Загрязнение окружающей среды и количественные критерии оценки его уровня
Активизация хозяйственно-производственной деятельности человека в современных условиях природопользования и глобальные масштабы ее антропогенного воздействия на главные составляющие биосферы создают ситуацию острого экологического кризиса, обусловленную деградацией объектов окружающей среды. В связи с этим для оптимизации условий взаимодействия человека с природой важной представляется роль всестороннего анализа окружающей природной среды главными задачами которого является комплексная оценка экологического резерва биосферы и ее потенциальных возможностей к самовосстановлению и самоочищению, анализ широкого спектра различных типов взаимодействий (как приоритетных, так и не приоритетных) на природные экосистемы и изучение специфических особенностей этих воздействий
В последние годы особую значимость и актуальность приобретают токсикологические аспекты всестороннего анализа окружающей среды. Серьезной проблемой является установление пороговости эффекта токсикологического воздействия в системах «токсикант – окружающая среда» и «токсикант – живой организм» и определение зависимости «доза – ответная реакция», которая послужила активным импульсом для развития нового направления в экологии, базирующегося на фундаментальных основах токсикологической, бионеорганической и экологической химии, называемого экотоксикологией. Научная значимость экотоксикологии состоит в изучении современных представлений токсичности и канцерогенности элементов и их соединений, исследовании специфических биохимических особенностей поведения токсикантов в окружающей среде, механизма их распространения и метаболизма; установлении взаимосвязи между необходимостью и токсичностью элементов; определении локализации канцерогенных ионов; оценке порогового эффекта токсикологического воздействия.
Подобный целостный комплекс достаточно сложных научно-прикладных задач, решение которых предусматривается в рамках экотоксикологии, в большинстве случаев позволяет произвести количественную оценку порогового эффекта токсикологического воздействия, имеющего место в системах «токсикант – окружающая среда» и «токсикант – живой организм» согласно уравнению:
Dr = D0 – (De + Dm)
где Dr – доза вредного вещества, достигшая рецептора;
D0 – доза вредного вещества, введенная в организм;
De и Dm – дозы вредного вещества, соответственно выделенные из организма и обезвреженные в процессе продвижения яда к рецептору.
Концепция пороговости предполагает высокое качество среды и полную безопасность для человека и любых популяций при условии загрязнения этой среды ниже определенного уровня, воздействие которого на любые организмы меньше некоторого порогового значения.
Загрязнение окружающей среды – это процесс привнесения в среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее физических, химических, биологических агентов, оказывающих негативное воздействие. Существуют три этапа загрязнений: физическое (солнечная радиация, электромагнитное излучение и т.д.), химическое (аэрозоли, тяжелые металлы и т.д.), биологическое (бактериологическое, биологическое). Каждый тип загрязнения имеет характерный и специфичный для него источник загрязнения – природный или хозяйственный объект, являющийся началом поступления вещества-загрязнителя в окружающую среду. Различают природные и антропогенные источники загрязнения.
Основные природные источники поступления токсикантов в окружающую среду – ветровая пыль, лесные пожары, вулканический материал, растительность, морские соли.
Антропогенные источники – это первичное и вторичное производство цветных металлов, стали, чугуна, железа; добыча полезных ископаемых; автомобильный транспорт; химическая промышленность; производство меди, фосфатных удобрений; процессы сжигания угля, нефти, газа, древесины, отходов и др. Антропогенный поток поступления токсикантов в окружающую среду превалирует над естественным (50-80%) и лишь в некоторых случаях сопоставим с ним.
В качестве критериев количественной оценки уровня загрязнения окружающей среды могут быть использованы индекс загрязнения, предельно допустимая, фоновая и токсическая концентрации.
Индекс загрязнения (ИЗ) – показатель, качественно и количественно отражающий присутствие в окружающей среде вещества-загрязнителя и степень его воздействия на живые организмы.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) – количество вредного вещества в окружающей среде, которое при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияет на здоровье человека. Предельно допустимые концентрации веществ, загрязняющих биосферу, вводились как нормируемые показатели во многих странах, в том числе и в нашей стране. Они устанавливались в приземной атмосфере, водах, почвах, растениях, продуктах питания (таблицы 1-3).
Существующая система ПДК недостаточно достоверно информативна, поскольку предусматривает определение индивидуального токсиканта.
Таблица 1
Предельно допустимые концентрации веществ, загрязняющих поверхностные воды
Вещество |
ПДК в воде по санитарно-токсикологическому признаку вредности |
Класс опасности |
|
Акриламид |
0,01 |
2 |
|
Алюминий |
0,5 |
2 |
|
Анилин |
0,1 |
2 |
|
Ацетонциангидин |
0,001 |
2 |
|
Барий |
0,1 |
2 |
|
Бензол |
0,5 |
2 |
|
Бенз(а)пирен |
0,000005 |
1 |
|
Бериллий |
0,0002 |
1 |
|
Бор |
0,5 |
2 |
|
Бром |
0,2 |
2 |
|
Висмут |
0,1 |
2 |
|
Вольфрам |
0,05 |
2 |
|
Гексаметилендиамин |
0,01 |
2 |
|
ДДТ |
0,1 |
2 |
|
Диметиламин |
0,1 |
2 |
|
Диметилдиоксан |
0,005 |
2 |
|
2,5-дихлорнитробензол |
0,1 |
2 |
|
Дихлорэтан |
0,02 |
2 |
|
Дихлорэтилен |
0,0006 |
1 |
|
Диэтилртуть |
0,0001 |
1 |
|
Кадмий |
0,001 |
2 |
|
Кобальт |
1,0 |
2 |
|
Литий |
0,003 |
2 |
|
Нитраты |
10,0 |
2 |
|
Пентахлорбифенил |
0,01 |
1 |
|
Пиридин |
0,2 |
2 |
|
Ртуть |
0,0005 |
1 |
|
Свинец |
0,03 |
2 |
|
Стронций |
7,0 |
2 |
|
Сурьма |
0,05 |
2 |
|
Таллий |
0,0001 |
1 |
|
Тетрахлорбензол |
0,02 |
2 |
|
Тетрахлорэтилен |
0,02 |
2 |
|
Тетраэтилсвинец |
отсутствует |
1 |
|
Трикрезинфосфат |
0,005 |
2 |
|
Трихлорбифенил |
0,001 |
1 |
|
Фтор |
1,5 |
2 |
|
Хлороформ |
0,06 |
2 |
|
Четыреххлористый углерод |
0,006 |
2 |
|
Этилмеркурхлорид |
0,0001 |
1 |
Таблица 2
Санитарные нормы допустимых концентраций некоторых химических
ингредиентов в почвах
Химический ингредиент |
ПДК, мг/кг почвы с учетом фона |
Подвижная форма |
|
|
Кобальт |
5,0 |
|
Фтор |
2,8 |
|
Хром |
6,0 |
|
Водорастворимая форма |
|
|
Фтор |
10,0 |
|
Валовое содержание |
|
|
Бенз(а)пирен |
0,02 |
|
Кислоты (орто-, мета-, пара-) |
0,3 |
|
Мышьяк |
2,0 |
|
Ртуть |
2,1 |
|
Свинец |
32,0 |
|
Свинец + ртуть |
20 + 1,0 |
|
Сернистые соединения: |
|
|
элементарная сера |
160,0 |
сероводород |
0,4 |
|
серная кислота |
160,0 |
|
Стирол |
1,0 |
|
Формальдегид |
7,0 |
|
Хлористый калий |
560 |
|
Хром (Cr6+) |
0,05 |
|
Ацетальдегид |
10,0 |
|
Суперфосфат (Р2О5) |
200 |
Таблица 3
Предельно допустимые концентрации тяжелых металлов в пищевых продуктах
|
Металлы |
ПДК, мг/кг |
|
Зерно, мука, продовольственные крупы |
|
|
Ртуть |
0,001 |
|
Свинец |
0,08 |
|
Мясо, птица, мясопродукты |
|
|
Свинец |
0,5 |
|
Ртуть |
0,03 |
|
Рыба и рыбопродукты |
|
|
Свинец |
1,0 |
|
Мышьяк |
1,0 |
|
Ртуть |
0,2 – 0,7 |
|
Молоко и молочные продукты |
|
|
Ртуть |
0,005 |
|
Свинец |
0,05 |
|
Кадмий |
0,01 |
|
Фрукты, цитрусовые, овощи свежие, замороженные, сухие |
|
|
Свинец |
0,4 – 0,5 |
|
Мышьяк |
0,2 |
|
Фруктовые соки и компоты |
|
|
Свинец |
0,4 |
|
Мышьяк |
0,2 |
|
Медь |
5,0 |
|
Кадмий |
0,02 |
|
Жиры и масла |
|
|
Свинец |
1,0 |
|
Кадмий |
0,05 |
|
Медь |
0,5 (живот. жир) 0,4 (масло растит.) 0,1 (масло растит. раф., маргарин) |
|
Цинк |
0,5 (живот. жир) 10,0 (масло растит., маргарин) |
|
Безалкогольные напитки |
|
|
Свинец |
0,4 |
|
Алкогольные напитки |
|
|
Свинец |
0,3 – 1,0 |
|
Кадмий |
0,05 |
|
Мышьяк |
1,0 |
|
Соусы |
|
|
Свинец |
3,0 (кетчуп) |
|
Соевые белки |
|
|
Ртуть |
0,03 |
|
Кадмий |
0,2 |
|
Свинец |
2,0 |
|
Цинк |
60,0 |
|
Мышьяк |
1,0 |
|
Медь |
30,0 |
|
Продукты, законсервированные в жестяную тару |
|
|
Олово |
100 - 200 |
|
Продукты детского и диетического питания |
|
|
Ртуть |
0,005 |
|
Свинец |
0,1 |
|
Кадмий |
0,01 |
|
Медь |
2,0 |
|
Цинк |
5,0 |
|
Продукты детского питания на фруктовой и овощной основах |
|
|
Ртуть |
0,01 |
|
Кадмий |
0,03 – 0,05 |
|
Мышьяк |
0,1 |
|
Медь |
5,0 |
|
Цинк |
30 |
|
Зерно для детского и диетического питания (пшеница, рис, овес, кукуруза, гречиха) |
|
|
Ртуть |
0,01 |
|
Свинец |
0,2 |
|
Кадмий |
0,02 |
|
Медь |
5,0 |
|
Цинк |
10,0 (гречиха), 25,0 |
|
Молотые продукты для детского и диетического питания (крупа, мука, молоко) |
|
|
Ртуть |
0,01 |
|
Свинец |
0,2 |
|
Кадмий |
0,02 |
|
Медь |
4,0; 10,0 (гречневая крупа) |
|
Цинк |
20,0 |