Инженерная экология

Рис. 3 Действие кислотных дождей на окружающую среду [15]

Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость лесов к засухам,

болезням, природным загрязнениям, что приводит к еще более выраженной их деградации как природных экосистем.

Кислотные дожди оказывают многоплановое влияние на окружающую среду.

2.5. Санитарно-защитные зоны (СЗЗ)

Санитарно-защитная зона – территория между границами промплощадки,

складов открытого и закрытого хранения материалов и реагентов, предпри-

ятий сельского хозяйства, с учетом перспективы их расширения и селитебной застройки.

30

Наиболее четкое и правильное определение дано в рекомендациях для промышленных предприятий: «Санитарно-защитная зона – это особая функ-

циональная зона, отделяющая предприятие от селитебной зоны либо от иных зон функционального использования территории с нормативно закрепленными повышенными требованиями к качеству окружающей среды».

Среди процессов, происходящих в атмосферном воздухе при поступлении в него примесей, выбрасываемых различными предприятиями, следует выде-

лить рассеяние этих примесей в атмосферном воздухе, в результате чего про-

исходит снижение их концентрации, причем с увеличением расстояния от точ-

ки выброса эти концентрации снижаются до безопасных уровней. Поэтому с целью защиты селитебных территорий и других объектов и зон градостроения от воздействия загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу вместе с выбросами, требуется отделять предприятия или их подразделения свободны-

ми территориями – санитарно-защитными зонами (СЗЗ).

Установлено, что каждое предприятие, имеющее источники загрязнения среды, должно иметь санитарно-защитную зону. Для этой цели все предпри-

ятия разделены на 10 групп по отраслям в зависимости от совокупности вызы-

ваемых ими вредностей.

В пределах каждой группы выделяется пять классов предприятий по сте-

пени их опасности, и в зависимости от класса устанавливается нормативная ширина СЗЗ.

Таблица 3

Минимальные протяженности санитарно-защитных зон для предприятий

31

При установлении протяженности СЗЗ учитываются господствующие направления ветров, т.е. она может в зависимости от розы ветров иметь раз-

личную протяженность в разных направлениях, но в любом случае – не ниже минимальной (нормативной). Размеры СЗЗ могут быть уменьшены за счет технологических мероприятий, например, систем очистки и обезвреживания загрязняющих веществ, снижения влияния иных вредных производственных факторов.

2.6. Комплексный показатель загрязнения атмосферного воздуха

Основными критериями экологического благополучия территории явля-

ются качество жизни человека и уровень его здоровья. Именно категория здо-

ровья рассматривается в настоящее время как индикатор соответствия эколо-

гических характеристик и научно-технического прогресса. Реакция человека на существенные изменения окружающей среды выражается в форме различ-

ных экологообусловленных заболеваний.

В настоящее время в связи с глубокими изменениями среды обитания че-

ловека возникла проблема экологической патологии как следствия воздейст-

вия физических, химических и биологических факторов. Большая часть небла-

гоприятных факторов антропогенного происхождения. Из них наиболее опас-

ны вещества промышленного происхождения, в том числе органические и ми-

неральные химические соединения различных классов.

Фактическое загрязнение атмосферы воздуха городов и населенных пунк-

тов оценивается по 5-балльной шкале:

1 – допустимое загрязнение;

2 – умеренное загрязнение;

3 – слабое загрязнение;

4 – сильное загрязнение;

5 – очень сильное загрязнение.

32

Загрязнение степени 1 является безопасным для здоровья человека. При загрязнении степеней 2–5 вероятность возникновения неблагоприятных эф-

фектов возрастает с увеличением степени загрязнения.

Все виды ПДК (предельно допустимые концентрации) относятся к от-

дельным веществам. Между тем в атмосферном воздухе может присутствовать от одного до сотни различных веществ и соединений. Ответная реакция орга-

низма на из воздействие может развиваться по трем направлениям:

усиление эффекта (синергизм), т.е. превышение реакции, вызван-

ное действием каждого из веществ смеси;

ослабление эффекта (антагонизм), т.е. ответная реакция будет меньше эффекта, вызванного любым веществом смеси;

независимое действие, когда ответная реакция будет соответство-

вать действию каждого отдельного вещества или ведущему из них.

Трудность оценки комбинированного действия состоит в том, что при разном уровне воздействующих концентраций ответная реакция может проте-

кать по-разному.

2.7. Нормативы загрязнения атмосферного воздуха

Особенностью нормирования качества атмосферного воздуха является зависимость воздействия загрязняющих веществ, присутствующих в воздухе,

на здоровье населения не только от значения их концентраций, но и от про-

должительности временного интервала.

В Российской Федерации, как и во всем мире, для загрязняющих ве-

ществ, как правило, установлены 2 норматива:

1. Норматив, рассчитанный на короткий период воздействия загрязняю-

щих веществ. Данный норматив называется «предельно допустимые макси-

мально–разовые концентрации».

2. Норматив, рассчитанный на более продолжительный период воздей-

ствия (8 часов, сутки, по некоторым веществам – год). В Российской Федера-

33

ции данный норматив устанавливается для 24 часов и называется «предельно

допустимые среднесуточные концентрации».

ПДК – предельная допустимая концентрация загрязняющего вещества в

атмосферном воздухе – концентрация, не оказывающая в течение всей жизни

прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или буду-

щее поколение, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая

его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни. Величины ПДК приведены в мг/м3.

ПДКМР – предельно допустимая максимальная разовая концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация

при вдыхании в течение 20–30 мин не должна вызывать рефлекторных реак-

ций в организме человека.

ПДКСС – предельно допустимая среднесуточная концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом (годы) вдыхании.

Таблица 4 Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в РФ [16]

Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в РФ

Критерии качества атмосферного воздуха в странах Евросоюза – уро-

вень, установленный на основе научных знаний, с целью исключения, предот-

вращения или сокращения вредного воздействия на здоровье человека и окру-

жающую среду в целом. В случае превышения установленных критериев каче-

ства атмосферного воздуха по каждому загрязняющему веществу он должен быть достигнут в течение заданного периода времени, после чего он не может быть превышен.

Стандарты качества воздуха Всемирной организации здравоохранения

(ВОЗ) – в основе требований лежит охрана здоровья человека. Различные пе-

риоды усреднения отражают потенциальное воздействие загрязнителей на здоровье человека; загрязнители, на которые установлены нормативы с крат-

косрочным базисным периодом, оказывают быстрое воздействие на состояние здоровья, а те из них, которые имеют долговременный (годичный) отчетный период, связаны с хроническим вредным воздействием. В целях охраны здоро-

вья ни один из стандартов не должен быть превышен. Чем выше концентра-

ция, тем более ограниченным должен быть период воздействия на объект. На-

против, при более низкой концентрации загрязняющего вещества период воз-

действия может продлеваться.

35

Класс опасности – показатель, характеризующий степень опасности для человека веществ, загрязняющих атмосферный воздух. Вещества делятся на следующие классы опасности:

1 класс – чрезвычайно опасные;

2 класс – высоко опасные;

3 класс – опасные;

4 класс – умеренно опасные.

Разработка ПДК основывается на лимитирующем показателе вредности загрязняющего вещества. Лимитирующий (определяющий) показатель вред-

ности характеризует направленность биологического действия вещества: реф-

лекторное (рефл.) и резорбтивное (рез.). Под рефлекторным действием пони-

мается реакция со стороны рецепторов верхних дыхательных путей – ощуще-

ние запаха, раздражение слизистых оболочек, задержка дыхания и т.п.

Указанные эффекты возникают при кратковременном воздействии вред-

ных веществ, поэтому рефлекторное действие лежит в основе установления максимальной разовой ПДК (ПДКм.р.),

Под резорбтивным действием понимают возможность развития обще-

токсических, гонадотоксических, эмбриотоксических, мутагенных, канцеро-

генных и других эффектов, возникновение которых зависит не только от кон-

центрации вещества в воздухе, но и длительности ее вдыхания.

С целью предупреждения развития резорбтивного действия устанавли-

вается среднесуточная ПДК (ПДКс.с.).

СИ – стандартный индекс – наибольшая измеренная разовая концентра-

ция примеси, деленная на ПДК; она определяется из данных наблюдений на посту за одной примесью или на всех постах района за всеми примесями за месяц или за год (в соответствии с РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы).

НП – наибольшая повторяемость (%) превышения ПДК по данным на-

блюдений на одном посту (за одной примесью) или на всех постах района за всеми примесями за месяц или за год (в соответствии с РД 52.04.186-89 Руко-

водство по контролю загрязнения атмосферы).

36

ИЗА – комплексный индекс загрязнения атмосферы, учитывающий не-

сколько примесей, представляющий собой сумму концентраций выбранных загрязняющих веществ в долях ПДК (в соответствии с РД 52.04.186-89 Руко-

водство по контролю загрязнения атмосферы).

2.8. Ограничение выбросов

Планы, программы и мероприятия по защите атмосферы следует рас-

сматривать как стратегию защиты атмосферы. На рис. 4 приведена упрощен-

ная схема анализа стратегических и тактических возможностей при решении проблемы снижения выбросов в атмосферу [17].

Рис. 4 Схема анализа проблемы загрязнения атмосферы

37

Основными при решении проблемы защиты атмосферы являются техни-

ческие меры в отношении источника загрязнения, определяющие возможные ограничения выбросов загрязняющих веществ и, следовательно, непосредст-

венно воздействующие на уровень загрязнения. Технические мероприятия по ограничению уровня загрязнения воздуха могут осуществляться в трех на-

правлениях:

1. Меры, приводящие к абсолютному снижению выбросов загрязняющих веществ:

замена источников энергии путем перехода на нетрадиционную энерге-

тику, газификацию, энерготехнологическую переработку топлива и др.;

модификация процессов заменой сырья теми его видами, которые со-

держат меньшее количество загрязняющих веществ;

модификация процессов за счет предварительной обработки топлива и других сырьевых материалов;

модификация процесса путем изменения технологии производства;

отделение твердых частиц, а также удаление и обезвреживание газооб-

разных продуктов, являющихся загрязнениями.

2. Модуляция процессов во времени, ведущая к относительным сниже-

ниям выбросов загрязняющих веществ во время максимальных выбросов.

ограничение применения процессов горения в периоды максимального загрязнения воздуха;

постоянный контроль качества процессов горения или производствен-

ных условий, а также их регулировка для устранения избыточных загрязнений воздуха;

кратковременное введение более «чистых» видов топлива и сырья;

применение мокрых скрубберов Вентури при особенно неблагоприят-

ных метеорологических условиях.

3. Региональные (локальные) модуляции количества выбросов загряз-

няющих веществ в целях устранения локальных максимумов:

38

перемещение в периоды экстремальных метеорологических ситуаций производства из районов с более неблагоприятными условиями в регионы с более удовлетворительными метеорологическими условиями распространения выбросов;

контролируемое распределение различных типов топлива по его качест-

ву;

повышение степени распределения загрязняющих веществ на большую площадь путем применения более высоких дымовых труб.

3. АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ГИДРОСФЕРУ

3.1. Запасы воды

Гидросф (от др.-греч. Yδωρ - вода и σφαῖρα - шар) – совокупность всех водных запасов Земли.

Принято деление гидросферы на Мировой океан, континентальные воды и подземные воды. Большая часть воды сосредоточена в океане, значительно меньше – в континентальной речной сети и подземных водах. Также большие запасы воды имеются в атмосфере, в виде облаков и водяного пара. Свыше 96 % объѐма гидросферы составляют моря и океаны, около 2 % – подземные во-

ды, около 2 % – льды и снега, около 0,02 % – поверхностные воды суши. Часть воды находится в твѐрдом состоянии в виде ледников, снежного покрова и в вечной мерзлоте, представляя собой криосферу.

Континентальные поверхностные воды, занимая сравнительно малую долю в общей массе гидросферы, тем не менее, играют важнейшую роль в жизни наземной биосферы, являясь основным источником водоснабжения,

орошения и обводнения. Кроме того эта часть гидросферы находится в посто-

янном взаимодействии с атмосферой и земной корой.

Взаимодействие этих вод и взаимные переходы из одних видов вод в другие составляют сложный круговорот воды на земном шаре. В гидросфере

39