические эффекты, ведущие к формированию сложных и высокотоксичных соединений, усиливающих отрицательное влияние загрязнителей на организм живых существ, включая в первую очередь - человека.

Направленность и интенсивность техногенного воздействия на природную основу определяют реакцию и состояние природной среды, способность адаптироваться к техногенным нагрузкам. Хотя сама по себе адаптация природных комплексов отнюдь не всегда предусматривается функционированием ПТГС. Можно видеть по крайней мере четыре заранее заданных для природной основы ситуации, кратко рассмотренных ниже в таблице 1. и скоординированных с техногенезом ландшафтов, раскрытом ранее.

Таблица 1.

Принципы классификации территории по планируемому воздействию на окружающую природную среду