Классификация по масштабам воздействия (слайд 5)

Низшим иерархическим уровнем является уровень детального мониторинга окружающей среды, реализуемого в пределах территорий и масштабов отдельных предприятий, заводов, хозяйственных комплексов, месторождений и т.д. Системы детального мониторинга окружающей среды являются важнейшим звеном в системах более высокого ранга. Их объединение в более крупную сеть (например, в пределах города, района) образует систему мониторинга локального уровня.

Локальные системы, в свою очередь, объединяются еще в более крупные системы регионального мониторинга окружающей среды, охватывающие территории в пределах края, области, или в пределах нескольких областей Региональный мониторинг предназначен обеспечить оценку изменений территорий комплексного антропогенного освоения.

Системы регионального мониторинга окружающей среды объединяются в пределах одного государства в единую национальную (государственную) сеть мониторинга и образуют, таким образом, национальный уровень системы мониторинга. Системы национального уровня мониторинга являются необходимой предпосылкой для соблюдения законодательства в области охраны недр и экологии, систематического контроля за состоянием всех компонентов геологической среды, обеспечения эффективной и экологически безопасной инженерно-хозяйственной деятельности.

Разработка государственной концепции мониторинга должна вестись по пути создания единой национальной комплексной системы мониторинга окружающей среды, работающей по единому методическому унифицированному подходу, а не по пути простого суммирования разрозненных систем мониторинга отдельных ее компонентов – подземных вод, почв, горных пород и т.д. Концептуальная увязка компонентных систем мониторинга должна проводиться при создании комплексной системы мониторинга до создания отдельных компонентных систем, а не наоборот.

Национальные сети мониторинга образуют межгосударственную систему мониторинга окружающей среды (МГСМОС). Это высший глобальный уровень организации системы мониторинга.

Лекция 2

Общая характеристика состояния окружающей природной среды в России.

Приоритетные контролируемые параметры природной среды.

Экологическое воздействие химических загрязнителей на компоненты ОС и человека.

Ухудшение качества окружающей среды часто бывает следствием природных стихийных процессов, однако, антропогенное воздействие во многом превосходит влияние естественных процессов.

Опасность воздействия человека на природную среду заключается в том, что отклик биосферы на него появляется не сразу, а со сдвигом во времени, причем время отклика зависит от характера воздействия. Одним из таких воздействий является химическое загрязнение среды обитания.

Химическое загрязнение — основной фактор неблагоприятно­го антропогенного воздействия на природную среду, включая все среды обитания жизни. Основными источниками и причинами изменения химического состава природной среды (атмосферного воздуха, воды, поч­вы) и продуктов питания являются: (слайд 1)

- сжигание минерального топлива - теплоэнергетика, автомобильный, воздушный транспорт и др.;

- добыча и переработка полезных ископаемых - горнодобывающая промышленность, металлургия, машиностроение, химическая промышленность;

- применение минеральных удобрений, содержащих примеси тяжелых металлов и ядохимикатов;

- хозяйственно-бытовые сточные воды и твердые отходы.

Техногенная деятельность человека (слайд 2) привела к загрязнению биосферы чужеродными химическими элементами и нарушению равновесного химического обмена между геосферой и живыми организмами. Чужеродные для организма химические загрязнители и изменения концентраций биогенных элементов приводят к биохимическому дисбалансу, проявляющемуся в развитии заболеваний, сокращению продолжительности жизни и возникновению процессов изменения наследственных признаков [13].

Для каждого компонента окружающей среды существуют свои особенности распределения и депонирования химических загрязнителей, что обуславливает их воздействие на организм человека. Так, при оценке атмосферного загрязнения (слайд 3) нужно учитывать, что большая часть химических загрязнителей (тяжелые металлы, ХОП, ПАУ, ПХБ, ПХДД, ПХДФ и др.) могут сосредотачиваться в атмосфере одновременно в газовой фазе и в виде аэрозольных частиц сажи и пыли. Для химических загрязнителей распределение между паровой и аэрозольной фазами будет различным из-за особенности физико-химических свойств индивидуальных соединений. Так, для ДДТ и ПХБ вклад аэрозольной составляющей может находиться в пределах 5-60 %, тогда как ПАУ в большинстве случаев присутствуют в атмосфере в виде аэрозольных частиц [1].

Из атмосферы химические загрязнители выводятся двумя путями за счет осадков и за счет сухих выпадений, при этом с увеличением расстояния от источника выброса их концентрации быстро уменьшаются [2].

При этом необходимо учитывать трансмиссионные факторы, а также химический состав атмосферных осадков, особенно снежного покрова.

Следует отметить, что Россия занимает невыгодное географическое положение по отношению к трансграничному переносу аэрополлютантов. В связи с преобладанием западных ветров значительную долю загрязнения воздушного бассейна Европейской территории России (ЕТР) дает аэрогенный перенос из стран Западной и Центральной Европы и ближнего зарубежья. Около 50% заграничных соединений серы и окислов азота на Европейскую территорию России поставляют Украина, Польша, ФРГ и Великобритания. В пятерку наиболее значимых экотоксикантов, определяющих суммарное загрязнение воздуха. чаще других попадают такие вещества как бенз[а]пирен, формальдегид, фенол, аммиак, диоксид азота, сероуглерод, оксиды азота и пыль [3].

Оценивая загрязнения водных сред (слайд 4) химическими загрязнителями необходимо учитывать их источник. Необходим правильный выбор пунктов наблюдения и контроля при измерении концентраций. Такие пункты обычно располагают в зоне сброса сточных вод и расположения крупных промышленных предприятий [4].

Особого контроля заслуживают донные отложения, которые аккумулируют химические загрязнители, способствуют их выведению из воды и представляют собой постоянный источник вторичного загрязнения.

Если учесть, что большинство приоритетных загрязнителей плохо растворимы в воде, то процессы их накопления в донных отложениях протекают за счет седиментации взвешенных частиц, на которые они сорбируются, а сами донные отложения представляют важную составляющую общего загрязнения водоемов. В качестве примера можно привести исследования донных отложений водных объектов в Европе и Северной Америке, которые показали наличие в них большого содержания ПХДД/ПХДФ, в то время как в воде их концентрации не превышали допустимых пределов [5]. Особого внимания заслуживают химические загрязнители морской воды. Многие приоритетные химические загрязнители в ней практически нерастворимы и присутствуют в следовых количествах. В зависимости от температуры они могут образовывать плавающие сгустки или же растекаться по поверхности моря (если их плотность меньше плотности морской воды). Тяжелые загрязнители будут оседать на дно. Некоторые, более растворимые в морской воде загрязнители (пестициды, металлоорганические соединения олова, свинца, ртути, фенолы, фталаты) будут образовывать локальные области с высокими концентрациями.

Общая масса загрязнителей гидросферы огромна - около 15 млрд. т в год. К наиболее опасным химическим загрязнителям относятся соли тяжелых металлов, фенолы, пестициды и другие органические яды, нефтепродукты, насыщенная бактериями биогенная органика, синтетические поверхностно-активные вещества и другие моющие средства, минеральные удобрения.

Заметим, что реальная масса загрязнителей, поступающих в водоемы, значительно больше, поскольку в приводимых в литературных источниках данные не учитывают атмосферные выпадения загрязняющих веществ, смыв органики и ядохимикатов с сельскохозяйственных угодий и др.

Заметим, что реальная масса загрязнителей, поступающих в водоемы, значительно больше, поскольку в приводимых в литературных источниках данные не учитывают атмосферные выпадения загрязняющих веществ, смыв органики и ядохимикатов с сельскохозяйственных угодий и др.

При организации постоянных наблюдений за распространением химических загрязнителей на большие расстояния следует учитывать следующие факторы: (слайд 5)

-данные об источнике загрязнения;

-характеристики загрязнителя (токсичность, устойчивость, концентрацию, трансмиссию, способность к соосаждению, растворимость в воде и др.);

-гидрометеорологические условия;

-результат локальных наблюдений;

-уровни загрязнения природной среды в соседних областях;

-сведения о глобальном переносе загрязнителей.

загрязнения.

При проведении диагностики состояния атмосферного воздуха используют следующие эколого-гигиенические показатели степени опасности загрязнения: (СЛАЙД 6)

• Количественный и качественный состав выбросов промышленных предприятий и автотранспорта ("массовая" нагрузка экотоксикантами);

• Уровни загрязнения атмосферного воздуха вредными химическими веществами, контролируемыми Госкомгидрометом, центрами госсанэпиднадзора и другими службами, представляют собой кратности превышения ПДК приоритетных по опасности веществ.

• Показатель суммарного загрязнения атмосферного воздуха - критерий "Р [17], представляющий собой величину валового выброса приоритетных загрязнителей, поступающих от стационарных и передвижных источников.

• Комплексный индекс загрязнения атмосферы (КИЗА)(слайд 7) [18]:

где I_i - индекс загрязнения атмосферы отдельной i-той примесью, n - количество при­оритетных примесей. В свою очередь I_i рассчитывается как:

где a_i - константа, принимающая значения 1,7; 1,3; 1,0; 0,9 соответственно для примесей 1-4 классов опасности и приводящая степень вредности i-вещества к степени вредности диоксида серы; ПДК_сс - среднесуточная предельно допустимая концентрация i-той примеси; q_cр.г - среднегодовая концентрация i-той примеси.

• Относительная концентрация экотоксиканта в атмосферном воздухе. Данная величина оценивает превышение фоновой концентрации токсичного компонента в исследуемом регионе.

Классификация химических загрязнителей:

Следует отметить, что в литературных источниках имеется много вариантов классификации видов химических загрязнений. Классификация химических загрязнителей атмосферы производится с учетом токсичности и потенциальной опасности загрязнителей. Учитываются также распространенность загрязнителей и характер источников эмиссии.

(СЛАЙД 8) Основными (критериальными) загрязнителями атмосферы являются: оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводороды, фотохимические оксиданты, ПАУ, тяжелые металлы, а также газы диоксид углерода, фторхлорметаны и др. Важными загрязнителями являются абразивные твердые частицы (кварц, асбест и др.). Многие загрязнители ока­зывают многостороннее действие на живые организмы: нитрозамины, озон, полихлорированные бифенилы (ПХБ), сульфаты, нитраты, альдегиды, кетоны и др. Все критериальные загрязнители относят к первичным загрязнителям атмосферы.

Для всех приоритетных химических загрязнителей характерна высокая токсичность, способность к накоплению в трофических цепях и устойчивость в окружающей среде. Списки приоритетных загрязнителей были приведены в главе 2. Рассмотрим особенности воздействия некоторых загрязнителей на организм человека.

Твердые взвешенные частицы регистрируются в воздухе промышленных центров, где преобладают цементные и металлургические производства, а также ТЭЦ, использующие уголь в качестве топлива. Результатом воздействия повышенных концентраций взвешенных веществ на здоровье населения является появление дополнительных случаев смертей от всех причин - до 40 тыс. случаев в год, а также смертей от заболеваний органов дыхания, сердечно-сосудистых заболеваний, дополнительные случаи бронхита у детей [16].

Многочисленные химические вещества, присутствующие в атмосферном воздухе, по характеру их воздействия на изменения состояния здоровья, можно условно разделить на несколько основных групп [17].

Диоксид азота.(слайд 9) Повышенные концентрации диоксида азота в атмосферном воздухе наблюдаются в городах с интенсивным движением автотранспорта. Средние концентрации диоксида азота возрастают с севера на юг вследствие усиления влияния солнечной радиации на фотохимические реакции перехода оксидов азота в диоксид. Повышенные концентрации диоксида азота по данным экспертов ВОЗ ведут к увеличению заболеваний нижних дыхательных путей у детей на 20% и увеличению числа болезненных симптомов со стороны верхних дыхательных путей [18]. В условиях влияния повышенных концентраций диоксида азота в России проживает до 5,6 млн. человек, в том числе 3,6 млн. человек - при воздействии концентраций от 60 - 70 мкг/м³ и 2 млн. человек - при концентрациях от 70 до 120 мкг/м³.

Диоксид серы.(слайд 10) По массе выбросов диоксид серы занимает ведущее место среди других загрязнителей воздуха. Наиболее высокие концентрации его регистрируются в атмосферном воздухе городов с металлургическим производством (Норильск, Медногорск, Никель и другие и др.). При увеличении концентрации этого вещества в атмосферном воздухе на 10 мкг/м³ соответствующее возрастание уровня смертности от заболеваний органов дыхания и сердечно-сосудистой системы по оценкам составляет 0,9 %. Последствия воздействия этого вещества на здоровье населения в российских городах оценить сложно, так как уровни содержания диоксида серы в атмосферном воздухе городов России явно занижены и требуется уточнение или совершенствование аналитических методов контроля.

Оксид углерода.(слайд 11) В атмосферном воздухе большинства городов России содержание оксида углерода не превышает нормативного уровня.

В атмосферном воздухе городов проводится регулярный контроль по веществам обладающими канцерогенными свойствами – бенз[а]пирену, бензолу, формальдегиду. Единичны исследования, в которых оценивается уровень загрязнения другими канцерогенными веществами, такими как ПХДД и ПХДФ, мышьяк, 1,3-бутадиен, шестивалентный хром, никель. Между тем, крупные металлургические комбинаты расположены на Кольском полуострове вблизи городов Мончегорск, Никель, Заполярный; в Челябинской области - в городах Верхний Уфалей и Реж. Повышенный уровень загрязнения окружающей среды мышьяком возможен в городах, где расположены медеплавильные производства (Красноуральск, Кировград, Медногорск) или производства золота (Пласт Челябинской области, пос. Семеновский в Башкортостане, поселки в Амурской области).

Высокие уровни загрязнения атмосферного воздуха бенз[а]пиреном, до сих пор часто используемого как индикатора загрязнения воздуха ПАУ, характерны для городов, где размещены предприятия черной металлургии - Череповец, Челябинск, Магнитогорск, Н.Тагил, Екатеринбург; алюминиевые заводы - Краснотурьинск, Каменск-Уральский, Волгоград, нефтеперерабатывающие заводы - Уфа, Стерлитамак, Ишимбай. Во многих из них проведены онкоэпидемиологические исследования. Так, статистически достоверно повышен уровень онкологической заболеваемости и смертности в таких городах, как Магнитогорск, Норильск, Каменск-Уральский, Уфа, Стерлитамак, Ишимбай и некоторых других.