Лекция 5 КАЧЕСТВО ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 1 Качество

Лекция 5 КАЧЕСТВО ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 1

Качество воздушной среды Название газа Содержание в воздухе Молекулярный вес, атомных ед. % по объёму vpm по объёму % по весу ppm по весу Азот 78. 00 780 900 75. 52 755 100 28. 016 Кислород 20. 80 209 500 23. 15 231 500 32. 000 Аргон 0. 93 9 300 1. 28 12 800 39. 944 Двуокись углерода 0. 03 300 0. 05 460 44. 010 Неон 1. 8· 10 -3 18 – 12. 5 20. 010 Гелий 5. 24· 10 -4 5, 2 – 0. 72 4. 003 Метан – 2, 2 – 1. 2 – Криптон 1. 0· 10 -4 1, 0 – 2. 9 83. 7 Водород 5. 0· 10 -5 0, 5 – 0. 03 2. 016 Ксенон 8. 0· 10 -6 0, 8 – 0. 36 131. 3 Озон 9. 0· 10 -6 – – – 48. 0 Радон 6. 0· 10 -18 – – – 222. 0 1 000 28. 966 Сухой воздух 1 000 2

Загрязнение воздушной среды пыль и/или аэрозоли, углекислый газ СО 2, окись углерода СО, сернистый газ S 02, окислы азота Nx. Oy, Фреон ЛОВ 3

n Массовая, или гравиметрическая концентрация – это масса частиц, содержащихся в единице объёма воздуха. мг/м 3, мкг/м 3, 10 -3 мг/м 3, нг/м 3. n по выпадению на подстилающую поверхность: г/м 2, кг/га или т/км 2. n Объёмная концентрация – это объём частиц содержащихся в единице объёма загрязнённого воздуха, в см 3/м 3. n Счётная концентрация – это отношение числа загрязняющих частиц к единице объёма загрязнённого воздуха, выражаемая количеством частиц в 1 м 3. n Поверхностная концентрация характеризует суммарную поверхность частиц, содержащихся в единице объёма воздуха, в м 2/м 3. 4

Размеры частиц где ni – число частиц в i-м интервале диаметров со средним размером di, N – общее число частиц Средний квадратичный (средний по поверхности) диаметр Средний кубический (средний по объёму) диаметр Геометрический диаметр Dpij частиц в интервале размеров частиц от Dpi до Dpj Аэродинамический диаметр Dal – плотность частиц. 5

Соотношения между безразмерными и размерными единицами SO 2 CO O 2 NO NO 2 1 ppm 1 ppm Об%, промилле - %об, vpm мг/м 3, ppm = 2, 7 мг/м 3 = 1, 2 мг/м 3 = 2, 1 мг/м 3 = 1, 25 мг/м 3 = 2, 0 мг/м 3 Время – час, сутки, год сезон 6

Нормирование загрязнения атмосферного воздуха n Концентрация предельно допустимая (ПДК) – норматив – количество вредного вещества в окружающей среде, при постоянном контакте или при воздействии за определённый промежуток времени практически не влияющее на здоровье человека и не вызывающее неблагоприятных последствий у eгo потомства. Устанавливается в законодательном порядке или рекомендуется компетентными учреждениями (комиссиями и др. ) n : . Среднесуточная, ПДКсс n Максимально разовая ПДКм. р. n Среднегодовая, ПДКсг n Временно допустимая концентрация ВДКрз 7

Среднесуточная предельно допустимая концентрация ПДКсс Определение степени загрязнения воздуха веществами разных классов опасности: k 3 кл = kjn ·b где n – коэффициент изоэффективности, j – класс опасности j=1 n=2, 3; j=2 n=1, 3; j=3 n=1; j=4 n=0, 87. Класс опасности k=С/ПДК b 1 >2, 5 3, 2 2 >5 1, 6 3 >8 1 4 >11 0, 7 комплексный показатель i – номер вещества 8

Среднегодовые значениясг ПДК ГОСТ 17. 2. 3. 01 -86 Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных мест. n ПДКсг = а ∙ ПДКСС. Вещества Аммиак, азота оксид, азота диоксид, бензол, бенз/а/пирен, марганца диоксид, озон, серы диоксид, сероуглерод, синтетические жирные кислоты, фенол, формальдегид, хлоропрен Коэффициент “а” 1 Трихлорэтилен 0, 4 Амины, анилин, взвешенные вещества (пыль), углерода оксид, хлор 0, 34 Сажа, серная кислота, фосфорный ангидрид, фториды (твердые) 0, 3 Ацетальдегид, ацетон, диэтиламин, толуол, фтористый водород, хлористый водород, этилбензол 0, 2 Акролеин 0, 1 9

Оценка загрязнения i = 1, 2, …, n n По=1 опасности для здоровья не существует и чем эта величина меньше единицы, тем меньше опасность. Стандартный приведённый индекс где Cimax – максимальная из измеренных за 20 мин (сутки) значений концентрации. мг/м 3; CПДКi – среднесуточное значение ПДК в атмосферном воздухе для данного i–того соединения. 10

Комплексная оценка уровня химического загрязнения n где qi – средняя концентрация i–го химического поллютанта; n ПДКcci среднесуточная предельно допустимая концентрация; n n – число вредных веществ, учитываемых при вычислении КИЗА; n ci – безразмерная константа приведения степени вредности вещества к степени вредности диоксида серы. n В зависимости от степени опасности (1, 2, 3, 4) значения ci принимаются соответственно равными 1. 7; 1, 3; 1, 0; 0, 9. Приоритетные: диоксид серы, взвешенные вещества, оксиды азота, бенз(а)пирен, озон, формальдегид, фенол, свинец 11

Нормативные документы n n n n n Закон 2442 Об охране и рациональном использовании атмосферного воздуха ОНД 86, РД 52. 04. 212 -86 Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий ПП РФ № 182 от 2. 03. 2000 г. О порядке установления и пересмотра экологических и гигиенических нормативов качества атмосферного воздуха ПП РФ № 183 от 2. 03. 2000 г. Положение о нормативах выбросов вредных веществ в атмосферный воздух и вредных физических воздействий на него. Сан. Пи. Н 42 -128 -4690 -88 Санитарные правила содержания территорий населенных мест Федеральный закон № 52 -ФЗ от 30. 03. 99 г. О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения ГОСТ 17. 2. 1. 03 -84 Охрана природы. Атмосфера. Термины и определения контроля загрязнения ГОСТ 17. 2. 1. 04 -77 Охрана природы. Атмосфера. Источники и метеорологические факторы загрязнения, промышленные выбросы. Термины и определения. ГОСТ 17. 2. 3. 01 -86 Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных мест. ГН 2. 1. 6. 1338 -03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест ГН 2. 1. 6. 2309 -07 Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест ГН 2. 2. 5. 1313 -03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. - Спб: Атмосфера, 2005 РД 52. 04. 186 -89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы Методика определения выбросов от автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов. - М. : Гос. ком РФ по охране окружающей среды, 1999 Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда (Руководство Р 2. 2. 2006 – 05. –М. : Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2005. – 142 с. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. Руководство Р 2. 1. 10. 1920 – 04. – М. : Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. – 143 с. 12

Ассимиляционная ёмкость объекта окружающей среды n это максимальное количество загрязняющего вещества, которое может бать за единицу времени накоплено, разрушено, трансформировано и выведено за пределы экосистемы в результате процессов самоочищения без нарушения её нормального функционирования. Кратность превышения эффект суммирования 13

Нормирование выбросов в атмосферный воздух n Предельно допустимый выброс (ПДВ) – это выброс такого количества вещества в атмосферу, при котором в зоне влияния источника загрязнения концентрация вещества с учётом действия других источников и других ингредиентов не превысит значения ПДК n измеряется, в г·м 3/час Концентрацию ЗВ при выбросе из трубы с круглым устьем где А – коэффициент, зависящий от условий горизонтального и вертикального рассеяния вредных веществ в атмосферном воздухе ( для центральной части России он равен 120); М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу – г/с; F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе (для газообразных соединений и мелкодисперсных аэрозолей он равен 1; для пыли и золы λ зависит от степени очистки λ газовоздушной смеси – при λ равном и более 90 % F=2, при λ равном или менее 75 % F=3; m, n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из источника (трубы): обычно m=1, но может варьировать от 0, 8 до 1, 5, n изменяется от 1 до 3; H – высота трубы над уровнем моря, м; ∆t – разность температур выбрасываемой газовоздушной смеси и воздуха; V – объём выбрасываемой газовоздушной смеси, м 3/с. 14

Качество воздушной среды населённых пунктов n Устанавливаются ПДКнм, ПДКсс, ПДКмр n Максимальные концентрации отмечаются на расстоянии около 20 высот трубы n Опасные для здоровья человека концентрации наблюдаются на площади не более 10 -100 км 2. n Для хвойных лесов площадь поражения растительности может достигать 100 -1 000 км 2 n При установлении ПДКнп учитывают, что вещество воздействует круглосуточно и в течение всей жизни на всех людей 15

Полезная информация: n http: //www. logosoft. ru/prog/eco_atm_about. htm. n http: //infopravo. by. ru/ n http : //www. opengost. ru 16

Качество воздушной среды на рабочих местах n Рабочая зона - пространство высотой до 2 м над уровнем пола, на котором расположены места постоянного или временного пребывания работающих. n Время воздействия вредных веществ ограничено продолжительностью рабочего дня и рабочим стажем. n ОДК рз – ориентировочно допустимую концентрацию химического вещества в воздухе рабочей зоны. n Руководство Р 2. 2. 2006 -05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» ГН 2. 2. 5. 1314 – 03; ГН 1. 1. 725 – 98; ГН 2. 2. 5. 1313 – 03; ГН 2. 2. 6. -709 – 98; Дополнение 1 к ГН 2. 2. 6. -709 – 98; ГН 2. 2. 6. 1080 – 01 Дополнение 2 к ГН 2. 2. 6. -709 – 98; ГН 2. 2. 5. 563 – 96). n n 17

Качество водной среды Лекция 18

19

Уникальные свойства воды Плотность Теплоемкость Коэффициент поверхностного натяжения Диэлектрическая проницаемость 20

Загрязнение водной среды n Загрязнение вод – изменение состава или свойства вод, вызванное прямым или косвенным влиянием производственной и бытовой деятельности человека, в результате чего они становятся не пригодными для одного или нескольких видов водопользования. n прямые факторы, непосредственно воздействующие на воду, которые могут либо обогащать воду полезными веществами, либо наоборот загрязнять её: хозяйственная деятельность человека, естественные природные процессы, живые организмы и растения; n косвенные факторы, определяющие условия, при которых в воде протекают процессы: гидрогеологические условия, рельеф, климат и др. (см. табл. 3. 17). n Загрязняющие вещества поступают в водоёмы в жидком, твёрдом, коллоидном, эмульгированном и газообразном виде. 21

Показатели качества водной среды Физико-химические Биологические Органолептические Сухой остаток Мутность Химические вещества Жёсткость Температура р. Н Растворённый кислород Химическое и биологическое потребление кислорода Число бактерий Число микроорганизмов Органические вещества Биологическое потребление кислорода Запах Вкус Цвет Прозрачность 22

Характер и интенсивность запаха естественного происхождения: Искусственного происхождения: – землистый – гнилостный – плесневый – торфяной – травянистый и др. – нефтепродуктов (бензиновый и др. ) – хлорный – уксусный – фенольный и др. Интенсивность запаха Характер проявления запаха Оценка интенсивности запаха Нет Запах не ощущается 0 Очень слабая Запах сразу не ощущается, но обнаружива-ется при тщательном исследовании (при нагревании воды) 1 Слабая Запах замечается, если обратить на это внимание 2 Заметная Запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о качестве воды 3 Отчетливая Запах обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от употребления 4 Очень сильная Запах настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению 5 23

Классификация воды по уровню содержания растворенного кислорода растворенный кислород Уровень загрязненности воды и класс % лето, зима, качества насыщени мг/дм 3 я очень чистые, II умеренно загрязненные, III загрязненные, IV грязные, V очень грязные, VI 9 8 7 -6 5 -4 3 -2 0 14 -13 12 -11 10 -9 5 -4 5 -1 0 95 80 70 60 30 0 Величины БПК 5 в водоемах с различной степенью загрязненности Степень загрязнения (классы водоемов) Очень чистые Чистые Умеренно загрязненные Загрязненные Грязные Очень грязные БПК 5 0, 5 - 1, 0 1, 1 - 1, 9 2, 0 - 2, 9 3, 0 - 3, 9 4, 0 - 10, 0 > 10, 0 24

Основные компоненты минерального состава воды группа Компонент минерального состава воды ПДК для воды поверхностных источников хозяйственнопитьевого назначения 1 Кальций (Ca 2+) 200 мг/л Натрий (Na+) 200 мг/л Магний (Mg 2+) 100 мг/л Гидрокарбонат (HCO 3–) 1000 мг/л Сульфат (SO 42–) 500 мг/л Хлорид (Cl–) 350 мг/л Карбонат (CO 32–) 100 мг/л Аммоний (NH 4+) 2, 5 мг/л Тяжелые металлы (сумма) 0, 001 ммоль/л Железо общее (сумма Fe 2+ и Fe 3+) 0, 3 мг/л Нитрат (NO 3–) 45 мг/л Ортофосфат (PO 43–) 3, 5 мг/л Нитрит (NO 2–) 0, 1 мг/л 2 25

Биологические показатели качества воды Коэффициент накопления в гидробионтах Кн определяют по формуле где Сгидробионт – концентрация в гидробионтах; Свода – концентрация в воде. индекс сапробности водных объектов где si– значение сапробности гидробионта, которое задаётся специальными таблицами, hi – относительная встречаемость индикаторных организмов (в поле зрения микроскопа); n – число выбранных индикаторных организмов. 26

Общие требования к качеству вод ГОСТ 2761 – 84 «Источники централизованного хозяйственнопитьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора» , ГОСТ I 7. I. 3. 03 – 77 (стандарт СФ 1924 – 79) 30 «Охрана природы. Гидросфера. Правила выбора и оценка качества источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения» . Общие требования к качеству вод хозяйственно-питьевого и культурно -бытового назначения устанавливает Сан. Пи. Н 2. 1. 4. 559 -96 и Сан. Пи. Н 2. 1. 5. 980 -00 27

Нормирование загрязнения воды n Предельно допустимая концентрация (ПДК) веществ в воде – это такая концентрация вещества, при превышении которой она становится непригодной для одного или нескольких видов водопользования. n Предельно допустимая концентрация (ПДКв) веществ в воде водоёма хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования – это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей его жизни и на здоровье последующих поколений, и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования. n Предельно допустимая концентрация (ПДКвр) веществ в воде водоёма, используемого для рыбохозяйственных целей – это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь промысловых. 28

Виды водопользования n хозяйственно-питьевое водопользование К хозяйственно-питьевому водопользованию относится использование водных объектов или их участков в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для снабжения предприятий пищевой промышленности. n культурно-бытовое водопользование К культурно-бытовому водопользованию относится использование водных объектов для купания, занятия спортом и отдыха населения. n рыбохозяйственное водопользование Рыбохозяйственное водопользование связано с ловом и разведением рыб и других обитателей водной среды. 29

Показатели вредности n Санитарно-токсикологический показатель характеризует вредное воздействие на организм человека. n Санитарный (общесанитарный) показатель определяет влияние вещества на процессы естественного самоочищения вод за счёт биохимических и химических реакций с участием естественной микрофлоры. n Органолептический показатель вредности характеризует способность вещества изменить органолептические свойства воды. n Токсикологический показатель определяет токсичность вредных веществ для живых организмов, населяющих водный объект. n Рыбохозяйственный показатель вредности определяет порчу качества промысловых рыб. 30

Критерии оценки качества водоема Показатель опасности для водных объектов Индекс загрязнения воды 31

Лекция КАЧЕСТВО ПОЧВЫ 32

Миграционно-воздушный путь Миграционно-водный путь Фито-аккумуляционный путь И т. д. Пути попадания химических веществ в организм человека из почвы 33

Загрязнение почвы – попадание в почву различных химических веществ, токсикантов, отходов сельскохозяйственного и промышленного производств, коммунально-бытовых предприятий в количествах, превышающих их обычное содержание, необходимое для участия в круговороте почвенных биологических систем Химические вещества, попадающие в почву в виде загрязнений - экзогенные химические вещества (ЭХВ). Динамика изменения содержание свинца в поверхностном слое почве по мере удаления от дороги 34

Нормирование загрязнения почв n n n n Предельно допустимая концентрация ЭХВ в почве Токсикологический показатель вредности Миграционно-воздушный показатель вредности Миграционно-водный показатель вредности Фитоаккумуляционный (транслокационный) показатель вредности Органолептический показатель вредности Общесанитарный показатель вредности 35

Суммарный показатель химического загрязнения (Zс) характеризует степень химического загрязнения почв обследуемых территорий различных классов опасности. Zc = Kc 1 +. . . + Kcn - (n - 1), где n – число определяемых элементов; Kci – коэффициент концентрации i-го загрязняющего компонента, равный частному от деления массовой доли i-го вещества в загрязнённой и «фоновой» почве для тяжёлых металлов. Уровень загрязнения Химические элементы КС КПДК/ОДК ZC Класс опасности 1 2 3 Минимальный (либо загрязнение отсутствует) <4 <1 <1 <1 <8 Низкий (слабый) 4 -8 1 -1, 5 1 -2, 5 1 -5 8 -16 Средний (умеренный) 8 -16 1, 5 -2, 5 -5 5 -10 16 -32 Высокий (сильный) 16 -32 2, 5 -3 5 -10 10 -20 32 -128 Очень высокий (чрезвычайно сильный) >32 >3 >10 >20 >128 36

Фоновые содержания валовых форм тяжёлых металлов и мышьяка в почвах (мг/кг) ориентировочные значения для средней полосы России) Zn Cd Pb Hg Cu Co Ni As 28 0, 05 6 0, 05 8 3 6 1, 5 Дерново-подзолистые суглинистые и 45 глинистые 0, 12 15 0, 10 15 10 30 2, 2 Серые лесные 60 0, 20 16 0, 15 18 12 35 2, 6 Чернозёмы 68 0, 24 20 0, 20 25 25 45 5, 6 Каштановые 54 0, 16 16 0, 15 20 12 35 5, 2 Серозёмы 58 0, 25 18 0, 12 18 12 40 4, 5 Почвы Дерново-подзолистые супесчаные и 37

Критерии экологического состояния почв селитебных территорий № п/п Показатели Норма Основные показатели: 1 Суммарный показатель химического загрязнения менее 16 (Zc) Дополнительные показатели 1 Содержание яиц гельминтов в 1 кг почвы отсутств ие 2 Число патогенных микроорганизмов в 1 г почвы менее 104 3 Коли-титр* более 1, 0 4 Генотоксичность почвы (рост числа мутаций по до 2 сравнению с контролем), число раз Примечание: * – коли-титр для почвы – наименьшая масса почвы в г, в которой содержится 1 кишечная палочка. 38