Основные нормативные требования к природным средам

Воздушная среда. В 1971 г в бывшем Советском Союзе впервые был утвержден перечень ПДК для 120 веществ в воздухе населенных пунктов. В настоящее время этот перечень составляет более тысячи веществ. Количество же одновременно присутствующих веществ и их сочетаний в атмосфере составляет 1´10⁶⁰, что реально не может быть охвачено нормированием и контролем. Применяется принцип ранжирования по степени значимости, основные критерии которого рассмотрены выше.

Реальная ситуация, связанная с временной невозможностью полностью прекратить выброс вредных веществ в воздушную среду, выражается в том, что существует раздельное нормирование содержания примесей в воздухе, т.е. используется два типа ПДК: в воздухе рабочей зоны (ПДК_р.з.) и в атмосферном воздухе населенного пункта (ПДК_а.в.). Под рабочей зоной понимается пространство высотой до двух метров над уровнем пола или площадки, на которых находятся рабочие места. ПДК_а.в. – это максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного влияния, включая отдаленные последствия, не должно быть отрицательного влияния и на окружающую среду в целом. ПДК_р.з. – это максимальная концентрация, которая при ежедневной работе (кроме выходных дней) в течение 8 часов или при другой продолжительности, но не более 41 часа в неделю в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Раздельное нормирование содержания примесей предусматривает также разделение ПДК на максимальные разовые (ПДК_м.р.) среднесуточные (ПДК_с.с.). Причем все концентрации примесей в воздухе рабочей зоны сравниваются только с максимальными разовыми, определяемыми в течение 30 мин, а в воздухе населенного пункта – и со среднесуточными, определяемыми в течение 24 ч.

Необходимость раздельного нормирования загрязняющих веществ определяется условиями их восприятия людьми: на предприятиях в течение рабочего дня загрязненным воздухом дышат здоровые люди, прошедшие медицинское освидетельствование, а в населенных пунктах круглосуточно дышат как взрослые, так и дети, пожилые и больные люди. Поэтому ПДК_р.з. больше ПДК_а.в.

Вокруг каждого предприятия существует санитарная защитная зона – это территория вокруг предприятия, где возможно превышение ПДК для одного или нескольких загрязняющих веществ. Проживание людей в этой зоне не предусматривается, однако в крупных городах данное правило часто не выполняется. Например, в Минске около
140000 человек проживают в пределах санитарных защитных зон. Санитарные защитные зоны создаются в качестве буферных зон между действующим предприятием и жилым районом. Размер зоны определяется в зависимости от класса (токсичности) загрязнителей, источником которых является предприятие, типа промышленного предприятия и его размеров. Как правило, зона меньше 1 км в ширину за пределами территории предприятия.

При определении ПДК для воздуха обязательно учитывается эффект суммации.

В системе санитарно-гигиенического и экологического нормирования используется ряд стандартов, производных от ПДК:

· предельно допустимый выброс вредных веществ в атмосферу (ПДВ) определяется для каждого конкретного источника загрязнения с таким расчетом, чтобы совокупные выбросы от всех загрязнителей в данной зоне не превышали нормативов ПДК; величина ПДВ устанавливается для каждого предприятия-загрязнителя с учетом перспектив его развития, особенностей природной среды, объема и структуры выбросов и суммарного поллютного климата в данном регионе;

· нормативы содержания загрязняющих веществ в отработанных газах передвижных источников и вредных физических и иных воздействий передвижных источников на атмосферный воздух;

· нормативы удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух (удельные выбросы рассчитываются в отношении к производимому продукту, к мощности технологического процесса, энергозатратам);

· нормативы предельных объемов образования загрязняющих веществ при эксплуатации технологического и другого оборудования, сооружений и объектов;

· нормативы потребления атмосферного воздуха для производственных нужд.

При необходимости могут устанавливаться и другие нормативы. Следует обратить внимание на особо актуальный для Беларуси в постчернобыльский период норматив радиационного загрязнения – республиканский допустимый уровень (РДУ).

Все нормативы регламентируются законом «Об охране атмосферного воздуха».

Забегая вперед, остановимся на следующем моменте. В тех случаях, когда концентрация вредного вещества в расчетной точке превышает предельно допустимую для данного вещества, а снижение ПДВ до требуемых (расчетных) значений не может быть обеспечено по объективным причинам, вводится поэтапное снижение выбросов вредных веществ до ПДВ, т.е. на каждом этапе устанавливаются временно согласованные выбросы (ВСВ). ВСВ определяется отраслевым министерством по согласованию с органами здравоохранения. Обеспечение регламентированных выбросов вредных веществ входит в круг обязанностей инженера производства. Осуществляется это за счет усовершенствования технологических процессов, средств и методов очистки выбросов. В круг обязанностей работников отделов охраны труда и охраны окружающей среды, существующих на предприятиях, входит контроль фактического содержания примесей в воздухе рабочей зоны и его отклонение от нормативной величины.

Водная среда. Существующие на настоящее время нормативы качества водной среды можно разделить на три группы: санитарно-гигиенические, технологические и экологические.

Санитарно-гигиенические нормативы. Санитарно-гигиеническому нормированию качества вод уделяют основное внимание, система показателей этой группы разработана наиболее полно. Главный санитарно-гигиенический показатель качества воды в водных объектах – соблюдение предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ. Принцип нормирования качества воды – категория и конкретные цели водопользования. Выделяют следующие категории водопользования:

I. Использование для целей и нужд населения

I.1 Хозяйственно-питьевое и для предприятий пищевой промышленности

I.2. Культурно-бытовое (купание, спорт, отдых)

II. Использование для рыбохозяйственных целей

II.1. Для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к кислороду

II.2. Для других рыбохозяйственных целей

К настоящему времени созданы стандарты качества для питьевой воды почти по 1500 соединениям, для рыбного хозяйства – 1000, а для защиты рекреационных водных источников – всего по 15 соединениям. Следует обратить внимание, что не по все веществам предъявляются более жесткие требования к воде хозяйственно-питьевого назначения, чем к воде рыбохозяйственного назначения. При нормировании учитывается способность стойких загрязнителей к кумуляции в пищевых цепях, учитывается и множественность путей поступления веществ в организм человека, учитывается и эффект суммации.

Например, присутствие такого хлорорганического ядохимиката как гексахлоран в хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых водных объектах допускается в очень ограниченном количестве: ПДК –
0,02 мг/л. В воде рыбохозяйственных водоемов присутствие этого ядохимиката вообще не допускается (ПДК=0), что объясняется интенсивной кумуляцией его в пищевых цепях. Такое же положение существует при нормировании многих тяжелых металлов.

Некоторые вещества могут оказывать неблагоприятное воздействие только при попадании внутрь, другие опасны как при попадании внутрь, так и при контактном воздействии, третьи вообще не опасны или слабо токсичны, но сильно ухудшают органолептические свойства воды (цвет, вкус, запах).

Помимо ПДК загрязняющих веществ существуют и другие требования к составу и свойствам воды. Существуют специальные нормативные документы, в которых указаны конкретные значения показателей. Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов разного назначения представлены в таблице 1.

Таблица 1

Общие требования к составу и свойствам воды

Примечание: «+» – данное требование учитывается;

«–» – данное требование не учитывается.

Состав и свойства воды в водотоках должны соответствовать нормативам в створе в одном километре выше ближайшего по течению пункта водопользования (хозяйственно-питьевое водоснабжение, пляж, территория населенного пункта и т.д.), а в непроточных водоемах – в одном километре по обе стороны от пункта водопользования. В условиях крупных промышленных городов сточные воды нередко сбрасываются в черте города. В подобных случаях требования, установленные к составу и свойствам воды водоема или водотока должны относиться к самим сточным водам (проблема предприятия – очистить сбрасываемые воды или разбавить до допустимых концентраций).

В системе санитарно-гигиенического и экологического нормирования качества вод используется такой стандарт, как предельно допустимый сброс (ПДС) загрязняющих веществ водную среду. ПДС, также как и ПДВ, – величина производная от ПДК. Определяется для каждого конкретного источника загрязнения, с таким расчетом, чтобы совокупные сбросы от всех загрязнителей в местах водопользования не превышали нормативов ПДК. ПДС существенно зависит от ассимилирующей способности водного объекта.

Важными нормативными показателями, характеризующими качество воды, являются величины химического потребления кислорода (ХПК) и биохимического потребления кислорода (БПК). По величинам ХПК и БПК оценивают кислородный режим, делают прогнозы его изменения, предсказывают возможности заморов. Величины ХПК и БПК тесно коррелируют с общим содержанием органических веществ – растворенных и взвешенных, дают представление о соотношении между лабильным и стойким органическим веществом. Эти показатели обязательно контролируются санитарными лабораториями предприятий в сточных, природных и оборотных водах.

Согласно ГОСТ, ХПК определяется как количество кислорода, потребляемое при химическом окислении содержащихся в воде органических и неорганических веществ, под действием окислителей. Исходят из того, что углеродсодержащие вещества должны окислиться до СО₂, H₂O и NO₃^- (нитратный ион), серосодержащие вещества – до сульфатов, а фосфорсодержащие – до фосфатов.

Согласно тому же ГОСТ, БПК определяется как количество кислорода, израсходованное за определенный промежуток времени на аэробное биохимическое окисление (разложение) нестойких органических соединений, содержащихся в исследуемой воде. БПК определяют для различных отрезков времени. Например за 1 сутки – БПК₁, за 5 суток – БПК₅, за 20 суток – БПК₂₀, а также независимо от времени – на полное окисление органических веществ (БПК_полн.). Величины БПК, определенные за разные промежутки времени, несут несколько иные смысловые нагрузки: БПК₁ отражает в основном дыхание гидробионтов; БПК₅ – дыхание, а также биохимическое окисление за счет экзоферментов, иногда возможно еще и потребление кислорода за счет химических процессов; величины БПК₂₀ и БПК_полн. чаще всего совпадают. Сравнение величин БПК₅ и БПК₂₀ позволяет судить о соотношении лабильного и стойкого органического вещества в исследуемой воде.

Размерность БПК и ХПК одинакова – мг О₂/л, однако следует помнить, что БПК всегда определяется за определенный промежуток времени.

Для контроля качества сточных вод обычно определяют БПК₅ , при необходимости более полной характеристики сточной воды – БПК₅ и БПК_полн. БПК₅ в чистых природных водах составляет 1–2 мг О₂/л, в загрязненных достигает 50 и выше. БПК₅ для городских сточных вод лежит в пределах 100 – 500 мг О₂/л и выше. В зависимости от эффективности работы городских очистных сооружений очищенная сточная вода имеет БПК₅ 25–27 мг О₂/л после вторичных отстойников, а после песчаных фильтров – 1–2 мг О₂/л.

Технологические (отраслевые) нормативы водопользования (водопотребления и водоотведения) устанавливаются с целью обеспечения рационального использования и охраны вод. Эти нормативы представляют собой научно обоснованные качество и количество воды, необходимые для производственного процесса, а также количество и качество образуемых пи этом сточных вод в расчете на единицу производимого продукта или потребленного сырья (по сути дела, это величины удельного водопотребления и водоотведения).

Экологические нормативы качества поверхностных вод. В настоящее время нигде в мире нет целостной методики установления и использования экологических нормативов качества поверхностных вод. Проблема качества поверхностных вод еще в советские времена активно разрабатывалась в Украине (В. Н. Жукинский, О. П. Оксиюк, В. Д. Романенко). В настоящее время Украина лидирует среди стран бывшего Советского Союза в решении этой проблемы. «Водный кодекс Украины» (1995) предусматривает разработку и утверждение нового природоохранного регламента – экологического норматива качества поверхностных вод. В «Водном кодексе Беларуси» (1998) этого положения нет. Эта проблема подробно освещается в статье В. Д. Романенко, В. Н. Жукинского и О. П. Оксиюк «Методологические предпосылки для установления и использования экологических нормативов качества поверхностных вод» (Гидробиологический журнал, 1999, № 3).

Рассмотрим принципы и цели экологического нормирования качества поверхностных вод, декларируемые ООН и Европейским Сообществом (ЕС).

1. Водохозяйственная деятельность должна основываться на экосистемном подходе (т. е. водные объекты рассматриваются не просто как источники воды для различных нужд человека, а как природные экосистемы, подлежащие всемерной охране и защите). Защита природных систем и водных ресурсов является важнейшим принципом водной политики ЕС. Второй принцип водной политики ЕС заключается во всемерной защите здоровья населения, в первую очередь, в обеспечении надежного питьевого водоснабжения и рекреации, а также нужд промышленности, сельского и рыбного хозяйства, транспорта, энергетики. Эти принципы входят в неизбежное противоречие друг с другом, поэтому водная политика ЕС направлена на поиск равновесия между ними.

2. Одной из основных целей водохозяйственной политики должно быть сохранение и восстановление водных экосистем, достижение статуса высокого экологического качества, адекватного первоначальному природному состоянию или же близкого к нему. Поскольку во многих водных объектах из-за гидротехнического воздействия и загрязнения промышленно-коммунальными стоками природное состояние экосистем не может быть достигнуто, необходимо стремиться к поддержанию и восстановлению в них, насколько это возможно, хотя бы важнейших функций и природных свойств водных экосистем – состояние так называемого базового экологического качества.

3. Проект директив ЕС по водной политике содержит классификацию поверхностных вод по уровням экологического статуса: высокий (high), хороший (good), посредственный (moderate), скудный (poor) и плохой (bad). Даны описательные характеристики биологических, гидроморфологических и физико-химических компонентов экологического качества для первых трех уровней экологического статуса. Для статуса «скудный» и «плохой» характеристики не определены. Кроме того, поверхностные воды подразделены на пять типов водных объектов: реки, озера, переходные воды (эстуарии), прибрежные воды, искусственные и сильно измененные водоемы. На все перечисленные типы водных объектов распространяются приведенные выше экологические характеристики, но с учетом особенностей каждого из них.

4. Установка на достижение «высокого» и «хорошего» экологического статуса водных объектов должна сочетаться с установкой на достижение «отличного» и «хорошего» экологического качества поверхностных вод на основе определения его целевых значений с учетом гидрологических условий. Целевые значения показателей качества воды представляют собой такие их пороговые величины, которые необходимы для установления «экологической естественности», т. е. фонового качества поверхностных вод. Качество воды должно оцениваться по абиотическим (физико-химическим) и биотическим показателям в совокупности, причем обязательно с учетом гидрологического режима водных объектов и особенностей их хозяйственного использования.

При установлении целевых показателей качества воды предполагается комплексное использование поверхностных вод, в частности, для забора питьевой воды, орошения, водопоя скота, рыбного хозяйства, рекреации и эстетических целей. Разные водопользователи и водопотребители предъявляют различные требования к качеству поверхностных вод, поэтому критерии и показатели существенно различаются.

Целевые значения качества воды общие для всей территории европейских стран, устанавливаются с использованием двух подходов. Первый представляет собой компромисс, увязывающий требования к качеству воды отдельных видов водопользования с учетом возможности их соблюдения на национальном уровне. При втором подходе определение общих целевых значений показателей качества поверхностных вод предусматривает более жесткие критерии, обеспечивающих существование биологических сообществ и нормальное их функционирование в водных объектах комплексного назначения.

5. Целевые значения показателей качества воды должны лежать в основе правил и водоохранных мероприятий по предотвращению и ограничению загрязнения и других негативных воздействий на водные экосистемы. Разработка целевых значений показателей качества воды и стратегия их достижения должны обязательно включать анализ технических, финансовых и других обстоятельств, связанных с улучшением качества воды в водных объектах до желаемого уровня. Важно учитывать новые технологии по ограничению загрязнения воды и экономические факторы, поскольку достижение целевых значений требует финансовых затрат.

В странах-членах ЕС целевые значения показателей качества воды регулярно пересматриваются с целью приведения их в соответствие с новыми технологическими возможностями очистки воды, достижениями науки в области установления критериев качества воды и изменения характера водопользования и водопотребления.

6. Сроки достижения целевых значений показателей качества поверхностных вод существенно зависят от таких главных факторов, как фактическое качество воды в современный период, преобладающие социально-экономические условия, актуальность водоохранных мероприятий.

Почва. Стандарты качества почвы разработаны значительно слабее, чем воздуха и воды. Среди установленных ПДК большинство относится к пестицидам (гербициды, инсектициды, фунгициды). Почва как природная среда, в отличие от воздуха и воды, сама непосредственно не воздействует на здоровье человека. Ее неблагоприятное влияние, как правило, сказывается в тех случаях, когда вредные вещества, оказавшиеся в почве, далее поступают в сельскохозяйственные растения и сохраняются или накапливаются в них. Поэтому в отношение почв, помимо ПДК, используют еще и такой норматив, как ДОК – допустимое остаточное количество пестицидов или других загрязняющих веществ в почве, пищевых и кормовых продуктах, выражая эти величины в г или мг на кг почвы или сельскохозяйственного продукта.

Помимо ПДК существуют также нормативы допустимых концентраций микроорганизмов и биологически активных веществ, загрязняющих почву, а также нормативы сорных растений и вредителей.