ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2024
Просмотров: 103
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
суммарный показатель загрязнения Cs может быть определен по следующей формуле
(3.1)
где Сi – фактическая концентрация i – загрязнителя.
Возвращаясь к недостаткам концепции ПДК, следует отметить, что санитарно-гигиенические показатели лишь частично отвечают своему назначению, т.к. ПДК территориально не дифференцированы, они не учитывают влияние реальной ландшафтной ситуации. Например, ртуть, попадая в воздух и почвы в виде неорганических соединений, при небольших концентрациях не представляет большой опасности. Однако в воде она переходит в высокотоксичную метилированную форму, токсичность которой в 30…100 раз больше.
Реальная токсичность металлов может снижаться при увеличении жесткости и нейтрализации водной среды, повышении содержания комплексообразующих агентов (аминокислот, гуминовых кислот, и др.), взвешенных (сорбирующих) веществ, суммарного содержания хлорофилла.
Второй недостаток ПДК связан с тем, что ПДК – величина очень несодержательная. Для многих веществ в нее не заложена оценка мутагенности, канцерогенности, эмбриотоксичности, иммуно- и психотоксичности. Вообще не может быть ПДК для веществ неизвестной химической структуры. А ведь загрязнения окружающей среды сплошь и рядом – это результат реакции чужеродных веществ между собой и с естественными компонентами среды. Не могут быть ПДК и на содержание свободных радикалов, которые под воздействием солнечного облучения образуются при разложении ряда соединений.
Третий недостаток ПДК не учитывает сезонную динамику процессов самоочищения и ассимиляционную ёмкость экосистем (т.е. количество токсина, которое экосистема в состоянии обезвредить в ходе минерализации, накопления и выведения за её пределы).
Так, А.И.Кораблёвой на примере Запорожского водохранилища было показано, что уровень загрязнения днепровской воды такими элементами, как марганец, кадмий, свинец, в ряде случаев достиг ассимиляционных возможностей экосистемы, а по цинку и меди – уже превысил их. При этом полученные ориентировочные экспериментальные концентрации для железа составили 0,04 мг/л, что ниже принятых в Украине величин для рыбохозяйственных водоемов.
Украинскими токсикологами предложено использовать вместо традиционных ПДК количественный биологический критерий – интегральную токсичность воды (Тi), который, по их мнению, отражает отклик биоты на воздействие токсинов в конкретном водоёме и является величиной, обратной коэффициенту разбавления загрязненной воды (1/КР), т.е. разбавления токсичных веществ до уровня, при котором у тест-объекта в течение 48 часов не наблюдается токсического эффекта. Показатель КР выражается соотношением 1:1, 1:2, 1:10, 1:100, а Т
i – целыми числами: 1, 2, 10, 100 (т.е. баллами интегральной токсичности).
Недопустимость использования единых ПДК для загрязненных и „чистых” регионов объясняется тем, что:
– показатель «универсальности» ПДК неизбежно вступает в противоречие с природоохранным назначением этого норматива, поскольку, с одной стороны, она нацеливает на стабилизацию, а не на оздоровление экологической обстановки, так как не запрещает разбавление отходов в окружающей среде (воздухе, воде), допуская тем самым неполную очистку выбросов и сбросов;
– в относительно чистых регионах нерадивые хозяйственники получают возможность беспрепятственно загрязнять среду до уровней, установленных ПДК, т.е. не совершая нарушений ПДК (с юридической точки зрения!), могут фактически совершать экологическое преступление (выбрасывать в окружающую среду большое количество загрязняющих веществ); другими словами, если нет превышения ПДК, следовательно, нет и нарушения природоохранного законодательства.
Четвертый недостаток. Установленные ПДК для радионуклидов фактически не оправдывают себя, так как в настоящее время практически невозможно установить норму дополнительного (к естественному фону) загрязнения по следующим причинам:
– радиоактивный фон на поверхности Земли меняется от 0,8 до 3 мЗв/год (для сведения: принятая норма облучения человека за счет естественного фона составляет в среднем за год 1м3в, в течение жизни – не более 0,13в. Зиверт – единица измерения эквивалентной дозы, имеющая размерность Дж/кг; эквивалентная доза – поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий коэффициент для данного вида излучения, значение которого изменяется от 1 до 20);
– показатели фона естественных радионуклидов повышаются в результате добычи и использования ископаемых ресурсов, применения минеральных удобрений, отделки жилища и служебных помещений стройматериалами минерального происхождения и др. Например, в строениях из камня и кирпича доза облучения пребывающих в них людей в среднем на 20% выше по сравнению с естественным радиационным фоном.
Указанные обстоятельства привели к повышению средней индивидуальной дозы облучения населения промышленно развитых стран до уровня 4 м3в/год. В Украине этот показатель еще выше – 4,86 м3в/год.
Исследования последних лет привели к выводу об отсутствии каких–либо нижних безопасных порогов действия канцерогенных и радиоактивных веществ:
даже незначительное превышение их естественного фона опасно для человека и других организмов с генетической точки зрения. В этой связи даже малые дозы облучения, официально принятые в Украине, способны подавить процессы обновления вещества наследственности – ДНК. Поэтому решение правительства бывшего СССР после аварии на Чернобыльской АЭС об искусственном завышении ПДУ загрязнения продуктов питания иначе как экологическим преступлением против своего народа назвать нельзя.
В частности, для молока ПДУ радионуклидов был установлен как 2∙10-6 мКи /л (до 1986 года это был показатель ПДУ для радиоактивных отходов!), а допустимая индивидуальная доза для участников–ликвидаторов аварии на ЧАЭС – на уровне 250 м3в в то время, как основные дозы облучения, полученные населением пострадавших районов в первые недели и месяцы после аварии, в большинстве случаев составили 350 м3в (т. е. около 30% участников–ликвидаторов фактически были обречены на смерть от рака).
Пятый недостаток. Традиционная ПДК далека от экологически оправданного (реального) норматива, так как разрабатывается относительно искусственной нормы – лабораторного контроля, который стремятся приблизить к санитарной норме.
Именно несоответствием лабораторного контроля природной норме объясняются имеющие случаи бесконечных „уточнений” ПДК утвержденных в разное время ПДК. Так, ПДК бензола и анилина, действовавшие на территории бывшего СССР, пересматривались на протяжении почти 40 лет и, в конечном счете, были снижены по сравнению с первоначальными в 40 и 1000 раз соответственно.
Для систем водопользования концепция ПДК не учитывает природное качество (норму) воды, а лишь подразумевает нормативное качество воды питьевой, технической, а также воды, используемой для орошения, рыбного хозяйства и рекреации.
С целью экологизации существующих санитарных нормативов были предложены три уровня регламентации ПДК, соответствующие трем основным состояниям природных экосистем: стационарные, обратимо и необратимо измененные антропогенными факторами.
При этом принимается, что ПДК первого уровня гарантирует сохранение стационарного состояния экосистемы, в то время, как превышение ПДК третьего уровня предупреждает о возможном разрушении экосистемы. Таким образом, экологическое благополучие экосистемы может быть гарантировано только при условии сохранения ее стационарного состояния, когда концентрации токсичных веществ не выходят за пределы ПДК первого уровня. Нормирование же по ПДК второго, а тем более – третьего уровня, должно быть кратковременным.
Необходимость экологического нормирования стала очевидной около 40 лет тому назад, когда резко обострились проблемы, связанные с антропогенным загрязнением окружающей природной среды.
Шестой недостаток. Число точек воздействия токсиканта в клетках, ответственных за изменение обмена веществ, огромно и может достигать десятков тысяч. Поэтому попытки некоторых исследователей установить ПДК веществ по изменению их содержания или активности в организме маловероятно. Особенно это касается соединений со слабой избирательной токсичностью, а также сложных и многокомпонентных смесей токсических веществ, из которых преимущественно и состоят промышленные отходы. Чаще всего истинный химический состав этих ядовитых смесей, изменяющихся во времени под действием абиотических факторов и обладающих синергетическим эффектом, не известен.
Кроме того, каждый вид (за редким исключением) в целом приспособлен к окружающей среде не в одной своей форме, а в двух или нескольких формах, и не к определенному сезону или биотоку с характерным для него комплексом условий, а к нескольким. Отсюда следует, что диапазон колебаний какой-либо реакции, выявленный на одном из биологических видов, характерен только для конкретного вида и не может быть распространен даже на разные формы одного и того же вида.
Безусловно, ПДК и стремление их снизить должны оставаться как первичный контроль среды, но недостатки ПДК очевидны.
Главный критерий оценки благоприятности среды – это здоровье человека. Массовые онкологические заболевания, массовые аллергии, резко возрастающее количество патологий при рождении, высокая смертность младенцев, букет болезней, связанных с подавлением иммунной системы – таков отклик природы на безнравственное отношение к ней нашего общества. Поэтому нужны критерии, оценивающие биологическую опасность среды. Биологическую опасность среды можно оценивать на основании корреляции между данными медицинской статистики и загрязнением среды. Однако медицинская статистика фиксирует результат. Важно же - предсказать опасность среды. Для этого можно разработать более глубокую систему оценок, взяв за единицу живого клетку. На основании признаков, характеризующих жизнедеятельность клетки, можно разработать систему тестирования и предсказать комплексную биологическую опасность среды.
Кроме того, санитарно-гигиенические нормы, установленные исходя из влияния на организм человека, не учитывают реакции других организмов. Допустимое для человека загрязнение может привести к нарушению состояния многих видов растений и животных и экосистемы в целом. Поэтому для оценки состояния природной среды наряду с ПДК необходимо использовать и экологические критерии.
3.1.Экологические критерии
Существенные недостатки традиционных ПДК послужили толчком к поиску эколого-гигиенических и комплексных (интегральных) критериев, позволяющих адекватно оценивать состояние среды, биоты и фактор риска (например, генетического), который является важнейшим элементом экологической экспертизы.
С одной стороны, такие критерии исключают элемент искусственности, который присущ ПДК, ибо она переносит норму со „среднего” опытного тест-организма на „среднего” человека, т.е. не учитывает генетические и индивидуальные особенности человеческой популяции. С другой стороны, эколого-гигиенический подход к нормированию качества среды позволяет объединить экологический и гигиенический принципы, которые при использовании в отдельности неизбежно вступают в противоречие, а взятые вместе – эффективно дополняют друг друга, учитывая их основные задачи:
– задача экологического нормирования – защитить биосферу и ее составляющие; при таком подходе единичные потери особей в популяции не принимаются во внимание (если подобное допустимо для экосистемы и биосферы в целом, то в отношении популяции человека – абсолютно недопустимо);
– задача санитарно-гигиенического нормирования – обеспечить безопасность каждого человека, что не гарантирует защиту экосистем и биосферы в целом от антропогенного воздействия.
В Украине в разные годы предпринимались попытки создания системы комплексной экологической оценки (классификации) качества пресных вод, однако они оказались довольно громоздкими, т. к. включают множество показателей.
Экологические критерии (ЭК) рассматриваются как мера антропогенного воздействия на экосистемы и ландшафты, при которой их основные функционально-структурные характеристики (продуктивность, интенсивность биотического круговорота, видовое разнообразие, устойчивость и др.) не выходят за пределы естественных измерений. Выделяются две основные группы ЭК – покомпонентные и комплексные.
К первой группе относятся индикаторы состояния воздуха, вод, почв и биогеоценотического покрова в целом. Особое место в этом ряду занимают биоиндикаторы, по которым можно судить о состоянии окружающей среды. В качестве ЭК выступают жизненность и продуктивность вида или сообщества, видовое разнообразие, присутствие или отсутствие характерных видов и др. По их колебанию можно с большой достоверностью установить изменение природных комплексов под влиянием естественных и антропогенных факторов.
(3.1)
где Сi – фактическая концентрация i – загрязнителя.
Возвращаясь к недостаткам концепции ПДК, следует отметить, что санитарно-гигиенические показатели лишь частично отвечают своему назначению, т.к. ПДК территориально не дифференцированы, они не учитывают влияние реальной ландшафтной ситуации. Например, ртуть, попадая в воздух и почвы в виде неорганических соединений, при небольших концентрациях не представляет большой опасности. Однако в воде она переходит в высокотоксичную метилированную форму, токсичность которой в 30…100 раз больше.
Реальная токсичность металлов может снижаться при увеличении жесткости и нейтрализации водной среды, повышении содержания комплексообразующих агентов (аминокислот, гуминовых кислот, и др.), взвешенных (сорбирующих) веществ, суммарного содержания хлорофилла.
Второй недостаток ПДК связан с тем, что ПДК – величина очень несодержательная. Для многих веществ в нее не заложена оценка мутагенности, канцерогенности, эмбриотоксичности, иммуно- и психотоксичности. Вообще не может быть ПДК для веществ неизвестной химической структуры. А ведь загрязнения окружающей среды сплошь и рядом – это результат реакции чужеродных веществ между собой и с естественными компонентами среды. Не могут быть ПДК и на содержание свободных радикалов, которые под воздействием солнечного облучения образуются при разложении ряда соединений.
Третий недостаток ПДК не учитывает сезонную динамику процессов самоочищения и ассимиляционную ёмкость экосистем (т.е. количество токсина, которое экосистема в состоянии обезвредить в ходе минерализации, накопления и выведения за её пределы).
Так, А.И.Кораблёвой на примере Запорожского водохранилища было показано, что уровень загрязнения днепровской воды такими элементами, как марганец, кадмий, свинец, в ряде случаев достиг ассимиляционных возможностей экосистемы, а по цинку и меди – уже превысил их. При этом полученные ориентировочные экспериментальные концентрации для железа составили 0,04 мг/л, что ниже принятых в Украине величин для рыбохозяйственных водоемов.
Украинскими токсикологами предложено использовать вместо традиционных ПДК количественный биологический критерий – интегральную токсичность воды (Тi), который, по их мнению, отражает отклик биоты на воздействие токсинов в конкретном водоёме и является величиной, обратной коэффициенту разбавления загрязненной воды (1/КР), т.е. разбавления токсичных веществ до уровня, при котором у тест-объекта в течение 48 часов не наблюдается токсического эффекта. Показатель КР выражается соотношением 1:1, 1:2, 1:10, 1:100, а Т
i – целыми числами: 1, 2, 10, 100 (т.е. баллами интегральной токсичности).
Недопустимость использования единых ПДК для загрязненных и „чистых” регионов объясняется тем, что:
– показатель «универсальности» ПДК неизбежно вступает в противоречие с природоохранным назначением этого норматива, поскольку, с одной стороны, она нацеливает на стабилизацию, а не на оздоровление экологической обстановки, так как не запрещает разбавление отходов в окружающей среде (воздухе, воде), допуская тем самым неполную очистку выбросов и сбросов;
– в относительно чистых регионах нерадивые хозяйственники получают возможность беспрепятственно загрязнять среду до уровней, установленных ПДК, т.е. не совершая нарушений ПДК (с юридической точки зрения!), могут фактически совершать экологическое преступление (выбрасывать в окружающую среду большое количество загрязняющих веществ); другими словами, если нет превышения ПДК, следовательно, нет и нарушения природоохранного законодательства.
Четвертый недостаток. Установленные ПДК для радионуклидов фактически не оправдывают себя, так как в настоящее время практически невозможно установить норму дополнительного (к естественному фону) загрязнения по следующим причинам:
– радиоактивный фон на поверхности Земли меняется от 0,8 до 3 мЗв/год (для сведения: принятая норма облучения человека за счет естественного фона составляет в среднем за год 1м3в, в течение жизни – не более 0,13в. Зиверт – единица измерения эквивалентной дозы, имеющая размерность Дж/кг; эквивалентная доза – поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий коэффициент для данного вида излучения, значение которого изменяется от 1 до 20);
– показатели фона естественных радионуклидов повышаются в результате добычи и использования ископаемых ресурсов, применения минеральных удобрений, отделки жилища и служебных помещений стройматериалами минерального происхождения и др. Например, в строениях из камня и кирпича доза облучения пребывающих в них людей в среднем на 20% выше по сравнению с естественным радиационным фоном.
Указанные обстоятельства привели к повышению средней индивидуальной дозы облучения населения промышленно развитых стран до уровня 4 м3в/год. В Украине этот показатель еще выше – 4,86 м3в/год.
Исследования последних лет привели к выводу об отсутствии каких–либо нижних безопасных порогов действия канцерогенных и радиоактивных веществ:
даже незначительное превышение их естественного фона опасно для человека и других организмов с генетической точки зрения. В этой связи даже малые дозы облучения, официально принятые в Украине, способны подавить процессы обновления вещества наследственности – ДНК. Поэтому решение правительства бывшего СССР после аварии на Чернобыльской АЭС об искусственном завышении ПДУ загрязнения продуктов питания иначе как экологическим преступлением против своего народа назвать нельзя.
В частности, для молока ПДУ радионуклидов был установлен как 2∙10-6 мКи /л (до 1986 года это был показатель ПДУ для радиоактивных отходов!), а допустимая индивидуальная доза для участников–ликвидаторов аварии на ЧАЭС – на уровне 250 м3в в то время, как основные дозы облучения, полученные населением пострадавших районов в первые недели и месяцы после аварии, в большинстве случаев составили 350 м3в (т. е. около 30% участников–ликвидаторов фактически были обречены на смерть от рака).
Пятый недостаток. Традиционная ПДК далека от экологически оправданного (реального) норматива, так как разрабатывается относительно искусственной нормы – лабораторного контроля, который стремятся приблизить к санитарной норме.
Именно несоответствием лабораторного контроля природной норме объясняются имеющие случаи бесконечных „уточнений” ПДК утвержденных в разное время ПДК. Так, ПДК бензола и анилина, действовавшие на территории бывшего СССР, пересматривались на протяжении почти 40 лет и, в конечном счете, были снижены по сравнению с первоначальными в 40 и 1000 раз соответственно.
Для систем водопользования концепция ПДК не учитывает природное качество (норму) воды, а лишь подразумевает нормативное качество воды питьевой, технической, а также воды, используемой для орошения, рыбного хозяйства и рекреации.
С целью экологизации существующих санитарных нормативов были предложены три уровня регламентации ПДК, соответствующие трем основным состояниям природных экосистем: стационарные, обратимо и необратимо измененные антропогенными факторами.
При этом принимается, что ПДК первого уровня гарантирует сохранение стационарного состояния экосистемы, в то время, как превышение ПДК третьего уровня предупреждает о возможном разрушении экосистемы. Таким образом, экологическое благополучие экосистемы может быть гарантировано только при условии сохранения ее стационарного состояния, когда концентрации токсичных веществ не выходят за пределы ПДК первого уровня. Нормирование же по ПДК второго, а тем более – третьего уровня, должно быть кратковременным.
Необходимость экологического нормирования стала очевидной около 40 лет тому назад, когда резко обострились проблемы, связанные с антропогенным загрязнением окружающей природной среды.
Шестой недостаток. Число точек воздействия токсиканта в клетках, ответственных за изменение обмена веществ, огромно и может достигать десятков тысяч. Поэтому попытки некоторых исследователей установить ПДК веществ по изменению их содержания или активности в организме маловероятно. Особенно это касается соединений со слабой избирательной токсичностью, а также сложных и многокомпонентных смесей токсических веществ, из которых преимущественно и состоят промышленные отходы. Чаще всего истинный химический состав этих ядовитых смесей, изменяющихся во времени под действием абиотических факторов и обладающих синергетическим эффектом, не известен.
Кроме того, каждый вид (за редким исключением) в целом приспособлен к окружающей среде не в одной своей форме, а в двух или нескольких формах, и не к определенному сезону или биотоку с характерным для него комплексом условий, а к нескольким. Отсюда следует, что диапазон колебаний какой-либо реакции, выявленный на одном из биологических видов, характерен только для конкретного вида и не может быть распространен даже на разные формы одного и того же вида.
Безусловно, ПДК и стремление их снизить должны оставаться как первичный контроль среды, но недостатки ПДК очевидны.
Главный критерий оценки благоприятности среды – это здоровье человека. Массовые онкологические заболевания, массовые аллергии, резко возрастающее количество патологий при рождении, высокая смертность младенцев, букет болезней, связанных с подавлением иммунной системы – таков отклик природы на безнравственное отношение к ней нашего общества. Поэтому нужны критерии, оценивающие биологическую опасность среды. Биологическую опасность среды можно оценивать на основании корреляции между данными медицинской статистики и загрязнением среды. Однако медицинская статистика фиксирует результат. Важно же - предсказать опасность среды. Для этого можно разработать более глубокую систему оценок, взяв за единицу живого клетку. На основании признаков, характеризующих жизнедеятельность клетки, можно разработать систему тестирования и предсказать комплексную биологическую опасность среды.
Кроме того, санитарно-гигиенические нормы, установленные исходя из влияния на организм человека, не учитывают реакции других организмов. Допустимое для человека загрязнение может привести к нарушению состояния многих видов растений и животных и экосистемы в целом. Поэтому для оценки состояния природной среды наряду с ПДК необходимо использовать и экологические критерии.
3.1.Экологические критерии
Существенные недостатки традиционных ПДК послужили толчком к поиску эколого-гигиенических и комплексных (интегральных) критериев, позволяющих адекватно оценивать состояние среды, биоты и фактор риска (например, генетического), который является важнейшим элементом экологической экспертизы.
С одной стороны, такие критерии исключают элемент искусственности, который присущ ПДК, ибо она переносит норму со „среднего” опытного тест-организма на „среднего” человека, т.е. не учитывает генетические и индивидуальные особенности человеческой популяции. С другой стороны, эколого-гигиенический подход к нормированию качества среды позволяет объединить экологический и гигиенический принципы, которые при использовании в отдельности неизбежно вступают в противоречие, а взятые вместе – эффективно дополняют друг друга, учитывая их основные задачи:
– задача экологического нормирования – защитить биосферу и ее составляющие; при таком подходе единичные потери особей в популяции не принимаются во внимание (если подобное допустимо для экосистемы и биосферы в целом, то в отношении популяции человека – абсолютно недопустимо);
– задача санитарно-гигиенического нормирования – обеспечить безопасность каждого человека, что не гарантирует защиту экосистем и биосферы в целом от антропогенного воздействия.
В Украине в разные годы предпринимались попытки создания системы комплексной экологической оценки (классификации) качества пресных вод, однако они оказались довольно громоздкими, т. к. включают множество показателей.
Экологические критерии (ЭК) рассматриваются как мера антропогенного воздействия на экосистемы и ландшафты, при которой их основные функционально-структурные характеристики (продуктивность, интенсивность биотического круговорота, видовое разнообразие, устойчивость и др.) не выходят за пределы естественных измерений. Выделяются две основные группы ЭК – покомпонентные и комплексные.
К первой группе относятся индикаторы состояния воздуха, вод, почв и биогеоценотического покрова в целом. Особое место в этом ряду занимают биоиндикаторы, по которым можно судить о состоянии окружающей среды. В качестве ЭК выступают жизненность и продуктивность вида или сообщества, видовое разнообразие, присутствие или отсутствие характерных видов и др. По их колебанию можно с большой достоверностью установить изменение природных комплексов под влиянием естественных и антропогенных факторов.