методичка экология ПроЭкол Москва

Следует отметить, что отечественные ПДК едва ли не самые же-

сткие в мире.

Действие некоторых веществ настолько характерно, что по-

зволяет даже без приборов судить о наступлении опасных при-

знаков. Например, сернокислое загрязнение атмосферы ощуща-

ется в виде кислого привкуса во рту, а при достаточно высоких концентрациях вызывает слезотечение, удушье.

Индикатором избытка SO2 в воздухе могут быть и хвойные деревья (особенно голубые ели). Они погибают первыми. Очень сильно раздражают слизистые оболочки окислы азота, поражают альвеолярный эпителий и бронхи, вызывают изменения в составе крови. Двуокись азота сильно повреждает растения, способствует их хлорозу. Особо опасное действие на живые организмы оказы-

вает бенз(а)пирен непредельный углеводород, который связы-

вает гемоглобин крови, вызывая выраженное нарушение нервной системы и мочеполовой сферы. А ведь его появление очень веро-

ятно во всех случаях, где не полностью сгорает органическое то-

пливо: от работы двигателей (при взлете современного самолета в атмосферу поступает от 2 до 10 мг бенз(а)пирена; плохо отре-

гулированный ДВС за один час может дать и больше) до тления сигарет, металлургических, литейных и коксохимических произ-

водств. Примерно так же действует на организм человека фор-

мальдегид (СН2О), но он на несколько порядков (по величине ПДК) слабее бенз(а)пирена. Вообще бенз(а)пирен относится к наиболее опасным веществам из детально обследованных к на-

стоящему времени. Появились еще более опасные, но менее об-

следованные вещества так называемые диоксины, о которых речь пойдет ниже.

ПДК устанавливаются для среднестатистического человека

(правда, с некоторым запасом). Но ослабленные болезнью и дру-

гими факторами люди могут почувствовать себя дискомфортно при концентрациях вредных веществ, меньших ПДК. Это отно-

сится и к заядлым курильщикам. Доказано, что степень воздейст-

вия вредных веществ на организм человека во многом связана с

количеством выкуриваемых сигарет в день, а значит, и с поступ-

лением в организм бенз(а)пирена, диоксинов, фуранов. Обычный фильтр сигареты, к сожалению, задерживает лишь 5 10 % вы-

деляющихся канцерогенов (инициирующих раковые клетки ве-

ществ) и тератогенов веществ, действующих на гены, иска-

жающих и убивающих их. Так что борьба с никотином, который

«убивает лошадь», оказалась в этом смысле мало эффективной.

Страшнее то, что курение способствует аккумулированию в кро-

ви соединений свинца из выбросов карбюраторных двигателей,

работающих на этилированном бензине. Сравнительное содер-

жание свинца в крови и показатели смертности от онкологиче-

ских заболеваний приведены на рис. 5.3.

содержание свинца в крови,	показатели смертности от рака
	лёгких
мкг/100 г	на 100 тыс. чел.

Рис. 5.3

Обследование показывает, что для курильщика, который выкури-

вает в среднем не более 10 сигарет в день в течение 25 лет, веро-

ятность раком легких в 11 раз выше, чем для некурящего челове-

ка того же возраста и живущего в тех же условиях. Если же сред-

нее количество сигарет, выкуриваемых в день 20 30 штук, эта вероятность возрастает до 22 раз, а средняя продолжительность жизни уменьшается примерно на 5 лет. По данным Минздрава РФ (д-р мед. наук В. Лившин) в России уменьшение продолжи-

тельности жизни за счет курения у мужчин в 1990-е гг. составило

6,7 года, у женщин – 5,3 года. Эти данные качественно подтвер-

ждают исследования ученых Великобритании. Они, кроме того,

свидетельствуют об усилении отрицательного воздействия куре-

ния на здоровье женщин, принимающих противозачаточные средства.

5.3. Нормирование выбросов в атмосферу. ПДВ

Научно обоснованные нормативы ПДК в приземном слое атмосферы должны обеспечиваться контролем для всех источни-

ков выбросов от стационарных до передвижных (транспорт-

ных). Для них устанавливают нормативы предельно допустимых выбросов – ПДВ. Это максимальные выбросы в единицу вре-

мени для данного природопользователя по данному компоненту,

которые создают в приземном слое атмосферы концентрацию этого вещества Сi, не превышающую ПДК, с учетом фонового

(существующего) загрязнения Сфi и эффекта суммации веществ однонаправленного действия. Условие их назначения записыва-

ется так:

	n	Cфi Ci
	ПДВi			1.	(1)
		ПДК	i
	i 1

Концентрацию Сфi принимают по данным центра санитарно-

эпиде-миологического надзора (ЦСЭН) в мг/м3; величину Сi в

мг/м3 для данного природопользователя рассчитывают по опре-

деленным методикам, учитывая условия рассеивания и массу вы-

бросов Мi в г/с. Та максимальная масса, при которой выполняется условие по ПДК, и будет ПДВi в г/с. При расчете веществ одно-

направленного действия используют специальные таблицы и ме-

тодику, разработанную Главной геофизической обсерваторией им. А. Воейкова. Однонаправленными вредными веществами яв-

ляются, например, окислы серы и азота или различные соедине-

ния серы.

Величины ПДВ, в зависимости от условий работы, пересчи-

тываются из граммов в секунду на тонны в квартал (и год). Рас-

чет ПДВ проводится либо самим природопользователем, либо организацией, имеющей на это лицензию. Вступают они в дейст-

вие после утверждения специально уполномоченными организа-

циями (подразделениями Минприродных ресурсов и ЦСЭН),

корректируются не реже одного раза в пять лет и служат основой для расчета выплат за загрязнение среды данным природопользо-

вателем. Все это справедливо для стационарных источников вы-

бросов. Для транспортных средств величины ПДВ устанавлива-

ются соответствующими ГОСТами и ОСТами как в виде величин выбросов для данного стандартного испытания, так и в виде про-

беговых выбросов на километр пути.

В случае, если данный природопользователь не может (объ-

ективно) достичь величины ПДВ (по причине очень больших Сфi

или по существенным технологическим факторам), назначаются временно согласованные выбросы (ВСВ) с обязательным уста-

новлением графика их постоянного снижения до ПДВ и разра-

боткой конкретных мер для этого.

Не назначаются нормативы ПДВ только для веществ, дейст-

вие которых недостаточно изучено и для которых вместо ПДК временно вводится ориентировочно безопасные уровни воздей-

ствия ОБУВ (до недавнего времени такое положение было с диоксинами).

От каких же факторов зависит норматив ПДВ для стацио-

нарных источников? Общее правило: чем больше площадь рас-

сеивания вещества, тем больше и разрешенная масса выбросов.

Поясним это на примерах выбросов через одиночные незатенен-

ные трубы высотой Н, м, расходом Q, м3/с, горячих газов (2) с из-

быточной температурой Т или холодных газов (3). Формулы получены из условия (1):

	ПДКм.р.i Cфi H 2 3
ПДВi			Q T				,		(2)
		A F m n
ПДВi		ПДКм.р.i Cфi H 4/3			8 Q			,	(3)
		A F m n			D

где А коэффициент атмосферной температурной стратифика-

ции, определяющий условия вертикального перемещения слоев

(240 для субтропиков, 200 для Нижнего Поволжья, Северного Кавказа, Сибири и т. п., 160 для Севера и Северо-Запада РФ, 120 для Центра РФ);

F - коэффициент, учитывающий скорость оседания частиц (для газов 1, для пыли при различных степенях очистки от 2 до 3);

т, п - коэффициенты, учитывающие условия выбросов (при оце-

ночных расчетах их произведение может быть принято равным

1);

- коэффициент, характеризующий местность (для равнинной

1, для пересеченной 2);

D - диаметр устья трубы, м.

Таким образом, основной фактор высота трубы Н (рис. 5.4), на выходе из которой концентрация вредного вещества рав-

на CТРi. Она при высокой трубе H1 на уровне приземного слоя НПС

может снизиться до С1, а для низкой трубы H2 лишь до С2. От-

сюда и разница в назначаемых ПДВ. Иллюстрация не дает ответа на вопрос: на каком расстоянии от трубы происходит максималь-

ная концентрация вредного вещества в приземном слое? Ответ может быть получен с помощью специальных расчетов. Но для прикидок принимают величину (10 50) Н.

Кроме того, чем легче частицы, меньше вертикальное пере-

мешивание слоев, ровнее местность и больше температура газов

(или скорость их выброса), тем больше ПДВ.

Величина выбросов сильно различается в зависимости от вредности вещества. Например, при прочих равных условиях ве-

личина выбросов окиси углерода СО (ПДКм.р равна 5 мг/м3) будет больше в десять раз (если не учитывать фоновую концентрацию Сф), чем для пыли и сернистого ангидрида (ПДКм.р составляет

0,5 мг/м3). Наконец, если в данном месте уже достигнута фоновая концентрация Сф, равная ПДКм.р, то любые дополнительные вы-

бросы недопустимы до улучшения ситуации. В Государственном докладе РФ «О состоянии окружающей природной среды», пуб-

ликуемом ежегодно с 1991 г., приводится список населенных пунктов, для которых систематическое превышение ПДК в при-

земном слое атмосферы по основным вредным веществам явля-

ется стабильным фактом. Именно таких городов, в числе которых Москва, Ростов-на-Дону, Новочеркасск и ряд других, непосред-

ственно касается это положение.

В ряде случаев оценка ПДВ для передвижных источников выбросов производится как для стационарных. Так оцениваются,

например, выбросы магистральных и маневровых тепловозов в районе железнодорожных станций и узлов. Однако для автомо-

билей кроме ПДВ, определяемых на специальных испытаниях

(они имеют значение прежде всего для данной марки автомобиля как сдаточные нормативы), устанавливают пределы пробеговых выбросов в граммах на километр пути (или на стоянке на еди-

ницу времени холостого хода). Для дизельных автомобилей эти нормативы приводятся в граммах на киловатт-час. Несмотря на то, что они достаточно часто изменяются, можно констатировать их очень большую величину в сравнении с допустимыми преде-

лами в других развитых странах. Например, пробеговые выбросы окислов азота в Японии для «крейсерских» режимов основных легковых автомобилей составляют около 0,25 г/км, в Швейцарии

1,2 г/км, у нас на порядок больше. По окиси углерода норма для автомобилей в Швейцарии 9,3 г/км, у нас же для современ-

ных моделей 15 г/км! Имея самые жесткие требования по ПДК,

Россия пока не всегда может технологически и законодательно подкрепить их соответствующими требованиями к выбросам.

5.4. Особо опасные загрязнения среды

Все загрязнения среды опасны для живых организмов. Осо-

бенно опасны те, которые наносят, безусловно, большой вред че-

ловеку, и борьба с которыми пока еще недостаточно эффективна.

К таким загрязнениям обычно относят диоксины, а также другие вредные вещества, порождающие озоновые дыры в стратосфере и смог в городах.

Диоксины относятся к классу полихлорированных полицик-

лических соединений (ПХПС). Под этим названием объединено более 200 веществ – дибензодиоксинов и дибензофуранов. На-

пример, условные химические формулы двух из них, наиболее токсичных веществ, известных сейчас, выглядят так, как показа-

но на схеме. Основным элементом диоксинов является хлор1,

кроме того, диоксины содержат кислород2, углерод и водород.

Тетрахлордибензоопарадиоксин	Тетрахлордибензофуран
(2, 3, 7, 8 – ТХДД)	(2, 3, 7, 8 – ТХДФ)

Рис. 5.5. Схема диоксинов

1В отдельных соединениях хлор может замещаться бромом.

2При отсутствии кислорода эти соединения входят в семейство бефинилов,

легко преобразующихся в диоксины.

Диоксины являются типичными и очень стойкими ксено-

биотиками, т. е. веществами, неприемлемыми для живых орга-

низмов. Они способны легко проникать в ядра клеток живых ор-

ганизмов, вызывая, с одной стороны, ускоренное разрушение гормонов, витаминов, лекарств и др., а с другой активацию канцерогенов, нейротоксических ядов и даже превращение мно-

гих безвредных соединений в чрезвычайно токсичные. Видимо,

этим объясняется крайне высокая чувствительность пораженного диоксинами организма к стрессовым воздействиям физической,

химической, биологической природы и к психическим факторам.

При хроническом отравлении малыми дозами отмечается дис-

комфорт, снижение трудоспособности, авитаминоз, развитие им-

мунодефицита, нарушение нервной, психической деятельности и репродуктивных функций.

В природной среде диоксины, вследствие химической инертности, высокого сродства с органической фазой и способ-

ности к комплексообразованию, чрезвычайно эффективно пере-

носятся по цепям питания, выносятся в атмосферу, мигрируют в почве и накапливаются в воде. Это способствует поражению аэробных организмов во всех нишах экосистемы и может, при определенных условиях, полностью разрушить экоценоз. Нечто подобное происходит во Вьетнаме, где с 1961 по 1970 гг. армия США под предлогом борьбы с партизанами распылила 57 тыс. т

яда «Оранж» для уничтожения растительности. Впоследствии,

когда обнаружились массовые необратимые заболевания у участ-

ников событий, рождение у них детей-уродов, эти обработки бы-

ли прекращены. Но, как установлено, в составе яда выброшено около 170 кг диоксина, который и явился причиной этих бед. До сих пор 10 15 % рождающихся во Вьетнаме детей имеют необра-

тимые генные отклонения.

Подобные катастрофы бывали и ранее, но приписывались они воздействию чистого хлора и даже болезнь называлась «хлорак-

не»: 1949 г. штат Вирджиния, США, фирма «Нитро» (32 чело-

века умерших); 1953 г. ФРГ, фирма ВАСF (55 человек); 1968 г.

Япония, пищевое отравление (24 человека). Самый известный случай г. Севезо (Италия), июль 1976 г., когда вследствие ава-

рии на фирме, вырабатывающей гербициды, пришлось эвакуиро-

вать целый город.

Итак, основная опасность для человека от диоксинов состоит в подавлении иммунной системы, канцерогенном (возбуж-

дающем злокачественные опухоли), тератогенном (искажением гена) и эмбриотоксичном действии. Нарушаются детородные функции, развиваются хронические заболевания, наступает ран-

няя инвалидность и смерть.

До недавнего времени в России были лишь ориентировоч-

ные нормы на диоксины ОБУВ, да и концентрации диоксинов до 1995 г. способны были проверять лишь восемь лабораторий:

слишком малы опасные концентрации. Так, по нормам, принятым за рубежом, опасными считались концентрации в 10-14 10-11 от-

носительных единиц. Это означает, например, для воды, что опасную концентрацию составит 1 г диоксина в 1010 г воды, т. е.

на 10 тыс. т воды.

С 1994 г. в РФ приняты ПДК на диоксин: 0,5х10-9 мг/м3 – для воздуха и 2х10-8 мг/дм3 – для воды. Интересно, что для диоксинов величины ПДК в России мягче, чем в США, например: в воздухе

– 0,02х10-9 мг/м3, в воде 0,013х10-8 мг/дм3. Это связано, по всей видимости, с недостаточной изученностью свойств диоксинов в наших условиях – в РФ пока ограничено число лабораторий, спо-

собных наблюдать за этими токсикантами. Этим объясняется и то, что в нашей стране отсутствуют нормы на выброс диоксинов из характерных источников (химических и мусорных заводов и др.). Такие ПДК для мусоросжигательных заводов, например, ус-

тановлены в Германии, Нидерландах и Швеции. МСЗ остаются наряду с химическими предприятиями основными поставщиками диоксинов в окружающую среду, особенно для несортированного мусора, когда пластик, резина, линолеум, изоляционная лента,

пакеты и пленки, пропитанные синтетическими смолами и клея-

ми древесные материалы, лакокрасочные составы и т.п. подаются

в камеру сгорания вместе с влажными пищеотходами (см. п. 9.10.2).

Диоксиновая опасность заставила Правительство РФ в мае

2002 г. подписать специальную Стокгольмскую Конвенцию о стойких органических загрязнителях (СОЗ), среди которых наи-

более опасными являются диоксины. Это – продолжение шагов России в нужном направлении (подробнее – см. п. 9.10.2). ведь ещё в 1995 г. была принята специальная целевая программа, в ко-

торой предусматривались не только мероприятия по контрольно-

му мониторингу, правовые и организационные меры, но и пред-

ложения по предотвращению опасного загрязнения. Предусмат-

ривалась разработка лечебных препаратов и средств, препятст-

вующих всасыванию ядов в организм. Но самое главное – не до-

пустить накопления диоксидантов в природе. По возможности следует избегать применения хлорсодержащих материалов в бы-

ту. К сожалению, и сегодня в больницы наших городов поступа-

ют люди с симптомами явного отравления хлорсодержащими де-

зинфицирующими средствами. Врачи диагностируют такие слу-

чаи и хозяек, страдающих рипофобией – патологической боязнью грязи. Некоторые из них постоянно моют руки хлоркой, ею же моют овощи и фрукты, протирают тело хлористой антисентиче-

ской салфеткой. Немудрено, что при этом погибают не только микробы …

Диоксиновая опасность остается основным препятствием для сжигания отходов.

Диоксины недаром называют «химическим СПИДом»: они появляются везде, где хлор вступает в контакт с каким-либо ор-

ганическим соединением. По данным Гринписа на 1996 г. в РФ насчитывалось более 160 предприятий, работающих с выбросами диоксинов. Где же следует ожидать появления диоксинов? При сжигании любых полимерных пленок и материалов, пластиков,

техногенной (пропитанной синтетическими клеями, пестицидами и т. п.) древесины, резины и т. д. Очень опасны не только пожары трансформаторов (горение полихлорвиниловой изоляции) и ваго-

нов (пластики), но и сжигание мусора, листьев и т. п. Мусоро-