Исторические этапы развития экологии, ее некоторые вопросы

Система экологического контроля состоит из государственного экологического мониторинга, государственного, производственного, муниципального и общественного контроля.

Различаются следующие виды экологического контроля: государственный, производственный, общественный.

- государственный экологический контроль осуществляется государственными органами общей компетенции, а также специально уполномоченными органами РФ и ее субъектов.

- производственный экологический контроль осуществляется экологической службой предприятия, учреждения или организации. Порядок организации производственного экологического контроля регулируется положениями, утверждаемыми самими предприятиями, учреждениями и организациями на основании Закона «Об охране окружающей природной среды».

- общественный экологический контроль осуществляется профессиональными союзами и иными общественными организациями, трудовыми коллективами, гражданами. Порядок проведения общественного экологического контроля регулируется Законом «Об охране окружающей природной среды», законодательством о профессиональных союзах Российской Федерации и других общественных организациях.

В соответствии с действующим законодательством основными задачами экологического контроля являются :

- наблюдение за состоянием окружающей природной среды и ее изменением под влиянием хозяйственной и иной деятельности; - проверка выполнения планов и мероприятий по охране природы,

рациональному использованию природных ресурсов, оздоровлению окружающей природной среды, соблюдение требований природоохранительного законодательства, а так же принятие необходимых мер по и обеспечению.

Таким образом, экологический контроль состоит из двух тесно связанных этапов. Первый - сбор и обработка необходимых исходных данных. В законе отмечается, что негативные изменения могут быть названы не только хозяйственной деятельностью. Нерациональное использование природных ландшафтов для организации отдыха и санаторно-курортного лечения может нанести серьезный ущерб окружающей природной среде. Казалось бы, сами природопользователи в этом случае должны, в первую очередь проявлять заботу о сохранении декоративных качеств зеленых насаждений, чистоте водоемов. Однако имеется много примеров, когда основные средства вкладываются в строительство капитальных сооружений. Экономия средств на формирование ландшафта, устойчивого к рекреационным нагрузкам, приводит к тому, что утрачивается главное условие полноценного загородного отдыха - качество природной среды.

Цель второго этапа - осуществление мероприятий по предупреждению и устранению экологических правонарушений на основе информации, полученной в процессе наблюдений. Для решения задач второго этапа сложились определенные формы и методы экологического контроля. Формы две - предупредительная и карательная. Соответственно применяются различные методы осуществления контроля.

Предупредительная форма экологического контроля включает в себя разработку и введение в действие нормативов качества окружающей природной среды и рационального использования природных ресурсов. Карательная форма применяется в тех случаях, когда последствия правонарушения не позволяют ограничиться предупреждением. Она выражается в различных видах юридической ответственности.

3.2 Государственный экологический контроль

Законом установлен круг полномочий должностных лиц и органов государственного экологического контроля. К ним относится право посещать предприятия, учреждения и организации независимо от форм собственности и подчинения, знакомиться с документами, необходимыми для исполнения служебных обязанностей; проверять работу очистных сооружений и установок, а также установленных природоохранных требований и нормативов; устанавливать нормативы и давать разрешения на сборы и выбросы вредных веществ; назначать государственную экологическую экспертизу; требовать устранения выявленных недостатков, привлекать виновных лиц к административной ответственности, направлять материалы о привлечении их к административной, дисциплинарной или уголовной ответственности, предъявлять иски в суд или арбитражный суд о возмещении вреда, причиненного окружающей среде и здоровью граждан; принимать решения об ограничении, приостановлении, прекращении функционирования любых предприятий и объектов, а также видов деятельности в случае нарушения экологических требований.

Для решения круга задач, установленных действующим законодательством в рамках экологического контроля, потребовалось объединение усилий ряда государственных органов на разных уровнях законодательной и исполнительной власти. В зависимости от места и назначения этих органов в системе государственного управления, их функции в части осуществления экологического контроля могут быть ограничены либо общей компетенцией, либо иметь специализированный, отраслевой характер.

Общеэкологический контроль относится к компетенции высших звеньев государственной системы управления, которые, наряду с другими функциями, осуществляют функции государственного управления и контроля в области охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов. На федеральном уровне - это контрольное управление в Администрации Президента РФ и Правительства РФ, на региональном уровне - соответствующие органы представительной и исполнительной власти субъектов РФ. Действующим законодательством федеральным органам власти предоставлено право не только осуществлять государственный контроль за рациональным использованием и охраной природных ресурсов, но и устанавливать порядок его проведения. К компетенции субъектов РФ отнесено осуществление государственного экологического контроля. Такие правовые положения предусмотрены основами Лесного законодательства РФ, Законом РФ «О недрах» и др. В водном кодексе РФ эти положения более детализированы, хотя основополагающие принципы распределения функций остались без изменения. Полномочия федеральных органов представительной власти ограничены установлением порядка организации и проведения государственного контроля за использованием и охраной водных объектов, а федеральным органам исполнительной власти поручено его осуществление.

Специализированный экологический контроль выполняется федеральными министерствами и ведомствами, а также соответствующими негосударственными структурами субъектов Российской Федерации. По характеру специализации государственные контролирующие органы подразделяются на отраслевые и функциональные. К числу функциональных органов государственного экологического контроля относятся, в частности, МВД России и др. Специфика отраслевых государственных органов заключается в том, что к сфере их компетенции относится один вид природных ресурсов. Например, Роскомзем следит за охраной и рациональным использованием земель. В некоторых случаях в сферу интересов отдельных ведомств попадает еще один вид природных ресурсов. Несмотря на имеющиеся различия, общим правовым положением для всех государственных органов экологического контроля является его надведомственный характер, позволяющий контролировать в пределах своей юрисдикции деятельность всех предприятий, организаций, учреждений и отдельных граждан. В соответствии с Кодексом об административных правонарушениях, в первую очередь составляется протокол об экологическом правонарушении. Следующим шагом является предписание об устранении экологического правонарушения, которое подготавливается на основании Закона «Об охране окружающей природной среды» и является обязательным для исполнения в установленные сроки.

Также Кодекс об административных правонарушениях служит основанием для вынесения постановления о наложении штрафа. К мерам государственного экологического контроля относится и постановление о возмещении вреда, причиненного окружающей природной среде юридическими лицами и гражданами, а так же предписание об ограничении (приостановлении) или прекращении хозяйственной и иной деятельности. Должностные лица и граждане, виновные в совершении экологических преступлений, несут уголовную ответственность. Представление о привлечении физических лиц к уголовной ответственности направляются в следственные органы инспекторами по охране природы, охране рыбных ресурсов и др.

3.3 Общественный экологический контроль

Общественные организации и объединения, в соответствии с Законом «Об охране окружающей природной среды», также могут осуществлять экологический контроль. Хотя по возможностям получения информации и применения мер воздействия на нарушителей природоохранительного законодательства общественный экологический контроль уступает государственному, вместе с тем, он обладает и серьезным преимуществом - реальной независимостью от государственных структур и ведомственных интересов. Вследствие этого, общественный экологический контроль в большей степени отражает экологические интересы населения.

Вопрос № 5. «Экологические требования к производственным процессам и производственному оборудованию»

Безопасность производственного оборудования - свойство производственного оборудования сохранять соответствие требованиям безопасности труда при выполнении заданных функций в условиях, установленных нормативно - технической документацией.Безопасность производственного процесса - свойство производственного процесса сохранять соответствие требованиям безопасности труда в условиях, установленных нормативно - технической документацией.

Общие требования безопасности к производственному оборудованию и производственным процессам установлены ГОСТ 12.2.003-91 и ГОСТ 12.3.002-75. Безопасность производственных процессов в основном определяется безопасностью производственного оборудования.

Производственное оборудование должно отвечать следующим требованиям:

1) обеспечивать безопасность работающих при монтаже (демонтаже), вводе в эксплуатацию и эксплуатации как в случае автономного использования, так и в составе технологических комплексов при соблюдении требований (условий, правил), предусмотренных эксплуатационной документацией. Все машины и технические системы должны быть травмо-, пожаро- и взрывобезопасными; не являться источником выделения паров, газов, пыли в количествах, превышающих на рабочих местах установленные нормы; генерируемые ими шумы, вибрации, ультра- и инфразвук, производственные излучения не должны превышать допустимые уровни;

2) иметь органы управления и отображения информации, соответствующие эргономическими требованиям, и располагаться таким образом, чтобы пользование ими не приводило к повышенной утомляемости, являющейся одной из определяющих причин травматизма. В частности, органы управления должны быть в зоне досягаемости оператора; усилия, которые необходимо к ним прилагать, должны соответствовать физическим возможностям человека; рукоятки, штурвалы, педали, кнопки и тумблеры должны быть спрофилированы таким образом, чтобы они были максимально удобны в использовании. Число и различимость средств отображения информации должны учитывать возможности оператора по ее восприятию и не приводить к необходимости чрез- мерной концентрации внимания;

3) иметь систему управления оборудованием, обеспечивающую надежное и безопасное ее функционирование на всех предусмотренных режимах работы оборудования и при всех внешних воздействиях в условиях эксплуатации. Система управления должна исключать создание опасных ситуаций из-за нарушения работающими последовательности управляющих действий.

Основными требованиями безопасности к производственным процессам являются следующие:

- устранение непосредственного контакта работающих с исходными материалами, полуфабрикатами, готовой продукцией и отходами производства, оказывающими вредное действие;

- замена технологических процессов и операций, связанных с возникновением травмоопасных и вредных производственных факторов, процессами и опера-циями, при которых указанные факторы отсутствуют или обладают меньшей интенсивностью;

- комплексная автоматизация и механизация производства, применение дистан-ционного управления технологическими процессами и операциями при наличии травмоопасных и вредных производственных факторов;

- герметизация оборудования;

- применение средств коллективной защиты работающих;

- рациональная организация труда и отдыха с целью профилактики монотонности и гиподинамии, а также ограничения тяжести труда;

- своевременное получение информации о возникновении опасных производствен-ных факторов на отдельных технологических операциях;

- внедрение систем контроля и управления технологическим процессом, обеспечива-ющих защиту работающих и аварийное отключение производственного оборудования;

- своевременное удаление и обезжиривание отходов производства, являющихся источниками травмоопасных и вредных производственных факторов, обеспечение пожаровзрывобезопасности.

Кроме того, ГОСТ 12.3.003-75 устанавливает принципы безопасной организации производственных процессов, общие требования безопасности к производственным помещениям, площадкам, размещению производственного оборудования и организации рабочих мест, к хранению и транспортировке исходных материалов, готовой продукции и отходов производства, к профессиональному отбору и проверке знаний работающих, а также требования к применению работающими средств защиты.

При определении необходимых средств защиты руководствуются действующей системой стандартов безопасности труда (ССБТ) по видам производственных процессов и группам производственного оборудования, используемым в этих процессах.

В рамках системы ССБТ проводятся взаимная увязка, систематизация всей существующей нормативной и нормативно-технической документации по безопасности труда.

В стандартах подсистемы 2 ССБТ «Стандарты требований безопасности к производственному оборудованию» указываются средства коллективной защиты, применение которых необходимо в рассматриваемом производственном оборудовании. Во всех стандартах подсистемы 3 ССБТ «Стандарты требований безопасности к производственным процессам» имеется раздел «Требования к применению средств защиты работающих», определяющий перечень средств индивидуальной защиты.

Общие требования экологичности к производственному оборудованию и процессам установлены СН 1042-73 и стандартами системы «Охрана природы».

Основными нормативными показателями экологичности производственного оборудования и технологических процессов являются предельно допустимые выбросы в атмосферу, предельно допустимые сбросы (ПДС) в гидросферу и предельно допустимые энергетические воздействия (ПДЭВ).

Предельно допустимый выброс в атмосферу (ПДВ) - норматив, устанавливающий содержание загрязняющих веществ в приземном слое воздуха от источника или их совокупности, не превышающего нормативов качества воздуха для населенных мест. Норматив ПДВ направлен на ограничение выбросов и обусловлен тем, что при существующих методах сокращения отходов производства практически невозможно избежать проникновения в атмосферу вредных веществ, которые необходимо уменьшить до уровней, обеспечивающих соблюдение предельно допустимых концентраций (ПДК).

Нормы предельно допустимого сброса веществ в водный объект устанавливают с учетом ПДК веществ, загрязняющих водную среду в местах пользования, ассимилирующей способности водного объекта и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями.

Нормативы ПДЭВ являются основой для проведения экологической экспертизы источника. Реализация нормативных показателей источника достигается за счет его совершенствования на этапах проектирования, постановки на производство и эксплуатации.

Контроль учета требований безопасности производится на всех этапах с помощью экспертизы. Порядок экспертизы безопасности проектов на новую технику и технологии и выдачи на них заключений установлен Минтрудом РФ и проводится Государственной экспертизой условий труда с участием органов Санэпидемнадзора РФ, а в некоторых случаях и в других надзорных органах. Применительно к оборудованию и технологическим процессам, имеющим аналоги, как правило, производятся расчетная оценка ожидаемого уровня негативных факторов и сопоставление полученных величин с предельно допустимыми значениями. При создании опытных образцов определяются фактические значения воздействия этих факторов. Если эти значения превышают допустимые величины, установленные ССБТ, производится доработка оборудования за счет введения соответствующих средств защиты или повышения их эффективности.

Применительно к оборудованию и технологическим процессам, не имеющим аналогов, производится идентификация опасностей и связанных с их возникновением негативных факторов. Здесь для выявления производственных опасностей применяют метод моделирования с использованием диаграмм влияния причинно-следственных связей на реализацию этих опасностей.

Экологическая экспертиза техники, технологий, материалов включает отраслевую и государственную экспертизу. Отраслевая экологическая экспертиза проводится организациями, определенными в качестве головных, которые рассматривают документацию новой продукции или ее образцы. Государственная экологическая экспертиза осуществляется экспертными подразделениями органов государственного управления в области природопользования и охраны окружающей среды на республиканском и региональном уровне.

Экологическая экспертиза направлена на предупреждение возможного превышения допустимого уровня вредного воздействия на окружающую среду в процессе ее эксплуатации, переработки или уничтожения. Следовательно, главная задача экологической экспертизы заключается в определении полноты и достаточности мер по обеспечению требуемого уровня экологической безопасности новой продукции при ее разработке.

Такими мерами по обеспечению экологической безопасности могут быть:

* определение соответствия проектных решений создания новой продукции современным природоохранным требованиям;

* оценка полноты и эффективности мероприятий по предупреждению возможных аварийных ситуаций, связанных с производством и потреблением (использованием) новой продукции, и ликвидации их возможных последствий;

* оценка выбора средств и методов контроля воздействия продукции на состояние окружающей среды и использование природных ресурсов;

* оценка способов и средств утилизации или ликвидации продукции после отработки ресурса.

По результатам экологической экспертизы составляется экспертное заключение, включающее вводную, констатирующую и заключительную части.

В вводной части содержатся сведения об экспертируемых материалах, организации, их разработавшей, сведения о заказчике, органе, утверждающем указанные материалы.

В вводной части содержатся сведения об экспертируемых материалах, организации, их разработавшей, сведения о заказчике, органе, утверждающем указанные материалы. Здесь же приводятся данные об органе, осуществляющем экспертизу, и времени ее проведения

В констатирующей части дается общая характеристика отражения экологических требований в представленном на экспертизу проекте.

Заключительная часть экспертного заключения содержит оценку всего комплекса мероприятий по рациональному использованию природных ресурсов и охране окружающей природной среды. Завершается эта часть рекомендациями к утверждению представленных материалов либо решением о направлении их на доработку. При возвращении на доработку должны быть конкретно сформулированы замечания и предложения по проектным решениям с указанием срока доработки и представления проекта на повторную экспертизу.

Экспертное заключение в полном объеме является обязательным для организаций -- авторов проекта, заказчиков и других исполнителей.

Государственной экологической экспертизе предшествует (как правило) отраслевая экспертиза.

При постановке продукции на производство обязательно учитываются требования безопасности и экологичности, предусмотренные ГОСТ 15.001--88. Согласно данному стандарту проверка новых технических решений, обеспечивающих достижение новых потребительских свойств продукции, должна осуществляться при лабораторных, стендовых и других исследовательских испытаниях моделей, макетов, экспериментальных образцов продукции в условиях, имитирующих реальные условия эксплуатации.

Опытные образцы подвергают приемочным испытаниям, в которых независимо от места их проведения вправе принять участие изготовитель и органы, осуществляющие надзор за безопасностью, охраной здоровья и природы.

Оценку выполненной разработки и принятия решения о производстве и применении продукции проводит приемочная комиссия, в состав которой входят представители заказчика, разработчика, изготовителя и Государственной приемки. При необходимости к работе комиссии могут быть привлечены органы, осуществляющие надзор за безопасностью, эксперты сторонних организаций.

Для исключения возможности эксплуатации оборудования, не соответствующего требованиям безопасности, на предприятии проводится его проверка как перед вводом в эксплуатацию, так и в процессе эксплуатации. Новое оборудование и машины при поступлении на предприятие проходят входную экспертизу на соответствие требованиям безопасности.

В процессе эксплуатации оборудования ежегодно проводится проверка его соответствия требованиям безопасности и экологичности. Отдел главного механика и энергетика обязан ежегодно проводить проверку состояния всего парка станков, машин и агрегатов по техническим показателям, показателям безопасности, по результатам которых составляются планы ремонтов и модернизации.

Важнейшей составной частью по обеспечению экологичности оборудования и технологических процессов при эксплуатации является составление экологического паспорта предприятия согласно требованиям ГОСТ 17.0.0.004-90.

Экологический паспорт состоит из следующих разделов: титульный лист; общие сведения о предприятии и его реквизиты; краткая природно-климатическая характеристика района расположения предприятия; краткое описание технологии производства и сведения о продукции, балансовая схема материальных потоков; сведения о использовании земельных ресурсов; характеристика сырья, используемых материальных и энергетических ресурсов; характеристика выбросов в атмосферу; характеристика водопотребления и водоотведения; характеристика отходов, сведения о рекультивации нарушенных земель, сведения о транспорте предприятия, сведения об эколого-экономической деятельности предприятия.

Основой для разработки экологического паспорта являются основные показатели производства, проекты расчетов ПДВ, нормы ПДС, разрешение на природопользование, паспорта газо- и водоочистных сооружений и установок по утилизации и использованию отходов, формы государственной статистической отчетности и другие нормативные и нормативно-технические документы.

Экологический паспорт разрабатывается предприятием и утверждается его руководителем, согласуется с территориальным органом экологического надзора, где и регистрируется.

Хранится экологический паспорт на предприятии и в территориальном органе по охране окружающей природной среды.

Задача № 2. На железнодорожном предприятии медницские работы проводят «а» часов в день, n дней в году. Работы ведутся на k постах. Определить валовые выбросы олова и свинца отдельно

Дано:

Время пайки в день, «а», час - 4

Кол-во рабочих дней в году, n - 250

Кол-во постов, k - 5

Решение

При проведении медницких работ (пайки) используют мягкие припои, плавящиеся при температуре 180-230*С. Эти припои содержат свинец и олово, поэтому при пайке в воздух выделяются их аэрозоли.

1. Расчет валовых выбросов Мi (кг/год) проводится по олову и свинцу отдельно для 3-х марок припоя по формуле:

M_i=g_i*a*n*k*3600*10^-3,

где g_i - удельноевыделение свинца и олова, г/с.

наименование технологической операции	Марка припоя	Удельный выброс, г/с
		свинец	олово
Пайка изделий паяльниками ручного типа	ПОС-30	0,0000075	0,0000033
	ПОС-40	0,000005	0,0000033
	ПОС-60	0,000004	0,0000031

Расчет валовых выбросов для свинца:

M_пос-30= 0,0000075 * 4 * 250 * 5 * 3600 * 10^-3 = 27*10^-3(кг/год)

M_пос-40 = 0,000005 * 4 * 250 * 5 * 3600 * 10^-3 = 90*10^-3 (кг/год)

M_пос-60 = 0,000004 * 4 * 250 * 5 * 3600 * 10^{- 3}= 72*10^-3 (кг/год)

Расчет валовых выбросов для олова:

M_{пос-30 и 40}= 0,0000033 *4 * 250 * 5 * 3600 * 10^-3 = 59,4*10^-3 (кг/год)

M_пос-60= 0,0000031 * 4 * 250 * 5 * 3600 * 10^-3 = 55,8*10^-3 (кг/год)

2. Делаем вывод

Наибольший выброс аэрозолей свинца происходит при пайке изделий паяльниками ручного типа для марки припоя ПОС-40 = 90*10^-3 (кг/год), наименьший выброс аэрозолей свинца происходит при пайке изделий паяльниками ручного типа для марки припоя ПОС-30 = 27*10^-3(кг/год).

Наибольший выброс аэрозолей олова происходит при пайке изделий паяльниками ручного типа для марки припоя ПОС-30 и 40 ³ = 59,4*10^-3 (кг/год), наименьший выброс аэрозолей олова происходит при пайке изделий паяльниками ручного типа для марки припоя ПОС-60 = 55,8*10^-3 (кг/год).

Задача № 10. Определить народохозяйственный ущерб от выбросов промышленного предприятия в атмосферу. Недостающие данные для расчета принять самостоятельно

Дано:

Исходные данные
Фактический объём загрязняющих выбросов, Qф, тыс.т	60
Площадь загрязнения с/х и лесных угодий, га	1200
Предельно допустимые выбросы для предприятия, Qпдв, тыс.т	30
Количество жителей в загрязненной зоне, тыс.чел.	10
Стоимость основных фондов на загрязненной территории, млн.руб.	200
Ущерб предприятия, Уп, тыс.руб.	190

Решение

1. Ущерб предприятия У_п в связи с загрязнением окружающей среды отражает потери от повышенной заболеваемости У_з, увеличения текущести рабочей силы У_р, потери сырья У_с, потери от преждевременного износа основных фондов предприятия У_ф, потери с полной утратой трудоспособности рабочих предприятий

У_п = У_з + У_р + _Ус + У_т + У_ф

Расчет ущерба предприятия У_п производится на основе имеющейся статической отчетности предприятия. В нашем случае У_п задается по условия задачи = 190 тыс.руб.

2. Определяем исходное состояние среды К_ос.

К_{ос =} Q_ф/ Q_пдв,

где

Q_ф - объём загрязняющих выбросов, тыс.т;

Q_пдв - объём предельно допустимых выбросов, тыс.т.

К_ос = 60 000 / 30 000 = 2 000 т

3. По оценке исходного состояния среды К_ос определим коэффициент для корректирования ущерба в зависимости от исходного состояния загрязнения среды (по таблице приложения), в нашем случае она равна К_з = 0

4. Определяем коэффициент приведения ущерба предприятия к народохозяйственному ущербу К_п

К_{п =} К_н + К_л + К_ф + К_з,

где

К_н - коэффициент для корректирования величины ущерба в зависимости от численности населения в загрязненном районе, в нашем случае К_н = 1,5;

К_л - коэффициент для корректирования ущерба в зависимости от площади лесных и с/х угодий, в нашем случае К_л= 12;

К_ф - коэффициент для корректирования ущерба в зависимости от стоимости основных фондов населения в загрязненном районе, в нашем случае; К_ф = 1,1;

К_з - коэффициент для корректирования ущерба в зависимости от исходного состояния загрязненной среды, в нашем случае К_з = 1,3.

Подставив исходные данные получим:

К_п = 1,5 + 1,2 + 1,1 + 1,3 = 5,1

5. Определяем народохозяйственный ущерб, наносимый предприятием

У_нх = У_пК_п, тыс.руб.

У_нх = 190 000 * 5,1 = 969 000 руб.

Вывод народохозяйственный ущерб, наносимый предприятием окружающей среде, в котрой проживают до 10 тыс. человек составляет У_нх = 969 000 руб.

В принятой ООН «Всемирной стратегии охраны природы», в частности записано: «Мы не унаследовали Землю наших отцов. Мы взяли ее в долг у наших детей». Поэтому именно принцип не брать «взаймы у потомков» должен стать определяющим при принятии всех без исключения решений по вопросам использования природных ресурсов и защиты окружающей среды от загрязнений.

Контрольная работа № 2

1. Введение

На рубеже ХХ и ХХI веков человечество столкнулось с рядом глобальных экологических проблем, среди которых антропогенные изменения биосферы, истощение природных ресурсов, демографический взрыв, загрязнение окружающей среды.

Один из распространенных видов загрязнения - поступление в различные среды тяжелых металлов (ТМ) - большой группы химических элементов с атомным весом более 50 (Hg - ртуть, Pb - свинец, W - вольфрам, Sn - олово, Cd - кадмий, Mo - молибден, Cu - медь, Co - кобальт, Mn - марганец, Cr - хром и др.). Тяжелые металлы, загрязняющие почву, могут поглощаться растениями и по пищевой цепи попадать в организмы животных и человека.

Основные источники выбросов ТМ сконцентрированы в крупных промышленных городах. Деятельность только одной ТЭЦ, потребляющей в сутки 5000 т угля, сопряжена с ежегодным выбросом в атмосферу 21 т свинца и соизмеримого количества других вредных элементов. Суммарное поступление свинца в атмосферу от автотранспорта на территории России оценивается величиной 4 тыс. т в год. Причем около 10 % всего автопарка сосредоточено в Москве.

Современная ситуация характеризуется, с одной стороны, переходом на неэтилированные бензины, сокращением объемов выбросов имеющихся промышленных предприятий, с другой стороны, увеличением парка автомобилей, появлением новых производств (в том числе и по переработке бытовых и промышленных отходов). Все это не снимает с повестки дня проблем эмиссии тяжелых металлов.

Вот почему столь необходимо иметь представление о тяжелых металлах как факторе экологической опасности, научиться самостоятельно оценивать воздействие этого фактора на экосистемы.

2. Какие вещества относятся к тяжелым металлам?

Тяжелые металлы (ТМ) - большая группа химических элементов с атомным весом более 50 (Hg - ртуть, Pb - свинец, W - вольфрам, Sn - олово, Cd - кадмий, Mo - молибден, Cu - медь, Co - кобальт, Mn - марганец, Cr - хром и др.).

3. В чем опасность ТМ как экотоксикантов?

Экотоксины - это результат негативного воздействия человека на окружающую среду. Фактически, загрязнение атмосферы, почвы и воды приводит к тому, что человек в дальнейшем получает «эффект бумеранга». Однако экотоксины в отличие от обычных ядов действуют намного глубже - на уровне генетической модификации человеческого организма, заставляя его гены мутировать.

Список металлов, относящихся к классу особо токсичных, включает в себя As - мышьяк, Cd - кадмий, Hg - ртуть, Pb - свинец, Se - селен, Zn - цинк. Известно, что в результате различных превращений данные химические элементы могут распределяться в атмосфере, гидросфере, литосфере Земли. Почва является одним из основных концентраторов ТМ в биосфере. В настоящее время на первое место выходит сознательное управление биосферными функциями почвенного покрова. Почвенный покров - незаменимый компонент биосферы - совместно с растениями определяет ее устойчивое функционирование.

Тяжелые металлы, как правило, концентрируются в приповерхностном слое почвы 0-10 (20) см, где они присутствуют в форме обменных ионов и в необменной, прочно фиксированной почвенным поглощающим комплексом форме. Доля водорастворимой формы обычно невелика, однако при сильном загрязнении абсолютное количество водорастворимых ТМ становится самостоятельным экологически опасным фактором. В дальнейшем ТМ могут мигрировать в растения, поступать в реки и озера в результате смыва и далее, по трофическим цепям, - в живые организмы.

Содержание и формы миграции тяжелых металлов в поверхностных природных водах и почвах таежных экосистем в известной мере зависят от сопутствующих негативных явлений, характерных для современного техногенеза: аэральных выпадений, кислотных дождей, выбросов пыли и дыма и т.д. В наземных экосистемах тяжелые металлы включаются в трофические цепи и в таком компоненте, как почвы, активно воздействуют на мезофауну и микрофлору. В данных условиях существенно возрастает численность почвенных грибов, продуцирующих токсины, низкомолекулярные органические кислоты и другие органические вещества. Это является одним из адаптационных механизмов, противостоящих токсическому действию ТМ.

В отличие от других поллютантов, способных разлагаться под действием физико-химических и биологических факторов или выводиться из почвы, тяжелые металлы сохраняются в ней длительное время даже после устранения источника загрязнения:

- период полуудаления ТМ из почв в условиях лизиметров (специальных приборов, изучающих внутрипочвенный сток) варьирует в зависимости от вида металлов: для Zn от 70 до 510 лет, Cd - от 13 до 1100 лет, Cu - от 310 до 1500 лет, Pb - от 740 до 5900 лет.

Детоксикация почв, загрязненных ТМ, имеет определенные трудности. Накопление тяжелых металлов в почве нарушает физико-химическое равновесие природной системы и дает толчок ряду процессов, действующих на почвенные свойства.

Изменяется величина рН, разрушается почвенный поглощающий комплекс, нарушаются микробиологические процессы, в результате разрушения структуры ухудшается водно-воздушный режим, деградирует почвенный гумус, и в конечном итоге почва теряет плодородие.

Комплексообразующая способность многих металлов приводит к возникновению устойчивых металлоорганических комплексов хелатного типа, что, в свою очередь, обусловливает изменение концентрации необходимых для жизнедеятельности организмов субстратов в почве.

Количество, при котором химические ингредиенты становятся действительно опасными для окружающей среды, зависит не только от степени загрязнения ими сред обитания, но также от химических особенностей этих ингредиентов и от деталей их биогеохимического цикла. Для сравнения степени токсикологического воздействия химических ингредиентов на различные организмы пользуются понятием молярной токсичности, на которой основан ряд токсичности, отражающий увеличение молярного количества металла, необходимого для проявления эффекта токсичности при минимальной молярной величине, относящейся к металлу с наибольшей токсичностью.

4. Перечислите металлы, относящиеся к 1 классу опасности

К I классу опасности относятся: мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, фтор, бензапирен.

5. Подтвердите опасность металлов 1 класса данными их основных биогеохимических свойств

Содержание кадмия в почвах определяется химическим составом материнских пород. Среднее содержание Cd в почвах лежит между 0,07 и 1,1 мг/кг. При этом фоновые уровни Cd в почвах не превосходят 0,5 мг/кг, и все более высокие значения свидетельствуют об антропогенном вкладе в содержание Cd в верхнем слое почв.

Ежегодно в атмосферу выбрасывается свыше 25 тыс. т кадмия. С атмосферными осадками и пылью на поверхность почвы в России ежегодно выпадает 1,9-5,4 г/га кадмия. Из-за несовершенства технологий производства минеральных удобрений выбросы ТМ в окружающую среду превышают проектные величины в 2-3 раза. В то же время при внесении органических удобрений в дозе 50 т/га в почву поступает: свинца - 38, кадмия - 2,3 и никеля - 75 г/га.

Свинец поступает в окружающую среду из антропогенных источников с выбросами промышленных предприятий и автомобильного транспорта, определенную долю вносят сельскохозяйственный сектор, а также природные источники (ветровая эрозия почвы, вулканическая деятельность, лесные пожары). По некоторым оценкам, в результате природной эмиссии в атмосферу поступает в среднем 27 тыс. т свинца в год, а в результате антропогенной деятельности - 425 тыс. т в год.

Загрязнение окружающей среды свинцом и его соединениями, как правило, связывают с автомобильным транспортом и деятельностью предприятий цветной металлургии.

Состав парка автомобилей по видам используемого топлива таков: количество автомобилей, использующих газ в качестве топлива, не превышает 2 %, доля грузовых автомобилей с дизельным двигателем составляет в среднем по России 28 %, а автобусов с дизелем - примерно 63 %. Остальные автомобили используют бензин в качестве топлива.

Размеры зоны влияния автотранспорта на экосистемы сильно варьируют. Ширина придорожных аномалий содержания свинца в почве может достигать от 10 м до 100-150 м. Это содержание асимметрично по отношению к поперечному профилю дороги, что находит свое отражение в растениях, лесные полосы вдоль дорог задерживают в своих кронах потоки свинца от автотранспорта. В условиях города размеры свинцовых аномалий определяются условиями застройки и структурой зеленых насаждений. В настоящее время на свалках находится до 1 млн. т свинца в отработанных аккумуляторах.

Соединения ртути встречаются в фунгицидах (до последнего времени ртутьсодержащие соединения использовались для протравливания семян), при производстве бумаги и синтезе пластмасс. Отдельные соединения различаются по своей токсичности и устойчивости.

Из всего количества ртути, которое человек получает с пищей, примерно половина приходится на продукты животного происхождения и одна треть - на растительную пищу. Всего в мире ежегодно производится 9000 тонн ртути, из них 5000 тонн впоследствии оказываются в океанах. В озере Вашингтон за последние 100 лет содержание ртути в донных осадках увеличилось в 100 раз. Проходя через пищевые цепи, соединения ртути могут менять свою токсичность. Так, было установлено, что в США в одном озере, в которое фабрика спускала сточные воды, содержавшие связанную в форме неорганических соединений (мало токсичную) ртуть, эти ртутные соединения поглощались растениями (например, камышом), восстанавливались и затем уходили в атмосферу в виде элементарной (очень ядовитой) ртути в газообразном состоянии.

6. Назовите основные источники поступления ТМ

Все источники поступления поллютантов (загрязнителей) можно разделить на природные и антропогенные. Среди природных источников поступления ТМ в атмосферу выделяются ветровая эрозия, извержения вулканов, лесные пожары, испарение с поверхности почв и растений, поступление с поверхности почвы и др.

Поллютант - вещество-загрязнитель.

По хозяйственным и территориальным признакам источники металлотоксикантов подразделяют на локальные и пространственные, а по скорости эмиссии в окружающую среду и объекты живой природы - на регулярные и залповые.

Особую опасность для окружающей среды представляют распределенные в пространстве источники тяжелых металлов, так как именно они загрязняют сравнительно большие территории. К этой группе относятся: автомобильный транспорт, сельскохозяйственные угодья (после обработки содержащими металлы пестицидами), домашние печи, использующие уголь.

Отрасли промышленности, загрязняющие природную среду ТМ

Название отрасли	Cd	Cr	Cu	Hg	Pb	Ni	Sn	Zn
Целлюлозно-бумажная промышленность		+	+	+	+	+		+
Горно-добывающая промышленность	+	+		+	+		+	+
Производство хлора и щелочей	+	+		+	+		+	+
Производство удобрений	+	+	+	+	+	+		+
Очистка нефти	+	+	+		+	+		+
Производство стали	+	+	+	+	+	+	+	+
Цветная металлургия		+	+	+	+			+
Авто- и авиастроение	+	+	+	+	+		+	+
Стекло, цемент, керамика		+
Текстильная промышленность		+
Кожевенная промышленность		+
Паросиловые установки		+						+

7. При поступлении каких металлов в атмосферу основной вклад вносит антропогенный фактор?

Для Cd - кадмия, Zn - цинка и Pb - свинца доля антропогенных поступлений в атмосферу значительно превышает природные.

Поступление тяжелых металлов в атмосферу, % от суммы

источник	Тяжёлый металл
	Кадмий Cd	Цинк Zn	Свинец Pb	Ртуть Hg
Общий природный	26,3	29,0	4,5	81,0
Антропогенный	73,7	71,0	95,5	19,0

8. Охарактеризуйте наиболее опасные производства с точки зрения эмиссии ТМ

Особую опасность для окружающей среды представляют распределенные в пространстве источники тяжелых металлов, так как именно они загрязняют сравнительно большие территории. К этой группе относятся: автомобильный транспорт, сельскохозяйственные угодья (после обработки содержащими металлы пестицидами), домашние печи, использующие уголь.

На предприятиях железнодорожного транспорта источниками поступления тяжелых металлов в окружающую среду служат котельные, участки сварки и резки, химической и электрохимической обработки металлов, аккумуляторные, медницкие отделения. ТМ поступают также при потерях перевозимого сырья и руд, в составе сточных вод предприятий.

9. Что такое ПДК?

Предельно допустимая концентрация (ПДК) - количество вредного вещества в окружающей среде, отнесенное к массе или объему ее конкретного компонента, которое при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияет на здоровье человека и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства.

10. Перечислите и расшифруйте основные подходы к понятию устойчивости экосистем

Критическую предельно допустимую нагрузку нельзя рассматривать в отрыве от понятия устойчивости.

Вопрос об устойчивости экосистемы весьма сложен. Отсутствует даже единое общеупотребительное определение этого термина. Существующие подходы к понятию устойчивости можно условно разбить на три группы:

1) инертность системы - способность экосистемы сохранять при внешнем воздействии исходное состояние в течение некоторого времени;

2) пластичность системы - способность экосистемы переходить из одного состояния равновесия в другое, сохраняя при этом внутренние связи;

3) восстанавливаемость системы - способность экосистемы возвращаться в исходное состояние после временного внешнего воздействия.

Первые два понятия трактуют как устойчивость адаптационную, третье - как регенерационную. Использовать эти понятия на практике непросто, поскольку любое даже малое воздействие приводит к каким-либо изменениям; невозможно представить также возвращение экосистемы в исходное состояние, поскольку сукцессионный процесс идет постоянно в постоянно меняющихся условиях.

11. Какие методы удаления и детоксикации ионов тяжелых металлов вам известны?

Наиболее эффективным вариантом сохранения объектов окружающей среды от негативного воздействия ТМ является предотвращение их антропогенного поступления. Однако в процессе производства человеку не всегда удается избежать эмиссии металлов в атмосферу, почву, поверхностные воды. Так, например, работа гальванических цехов характеризуется поступлением солей ТМ в сточные воды. Соли тяжелых металлов в сточных водах содержатся в виде раствора, а также взвесей. Они способны восстанавливаться, окисляться, осаждаться, адсорбироваться в виде индивидуальных веществ и комплексов. Для удаления солей ТМ из сточных вод используются реагентные и физико-химические методы. Реагентные методы очистки наиболее эффективно применяются для удаления соединений цинка, меди, никеля, свинца, кадмия, кобальта и др. При использовании этих методов достигается перевод растворимых в воде соединений веществ в нерастворимые с последующим отделением их в виде осадков. В качестве реагентов для удаления сточных вод ионов тяжелых металлов используют гидроксиды кальция и натрия, карбонат натрия, сульфиды кальция и натрия, различные шлаки.

Для ликвидации последствий загрязнения почв тяжелыми металлами используются ряд приемов. На сильно поврежденных почвах вблизи отвалов и хранилищ отходов цветной металлургии ТМ удаляют из загрязненного слоя (10-30 см) путем перевода их соединений в подвижную форму и дальнейшего промывания раствором FeCl3 в кислой среде. Однако механическое перемещение и промывка достаточно дороги, поэтому чаще используют более дешевые способы, например, внесение веществ-инактиваторов. Так, при применении меркапто-8-триазина прочно фиксируются кадмий, свинец, ртуть и никель, а элементы питания - кальций, магний, калий и др. при этом не закрепляются.

Защитным эффектом обладает и известкование почв. При этом происходит нейтрализация среды и образование коллоидов гидроксидов тяжелых металлов, находящихся в почвенном растворе.

Важное место в детоксикации тяжелых металлов отводится органическим удобрениям, которые выступают адсорбентами ионов ТМ. В качестве поглотителей ТМ используют и глинистые минералы (монтмориллонит, вермикулит). Все мероприятия по детоксикации почв направлены на недопущение движения ионов ТМ по пищевым цепочкам в экосистеме.

Задача № 1. При сжигании угля на ТЭЦ и на мусоросжигательном заводе с золой происходит значительный выброс ТМ. Используя исходные данные, оцените суммарную эмиссию токсикантов по трем классам опасности за расчетный период

Дано:

Исходные данные:
Расчетный период, t, мес.	6
Расход угля на ТЭЦ, тыс.m1, т/сут.	7
Масса сжигаемого мусора, m2, т/сут	1,8

Решение

1. Рассчитать количество токсинов (кг) по группам опасности при работе ТЭЦ:

M_1i = 30 g_1i m₁t,

где

g_1i - удельный выброс i-го металла, мг/кг топлива;

m₁ - Расход угля на ТЭЦ, т/сут;

t - Расчетный период, мес.

для I группы опасности:

Мышьяк M_1i = 30 * 490 * 7 * 6 = 617 400 * 10³ кг

Бериллий и Кадмий M_1i = 30 * 30 * 7 * 6 = 37 800 * 10³ кг

Свинец M_1i = 30 * 2100 * 7 * 6 = 2 646 000 * 10³ кг

Ртуть M_1i = 30 * 5 * 7 * 6 = 6 300 * 10³ кг

Цинк. M_1i = 30 * 2800 * 7 * 6 = 3 528 000 * 10³ кг

оценим суммарную эмиссию M_1i = 617 400 + 37 800 + 2 646 000 + 6 300 + 3 528 000 = 6 835 500 * 10³ кг

для II группы опасности:

Хром M_2i = 30 * 370 * 7 * 6 = 466 200 * 10³ кг

Кобальт M_2i = 30 * 40 * 7 * 6 = 50 400 * 10³ кг

Медь M_2i = 30 * 300 * 7 * 6 = 378 000 * 10³ кг

оценим суммарную эмиссию M_2i = 466 200 + 50 400 + 378 000 = 894 600 * 10³ кг

для III группы опасности:

Барий M_3i = 30 * 1900 * 7 * 6 = 2 394 000 * 10³ кг

Стронций M_3i = 30 * 1800 * 7 * 6 = 2 268 000 * 10³ кг

Ванадий M_3i = 30 * 850 * 7 * 6 = 1 071 000 * 10³ кг

оценим суммарную эмиссию M_3i = 2 394 000 + 2 268 000 + 1 071 000 = 5 733 000 * 10³ кг

оценим суммарную эмиссию токсикантов по трём классам опасности:

M_i = 6 835 500 + 894 600 + 5 733 000 = 134 631 000 * 10³ кг

2. Рассчитать количество токсинов (кг) по группам опасности при работе мусоросжигательного завода

для I группы опасности:

Мышьяк M_1i = 30 * 1890 * 1,8 * 6 = 612 360 * 10³ кг

Бериллий M_1i = 30 * 4 * 1,8 * 6 = 1 293 * 10³ кг

Кадмий M_1i = 30 * 500 * 1,8 * 6 = 162 000 * 10³ кг

Свинец M_1i = 30 * 20000 * 1,8 * 6 = 6 480 000 * 10³ кг

Ртуть M_1i = 30 * 130 * 1,8 * 6 = 42 120 * 10³ кг

Цинк. M_1i = 30 * 48000 * 1,8 * 6 = 15 552 000 * 10³ кг

оценим суммарную эмиссию M_1i = 612 360 + 1 293 + 162 000 + 6 480 000 + 42 120 + 15 552 000 = 22 849 773 * 10³ кг

для II группы опасности:

Хром M_1i = 30 * 650 * 1,8 * 6 = 210 600 * 10³ кг

Кобальт M_1i = 30 * 140 * 1,8 * 6 = 45 360 * 10³ кг

Медь M_1i = 30 * 1450 * 1,8 * 6 = 469 800 * 10³ кг

оценим суммарную эмиссию M_2i = 210 600 + 45 360 + 469 800 = 725 760 * 10³ кг

для III группы опасности:

Барий M_1i = 30 * 2100 * 1,8 * 6 = 680 400 * 10³ кг

Стронций M_1i = 30 * 290 * 1,8 * 6 = 93 960 * 10³ кг

Ванадий M_1i = 30 * 160 * 1,8 * 6 = 51 840 * 10³ кг

оценим суммарную эмиссию M_3i = 680 400 + 93 960 + 51 840 = 826 200 * 10³ кг

оценим суммарную эмиссию токсикантов по трём классам опасности:

M_i = 22 849 773 + 725 760 + 826 200 = 24 401 733 * 10³ кг

3. Определим количество образовавшихся за год при сжигании мусора шлаков, если известно, что из 3,5 т мусора получается 1 т шлаков. Количество дней работы мусоросжигательного завода - 320.

1 т шлаков = 3,5 т мусора

Х т шлаков = 24 401 733 000 т мусора

Х = 24 401 733 000 * 1 / 3,5 = 6971923, 714 т шлаков

320 суток = 180 суток (период 6 месяцев),

320 суток = 180 суток

6971923, 714 т = Х т шлаков

Х = 180 * 6971923, 714 / 320 = 3921707,089 т шлаков

Вывод. МСЗ производит за период 6 месяцев 3921707,089 т шлаков и токсикантов M_i = 24 401 733 * 10³ кг

Повсеместно существует заблуждение, что сжигаемый мусор просто исчезает. На самом деле он всего лишь видоизменяется. По большому счету, мусоросжигательные заводы представляют собой производства по «изготовлению» токсичных отходов из сравнительно безопасных материалов. В их выбросах содержится диоксин, продукт сгорания пластика и чрезвычайно опасное канцерогенное вещество. Безусловно, пластик и другие ему подобные соединения приносят пользу человечеству. Но диоксины -- смертельны. Они являются наиболее канцерогенными химическими элементами, известными науке. По данным Управления по охране окружающей среды США (EPA), диоксины -- в 300 000 раз более сильные канцерогены, чем ДДТ, использование которого было запрещено в США в 1972 году. Невозможно прикрыть или приукрасить разрушительное действие диоксинов на людей и окружающую среду. Недавние исследования подтвердили, что диоксины вызывают рак, разрушение репродуктивной функции у взрослых, уродства и проблемное развитие у детей, а также развал иммунной системы. Диоксины могут вызывать эти нарушения в количествах в сотни тысяч раз меньших, чем большинство опасных химических элементов.