Учебник по экологии для технических специальностей - Н.И. Николайкин. Учебник по экологии для технических специальностей - Н.И. Никола. Технические науки и по специальностям в области 650000 Техника и технологии е издание, стереотипное москва 2004
 Скачать 4.61 Mb.
|
|
2 ) Серная кислота (H 2 S0 4 ) Бензол (С 6 Н 6 ) Оксид углерода (СО) Предельно допустимая концентрация ПДК, мг/м 3 рабочей зоны 0,01 0,5 2 1 15 20 0,005 0,1 2 1 5 20 атмосферного воздуха 0,001 0,02 0,085 0,3 0,3 5 1 0,0003 0,005 0,04 0,1 од 3 При одновременном присутствии в воздухе водном и том же месте п вредных веществ однонаправленного действия (обладающих эффектом суммации вредного действия на организм человека) их концентрации С должны удовлетворять условию (10.21) В нашей стране первые нормативы ПДК ряда веществ в рабочих помещениях были введены в х годах прошлого века. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий — СН 245-71» включали ПДК р а б для более 600 индивидуальных веществ, ГОСТ 12.1.005-88 содержал значения ПДК р а б 1374 вещества действующие в наши дни гигиенические нормативы ПДК Раб (ГН 2.2.5.686-98) и ОБУВ (ГН 2.2.5.68-98) включают 2259 и 494 вещества соответственно и продолжают дополняться. Предельно допустимые концентрации в атмосферном воздухе населенных пунктов для первых десяти веществ были введены в 1951 г. Позже существовали и регулярно дополнялись списки ПДК и ОБУВ Минздрава СССР. В 1998 г. Российский регистр потенциально опасных химических и биологиче- 5 0 4 Глава 10. ПУТИ И МЕТОДЫ СОХРАНЕНИЯ БИОСФЕРЫ ских веществ Минздрава России обобщили усовершенствовал имеющиеся данные в гигиенических нормативах ПДК атм в (ГН 2.1.6.695-98) и ОБУВ а т м в (ГН 2.1.6.696-98), охватывающих 628 и 1495 индивидуальных веществ соответственно. В них введены следующие принципиальные изменения в связи с чрезвычайно высокой биологической активностью ряда веществ они объединены в специальный раздел Вещества, выброс которых в атмосферный воздух запрещен. В основном это 38 сильнодействующих лекарственных препаратов, например седуксен, наркотин он же морфин, преднизолон, зоокумарин и др признано недопустимым наличие одинаковых значений ПДК ми ПДК , имевшееся в прежних перечнях. Для соответствующих веществ проведена корректировка по результатам новых научных разработок исключены вещества, для которых в 1997 г. установлены ОБУВ сроком на один год, так как срок действия этого норматива три года. Действующие в России значения ПДК для большинства веществ являются более жесткими нормативами, чем установленные в других странах (табл. 10.5 и 10.6). Однако следует учитывать, что токсикологические подходы к установлению пороговых значений в этих странах могут быть иные, чем в России. Так, в США во внимание принимаются более значительные последствия действия вредных веществ, такие, как появление опухолей, снижение дыхательной функции и т. п. Водная среда Предельно допустимая концентрация вещества вводной среде — это такая концентрация индивидуального вредного вещества, выше которой вода непригодна для водопользования соответствующего вида. Выделяют следующие виды водопользования • хозяйственно-питьевое; • коммунально-бытовое; рыбохозяйственное. 1 Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ ведет государственную регистрацию таких веществ, производимых, ввозимых и применяемых на территории РФ. Для этого собирается информация об их номенклатуре, назначении, производстве, применении, свойствах, биологическом действии и поведении в ОС, включая информацию о методах лечения и оказания первой необходимой помощи в случае острых отравлений. 10.4. Регламентация воздействия на биосферу 5 0 5 Таблица Значения ПДК атм в вредных веществ по национальным стандартам Вещество Свинец (Pb) и его неорганические соединения Диоксид азота (N0 2 ) Озон (0 3 ) Диоксид серы (S0 2 ) Оксид углерода (СО) Предельно допустимая концентрация, мг/м 3 по национальному стандарту чистоты окружающего воздуха США) 0,235 1,3 40 0,0015 0,1 0,365 10 по ГН 2.1.6.695-98 Минздрава России 0,001 0,085 0,16 0,5 5 0,0003 0,04 0,03 0,05 3 Приведены значения для временных интервалов усреднения, наиболее близких к принятым в нашей стране. Таблица Значения ПДК р а б вредных веществ по национальным стандартам Вещество Цианистый водород) Оксид углерода (СО) Этиловый спирт (С 2 Н 2 ОН) Предельно допустимая концентрация, мг/м 3 по стандарту чистоты воздуха на рабочих местах (США) средняя зач среднесменная) 11 55 1900 по ГН 2.2.5.686-98 Минздрава России средняя за 20 мин максимальная разовая) 0,3 20 1000 Наиболее жесткие нормативы ПДК установлены для водоемов рыбохозяйственного назначения, к которым отнесены практически все водные объекты на территории России. При использовании водного объекта для различных нужд приори- 5 0 6 Глава 1 0. ПУТИ И МЕТОДЫ СОХРАНЕНИЯ БИОСФЕРЫ тет отдается более жестким требованиям. При нормировании вредных веществ вводе учитываются три основных критерия) общий санитарный режим водного объекта 2) органолептические свойства 3) здоровье населения. По первому критерию оценивается влияние вредных веществ на процессы самоочищения воды от органических загрязнений в сточных водах, для чего определяется количество кислорода, необходимое для окисления органических веществ и развития водной микрофлоры. Характеристиками загрязненности воды в этом случае являются биологическое и химическое потребление кислорода (ВПК и Х П К — см. стр. 191). По второму критерию устанавливаются пороговые значения на группах людей-добровольцев, подобранных по способности к восприятию запахов. Порог ощущения запаха для самых чувствительных индивидуумов принимается в качестве ПДК В 0 Д данного вещества. По третьему критерию наиболее сложно определить влияние вредного вещества на здоровье человека. С этой целью проводятся санитарно-токсикологические исследования по установлению максимальной недействующей дозы (концентрации) вещества. Первые ПДК вредных веществ для питьевой воды были утверждены в 1939 г. Для оценки водных объектов хозяйствен но-питьевого и культурно-бытового назначения в 1991 г. использовалось около 2000 норма для рыбохозяйственного водопользования — 1000 норм ПДК, причем лишь некоторые вещества повторяются враз н ы х перечнях. Почвенная среда Предельно допустимая концентрация вещества в почве — этот акая максимальная концентрация индивидуального вредного вещества, при которой оно прямо или косвенно не влияет нас оп р и касающиеся с почвой среды, на здоровье человека, атак жена способность почвы к самоочищению и вегетации (росту и развитию) растений. В соответствии с путями миграции химических веществ из почвы выделяют следующие разновидности ПДК транс локационная характеризующая переход веществ из почвы через корневую систему в зеленую массу и плоды растений миграционная воздушная — переход веществ из почвы в атмосферу миграционная водная — переход веществ из почвы в подземные грунтовые воды и водоисточники; • общесанитарная — влияние веществ на самоочищаю- шую способность почв и микробиоценоз. 10.4. Регламентация воздействия на биосферу 5 0 7 В зависимости от перечисленного, а также от физико-хи мических свойств конкретного вещества, показателей его стойкости и токсичности и с учетом данных о фоновой концентрации экспериментально устанавливают максимальную концентрацию этого вещества в почве, при которой содержание вещества в пищевых и кормовых растениях не превышает некоторых допустимых остаточных количеств (ДОК, иначе называемых ПДК, в продуктах питания ( ПДК ПР -ПИ Т поступление вещества в воздух (для летучих веществ) не вызывает превышения ПДК для атмосферного воздуха поступление вещества в грунтовые воды не вызывает превышения ПДК для водных объектов не оказывается влияние на микроорганизмы, процессы самоочищения почвы и способность обеспечивать вегетацию растений. В качестве ПДК П 0 Ч ВЫ принимается наиболее жесткий показатель из вышеперечисленных. При отсутствии ПДК могут устанавливаться временно допустимые концентрации ВДК П 0 Ч ВЫ, которые определяются по эмпирическому уравнению (10.22) Первые нормы ПДК вредных веществ в почве введены в 1980 г. В настоящее время установлены ПДК П 0 Ч ВЫ для 109 вещества для 70 веществ — ориентировочно допустимые концентрации. Это в основном пестициды, ряд тяжелых металлов, а также некоторые микроэлементы. Помимо нормативов ПДК, существует ряд дополнительных показателей санитарного состояния почвы, определяемых как на территории населенных пунктов, таки производственных объектов • санитарно-физико-химические оценки, характеризующие в основном почвенные фильтраты • санитарно-энтомологические оценки в виде численности синантропных видов насекомых (в первую очередь мух во всех фазах развития • санитарно-гельминтологические оценки, характеризующие наличие гельминтов (червей, паразитирующих в органах человека, животных, растений) в местах, посещаемых населением 1 Содержание примесей нормируется в зависимости от вида продуктов, выращиваемых на данной почве или в данном хозяйстве (мясных, молочных, рыбных, растительных. 5 0 8 Глава 1 0. ПУТИ И МЕТОДЫ СОХРАНЕНИЯ БИОСФЕРЫ • санитарно-бактериологические оценки, в том числе учитывающие наличие бактерий кишечной группы и других болезнетворных микроорганизмов. Нормативы предельно допустимых остаточных количеств вредных химических веществ в продуктах питания ( ПДК пр пи т) . Вредные вещества попадают в продукты питания человека различными путями из почвы через корни, из воздуха через листья, а также при опрыскивании различными ядохимикатами. В любом случае они далее включаются в пищевые цепи и попадают в организм человека. Поэтому основным ограничением является допустимое остаточное количество ДОК) вредного вещества в продуктах питания или в урожаев период его сбора, которое измеряется в граммах или миллиграммах на 1 кг кормовых или пищевых продуктов. Наиболее распространенные вредные вещества в продуктах питания — это пестициды, тяжелые металлы и их соединения, синтетические моющие средства, нитраты, нитриты, радионуклиды, токсины микроорганизмов, лекарственные средства. Часть этих веществ попадает с исходным сырьем, часть — в результате непреднамеренного загрязнения при переработке (остатки упаковки, моющие средства и т. п. В нашей стране в пищевых продуктах контролируются 14 химических ингредиентов, из которых наиболее опасны соединения кадмия, ртути и свинца. Тяжелые металлы и их соединения взаимодействуют с белками, блокируют различные ферментные системы и нарушают физиологические функции организма. Они накапливаются в органах и тканях, особенно в костной (см. разд. 5.1.3 и 9.1.1). В наши дни большое количество вредных веществ, обнаруживаемых в продуктах питания человека в недопустимых количествах, попадает в них с пищевыми добавками. В разных странах используется более 500 наименований специальных добавок. Это химические средства консервации, пищевые красители, вкусовые ингредиенты и вещества, улучшающие товарный вид, антиокислители и др. (см. разд. 8.2.3). Первые законодательные акты, регламентирующие их применение, появились в 1887 г. в Германии, где был издан закон о пищевых красителях. Позже подобные требования были предъявлены ив других странах, причем сначала они были основаны на негативных списках — перечнях запрещенных веществ. В настоящее время большинство стран, включая Россию, используют позитивные списки — перечни веществ, рекомендованных для использования в пищевой промышленности. 1 0.4. Регламентация воздействия на биосферу 5 0 9 По отечественному законодательству нормативы ПДК пр пи т устанавливают для каждого химического вещества отдельно и при их суммарном действии. Кроме прочих установлены нормы содержания в продуктах питания радионуклидов (цезия и стронция, применяемых в ветеринарии антибиотиков, транквилизаторов, гормонов. Повышенные требования применяют к детскому и лечебному питанию. Согласно международным стандартам, безопасность продуктов (как и прочих товаров) для населения должна быть отражена на их этикетках, где указываются компоненты (вещества, способные повлиять на здоровье. В европейских странах для этого введена специальная система экомаркировки — особых меток, означающих безопасность товара для здоровья потребителя. Согласно ГОСТу Р ИСО 14020-99, экологическая этикетка — это заявление, информирующее об экологических аспектах продукции или услуг. Она может иметь форму заявления, знака или графического изображения. Общая цель такой этикетки — доведение до потребителя надежной и достоверной информации об экологических аспектах продукции (товара или услуги. Тем самым стимулируется воздействие рынка на природоохранную деятельность производителей, ибо потребитель выбирает продукцию, оказывающую менее негативное воздействие на окружающую среду. Нормативы, предельно допустимых уровней (ПДУ) физических воздействий Эти нормативы включают • ПДУ шума • ПДУ виброскорости; • ПДУ напряженности электромагнитных полей высоковольтных линий электропередач • ПДУ облучения для источников высокочастотных (ВЧ, ультравысокочастотных (УВЧ) и сверхвысокочастотных (СВЧ) излучений • ПДУ радиационного воздействия, в том числе предельно допустимые дозы (ПДД) ионизирующих излучений, зависящие от категории населения А (персонал, Блица, которые не соприкасаются непосредственно с источниками излучения, однако по условиям работы или проживания могут подвергаться радиационному воздействию, В (остальное население • ПДУ теплового загрязнения, в том числе допустимый уровень отклонения температуры воды в естественных условиях. 5 1 0 Глава 1 0. ПУТИ И МЕТОДЫ СОХРАНЕНИЯ БИОСФЕРЫ 10.4.2.2. Производственно-хозяйственные нормативы Норматив предельно допустимого выброса (ПДВ). Норматив предельно допустимого выброса вредного вещества в атмосферу — это допустимая масса выброса вещества в единицу времени (гс или т/г), создающая с учетом перспектив развития расположенных рядом предприятий и рассеивания вещества в атмосфере приземную концентрацию, не превышающую его ПДК для населения, растительного и животного мира, если нет иных, более жестких экологических требований или ограничений (с усреднением в любой минутный период времени. Система производственно-хозяйственного нормирования пока ориентирована на санитарно-гигиенические нормативы см. разд. 10.4.2.1). Общеэкологические (или комплексные) нормативы ПДК — нормативы, ориентированные на реакцию наиболее чувствительных организмов биоценоза, а не только человека, являются значительно более жесткими. Повсеместная переориентация сложившейся системы нормирования на ПДК растительного (табл. 10.7) и животного мира вызовет значительно большие экологические и экономические ограничения хозяйственной деятельности, что в конце XX в. признавалось нерациональными нереальным, нос принятием Федерального закона от 10.01.02 № 7-ФЗ Об охране ОС существующий подход может быть вскоре изменен. Таблица 10.7 Значения отечественных нормативов '. вредных веществ, установленные для разных организмов по В. Си Т. В. Николаевским, 1988) Вещество Аммиак (NH 3 ) Диоксид азота (N0 2 ) Диоксид серы (S0 2 ) Бензол (С б Н 6 ) Сероводород (H 2 S) Хлор (С 2 ) Метанол (СН 3 ОН) Максимально разовая растения в целом 0,05 0,02 0,02 0,1 0,02 0,25 0,2 древесные породы 0,1 0,04 0,03 од 0,008 0,025 ОД человек 0,2 0,085 0,5 1,5 0,008 од 1,0 10.4. Регламентация воздействия на биосферу 5 1 1 В настоящее время норматив ПДВ устанавливается для каждого источника загрязнения (рис. 10.11) отдельно группы или совокупности источников загрязнения объекта (предприятия, промплощадки, населенного пункта и т. п) в целом каждого индивидуального вещества отдельно каждой группы веществ, обладающих эффектом сумма- ции см. формулу (10.21)]. При этом исходят из требования, что максимальное содержание вредного вещества См в любом месте приземного слоя атмосферы (0—2 мот поверхности Земли) с учетом его фоновой концентрации С ф не должно превышать нормы качества воздуха, те. См + С ф < ПДК. (10.23) Метод расчета концентраций в атмосферном воздухе веществ С содержащихся в выбросах предприятий, основан на модели рассеивания веществ в атмосфере, изложенной в Общесоюзном нормативном документе ОНД-86». Модель учитывает состояние атмосферы (те. метеорологические условия) вместе расположения предприятия, характер местности (особенности рельефа, физические свойства выбросов, параметры источника выбросов и т. д. Рис. 10.11. Классификация источников загрязнения атмосферы 512 Глава 10. ПУТИ И МЕТОДЫ СОХРАНЕНИЯ БИОСФЕРЫ При выбросе газовоздушной смеси из одиночного источника с круглым устьем приземная концентрация вредного вещества С (мг/м 3 ) при неблагоприятных для рассеивания метеорологических условиях достигает максимального значения См на расстоянии Хм (мот источника (рис. 10.12), которые определяются по формулам С. АМРтпц , X. H 2 3jv[AT 0 , 2 5 ( 5 - F) dH, (10.24) (10.25) где А — коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы в данной географической местности А М — масса выбрасываемого вредного вещества в единицу времени, гс F — коэффициенту ч и ты в а ю щи й ско- Рис. 10.12. Распределение приземной концентрации вредного вещества в атмосфере на оси факела выброса одиночного точечного источника в виде трубы или вентиляционной шахты) 1 Стратификация атмосферы — уменьшение температуры в нижней атмосфере с высотой. Средний градиент ее снижения в тропосфере — 0,6 Снам высоты. 10.4. Регламентация воздействия на биосферу 5 1 3 рость оседания вещества в атмосфере (F = 1 — для газов F = 2; 2,5; 3 — для аэрозолей в зависимости от степени их очистки перед выбросом т, п — коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья трубы (определяются по формулам или графикам-номограммам методики ОНД-86); г) — коэффициент рельефа местности (для ровной и слабопересеченной местности л = 1); Н — высота источника выброса над уровнем Земли, м V 1 — объемный расход газовоздушной смеси, мс AT — разность температур выбрасываемой смеси и средней максимальной наружного воздуха в наиболее жаркий месяц года поданным многолетних наблюдений (по климатологическим справочникам, С d — безразмерный коэффициент (определяется по формулам методики ОНД-86). Приземные концентрации вредного вещества С (мг/м 3 ) в атмосфере по оси факела выброса при неблагоприятных для рассеивания метеорологических условиях на различных расстояниях X (мот источника выброса (рис. 10.13) определяются по формуле С = S ^ , (10.26) где S x — безразмерый коэффициент, зависящий от отношения X I Х ш и F (определяется по формулам или графикам-номо граммам методики ОНД-86). Рис. 10.13. Схема размещения расчетных точек при определении приземной концентрации вредного вещества в атмосфере под факелом выброса одиночного точечного источника 17 Экология 5 1 4 Глава 10. ПУТИ И МЕТОДЫ СОХРАНЕНИЯ БИОСФЕРЫ Приземная концентрация вредного вещества в атмосфере С (мг/м 3 ) на расстоянии Ум) по перпендикуляру (риск оси факела выброса определяется по формуле (10.27) где S 2 — безразмерный коэффициент, зависящий от отношения Y/X и скорости ветра (определяется по формулам или гра фикам-номограммам методики ОНД-86). Методика ОНД-86 позволяет также рассчитать вертикальное распределение концентрации C z на различных высотах Z (м) над Землей. Расчеты приземных концентраций вредного вещества для различных расстояний X и У выполняются с фиксированными шагами ЛХ и АУ (например, 20, 50, 100, 500 ми т. д. При этом проводится последовательный перебор всех направлений ветра обычно с шагом в 10°) и учитывается роза ветров для конкретной географической точки расположения источника загрязнения. Поскольку расчет рассеивания загрязняющих (вредных) веществ, выбрасываемых промышленными (транспортными или иными) объектами в атмосферу достаточно объемен, он проводится на ЭВМ по одной из специально отобранных и аттестованных универсальных программ. Такими, в частности, являются специализированные программы экологических расчетов серий Экологи Гарант. Результаты расчета получают отдельно для каждого вещества в виде таблиц и графического изображения (рис. 10.14) территории анализируемого объекта с окрестностями и с сани- тарно-защитной зоной, на котором нанесены изолинии равных расчетных концентраций вещества в приземном слое атмосферы, с учетом преобладающих направлений и наиболее неблагоприятных скоростей ветра. Для каждого источника радиус зоны влияния рассчитывается как наименьшее из двух расстояний от источника Хи Х где Xj = 1 0 Хм, а Х определяется как расстояние от источника, начиная с которого выполняется условие С < 0,05 ПДК. За пределами зоны влияния расчеты не проводятся. Если на границе нормативной СЗЗ предприятия выполняется условие (10.28) а на его территории — условие * 1 0.4. Регламентация воздействия на биосферу 5 1 5 (10.29) то масса выброса М может быть квалифицирована как ПДВ. Для одиночного источника ПДВ = М а См = (ПДК - Си формула (10.24) может быть преобразована в зависимость (10.30) 8 Рис. 10.14. Пример графической формы представления результатов расчета на ЭВМ приземной концентрации оксида углерода 1 — граница территории 2 — граница СЗЗ; 3 — изолинии равных приземных концентраций СО 0,1; 0,2; 0,3 — (0,1; 0,2; 0,3) ПДК СО + — источники выброса 516 Глава 1 0. ПУТИ И МЕТОДЫ СОХРАНЕНИЯ БИОСФЕРЫ Процесс рассеивания веществ в атмосфере зависит и от наличия в соответствующих местах крупных зданий и сооружений. Ветровой поток обтекает препятствия, а в образующихся зонах завихрений вещества могут скапливаться и оседать, поэтому у стен создаются зоны повышенной концентрации. В этих случаях говорят об образовании ветровых теней различных размеров и конфигураций (рис. 10.15). При определенном соотношении высот здания и источника выбросав атмосферу, а также расстояния между ними застройка существенно влияет на результаты расчетов, поэтому ОНД-86 содержит специальную методику учета этого дополнительного фактора. Последние версии программ экологических расчетов серий Экологи Гарант позволяют выполнить расчеты с учетом влияния застройки в виде одного — трех одиночно стоящих зданий (учесть влияние всего комплекса застройки на заданной территории с достаточной точностью пока не удается. В случае, когда расчеты показывают, что при существующей мощности выбросав контрольных точках значение См превышает ПДК, но по объективным причинам положение не может быть исправлено в короткий срок (порядка месяца, при этом предприятие (или его часть) не может быть ни остановлено, ни пере профилировано, тогда используется метод поэтапного снижения выбросов вредных веществ. Дог. существовало правило, в соответствии с которым на это время (до момента достижения условий, когда выброс может быть квалифицирован как допустимый, ноне более чем на 3 года для источника (или для отдельного вещества, устанавливали норматив временно согласованного выброса (ВСВ) с соответствующими экономическими санкциями в виде значительно (враз) большей платы завы бросы в атмосферу (см. разд. 10.3). Временно согласованный выброс, также как описанные далее лимиты и временно согласованный сброс, — явное, хотя и временное отступление от жестких принципов нормирования. Рис. 10.15. Ветровые тени (застойные зоны) около зданий 1 — на крыше зона обтекания 2 — подветренная (теневая зона 3 — наветренная зона подпора) 10.4. Регламентация воздействия на биосферу 5 1 7 Федеральным законом от 10.01.02 № 7-ФЗ Об охране ОС введено новое положение (статья 23, п. 3), которое гласит, что при невозможности соблюдения нормативов допустимых выбросов и сбросов веществ и микроорганизмов могут устанавливаться лимиты на выбросы и сбросы на основе разрешений, действующих только в период проведения мероприятия по охране окружающей среды, внедрения наилучших существующих технологий и (или) реализации других природоохранных проектов, с учетом поэтапного достижения установленных нормативов выбросов и сбросов веществ и микроорганизмов Таким образом, термины ВСВ и ВСС заменяются термином лимит на выброси сброс веществ, что соответствует терминологии, уже несколько лет применяющейся при расчетах платежей за загрязнение природной среды см. разд 10.3.4). Норматив предельно допустимого сброса (ПДС). Норматив предельно допустимого сброса загрязняющего вещества в поверхностный водоем — это максимально допустимая масса вещества вводе, возвращаемой вводный объект в данном его пункте в единицу времени, при которой не происходит нарушение (превышение) норм качества воды в контрольном створе. Для водотока (риса контрольный створ (вертикальное сечение) должен быть отдален с достаточным запасом от места непосредственного водопользования (места забора воды 'для водоснабжения, купания, организованного отдыха, территории населенного пункта и т. п. Он должен отстоять вверх по течению на расстоянии 500 м для рыбохозяйственного назначениям для нужд населения. Для непроточного водоема (рис. 10.16, б вода в контрольной зоне должна соответствовать нормативам качества в радиусе 1000 мот пункта водопользования. Предельно допустимый сброс — расчетный научно-техни ческий норматив, величина которого устанавливается отдельно для каждого вещества с учетом фоновой концентрации, 1 Створ (применительно к водному объекту) — участок водоема или водотока, отвечающий определенным, наперед заданным требованиям. 2 Фоновая концентрация вещества характеризует его присутствие в створе водного объекта, в данном случае непосредственно перед местом сброса. Она свидетельствует о влиянии всех источников сброса вещества, без учета того, для которого производится расчет ПДС. 518 Глава 1 0. ПУТИ И МЕТОДЫ СОХРАНЕНИЯ БИОСФЕРЫ Рис. 10.16. Схемы расположения контрольного створа в водотоке (аи контрольной зоны в непроточном водоеме (б при нормировании содержания загрязняющих веществ вводе (по Г. В. Стадницкому и АИ. Родионову) норм качества воды (в зависимости от вида водопользования) и ассимиляционной способности водного объекта. Наиболее верным подходом к установлению нормативов ПДС является бассейновый принцип, согласно которому решать задачу ограничения сброса загрязняющих веществ необходимо с учетом загрязнения всей совокупности водных объектов, формирующих единый бассейн реки, озера, моря. Таким образом, норматив ПДС должен быть установлен для бассейна в целом, а конкретным предприятиям следует выделять дифференцированные квоты. Вещества, загрязняющие сточные воды, попадая в природные водные объекты и взаимодействуя друг с другом, образуют новые соединения, нередко более токсичные, чем исходные. 1 Ассимиляционная способность щению». способность объекта к «самоочи- 1 0.4. Регламентация воздействия на биосферу 5 1 9 Особенно плохо то, что при подобных трансформациях получаются вещества, неподдающиеся не только количественной оценке, но и идентификации (качественному определению. Трансформация веществ происходит как в химических, таки в биологических процессах, при этом вводном объекте резко сокращается количество растворенного кислорода, что ведет к нежелательным процессам, в том числе к гибели рыбы. В соответствии с материальным балансом процесса смешения в водотоке основное расчетное уравнение в общем случае имеет вид яС ст . в +уЯС ф = д + уЯ)С кст , (10.31) где q и Q — расход сточных води расход воды вводном объекте ст в' к ст' Ф — концентрации вещества в сточных водах, контрольном створе и фоновая у — коэффициент смешения — интегральный показатель, учитывающий особенности водотока. При заданных и известных характеристиках водотока для прогноза его санитарного состояния в контрольном створе достаточно уравнение (10.31) преобразовать в следующий вид с , . „ = % ^ . (Ю, Если рассчитанная концентрация й примеси в контрольном створе не превышает ПДК, те ПДК, то ситуация признается допустимой если C t > ПДК, сброс таких вод недопустим и требуется снижение интенсивности сброса (очистка или уменьшение количества стоков. При предварительном выборе места выпуска сточных вод вводный объект одним из показателей допустимости того или иного решения является степень разбавления сточных вод, достигаемая у ближайшего пункта водопользования. Она называется кратностью разбавления пи вычисляется по формулам в контрольном створе водотока п = (7Q + q)/q; (10.33) 1 Одним из наиболее безобидных является следующий пример. Азо- тосодержащие вещества, присутствующие в сточных водах, последовательно трансформируются по схеме азот растворенного органического вещества (РОВ) под воздействием бактерий Heterotrophs превращается в N H 4 , который бактериями Nitrosomonas переводится в N 0 2 , а далее бактериями Nitrosobacter — в NOg. Последний потребляется в звене пищевой цепи совместно с азотом РОВ, что замыкает часть естественного круговорота азота, и т. д. (см. также 6.3.1). 520 Глава 1 0. ПУТИ И МЕТОДЫ СОХРАНЕНИЯ БИОСФЕРЫ в контрольной зоне непроточного водоема (10.34) Зная (либо задавая) величину кратности разбавления, можно рассчитать максимально допустимую концентрацию вещества в сточных водах по формуле (10.35) Допустимая масса го загрязняющего вещества вводе (в гс, сбрасываемого в водоток, определяется по формуле (10.36) где С П д С / — допустимая концентрация загрязняющего вещества в сточной воде, г/м 3 В свою очередь максимально допустимая концентрация вещества в стоках, по одной из принятых для водотоков методик, рассчитывается последующим формулам (10.37) (10.38) где h — коэффициент, характеризующий степень разрушения примеси вводе, сут t — время добегания сточных вод от места выпуска до контрольного створа, сут. При сбросе сточных вод в непроточный водоем (озеро, водохранилище и т. п) считается, что полное их разбавление д полн это результат начального разбавления (г нач, происходящего рядом с местом выпуска воды, за счет скорости и турбулентности струи и основного (л осн) разбавления за счет диффузии (10.39) Дальнейший расчет производят по дополнительным формулами графикам-номограммам нормативных документов, не рассматриваемым здесь. Выполнение требований нормативов ПДС достигается за счет различных специальных инженерно-технических мероприятий, в число которых входят оборотное водоснабжение, очистка, обезвреживание и обеззараживание сточных водит. п, причем чем выше предъявляемые требования, тем дороже необходимые мероприятия. 1 0.4. Регламентация воздействия на биосферу 5 2 1 Стремление оптимизировать весьма дорогостоящие водоохранные мероприятия ведет к тому, что прежде всего используются естественные резервы водных экосистем — их способность рассеивать и ассимилировать вредные вещества, так называемая способность самоочищения водоемов. Заботы при таком подходе сводятся к обеспечению степени разбавления стоков, достаточной для достижения показателей качества воды в местах или створах ее использования, поскольку, согласно действующим правилам, санитарно-гигиенические требования к качеству воды не относятся ко всей акватории водного объекта. Фактически прил ю б ом варианте разбавления загрязненных сточных вод цели охраны ОС от загрязнения не достигаются. Необходимую степень очистки (л) сточных вод определяют как (10.40) Чем выше расчетное значение необходимой кратности разбавления и (или) ниже допустимая концентрация вещества в стоках, тем сложнее и дороже технические мероприятия для их достижения. При проектировании и обосновании строительства новых объектов это серьезный довод для поиска иного района размещения с более благоприятными гидрологическими условиями. При сбросе сточной воды в черте населенного пункта к содержанию в ней г-й примеси предъявляют такие же нормативные требования, что и к воде самого водного объекта, а именно ПДС, < ПДК 9 . (10.41) Столь жесткое требование предъявляется к водным объектами при условии Сф^ > ПДК. В случае когда на уже действующем предприятии невозможно быстро снизить до рассчитанного значения ПДС интенсивность сброса в водоем какого-либо загрязняющего вещества, то разрабатывается план мероприятий поэтапного снижения сбросов, а на время его реализации устанавливается норматив временно согласованного сброса (ВСС). Как отмечалось выше, ВСС, по сути, является прямым нарушением жестких принципов нормирования, поэтому I I для проектируемых или еще только строящихся предприятии устанавливать нормативы ВСС запрещено Глава 10. ПУТИ И МЕТОДЫ СОХРАНЕНИЯ БИОСФЕРЫ Помимо запрета сбрасывать сточную воду, в которой загрязняющие вещества содержатся с недопустимо высокими концентрациями, вводные объекты также не разрешается сброс условно чистой воды в следующих случаях при содержании в ней вредных веществ, для которых не установлены значения ПДК при содержании в ней ценных отходов, которые могут быть утилизированы при возможности ее повторного использования при возможности использования для орошения. Нормативы образования отходов производства и потребления и лимитов на размещение отходов (ЛРО) на территории объекта (предприятия Оценка количества образующихся отходов проводится двумя методами 1) по материальному балансу 2) по удельным показателям. В первом случае при устойчивых повторяющихся данных баланса между используемым сырьем и получаемой по определенной технологии продукцией суммарная масса п видов отходов Q OTX определяется как (10.42) где Мс — масса сырья типа М п р — масса продуктов го типа. По второму методу проводится косвенный расчет с использованием сведений о потреблении сырья (или выпуске продукции, а также удельных показателей (нормативов) образования отходов по одной из следующих формул |