что такое пдн в экологии
Лекция 9. Нормирование качества окружающей природной среды
Н.В. Гусакова, А.И. Забалуева, В.В. Румянцева
Экология: конспект лекций
Под редакцией А.Н. Королева. — Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2006. — 176с.
Лекция 9. Нормирование качества окружающей природной среды
Экономическое нормирование призвано ограничить антропогенные воздействия экономическими возможностями живых систем и нацелено на оптимизацию взаимодействия человека с природой, т.е на научное обоснованное использование природных ресурсов.
Экономическое нормирование предусматривает:
— учет множественности путей загрязнения и самоочищения элементов биосферы;
— выявление наиболее чувствительных к антропогенному воздействию компонентов биосферы, ограничение антропогенных воздействий с учетом их влияния на природные экосистемы.
Основным критерием при определении допустимой экологической нагрузки является отсутствие снижения продуктивности, стабильность и разнообразие экосистем.
Под качеством природной среды понимается степень соответствия её характеристик потребностям людей и технологическим требованиям.
В основу всех природоохранных мероприятий положен принцип нормирования качества окружающей среды, т.е. установление нормативов предельно допустимых воздействий человека на природную среду.
Согласно природоохранному закону РФ (1991 г.) соблюдение экологических нормативов обеспечивает:
— экологическую безопасность населения;
— сохранение генетического фонда человека, растений и животных;
— рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития.
Чем меньше пороговая величина экологических нормативов, тем выше качество окружающей среды. Основные экологические нормативы:
— ПДК – предельно допустимая концентрация вредных веществ;
— ПДУ – предельно допустимый уровень воздействий;
— ПДВ – предельно допустимый выброс вредных веществ;
— ПДС – предельно допустимый сброс вредных веществ;
— ПДН – предельно допустимая нагрузка на окружающую среду
ПДК – основной норматив, выражающий максимальную консистенцию примеси, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного действия, включая отдаленные последствия и на окружающую среду в целом.
В основе установления ПДК лежат законы Либиха и закон Шелфорда.
Суть первого состоит в том, что по веществам, присутствующим в минимуме по сравнению с потребностями живого организма, определяется жизнеспособность и продуктивность этого организма.
Суть же закона толерантности состоит в том, что состояние организма зависит не только от вещества, находящегося в минимуме, но и от вещества, присутствующего в избытке по отношению к потребностям организма.
Загрязняющие вещества – это обычные экологические факторы, и поэтому экологические законы распространяются на их действие. Применительно к таким веществам нижний предел толерантности значения не имеет, а верхний предел не должен превышаться ни при каких условиях. Поэтому пороговые значения экологического фактора, при которых в организме еще не может произойти никаких необратимых патологических изменений, принимаются в качестве ПДК. Например, для воздушной среды установлены ПДК в воздухе рабочей зоны ПДКрз (производственное помещение), на территории промышленного предприятия = 0,3 ПДКрз, в атмосферном воздухе населенного пункта ПДКнп. (рис. 11).
Рис. 11. Разновидности ПДК
ПДКрз – вещество воздействует в течение времени, ограниченного рабочим временем и стажем, на практически здоровых взрослых людей.
ПДКмп– круглосуточно в течение всей жизни на всех людей.
Поэтому в воздухе населенного пункта устанавливают два значения ПДК.
Максимальная разовая ПДК – основная характеристика опасности вредного вещества. Она устанавливается с целью предупреждения рефлекторных реакций у человека (ощущение запаха, изменение активности мозга, световой чувствительности глаз) при кратковременном воздействии примесей. Среднесуточная ПДК устанавливается для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и др. влияний на организм человека.
При выработке нормативов требуется учет большого числа факторов, таких как гидрометеорологические условия, рельеф, распределение вредных веществ в пространстве и время, чувствительность организмов к воздействиям и т.д.
Следует подчеркнуть особенность ПДЭН (предельно допустимые экологические нагрузки): может оказаться, что критическим звеном всей экосистемы будет какой-либо отдельный вид, весьма чувствительный к данному конкретному воздействию, и допустимая нагрузка на экосистему в целом будет определяться нагрузкой именно на этот вид (вспомните закон минимума).
Различие между предельно допустимым и фактическим состоянием характеризует экологический резерв системы. Он будет тем больше, чем меньше отличается фактическое состояние от среднего (нормального).
Экологический резерв определяет возможную долю возобновляемых природных ресурсов, которая может быть изъята из биосферы без нарушения основных свойств среды.
Всемирная организация здравоохранения установила четыре уровня загрязнения:
1) отсутствие влияния;
2) отсутствие раздражения;
3) хронические заболевания;
4) острые заболевания.
В России действуют 1900 ПДК вредных химических веществ для водоемов, 900 – для атмосферного воздуха, 130 – для почв.
ПДК не остаются постоянными их периодически пересматривают и уточняют. После утверждения норматив становится юридически обязательным.
Для нормирования содержания вредного вещества в атмосферном воздухе установлены два норматива.
1. Максимально разовая предельно допустимая концентрация (ПДКмр) – это такая концентрация вредного вещества в воздухе, которая не должна вызывать при вдыхании его в течение 30 мин. рефлекторных реакций в организме человека (ощущение запаха, изменение световой чувствительности глаз…).
2. Среднесуточная ПДК (ПДКсс) – это такая концентрация вредного вещества в воздухе, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом (годы) воздействии.
При содержании в воздухе нескольких загрязняющих веществ (например, диоксидов серы и азота, озона) сумма их концентраций не должна превышать 1.
,
где С1…Сn – фактическая концентрация вредных веществ;
Под ПДК в почве (ПДК мг/кг) понимают такую максимальную концентрацию, которая не может вызвать прямого или косвенного влияния на среду, нарушить самоочищающуюся способность почвы и оказать отрицательное воздействие на здоровье человека.
Для водной среды ПДК загрязняющих веществ означает такую концентрацию этих веществ в Н2О, выше которой она становится непригодной для водопользования. ПДК устанавливается отдельно для питьевых вод и рыбохозяйственных.
ПДК (мг/л) для питьевой воды:
— сммиак (по азоту) – 2 мг/л.
Требования к качеству вод в водоемах, используемых для рыбохозяйственных целей, специфичны и более жестки, чем для водных объектов хозяйственно-бытового назначения. Так, например, рыбохозяйственные ПДК для ряда моющих веществ в 3 раза ниже санитарных норм, нефтепродуктов – в 6 раз, тяжелых металлов (цинк) – в 100раз. Объясняется это тем, что при переходе вредных веществ по трофическим цепям происходит их биологическое накопление до опасных для жизни количеств.
Предельно допустимый уровень (ПДУ) радиационного воздействия на окружающую среду – это уровень, который не представляет опасности для здоровья человека, растений, состояния животных, их генетического фонда. ПДУ определяется на основании норм радиационной безопасности (НРБ – 76/87), основных санитарных правил (ОСП – 72/87) и санитарных норм проектирования (СН – 254-71).
Установлены ПДУ воздействия шума, вибрации, магнитных полей.
Нормативы ПДК и ПДУ относят к санитарно-гигиеническим.
Санитарно-гигиенические нормативы это – устанавливаемые в законодательном порядке обязательные для исполнения всеми ведомствами, органами и организациями допустимые уровни содержания химических соединений в объектах окружающей среды.
Гигиенические нормативы химических соединений строго нормированы в воде водоемов, атмосферном воздухе, населенных местах, почве, продуктах питания. Гигиеническое сертифицирование осуществляется по следующим разделам:
— пищевое сырье, продукты питания, пищевые добавки, консерванты;
— товары для детей (учебные пособия, одежда, игрушки);
— материалы, оборудование, применяемые в практике хозяйствнно-бытового водоснабжения;
— химическая и нефтехимическая продукция;
— полимерные и синтетические материалы, предназначенные для применения в строительстве;
— изделия, контактирующие с кожей человека.
ПДВ и ПДС – к производственно-хозяйственным.
ПДН – к комплексным показателям качества окружающей среды.
Предельно допустимый выброс (ПДВ) или сброс (ПДС) – это максимальное количество загрязняющих веществ, которое в единицу времени может быть выброшено данным конкретным предприятием в атмосферу (ПДВ) или сброшено в водоем (ПДС), не вызывая при этом предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ и неблагоприятных экологических последствий.
Основным комплексным нормативом качества окружающей среды является предельно допустимая нагрузка (ПДН) – это максимально возможные антропогенные воздействия на природные ресурсы, не приводящие к нарушению устойчивости экосистем.
Для оценки общей устойчивости к антропогенным воздействиям используют следующие показатели:
— запасы живого и мертвого органического вещества;
— эффективность образования органического вещества или продукции растительного покрова;
— видовое и структурное разнообразие.
Стабильность среды обитания (растений, животных, человека) определяется массой живого органического вещества и его основной части – фитомассы. Чем больше эта масса, тем стабильнее среда. Главенствующее значение при этом имеют фотосинтезирующие организмы, так как они являются основным источником биомассы, а также определяют пищевые условия для всех остальных звеньев экосистемы и в значительной мере состав атмосферного воздуха.
Предельно допустимые нормы нагрузки на природную среду (ПДН)
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
В соответствии с природоохранительным законодательством Российской Федерации нормирование качества окружающей природной среды производится с целью установления предельно допустимых норм воздействия, гарантирующих экологическую безопасность населения, сохранение генофонда, обеспечивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности. При этом под воздействием понимается антропогенная деятельность, связанная с реализацией экономических, рекреационных, культурных интересов и вносящая физические, химические, биологические изменения в природную среду.
Ускоряющееся снижение биоразнообразия России — исчезновение популяций и видов, экосистем, исторически сложившихся ландшафтов — ведет к опасному ослаблению жизнеобеспечивающих функций живой природы России, ограничению возможностей развития страны в интересах настоящего и будущего поколений.
ПДН — это максимально возможные антропогенные воздействия на природные комплексы или ресурсы, при которых не происходит нарушения устойчивости экосистем.
В целях оценки обшей устойчивости экосистем к антропогенным воздействиям используют следующие показатели: 1) запасы живого и мертвого органического вещества; 2) эффективность образования органического вещества или продукции растительного покрова; 3) видовое и структурное разнообразие.
Ученые — экологи установили, что чем значительнее фитомасса (древесина, травянистая растительность и др.), тем стабильнее среда. При этом главное значение имеют фотосинтезирующие организмы, поскольку они являются не только основным источником биомассы, но и определяют пищевые условия для всех остальных звеньев экосистемы, а также в значительной степени состав воздуха.
Потенциальная способность природной среды перенести ту или иную антропогенную нагрузку без нарушения основных функций экосистем называется емкостью природной среды или экологической емкостью территории.
Регулирование качества природной среды должно начинаться с определения антропогенных нагрузок, допустимых с экологической точки зрения, а региональное природопользование должно соответствовать экологической «выносливости» территории.
Закон РФ «Об охране окружающей природной среды» (1991 г.) требует, чтобы при формировании территориально-производственных комплексов, развитии промышленности, строительстве, реконструкции городов и т.д. применение ПДН предусматривалось в обязательном порядке. Предельную хозяйственную нагрузку на территориальные природные комплексы устанавливают региональные ПДН. На отдельные виды природных ресурсов, например, предельное число скота на единицу пастбищных угодий, устанавливают отраслевые ПДН.
Генеральным стандартом для природоохранительной деятельности является ГОСТ 17.0.0.01-76 «Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов» (введен в действие в 1977 г. с изменением № 1, 2, утвержденными в июле 1979 г. и августе 1987 г. (ИУС 8-79, 12-87). Стандарт устанавливает основные положения системы стандартов, направленных на охрану природы и улучшение использования природных ресурсов. Стандарты в области охраны флоры и фауны закреплены в 5 и 6 группах ССОП.
Растительный покров – один из наименее защищенных компонентов ландшафта, повсеместно подвергающийся воздействию антропогенной деятельности и страдающий от нее в первую очередь. Часто разрушение растительного покрова приводит к созданию условий, невозможных для жизни человека; происходят экологические катастрофы. Роль растительности необычайно многообразна; вся жизнь на Земле зависит от растительности – это единственные в своем роде организмы, способные производить органическое вещество из неорганического, а также необходимый для жизни кислород. Остальные функции растительности опираются на эту главную – энергетическую – функцию. Ресурсная (в том числе пищевая и кормовая), биостационная, санитарно-оздоровительная роли растительности прямо связаны с ее энергетической функцией, а ландшафтно-стабилизирующая, водоохранная, рекреационная и другие функции зависят от нее косвенно. Нарушение хотя бы одной из функций ведет к дестабилизаци равновесия как в растительных сообществах, так и в ландшафте в целом. Воздействия на растительность могут носить прямой и косвенный характер. К числу прямых воздействий относится непосредственное уничтожение растительности (вырубка лесов, сдирание дернины, выжигание участков с растительностью, распашка лугов, создание водохранилищ и пр.). Косвенные воздействия опосредованы другими факторами, которые меняет антропогенная деятельность: изменение уровня грунтовых вод, изменение микроклимата, загрязнение атмосферы и почвенного покрова.
Общепринятых ПДК для растительности пока нет, а санитарно-гигиенические нормативы для загрязняющих веществ в воздухе и воде не пригодны для растительности, так как растительность более чувствительна к химическому загрязнению, чем человек. Поэтому для оценки состояния растительности в районе воздействия любого объекта используются биотические (геоботанические) критерии, которые не только чувствительны к нарушениям окружающей природной среды, но и наиболее представительны и наилучшим образом помогают проследить зоны экологического состояния экосистемы по размерам в пространстве и по стадиям нарушения во времени. Ботанические показатели специфичны, так как разные виды растений и различные растительные сообщества в разнообразных географических условиях имеют неодинаковую чувствительность и устойчивость к нарушающим воздействиям и, следовательно, одни и те же показатели для квалификации зон экологического состояния экосистемы могут варьироваться для разных ландшафтов. При этом учитываются признаки изменений растительности на разных уровнях: организационной (фитопатологические изменения) популяционном (ухудшение видового состава и фитоценометрических признаков) и экосистемном (соотношение площадей в ландшафте).
Аэротехнический путь поступления поступления загрязнителей в растения через их ассимиляционные органы определяет деградацию лесных биоценозов в условиях воздействия выбросов различных промышленных предприятий.
Состояние лесной растительности можно рассматривать как индикатор уровня антропогенной нагрузки на природную среду обитания (повреждение древостоев или хвои техногенными выбросами), уменьшение запаса древесных ценных пород свидетельствует о процессе деградации лесных экосистем в результате неудовлетворительной лесохозяйственной деятельности.
Такой показатель, как уменьшение проективного покрытия и продуктивности пастбищной растительности нужно рассматривать как индикатор повышенной антропогенной нагрузки на данный участок территории. Изменение проективного покрытия происходит в результате различных типов антропогенного воздействия на травянистую растительность, главными из которых являются механические нарушения фитоценозов (выпас, рекреация, проезд тяжелого транспорта вне дорог) и химическое воздействие, приводящее к изменению жизненного состояния видовых популяций через изменение процессов метаболизма (обмена веществ) и водного баланса. Некоторые критерии состояния агроценозов свидетелствуют о неблагополучной экологической обстановке территории в целом: развитие вредителей на посевах, гибель посевов, увеличение засоренности агроценозов.
При химическом загрязнении территории дополнительно оцениваются следующие нарушения растений:
а) нормального соотношения массы наземных и подземных органов растений;
б) процесса преобразования растений от начала развития до его завершения: задержка бутонизации и торможение цветения, предотвращение образования плодов.
Наиболее информативные биогеохимические критерии оценки состояния растительных экосистем
Охрана труда
Наиболее разработанными являются предельно допустимые нормы нагрузки (ПДН) на окружающую природную среду и нормативы санитарных и защитных зон. При вводе в строй объектов и развитии территорий администрация регионов руководствуется предельно допустимыми нормами нагрузки на ОС с учетом обеспечения благоприятных условий жизни населения, недопущения необратимых изменений в окружающей природе.
ПДН определяет допустимые размеры антропогенного воздействия на природные ресурсы или природные комплексы, не приводящие к нарушению экологических функций ОС. Для определения ПДН важным является понятие о емкости природной среды, которая характеризуется потенциальными возможностями природной среды. Нормы ПДН призваны обеспечить рациональное сочетание хозяйственной и рекреационной деятельности с охраной ОС. Различают отраслевые и региональные нормы предельно допустимых норм нагрузки на ОС.
Региональные нормы ПДН разрабатываются с учетом хозяйственной деятельности или рекреационной нагрузки на природные комплексы. Например, известные нормы допустимых воздействий на экосистему Байкала устанавливают ограничения на использование его водных ресурсов, рыбных запасов, лесных богатств, на развитие хозяйственной деятельности. Эти ограничения увязываются с интересами сохранения в целостности экосистем озера.
Нормативы ПДН разрабатываются и утверждаются отраслевыми или местными экологическими организациями: по лесам — органами лесного хозяйства, по заповедникам и национальным паркам их администрацией с учетом научных рекомендаций.
Нормативы санитарных и защитных зон устанавливаются с целью охраны водоемов, источников водоснабжения, курортных и лечебно-оздоровительных регионов и других территорий от загрязнений и других вредных воздействий. Эти нормативы определяются характером их целей и задач. Могут быть установлены зоны памятников природы, зоны экологического бедствия, зоны чрезвычайных экологических ситуаций и катастроф.
В нормативных актах серьезное внимание уделяется правильно организованному и систематическому санитарному надзору. Ведущая роль в этом вопросе принадлежит предупредительному санитарному надзору с целью обеспечения контроля за полным и безусловным соблюдением правил и требований, изложенных в законодательных и нормативно-технических документах, регулирующих водопользование (Основы водного законодательства), качество источников водоснабжения и питьевой воды (ГОСТ на питьевую воду), а также инженерные решения и схемы приготовления воды, отдельных сооружений для ее обработки, хранения и транспортировки (соответствующие СНиП). Контроль осуществляется на всех стадиях: выбор источника, проектирование водопровода, его строительство и пуск в эксплуатацию.
Ведущее место при осуществлении предупредительного санитарного надзора занимает гигиеническая сертификация продукции, предназначенной для использования при производстве, хранении и транспортировании питьевой воды.
Гигиеническая сертификация, направленная на обеспечение безопасности для человека рассматриваемой продукции, проводится территориальными центрами государственного санитарного надзора и другими учреждениями, имеющими соответствующий сертификат. В задачу текущего санитарного надзора входит контроль за содержанием акватории, санитарного состояния территории, всех элементов водопровода, личной гигиеной персонала, своевременность прохождения им медосмотров. Качество санитарного надзора определяется состоянием лабораторного контроля во всех точках водопровода. Различают лабораторно-производственный, выполняемый владельцем водопровода, и санитарно-лабораторный контроль, осуществляемый службами санитарного надзора.
Чтобы в полном объеме и своевременно выполнить работы по ликвидации негативных последствий возможных чрезвычайных ситуаций (ЧС) необходимо заблаговременно и тщательно осуществить подготовку сил ГО и ЧС для действий в таких условиях, мониторинг природной среды, а также обеспечить наличие современного передвижного лабораторного и иного оборудования для выполнения контроля степени загрязнения атмосферы, почвы и водных ресурсов, мест хранения токсичных отходов.
Трагические события последних десятилетий все чаще доказывают, что необходимо найти пути снижения риска возникновения и развития чрезвычайных ситуаций, смягчения и локализации их отрицательных последствий для людей и окружающей среды. Надо четко понять, что остановить научно-технический процесс невозможно, но сделать его менее опасным можно проведением объективной и независимой экспертизы на стадии проектирования и строительства объектов и комплексов экономики, а также обеспечением широкой гласности и участия населения региона при окончательном принятии решения по данному вопросу.
Но главное — обеспечить подготовку персонала, его морально-психологическую стойкость, повышение производственной и технологической дисциплины, персональной ответственности каждого руководителя независимо от ведомственной принадлежности и формы собственности за безопасность персонала, его техническую и специальную подготовку, за способность умело и грамотно действовать в условиях ЧС, неукоснительное выполнение мер безопасности.
Чтобы снизить число жертв, необходимо обеспечить максимально оперативные (с использованием вычислительной техники), единые на всю страну системы связи, управления и оповещения, а также постоянную готовность унифицированного спасательного оборудования, об этом, же говорит опыт проведения спасательных работ: 80% пострадавших удается спасти лишь в первые 5 ч после катастрофы. Катастрофа на ЧАЭС принесла огромный ущерб, погибло более 30 и получили серьезное лучевое поражение 200 человек, эвакуировано около 100 тыс. и почти 250 тыс. человек продолжают жить в зоне заражения.
Нормирование вредных веществ в почве — одно из важнейших направлений гигиены окружающей среды. Методика нормирования включает пять этапов.
1. Математическое моделирование эксперимента с использованием существующих моделей и выявленных закономерностей в поведении вредных веществ в элементах биогеоценозов, их стабильности и процесса распределения. Задачей этапа является определение целесообразности нормирования конкретного вещества в почве, проведение минимального объема экспериментальных исследований, установление условий и режима проведения эксперимента.
2. Изучение стабильности вредного вещества в почве, определение параметров четырех основных показателей вредности: транслокационного; митрационного воздушного, митрационного водного; общесанитарного показателя вредности в лабораторных условиях.
3. Полученные на лабораторной модели результаты уточняются в реальных условиях. Вырабатываются научно обоснованные ПДК (ПДУ) вредных веществ в почве для разных почвенно-климатических условий.
4. Этап характеризуется изучением состояния здоровья населения в климато-ландшафтном регионе применения (выброса) данного вредного вещества.
5. Определяются предельно допустимые уровни внесения (ПДУВ) конкретных химических веществ в почву при конкретных почвенно-климатических условиях. На основании полученных результатов проделанной экспериментальной работы уточняются математические модели поведения различных веществ в почве, прогнозирование образования разного рода соединений и их поведения.
От оценки обществом состояния ОС зависит дифференциация таких понятий, как экологические права человека, экологическая экспертиза, экологический риск, соответствующая ответственность физических и юридических лиц за произведенные загрязнения ОС, нормативные показатели степени загрязнения.