и¦Я¦Ю¦а¦л

Прогноз
состояния
Оценка
прогнозир.
состояния
Источники
воздействия
Мониторинг
факторов
воздействия
Факторы воздействия
химич
биол.
биота
Природные среды
Геофизический мониторинг
Процедуры, входящие в систему ЭМ.
В систему мониторинга должны входить
следующие процедуры:
1) Выделение (определение) объекта
наблюдения.
2) Обследование выделенного объекта
наблюдения.
3) Составление информационной модели для
объекта наблюдения
4) Планирование наблюдений
5) Оценка состояния объекта наблюдения и
идентификация его информационной модели
6) Прогнозирование изменения состояния
объекта наблюдения
7) Представление информации в удобной для
использования формы и доведения ее до
потребителя
физич
криосфера
Оценка
фактическ.
состояния
Регулироввние качества среды
Наблюдения
Управление
Мониторинг
источников
пов. суши (с
реками озёрами)
Информационная система (мон-нг)
1.2. Схема и классификация мониторинга (по
Ю.А.Израэлю).
океан
1.1. Определение понятия: экологический
мониторинг (ЭМ).
Под ЭМ следует понимать организованный
мониторинг ОПС, при котором во-первых,
обеспечивается постоянная оценка
экологических условий среды обитания человека
и др. биологических объектов (раст., жив.,
микроорганизмы и т.д.), а также оценка
состояния и функциональной ценности
экосистемы; во-вторых, создаются условия для
определения корректирующих действий в тех
случаях, когда целевые показатели экологич.
условий не достигаются.
Блок-схема системы мониторинга (по
Ю.А.Израэлю).
Основные задачи ЭМ.
Основные задачи ЭМ - это наблюдение за:
1) Источником антропогенного воздействия;
2) Фактором антропогенного воздействия;
3) Состоянием природной среды под влиянием
факторов антроп. воздействия и оценка
прогнозируемого состояния пр. среды.
Информация, необходимая при разработке
проекта ЭМ.
1. Источник поступления загрязняющих веществ
в ОС.
1.1 выбросы загрязняющих вещ-в в атмосфере
промышленными, энергетическими,
транспортными и другими объектами.
1.2 сбросы сточных вод в водные объекты;
поверхностные смывы загрязняющих и
биогенных вещ-в в поверхностные воды суши и
моря; внесение на земную поверхность и (или) в
почвенный слой загрязняющих и биогенных вещв вместе с удобрениями и ядохимикатами при с/х
деят-ти.
1.3 места захоронения и складирования
промышленных и коммун. отходов.
1.4 техногенные аварии, приводящие к выбросу в
атмосферу опасных вещ-в или разливу жидких
загрязняющих и (или) опасных вещ-в.
2. Переносы загр-щих вещ-в (т.е. процессы атмого переноса, процессы переноса и миграции в
водной среде).
3. Процессы ландшафтно-геохимического
перераспределения загрязняющих вещ-в –
миграция загр. вещ-в по ландшафтно-геохимич.
сопряжению с учетом геохимич. барьеров и
биохимич. круговоротов.
4. Данные о состоянии антропогенных
источников эмиссии, а именно мощность
источников эмиссии, его месторасположение,
гидродинамические условия поступления
эмиссии в окр. среду.
атмосфера
1. Мониторинг как система наблюдения и
контроля окружающей среды.
Определение понятия: мониторинг
окружающей среды.
Мониторингом окружающей среды называются
регулярные, выполняемые по заданной
программе наблюдения природных сред,
природных ресурсов, растительного и животного
мира, позволяющие выделить их состояние и
происходящие в них процессы под влиянием
антропогенной деятельности.
Основные направления деятельности.
Основными направлениями деятельности
являются:
1) Наблюдение за факторами, воздействующими
на окружающую природную среду (ОПС).
2) Оценка фактического состояния природной
среды.
3) Прогноз состояния ОПС.
Национальный и глобальный мониторинг.
Нац. мониторинг – мониторинг в рамках одного
гос-ва. Глобальный мониторинг основывается
над подсистемах национального мониторинга и
включает элементы этих подсистем. Для
комплексной оценки состояния прир. среды и
выявления динамики этого состояния (в рамках
эколог. мон-га) одновременно д. вестись
метеорологические , гидрологические и
биологич. наблюдения, позволяющие в том числе
правильно интерпретировать и выделять
антропогенные изменения.
Биологич. м.
Экологический мониторинг
Классификация возможных систем
(подсистем) мониторинга (по Ю.А.Израэлю)
Существующие или
Принцип
разрабатываемые системы
классификации
(подсистемы) мониторинга
Глобальный мониторинг
(базовый, региональный,
импактный уровни), включая
фоновый и палеомониторинг.
Национальный мониторинг.
Универсальные
Межнациональный,
системы
«международный
мониторинг» (например,
мониторинг трансграничного
переноса загрязняющих
веществ).
Геофизический мониторинг
Реакция
Биологический мониторинг,
основных
включая генетический.
составляющих
Экологический мониторинг
биосферы
(включающий
вышеназванные)
Мониторинг антропогенных
изменений (включая
Различие
загразнение и рекцию на него)
среды
в атмосфере, гидросфере,
почве, криосфере, биоте.
Мониторинг источников
загрязнений.
Факторы и
Ингредиентный мониторинг
источники
(например, отдельных
воздействия
загрязняющих веществ,
радиоактивных излучений,
шумов и т.д.).
Острота и
Мониторинг океана.
глобальность
Мониторинг озоносферы.
проблемы
Мониторинг по физическим,
химическим и биологическим
Методы
показателям.
наблюдений
Спутниковый мониторинг
(дистанционные методы).
Медико-биологический
(состояние здоровья)
мониторинг.
Системный
Экологический мониторинг.
подход
Климатический мониторинг.
Вариант: биологический,
геоэкологический,
биосферный мониторинг.
1.3. Наблюдения, необходимые для
комплексной оценки состояния природной
среды.
Схема информационного обеспечения
мониторинга.
2. Качество окружающей природной среды
(ОПС) и его нормирование.
2.1. Определение понятия: качество ОПС.
Качество ОПС - такое состояние ее эколог.
систем, при котором постоянно обеспечиваются
процессы обмена энергией и веществ между
природой и человеком на уровне,
обеспечивающем воспроизводство жизни на
Земле в целом. До активного вмешательства
человека качество среды обеспечивалось путём
саморегуляции, самоочищения от загрязнений
нетохнологического происхождения. Оценка
качества ОС упирается в выработку значимых
критериев (показателей и параметров)
устойчивости ЭС, прогноз реакций конкретных
элементов биосферы и критических реакций
биосферы в целом.
Общая цель экологического контроля.
Общая цель экологического контроля или
контроля качества ОС может быть определена
как обеспечение соблюдения действующих
природоохранных и ресурсосберегающих правил
требований и норм на всех этапах деятельности
человека, связанной с активным или косвенным
изменением состояния ОС или её компонентов
(включая человека).
Основные задачи экологического контроля.
Основные критерии создания экологических
норм.
Оценка качества ОС опирается в выработку
значимых критериев (показателей и параметров)
устойчивости конкретных ЭС, прогноз реакций
конкретных элементов биосферы и конечном
счёте критических реакций биосферы в целом.
Под критерием подразумевается совокупность
показателей, характеризующих ухудшение
состояние здоровья населения и состояние ОС.
Параметры и показатели экологического
контроля.
Показатели представляют меру с параметрами
(численными значениями), обозначающими
границы интервалов, которые описывают
степени экологического неблагополучия среды.
Численные параметры включаемые в
соответствующий документ являются
временными и могут корректироваться. В
большинстве случаев показатели разделимы на
основные и дополнительные и состояние
территорий оценивают по основным показателям
с учётом дополнительных.
2.2. Критерии качества среды обитания
человека.
Качество среды обитания человека определяется
совокупностью критериев: санитарногигиенических, рыбохозяйственных и
общеэкологических. Об ухудшении здоровья
населения судят по медико-демографическим
критериям. Об изменении среды судят по
критериям загрязнения атмосферного воздуха,
воды и прочего.
Ранги экологического неблагополучия.
Экологическая обстановка может
классифицирована по возрастанию степени
экологического неблагополучия по следующим
рангам:
1) относительно-удовлетворительная
2) напряжённая
3) критическая
4) кризисная (зона чрезвычайных экологических
ситуаций)
5) катастрофическая (зона экологического
бедствия)
2.3. Три вида нормативов. Определение
понятия: санитарно-гигиенические
нормативы; производственно-хозяйственные
нормативы. Определение понятий: выброс и
сброс. Комплексные нормативы качества:
ПДН. Определение терминов: санитарная и
защитная зона.
Определение понятий:
зона чрезвычайной экологической ситуации;
Согласно 8-му разделу закона об охране ОПС,
зоной чрезвычайной экологической ситуации
объявляются участки территории Российской
Федерации, где в результате хозяйственной и
иной деятельности происходят устойчивые
отрицательные изменения в окружающей
природной среде, угрожающие здоровью
населения, состоянию естественных
экологических систем, генетических фондов
растений и животных.
зона экологического бедствия.
Зонами экологического бедствия объявляются
участки территории Российской Федерации, где в
результате хозяйственной и иной деятельности
произошли глубокие необратимые изменения
окружающей природной среды, повлекшие
существенное ухудшение здоровья населения,
нарушение природного равновесия, разрушение
естественных экологических систем, деградацию
флоры и фауны.
Трактовка понятия: существенное ухудшение
здоровья населения.
Под существенным ухудшением здоровья
населения понимается увеличение необратимых,
несовместимых с жизнью нарушений здоровья,
изменение структуры причин смерти
(онкологические заболевания, врожденные
пороки развития, гибель плода) и появление
специфических заболеваний, вызванных
загрязнением окружающей среды, а также
увеличение частоты обратимых нарушений
здоровья (неспецифические заболевания,
отклонения физического и нервно-психического
развития, нарушения или осложнения течения и
исходов беременности и родов и т.п.), связанных
с загрязнением окружающей среды.
Социальные последствия роста экологической
напряженности.
Социальные последствия роста экологической
напряженности проявляются в:
1) возрастающей нехватке продовольствия
2) миграции населения по экологическим
причинам
3) рост заболеваемости в городах
4) возникновение новых видов заболеваний
5) в заметном усилении государственного и
корпоративного противостояния за энерго и
минеральные ресурсы
6) возрастающий дефицит пресной воды
7) экологической агрессии, выражающейся в
вывозе токсичных технологий и отходов из более
развитых стран в менее развитые
8) в деградации систем жизнеобеспечения, а
именно:
a) усиление парникового эффекта в результате
увеличение выброса парниковых газов
b) уменьшение озонового слоя
c) загрязнение аэрозолями
d) увеличении концентрации загрязнений,
вызывающих кислотные осадки
e) уменьшение мощности и снижение
продуктивности (плодородия) почвенного слоя
f) резкое уменьшение S лесов как одного из
основных регуляторов концентрации
атмосферного кислорода (по различным оценкам
лесистость планеты сократилась от 50-60% (~10
тысяч лет назад) до 30%-40% (~100 лет назад) и
сейчас – 23%-30%, что примерно соответствует S
пустынь
g) расширение пустынь (V=20Га/минуту)
(оба этих последних процесса ведут к
увеличению аномалий влагооборота, увеличению
числа и интенсивности наводнений, засух,
песчаных бурь, ураганов)
h) интенсивное загрязнение гидросферы (внутри
водоёмов и водотоков, подземных вод, литорали,
батиали и абиссали, открытых пространств
мирового океана, загрязнении и таянии
многолетних океанических льдов и ледников
мировой суши). Таким образом, возрастает роль
случайной океанической составляющей,
снижается регулирующая роль биоты, в том
числе за счёт уменьшения биоразнообразия.
i) рост площадей территорий используемых для
наземного, подземного, природного и
поддонного складирования отходов в том числе и
особотоксичных
j) усиление теплового загрязнения и изменение
глобального теплового баланса
k) усиление электромагнитного загрязнения
l) загрязнение интенсивного осваемого ближнего
космоса продуктами сгораемого топлива и
обломками аппаратов
Таким образом речь идёт о всё более
существенном воздействии на базовые факторы
мирового климата и материальноэнергетического баланса планеты Земля.
3. Загрязнение.
Определение загрязнения:
• в Законе РФ об охране окружающей
природной среды;
Загрязнение – это привнесение в среду или
возникновение в ней новых, обычно
несвойственных для неё физико-химических,
биологических или информационных объектов,
оказывающих вредное воздействие на природные
экосистемы и человека или превышение в
рассматриваемое время естественного,
среднемноголетнего (в пределах его крайних
колебаний) уровня их концентрации.
• комиссией Организации Объединенных
Наций;
Согласно ООН под з. понимают экзогенные
(происходящие от внешних причин) хим. вещ-ва,
встречающиеся в ненадлежащем месте, в
ненадлежащее время, в ненадлежащем кол-ве.
•комиссией «Белого дома».
«Загрязнение есть неблагоприятное изменение
окружающей среды, которое целиком или
частично является результатом человеческой
деятельности, прямо или косвенно меняет
распределение происходящей энергии, уровни
радиации, физико-химические свойства
окружающей среды и условия существования
живых существ. Эти изменения могут влиять на
человека прямо или через сельскохозяйственную
продукцию, через воду или другие
биологические вещества. Они также могут
воздействовать на человека, ухудшать
физические свойства предметов, находящихся в
его собственности, условия отдыха на природе и
т.д.».
3.1. Естественное и антропогенное
загрязнение.
Виды загрязнений (перечень и определения –
по таблице).
Выделяют естественное загрязнение (продукты
вулканич. извержения, лесные пожары) и
антропогенное, являющееся результатом хоз.
деятельности человека и по масштабам
воздействия превосходящее природное.
Различные типы загрязнения ОС подразделяются
на 5 основных:
1. Механическое з. – это засорение среды
агентами, связанными лишь с механич.
воздействием без химико-физ. последствий.
2. Химическое з. – это изменение хим. св-в
среды, оказывающих отрицательное воздействие
на экосистемы и технологич. устройства.
3. Физическое з. – это изменение физических
параметров среды: температурно-энергетических
(тепловое, термальное), волновых (световое,
шумовое, электромагнитное),
радиационных/радиоактивных.
3,1. тепловое – повышение температуры среды
г.обр. в связи с промышленным выбросом
нагретого воздуха, отходящих газов и воды. Оно
может также возникать как вторичный рез-т
изменения хим. состава среды.
3,2. световое – нарушение естественной
освещенности в рез-те действия искусственных
источников света. В природе оно м. приводит к
аномалиям в жизни растений и животных.
3,3. шумовое – увеличение интенсивности шума
сверх природного уровня, кот. у человека
приводит к повышению утомляемости, снижения
умственной активности, а при достижении
уровня в 90-100дБ к постепенной потери слуха.
3,4. Электро-магнитное – это изменение
электромагнитных св-в среды (линии
электропередач, радио, телевидения, работа
некоторых промыш. установок и т.д.) приводит к
глобальным и локальным изменениям в тонких
биологических структурах.
4. Радиационное превышение естественного
уровня содержания в среде радиоактивных вещв.
5. Биологическое з. – это проникновение в
экосистему и технологич. устройства видов
животных и растений, чуждых данным
сообществам.
5,1. биотическое – это распространение
определенных, как правило нежелательных с т.
зр. людей, биогенных вещ-в (выделений мертвых
тел и т.д.) на территории, где они ранее не
наблюдались.
5,2. Микробиологические: а) появление
необычно большого кол-ва микроорганизмов,
связанное с их массовым размножением на
антропогенных субстратах (средах), измененных
в ходе хоз. деятельности чел-ка. б) приобретение
ранее безвредных формой организма патогенных
св-в или способности подавлять др. организмы в
сообществах.
Классификация загрязнений экосистем
(ингредиентное, параметрическое,
биоценотическое, стациально-деструктивное –
блок-схема).
Ингредиентное:
минеральное и органическое
(продукты сгорания ископаемого топлива,
продукты сгорания в ДВС, отходы хим. произ-ва,
ядохимикаты и удобрения, шахтные отвалы и
терриконы, аварийные сбросы в акваториях,
отходы металлургии, нефтедобыча и
нефтепереработка, бытовые стоки и мусор,
микробиологич. препараты, отходы пищевой
пром-ти, отходы животноводческих ферм).
Параметрическое: шумовое, тепловое, световое,
радиационное, электромагнитное.
Биоценотическое: комплексный фактор
беспокойства, нарушение баланса популяции,
случайная и направленная интродукция и
акклиматизация видов, неконтролируемый сброс,
отлов, отстрел, браконьерство.
Стациально-деструктивное: вырубка лесных
насаждений, эрозия почв, зарегулирование
водотоков, осушение земель, карьерная
разработка ископаемых, урбанизация, дорожное
строительство, лесные и степные пожары.
3.2. Отходы.
Определение понятия «отходы».
Отходы – не используемые непосредственно в
местах их образования отходы произ-ва, быта,
транспорта и др., кот. м.б. реально или
потенциально использованы как продукты в др.
отраслях нар. хоз-ва или в ходе регенерации.
Классификация (блок-схема).
Отходы бытовые – это твердые отбросы, не
утилизированные в быту, образующиеся в рез-те
амортизации предметов быта и самой жизни
людей вещ-ва (вкл. бани, прачечные, столовые,
больницы).
Отходы производства – остатки сырья,
материалов, полуфабрикатов, образовавшихся
при производстве продукции или выполнении
работ и утратившие полностью или частично
потребительские св-ва. Могут быть
безвозвратными (технологич. потери –
улетучивание, угар, усушка) и возвратными.
Основные типы отходов (коммунальные,
промышленные, производственного
потребления, токсичные).
Отходы производственного потребления –
непригодные для дальнейшего использования по
прямому назначению и списанные в
установленном порядке машины, инструменты и
пр. Отходы токсичные – отходы,
представляющие угрозу для ОПС и для здоровья
живых организмов, включая человека
(неиспользованные ядохимикаты в с/х, отходы
пром. произ-в, содержащих канцерогенные и
мутагенные вещ-ва).
3.3. Классификация техногенных факторов по
4-м категориям: материально-энергетическая
природа; количественные характеристики
воздействия; временные параметры и
различия воздействий по характеру эффектов;
категории объектов воздействия.
Классификацию техногенных факторов по 4
категориям:
1. материально – энергетическая природа
факторов (механич, физические, биологические,
химические факторы, реагенты и их различное
сочетание). В большинстве случаев в кач-ве
таких факторов выступают эмиссии (выбросы,
сбросы, стоки, излучение и т.п.).
2. Количественные хар-ки воздействия ( сила и
степень опасности, интенсивность факторов и
эффектов, массы, концентрации, хар-ки типа
«доза-эффект», токсичность, допустимость по
экологич. и санитарно-гигиеническим нормам,
степень опасности и риска); пространственные
масштабы, распространенность (локальная,
региональная, глобальная хар-ки воздействия).
3. Временные параметры и различия воздействий
по хар-ру эффектов: кратковременные и
длительные, стойкие и нестойкие, прямые и
опосредованные, обладающие выраженными и
скрытыми следовыми эффектами, обратимые и
необратимые, актуальные и потенциальные,
пороговость эффектов.
4. Категории объектов воздействия (различные
живые реципиенты/способность воспринимать,
реагировать), а именно люди, растения,
животные, компоненты ОС (среда поселений и
помещений), природные ландшафты,
поверхность З. в целом, почва, водные объекты,
атмосфера, околоземное пространство, изделия и
сооружения.
3.4. Источники техногенных эмиссий.
Организованные и неорганизованные.
Стационарные и подвижные. По
геометрическому и временнóму признакам.
Источники техногенных эмиссий:
организованные ист. оборудованы спец.
устройствами для направленного вывода эмиссии
(трубы, желоба, вентиляционные шахты,
сбросные каналы и т.п.) Эмиссии от неорганиз.
ист. произвольны. Источники различаются по
геометрич. хар-кам (точечные, линейные,
площадные) и по режиму работы (непрерывные,
залповые, периодичные).
3.5. Процессы и технологии.
Главные суммарные упрощенные реакции,
определяющие эмиссии СО2, Н2О, и теплоту
Q: для угля и углеводородов.
Главные реакции, определяющие эмиссию
углекислого газа, паров воды
C+O2->CO2^+Q
CnHm+(n+0,25m)O2->nCO2^+0,5mH2O+Q
Q=102,2n+47,7m кДж/моль
Основные загрязняющие вещества,
сопровождающие процессы в топливной
теплоэнергетике.
ЭС мощностью 1000 МВт на угле ежегодно
выбрасывает в атмосферу – 36 млн. м3 отходящих
газов, ~10 млн. м3 пара, 360 тыс. т. золы, ~5 млн.
м3 сточных вод с содержанием примесей от 0,2
до г. на литр. Дополнительным источником
загрязнения служат системы гидрозолоудаления.
Кроме указанных веществ в твёрдых, жидких и
газообразных отходах ТЭС содержатся
углеводороды, сульфаты, хлориды, фосфаты,
соли тяжёлых металлов.
В среднем в топливной теплоэнергетике на 1
тонну условного топлива приходится 150 кг. всех
загрязнителей воды, воздуха и почвы. Всего ТЭС
мира выбрасывают за 1 год ~7 млрд т
загрязнителей различных классов вредности, в
том числе 400 млн т аэрополлютантов. Топливо –
горючие вещества, основной частью которых
является углерод. В зависимости от
происхождения различают два вида:
искусственные (кокс, моторные топлива,
генераторные газы). Условное топливо – единица
учёта органического топлива, применимое для
сопоставления тепловой ценности для различных
видов топлива.
Основные загрязняющие вещества,
возникающие при эксплуатации двигателей
внутреннего сгорания (карбюраторных и
дизельных).
«Обмен веществ» автомобиля с карбюраторным
ДВС при расходе 6 кг горючего в специальном
режиме таков: при оптимальной работе двигателя
– сжигание 1 кг бензина сопровождается
употреблением 13,5 кг воздуха и выброса 14,5 кг
отработанных газов. У дизеля выброс не намного
меньше. Выбросы в современных автомобилях –
до 200 различных веществ. Общая масса
загрязнителей ~270 г на 1 кг бензина. Это даёт в
пересчёте на весь объём горючего,
потребляемого за 1 год всеми автомобилями 220
млн т, включая, кроме углекислого газа, твёрдые
частицы, оксиды азота, углеводороды, тяжёлые
металлы. В реальной практике эксплуатации авто
транспорта довольно часты утечки горючего и
масел; металлической, резиновой и асфальтовой
пыли; вредных аэрозолей. Суммарная
токсичность эмиссий автотранспорта больше,
чем у стационарной энергетики.
Главные суммарные упрощенные реакции,
происходящие при металлургических
процессах получения железа, алюминия, меди
Металлургические процессы основаны на
восстановлении металлов из руд, где они
содержатся преимущественно в виде оксидов или
сульфидов, с помощью термических и
электролитических реакций.
Пример:
1) Fe2O3+3C+O2->2Fe+CO^+2CO2^
2) Cu2S+O2->2Cu+SO2^
3) Al2O3+2C->2Al+CO+CO2
В реальных металлургических процессах
участвуют многие другие вспомогательные
вещества и материалы, которые вместе с
топливом и рудными примесями дают широкий
спектр загрязняющих веществ.
Основные загрязняющие агенты,
возникающие в процессах черной и цветной
металлургии.
Всё металлургическое производство
сопровождается интенсивным загрязнением
ОПС.
Чёрная металлургия потребляет большое
количество воды. Хотя хозяйственные нужды на
80-90% удовлетворены за счёт систем
оборотного водоснабжения, забор воды и сброс
загрязнённых стоков достигает больших
объёмов. Порядка 25-30 м3 на 1 тонну продукции.
Со стоками в водные объекты поступает большая
масса гидрополлютантов, в том числе
взвешенные вещества, сульфаты, хлориды,
соединения тяжелых металлов.
Цветная металлургия, несмотря на меньшие
материальные потоки производства, не уступает
чёрной металлургии по совокупности токсичных
эмиссий. Кроме большого количества твёрдых и
жидких отходов со свинцом, ртутью, ванадием,
медью, хромом, таллием и другими.
Предприятия цветной металлургии – опаснейшие
загрязнители атмосферы. При
пирометаллургическом производстве образуется
большая масса диоксидов серы. Около 95% всех
вредных газовых выбросов «Норильского горнометаллургического комбианата» приходится на
SO2, а степень его утилизации не больше 8%.
3.6. Радиоактивное загрязнение определение
радиоактивности.
Определение периода полураспада.
Период полураспада- время, за которое
распадается 1/2 начального количества ядер
(T0,5=T1/2=ln2/lambda=0,693/lambda)
Единицы измерения радиоактивности:
• СИ: беккерель, грей, зиверт;
В системе СИ - единица Беккерель [Бк] –
единица активности нуклида в радиоактивном
источнике. 1Бк соответствует 1распаду в секунду
для любого радионуклида. Аt= |delta Ν/delta t|
(активность, число распавшихся нуклидов,
время).
Грей [Гр]- единица поглощенной дозы,
представляет собой кол-во энергии
ионизирующего излучения, поглощенное
единицей массы какого-либо физич. тела.
1Гр=1Дж/кг.
Зиверт [Зв] – это единица эквивалентной дозы,
представляет собой единицу поглощенной дозы
умноженную на коэффициент, учитывающий
неодинаковую радиационную опасность для
организма разных видов радиационного
излучения. 1Зв=k*1Гр, k – коэффициент.
•Внесистемные: кюри, рад, бэр.
Кюри [Ки] – единица активности изотопа.
1Ки=3,7*1010Бк.
рад – единица поглощенной дозы излучения.
1рад=0,01Гр.
Бэр – биологический эквивалент рентгена,
единица эквивалентной дозы излучения. 1
Бэр=0,01 Дж/кг=0,01Зв.
Определение термина «поглощенная доза».
Поглощенная доза - кол-во энергии излучения,
поглощенной единицей массой облучаемого тела.
Виды альфа и бета-распада:
• бета--, бета+ - распад и электронный захват;
• альфа- распад.
β- распад – самопроизвольное взаимное
превращение протонов и нейтронов,
происходящее внутри ядра и сопровождающееся
испусканием или поглощением электронов,
позитронов, нейтрино и антинейтрино.
Бывает 3 типов: электронный β-,(n→p+e-+νe),
β+,(p→n+e++νe), электронный захват (p+e-→n+νe).
α-распад – самопроизвольное взаимное
превращение ядер, сопровождающееся
испусканием 2 протонов и 2 нейтронов,
образующее ядро 42Не. В результате α-распада
заряд ядра уменьшается на 2 единицы, а массовое
число на 4 единицы: 22688 Ra→22286 Rn+42Не.
3.7. Эквивалентная и эффективная
эквивалентная доза – определения.
Величина «поглощенная доза» не учитывает
того, что при одинаковой поглощенной дозе α изе гораздо опаснее β или γ из-я. Если принять во
внимание этот факт, то дозу следует умножить на
коэф., отражающий способность излучения
данного вида повреждать ткани организма.
Пересчитанную т. обр. дозу называют
эквивалентной дозой. Следует учитывать также,
что одни части тела (органы, ткани) более
чувствительны, чем другие. Поэтому дозы
облучения органов и ткани также следует
учитывать с разными коэф-тами. Умножив
эквивал. дозы на соответствующие коэф-ты
качества и просуммировав по всем органам и
тканям м. получить эффективную эквивал. дозу,
кот. отражает суммарный эффект возд-я
радиоактивного излучения на организм.
H=sum DiQi
3.8. Радон и радоновая проблема.
Изотопы радона, периоды их полураспада.
Единственным газообразным продуктом,
который рождается в процессе распада 3-х
семейств естественных радиоактивных элементов
является Радон (Rn). Наибольший вклад в его
образование вносят 238U, 235U и 232Th. Ядра радона
постоянно возникают в природе при
радиоактивном распаде материнских ядер. Rn –
инертный газ без цвета и запаха, в 10 раз тяжелее
воздуха, точка кипения -65 градусов. Радон не
имеет стабильных изотопов. Наиболее устойчив
222Rn (T1/2=3,8235 дня), входящий в природное
радиоактивное семейство урана-238 (семейство
урана-радия) и являющийся непосредственным
продуктом распада радия-226. Иногда название
«радон» относят именно к этому изотопу. В
семейство тория-232 входит 220Rn (T1/2=55,6 с),
иногда его называют торон (Tn). В семейство
урана-235 (урана-актиния) входит 219Rn
(T1/2=3,96 с), его называют актинон (An). В одну
из побочных ветвей (коэффициент ветвления
2×10−7) семейства урана-радия входит также
очень короткоживущий (T1/2=35 мс) радон-218.
Все отмеченные изотопы радона испытывают
альфа-распад. Этими четырьмя нуклидами
исчерпывается список природных изотопов
радона. Известны ещё 30 искусственных
изотопов Rn с массовым числом от 195 до 228.
Некоторые нейтронодефицитные изотопы радона
имеют также возбуждённые метастабильные
состояния; таких состояний известно 13.
Преобладающие моды распада у лёгких изотопов
Rn — альфа-распад, позитронный распад и
электронный захват. Начиная с массового числа
A=212 альфа-распад становится доминирующим.
Тяжёлые изотопы радона (начиная с A=223)
распадаются преимущественно посредством
бета-минус-распада.
Дочерние продукты распада.
Rn излучает alfa-частицы (как и материнские
нуклиды), в процессе распада он продуцирует
семейство других alfa-излучателей, которые
называются дочерними продуктами распада
(ДПР), причём они не газы, а твёрдые вещества –
нестабильные изотопы свинца, висмута,
поллония, таллия, которые сами являются
мощными источниками alfa-излучения.
Радиационное воздействие радона, торона и
продуктов их распада на человека.
Радон тяжелее воздуха и поэтому скапливается в
подвальных помещениях, на нижних этажах
зданий, в шахтах и т. п. Присутствует в воздухе
зданий, выполненных из любых строительных
материалов (в деревянных — в меньшей, в
кирпичных и особенно бетонных — в большей
степени). Попадая в организм человека, радон
способствует процессам, приводящим к раку
лёгких. Распад ядер радона и его дочерних
изотопов в легочной ткани вызывает микроожог,
поскольку вся энергия альфа-частиц поглощается
практически в точке распада. Особенно опасно
(повышает риск заболевания) сочетание
воздействия радона и курения. Радионуклиды
радона обусловливают более половины всей дозы
радиации, которую в среднем получает организм
человека от природных и техногенных
радионуклидов окружающей среды. радона в
воздухе помещений 100 Бк/м3. Предельно
допустимое поступление радона через органы
дыхания равно 146 МБк/год.
Формула расчет ЭРОА (эквивалентной
равновесной объемной активности радона.
ЭРОА – эквивалентная равновесная объёмная
активность радона рассчитывается по формуле:
CRn экв.=nRnFRn=0,1046nRaA+0,5161nRaH+0,3793nRaC
3.9. Биологическоек воздействие радиации.
Схема биологического действия
ионизирующего излучения.
Ионизируещее излучение в основном наносит
вред тем, что под его воздействием происходит
разрушение генетического аппарата клеток, что
приводит либо к их гибели, либо, что хуже для
организма в целом, к трансформации с
утраченной дифференцировкой. Такие клетки
могут образовать злокачественную опухоль,
прорастающую в органы и нарушающие их
работу. При получении определённой дозы
облучения возникает так называемая лучевая
болезнь, которая характеризуется поражением
кроветворной системы, поражение слизистой
оболочки тонкой кишки, нервной системы.
Степень тяжести лучевой болезни зависит оот
полученной организмом дозы.
Механизмы биологического действия
радиации.
В настоящее время существуют
взаимодополняющие друг друга механизмы
действия ионизируещего излучения на живой
организм – прямого и косвенного действия
радиации.
Суть механизмов прямого действия сводится к
тому, что все виды радиации вызывают
ионизацию и возбуждение атомов клеток живого
организма. Конкретные механизмы ионизации
различных атомов в зависимости от вида
облучения рассмотрены нами ранее. Однако
механизмы прямого действия не могут
полностью объяснить ряда физиологических
процессов, связанных с облучением орган- в
частности, несоответствие между фазой
облучения и наблюдаемым биологическим
эффектом.
Механизм биологического действия радиации на
живой организм поэтапно можно представить
следующей схемой:
1) Поглощение энергии радиоактивного
излучения клетками (тканями) организма.
2) Образование свободных радикалов и
окислителей.
3) Нарушение биохимических процессов.
4) Нарушение физиологических процессов.
Изменения, происходящие в организме при
воздействии ионизирующего излучения.
При облучении живого организма в
биологической ткани происходят сложные
физические, химические и биологические
процессы. Действие радиации на биологическую
ткань является косвенным. Ионизация и
возбуждение атомов живой ткани являются лишь
первым этапом в дальнейшей цепи
физиологических изменений. При косвенном
действии радиации молекула (атом)
биологической ткани непосредственно не
поглощает энергию ионизирущего излучения, а
получает её путём переда от другой молекулы.
Известно, что в биологической ткани 60-70% по
массе составляет вода. Вода под действием
радиации расщепляется на водород (H) и
гидроксильную группу (OH), которые либо
непосредственно, либо через цепь вторичных
превращений образуют продукты с высокой
химической активностью: гидратный оксид (HO2)
и перекись водорода (H2O2). Эти соединения
взаимодействуют с молекулами органического
вещества ткани, окисляя и разрушая её.
Дозы облучения, приводящие к развитию
острой лучевой болезни физиологические
проявления.
Острая лучевая болезнь развивается при
кратковременном облучении всего организма,
при получении им дозы от 1 до 100 Гр и более за
1-3 дня. Летальным исходом, как правило,
заканчиваются случаи, в которых организм
получил более 10 Гр за 1-3 дня. При получении
дозы до 10 Гр развивается острая лучевая
болезнь 4-х степеней тяжести:
1) Острая лучевая болезнь лёгкой степени
тяжести развивается при воздействии излучения
в дозе 1-2,5 Гр. Первичная реакция (первые 2-3
дня) – головокружение, тошнота. Латентный
период (около 1 месяца) – постепенное снижение
первичных признаков. Восстановление полное.
2) ОЛБ средней степени тяжести развивается при
воздействии излучения в дозе 2,5-4 Гр.
Первичная реакция (первые 1-2 часа) –
головокружение, тошнота, рвота. Латентный
период (около 25 дней) наличие изменения
слизистых оболочек, инфекционных осложнений,
возможен летальный исход.
3) ОЛБ тяжёлой степени развивается при
воздействии в дозе 4-10 Гр. Первичная реакция
(первые 30-60 минут) – головная боль, повторная
рвота, повышение температуры тела. Латентный
период (около 15 дней) – инфекционные
поражения, поражения слизистых оболочек,
лихорадка. Частота летальных исходов выше чем
при средней степени тяжести.
4) ОЛБ крайне тяжёлой степени. Развивается при
воздействии излучения более 10 Гр. Летальный
исход почти неизбежен.
4. Пределы допустимого воздействия на
природные экосистемы.
Предел допустимого воздействия на природные
экосистемы тесно связан с экологическим
нормированием, оценкой риска и
экотоксикологии.
Допустимое антропогенное воздействие на
окружающую природную среду (ОПС).
Допустимое антропогенное воздействие на ОПС
– это воздействие, не влияющее на качество ОС
или изменяющее природную среду в пределах
неразрушающих существующую экосистему и
невызывающих неблагоприятных последствий у
важнейших популяций и в первую очередь у
человека. Допустимое воздействие неразрывно
связано с качеством ОПС. Оценка качества ОС
упирается в выработку значимых критериев
устойчивости конкретных экосистем, прогноз
реакций конкретных элементов биосферы и в
конечном счете критич. реакций биосферы в
целом. Под критерием подразумевается сов-ть
показателей, характеризующих ухудшение сост.
здоровья населения и сост. ОС. Устойчивость
экоситемы определяется как соотношение между
величиной отклонения системы от норм
состояния и величиной воздействия. Следует
подчеркнуть, что каждый следующий, более
высокий уровень организации обладает меньшей
устойчивостью к негативным воздействиям, чем
предыдущий. Для измерения устойчивости
экосистемы требуется объективная оценка
экосистемы до начала воздействия, т.е.
параметры ее состояния в норме. Здесь
критичным является вопрос об 1. амплитуде
колебаний параметров, определяющих состояние
экосистемы; 2. целях, поставленных человеком в
конкретных сферах п/п. Допустимые воздействия
– это воздействия, не влияющие на норм.
функционирование экосистем и популяций.
Экологическое благополучие экосистемы
определяется как способность нормального
воспроизведения ее основных звеньев и
подсистем. Буферная емкость экосистемы предельное кол-во негативных воздействий,
которое не приведет к разрушению экосистемы
или ее очевидной деградации. Ассимилирующая
способность экосистемы - способность усвоить,
трансформировать, перевести в биологически
инертное состояние, включить в биологический
круговорот, воздействующие на экосистему
неблагоприятные физико-химические факторы.
4.1. Устойчивость экосистемы.
Критерий устойчивости.
Устойчивость экоситемы определяется как
соотношение между величиной отклонения
системы от норм состояния и величиной
воздействия. Следует подчеркнуть, что каждый
следующий, более высокий уровень организации
обладает меньшей устойчивостью к негативным
воздействиям, чем предыдущий. Для измерения
устойчивости экосистемы требуется объективная
оценка экосистемы до начала воздействия, т.е.
параметры ее состояния в норме. Здесь
критичным является вопрос об 1. амплитуде
колебаний параметров, определяющих состояние
экосистемы; 2. целях, поставленных человеком в
конкретных сферах п/п. Допустимые воздействия
– это воздействия, не влияющие на норм.
функционирование экосистем и популяций.
Экологическое благополучие.
Экологическое благополучие экосистемы
определяется как способность нормального
воспроизведения ее основных звеньев и
подсистем.
Буферная емкость экосистемы.
Буферная емкость экосистемы - предельное колво негативных воздействий, которое не приведет
к разрушению экосистемы или ее очевидной
деградации.
Ассимилирующая способность экосистемы.
Ассимилирующая способность экосистемы способность усвоить, трансформировать,
перевести в биологически инертное состояние,
включить в биологический круговорот,
воздействующие на экосистему неблагоприятные
физико-химические факторы.
4.2. Критерии качества среды обитания
человека.
Качество среды обитания человека определяется
совокупностью критериев: санитарногигиенических, рыбохозяйственных и
общеэкологических. Об ухудшении здоровья
населения судят по медико-демографическим
критериям. Об изменении среды судят по
критериям загрязнения атмосферного воздуха,
воды и прочего.
Зона чрезвычайной экологической ситуации.
Согласно 8-му разделу закона об охране ОПС,
зоной чрезвычайной экологической ситуации
объявляются участки территории Российской
Федерации, где в результате хозяйственной и
иной деятельности происходят устойчивые
отрицательные изменения в окружающей
природной среде, угрожающие здоровью
населения, состоянию естественных
экологических систем, генетических фондов
растений и животных.
Зона экологического бедствия
Зонами экологического бедствия объявляются
участки территории Российской Федерации, где в
результате хозяйственной и иной деятельности
произошли глубокие необратимые изменения
окружающей природной среды, повлекшие
существенное ухудшение здоровья населения,
нарушение природного равновесия, разрушение
естественных экологических систем, деградацию
флоры и фауны.
5. Атмосферные загрязнения.
5.1. Источники загрязнения атмосферы (блоксхема).
Источники загрязнения атмосферы:
1) Естественные (природные):
а) пыльные бури
б) вулканизм
в) лесные пожары
г) выветривание
д) разложение живых организмов
2) Искусственные (антропогенные)
а) промышленные предприятия
б) транспорт
в) теплоэнергетика
г) отопление жилищ
д) сельское хозяйство
Классификация загрязнений атмосферы (по
таблице).
1) Проблема – Масштаб (по региону - по высоте,
- по времени) – компетентная организация.
2) 1-2-3-4-5
3) Глобальная – глобальная – атмосфера –
десятилетие – международных
4) континентальная – континентальная –
стратосфера (<50 км) – годы – международных
5) Государственная – государственная –
стратосфера (<50 км) – месяцы –
государственных
6) Промышленного комплекса – обширный район
– тропосфера (<10 км) – недели –
государственных
7) Промышленного комплекса – малая зона –
нижний слой (до 500-1500 м) – дни –
региональных
8) Города – городской – нижний слой до 5001500 м – дни – региональных
9) Локальная – непосредственно окружающие
источники – высота дымовой трубы – часы региональных
5.2. Аэрозоли в атмосфере.
Определение понятия «аэрозоль».
Аэрозоль – это смесь газообразного вещ-ва с
тонкодисперсными жидкими и твердыми
компонентами (обозначаемые как «дисперсная
фаза»). Источниками являются извержения, даже
падения метеоритов, результаты реакции м/у
газообразными примесями, в частности м/у
газами и парами воды. В глобальном масштабе м.
выделить 3 основных типа распределения частиц
в тропосфере: фоновое (это когда число частиц в
1 см3 от 200 до 700), океаническое (размер от 0,5
до 20 мкм), континентальное.
Разновидности аэрозолей: туман, дым, смог.
Если «дис. фаза» жидкая, то смесь называют
туман. Если твердая, то пылью или дымом.
Смог – это сочетание пылевых частиц и капель
тумана. Интенсивный смог вызывает удушье,
приступы бронхиальной астмы, раздражение
глаз, повреждение растительности, зданий,
сооружений, аллергические реакции. Лондонский
смог (смог лондонского типа) – влажный –
сочетание газообразных загрязнителей, пылевых
частиц и капель тумана. Ледяной смог (смог
аляскинского типа) – сочетание газообразных
загрязнителей, пылевых частиц и кристалликов
льда, которые возникают при замерзании капель
тумана и паро-отопительных систем.
Размеры частиц аэрозоля.
Частицы аэрозолей м. представить в виде
эквивалентных сфер с радиусами от 10-7 до 10-2
см,
Ядра Айткена.
частицы с r меньше 10-1 мкм известны как ядра
Айткена.
Фотохимический смог (химические реакции
при образовании фотохимического смога).
В основе фотохимического смога лежат реакции,
основу которых составляют оксиды азота:
1) NO2(г)+h nu (lambda < 310 нм) -> O(г)+NO(г)
2) O(г)+O2(u)+M(г)-> O3(г)+M(г)
3) O3(г)+NO(г)->O2(г)+NO2(г)
Разделение частиц по размерам.
Основные химические реакции, протекающие
в тропосфере.
1) Образование озона
1. NO2+hv->NO+O
2. O+O2+M->O3+M
3. NO+O3->NO2+O2
2) Образование гидроксильного радикала
4. O3+hv(<310 нм) -> O+O2
5. O + H2O -> NO2 + O2
3) Реакции гидроксильного радикала
6. OH +CO->HO2+CO2
7. HO2+NO->OH+NO2 (регенерация OH)
8. OH+NO->HNO2 (азотистая кислота)
9.OH+NO2->HNO3 (азотная кислота)
10. OH+SO2+M->HSO3+M
11. HSO3+O2->HSO5
12. HSO5+xH2O->HSO5 (H2O)x
13. HSO5+NO->HSO4+NO2
14. HO4+HO2->H2SO4+O2
Реакционноспособные частицы.
Реакции в фотохимическом смоге.
5.3. Нормирование загрязняющих веществ в
атмосферном воздухе – ГОСТ 17.2.1.04-77.
5.3.1. Определение понятия загрязнения;
примеси.
Загрязнение атмосферы – это изменение состава
атмосферы в результате попадания в нее
примесей.
Примеси – это рассеянное в атмосфере вещ-во, не
содержащееся в ее постоянном составе.
Источники загрязнения атмосферного
воздуха.
5.3.2. Смысл ПДК с точки зрения экологии.
ПДК вредных веществ имеют смысл верхнего
предела устойчивости организма, при
превышении которого то или иное вещество (то
есть фактор) становится лимитирующим.
ПДК атмосферного воздуха – это максимальная
концентрация примеси, отнесенная к
определенному времени осреднения, которая при
периодическом воздействии или на протяжении
всей жизни человека не оказывает на него
вредного влияния, включая отдаленные
последствия, и на ОС в целом.
Разделение вредных веществ на резорбтивные
и рефлекторные.
Все загрязняющие вредные вещ-ва в
токсикологии принято оценивать по их
воздействию на организм. Нормирование
атмосферных загрязнений проводится по 2
показателям вредности. Изучается рефлекторное
(органо-лептическое, ольфактивное и
раздражающее), и резорбтивное (токсичное)
действие вещ-ва. Хим. соединения, нормируемые
в атмосферном воздухе подразделяются в
зависимости от показателя вредности на 3
группы:
1) вещ-ва, обладающие выраженным
рефлекторным действием;
2) обладающие преимущественно резорбтивным
действием;
3) вещ-ва, обладающие как рефлекторным, так и
резорбтивным действием.
Два вида ПДК: максимально-разовая и
среднесуточная.
Для загрязняющих воздух веществ установлено 2
вида ПДК: м.р. и с.с.
1 вводится с целью предупреждения негативных,
рефлекторных реакций при кратковременном
воздействии, а вторая для предупреждения
токсического действия. ПДК атмосферных
загрязнений в зависимости от типа действия
вещества устанавливается для 2 периодов
осреднений: 1 ПДКм.р. (максимальное в течение
30 минут) основывается на изучении
рефлекторного действия вещ-ва, а ПДКс.с.
(среднее за 24 часа) основывается на изучении
токсического, резорбтивного действия вещ-ва.
Для 1 группы соединений устанавливается
только ПДКм.р., а для 2 и 3 групп и ПДКм.р. и
ПДКс.с.
Правило соотношений ПДКм.р. и ПДКс.с. при
превышении рефлекторного и резорбтивного
действия.
Существует правило: если рефлекторное
(раздражающее) действие токсикантов
начинается при более низких концентрациях, т.е.
раньше чем резорбтивное, в этом случае
ПДКм.р.=ПДКс.с . Если же при более низкой
концентрации начинается токсичное,
отравляющее действие, то ПДКм.р. превышает
ПДКс.с в 2-10 раз. Для веществ, порог
токсического действия на организм которых пока
неизвестен, а также для особо опасных вещ-в
существуют только ПДКм.р.
5.3.3 .Российский и зарубежный подходы к
формированию принципов ограниченияч
содержания загрязняющих веществ в сбросах
и выбросах.В мировой практике существуют два
различных подхода:
1) I принцип, практикуемый в ряде стран Запада,
состоит в том, чтобы вредные вещества,
поступающие от предприятий в ОС, не
оказывали отрицательного влияния на
природные экосистемы в целом. Критерием здесь
считается ассимиляционный потенциал
территорий, показывающий, какое количество
вредных веществ может без ущерба для своего
состояния ассимилировать та или иная
территория. Практически это означает
определение суммарного количества вредных
веществ, которое без ущерба для себя может
воспринять, например, водный бассейн той или
иной территории или её воздух, обеспечив
соответствующее рассеивание примесей до
неопасных концентраций. Методика определения
ассимиляционного потенциала достаточно
сложна. После того как определены суммарные
объёмы веществ, которые могут быть
ассимилированы обезврежены или рассеяны в
природных экосистемах данной территориальной
единицы, промышленным предприятиям
устанавливаются предельные нормы (квоты) на
выбросы и сбросы вредных веществ в течение
определённого периода (сезона, года). Сумма
всех квот не должна превышать выброс или
сброс вредных веществ для данной
территориальной единицы.
2) Другой принцип, практикуемый, в частности в
России, состоит в том, что приоритетным
условием является соблюдение уже известного
нам неравенства (C<=ПДК или C/ПДК<=1) при
этом соблюдение этого условия не касается
самого предприятия, но именно предприятие
должно это условие обеспечить, то есть
предприятие обязано гарантировать такие
выбросы и сбросы, при которых в любых
условиях окружающей среды будет достигнуто
требуемое рассеивание примесей до неопасных
концентраций. Понятно, что критерием для
установления этих нормативов являются ПДК, а
сами нормативы называются предельно
допустимыми выбросами (ПДВ) в воздушную
среду – или предельными допустимыми
сбросами в водные объекты (ПДС).
5.3.4. ВДК (ОБУВ). Требования к уровню
загрязнений в рабочих зонах и населенных
пунктах.
Требования к уровню загрязнения на
территориях промыш. предприятиях и в районах
жилой застройки с учетом рассеивания
концентрации вредных загр. вещ-в в воздухе не
должно превышать: 1. на территории
предприятий не д. превышать 30% ПДКр.з.
(рабочей зоны) 2. в населенных пунктах не д.
превышать ПДКм.р. и ПДКс.с 3. В населенных
пунктах с населением более 2 тыс. человек и в
курортных зонах не более 80% ПДКм.р. Наряду с
ПДК действует временно допустимые
концентрации (ВДК) или иначе ориентированные
безопасные уровни воздействия (ОБУВ≡ВДК).
ОБУВ атм-ных загрязнений.
5.3.5. Эффект суммации и его учет при
нормировании загрязнения.
В реальных условиях производства в выбросах и
сбросах предприятия (а значит, в воздухе и воде)
присутствует не одно, а несколько различных
загрязняющих веществ. Многие из этих веществ
обладают сходным токсическим действием на
организм человека, а значит, в подобных случаях
суммарная концентрация таких веществ может
превышать ПДК для каждого в отдельности.
Кроме того, ряд веществ обладает
синергетическим эффектом, то есть токсичность
одного в присутствии другого усиливается. Это
явление называют эффектом суммации вредного
воздействия, и его необходимо учитывать при
нормировании как содержания, так и
поступления загрязняющих веществ в ОС.
Эффект суммации проявляют в частности: фенол
и ацетон, валериановая, капроновая и масляная
кислоты, озон, диоксид азота и формальдегид
.6. Загрязнения водной среды.
6.3. Определение понятий: водопользование и
водопотребление.
Водопользование – порядок, условия и формы
использования водных ресурсов:
1) использование водных обьектов для
удовлетворения любых нужд населения и
народного хозяйства.
2) Совокупность всех форм и видов
использования водных в общей системе
природопользования.
Виды водопотребления: возвратное и
безвозвратное.
Водопотребление – потребление водных
ресурсов для удовлетворения нужд населения,
промышленности, сельского хозяйства и д.р.
Различают:
Возвратное в. – с возвращением забранной воды
в источник
Безвозвратное в. – с расходом её на испарение,
фильтрацию и д.р.
6.4. Определение видов вод: минеральные;
подземные; сточные.
Воды минеральные – обычные подземные воды,
связанные с зонами тектонических разрывов и
отличающиеся повышенной температурой,
радиоактивностью, высоким содержанием
различных биологически активных компонентов.
Воды подземные – воды, находящиеся в верхней
части земной коры в любых физических
состояниях (гравитационные, пленочные,
гигроскопические, кристаллизационные, и д.р.).
Воды сточные – воды, загрязненные различными
органическими и не органическими веществами.
Подразделяются на промышленные, бытовые,
стоки сельскохозяйственного производства.
Определение понятия: эвтрофикация.
Эвтрофикация – повышение биологической
продуктивности водоемов в результате
накопления в воде биогенных веществ под
воздействием естественных и
антропогенныхфакторов.
Основные критерии для характеристики
процессов эвтрофикации водоемов (по
Хендерссон-Селлерс).
Основные критерии для характеристики
процессов эвтрофикации водоемов (по
Хендерссон-Селлерс):
-уменьшение концентрации растворенного
кислорода в воде
-увеличение содержания биогенных компонентов
-увеличение содержания взвешенных частиц
-последовательная смена популяций водорослей
с преобладанием сине-зеленых
-возрастание мутности воды
-значительное увеличение биомассы
фттопланктона.
6.5. Типы водоносных горизонтов.
Водоносный горизонт – слой грунта,
содержащий в порах и трещинах значительное
количество воды.
Водоупор – слой, практически не пропускающий
через себя воду. При этом может содержать или
не содержать в себе воду.
Полупроницаемый слой – слой, через который
возможно медленное движение воды.
Напорный горизонт – ограничен сверху и снизу
водонепроницаемыми отложениями.
Безнапорный пласт – водоносный горизонт, в
котором отсутствует верхний водоупор.
Грунтовый горизонт – безнапорный или напорнобезнапорный пласт, расположенный на первом от
поверхности водоупорном слое, расположенном
на всей изучаемой площади.
Зона аэрации – зона с частично заполненными
водой порами и трещинами. Вода в ней
удерживается капиллярными силами.
Верховодка – вода, залегающая в зоне аэрации на
ограниченных по площади непроницаемых или
полупроницаемых отложениях.
6.6. Водоснабжение населенных мест.
Виды водоснабжения: местное и
централизованное.
Местное и централизованное водоснабжение
отличаются способами забора воды.
При местном водоснабжении вода разбирается
непосредственно из источников. При
централизованном водоснабжении воду забирают
из поверхностных или подземных источников
механическим путем и по сети труб доставляют
под давлением к месту потребления.
Основные гигиенические требования к
водоисточнику.
Основные гигиенические требования к
водоисточнику состоит в том, чтобы качество
воды в природном состоянии или после
соответствующей обработки гарантировало ее
безопасность и безвредность для человека.
Подземные пресные воды, пригодные для целей
питьевого водоснабжения, залегают на глубине
не более 250 – 300 м.
Подземные воды первого водоносного горизонта
носят название грунтовых. Они практически не
защищены, расположены на ближайшем к
поверхности водоупорном слое и питаются за
счет поглощенных почвой атмосферных осадков.
Они характеризуются значительными сезонными
колебаниями уровня стояния, дебита,
химического состава.
Характеристики подземных пресных вод,
расположенных на разных горизонтах.
Подземные воды заключенные м/у 2
водоупорными слоями называются
межпластовыми, хим состав их является
достаточно постоянным и форм-ся под влиянием
химич. и физ.-хим. процессов . В подземных
водах содержатся (до 70 хим..эл.) – фтор,
железо,кальций, магний, карбонаты и
бикарбонаты.
Зона санитарной охраны источника
хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Под ЗСО источника хоз.-питевого
водоснабжения понимают специально
выделенную территорию прилегающую к
источнику водоснабжения и водозабора
сооружений, на этой территории устанавливается
особый режим для поверхностного источника –
ограничивающий (для подземного источника –
исключающий) возмож-сть загрязнения или
снижения качества воды источника в месте
водозабора или уменьшение дебита, а также
имеющий целью предохранить водозаборные
сооружения водопровода от всяких
преднамеренных или случайных действий в
результате которых может быть нарушена их
нормальная работа.
6.7. Нормирование загрязняющих веществ в
водных объектах.
Понятие допустимой нагрузки на водоем.
В общем случае Д нагрузка на водоем, при его
загрязнении определяется как разность между
установленной нормативной нагрузкой и уже
существующей (Сдоп.=Снорм.-Сфакт.).
Понятие загрязненности водного объекта.
Под загрязненностью водного объекта понимают
такое его состояние в официально установленном
месте использования воды, при котором
наблюдается отклонение от нормы в сторону
увеличения содержания того или иного
нормированного компонента. Согласно
действующим в России (правилам охраны
поверхностных вод. Типовые положения 1991г.):
данный водный объект считается загрязненным,
если показатели состава и свойств воды в нем
изменились под прямым или косвенным
влиянием производственной деятельности и
бытового использования населения и стали
частично или полностью непригодными хотя бы
для одного из вида водопользования.
Понятие загрязняющего воду вещества.
Отсюда, загрязняющим воду вещ-вом считается
не любая примесь и в нелюбом количестве, а
лишь избыточная, приводящая к нарушению
норм качества воды.
Определение ПДК примеси в воде
конкретного водного объекта.
ПДК примеси в воде конкретного водного
водного объекта (реки, озера, моря, подземных
вод) – это такой нормативный показатель,
который исключает неблагоприятное влияние на
организм человека и возможность ограничения
или нарушения нормальных условий хоз.питьевого, культурно-бытового и др. видов
водопользования. ЛПВ не имеет количественной
хар-ки, а отражает приоритетность требований к
качеству воды.
Понятие лимитирующего показателя
вредности (ЛПВ).
ЛПВ не имеет количественной хар-ки, а отражает
приоритетность требований к качеству воды.
Три главных критерия при нормировании
загрязняющих веществ в воде. Определение
понятий ХПК и БПК.
Нормирование загрязняющих вещ-в в воде
учитывает 3 главных критерия: 1. влияние вещ-ва
на общий санитарный режим водного объекта. 2.
Влияние на органно-лептические св-ва воды. 3.
Влияние на здоровье населения.
6.8. Классы опасности вредных веществ (ВВ),
загрязняющих водоемы.
Классы опасности вредных вещ-в: 1-чрезвычайно
опасные; 2 – высоко опасные; 3 – опасные; 4умеренно опасные
В основу классификации положены показатели,
характеризующие различную степень опасности
для человека хим. соединений, загрязняющие
воду в зависимости от токсичности,
кумулятивности, способности вызывать
отдаленные эффекты и ЛПВ.
Понятия: кумуляция загрязнения;
материальная кумуляция; функциональная
кумуляция.
Виды кумуляции: 1. кумуляция загрязнения –
сложение вредного эффекта, увеличение,
сосредоточения действующего начала
загрязнителя 2. Материальная кумуляция –
увеличение количества в организме при
повторном воздействии. Она наблюдается при
условии, если поступление вещ-ва превышает его
выведение из организма. 3. Функциональная
кумуляция – прогрессирующее нарастание
изменений при повторном воздействии вещ-ва.
Цели установления классов опасности ВВ,
загрязняющих водоемы и опасных для
гидробионтов.
Класс опасности устанавливается 1. с целью
определения степени экологической опасности
вещ-ва в связи с его появлением в водных
экосистемах. 2. для установления приоритета при
контроле загрязнения среды; 3. для оценки
допустимости совместного присутсвия вещ-в в
загрязненной среде; 4. для обоснования
рекомендации о замене хоз. использования
высоко опасных вещ-в на менее опасные.
Основные характеристики 1÷ 4 классов
опасности.
1 класс – чрезвыч. опасные загрязняющие вещва, лимитируемые по токсикологическому,
рыбохоз. ЛПВ. Хар-ся одним или несколькими из
след. св-в:
1. ПДК < 10-5 мг/л
2. материальная кумуляция высокая или сверх
высокая. Ккум >200.
3. вещ-ва обладают выраженными
биоконцентрационными св-вами (увеличение
Ккум по пищевой цепи)
4. обладает четко выраженным мутагенным,
бластомогенным, тератогенным действием.
2 класс – высокоопасные загрязняющее вещ-ва.
Вещ-ва, лимитируемые по токсикологическому и
рыбохозяйственному ПДВ. ПДК в пределах 10-410-5 мг/л. Мат. кумуляция умеренная от50-200.
Как правило вещ-ва данного класса не
накапливаются по пищевой цепи. Стабильность
(детоксикация) вещ-ва или продуктов их распада
находится в диапазоне от 60-180 суток при 20°C.
К данному классу опасности относятся вещ-ва
антропогенного происхождения.
3. Опасные загрязняющие вещ-ва. Это вещ-ва,
кот. лимитируются по токсиколог., иногда по
рыбо-хоз. ЛПВ ( в т.ч. и по органно-лептич.
ЛПВ). ПДК в пределах от 10-2-10-4мг/л. Мат
кумуляция выражена слабо. Ккум от1,1-50. Вещва не вызывают видимых патологич. явлений и
легко выводятся из организма. Стабильность
менее 60 суток при 20°C. К данному классу
относятся вещ-ва как антропогенного, так и
природного происхождения. Н: сероводород,
сульфиды.
4. Умеренно опасные загр. вещ-ва,
лимитируемые по любому ЛПВ. ПДК выше 10-2
мг/л. Они не обладают кумулятивными св-вами.
Стабильность менее 10 суток при 20°C. Действия
вещ-в до 4 КЭ проявляются а изменении
экологич. условий в водоеме. Это вещ-ва, кот.
входят в состав органики сапробного типа,
компоненты минерализации природных вод,
биогены и др., которые требуют
дифференцированного лимитирования с учетом
рыбо-хоз. водного объекта.
Понятие сапробности водоема.
Сапробионты (сапробы) – растительные и
животные организмы, обитающие в водоемах
загрязненных органич. вещ-вами. В зависимости
от степени сапробности загрязнения различают
поли-, мезо-, олигосапробионты. Сапробность
водоемов – это хар-ка степени загрязненности
водоема по видовому составу и массе
сапробионтов. 7. Нормирование загрязняющих
веществ в почве.
7.3. Три главных горизонта в почвенном
профиле.
В почвенном профиле, где преобладают
движения почвенных растворов сверху вниз,
чаще всего выделяется три главных горизонта:
1. Перегнойно-аккумулятивный (гумусовый)
горизонт (А1);
2. Элювиальный (горизонт вымывания ) (А2);
3. Иллювиальный (горизонт вмывания) (В).
Ниже располагается материнская
(почвообразующая) порода. Посредством почвы
– важнейшего компонента биосферы –
осуществляются экологические связи живых
организмов с литосферой, гидросферой и
атмосферой.
7.4. Четыре динамических показателя
скорости нарастания неблагоприятных
изменений в почвах.
Выделяются четыре динамических показателя
скорости нарастания неблагоприятных
изменений в почвах:
1) стабильные – скорость увеличения площадей
нарушенных земель менее 0,5% в год;
2) умеренно динамичные – площади
увеличиваются до 2% в год (возможна полная
смена биогеноценотического покрова за 50-100
лет;
3) среднединамичные – до 2-3% в год (возможна
полная смена экосистем в течение 3-50 лет);
4) сильнодинамичные – более 4% в год (полная
смена экосистем возможна за 25 лет).
7.5. Понятия: ПДКп, ОДКп, фонового
содержания вещества в почве, подвижности
химических соединений в почве.
1. ПДК – предельно допустимая концентрация
загрязняющего почву вещества – максимальная
концентрация загрязняющего почву вещества, не
вызывающая негативного прямого или
косвенного влияния на природную среду и
здоровье человека.
2. ОДК – ориентировочно допустимая
концентрация химического соединения в почве,
установленная расчетным путем (временный
норматив – срок действия 3 года.
3. Фоновое содержание вещества в почве –
содержание вещества в почве, соответствующее
ее природному составу.
4. Подвижность химических соединений в почве
– способность соединений химических элементов
переходить из твердых фаз почвы в почвенный
раствор.
5. Класс опасности – градация химических
веществ по степени возможного отрицательного
воздействия на почву, растения, животных.
7.6. Классы опасности загрязняющих почвы
веществ.
Классы опасности подразделяются на
(приводимый список элементов и веществ
ограничен):
1 класс – вещества высоко опасные; мышьяк,
кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, фтор,
бенз(а)пирен;
2 класс – вещества умеренно опасные; бор,
кобальт, молибден, медь, сурьма, хром;
3 класс – вещества мало опасные: барий,
ванадий, вольфрам, марганец, стронций,
ацетофенон.
Три направления нормирования
загрязняющих почву веществ.
Нормирование загрязняющих веществ в почве
предполагает три направления:
1) нормирование содержания ядохимикатов в
пахотном слое почвы сельскохозяйственных
угодий;
2) нормирование накопления токсичных веществ
на территории предприятия
3) нормирование загрязненности почвы в жилых
районах, преимущественно в местах временного
хранения бытовых отходов.
Этапы установления ПДКп.
Схема установления ПДК вредных веществ в
почве состоит из 5 этапов.
На первом этапе изучаются физико-химические
свойства вещества, его стабильность в почве с
определением периода полного распада Т99,
коэффициент фильтрации, поглощающая емкость
почвы и т.д.
На втором этапе проводится математическое
моделирование процессов миграции,
транслокации и детоксикации веществ в почве,
что позволяет определить необходимый объем
исследований.
Третий этап включает в себя проведение
экспериментальных исследований по
определению пороговых величин вещества по 6
группам показателей. Изучение
транслокационного показателя проводятся на
тест-растениях в вегетационных и натурных
опытах. За пороговую принимают ту
концентрацию вещества в почве, при которой
накопление вещества в растениях не превысит
ПДОК (предельно допустимые остаточные
количества) для продуктов питания. Определение
миграционного водного показателя проводят на
фильтрационных установках, где моделируются
условия поступления веществ со сточными
водами. Пороговой является концентрация
соединения в почве, при которой поступление
его в воду водоисточника не превысит ПДК в
воде водоемов. При определении миграционного
воздушного показателя рассчитывают процесс
миграции вещества в атмосферный воздух с
последующим экспериментальным
моделированием этого процесса в
микроклиматической камере.
Пороговой по воздушно-миграционному
показателю является такая концентрация
вещества в почве, при которой концентрация
вещества образующаяся в атмосферном воздухе
при свободном испарении в стандартных
условиях не будет превышать среднесуточную
ПДК. Изучение общесанитарного показателя
проводится в экспериментах по влиянию
соединения на динамику общей численности
почвенной микрофлоры, кишечной палочки и
ферментативной активности почвы. Пороговой
является концентрация вещества, не вызывающая
изменения общей численности микроорганизмов
более чем на 50% и ферментативной активности
почвы более чем на 25%. Органолептический
показатель вредности определяют по
органолептическим свойствам воды,
атмосферного воздуха и пищевых продуктов в
бальной системе. Пороговой является
концентрация, не оказывающая действия на
пищевую ценность и органолептические свойства
среды. Изучение токсикологического показателя
проводится при комплексном и сочетанном
действии (почвенная пыль) вещества на
лабораторных животных. Пороговой является
концентрация соединения, не вызывающая как
прямого, так и косвенного неблагоприятного
влияния на здоровье населения.
На 4 этапе проводят экспериментальные и
натурные исследования для конкретных
почвенно-климатических условий и
рассчитывают предельно допустимые уровни
внесения (ПДУВ) и безопасные остаточные
количества (БОК) химических соединений в
почве.
На заключительном 5 этапе проводят натурные
эксперименты с целью корректировки
гигиенических нормативов химических
соединений в почве.