Измерение и нормирование качества окружающей среды

Измерение и нормирование качества окружающей среды обычно проводят по природным средам — атмосферному воздуху, воде, почве. Также измеряют качество питьевой воды и продуктов пита­ния и различные экологические факторы — радиационные, ин­тенсивность шума, освещенность и т.д. Единицы измерения раз­личных загрязняющих веществ приведены в Приложении 1.

В Законе РФ «Об охране окружающей природной среды» [67] также уделено большое внимание нормированию качества окру­жающей среды.

Экологическое нормирование предполагает учет допустимой на­грузки на экосистему. 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 ведет к ухудшению качества среды [27]. Известны лишь некото­рые попытки учета нагрузки для растений суши и для сообществ водоемов рыбохозяйственного назначения [10]. Также известны ме­тоды изучения биологического разнообразия экосистем [60].

Можно выделить несколько групп существующих сейчас нор­мативов качества окружающей среды:

государственные стандарты (ГОСТы);

санитарно-гигиенические нормативы (СанПиНы — санитар­ные правила и нормативы);

научно-технические нормативы.

ГОСТы — один из основных видов нормативных документов. Они содержат технические, экономические, организационные, санитарно-гигиенические правила создания и функционирования различных хозяйственных объектов. Юридическую силу они полу­чают через законы, требующие от различных организаций и граж­дан соблюдения стандартов и устанавливающие ответственность за их невыполнение. ГОСТы в области охраны природы можно подразделить на организационно-методические стандарты в обла­сти охраны природы, улучшения использования природных ре­сурсов и комплексы стандартов в области охраны и использова­ния атмосферы, вод, почв, земель, недр, флоры, фауны и ланд­шафтов [100].

В основе санитарно-гигиенического нормирования лежит поня­тие предельно допустимой концентрации.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) — количество вред­ного вещества в окружающей среде, при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени прак­тически не влияющее на здоровье человека и не вызывающее не­благоприятных последствий для потомства [98].

Предельно допустимые концентрации определяются в резуль­тате медицинских исследований и утверждаются Министерством здравоохранения РФ. В настоящее время установлены ПДК более чем 1000 химических веществ в воде, более 200 — в атмосферном воздухе, более 30 — в почве. Регламентируется также загрязнение продуктов питания человека. Установлены нормативы для физи­ческих факторов воздействия — шума, вибрации, магнитного и электромагнитного излучения, радиационного воздействия, теп­лового загрязнения и биологического загрязнения патогенной микрофлорой [100].

Однако санитарно-гигиеническое нормирование редко отража­ет комбинированное действие (одновременное или последовательное действие нескольких веществ при одном и том же пути поступле­ния) и не учитывает эффектов комплексного поступления вред­ных веществ в организм различными путями и с различными сре­дами (с воздухом, водой, пищей, через кожные покровы) и сочетанного 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 (см. Приложение 3) [10].

Для веществ, о действии которых не накоплено достаточной информации, могут устанавливаться временно допустимые концен­трации (ВДК) — полученные расчетным путем нормативы, ре­комендованные для использования сроком на 2—3 года. Для ВДК в воздухе и воде употребляется также термин «ориентировочный безопасный уровень воздействия» (ОБУВ), а для ВДК в почве — «ориентировочная допустимая концентрация» (ОДК).

Степень токсичности (способности веществ вызывать наруше­ния физиологических функций) веществ характеризуется токси­ческой дозой — количеством вещества (отнесенным, как правило, к единице массы животного или человека), вызывающим опреде­ленный токсический эффект. Чем меньше токсическая доза, тем выше токсичность. Выделяют среднесмертельные (ЛД50), абсолютно смертельные (ЛД,00), минимально смертельные (ЛДО_Ш) и дру­гие летальные дозы. Цифры в индексе отражают вероятность по­явления определенного токсического эффекта в процентах. Доза ЛД50 дает значительно более определенную в количественном от­ношении характеристику токсичности, чем ЛД100 или ЛД0 [10].

Научно-технические нормативы отражают требования, предъ­являемые к источникам воздействия на человека и экосистемы. К таким нормативам относятся нормативы выбросов и сбросов вредных веществ (ПДВ и ПДС), а также технологические, строи­тельные, градостроительные нормы и правила, содержащие тре­бования по охране окружающей природной среды.

Предельно допустимый выброс — научно-технический норматив, устанавливаемый из условий, чтобы содержание загрязняющего вещества в приземном слое воздуха от источника или их совокуп­ности не превышало норматив качества воздуха для населения, животного и растительного мира (ГОСТ 17.2.1.04 — 77).

Предельно допустимый сброс вещества в водный объект — масса вещества в сточных водах, максимально допустимого к отведе­нию, — с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения нормального качества воды в контрольном пункте (ГОСТ 17.1.1.01—77).

В основу установления научно-технических нормативов поло­жен следующий принцип: при условии соблюдения этих норма­тивов предприятиями региона содержание любой примеси в воде, воздухе и почве должно удовлетворять требованиям санитарно-гигиенического нормирования.

Качество атмосферного воздуха. Под качеством атмосферного воздуха понимают совокупность свойств атмосферы, определяющую степень воздействия физических, химических и биологиче­ских факторов на людей, растительный и животный мир, а так­же на материалы, конструкции и окружающую среду в целом (ГОСТ 17.2.1.03-84).

Нормативами качества воздуха определены допустимые преде­лы содержания вредных веществ как в производственной, так и в селитебной (предназначенной для размещения жилого фонда, общественных зданий и сооружений) зонах. При этом используют следующие понятия.

Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (ПДКрз) — концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или при другой продолжительности, но не более 41 ч в неделю, на протяжении всего рабочего стажа не должна вызывать заболевания или откло­нения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными ме­тодами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Рабочей зоной сле­дует считать пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площади, на которой находятся места постоянного или времен­ного пребывания рабочих.

Предельно допустимая концентрация максимально разовая (ПДКмр) — концентрация вредного вещества в воздухе населен­ных мест, не вызывающая при вдыхании в течение 20 мин рефлек­торных (в том числе субсенсорных) реакций в организме человека.

Предельно допустимая концентрация среднесуточная (ПДКсс) — это концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного воздействия при неограниченно долгом (годы) вдыхании. ПДК ряда веществ в атмосферном воздухе приведены в Приложении 2.

Существует также биологический мониторинг состояния окру­жающей среды, основанный на чувствительности ряда организ­мов (например, хвойных деревьев и лишайников) к загрязнению атмосферного воздуха (или вод и почв) [10].

Возможно определение качества окружающей среды с исполь­зованием биотестов. Суть метода заключается в том, что в окружаю­щую среду помещаются тест-организмы, оптимальные условия жизни которых и некоторые числовые параметры известны. В те­чение эталонного срока наблюдения измеряются числовые пара­метры жизни тест-организмов в окружающей среде и сравнива­ются с оптимальными. Однако использование биотестов для оценки окружающей среды не имеет достаточной надежности [72].

Качество воды. Питьевая вода должна быть безопасна в эпиде­мическом и радиационном отношениях, безвредна по химиче­скому составу и иметь благоприятные органолептические свойства (СанПиН 2.1.4.559—96). ПДК некоторых веществ в питьевой воде приведены в Приложении 4.

Под качеством воды в целом понимается характеристика ее состава и свойств, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования; при этом показатели качества представ­ляют собой признаки, по которым производится оценка качества воды (ГОСТ 17.1.1.01-77).

При определении качества природных вод обычно учитывают следующие показатели: температуру, количество взвешенных ча­стиц, мутность, цветность, прозрачность, кислотность, щелоч­ность, жесткость, электропроводность, концентрацию кислорода, окисляемость, биохимическое потребление кислорода, содержа­ние различных веществ, коли-индекс (число бактерий группы кишечных палочек в единице объема). Ряд нормативов в области качества воды приведен в Приложении 5.

Качество почвы. Для определения качества почвы используется предельно допустимая концентрация веществ в пахотном слое почвы (ПДКП), которая не должна оказывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и на здоровье человека, а также на самоочищающуюся способность почвы [6].

Оценка уровня химического загрязнения почв населенных пунк­тов проводится по коэффициентам концентрации химического элемента (определяется как отношение реального содержания элемента в почве к фоновому) и суммарному показателю загряз­нения [10].

Продукты питания. Предельно допустимая концентрация (допус­тимое остаточное количество) вредного вещества в продуктах пи­тания (ПДКпр) — концентрация вредного вещества в продуктах питания, которая в течение неограниченно продолжительного вре­мени (при ежедневном воздействии) не вызывает заболеваний или отклонений в состоянии здоровья человека [6].

При разработке нормативов предельно допустимых концент­раций вредных веществ в продуктах питания учитываются мате­риалы по токсикологии и гигиеническому нормированию данных веществ в различных объектах природной среды (в воздухе, воде, почве), а также информация о естественном содержании различ­ных химических элементов в пищевых продуктах [10].

ПДК содержания диоксинов в некоторых продуктах питания и природных объектах приведены в Приложении 7.

Нормирование в области радиационной безопасности. Система нормирования в этой области строится на понятии дозовой на­грузки. Основные документы, в соответствии с которыми осуще­ствляется радиационный контроль за безопасностью населения, — Федеральный закон «О радиационной безопасности населения» [66] и Нормы радиационной безопасности НРБ-96 [65].

Закон «О радиационной безопасности населения» устанавливает допустимую годовую дозовую нагрузку для населения не более 0,001 Зв (0,1 рентгена), допустимая доза за 70 лет жизни — 0,07 Зв (7 рентген). В отдельные годы допустимая доза может быть превы­шена, но при условии, что средняя годовая доза за 5 лет подряд не превысит те же 0,001 Зв.

В соответствии с НРБ-96, дозовые пределы для персонала долж­ны составлять 20 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв в год, для населения — 1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год.

Отметим, что к работе, непосредственно связанной с радиа­цией, не допускаются беременные женщины и лица, не достиг­шие 18 лет, а все работающие проходят регулярные медицинские обследования.

Облучение, создаваемое внутри зданий радиоактивными примесями, которые могут содержаться в строительных материа­лах, оценивается таким образом: уровень радиации внутри жилого дома может быть выше, чем снаружи, не более чем на 30 мкР/ч. Если он превышает наружный уровень на 60 мкР/ч или больше, жильцы должны быть переселены, а здание не следует использо­вать как жилое.

Содержание радона в воздухе внутри вновь строящихся домов должно быть не более 100 Бк на 1 м3, в уже заселенных домах — не более 200, а если его содержание превышает 400 Бк на 1 м3, то жильцы должны быть переселены.

Для каждого радиоактивного вещества устанавливается ПДК [61]. ПДК некоторых радиоактивных веществ в питьевой воде при­ведены в табл. 4.1 [29].

Таблица 4.1 ПДК некоторых радиоактивных веществ в питьевой воде