Сравнительные оценки некоторых нормативов качества среды
В США используют стандарты содержания опасных химических веществ и нефтяных углеводородов в почвах и грунтовых водах. Сравнение концентраций веществ на исследуемых участках со стандартами позволяет количественно оценить меру потенциальной опасности загрязнения для здоровья человека, общественного благосостояния и окружающей среды. В зависимости от степени загрязнения выделяют уровни опасности: 1… Читать ещё >
Сравнительные оценки некоторых нормативов качества среды (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Нормирование качества атмосферного воздуха и воздействий на него
как в России, так и в зарубежных странах, направлено на обеспечение охраны здоровья и создание благоприятных условий для населения, а также на охрану окружающей среды. В каждой стране, несмотря на попытки унификации и гармонизации экологических стандартов, сложились свои подходы к установлению ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе, а также к определению целевых показателей качества воздуха и других нормативов. Так, различаются подходы к выбору периодов осреднения концентраций при нормировании — интервалов времени, в течение которых должны выдерживаться определенные значения концентраций (не превышаться нормативы). Однако порядки величин ПДК с 8-часовым, суточным и годовым периодами осреднения в разных странах достаточно близки.
Практически во всех странах при нормировании качества атмосферного воздуха внимание акцентируется на приоритетных загрязняющих веществах (СО, S02, NOx, тропосферный 03, РЬ, взвешенные вещества: РМ10 — частицы размером < 10 мкм, РМ2 3 — частицы размером < 2,5 мкм). В отличие от этой практики, в России нормированию подлежат все вещества, вовлекаемые в производственные процессы или образующиеся в их ходе. О приоритетных загрязняющих веществах говорят в контексте программ мониторинга и оценки состояния атмосферы в городах и промышленных центрах. В этом коренное отличие российского подхода, который максимально учитывает сложившуюся ситуацию с загрязнением как в городах, так и на особо охраняемых природных территориях. В программах мониторинга загрязнения атмосферного воздуха в Российской Федерации в качестве приоритетных веществ так же, как и в других странах, присутствуют монооксид углерода, диоксид азота, диоксид серы. Кроме того, в программы наблюдений за загрязнением воздуха в городах и промышленных зонах включены бенз (а)пирен, формальдегид, соединения фтора, меркаптаны и др. Их содержание в воздухе нормируется; для них установлены соответствующие ПДК (среднесуточные, максимально разовые и в рабочей зоне) и ОБУВ. В качестве примера приведем значения ПДК некоторых веществ, установленные в России, Европейском союзе и рекомендованные ВОЗ (табл. 12.4).
Соблюдение нормативов качества и достижение целевых показателей атмосферного воздуха во всех странах обеспечивается за счет разработки и внедрения программ сокращения выбросов. В странах — членах ЕС, как и в ряде других государств, установлены предельные годовые значения выбросов приоритетных загрязняющих веществ. Государства отвечают за проведение инвентаризации выбросов, мониторинг источников и состояния атмосферного воздуха, а также отчитываются в достижении поставленных в этой области целей. Максимальные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу для стран — членов ЕС (табл. 12.5) установлены Директивой ЕС (Directive 2001/81/ЕС of The European Parliament and of the Council of 23 October 2001 on National Emission Ceilings for Certain Atmospheric Pollutants).
Таблица 12.4
Некоторые нормативы качества воздуха в России, Европейском союзе и рекомендованные ВОЗ.
Загрязняющее вещество. | Период осреднения или характер норматива. | Концентрации, мкг/ м3 | ||
Россия. | ЕС. | ВОЗ. | ||
Взвешенные вещества, частицы диаметром <10 мкм. (РМ10). | 20 мин. | ; | ; | |
24 ч. | ||||
1 год. | ||||
Взвешенные вещества, частицы диаметром. < 2,5 мкм. (РМ2,5). | 20 мин. | ; | ; | |
24 ч. | ; | |||
1 год. | 25 (целевой показатель). | |||
Взвешенные вещества (общая концентрация). | 24 ч. | ; | ; | |
1 год. | —. | —. | ||
Диоксид азота. | 20 мин. | |||
1 ч. | ; | |||
24 ч. | ; | ; | ||
Озон. | 20 мин. | ; | ; | |
8 ч. | ||||
24 ч. | ; | ; | ||
Диоксид серы. | 20 мин. | 500(10 мин осреднения). | 125 (15 мин осреднения). | |
1 ч. | ; | ; | ||
24 ч. | ||||
Страны — члены ЕС обязаны разрабатывать и внедрять программы сокращения выбросов, обеспечивать наблюдение за источниками выбросов и за состоянием атмосферного воздуха, а также отчитываться о решении поставленных задач. Разработка и внедрение программ сокращения выбросов загрязняющих веществ, инвентаризация выбросов предполагают установление и обеспечение соблюдения технологических нормативов выбросов вредных веществ в атмосферный воздух.
Предельные значения выбросов загрязняющих веществ, установленные
для стран — членов ЕС
Страна. | Предельные значения выбросов загрязняющих веществ, тыс. т. | |||
Диоксид серы. | Оксиды азота. | Летучие органические вещества. | Аммиак. | |
Австрия. | ||||
Бельгия. | ||||
Великобритания. | ||||
Германия. | ||||
Греция. | ||||
Дания. | ||||
Ирландия. | ||||
Испания. | ||||
Италия. | ||||
Люксембург. | ||||
Нидерланды. | ||||
Португалия. | ||||
Финляндия. | ПО. | |||
Франция. | ||||
Швеция. | ||||
Всего 15 стран — членов ЕС. | ||||
Желательный уровень для ЕС в целом. | —. | |||
Нормативы качества воды в водных объектах и допустимых воздействий па водные объекты формируются в странах мира на основе разных подходов.
В странах Европы попытки сформировать единые нормативы качества вод предпринимались начиная с 1970;х гг. В отдельных странах нормы качества вод были введены в 1960;е гг. В настоящее время разработаны единые принципы для действий ЕС в области водной политики — Рамочная директива о воде {WaterFramework Directive, или WFD). Она не включает физико-химические или экологические стандарты в отношении воды, а лишь содержит методологию оценки экологического статуса в рамках пятиклассовой системы (1-й класс — наиболее чистые воды, 5-й класс — с максимальным уровнем загрязнения). Для этого предложен комплексный метод оценки, который должен использовать данные биомониторинга. Однако такая информация собирается не во всех странах, поэтому в настоящее время акцент при анализе качества вод сделан на физико-химических стандартах.
В действующих директивах ЕС основное внимание уделяется температурным условиям, условиям окисления, питательному режиму и металлам. Также особое внимание уделяется нормированию концентраций приоритетных веществ — опасных или потенциально опасных синтетических химических веществ, которые, по возможности, должны быть устранены из состава поверхностных вод.
В отличие от практики нормирования, сложившейся в России, в рамках Директивы WFD от стран ЕС требуется выработать цели в отношении качества воды, разработать план по достижению данных целей и реализовать его. Иными словами, оценка качества воды — одна из частей процедуры разработки инвестиционной программы, которая акцентирует внимание на стандартах, их интерпретации и реализации.
Организацией по экономическому сотрудничеству и развитию также разработана система стандартов качества вод. Проект реализовался в Молдове при финансировании Министерства окружающей среды, продовольствия и сельского хозяйства Великобритании. Предполагается, что разработанные стандарты могут использоваться и в других странах. Стандарты должны применяться на уровне 95 процентилей: водоем классифицируется в соответствии со стандартами данного класса, которым он отвечает в течение 95% от общего времени. Во избежание риска неверной классификации водоема из-за одного нетипичного результата в отношении одного параметра степень соответствия рассчитывается в процентилях.
Учет фоновых концентраций: региональные нормативы. Подчеркнем, что при создании стандартов качества вод в Европе намеренно не применяются гидрохимические показатели, единые для всех рек Европы. Это обусловлено значительными различиями естественных (фоновых) концентраций веществ в различных водных объектах. Так, по данным Д. Чепман (1996), различия концентраций в чистых реках составляли от 3,12 раз для ионов натрия до 170 раз для концентраций взвешенных частиц. С учетом этого стандарты для природных веществ в I классе могут различаться для различных типов водоемов. Сами же классы целевого назначения имеют следующие характеристики.
I класс. Равноценен «отличному состоянию» в соответствии с Рамочной директивой ЕС; природная водная система фактически не изменялась. Воды I класса пригодны для всех предусмотренных видов назначения.
II класс. Не обязательно равноценен «хорошему состоянию» в соответствии с Рамочной директивой ЕС, хотя признается важным шагом в этом направлении. Вода пригодна для всех видов водопользования. Для подготовки питьевой воды достаточно простых методов водоподготовки.
III класс. Некоторые виды водопользования проблематичны; для подготовки питьевой воды простых методов недостаточно. Условия, установленные в отношении вод для лососевых рыб (лосось, форель, хариус и сиг),.
возможно, уже не соблюдаются. Можно ожидать ухудшения состояния водной экосистемы.
IV класс. Водопользование только в целях, в отношении которых установлены низкие требования по качеству (или они отсутствуют), необходима интенсивная водоподготовка для питьевого водоснабжения. Этот класс может не соответствовать даже условиям для карповых рыб (принадлежащих к виду карповых, а также щуки, окуня, угря).
V класс. Пригоден для использования только в целях, для которых отсутствуют требования по качеству, например, производства энергии. По терминологии Рамочной директивы ЕС это будут воды в «плохом состоянии».
Потенциальное целевое назначение для разных классов вод представлено в табл. 12.6.
Таблица 12.6
Система классов целевого назначения поверхностных вод в соответствии с рекомендациями ОЭСР.
Назначение/. функция. | Дифференциация по назначению. | I класс назначения. | II класс назначения. | III. класс назначения. | IV класс назначения. | V класс назначения. |
Функционирование экосистем. | —. | —. | —. | —. | ||
Разведение/ охрана рыбы. | лососевые рыбы. | 4; | ; | ; | ; | |
карповые рыбы. | ; | |||||
Питьевое водоснабжение. | простая водоподготовка. | — | — | — | ||
обычная водоподготовка. | ||||||
интенсивная водоподготовка. | ||||||
Купание/. отдых. | —. | ; | ; | |||
Орошение. | —. | ; | ||||
Промышленное водопользование (технологические процессы, охлаждение). |
Назначение/. функция. | Дифференциация по назначению. | I класс назначения. | II класс назначения. | III. класс назначения. | IV класс назначения. | V класс назначения. |
Производство энергии. | ; | |||||
Добыча минерального сырья. | —. | |||||
Перевозки. | ; |
+ назначение/функция применяется; — назначение/функция не применяется Разработка нормативов допустимых воздействий на водные объекты в странах ЕС основана на том, что качество воды (каким бы оно ни было изначально) не должно ухудшаться. Нормативы сбросов устанавливаются:
- • за счет внедрения НДТ (с соответствующими характеристиками сброса);
- • с учетом необходимости обеспечения соответствия стандартам качества окружающей среды (EQS), являющимся частью цели по обеспечению качества водоприемника.
Считается, что в отношении крупных водоемов второй подход допускает значительно более высокий уровень сбросов, чем нормирование на основе характеристик технологий. Однако сбросы большого объема, установленные с учетом характеристик НДТ, могут превышать стандарты качества окружающей среды в небольшом водоеме. В связи с этим Рамочная директива о воде предусматривает применение «комбинированного подхода».
В качестве примера приведем характеристики поверхностной воды, предназначенной для использования в качестве питьевой (табл. 12.7).
Таблица 12.7
Некоторые характеристики поверхностной воды, предназначенной для использования в качестве питьевой.
№ п/п. | Параметры. | А1. | А1. | А2. | А2. | АЗ. | АЗ. |
G. | G. | G. | I. | ||||
pH. | от 6,5 до 8,5. | от 5,5 до 9. | от 5,5 до 9. | ||||
Цвет (после простой фильтрации), баллы. | 20(0). | 100(0). |
| ||||
Общие взвешенные твердые частицы мг/л. | |||||||
Температура. | 25 (О). | 25 (0). | 25(0). |
№ п/п. | Параметры. | А1. | А1. | А2. | А2. | АЗ. | АЗ. |
G. | G. | G. | I. | ||||
Проводимость HS/см'1 при 20 °C. | |||||||
Запах (коэффициент разбавления при t = 25 °С). | |||||||
Нитраты, мг/л. | 50 (О). | 50 (О). | 50(0). | ||||
Фтористые соединения, мг/л. | от 0,7 до 1. | 1,5. | от 0,7 до 1,7. | от 0,7 до 1,7. | |||
Всего: извлекаемый органический хлор, мг/л. | |||||||
Растворенное железо, мг/л. | 0,1. | 0,3. | |||||
Марганец, мг/л. | 0,05. | 0,1. | |||||
Медь, мг/л. | 0,02. |
| 0,05. | ||||
Цинк, мг/л. | 0,5. | ||||||
Бор, мг/л. | |||||||
Бериллий, мг/л. | |||||||
Кобальт, мг/л. | |||||||
Никель, мг/л. | |||||||
Ванадий, мг/л. | |||||||
Мышьяк, мг/л. | 0,01. | 0,05. | 0,05. | 0,05. | 0,1. | ||
Кадмий, мг/л. | 0,001. | 0,005. | 0,001. | 0,005. | 0,001. | 0,005. |
I — обязательно; G — ориентировочно; О — особые климатические или географические условия.
Для сравнения приведем также некоторые значения допустимых концентраций некоторых веществ в пятиклассовой системе стандартов ОЭСР (табл. 12.8). Перечень содержит более 70 нормируемых показателей, включая температуру, условия окисления, наличие биогенных веществ, химических загрязнителей, болезнетворных организмов, а также приоритетные для контроля загрязнители (СОЗ, ПАУ и др.).
Нормативы качества почв. В 1985 г. В рамках Международной организации по стандартизации создан Технический комитет ИСО/ТК 190 «Качество почвы». В его состав входят профильные подкомитеты ПК 1 «Критерии, терминология и обозначения», ПК 2 «Отбор проб», ПК 3 «Химические методы и характеристики почвы», ПК 4 «Биологические методы», ПК 5 «Физические методы» и ПК 6 «Радиологические методы».
Однако в связи с природными особенностями почв и различиями правовых систем в странах мира содержание химических веществ в почве нормируется преимущественно в национальных стандартах. Единых мировых нормативов содержания загрязняющих веществ в почве нет.
Таблица 12.8
Пятиклассовая система стандартов ОЭСР
Параметр (группа). | Сокращение. | Еди; ница. | Класс применения. | ||||
I. | II. | III. | IV. | V. | |||
ОБЩИЕ УСЛОВИЯ. | |||||||
Температурные условия. | |||||||
Температура воды. | Т вод. | °С. | Природные колебания температуры. | Холодная вода: | Холодная вода: | Холодная вода: | Холодная вода: |
20 °C лето,. | 20 °C лето,. | >20 °С лето. | >20 °С лето. | ||||
5 °C зима. | 5 °C зима. | >5 °С зима. | >5 °С зима. | ||||
Теплая вода:
| Теплая вода: 28 °C лето 8 °C зима. | Теплая вода: >28 °С лето, >8 °С зима. | Теплая вода: >28 °С лето, >8 °С зима. | ||||
Условия окисления. | |||||||
Растворенный кислород. | о2 | мг. 02/л. | >7 (или ФК). | >1 | >5 | >4. | <4. |
Биохимическая потребность в кислороде (5 дней). | бпк5 | МГ о2/л. | 3 (или ФК). | >7. | |||
Химическая потребность в кислороде, пермангаиатный метод. | хпк Мп. | МГ. 02/л. | <7 (или ФК). | >20. | |||
Параметр (группа). | Сокращение. | Еди; ница. | Класс применения. | ||||
I. | II. | III. | IV. | V. | |||
Условия, связанные с биогенными веществами. | |||||||
Всего: азот. | N общ. | мг N/л. | 1,5 (или ФК). | >20. | |||
Нитраты. | N03 | мг N/л. | 1 (или ФК). | 5,6. | 11,3. | >11,3. | |
Нитриты. | no2 | мг N/л. | 0,01 (или ФК). | 0,06. | 0,12. | 0,3. | >0,3. |
Аммоний. | NH,. | мг N/л. | 0,2 (или ФК). | 0,4. | 0,8. | 3,1. | >3,1. |
Всего: фосфор | Р общ. | мг Р/л. | 0,1 (или ФК). | 0,2. | 0,4. | >1. | |
Ортофосфаты. | Р04 | мг Р/л. | 0,05 (или ФК). | 0,1. | 0,2. | 0,5. | >0,5. |
Минерализация. | |||||||
Хлориды. | Cl*. | мг /л. | 200 (или ФК). | >500. | |||
Сульфаты. | so,. | мг /л. | <250 (или ФК). | >500. | |||
Примечания. Если не указано иное, требуемая концентрация должна «быть ниже или равняться» стандартным величинам, указанным в таблице.
ФК — фоновая (природная) концентрация.
В Германии согласно Федеральному закону о защите почв (1999) введены стандарты содержания загрязняющих веществ, различающиеся по категориям объектов и характеру использования земель. Почвы города разделены на 4 категории: 1) детские площадки, используемые для игр (исключая песок в песочницах); 2) жилые зоны (включая внутренние садики); 3) парки и рекреационные места, в частности общественные и частные зеленые площади, а также доступные, регулярно использующиеся площади с открытым грунтом; 4) промышленные объекты и коммерческая недвижимость. Значения нормативов приведены в табл. 12.9.
Таблица 12.9
Нормирование загрязняющих веществ в городских почвах Германии, мг/кг сухого веса растертой почвы
Вещество. | Детские площадки. | Жилые зоны. | Парки и места отдыха. | Промышленные объекты. |
Мышьяк. |
Вещество. | Детские площадки. | Жилые зоны. | Парки и места отдыха. | Промышленные объекты. |
Свинец. | ||||
Кадмий. | 10*. | 20*. | ||
Цианид. | ||||
Хром. | ||||
Никель. | ||||
Ртуть. | ||||
Aldrin. | ; | |||
Бенз (а)пирен. | ||||
ддт. | ; | |||
Гексахлорбензол. | ||||
Гексахлороциклогексан. | ||||
Пентахлорфенол. | ||||
Полихлорбифенилы. (РСР6). | 0,4. | 0,8. | ||
Диоксины/фураны. |
*Во внутренних садиках или маленьких садах, где находятся дети и выращиваются продовольственные растения, показатель стандарта для кадмия должен быть 2,0 мг/кг сухого веса.
В Нидерландах действуют нормативы загрязнения грех уровней: A-Wert — норматив, соответствующий естественному фону; В-Wert — норматив, превышение которого нс рекомендуется; C-Wert — норматив, за превышение которого следует штраф, размер которого способен привести к банкротству организации-загрязнителя (табл. 12.10).
Таблица 12.10
Нормативы качества почв и подземных вод в Нидерландах.
Содержание загрязняющих веществ. | ||||||
Металл. | в почве, мг/кг. | в грунтовой воде, мг/л. | ||||
A-Wert. | B-Wert. | C-Wert. | A-Wert. | ВWert. | C-Wert. | |
Барий. | ||||||
Кадмий. | 0,8. | 1,5. | 2,5. | |||
Кобальт. | ||||||
Медь. | ||||||
Молибден. | ||||||
Содержание загрязняющих веществ. | ||||||
Металл. | в почве, мг/кг. | в грунтовой воде, мг/л. | ||||
A-Wert. | B-Wert. | C-Wert. | A-Wert. | ВWert. | C-Wert. | |
Мышьяк. | ||||||
Никель. | ||||||
Олово. | ||||||
Ртуть. | 0,3. | 0,05. | 0,5. | |||
Свинец. | ||||||
Хром. | ||||||
Цинк. | ||||||
В США используют стандарты содержания опасных химических веществ и нефтяных углеводородов в почвах и грунтовых водах. Сравнение концентраций веществ на исследуемых участках со стандартами позволяет количественно оценить меру потенциальной опасности загрязнения для здоровья человека, общественного благосостояния и окружающей среды. В зависимости от степени загрязнения выделяют уровни опасности: 1) значительный риск отсутствует; 2) неминуемый риск; 3) значительный риск. Для двух последних уровней опасности Государственным Департаментом США регламентированы специальные методы восстановления и рекультивации. Нормативы разрабатываются с учетом категорий почв и грунтовых вод. В разных штатах методы оценки риска могут различаться. Так, применяются совместные оценки риска здоровью человека, общественному благосостоянию и окружающей среде в результате загрязнения почвы и (или) грунтовых вод нефтью и другими опасными веществами; такие же оценки при условии, что загрязняющие вещества из почвы не проникают в грунтовые воды; количественные характеристики риска для окружающей среды на основе сравнения концентраций веществ в почве с их ПДК (табл. 12.11).
Таблица 12.11
Некоторые нормативы концентраций загрязняющих веществ в почвах США.
Загрязняющие вещества. | Почвы детских площадок и сельхозугодий, мг/кг. | Почвы под временным или постоянным покрытием, мг/кг. | Почвы лесопарков и зеленых зон города, мг/кг. |
Мышьяк. | |||
Бенз (а)пирен. | 0,7. | 0,7. | |
Цианиды. | |||
Кадмий. | |||
Хром общий. | 10 000. |
Загрязняющие вещества. | Почвы детских площадок и сельхозугодий, мг/кг. | Почвы под временным или постоянным покрытием, мг/кг. | Почвы лесопарков и зеленых зон города, мг/кг. |
Хром III. | 10 000. | ||
Хром VI. | 10 000. | ||
ДДТ. | |||
Свинец. | |||
Ртуть. | |||
Никель. | |||
Нефтяные углеводороды. | 10 000. | ||
Цинк. | 10 000. |
В Финляндии при оценке качества почв учитываются: концентрации, общее количество, свойства, местонахождение и фоновое содержание вредных веществ в грунте; возможное загрязнение грунтовых вод; распространение загрязняющих веществ по территории, характер использования территории, длительность воздействия вредных веществ, синергетические эффекты и др. На территориях, где фоновое содержание превышает установленное пороговое значение, порогом считается фон. Наряду с грунтами исследуются грунтовые воды. Уровень загрязнения (табл. 12.12) устанавливается с учетом вида использования и потребности в очистке грунта:
- • «высшая рекомендация». Высокий уровень загрязненности: земли промышленности, транспорта, места складирования отходов. Если концентрации превышают «высшую рекомендацию», необходима очистка грунта;
- • «низшая рекомендация» — остальные территории.
Таблица 12.12
Пороговые и рекомендательные значения концентраций вредных веществ в грунте, принятые в Финляндии, мг/кг.
Вещество. | Естественная концентрация (фон). | Пороговое значение. | Низшая рекомендация. | Высшая рекомендация. |
Сурьма. | 0,02 (0,01−0,2). | |||
Мышьяк. | 1 (0,1−25). | |||
Ртуть. | 0,005 (< 0,005−0,05). | 0,5. | ||
Кадмий. | 0,03 (0,01−0,15). | |||
Кобальт. | 8(1−30). | |||
Хром. | 31 (6−170). | |||
Медь. | 22(5−110). | |||
Свинец. | 5 (0,1−5). |
Вещество. | Естественная концентрация (фон). | Пороговое значение. | Низшая рекомендация. | Высшая рекомендация. |
Никель. | 17(3−100). | |||
Цинк. | 31 (8−110). | |||
Ванадий. | 38(10−115). | |||
Цианиды. | ; | |||
Бензапирен. | ; | 0,2. |
Таким образом, несмотря на попытки унификации, в странах мира до настоящего времени имеются значительные различия в нормировании качества окружающей среды и воздействий на нее. При установлении нормативов применяются различные подходы, а сами значения ПДК (или аналогичных им стандартов) во многом определяются естественными особенностями территорий. В связи с этим большее внимание должно уделяться унификации подходов к разработке экологических нормативов. В частности, это касается методов контроля загрязнителей в окружающей среде.
Еще одно приоритетное направление при разработке нормативов — нормирование содержаний приоритетных веществ. Это, в частности, тяжелые металлы (их соединения), СОЗ, радионуклиды. Учитывая устойчивость данных веществ в окружающей среде и их способность перемещаться на значительные расстояния (трансграничные загрязнения), такие нормативы должны разрабатываться заинтересованными странами совместно.