Основы экологической безопасности территорий и акваторий

М.Е. Краснянский
Основы экологической
безопасности
территорий и акваторий
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
для студентов и магистров
Издание 2-е, исправленное и дополненное
Клод Моне - Дама в саду
«Мы вовсе не получили Землю в наследство от наших предков –
мы всего лишь взяли ее в долг у наших детей»
Антуан де Сент-Экзюпери
2012
УДК 502/504/075.8
ББК 29.080я73
К 78
Краснянский М. Е.
К 78 Основы экологической безопасности территорий и акваторий.
Учебное пособие. Издание 2-е, исправленное и дополненное
Харьков: «Бурун КНИГА», 2012. — 200 с.
ISBN 978-966-8391-34-7
Рекомендовано Ученым Советом
Донецкого Национального технического университета
для студентов и магистров экологических специальностей
(протокол № 9 от 26.12.2003 г.)
Учебное пособие разработано на основе рабочих программ дисциплин
«Экологическая безопасность», «Общая экология» и «Техноэкология», содержит
подробную качественную и количественную оценку процессов отрицательного
воздействия хозяйственной деятельности человека на природную среду, большое
количество таблиц и иллюстраций, методик расчетов, а также новейшие отечественные и европейские разработки и стандарты в области экологической безопасности, отвечает требованиям квалификационной характеристики специалистов
и магистров по направлениям «Управление экологической безопасностью»
и «Экология… любых… производств».
УДК 502/504/075.8
ББК 29.080я73
© Краснянский М. Е., 2012
ISBN 978-966-8391-34-7 © ООО «Издательство Бурун Книга», 2012
2
УДК 502/504/075.8.
ББК 29.080я73
К78
ОГЛАВЛЕНИЕ
Оглавление
Введение
1. Окружающая природная среда
1.1. Общая характеристика
1.2. Строение биосферы
1.3. Термодинамика биосферы
2. Основные источники отрицательного воздействия на
окружающую природную среду
2.1. Техносфера (промышленные предприятия, автотранспорт, сельское
хозяйство)
2.1.1. Общие закономерности
2.1.2. Загрязнение атмосферы
2.1.3. Загрязнение гидросферы и водная безопасность
2.1.4. Экология «внутренних» морей
2.1.5.Экология промышленных регионов Украины, России, Казахстана
2.1.6. Милитаризация (разработка, производство и хранение оружия
массового поражения)
2.1.7. Радиационная опасность
2.2. Парниковый эффект и глобальное потепление
2.2.1. Поглощающая способность атмосферы
2.2.2. Изменение климата
2.2.3. Международная торговля выбросами
2.3. Вторичные экологические угрозы
2.3.1.Повреждение озонового слоя Земли
2.3. 2. Фотохимический смог
2.3.3. Кислотные дожди
2.4. Экологические проблемы сельского и лесного хозяйства
2.5. Некоторые выводы
3. Экология жилых и офисных помещений
3.1 Краткое введение
3.2. Воздух помещений
3.2.1. Химическое загрязнение
3.2.2. Ионный и изотопный состав
3.3. Качество водопроводной воды
3.4.Электромагнитные поля
3.5. Шум
3.6. Улучшение экологии помещений
4. Экология и здоровье
4.1. Краткое введение
4.2. Генно-модифицированные организмы
4.3. Инфекции
4.4. Лекарственная безопасность
4.5. Пищевая безопасность
2
5
6
6
7
14
17
17
17
22
24
27
30
33
34
37
37
39
41
42
42
44
44
46
50
53
53
56
56
58
60
65
67
69
70
70
72
74
76
77
3
4.6. Потребности человека и экологическая безопасность
4.7. Социальное неравенство
4.8. Некоторые выводы
81
5. Государственная система экологической безопасности
5.1. Законодательная база
5.2. Государственное регулирование и контроль природопользования
в Украине
5.3. Основы управления природоохранной деятельностью в России
5.4. Экологический мониторинг
5.5. Основные методы физико-химического контроля природной
5.6. Экологическая экспертиза
5.7. Экологический аудит
5.8. Оценка воздействий на окружающую среду (ОВОС)
среды
6. Расчеты предельно-допустимых концентраций и предельнодопустимых выбросов опасных веществ (ПДК и ПДВ) и
расчеты санитарно-защитных зон (СЗЗ)
6.1. Предельно допустимые концентрации
6.2. Категории опасности предприятий
6.3. Предельно допустимые выбросы для предприятия
6.4. Санитарно-защитные зоны
6.5. Расчет выбросов загрязняющих веществ
6.5.1. При работе котельной
6.5.2. Для неорганизованных источников
6.5.3. Расчет комплексного индекса загрязнения атмосферы
6.5.4. Индекс токсичности
6.5.5. Расчет индекса загрязнения воды
6.5.6. Расчет количества утечек токсичных газов и паров через неплотности
фланцевых соединений
6.5.7. Расчет количества вредных веществ, поступающих в атмосферу при
испарении их с поверхности разлитой жидкости
7. Экономический механизм экологической безопасности
7.1. Экономические механизмы
7.1.1. Экологические фонды
7.2. Экологические сборы и платежи
7.2.1. Суммы сбора, который начисляется за выбросы в атмосферу
стационарными источниками загрязнения
7.2.2. Суммы сбора, который начисляется за выбросы передвижными
источниками загрязнения
7.2.3. Суммы сбора, который начисляется за сбросы в гидросферу
7.2.4. Суммы и нормативы сбора, который начисляется за размещение
отходов
7.2.5. Примеры расчета экологических платежей
7.3. Экологическое страхование
7.4. Экологические риски
7.4.1. Теоретический риск
7.4.2. Подходы к расчетам экологических рисков
7.5. Расчет страхового тарифа
7.6. Новые подходы в «экологической экономике»
83
84
86
86
88
91
92
95
96
99
101
106
106
110
112
113
116
116
118
119
119
120
120
122
123
123
126
127
127
128
128
129
131
132
134
134
135
137
140
4
8. Природоохранные мероприятия
142
142
143
147
149
151
152
155
155
157
159
161
164
168
8.1. Общие положения
8.2. Пылеулавливающее оборудование
8.3. Очистка газовых выбросов
8.4. Очистка промстоков
8.5. Экологизация сельского хозяйства
8.6. Охрана природно-заповедного фонда
9. Чрезвычайные ситуации
9.1. Общие положения
9.2. Стихийные бедствия
9.3. Аварии и катастрофы на пожаровзрывоопасных объектах
9.3.1. Взрывы в угольных шахтах
9.4. Пожары лесные, торфяные и нефтяные
9.5. Тушение пожаров на породных отвалах и мусорных свалках
9.6. Заражение местности сильнодействующими ядовитыми веществами
170
172
172
173
174
175
176
179
179
181
183
184
9.7. Радиоактивное заражение местности
9.7.1. Что такое радиоактивное заражение
9.7.2. Чернобыльская катастрофа
9.7.3. Катастрофа на АЭС «Фукусима»
9.8. Войны
9.9. Ликвидация последствий ЧС
10. Экологизация общественного сознания
10.1. Необходимость экологизации
10.2. Концепция «Устойчивого развития»
10.3. Индекс развития человеческого потенциала
10.4. Всемирные Саммиты по Устойчивому развитию
10.5. Экология и христианская мораль
185
Приложение:
1. Пример обязательного раздела «Экологическая безопасность»
для дипломного проекта по любым техническим специальностям
2. Краткий русско-английский словарь экологических терминов
Список использованной литературы
187
194
197
5
Введение
Безопасность (в общем смысле) – это способность индивидуума, предмета, процесса
или другого явления сохранять свою сущность и свои параметры при наличии
отрицательных или разрушающих внешних и/или внутренних воздействий. Проблема
безопасности возникает тогда, когда имеется опасность. Т.е. понятие безопасности
всегда предполагает наличие некоторой опасности, которая должна быть устранена или
минимизирована до уровня, считающегося допустимым на данном уровне знаний и
экономических возможностей общества. Поэтому под мерами безопасности понимают
уничтожение, ограничение или предупреждение опасности.
Экологическая безопасность есть одна из составляющих национальной
безопасности, т.е. это совокупность природных, социальных и других условий,
обеспечивающих безопасную жизнь и деятельность проживающего на данной
территории населения и обеспечение устойчивого состояния биоценоза естественной
экосистемы. Это также
совокупность состояний, процессов и действий,
обеспечивающая экологический баланс в окружающей среде и не приводящая к
жизненно важным ущербам (или угрозам таких ущербов), наносимым природной среде
и человеку. Это также процесс обеспечения защищенности жизненно важных интересов
личности, общества, природы, государства и всего человечества от реальных или
потенциальных угроз, создаваемых антропогенным или естественным воздействием на
окружающую среду. Объектами экологической безопасности являются права,
материальные и духовные потребности личности, природные ресурсы и природная среда
или материальная основа государственного и общественного развития.
Система экологической безопасности – это совокупность законодательных, биомедицинских и общественных мероприятий, направленных на поддержание равновесия
между биосферой и антропогенными нагрузками, а также естественными внешними
нагрузками. Экологическая безопасность достигается системой мероприятий
(прогнозирование, планирование, заблаговременная подготовка и осуществление
комплекса профилактических мер), обеспечивающих минимальный уровень
неблагоприятных воздействий природы и технологических процессов ее освоения на
жизнедеятельность и здоровье людей при сохранении достаточных темпов развития
промышленности, коммуникаций, сельского хозяйства.
Единым критерием оценки экологической безопасности естественной экосистемы и
её устойчивости является нерушимость естественного биотопа основного биоценоза и
его способность к восстановлению при антропогенном воздействии. Единым критерием
оценки экологической безопасности искусственной экосистемы является качество жизни
и здоровья населения.
Для разговора об экологической безопасности требуется уяснить - откуда исходит и
куда направлена ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ. Парадокс ответа на этот вопрос
заключается в том, что наибольшая экологическая опасность исходит от…. ЧЕЛОВЕКА
и направлена она, в конечном счете, на…. ЧЕЛОВЕКА! Еще один парадокс:
окружающая природная среда является для человечества не только источником пищи и
энергии но и… местом сброса всех отходов от всех видов деятельности человечества.
Первый президент Украинской Академии Наук (1919 г.) выдающийся геохимик и
философ академик В. Вернадский писал: «…человечество стало общеземной силой,
способной разрушить среду своего обитания или сделать её непригодной для
собственной жизни. Задача человечества - успеть понять и принять, что единственно
законная власть – это власть природы».
6
1. Окружающая природная среда
1.1. Общая характеристика
Глобальную систему «ПРИРОДА – ЧЕЛОВЕК» можно условно поделить на пять
подсистем:
1) ОКРУЖАЮЩАЯ ПРИРОДНАЯ СРЕДА (ОПС) – она объединяет атмосферу
(воздушное пространство), гидросферу (реки, озёра, моря, океаны, подземные
воды), литосферу (недра и плодородный слой земли - почву), а также биосферу
(флору и фауну, включая человека как биологического вида);
2) ЭТНОСФЕРА – человечество;
3) ТЕХНОСФЕРА
–
совокупный
продукт
научно-технической
и
производственной деятельности человечества;
4) СОЦИОСФЕРА – совокупный продукт социальной деятельности
человечества (государственные устройства, религии, общепринятые правила
жизни отдельных сообществ и др.);
5) НООСФЕРА (по В. Вернадскому) – совокупный интеллект человечества.
Разумеется, эти подсистемы находятся в непрерывном взаимодействии и взаимовлиянии
– как положительном, так и – увы – отрицательном.
Особенно велико отрицательное влияние ТЕХНОСФЕРЫ на ОКРУЖАЮЩУЮ
ПРИРОДНУЮ СРЕДУ (ОПС) – и это есть одна из величайших проблем экологической
безопасности, ибо техносфера ухудшает и даже разрушает среду обитания человека.
Нужно отдавать отчет и в том, что природа не имеет территориальных и
административных границ, поэтому как экоопасность, так и экобезопасность - есть
объект только коллективного (межгосударственного и даже межконтинентального)
пользования. Кроме того, в борьбе с отрицательным влиянием техносферы на природу
приходится соблюдать некое равновесие между экологическими идеалами и благами
цивилизации, столь притягательными для человека (электричество, авиалайнеры,
автомобили, деревянные дома и мебель из ценной древесины, одежда из меха и
натуральной кожи и др.).
Рис. 1.1. Схема процессов обмена и переноса веществ и энергии в ОПС
Глобальными являются экологические проблемы, которые:
-по своей сути, затрагивают интересы всего человечества;
-приобретают всемирный характер, охватывая все основные регионы Земли;
-создают реальную угрозу для будущего человечества;
-требуют для своего решения международного сотрудничества в широком масштабе.
При этом выделяют четыре важнейших глобальных проблемы:
7
демографическую, экологическую, продовольственную, энергетическую.
Табл. 1.1. Глобальная эмиссия в атмосферу и гидросферу (млн т/год)
Вещество
Природные источники Техногенные источники
CO2
106
1,5 104
CO
1000
3
SO2
20
150
NOx
100
50
Фреоны
Нет
0,7
Ядохимикаты
Нет
0,1
-4
-3
Бензпирен
5
Пыль
2000
300
-2
Hg
5
10-2
-2
Pb
0,5
Из табл. 1.1 хорошо видно, что, хотя природные источники выбрасывают в
атмосферу и гидросферу огромное количество веществ, в том числе токсичных,
природная среда миллионы лет без труда сохраняла способность к самовосстановлению.
Однако, когда к эмиссии «приложило руки» человечество, объём вредных веществ
удвоился-утроился, а то и удесятерился; кроме того, появились синтезированные
учеными вещества (фреоны, ядохимикаты и др.), которых природа вообще не знала и не
была способна «переваривать» их. И поэтому возможности природной среды к
самовосстановлению к настоящему моменту достигли своего предела...
К сожалению, хозяйственная деятельность человечества привела природную среду
к более широким проблемам, чем просто их загрязнение. Прежде всего, это связано с
изменением климата (так наз. «глобальным потеплением»), что является как бы
реакцией
на загрязнение ОПС особыми «парниковыми» газами. Или, например, о водных
проблемах теперь говорят в четырех случаях, а не только, когда вода загрязнена: когда
воды нет или ее недостаточно (засухи), когда от избытка воды обжитые территории
страдают от наводнений, когда режим водных объектов не соответствует оптимальному
функционированию экосистем и, наконец, когда качество воды и режим ее подачи не
отвечает социальным, экологическим и хозяйственным требованиям населения.
1.2. Строение биосферы
Нижнюю часть атмосферы и верхнюю часть оболочки земли, где имеются живые
организмы, объединяют в понятие «биосфера» (см. рис.1.3) Биосфера возникла под
влиянием солнечной энергии в результате длительных биохимических процессов. Она
является оболочкой Земли, включающую как область распространения живого
вещества, так и само это вещество. В биосферу входят: нижняя часть атмосферы,
состоящая из тропосферы и нижней части стратосферы, высотой до 15-20 км;
гидросфера, где наблюдается жизнь ниже глубины Мирового океана на 1-2 км, и
литосфера – верхняя часть оболочки земли глубиной от 5 до 25 км. На этой глубине
найдены микроорганизмы. Верхней границей служит защитный озоновый экран,
который предохраняет живые организмы на Земле от вредных влияний
ультрафиолетовых лучей.
Биосфера представляет собой грандиозную равновесную систему с непрерывным
круговоротом вещества и энергии, в котором активную роль играют как энергия солнца,
так и микроорганизмы. Для нее характерно: присутствие живого вещества; наличие
значительного количества жидкой воды; восприятие мощного потока энергии
8
Рис. 1.2. Экологические проблемы окружающей природной среды
9
солнечных лучей; присутствие поверхностей раздела между веществами, находящимися
в трех фазах: твердой, жидкой и газообразной. Условно (и упрощенно) говоря, биосфера
простирается вверх от поверхности Земли на 20-25 км до озонового слоя и вглубь на 10
км до Марианской впадины Тихого океана. Развитие биосферы определяет Космос,
откуда поток энергии поступает на Землю. Доминирующим источником энергии для
Земли является Солнце. В среднем до поверхности Земли доходит 5,5 Дж/см 2-мин
солнечной энергии. Эта энергия расходуется на:
- физические и химические процессы, происходящие в атмосфере, гидросфере и
литосфере;
– перемещение воздушных масс;
– испарение воды;
– выделение и поглощение газов;
– растворение веществ.
До 50% энергии Солнца уходит на процессы фотосинтеза в зелёных насаждениях и
микроорганизмах (кпд процессов фотосинтеза не превышает 5%):
h=700нм
СО2 + Н2О + 2870 кДж/моль
-------- 1/6 С6Н12О6 + О2 
хлорофилл
глюкоза
Ежедневно в результате фотосинтеза на Земле (на суше и в океане) образуется 150
миллиардов тонн органического вещества. При этом, например, ель за год поглощает
3,5 г СО2 на 1 г сухой массы листьев (иголок), а бук – 9,5 г; они же выделяют за год
кислорода – 2,2 г и 7,0 граммов соответственно.
Общая масса атмосферы – 5·1015 тонн, в ней содержится (по объёму) около 21%
кислорода, около 1% аргона, 0,035% СО2 (а по массе это будет лишь 0,005%, т.е. 26 тыс.
Гт), остальное (78%) – азот. Важным «микрокомпонентом» атмосферы является озон.
Общая масса озона в атмосфере Земли 4х106 тонн, то есть всего одна миллиардная доля
от массы атмосферы. Это значит, что если весь озон равномерно распределить по
поверхности Земли, он покроет ее слоем, равным в среднем около 3 мм. Максимумом
содержания озона - на высоте 15 – 25 км в нижней стратосфере. Еще в атмосфере
содержится 13-15 тыс. км3 воды в виде пара (0,001%). Круговорот между резервуарами
воды в гидросфере называется гидрологическим циклом. Хотя объем водяных паров,
содержащихся в атмосфере, мал, вода постоянно движется через этот резервуар. Она
испаряется с поверхности океанов (0,4106 км3/год) и суши (0,07106 км3/год) и
переносится воздушными массами (0,04106 км3/год). Несмотря на короткое время
пребывания в атмосфере (обычно 10 дней), среднее расстояние водопереноса составляет
около 1000 км. Водяные пары затем либо возвращаются в океаны (0,4106 км3/год), либо
на континенты (0,1 106 км3/год) в виде снега или дождя. Большая часть
дождевых
осадков, попадающих на континенты, просачивается через отложения и пористые или
раздробленные породы, образуя подземные воды (9,5 106 км3); остальная вода течет по
поверхности в виде рек (0,1106 км3) или вновь испаряется в атмосферу. Поскольку
общее количество воды в гидросфере постоянно во времени, процессы испарения и
конденсации должны быть сбалансированы для Земли в целом, несмотря на большие
локальные различия между континентами и регионами.
10
М
КОСМОС
60 000
АТМОСФЕРА
30 000
озоновый слой
10 000
Эверест
8848 м
8 000
Граница распространения животных
Граница распространения высших растений
4 000
Почва
0,1-0,5 м
БИОСФЕРА
2 000
-10
0
-10
-100
ОКЕАН
Нефтяные воды
-200
-1000
Граница распространения бактерий
литосфера
-3000
Донные
отложения
-10 000
Рис. 1.3. Строение биосферы
В течение года в мировом влагообмене принимает участие всего около 0,025% общей
массы воды гидросферы. Полное обновление воды в ее разных частях происходит за
различные промежутки времени. Так, для обновления подземных вод требуются сотни
тысяч и даже миллионы лет (это зависит от глубины их залегания и интенсивности
водообмена), для обновления ледников — 8 тыс. лет. Океан обновляется в среднем за
три тыс. лет, проточные озера — за десятки лет, замкнутые — за 200—300 лет, почвенная вода — в среднем за год, вода в реках — 30 раз в год (через каждые 12 суток), а
в атмосфере — 40 раз в год (через каждые 9 суток). Несмотря на колоссальные различия
в «скорости движения» различных частей этой гигантской машины, все они настолько
хорошо «пригнаны» друг к другу, что количество воды в каждой из частей остается
примерно одинаковым.
11
Рис. 1.4. Структура общей территории Земли
Литосфера – внешняя твердая оболочка Земли, которая имеет толщину на
континентах 40-80 км (состоит из трех слоёв – верхний осадочный, ниже –
гранитогнейсовый и еще ниже – базальтовый), под океанами – 5-10 км. В близких к
поверхности Земли областях литосферы температура горных пород повышается
примерно на один градус при погружении на каждые 30 м (так называемый
«геотермический градиент»). После глубины 1-3 км рост температуры пород
замедляется. О температуре глубинных пород можно судить по лавам, выбрасываемым
вулканами – 1000-1200 град.С. Температура в центре Земли по расчетам превышает
5000 град.С. Основная масса организмов и микроорганизмов литосферы сосредоточена в
грунтах – это фактически самостоятельное органо-минеральное образование толщиной
от 0,2-0,5 до 2-3 м. Это и есть плодородный слой Земли, то, что в просторечии мы
называем «землёй» и что является национальным богатством Украины, которое надо
особо беречь!
О гидросфере: вода в своих трех состояниях – жидкость, лед и водяные пары –
широко распространена на поверхности Земли и занимает объем 1,4 миллиарда км 3.
Почти вся эта вода ( 98%) – соленая (среднее содержание солей - 35 г/л) и находится в
морях и океанах, а большая часть из оставшейся пресной образует полярные ледяные
шапки и ледники (около 2%). Континентальные пресные воды представляют менее 1%
общего объема, в основном это подземные воды (глубинные – 0,38%, поверхностные –
0,30%); озера 0,01%, почвенная влага 0,005%, реки 0,0001%. Питьевой воды на Земле менее 0,3% ( примерно 4 млн км3). Очень много пресной воды уходит на орошение
земель сельскохозяйственного назначения – около 2700 куб. км/год (это почти 70%
пресной воды, потребляемой в мире). При этом этой воды хватает лишь на шестую часть
всех обрабатываемых в мире земель. В Украине рек - больших, малых и вовсе ручейков
– около 23 тысяч. «Плотность» рек в Украине – 0,25 км реки на 1 км2 территории.
Однако Мировой океан играет в устойчивости природной среды гораздо более
фундаментальную роль, являясь важнейшим резервуаром не только воды, но и
кислорода, диоксида углерода, азота, ионов щелочных и щелочноземельных металлов
(как свободных, так и связанных), а также энергии. Важнейшие функции выполняет в
океане планктон - фитопланктон (синезелёные и диатомовые водоросли, размер 10-50
микрон) и зоопланктон (рачки и др., размер 500-2000 микрон). Так, если лесные
массивы Земли генерируют в атмосферу Земли один миллиард тонн/год (1 Гт/год)
12
кислорода, то планктон Мирового океана – свыше 2 млрд тонн/год О2 (однако основная
часть этого кислорода потребляется обитателями мирового океана, в атмосферу
попадает небольшая его часть). Этот кислород расходуется:
а) на дыхание живых организмов (только человек вдыхает за сутки 20 м 3/сутки воздуха,
а с ним 5,7 кг/сутки кислорода; итого население Земли потребляет около 12 млрд
тонн/год О2);
б) на сжигание 10 миллиардов тонн/год «условного топлива», что составляет около 16
млрд т/год О2; при этом выбрасываются в атмосферу (с учетом выхлопов
автотранспорта) 20 миллиардов тонн диоксида углерода, 150 миллионов тонн диоксида
серы, один миллиард тонн оксида углерода, 50 млн тонн оксидов азота и около 500 млн
тонн частиц сажи;
в) на сжигание бензина и дизтоплива в шестистах миллионах автомобильных
двигателей, а также в десятках тысяч двигателей авиа и морских судов, что составляет
примерно 4 миллиарда тонн/год О2; некоторые технологические процессы также
«выжигают» кислород в больших количествах, например, конверторы при производстве
стали.
Планктон способен снижать нитратное загрязнение поверхностных вод Мирового
океана, осуществляя фотореакцию:
5 С6Н12О6 + 24 NО3- 30 СО2 +18 Н2О +24 ОН- +3 N2  - 2387 кДж/1 моль глюкозы.
глюкоза
В водах, в донном иле и на дне Мирового Океана содержится около 10 млрд тонн
урановых руд; на каждые 5000 атомов обычного водорода приходится один атом
дейтерия. Громадные площади океанского дна покрыты так называемыми железомарганцевыми конкрециями – их там сотни миллионов тонн. Суммарная мощность
энергии приливов Океана оценивается в пять миллиардов кВт/час. Биомасса Океана
насчитывает 150 тыс. видов живых организмов и 10 тыс. водорослей. Общий объём
биомассы Океана оценивается в 35 миллиардов тонн! При этом «органическая»
продуктивность океана составляет около миллиарда тонн органического углерода в год.
Упрощенный
вариант цикла углерода выглядит так.
Самыми большими
резервуарами углерода являются твердые морские отложения и осадочные породы на
суше - 20 000 000 ГтС ("ГтС" – значит гигатонн углерода), где он находится в основном
виде
СаСО3. Однако большая часть этих твердых отложений и пород не
взаимодействует с атмосферной. Следующим по величине резервуаром является
морская вода (около 39000 ГтС), где углерод находится в основном в растворенной
форме в виде НСО3- и СО32-. Однако глубинная часть океанов, где содержится основное
количество углерода (38100 ГтС), не взаимодействует с атмосферой так быстро.
Самыми же большими резервуарами являются биосфера суши (2190 ГтС) и атмосфера
(750 ГтС или 0,035%). Обмен биосферы суши и океанов с атмосферой в обоих
направлениях (природные потоки) составляет примерно 60 и 90 ГтС/год
соответственно.
Как видно из таблицы 1.2, Мировой океан способен поглощать около 7 гигатонн
(миллиардов тонн) в год СО2 (2 Гт углерода соответствуют 7,3 Гт СО2 ).
Не менее важна роль Мирового океана как резервуара морских солей. Потоки
море-воздух для ионов Na+, Са+2 , Cl – и др. вызваны разрывами пузырей и ударами волн
на поверхности моря. В результате этих процессов морские соли выбрасываются в
атмосферу, но основная их часть немедленно снова падает в море. Некоторые соли,
однако, переносятся в атмосфере на большие расстояния и вносят вклад в содержание
солей в речной воде. Считается, что эти переносимые по воздуху морские соли имеют
такой же относительный ионный состав, что и морская вода. С точки зрения
глобальных запасов переносимые по воздуху морские соли являются важным стоком
из морской воды (в основном, только для
Na+ и Cl - ).
13
Таблица 1.2. Источники поступления антропогенного СО 2
в атмосферу и из атмосферы (стоки), Гигатонн углерода/год
Источники
поступления
Стоки
Сжигание ископаемых топлив
5,5
Атмосфера
3,5
Океаны
2,0
Испарение воды способствует осаждению составляющих его солей, так
называемых эвапоритных минералов, в определенной последовательности. Эта
последовательность начинается с наименее растворимых солей и заканчивается
наиболее растворимыми. Когда из некоего объёма испарилась примерно половина (47%)
морской воды, выпадает
СаСО3 . В процессе последующего испарения и
приблизительно четырехкратного увеличения солености выпадает СаSО4 2 Н 2О
(гипс):
Са+2(водн) + SO2-4 (водн) + 2Н2О
СаSO4  2Н2О
Когда испарилось около 90% воды, при концентрациях растворенных солей около
220 г/л, выпадает NaCl:
Na+(водн) + Cl-(водн)
NaCl (тв)
И, кроме того, начинают кристаллизироваться некоторые соли магния (Мg +2); если
процесс испарения продолжается, выпадают высокорастворимые соли калия (К +). При
полном испарении одного куб. километра морской воды образуется «слоёный пирог» из
различных солей толщиной около 15 м.
Таблица 1.3. Упрощенный баланс для основных ионов
в морской воде (1012 моль/год)
Ион
Речной
приток
Потоки
море (океан)воздух
Эвапориты
Глиныкатиониты
CI –
5,8
1,1
4,7
Na +
8,3
0,9
4,7
0,8
Из табл. 1.3 очевидно, что из Мирового океана в воздух ежегодно поступают (в виде
мельчайшей пыли) около 60 миллионов тонн хлористого натрия (1012 моль NaCL ~ 60
миллионов тонн). В то же время от естественных наземных источников (не
техногенных) поступает в атмосферу лишь 5 млн тонн/год хлора (частично в виде НCL).
Земельный фонд Земли составляет около 60 миллиардов га. Более 25 000 млн. тонн
почвы ежегодно выносится из обрабатываемых земель, независимо от естественной
эрозии; 15% всей суши мира уже деградировало из-за вмешательства человека, из них 34% пострадало от ущерба, нанесенного ветровой и водной эрозией; 12% – от
химической деградации (например, засоление при неправильном орошении), 39% земель
разрушено непосредственным физическим воздействием (например, постоянный выпас
скота). По различным оценкам, в Украине сосредоточено 30-45% мировых запасов
чернозема. Как отмечают зарубежные эксперты, рыночная стоимость одного гектара
украинской пашни составляет около 20 тысяч долларов. (В годы Второй мировой войны
фашистские захватчики вывозили
в Германию украинский чернозем
железнодорожными эшелонами наравне с другой ценной продукцией). Земельный фонд
Украины – 60 миллионов га, пахотных черноземов – 12 млн га, из них 3 млн га
загрязнены «чернобыльскими» радионуклидами. В Донецкой обл. – 2,65 млн га (из них
пахотных земель – 1,66 млн га).
Леса Земли занимают 5,7 миллиарда га. В процессе фотосинтеза они поглощают из
атмосферы около 1,5 миллирда тонн диоксида углерода и выделяют в атмосферу свыше
одного миллиарда тонн кислорода (1 га 50-летнего леса производит за год 6-8 тыс. тонн
кислорода). Сейчас запасы древесины составляют 31 млрд м 3, а ежегодная
(официальная) вырубка лесов в мире составляет 20 млн га. Украина является
14
малолесистой страной, площадь её лесов всего 9 млн га (15%), из них 280 тыс. га
загрязнены радионуклидами; в Донецкой обл. лесов – 198 тыс. га. Зеленый покров
Украины поглощает около 13 млн тонн СО2 и выделяет около 9 млн тонн кислорода.
Эксперты утверждают, что на Земле обитают свыше 20 миллионов растений,
животных и микроорганизмов, но только 1,5 млн из них имеют научное описание. В
Украине обитают 45 тысяч видов живых организмов, из них 280 (в т.ч. 145
позвоночных), а также 430 видов сосудистых растений занесены в Красную Книгу. Из
196 видов рыб, обитающих в водоёмах Украины, 74 относятся к категории исчезающих
и требуют охраны.
1.3. Термодинамика биосферы
Важнейшая термодинамическая особенность организмов, экосистем и биосферы в
целом – способность создавать и поддерживать высокую степень внутренней
упорядоченности, то есть состояние с низкой энтропией. Низкая энтропия достигается
постоянным и эффективным рассеянием легко используемой энергии (например,
энергии света, тепла или пищи) и превращением ее в энергию, используемую с трудом
(например, в тепловую). Упорядоченность поддерживается за счет «дыхания» всего
сообщества, которое постоянно откачивает из экосистемы неупорядоченность, поэтому
экосистемы – термодинамические системы, постоянно обменивающиеся с окружающей
средой энергией и веществом, уменьшая этим энтропию внутри себя, но увеличивая
энтропию вовне, в соответствии с законами термодинамики.
Можно получить много дополнительной интересной информации, если
рассмотреть ОПС как термодинамическую систему. Когда к системе подводится
бесконечно малое количество теплоты dQ и за её счет система совершает некую малую
работу dA, то в силу закона сохранения энергии (первое начало термодинамики) имеем:
dQ = dU + dA ,
где
dU – изменение внутренней энергии системы в результате подвода теплоты dQ. Данное
уравнение есть математическая запись первого закона термодинамики. Из уравнения
следует: во-первых, для того, чтобы в замкнутой системе совершить работу, нужно
«закачать» в неё извне энергию, во-вторых, не вся подведенная энергия может быть
использована на выполнение работы – часть её (dU) “без пользы” рассеивается внутри
системы. Второе начало термодинамики указывает направление физических и
химических процессов в изолированной системе. Второе начало обобщается на разные
химические и физические процессы введением особой функции состояния
изолированной системы – энтропии
S, которая пропорциональна логарифму
вероятности W данного состояния замкнутой (изолированной) системы:
S = klnW (где k - константа Больцмана, k = 1,38х10-16 эрг).
Второе начало термодинамики записывается в следующей математической форме:
dS 
dQ
T
или:
dQ  TdS , где
Т – температура в системе (град. К). Для изолированной системы при dQ = 0 dS = 0.
Из второго начала термодинамики следует, что, если система не тратит получаемую
извне энергию на создание внутрисистемных конструкций более высокой организации,
т.е. на повышение упорядоченности и понижение энтропии системы, - изолированная
система регрессирует, в итоге наступает ее «тепловая смерть».
Энтропия в каком-то смысле есть как мера «упорядоченности», так и мера
«информативности» системы. Действительно, возможных состояний беспорядка всегда
намного больше, чем возможных состояний порядка. Так, можно миллионами вариантов
соединять 9 тысяч тонн разных кусков стали (или просто сделать слиток в 9000 тонн),
15
но есть только ЕДИНСТВЕННЫЙ вариант их соединения, при котором они превратятся
в 300-метровую Эйфелеву башню. Т.е. в этом случае W=1, а т.к. ln1 = 0, то и S = 0.
Таким образом, чем ближе энтропия к нулю, тем в системе больше упорядоченности, и
тем больше её информационная ёмкость. (Эйфелева башня в миллионы раз превосходит
равный по весу слиток стали как по затраченной на неё энергии – в т.ч. и
интеллектуальной, так и по своей «информативности»; однако при выплавке стали для
башни, при её изготовлении и монтаже часть затраченной на это энергии рассеялось в
окружающей среде, что увеличило её – среды - энтропию и уменьшило
упорядоченность).
Прогрессивная эволюция в неживой и живой природе и есть следствие того, что
энергия Солнца не вся рассеивается «даром», а частично производит определенную
«полезную» работу. Образно говоря, на Земле функционируют «сконструированные»
природой устройства, превращающие энергию Солнца в полезную работу. В результате
функционирования природных тепловых (и химических) «машин» формируются
системы, неравновесные по отношению к окружающей среде и характеризующиеся
большей «информационной ценностью», т.е. находящиеся на более высоком уровне
организации вещества, чем вмещающая их среда. Для дальнейшего изложения введем
понятие свободной энергии. Для обратимых процессов, протекающих бесконечно
медленно и состоящих из непрерывной смены последовательных состояний равновесия,
согласно ІІ началу термодинамики имеем dQ = TdS. Подставляя это выражение в 1-е
начало термодинамики, получим объединенную формулировку обоих начал
термодинамики для обратимых процессов:
TdS = dU + dA .
Для
изотермического процесса, протекающего при постоянной температуре (Т= const),
интегрируя последнее (объединённое) уравнение найдем для работы А:
A = - (U2 – TS2) + (U1 – TS1) , где
U1 и S1 - внутренняя энергия и энтропия системы в начальном состоянии, U 2 и S2 в конечном.
Введем свободную энергию (по Гельмгольцу) F по уравнению:
F = U – TS,
A = F1 – F2 = - ΔF
Из последнего соотношения видно, что внутренняя энергия системы состоит из
двух слагаемых: свободной энергии F, которая при обратимом изотермическом
процессе превращается в работу (А = - ΔF) и связанную энергию (TS), которая при этом
процессе не может быть превращена в работу. Связанная энергия – это энергия
хаотичных тепловых движений частиц (молекул) системы.
В отличие от системы неживой природы, биосистемы способны использовать
сами аккумулированную ими свободную энергию для совершения работы над
окружающей средой, с целью организации для себя необходимых для жизни потоков
вещества и энергии. Открытые системы, аккумулирующие свободную энергию внешних
энергопотоков, относятся к эволюционирующим. Их взаимодействие с вмещающей
средой и их эволюция подчиняются законам, имеющим общее значение как для био-, так
и гео-, и социоэкологии.
В саморазвивающейся динамической системе всегда присутствуют два типа
подсистем: первая сохраняет и закрепляет ее строение и функциональные особенности,
а вторая ориентирована на ее изменение. Благодаря этому система имеет возможность
самосохранения и развития в условиях обновляющейся среды существования. Также
наблюдается тенденция всего сущего к усложнению организации путем нарастающей
дифференциации функций и подсистем (органов). При этом выполняются законы
ускорения эволюции и вектора развития, которые, объединив можно сформулировать:
развитие однонаправлено, а его темпы возрастают, что хорошо иллюстрируется так наз.
«спиралью Абдеева» (рис.1.5). Для живого организма действует закон необратимости
эволюции, согласно которому организм (популяция, вид) не может вернуться к
16
прежнему состоянию, уже осуществленному в ряду предков. При этом действует закон
последовательности прохождения фаз развития: фазы развития природной системы
могут следовать лишь в эволюционно и функционально закрепленном (исторически,
эволюционно, геохимически и физиолого-биохимически обусловленном) порядке,
обычно от относительно простого к сложному.
Рис.1.5. Спираль развития Р.Абдеева
Т.е. аккумулирование свободной энергии в популяции происходит на основе роста
ее информации об окружающей среде. Действительно, когда условия среды ухудшаются
и уменьшается содержание тех ингредиентов среды, которые популяция использует как
пищу, то популяция может реагировать двояко. Популяция совершает бóльшую работу
по добыче прежней пищи – увеличивается энергетическая
эффективность ее
функционирования. Но более вероятен другой способ реагирования: популяция
переходит на питание новыми ингредиентами среды. А это значит, она увеличивает
информацию об окружающей среде. Рост информации в популяции, таким образом,
тождественен аккумулированию свободной энергии. Следовательно, популяция
совершенствуется через увеличение ее «полезной» информации об окружающей среде.
Состояние внутреннего равновесия характеризуется величиной свободной энергии
Гельмгольца F. Будем говорить о восходящей линии развития системы, если ее общая
свободная энергия F∑ растет со временем:
dF
 0
dt
При нейтральном развитии
F∑ =
const,
а при нисходящем развитии
(деградировании) величина F∑
убывает со временем. Данное условие отражает
увеличение количественных характеристик системы (например, массы) безотносительно
ее качества.
Качественная трансформация эволюционной системы – прогресс – происходит при
увеличении удельной свободной энергии системы, то есть полной свободной энергии F∑
, отнесенной к единице объема V или массы m системы:
F
F 
dF

 0,  F   илиF   
dt
V
m

При нейтральном развитии (отсутствии прогресса или регресса) F = const, а при
 dF

 0 .
регрессе F убывает 
 dt

17
2. Основные источники отрицательного воздействия на
окружающую природную среду
2.1. Техносфера (промышленные предприятия, автотранспорт, сельское хозяйство)
2.1.1 Общие закономерности
На рис. 2.1 представлена типичная «экологическая схема» действующего
производства. Как видно из рисунка, действующее производство характеризуется целым
рядом факторов вредного воздействия на окружающую природную среду (ОПС):
выбросы в атмосферу, сбросы в гидросферу, промышленные и бытовые отходы. Причем
отходы «разносортные»: два отвала (один – от цеха подготовки сырья: это могут быть
твёрдые отходы дробления, обогащения, промывки и т.д., другой – от основного
производства (шламы, шлаки, зола, огарок и др.; кроме того – собственная бракованная
продукция, если её больше некуда «пристроить»); шламоотстойник (куда сбрасываются
возможные жидкие и пастообразные шламы), «внутренняя» свалка собственных
бытовых отходов. Кроме того, следует иметь в виду, что пылевые фильтры, очистные
сооружения для промстоков, абсорберы для «грязных» газов, хотя и выполняют
важнейшие экологические задачи по предотвращению загрязнения воздуха и водного
бассейна, требуют, увы, регулярного опорожнения от накопившихся пыли, ила, осадков
– а это десятки тысяч тонн тех же отходов. И эти тонны также сбрасываются в те же
отвалы, ускоряя их переполнение. Если же взглянуть не только на «схему» такого
завода, но и на реальный завод (рис. 2.2) – то картина будет и вовсе неприглядной. Так
что экологам проблем хватает всегда!
Многие известные экологи уже давно предлагают ввести некую «экологическую»
оценку для каждого вида промышленной и сельхозпродукции, на каждый агрегат,
каждый технологический процесс и т.д.
Такой количественный показатель крайне
необходим для объективной оценки успехов (или провалов) в области экологической
политики государств (особенно развивающихся стран), а также для понимания
перспектив. Такая оценка должна учитывать все выбросы, сбросы, отходы, радиацию,
шум и др. отрицательные воздействия на ОПС, создаваемые при выработки одной тонны
данной продукции, или за одни сутки работы данной технологической линии и т.д.
Какова же «энерго-экологическая» оценка украинской промышленной продукции?
Таблица 2.1. - «Энерго-экологическая цена» продукции в Украине, России,
Казахстане
Продукция
Загрязнения
Выбросы в
Сбросы сточных
Шлаки в
атмосферу
вод
отвал
1т чугуна→стали
50 кг
10м³
0,6т
1т угля
20 кг
10м³
1т
1 т аммофоса
150 кг
10м³
1т
1 МВт АЭС
Cs-237
Просач. р/а вод
2,6 т ОЯТ**
1МВт ТЭС
200 кг
50м³
0,25т
*) 1 кг у.т. = 7000 ккал;
**) Отработанное ядерное топливо.
Для Китая эта «экологическая цена» - в 2 раза выше.
18
Рис.2.1.
19
Рис. 2.2. Загрязнение природной среды действующим заводом
Количество выбрасываемых в атмосферу вредных веществ при использовании в
качестве котельного топлива угля, мазута или газа приведено в табл. 2.2.
Таблица 2.2. - Загрязнение атмосферы выбросами электростанций
Выброс
Вид топлива
(кг/ МВт-ч)
Каменный
уголь
Бурый
уголь
Мазут
Природный
газ
SO2
6
7,7
7,4
0,002
NO2
21
3,4
2,4
1,9
Твердые частицы
1,4
2,7
0,7
-
Фтористые
соединения
0,05
1,11
0,004
-
По данным «The Economist», Россия сейчас производит 0,93 кг мусора в день на 1
жителя, а всего – 100 млрд. тонн в год. В 2025 году каждый житель России будет
«мусорить» по 1.25 кг в день, а в целом страна «произведёт» 120 млрд. тонн ТБО в год.
В Украине скопилось 25 миллиардов тонн промышленных отходов, т.е. около 500
т на 1 жителя; при этом ежегодно складируются еще два миллиарда тонн. Они занимают
20
площадь около 250 тыс. га. Также в Украине скопилось 5 миллиардов куб. м (один
миллиард тонн) твердых бытовых отходов (ТБО). Для складирования ТБО в Украине
действуют 750 полигонов, из которых 250 уже переполнены, а остальные – на грани
заполнения. При этом каждый житель Украины продолжает «производить» в среднем 1
куб. м/год новых ТБО.
Следует однако иметь в виду, что все эти отвалы, хранилища и полигоны
Рис. 2.3. - Материальный баланс угольной ТЭС мощностью 1000 МВт
1 – электрофильтр; 2 – парогенератор; 3 – турбина; 4 – генератор; 5 – конденсатор.
не только активно загрязняют атмосферу и гидросферу (см. табл. 2.3), т.е. являются
одним из источников экологических проблем, но в этих отвалах "похоронены" десятки
миллионов тонн высоколиквидного сырья (угля, металла, органического сырья,
стройматериалов и др.). Утилизация этих отходов не только улучшит экологию, но и
принесёт немалую прибыль.
Табл. 2.3. Состав атмосферы над полигоном ТБО (на высоте 1 м)
г. Макеевки (Донецкая обл.)
Вещество
Концентрация (мг/м3)
ПДК (мг/м3)
Пыль
0,8
0,15
H2S
0,01
0,005
NH3
0,13
0,04
NO2
0,1
0,04
SO2
0,14
0,05
CO
6,1
3,0
(имеются очаги тления)
Кроме того, при горении свалок ТБО имеет место опасность значительного превышения
ПДК по крайне токсичному и канцерогенному 3,4-бензпирену
21
(его ПДК – 0,00015 мг/м3 и 0,02 мг/кг почвы).
В 2000 г. в Йоганесбурге (ЮАР) и в 2001г. в Стокгольме представители более 100
стран подписали Конвенцию о запрещении (или ограничении) производства и
использования так наз. «Стойких органических загрязнителей» (СОЗ), к которым
отнесли пестициды, диоксины, хлорбензолы, фураны и др. (табл. 2.4). Это особенно
актуально в связи с тем, что мировая химическая промышленность за последние 30
лет синтезировала около двух миллионов новых химических веществ, не имеющих
аналогов в природе и, следовательно, абсолютно чуждых её естественным циклам.
Достаточно сказать, что только пестицидов в мире используется до 4 млн тонн/год.
Таблица 2.4. - Примеры «неприродных» веществ, попавших в окружающую среду
исключительно в результате человеческой деятельности
Воздействие на
Название
Применение
ОПС
ДДТ
(2,2–ди (хлорфенил– 1,1,1–
трихлорэтан)
Пестицид
Неселективный яд
Хлорофос:
Пестицид
ТБО (трибутилированное олово)
Sn(C4H9)3CL
Неселективный яд
Компонент
Подавляет половое
корабельных
воспроизведение
красок
моллюсков
ХФУ (хлорфторуглеводороды)
Распыляемые
Разрушают озон
С2F4Br2 (тетрафтордибромэтан или
аэрозоли,
стратосферы
хладон 114В2)
хладоагенты
Одним из важнейших международных документов является Протокол по Реестру
выбросов и переносов загрязняющих веществ - Pollutant Release and Transfer Register
Protocol (PRTR) к Конвенции ООН "О доступе к информации, участию общественности
в процессе принятия решений и доступе к правосудию по вопросам, которые касаются
окружающей среды" (Орхузская конвенция). Его основная цель состоит в том, чтобы
вместо "контроля на конце трубы" пойти путем предупреждения загрязнения среды и
контроля в начале технологического процесса. Этот подход доказал свою
экономическую эффективность в тех странах, где он применялся. Пока в Протокол
внесены 24 химических вещества-загрязнителя атмосферы и гидросферы, но ведется
дискуссия по его расширению.
22
2.1.2. Загрязнение атмосферы
Сводные мировые выбросы в атмосферу достигли гигантских объёмов: примерно 30
миллиардов тонн/год СO2 , 200 миллионов тонн/год SO2 , 400 млн т/год СО, 100 млн
т/год NОx, свыше 500 млн тонн/год дымовых частиц и пыли.
В среднем по Украине выбросы в атмосферу (три четверти всех выбросов – это СО,
NОx, SO2, СхНу и пыль) промышленных предприятий составляют 75% - 3 млн тонн/год
(из них: металлургия – 35%, энергетика – 23%, угольная промышленность – 15%,
химическая – 5%); остальные 22% даёт автотранспорт (1,5 млн т/год). Предприятия
химической промышленности опасны тем, что и номенклатура их экологически опасной
продукции, и перечень их вредных выбросов, хоть и меньше по объёмам, но зато
значительно «разнообразнее», чем у угольной или металлургической промышленности
(см. табл. 2.5).
Таблица 2.5. - Выбросы в атмосферу некоторых химических предприятий
Производство
Компоненты выбросов
Азотной кислоты
NO, NO2, NH3
Серной кислоты
NO, NO2, SO2, SO3, H2SO4
Соляной кислоты
HCL, CL2
Сульфаминовой кислоты
NH3, NH(SO3NH4)2, H2SO4
Фосфорной кислоты
P2O5, H3PO4, HF, Ca3(PO4)2
Уксусной кислоты
CH3CHO, CH3CO2H
Сложных удобрений
NO, NO2, NH3, НF, H2SO4, P2O5, HNO3
Карбамида
NH3, CO(NH2)2, CO
Аммиачной селитры
CO, NH3, HNO3, NH4NO3
Жидкого хлора
H2SO4, HF
Аммиачной воды
NH3
Хлорной извести
Cl2, CaCl2
Полихлорвиниловой смолы
Hg, HgCl2, NH3
Тетрахлорэтилена
HCl, Cl2
Ацетона
CH3CHO, (CH3)2CO
Аммиака
NH3, CO
Метанола
CH3OH, CO
Капролактама
NO, NO2, SO2, H2S, CO
Оксида титана
TiO2, Fe2O3, FeSO4, H2SO4
Ацетилена
C2H2
Карбофоса
SO2, P2O5, H2S
Минеральных пигментов
SO2, SO3, E2O3, FeSO4, H2SO4
Целлюлозы
H2S, Cl2, SO2, CH3SH, (CH3)2S
На территории Украины находятся тысячи отвалов (терриконников,
хвостохранилищ, свалок бытовых отходов и др.). При их горении (тлении) выделяются
СО, NОx, SO2, NH3, H2S. Так, концентрация SO2 в 500 м от горящего терриконника
составляет 0,6 мг/куб.м. Терриконники и хвостохранилища являются источниками
пыли: с 1 кв.м терриконника сдувается до 50 мг/сут пыли; с поверхности
хвостохранилища Северного ГОКа (площадь 2000 га) при скорости ветра более 5 м/с
сдувается 80 кг/сек пыли (в основном, фракции менее 0,1 мм), т.е. до одного миллиона
тонн/год!
Огромный отрицательный «вклад» в состояние атмосферы вносит автотранспорт
(см. табл. 2.6). На его долю приходится 60% суммарных общемировых выбросов оксида
углерода (так, концентрация СО у края автотрассы составляет до 30 мг/куб.м), 40% углеводородов. Одно транспортное средство выбрасывает (в приземный слой, прямо
23
нам «под нос»!) 200-300 кг/год вредных веществ. Еще к настоящему моменту в
выхлопных газах автомобилей идентифицировано около 400 канцерогенных
«микроингридиентов», в том числе бензпирен. Кроме того, для сжигания 1 кг бензина
автомобиль потребляет около 2500 л кислорода из воздуха. Еще одна беда: из камеры
карбюратора за сутки испаряется до 10 г бензина, даже когда автомобиль стоит в гараже
или на стоянке. А теперь все эти цифры умножьте на число автомобилей, мотоциклов,
тракторов (их в эксплуатации в Украине – свыше 25 миллионов, а в мире - уже свыше
миллиарда!…
.
Группы источников загрязнения
Стоки и водные системы, утечки
из инженерных сетей
Фильтрация и
проникновение
в водоносные
горизонты
Загрязнение
подземных
вод
ограничение
водоиспользования
Выбросы в атмосферу
(организованные, неорганизованные)
Миграция с
водными
потоками
Загрязнение
и ухудшение
качества
рекреационн
ых водных
ресурсов,
ограничение
водопользования
Загрязнение
почв и
сельскохоз.
продукции ,
ограничение
землепользо
вания
Смыв в водные
системы города
Миграция в воздухе,
выпадение на земн.
поверхность
Загрязнение
почв,
увеличение
их
санитарной
опасности
(особенно
для детей
младшего
возр.),
ухудшение
состояния
лесопарков.
комплексов
Загрязнение
воздушного
бассейна,
образование
зон опасного
воздействия
на население
и ограничение возможностей
размещ. жилкомплексов
Твердые отходы (промышленные,
коммунальные, бытовые)
Захоронение на
свалках,
неконтролируемое
размещение
территории
предприятий, в
оврагах, карьерах
Загрязнение
подземных вод и
ограничение
водоиспользование.
Утилизация –
использование
в качестве
удобрений
Загрязнение
почв и
сельскохозяйс
твенной
продукции,
ограничение
землепользов.
Загрязнение почв
и водоемов вокруг
мест захоронений
Рис. 2.4. Факторы влияния техносферы на ОПС и их взаимосвязи
В развитых странах мира существует очень жесткое нормирование автомобильных
выбросов (например, последовательно введенные в Европе нормы «Евро-3-4-5»,
заставили автозаводы не только оснастить свои автомобили патронами-поглотителями
или «дожигателями» выхлопных газов, но и усовершенствовать весь цикл сжигания
моторного топлива – например, система непосредственного впрыска топлива в
цилиндры вместо карбюратора, вихревые топливные форсунки с электростатическим
распылителем и др.).
Таблица 2.6. - Выброс в атмосферу (г/км пути) от одного автомобиля
средней изношенности
Вредное
вещество
СО
СхНу
Легковой автомобиль
(расх. бенз. 8-10 л на 100
км, кпд двиг. 20%)
Легковой автомобиль
(расх. проп.-бут. 6-8 л
на 100 км, кпд двиг.
30%)
КаМаЗ (расх.
дизтопл. 35-40 л на
100 км,
кпд двиг. 35%)
6
2,4
1,5
1,8
1,7
0,3
24
NОх
2,3
1,0
2,5
SО2
0,2
0,06
3,0
С (сажа)
0,1
0,02
0,5
Однако автомобильный транспорт, к сожалению, можно смело отнести ещё и к
источнику гуманитарной катастрофы на планете – только за один 1998 г. жертвами
автокатастроф стали 1,2 миллиона человек! И это только количество погибших, а
сколько травмированных?…
Кстати, при обсуждении загрязнения атмосферы автотранспортом, часто от
внимания экологов «ускользает» авиатранспорт. А ведь только за один рейс, например
Киев-Нью-Йорк, «Боинг» выжигает из атмосферы несколько
тонн кислорода,
выбрасывая в атмосферу около двух тонн СО2 , также значительные количества NОх и
СхНу.
2.1.3. Загрязнение гидросферы и водная безопасность
Распределение водных ресурсов Земли представлено в табл. 2.7.
Таблица 2.7. Водные ресурсы Земли
Как видно из таблицы 2.7, ресурсы пресных вод составляют менее 2% запасов
гидросферы. Ho если исключить полярные ледники, в которых законсервировано около
24 млн. км3 неиспользуемых вод (льда), то на долю наиболее доступных для
использования пресных вод приходится всего лишь 0,3% общего объёма гидросферы.
Суммарное использование водных ресурсов превысило 3500 км3. В настоящее время
суммарный объем потребляемой населением воды превысил 250 км 3 в год. Но лишь 4%
населения земного шара пользуются водой в достаточном количестве, т.е. около 300
л/сутки на человека (из которых 1% - 3 л - доброкачественная питьевая вода, остальное –
гигиенические потребности), а для 2/3 населения, сосредоточенных главным образом в
Африке и Азии, удельное потребление воды в 10 раз меньше. В целом в мире около 1,1
миллиарда человек, или каждый шестой, лишены постоянного доступа к
доброкачественной и безопасной питьевой воде. Большинство из них проживает в
Азии и Африке.
Однако есть надежды на лучшее «водное будущее». Так, американская оборонная
компания Lockheed Martin получила патент на материал Perforene, изготавливаемый из
графена. Он позволяет удешевить процесс преобразования морской воды в пресную.
Perforene представляет собой мембрану из графена, в которой есть отверстия размером
один нанометр и менее. Эти отверстия настолько малы, что способны удержать частицы,
несущие электрический заряд, но в то же время достаточно велики для того, чтобы
сквозь них проходили молекулы воды. Несмотря на толщину в один атом, Perforene
25
являетсяе4 прочным и долговечным материалом, что делает его эффективным для
опреснения морской воды в больших объемах. Если изобретение подтвердит свою
экономическую эффективность в промышленном производстве, то на рынке опреснения
воды, который сейчас оценивается в 18 млрд долл./год, грядут серьезные перемены.
Стоимость питьевой воды растет сумасшедшими темпами. Так, в 2012 году в США
произведено 9,7 миллиардов галлонов (1 галлон - 3,8 л) бутилированной воды, что
обеспечило валовый доход в 11,8 миллиардов долларов, в результате средняя стоимость
бутилированной воды по стране составила 1,22 доллара за галлон. А если учесть, что в
розничной продаже почти 2/3 всего количества этой воды приходится на поллитровые
бутылки, стоимость такой воды «в магазине» получается около 7,5 долларов за галлон,
что в два раза дороже бензина стандартного качества.
Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на такие
типы:
механическое - повышение содержания механических примесей, свойственное в
основном поверхностным видам загрязнений;
химическое - наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и
нетоксического действия;
бактериальное и биологическое - наличие в воде разнообразных патогенных
микроорганизмов, грибов и мелких водорослей;
радиоактивное - присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или
подземных водах;
тепловое - выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных электростанций.
Всего мировая промышленность потребляет в год около 3000 куб. км технической
воды; половина из этого объёма является "оборотным", т.е. циркулирует внутри
технологической цепочки, а вот вторая половина сбрасывается обратно в водоёмы, но
уже в той или иной степени загрязнённая.
Так, на производство 1 тонны
синтетического волокна расходуется 3000 – 5000 м3 воды. Много воды требуется
химической промышленности и цветной металлургии: на производство 1 т аммиака
затрачивается 1000 м3 воды, синтетического каучука – 2000 м3, никеля – 4000 м3.
Рис. 2.5. Годовой объем сбросов сточных вод в бассейне реки Днепр за 2000 г .
Тревожная экологическая ситуация имеет место относительно рек. В самую
большую пресноводную артерию Украины – Днепр (общая площадь бассейна - 511
тыс. км2, общая длина - 2200 км) ежегодно сбрасывается 370 млн. куб. м неочищенных
стоков. В результате более 50% речной фауны Днепра заражены опасными для человека
26
болезнями. Многие речки и даже колодцы в сельской местности загрязнены нитратами
(в 10-50 раз превышена норма - 20 мг/л). Эпидемиологическое состояние открытых
водоемов Украины также крайне неудовлетворительное, наблюдается быстрое
увеличение уровня их бактериального загрязнения. Кроме того, многие болезнетворные
микроорганизмы проявляют поразительную живучесть: так, палочка Коха в речной воде
может жить до 5 месяцев (а на свалках ТБО – до года!). В Луганской обл. только 10%
добываемой пресной воды соответствует требованиям ГОСТа «Вода питьевая». В табл.
2.8 представлена динамика сброса оборотных вод по Украине.
Таблица 2.8. Сброс оборотных вод по Украине (млн. м3)
Всего по Украине
10494
Промышленностью:
Всего
5603
Загрязнённых
1900
Из них без очистки
534,3
Сельским хозяйством:
Всего
1372
Загрязнённых
151,0
Из них без очистки
146,7
Жилищно-коммунальным
хозяйством:
Всего
3463
Ззагрязнённых
2161
Из них без очистки
129,1
Как показали исследования, проведенные на р. Днепр на территории Белоруссии
(табл. 2.9), в зимний период с очистных сооружений гг. Орши, Могилева, Речицы в
водоток c6pасывается сточная вода, содержащая значительные количества
загрязняющих веществ, основными из которых являются органическое веществ,
хлориды, нитриты, азот аммиачный, фосфаты поверхностно-активные вещества
(СПАВы), нефтепродукты, металлы. При этом наиболее загрязнены сточные воды г.
Могилева и Речицы, где по отдельным показателям превышение ПДК составляло от 1,6
до 25,9. В сточной воде г. Речицы сбрасываемой в р. Днепр обнаружено превышение
ПДК по нитритам и 80,0 раз, по аммонийному азоту в 10,5; СПАВам в 1,6;
нефтепродуктам и 4,6; марганцу - в 25,9 раз.
Таблица 2.9. Содержание загрязняющих веществ в сточных водах, сброшенных в
водные объекты бассейна Верхнего Днепра (Белоруссия) в 1995 и 2000 годах
Показатели
Единица измерения 1995
2000
Сульфаты
Тысяч тонн
16.0
12.0
Хлориды
Тысяч тонн
28.5
19.1
БПК (общее)
Тысяч тонн
7.0
2.9
Нефтепродукты
Тысяч тонн
0.07
0.04
Тонн
0.03
0.04
Фенолы
27
Показатели
Единица измерения 1995
2000
Азот аммонийный
Тонн
2094
1272
Нитраты
Тонн
1087
1323
Нитриты
Тонн
39.2
95.9
Железо
Тонн
98.2
94.2
Медь
Тонн
1.46
1.19
Не в лучшем «экологическом положении» и российская река Волга (общая длина
— 3530 км, площадь бассейна — 1360 тыс. км²). Водозабор из Волги равен 35% ее стока.
Объём загрязнённых сточных вод, сбрасываемых в бассейн Волги, составляет 37% от
общего объёма образующихся на территории России. Высоко содержание в воде
нефтепродуктов, особенно в акватории Рыбинска и Ярославля. В Саратовском
водохранилище содержание меди колеблется от 5-12 до 10-21 ПДК. В районе Астрахани
содержание фенолов, нефтепродуктов, соединений меди и цинка колеблется от 5 до 12
ПДК (см. табл. 2.10).
Таблица 2.10. Динамика количественного изменения сброса загрязненных сточных
вод в р. Волгу за период 1999-2003 г.г.
2.1.4. Экология океанов и «внутренних» морей
К сожалению и несчастью, Мировой океан все больше превращается в мировую
мусорную свалку. Например, огромная плавающая свалка пластикового мусора (целый
остров!) обнаружена на поверхности Тихого океана между Калифорнией и Гавайскими
островами в месте так наз. «Северо-Тихоокеанского субтропического водоворота».
Массу свалки оценивают в три миллиона тонн (80% - пластиковая тара). Свалка
находится в нейтральных водах, т.е. она «ничейная». Пластиковые отбросы в Тихом
океане являются причиной гибели более миллиона морских птиц в год, а также более
100 тысяч особей морских млекопитающих. Также, в Мировой океан ежегодно попадает
до шести миллионов тонн нефти и нефтепродуктов: 2 млн т – аварии танкеров; 2 млн т –
промстоки, выносимые реками; 0,5 млн т – морская добыча нефти (ежегодно в
Мировом океане добывается около 1 миллиарда тонн нефти – это почти 30% мировой
добычи - из примерно 3000 пробуренных скважин). Каждая тонна нефти создает в воде
нефтяную пленку на площади до 12 кв. км, а восстановление пораженных нефтью
экосистем занимает 10-15 лет. А что происходит, если поверхность водоема покрыта
(т.е. загрязнена) нефтяной пленкой? - а) Токсичные компоненты нефти будут
адсорбированы поверхностным слоем воды; б) Поверхностный слой воды под нефтяной
пленкой будет насыщаться кислородом в течение 5-ти суток вмето одних суток для
чистой воды, и морские организмы могут умереть; в) Плюс к этому, при окисления этой
нефти морскими микроорганизмами, они израсходуют все остатки кислорода,
28
растворенного в морской воде (на 1 л нефти потребен кислород из 400 м 3 воды!); г)
наконец, из-за этой нефтяной пленки задерживается испарение воды с поверхности
моря, температура поверхностного водного слоя повышается, растворимость
углекислого газа, соответственно, уменьшается (при 0 град.С она равна 1,8 мл/мл, при
+15 град.С –лишь 1,0 мл/мл), и он выбрасывается в атмосферу, способствуя
глобальному потеплению.
Согласно исследованиям Бристольского университета (Англия), за последние 100
лет глобальный уровень pH в мировом океане снизился на одну десятую до 8,1. По
словам ученых, даже падение на 0,1 единицы является значительным, так как
последствия от этого изменения идут в логарифмических масштабах. По оценкам
ученых, сейчас кислотность в мировом океане увеличивается по крайней мере в 10 раз
быстрее, чем в последний период, когда на нашей планете было отмечено существенное
потепление. Рост уровня кислотности и углекислого газа может привести к гибели
многих видов промысловых рыб.
Две большие экологические проблемы восточной части Европы – это Азовское и
Черное моря.
Азовское море находится в очень тяжелом экологическом состоянии, без
преувеличения – это зона экологического бедствия. Еще недавно Азовское море по
рыбопродуктивности с единицы площади превосходило в 40 раз Черное и в 160 раз
Средиземное моря. Теперь оно гибнет. Первая причина – увеличение солености, которая
в 20-х годах составляла 10г/л, а сейчас
достигает 18г/л. Вторая – активное
браконьерство (в 2000 году оно составило около 50% общих уловов). Третья –
интенсивное химическое загрязнение моря. Предприятия и дома отдыха (как Украины,
так и России) сбрасывают туда ежегодно более 1000 т соединений железа, 300 т
нефтепродуктов, 150 т фенолов, около 70 т солей цинка, 200 т соединений меди и
свинца. Только Мариуполь сбрасывает в Азовское море около 800 тыс. тонн вредных
веществ в год. В морской воде ПДК нефтепродуктов превышены в 2-7 раз, фенолов и
соединений фосфора – соответственно в 5 и 10 раз. В результате - пятая проблема:
биомасса азовских моллюсков - основной корм рыб, составляющая в 70-е годы около 20
млн тонн, уменьшилась до 3-4 млн тонн, из-за чего и вылов рыбы уменьшился в 14-70
раз. Для сравнения: в 1935 году (при средней солености воды 9г/л) улов судака составил
73,8 тыс. т (в 2000 году среднегодовой улов не более 1 тыс. т), улов тарани в 1935 году –
23,5 тыс. т., в 2000 году – всего 2,5 тонны.
Экологическая ситуация в бассейне Черного моря также близка к экологической
катастрофе. Пока что спасают его размеры и глубина. В этот бассейн водами Днепра,
Южного Буга, Днестра ежегодно вносятся миллионы кубометров стоков, загрязненных
десятками токсикантов. Имеют место загрязнения шельфовых зон бытовыми и
канализационными стоками, связанные с развитием индустрии отдыха и туризма. В
связи с этим за последние годы десятки раз закрывались пляжи Ялты, Феодосии,
Евпатории, Алушты, Одессы. В юго-западной части Черного моря вследствие
разработки подводных нефтегазовых месторождений наблюдается активное загрязнение
воды нефтепродуктами. Из-за нарушений регионального гидродинамического,
гидрохимического и теплового баланса в море постепенно поднимается верхняя
граница насыщенных сероводородом глубинных вод (сейчас она находится на глубине
80 – 100 м, ранее – на глубине 100 – 150м). Достаточно сказать, что только
коммунально-бытовые предприятия ежегодно сбрасывают в Черное море свыше 33,8
тыс. тонн азота, 2,6 тыс. тонн фосфора, 24,1 тыс. тонн нефтепродуктов. Черное море
«переполнено» минеральными удобрениями. Да и теперь оно ежегодно получает почти
8 тонн ртути, 5 тонн свинца, 12 тонн цинка. За 30 последних лет в море погибли 60 млн.
тонн живых организмов, из которых 5 млн. т – рыбы.
29
Однако вода может создавать экологические угрозы и независимо от её химсостава.
Такая «рукотворная» проблема – Днепровский каскад (см. рис. 2.6). В результате
строительства ДнепроГЭСа и шести днепровских морей было затоплено свыше одного
миллиона гектаров плодородных земель, более трех тысяч населенных пунктов, из
которых переселили на новые места около трех миллионов человек. Под воду ушло
более 2,5 тысячи памятников культуры, церквей и храмов, а также свыше девяти тысяч
кладбищ. По оценкам западных экспертов, проведенным по поручению Всемирного
банка в 1992-95гг., на строительство всего Днепровского гидрокомплекса СССР
затратил около двух триллионов долларов. Общая площадь каскада шести рукотворных
морей составляет более семи тысяч квадратных километров, общий объем воды – 44
кубических километра, что сравнимо с полуторагодичным стоком из Азовского моря.
Рис. 2.6. Карта-схема искусственных «морей» днепровского каскада
Площадь самого опасного – Киевского моря, котлован которого поднят на 100 м над
уровнем Днепра, составляет 925 км 2, объем воды – 4-5 км3. Международные
организации считают Киевское море одним из наиболее опасных объектов не только в
Украине, но и на всем земном шаре. С научной точки зрения Днепровский каскад –
«наклонный крутоперепадный объект». Если вследствие даже не очень сильного
землетрясения или либо другого катаклизма пострадает Киевская ГЭС, то земляная
плотина, которая имеет повышенную аварийность, может быть разрушена, и на
Оболонь, Троещину (районы Киева) хлынут гигантские волны из воды Киевского моря,
поднятой над Киевом на стометровую высоту. По оценкам экспертов, в случае прорыва
киевской плотины 27 близлежащих населенных пунктов будут уничтожены. К тому же
скопившиеся за 16 лет после Чернобыльской катастрофы миллионы тонн
радиоактивных илистых наслоений останутся на территориях, по которым пройдут
гигантские волны…
ВЫВОД: Законодателям всех стран мира и международным организациям
нужно, наконец, признать, что вода - это стратегический продукт, важнее нефти и
газа, т.к., в отличие от последних, у воды нет "альтернативных источников", и
30
загрязнение гидросферы, особенно источников питьевой воды в крупных масштабах это тяжкое преступление против человечества!
2.1.5. Экология промышленных регионов Украины, России, Казахстана
Отрицательное влияние техносферы на природу хорошо видно на примере
промышленных регионов Украины и России – Донбасса, Кузбасса, Волгограда.
Известно, что Донбасс является одним из самых неблагополучных регионов
Украины с экологической точки зрения. Донецкая область (население – 4,5 млн),
занимая 4,4 % территории Украины, выбрасывает в атмосферу 30% суммарного по
Украине объема загрязняющих веществ – более 350 кг/год на 1 жителя области, или
свыше 60 т на 1 км2. Огромный парк легковых и грузовых автомобилей, часто с плохо
отрегулированными двигателями, ещё более усугубляет качество её воздушного
бассейна. В водоёмы области сбрасывается за год около двух миллиардов м 3 сточных
вод (25% украинских стоков), в том числе один миллиард м 3 загрязненных, а из них 250
миллионов м3 – и вовсе без очистки. Поэтому большинство из 246 рек области (длиною
более 10 км) относится к категории «грязных». В Донецкой области потреблено 1,2
млрд куб.м пресной воды и 0,8 млрд куб.м – морской («Азовсталь»). Там к настоящему
моменту также скопилось около 4 миллиарда тонн промышленных отходов на площади
свыше 40 000 га (одних только терриконников в Донбассе – 1250). "Вклад" по отраслям:
угольная – 2 млрд т (50%), металлургическая – 600 млн т (15%), теплоэлектростанции
(ТЭС) – 200 млн т (5%); кроме того, в ней скопилось 400 миллионов куб. м бытовых
отходов. В водоёмы Донецкой области поступает в год (в среднем): 20 тыс.тонн
взвешенных веществ, 2 тыс.тонн аммонийного азота, 16 тыс. тонн нитратов, 80 тыс.
тонн веществ синтетического происхождения, 7 тыс. тонн органических веществ (в т.ч.
150 тонн нефтепродуктов) и др.
Так же плохо обстоят дела с экологией и в российском угольном центре - Кузбассе.
В атмосферу Кемеровской области (население – 2,8 млн) ежегодно (данные 2009 г.)
выбрасывается более 1,5 млн. т. вредных промышленных выбросов, или 530 кг/год на
человека. Концентрация хлорорганических соединений в реке Томь в паводковый
период составляет в верхнем течении 15-17 ПДК, а ниже - до 42 ПДК. Концентрация
нефтепродуктов превышает 6-7 ПДК. Выбросы в атмосферу от более 100 крупных
предприятий превышают
предельно допустимые нормы сернистого газа в 9 раз,
сероводорода в 7 раз, фенолов, окиси азота и окиси углерода - более чем в 4 раза. В
результате жители Кемерова в 2-3 раза чаще страдают заболеваниями крови,
хроническими бронхитами, нарушениями эндокринной системы, чем жители РФ в
среднем.
Чуть меньшие проблемы с природной средой испытывает крупнейший центр
российского нефтехимического комплекса – Волгоград (население – 1 млн). В 2007 г.
общие выбросы в атмосферу над городом составили 150 тыс. тонн (150 кг/год на 1
жителя), а сброс промстоков в Волгу в районе Волгограда был 1,7 миллионов куб.
метров.
Одной из серьёзных экологических проблем является сброс шахтных вод в
гидрографическую сеть. Шахты Донбасса (т.е. Донецкой и Луганской областей)
сбрасывают в гидросферу до 700 миллионов м3 шахтных вод в год (при этом менее 10%
этих вод используется на производственные нужды). При закрытии угольных шахт в
Донбассе воды из нижнего (карбонового) горизонта быстро поднимаются вверх,
происходит засоление верхних питьевых горизонтов. Кроме того, происходит
подтопления подвальных помещений домов и даже провалы почвы. «Скорость»
появления таких проблемных участков – 0,5-1% территории Донбасса в год. Эти воды
являются
высокозасоленными (в основном, сульфатно-хлоридные) – в среднем
концентрация солей 200-5000 мг/л, а в некоторых случаях – до 20000 мг/л. Сброс таких
сверхзасоленных вод оказывает резко отрицательное воздействие на состояние водоёмов
31
Донбасса, тем более что огромные объёмы этого сброса (700 млн м 3/год) сопоставимы с
объёмами естественного стока всех рек Донбасса (в среднем 600 млн м 3/год).
Откачиваемая из шахт вода поступает в шахтные поверхностные водосборники либо в
пруды-осветлители, расположенные в природных балках. Эффективность прудовосветлителей составляет 60-80%, где очистка производится только от взвешенных
частиц. Содержание взвешенных веществ после пруда составляет 20-50 мг/л. Из прудовосветлителей вода сбрасывается в местные реки. В водах большинства водозаборов
основных рек в связи с поступлением шахтных вод повышена минерализация до 2-3
г/дм3. Выходящая из прудов-осветлителей вода, с продолжительностью осветления до
10 суток, содержит: БПК5-7-14 мг/л, нитритов – до 1 мг/л, аммонийного азота – 0,1-0,6
мг/л, железа – 0,2-0,7 мг/л, сухого остатка – до 2000 мг/л, сульфата – до 1000 мг/л,
хлоридов – 100-200 мг/л, фенолов – 0,01 мг/л, нефтепродуктов – до 0,5 мг/л, магния – 4080 мг/л, кальция – 70-110 мг/л.
При этом следует отметить, что закрытие шахт никак не влияет на уменьшение
объёма сброса шахтных вод – их необходимо откачивать из закрытых шахт как
минимум в прежних объёмах.
(В Украине принята «полусухая» технология
консервации, которая предполагает постоянное откачивание воды из шахты, как и при
её эксплуатации). Более того, в последнее десятилетие прослеживается тревожная
тенденция увеличения как объёма, так и минерализации шахтных вод. В результате этих
процессов в Донбассе на территории около 7 тысяч км 2 имеет место проседание земной
поверхности(см. табл. 2.11). Нужно вообще отметить, что в Донбассе равновесие «водаминеральный скелет» существенно нарушено, т.к. из его литосферы извлечено около
пяти миллиардов куб. метров полезных ископаемых и породы. Необходимо с
сожалением констатировать, что ни в одном их проектов закрытия шахт вопросы
комплексного использования сбрасываемых шахтных вод практически не
рассматривались и не решались. Вот цитата из речи главы Луганской
облгосадминистрации: «Механизм закрытия шахт не был продуман. Поступили так, как
будто можно просто вычеркнуть из жизни не только угольные предприятия, но и целые
шахтёрские города и посёлки. Как будто можно просто объявить о закрытии шахты, не
решив ничего – ни технических, ни экологических, ни социальных проблем».
В Казахстане, как и в России и Украине, развиты сырьевая отрасль, тяжелая
промышленность и энергетика. Отсюда и схожесть экологических проблем. В
результате колоссальных антропогенных нагрузок практически на всей территории
Казахстана нарушена естественная восстановительная способность природной среды.
Таблица 2.11. – Данные по подтоплению городов, поселков и сел
на территории Украины (за 2000 г.)
№
Области
Подтоплено
п/п
Городов и
Сёл, ед.
общая площадь
посел-ков, ед.
подтоплений,
тыс.га
1
Винницкая
10
122
20,3
2
Днепропетровская
43
226
34,7
3
Запорожская
24
32
11,6
4
Луганская
34
60
18,2
5
Николаевская
10
80
13,3
6
Одесская
40
374
10,4
7
Харковская
32
158
30
8
Херсонская
19
85
22,9
9
АР Крым
12
153
21,7
Украина всего
224
1290
183,1
32
В атмосферу Казахстана ежегодно выбрасывается около 6 млн т загрязнений
(50%- теплоэнергетика, 20%-черная металлургия, 13% - цветная металлургия, 4% химия и нефтехимия). В Карагандинской и Павлодарской областях на каждого жителя
приходится 8-9 тонн вредных выбросов. Ежегодно в поверхностные водоемы
республики сбрасывается более 200 млн. м 3 загрязненных сточных вод. Второе место по
объемам отходов производства после горнодобывающей промышленности занимают
металлургическая промышленность и энергетика. Более 1,5 миллиарда тонн отходов
накоплено только в золоотвалах Экибастузской ГРЭС Павлодарской области. В
результате деятельности предприятий горно-металлургического комплекса на
территории Казахстана скопилось более 20 млрд тонн промышленных отходов при
ежегодном поступлении около 1 млрд тонн, в том числе 230 миллионов тонн
радиоактивных и 150 млн тонн токсичных. Они сосредоточены преимущественно в
Карагандинской (29,4%) и Восточно-Казахстанской (25,7%) областях. Постоянно
растущие объемы отходов промышленного производства формируют новые
техногенные ландшафты, отвалы и терриконы становятся источниками интенсивного
пылеобразования.
Общая площадь нефтяного загрязнения в Западном Казахстане составляет 194 тыс.
га, а объем разлитой нефти - более 5 млн. т. Практика сжигания попутного газа в
факелах также наносит значительный экологический и экономический ущерб.
Повышенный тепловой фон, частички сажи, токсичные продукты сгорания (в т.ч.
«кислый» коррозийный SO2) вокруг месторождений при сгорании газа оказывают
негативное влияние на почву, растительность, животный мир прилегающих к нефтяным
комплексам районов, также внося свой "вклад" в увеличение парникового эффекта.
Безвозвратные потери газа составляют более 740 млн. м 3 в год. Отмечена зависимость
повышенной заболеваемости населения в зоне Тенгизского нефтегазового
месторождения (более чем в 6 раз выше областных показателей) от загрязнения
атмосферного воздуха диоксидами серы и азота. Остро стоит вопрос с отходами
производства на нефтепромыслах. С ростом добычи нефти появилась новая проблема накопление больших объемов серы. Например, только на месторождении Тенгиз ее
накоплено
уже
более
7
миллионов
тонн.
Экстенсивное развитие сельскохозяйственного производства оставило след в виде
деградации земель и оскудения ландшафтов, более 60% территории страны подвержено
жесточайшему опустыниванию, что приводит к уменьшению плодородия почв и, как
следствие, к сокращению продуктивности животноводства и растениеводства. За 40 лет
эксплуатации целинных и залежных земель в результате ветровой и водной эрозии
утрачено 1,2 млрд тонн гумуса.
На глазах одного поколения почти в два раза сократилась площадь Аральского
моря. Аналогичная судьба ожидает озеро Балхаш. При потребности республики в воде в
100 км3 в год существующая обеспеченность составляет 34,6 км3. Экологическая
катастрофа грозит и Каспийскому морю. За последние 10 лет улов промысловых рыб
сократился
в
10
раз.
Огромные территории Казахстана пострадали от деятельности военных полигонов
и запусков космической техники. За период между 1949 и 1991 годами на
Семипалатинском испытательном ядерном полигоне было проведено 470 ядерных
взрывов, количество облученных достигло полумиллиона человек. На территории
бывшего Семипалатинского ядерного полигона около 2 млн га сельскохозяйственных
угодий подвержено радиоактивному заражению. В настоящее время в районах,
прилегающих к бывшему Семипалатинскому полигону (85 населенных пунктов с
численностью населения 71,9 тыс. человек), отмечается высокий уровень
онкологической заболеваемости и смертности населения, болезней системы
кровообращения,
пороков
развития
среди
новорожденных
и
эффектов
33
преждевременного старения. В зоне экологического бедствия Приаралья (178
населенных пунктов с населением 186,3 тыс. человек) наблюдается высокий уровень
желудочно-кишечных заболеваний и анемии, особенно среди женщин и детей, детской
смертности
и
врожденной
патологии.
В то же время о государственные расходы на охрану окружающей среды в
Казахстане остаются самыми низкими среди стран Евразии - они составляют не более
0,5 долл. США в год на одного человека.
2.1.6. Милитаризация (разработка, производство и хранение оружия массового
поражения)
Военные во всех странах мира традиционно были (и часто остаются сейчас)
недостаточно подконтрольны выборным госорганам, а тем более общественным
движениям, т.е. гражданскому обществу. Это обусловливает огромное отрицательное
влияние милитаризации на окружающую среду. В мире накоплено огромное количество
оружия массового поражения (ядерного, химического, бактериологического). Это
оружие на то и называется оружием массового уничтожения, что фактически
уничтожает ВСЮ БИОСФЕРУ (а не исключительно человека). Так, не смотря на конец
былой конфронтации СССР-США и на Договор о сокращении ядерного оружия, его
количество в мире пока остаётся высоким (см. рис. 2.7). А ведь безопасное хранение, а
тем более уничтожение такого оружия стоит намного дороже, чем стоило его
производство. К счастью, Украина объявила себя безъядерной державой и свой ядерный
арсенал ликвидировала. Однако многолетняя «гонка» по разработке ядерного оружия
уже нанесла ОПС непоправимый ущерб. Так, в процессе разработки атомной бомбы
«ядерными» державами произведено 2000 наземных и воздушных ядерных взрывов. На
сегодняшний день около 300 ядерных реакторов установлены на подводных лодках и
боевых кораблях. В результате различных аварий на дне морей и океанов уже покоятся 8
затонувших атомных подлодок с ядерными реакторами и ещё 7 ядерных реакторов с
боевых кораблей – всего 15, что представляет чрезвычайную радиационную угрозу
акваториям.
Огромный вред окружающей среде наносит ракетная техника. Прежде всего, сами
ракетные топлива (гептил, гидразин, меланж) - крайне токсичные вещества. Так, летом
2000 г. около четырехсот человек из двух посёлков Николаевской обл. получили
сильное отравление продуктами разложения ракетного топлива (диметиламином,
формальдегидом и др.), которые начали поступать в атмосферу и водную систему из
старого «могильника» стоявшей неподалеку ракетной части, расформированной еще в
1978 г. Кроме того, ряд крупных ученых имеют мнение, что ракетно-космические
старты, точнее - раскаленные газы из сопел ракетных двигателей (т.е. продукты
сгорания ракетного топлива) являются одной из причин разрушения озонового слоя
Земли.
34
Рис. 2.7. Стратегическое ядерное оружие России и США (www.vz.ru)
Международная комиссия по китобойному промыслу (International Whaling
Commission) получила научные данные о том, что шум в океане, вызванный военными
сонарами, является одной из причин массового выброса китов на берег. Однако
количества выбросившихся на берег животных могут не давать подлинного
представления о размерах ущерба - значительная часть погибших китов не успевает
выброситься. Эти исследования особенно чётко показали негативное воздействие на
китов типичных частот военных сонаров.
2.1.7. Радиационная опасность
В радиационной физике приняты следующие единицы измерения:
Активность изотопа измеряется числом распадов в 1 с. Единица активности в
системе «СИ» – это 1 беккерель (Бк); 1 Бк равен активности нуклида в радиоактивном
источнике, в котором происходит 1 акт распада за 1 с. До введения системы «СИ»
применялись другие единицы активности, главным образом, 1 кюри (Кu). Активность
источника равна 1Ки, если в нем за 1 с происходит 3,7х10 10 распадов, то есть 1 Ки =
3,7х1010 Бк. Отметим, что 1 г чистого радия имеет активность, примерно равную 1 Кu.
Часто используют единицу 1 пKu («п» – означает «пико» - т.е. 10-12).
Мощность
излучения измеряется в бэрах (БЭР - биологический эквивалент рентгена) или Зивертах:
1 бэр =0,01 зиверт (Зв) = 1 Дж/кг живой ткани.
Экспозиционная доза фотонного
излучения – 1 рентген = 1000 миллирентген = 106 микрорентген. Один рад – это
мощность излучения, при которой на 1 г живой ткани поглощается 100 эрг энергии (1
Дж = 107 эрг = 0,24 кал = 1 Вт-сек). Нижний уровень развития легкой формы лучевой
болезни возникает при эквивалентной дозе облучения приблизительно 1 Зв, тяжелая
форма лучевой болезни, при которой погибает половина всех облученных, наступает
при эквивалентной дозе облучения 4,5 Зв; 100%-ный смертельный исход лучевой
болезни соответствует эквивалентной дозе облучения 5,5 – 7,0 Зв. Нормальный
радиационный фон для жилого помещения – 26 микрорентген/час, для производственного – 44 микрорентген/час (~ 0,5 Зв).
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
35
Хотя АЭСы не выбрасывают СО2 и, значит, не провоцируют глобальное потепление,
а всего один топливный стержень (ТВЭЛ) диаметром около сантиметра и длиной три
метра даёт в итоге примерно такое же количество энергии, как две сотни тонн угля – у
АЭС есть свои экологические проблемы. Сегодня в 30 странах мира работают около 500
ядерных реакторов (из них 104 – в США), которые производят около 400 Гигаватт
электрической мощности; также работают 250 заводов топливного цикла, добывающие
и обогащающие урановую руду, перерабатывающие радиоактивные отходы. Кроме того,
в мире имеются свыше 300 исследовательских ядерных установок. Самая передовая в
области ядерной энергетики страна – Франция, где АЭС вырабатывают 70%
потребляемой электроэнергии.
Использование ядерной энергии основано на явлении самоподдерживающихся
ядерных реакций цепного деления атомных ядер («спонтанное деление, превращаясь
последовательно в другие (меньшей массы и заряда) радиоактивные элементы, пока в
конце «цепи» не образуется устойчивый элемент. Однако этим свойством обладают ядра
лишь некоторых атомов, в частности, урана-235:
235
92U
+ 10n → 14256Ba + 9136Kr + 310n
(как видите, атом U235 захватывает один нейтрон, а в результате распада получается аж
три нейтрона – это и есть ЦЕПНАЯ реакция. Однако природный уран содержит
лишь 0,7% U235 , остальные 99,7% - U238 (который не дает цепной реакции). Поэтому
при подготовке уранового сырья в качестве ядерного топлива, его, во-первых,
максимально обогащают по U235, во-вторых, U238 максимально переводят в плутоний
(Pu239 – также дает цепную реакцию, но это - искусственный элемент, его нет в природе
в виде руды) путем облучения мощным потоком нейтронов:
238
+ оn1 - 2β- = 94Pu239 .
92U
По выделяемой удельной энергии ядерные процессы далеко превосходят процессы
сжигания обычного углеводородного топлива. Так, при делении ядер 1 кг урана
выделяется 2 107 кВт-ч энергии, что эквивалентно сжиганию 2,5 тысяч тонн
качественного антрацита (т.е. теплотворная способность урана примерно в два миллиона
раз выше, чем у бензина!). Запасы урана в земной коре не так уж и малы – 2,5 10-4
масс.%, что эквивалентно ~ 1019 мегаджоулей энергии.
Но всё это «атомное
хозяйство» представляет собой огромную экологическую опасность, что ярко
продемонстрировали как более давняя Чернобыльская катастрофа, так и недавняя (2011
г.) катастрофа на японской АЭС «Фукусима». Но даже при правильной эксплуатации
АЭС из её труб выбрасывается аэрозоль радиоактивного Сs-137. (Кстати, именно Cs-137
является основным радиоактивным загрязнителем пищевых продуктов). При той же
правильной эксплуатации АЭС один реактор мощностью 1 млн кВт за год работы
«производит» около 26 тонн отработанного ядерного топлива. Захоронение ОЯТ – это
невероятно сложный и дорогостоящий процесс (кстати, их накоплено в мире уже около
200 тысяч тонн). Все вопросы обращения с радиоактивными отходами (в т.ч. и
захоронение ОЯТ) регулируются Законом Украины «Об обращении с радиоактивными
отходами» (от 30.06. 1995 г.).
При захоронении ОЯТ необходимо соблюсти 3 барьера безопасности:
а) Барьер против выщелачивания радиоактивных компонентов водами (это
бетонная оболочка, остекловывание и др.)
б) Контейнер (поверх бетона!) из материала, который гарантирован от
разрушения на 300 лет (если хоронят короткоживущие элементы) и 1000 лет (если
хоронят долгоживущие элементы). Но таких материалов пока вообще нет, они не
созданы!
36
в) Естественная среда в том месте, в котором осуществляют захоронение, должна
быть или водоупорной, или там должно отсутствовать сообщение с любыми водными
артериями. (В США, например, ОЯТ хоронят в пустыне Невада на большой глубине).
Все типы старых ядерных реакторов работают по схеме выжигания активной
компоненты ядерного топлива (уран-235, плутоний-239) в активной зоне: в них
первоначально закладывается активного материала больше, чем это требуется для
непосредственного поддержания критического уровня. Стационарное положение
балансируется стержнями-поглотителями нейтронов. В этом смысле ни один из ныне
существующих реакторов, работающих по принципу «выгорания», нельзя отнести к
безусловно безопасным, потому что, если вдруг по случайным причинам регулирующие
стержни покинут активную зону (как это случилось 26 апреля 1986г. на 4-м блоке
ЧАЭС), возникает значительная "надкритичность". Цепная реакция в таких условиях
будет развиваться настолько быстро, что никакая аварийная защита не поможет.
Современные реакторы, как на Фукусиме, имеют множество систем охлаждения, у
которых одна цель — удалять тепло от ядерного топлива. Но землетрясение разрушило
подачу энергии на основные насосы, а последовавшее цунами разрушило запасные
дизельные генераторы, которые могли запитать насосы, заставляющие охлаждающую
жидкость циркулировать по реактору. В отсутствие циркуляции температура стала
подниматься, а вода — превращаться в пар, в результате чего выросло давление. И
реакторы начали взрываться...
Еще одна крупнейшая проблема: любой ядерный реактор рано или поздно
исчерпывает свой ресурс – 30 лет - и должен быть остановлен (так, с 2010 по 2030 гг. все
ядерные реакторы украинских АЭС отработают свой 30-летний ресурс). Атомный
реактор – это вам не паровой котел, его нельзя без конца ремонтировать и "просто так"
продлевать срок эксплуатации, его нужно останавливать, серьезно модернизировать и
серьезно испытывать (или демонтировать). Однако демонтаж (учитывая наличие в
реакторе ОЯТ), мероприятие крайне дорогостоящее (300 миллионов долларов один
блок!) и длительное (не менее 10 лет!). Вообще-то любой эколог должен хорошо
представлять, как
выводят из эксплуатации ядерные реакторы. Схема их
«стерилизации» такова. Отработанное ядерное топливо в течении года выдерживается в
реакторе, а затем еще пару лет – в приреакторных охлаждаемых бассейнах. Затем
наступает двухгодичный цикл вывоза топлива в станционное хранилище. Одновременно
идет подготовка жизнеобеспечения всех систем станции для поддержания ее в
законсервированном
состоянии в течение 30 лет. Далее «подоспеют» такие
малоприятные операции как дезактивация контура циркуляции реактора, демонтаж
технологических каналов, консервация шахты реактора, систем и оборудования. Через
30 лет придется провести повторное комплексное инженерное обследование для
уточнения концепции дальнейших работ на основании новых знаний и технологий. И
только тогда, наконец, может быть назван срок разборки самих реакторов. Если на
Западе этот срок называют (в среднем) от 30 до 100 лет после остановки реактора, то
вряд ли стоит надеяться, что у нас он будет меньше: ведь физико-химические процессы
не зависят от чьих-либо директив... Существует так называемая «кривая Фармера»,
показывающая зависимость величины негативных последствий возможной аварии на
АЭС от вероятности её возникновения (см. ниже рис. 7.3).
Ряд видных ученых-ядерщиков призывают к переводу мировой ядерной
энергетики на использование в качестве сырья тория-232 вместо урана-238. Во-первых,
торий имеет более «мягкое» излучение, во-вторых, практически исключено развитие
неуправляемой ядерной реакции, в-третьих, тория в земной коре даже больше, чем
урана – 8. 10-4 масс.%.
Интересно отметить, что тепловая электростанция, работающая на угле (ТЭС),
выделяет в атмосферу сравнимое с АЭС количество экологически значимых
37
долгоживущих радионуклидов. Если принять, что ТЭС мощностью1 млн Вт ежегодно
потребляет 2,5 млн т угля, то она выделяет около 2 Кu изотопов Rа-226. В радиусе
нескольких километров от любой ТЭС, работающей на угле, концентрация Rа в
снежном покрове повышена и достигает 1,7 пКu/кг. В золе ТЭС содержится около 10 5 106 Бк/т естественных радиоактивных нуклидов.
Любой ядерный энергоблок, кроме твердых ОЯТ, образует в год ещё 50-100 тыс.
куб. м жидких радиоактивных отходов (конечно, они имеют несравненно менее сильное
и жесткое излучение, чем ОЯТ). В Украине наиболее опасные из них хранятся
длительное время в специальных резервуарах в ожидании снижения их
радиоактивности, менее же опасные просто сливаются в открытые водоёмы, вследствие
чего концентрация стронция-90 и цезия-137 в водоёмах вблизи АЭС достигает 15-30
Бк/куб.м. Еще раз напомним, что именно Cs137 имеет склонность к накапливанию в
продуктах питания (а его период полураспада - 30 лет!). Так, обследования 1990 г
Гомельской области (Белоруссия), которая особенно пострадала от «чернобыльского
следа», показали, что в некоторых её районах содержание Cs137 в картофеле превышали
норму в 60 раз, в мясе – в 400 раз, в молоке – в 700 раз, в зерне – до 7000 раз.
В настоящее время высокоактивные жидкие отходы и концентраты, образовавшиеся
в результате обезвреживания отверждают с последующим захоронением. Существует
несколько методов отверждения, например, отверждение в псевдокипящем слое
применяется для отверждения высокоактивных отходов, которые образуются при
регенерации топлива, состоящего из сплавов высокообогащенного урана с алюминием
и цирконием. Газовый поток очищается в системе аппаратов, включающей циклон,
оросительную башню, скруббер Вентури и сепараторы, адсорберы с силикагелем и
фильтры высокой эффективности. Шламы направляют в плавильный аппарат
непрерывного действия, где происходит окончательное испарение воды и других
летучих компонентов. Материал нагревается в плавильном аппарате до 1000- 1200°С,
образуя расплавленное стекло. Захоронение утилизированных радиоактивных отходов
не имеет единого метода и зависит в первую очередь от радиоактивности и периода
распада. Твердые отходы низкой активности хранят в контейнерах из нержавеющей
стали. Высокоактивные отходы, как правило, заключают в бетон или битум и хранят в
специально построенных для этого бункерах и хранилищах, расположенных либо под
землей, либо под водой. На сегодняшний день в Украине разрабатывается
международный проект по оборудованию хранилища на территории ЧАЭС.
Экологическая опасность исходит и от отходов добычи и обогащения урановых руд
(в Украине это, в основном, Днепропетровская и Кировоградская области): там в
шламонакопителях складировано 63 миллиона куб. м не жестких радиоактивных
отходов. Так, хвостохранилище таких отходов вблизи г. Днепродзержинска (и вблизи
Днепра!), которое заполнялось с 1954 по 1968 гг., содержит 13 млн куб. м таких отходов
общей радиоактивностью в 17 тыс. кюри, а над его поверхностью уровень гаммаизлучения достигает 800 мкР/ч. Хвостохранилище находится в аварийном состоянии и
угрожает прорывом радиоактивных отходов в Днепр. С одного кв. метра поверхности
этого хвостохранилища в атмосферу со сдуваемой пылью поступает в среднем 500
пKu/кв.м-сек радионуклидов.
2.2. Парниковый эффект и глобальное потепление
2.2.1. Поглощающая способность атмосферы.
Хотя некоторые газы - СО2 , озон, пары воды, метан - содержатся в атмосфере в
небольшом количестве, они играют существенную роль в радиационном балансе Земли,
и, следовательно, в регулировании климата. Это проиллюстрировано на рис. 2.8, а, где в
зависимости от длин волн показаны спектры излучения Солнца и Земли при
38
эффективных температурах излучения около 5700 град. С и –23 град.С соответственно.
На рис. 2.8, «б», показано, как это испускаемое излучение поглощается различными
атмосферными газами. Например, большая часть УФ – излучения, вторгающегося в
атмосферу, поглощается молекулами О3 в стратосфере, и это объясняет современную
озабоченность тем, что вызванное человеком уменьшение стратосферного О 3 может
Рис. 2.8.
а) - спектр излучения черного тела для Солнца (6000 град.К) и Земли (250 град.К);
б) спектр абсорбции, образованный главными поглощающими газами атмосферы.
привести большому количеству пагубного УФ-излучения, достигающего поверхности
Земли (так, снижение концентрации озона на 1% усиливает мощность УФ-излучения на
2%, что вызывает у людей ослабление иммунной системы, рак кожи и др.). Большая
часть оставшейся солнечной энергии проходит через атмосферу, целиком не
поглощаясь. Обратившись теперь к спектру эмиссии Земли, отметим, что особенно
важна здесь полоса поглощения СО2 , расположенная вблизи 15 мкм. Наличие этой
полосы, а также других полос поглощения, обусловленных молекулами воды, приводит
к тому, что атмосфера значительно теплее, чем эффективная температура излучения
Земли (-23°С). Совместный эффект прозрачности атмосферы для большей части
приходящего солнечного излучения и поглощения большинства отражаемого Землей
излучения молекулами воды и СО2
в атмосфере обычно называют «парниковым
эффектом» (по аналогии с той ролью, которое играет стекло в садовых парниках).
Из приведенного выше обсуждения хорошо видно, почему возросшие
концентрации СО2 в атмосфере в результате сгорания ископаемого топлива способны
привести к потеплению климата. Однако внимательное рассмотрение рис. 2.9.
показывает, что в «доиндустриальной» атмосфере было достаточно СО 2, чтобы при 15
мкм поглощалось почти 100% энергии, поступающей от Земли в этом диапазоне длин
волн. Хотя полоса поглощения СО2 расширяется по мере возрастания концентраций
СО2 , главный эффект заключается в том, что поглощение происходит в основном в
нижних слоях атмосферы, уменьшаясь с высотой. В результате нижние слои
нагреваются, тогда, как выше происходит охлаждение. Хотя СО2 является самым
важным из антропогенных парниковых газов, не он один имеет значение. Другие газы,
включая метан, закись азота (N2O) и хлорфторуглеводороды (ХФУ) также внесли
существенный вклад в общий результат. Не смотря на то, что абсолютные их
количества, поступающие в атмосферу, были невелики по сравнению с СО 2 , их вклады
39
в парниковый эффект были большими из-за того, что поглощение ими энергии
происходит в ненасыщенных частях спектра излучения Земли. Это можно
проиллюстрировать тем, что из расчета «молекула-на-молекулу» метан в 21 раз более
эффективно поглощает энергию, чем СО2 (т.е. в 21 раз опаснее в смысле парникового
эффекта).
Молекулы азота, которых в атмосфере больше всего, вообще пассивны и в
поглощении излучения практически не участвуют, поэтому получается, что если бы не
озон, то солнечное излучение с длиной волны от 0,2 до 0,32 мкм проникало бы сквозь
атмосферу до поверхности Земли. Коэффициент поглощения озона в этой зоне спектра
очень велик и намного превосходит коэффициент поглощения основных компонентов
воздуха – азота, кислорода, аргона.
2.2.2. Изменение климата
Начиная примерно с 1980 г. многие ведущие ученые мира (климатологи, метеорологи,
океанографы, геофизики и др.) забили тревогу: климат Земли стал проявлять
устойчивую тенденцию к потеплению (см. рис. 2.9). Причиной этого ученые считают
увеличение содержания в атмосфере так называемых «парниковых газов». Суть их
«парникового эффекта» состоит в том, что эти газы препятствуют рассеиванию в космос
тепла Земли (и получаемого от Солнца, и от земных недр, и от техногенной
деятельности человека). К важнейшим парниковым газам отнесли CO 2, CH4 (который в
20 раз «опаснее» углекислого газа), пары воды. Так вот, если в 1990 г. содержание СО 2 в
атмосфере Земли составляло 0,029%, то сегодня – 0,035%, а прогноз на 2050 год –
0,05%. Казалось бы – мелочь, доли процента… Но именно эта «мелочь» и создаёт
дополнительный «парниковый эффект», приводя к глобальному потеплению климата
Земли. Увеличение содержания СО2 в атмосфере неудивительно, если учесть, что
сегодня в мире сжигается за год 10 миллиардов тонн всех видов топлива, при этом
только углекислого газа выбрасывается в атмосферу около 20 миллиардов тонн/год
(например, при сжигании 1 кг качественного угля потребляется около 3 кг кислорода и
выделяется около 4 кг СО2).
Рис.2.9. - Средняя температура поверхности Земли за 1860 – 2000 гг. (град.С)
Чем нам «грозит» дополнительный «парниковый эффект»? К сожалению, многим.
По прогнозам ученых, к 2050 г. средняя температура на Севере Земли может вырасти на
10°С. Это приведёт, во-первых, к смене климатических поясов и к исчезновению на
Земле до 70% биологических видов, во-вторых, к значительному таянию северных
льдов, что вызовет затопление больших территорий, расположенных ниже уровня
Мирового океана, например, Голландии, части Японии, российского Санкт-Петербурга
и др.
40
На всемирном экологическом форуме в 1997 г. в японском Киото был подписан
так наз. «Киотский Протокол», по которому каждому государству был разрешен лишь
ограниченный объём выбросов CO2, а к 2012 г. наиболее индустриально развитые из них
должны сократить выбросы CO2 в атмосферу на 4-8% (см. рис 2.10). В Дурбане
(ЮАР), где в ноябре 2011 г. на саммит ООН по климату собрались представители 200
стран, в итоговом резюме была подтверждена опасность глобального потепления:
Рис. 2.10. - Прогноз влияния решений Киотского протокола
на выбросы парниковых газов (в гигатоннах углерода):
(нижняя правая ветвь – в случае соблюдения странами условий Киотского Протокола,
верхняя правая ветвь – в случае несоблюдения)
«Засухи, наводнения, проливные дожди и волны тепла... За последние 10 лет произошло
14 тысяч крупных природных катастроф, погибло 710 тысяч человек, что сопоставимо
с населением крупного города. Ущерб исчисляется сотнями миллиардов долларов. Это
плата за рукотворное изменение климата на Земле».
Однако, объективности ради, следует отметить, что в научном сообществе
существуют разногласия относительно размеров вклада человеческой деятельности в
эффект глобального потепления, так как, кроме неоспоримого «человеческого фактора»
здесь действует еще ряд факторов, влияние которых изучено недостаточно.
Во-первых, последние 10 лет температура поверхности Земли перестала расти.
Во-вторых, хотя в 2012 г. были зафиксированы рекордно низкие площади ледяного
покрова в Арктике (оно было самым значительным за последние 1450 лет: около 600
года нашей эры льды занимали в Арктике площадь около 8,5 млн. квадратных
километров, а в 2011 году площадь льдов в Арктике сократилась до рекордно низкого
уровня — 4,24 млн. квадратных километров), в 2013 г. площадь льдов неожиданно
выросла (а ведь 10 лет назад ученые предсказывали, что глобальное потепление оставит
Арктику безо льда к лету 2013 года!).
В-третьих, весомая часть CO2 поступает в атмосферу Земли из Мирового океана
(который содержит 40 млн гигатонн CO2); при повышении температуры воздуха - а
значит и поверхностных вод - растворимость CO2 понижается и часть его переходит в
атмосферу).
Т.е., возможно, содержание СО2 в атмосфере меньше зависит от
индустриальных выбросов по сравнению с выбросами СО2 мирового океана.
В-четвертых, содержание углекислого газа в атмосфере меньше, чем водяного пара
(15 тыс. км3), а его парниковые свойства гораздо ниже (в 20 раз!), чем у водяного пара.
Т.е. парниковая теория, возможно, завышает парниковый эффект CO2 и занижает его для
водяного пара. По его словам, содержание СО2 в атмосфере слабо зависит от
41
индустриальных выбросов и антропогенная эмиссия маленькая по сравнению с
выбросами мирового океана.
В-пятых, последний по счету ледниковый период завершился примерно 11,5 тыс. лет
назад, и эксперты до сих спорят о том, когда наступит следующий. Некоторые из них
полагают, что выбросы парниковых газов лишь замедляют наступление следующего
ледникового периода. Исследователи из Пулковской обсерватории в Санкт-Петербурге
полагают, что каждые 200 лет активность Солнца временно снижается, и оно выделяет
меньше тепла, в результате чего средняя температура на Земле падает на несколько
градусов. В последний раз такое явление наблюдалось между 1650 и 1850 годами эпоху, получившую название "Малый ледниковый период". Новое похолодание по их
оценкам может начаться между 2030 и 2040 годами, хотя и будет не столь суровым. По
словам член-корр. Российской академии наук Владимира Котлякова - «Нет никаких
оснований полагать, что глобальное потепление продлится до конца этого века.
Человеческая деятельность и промышленные выхлопы оказывают большое влияние на
окружающую среду, но силы природы намного мощнее». Известный сербский астроном
ХХ века Милутин Милáнкович, разработал аналогичную теорию периодичности
ледниковых периодов (так наз. "циклы Миланковича"). Согласно этой теории, климат
Земли, в том числе периоды формирования и таяния ледников, соответствуют циклам
изменений орбиты Земли из-за микроизменений в наклоне ее оси. На основании этого
также делаются выводы о том, что примерно в 2055-2060 годах наступит глобальное
похолодание, которое продлится примерно 60 лет. После этого наступит новый цикл цикл потепления.
Однако ученые из Института науки о климате и атмосфере Федерального
технологического института в Цюрихе оценили воздействие антропогенных факторов
на климатические изменения с помощью метода оценки энергобаланса Земли (суммы
"входящей" и "исходящей" тепловой энергии) и подтвердили, что к росту температуры
во второй половине 20 века привела, главным образом, деятельность человека. "Наши
результаты свидетельствуют, что с чрезвычайно высокой долей вероятности 74% (плюсминус 12%) наблюдаемого с 1950 года потепления было обусловлено антропогенным
воздействием, и менее 26% (плюс-минус 12%) - естественными колебаниями
температуры", написано в их отчете.
2.2.3. Международная торговля выбросами (МТВ)
МТВ разрешает передачу части национальных квот на выбросы СО2 - «единиц
установленного объема» (ЕУО) другим странам (статья 17 Положения). Это может
осуществляться через национальные системы торговли, которые позволяют частным
фирмам вести международную торговлю разрешениями на выбросы с целью
выполнения ими национальных обязательств.
Лимит Украины по парниковым газам в соответствии с Киотским Протоколом таков:
СО2 – 645,3 млн т, СН4 – 9,45 млн т, N2O – 20 тыс. т. Т.к. Украина выбрасывает,
например, лишь около 350 млн тонн CO2 в год (6% мировых выбросов), её не
обязывают эту цифру сокращать. Более того, в соответствии с Киотским Протоколом,
страны, его подписавшие, имеют возможность «передавать единицы сокращения
выбросов», т.е. речь идет о том, что богатые высокоиндустриальные страны вроде
Германии могут (и будут вынуждены!) покупать «свободную часть» квот на выброс CO 2
у более бедных стран, которые имеют низкий ВНП и соответственно малый выброс
CO2. При этом стоимость такой квоты, по прогнозам, составит $20-30 за тонну и,
следовательно,
Украина на продаже этих квот может зарабатывать несколько
миллиардов долларов в год. В Голландии уже начала действовать CO 2-биржа.
Пример сделки по квотам СО2
Компании A и Б выбрасывают в окружающую среду по 100.000 тонн CO2 в год. С
нового года государство выделило каждой из них только по 95.000 максимально
42
допустимых эмиссионных квот (oдна квота представляет собой право выбросить в
окружающую среду 1 тонну CO2). T.e. ни одна, ни вторая компания не вписываются в
план выделенных эмиссионных квот. Проблему можно решить следующим образом: вопервых, обе компании могут сократить объемы производства, соответственно сократив
и количество выбросов CO2 на 5000 тонн; во-вторых, обе компании могут приобрести
недостающие 5000 эмиссионных квот на бирже. Для экономического обоснования обоих
вариантов, компании должны сравнить затраты от сокращения производства с текущей
биржевой ценой на недостающие эмиссионные квоты. Предположим, что текущая
биржевая цена на эмиссионные квоты составляет 10 евро за тонну CO 2. Для компании А
убытки, которые возникают от сокращения производства, составляют 5 евро за тонну
«сокращенного» CO2 (т.е. вдвое дешевле, чем текущая рыночная цена квоты). С учетом
рыночной ситуации на данный момент для компании А выгодней сократить
производство и выбросы, т.к. этот способ дешевле, чем покупка квот на бирже (5€ 5000
= 25000€ против 10€ 5000 = 50.000€); в свою очередь, при покупке квот издержки
составили бы 50.000€ (10€ 5000). Для компании Б ситуация получается полностью
противоположной: затраты на сокращение производства составляют 15€ за тонну
«сокращенного» CO2 (возможно, например, что продукция компании В имеет вусокую
цену и пользуется хорошим спросом – зачем же ее сокращать?), поэтому в этой
ситуации компании экономически выгодней купить недостающие 5000 эмиссионных
квот на бирже. Таким образом, купив эмиссионные квоты, компания Б потратит 50.000
евро (10€ 5000) вместо 75.000 евро (15€ 5000), которые ей пришлось бы потерять из-за
сокращения производства своей продукции.
Не так давно возник вопрос о торговле квотами на пользование кислорода в связи
с неоднородным распределением выработки и потребления кислорода разными
странами. Ряд стран являются донорами кислорода, т.к. их леса в избытке вырабатывают
его и снабжают промышленные страны-потребители кислорода. Согласно расчетам
российских специалистов наиболее крупные доноры — Бразилия и Россия. Тропические
леса Бразилии производят в год избыточного кислорода около 5089 млн. т, а леса
России, хотя и «работают» в основном летом, — 5346 млн. т. Донорами являются также
Канада, Аргентина, Индия, Индонезия, Австралия, Филиппины. Потребителями же, в
первую очередь, - США, Китай, Евросоюз, Южная Корея, Япония. Например, для США
«дефицит» —
т.е. разность потребления кислорода промышленностью и его
воспроизводством природными зонами — составляет 1529 млн. т ежегодно, для Японии
- 1045 млн. т.
2.3. «Вторичные» экологические угрозы
Почему нижеописанные экологические угрозы – «вторичные»? - Например, в
атмосферу выбрасывается какой-либо фреон. Это фторированный углеводород, т.е. это
токсичный газ (или пар – зависит от его температуры кипения), он представляет угрозу
здоровью человека. Но КРОМЕ ТОГО – он разрушает озоновый слой Земли, из-за чего
увеличивается мощность вредного ультрафиолетового воздействия на человека – и вот
это уже иная, как бы вторичная, угроза здоровью, спровоцированная тем же фреоном.
2.3.1.Повреждение озонового слоя Земли
В 1985 г. английский ученый Д.К. Фарман сообщил о весеннем уменьшении
стратосферного озона на 40% по сравнению с предыдущими годами. Это явление
назвали «озоновой дырой». Образование
озона – это фотохимический процесс с
использованием энергии света. Образование О 3 инициируется УФ – излучением при
длинах волн менее 242 нм:
О2 + hυ (242 нм) = О + О
43
Атомарный кислород
кислородом (О2 ):
(О)
может затем взаимодействовать с молекулярным
О2 + О
= О3
Однако интенсивная хозяйственная деятельность человека привела к тому, что за
последние десятилетия в стратосфере концентрация «закиси азота» и
хлорфторуглеводородов (ХФУ) возросла в 2-4 раза (и хотя это всего 5 молекул ХФУ на
10 миллиардов молекул воздуха – это оказалось очень опасным). Такие соединения как,
например, CFCl3 (фреон - 11) и CF2Cl2 (фреон - 12), поглощают УФ – излучение в
области 190 – 220 нм, что приводит к реакциям фотодиссоциации:
CFCl3(г) + hυ
= CFCl2(г) + Cl(г)
CF2Cl2(г) + hυ
=
CF2Cl(г) + Cl(г)
В результате этих реакций образуются свободные атомы хлора, которые как бы
катализируют превращение озона в молекулярный кислород:
О3(г) + Cl(г)
= О2(г) + ClО(г)
ClО(г) + О(г)
= О2(г)
+ Cl(г)
что в сумме дает разрушение молекулы озона:
О3(г) + О(г) = 2О2(г)
Однако большие группы известных ученых из Европы и США имеют мнение, что
в озоновых «дырах» повинны не только фреоны, а и ракетно-космические старты,
точнее - раскаленные газы из сопел ракетных двигателей (т.е. продукты сгорания
ракетного топлива). Дело в том, что при температурах 2000 град.С происходит прямой
гомолитический разрыв химических связей в молекулах воды и диоксида азота по
схемам:
Н2О + 422 (кДж/моль) = Н + OН
NО2 + 255 (кДж/моль) = NO + O
Поэтому такая раскаленная струя
продуктов сгорания ракетного топлива
(например, гептила) содержит относительно высокие концентрации как атомарного
водорода, так и оксида азота, которые как раз и реагируют с озоном по схемам:
Н + O3 = ОH + O2.
NO + О3
= NО2 + О2
т.е. также имеет место разрушение озонового слоя. Между прочим, в отличие от
фреонов, атомарный водород и оксид азота «доставляются» ракетой прямо к месту
нахождения озонового слоя, т.е. на высоту 20-25 км. Так, ученые подсчитали, что 100
последовательных (т.е. один за другим) запусков американского космического челнока
“SHUTTLE” (или российского “Протона”) необратимо разрушат озоновый слой Земли.
Жесткое ультрафиолетовое излучение после прохождения сквозь слой озона
уменьшается в 1017 раз. Таким образом, защитная роль трехмиллиметрового слоя озона
огромна: до поверхности Земли доходит только мягкое ультрафиолетовое излучение. А
1 бэр жесткого (биологически активного) УФ-излучениe вызывает в организме бóльшие
изменения, чем рентгеновское и гамма-излучение (поэтому оно биологически активное).
Наибольшую опасность озоновые дыры представляют для нуклеиновых кислот (ДНК,
РНК), а именно они отвечают за наследственность. Эволюция выработала адаптацию к
излучению более 0, 32 мкм. Суть процесса заключается в том, что белок поглощает это
излучение, как бы защищая нуклеиновые кислоты. А от излучения ниже 0,32 мкм (это
как раз жесткий ультрафиолет) защиты нет, и как следствие – рак кожи, разрушение
44
красных кровяных телец (рак крови) , ослабление иммунной системы, поражение
сетчатки глаза (катаракта)
2.3.2. Фотохимический смог
Атмосферное явление накопления в воздухе нижней тропосферы первичных
антропогенных загрязнителей и последующее вторичное загрязнение тех же масс
воздуха продуктами химических и фотохимических реакций, происходящих на основе
первичных загрязнителей и солнечной радиации, получило название «смог» (англ.
smoke – дым, копоть, туман). В действительности смог – это самостоятельное природное
явление антропогенного происхождения – это аэрозоль, состоящий из частиц пыли и
капель тумана, насыщенных вредными газами и парами. Виновниками городского смога
часто бывают пожары в близлежащих лесах или торфяниках – именно мельчайшие
частицы сажи адсорбируют на своей поверхности В результате взаимодействия между
абсорбированными и адсорбированными газами и парами под действием света (в
видимой, УФ и ИК областях спектра) образуются микроколичества токсикантов; в
смогах те самые частички пыли и тумана служат как катализаторами реакций, так и
носителями их токсичных продуктов в уравнениях реакций они обозначаются буквой
«М»).
Реакции, в которые входят оксиды азота (NО и NО2) и которые поглощают в
области спектра менее 310 нм лежат в основе фотохимического смога:
NО2 + hυ (менее 310 нм) = О + NО
О(г) + О2(г) + М(т) = О3(г) + М(т)
О3(г) + NО(г) = О2(г) + NО2(г)
Традиционно эти процессы, в ходе которых разрушается и образуется диоксид
азота (NО2), представляют в виде некоторого равновесия, описываемого константой
равновесия, связывающей парциональные давления двух оксидов азота и О3:
рNО х
рО3
К
= ---------------------рNО2
В фотохимическом смоге через посредничество радикалов гидроксила (ОН)
происходит окисление «коротких» углеводородов с образованием раздражителя
слизистых оболочек формальдегида. Рассмотрим такой процесс на примере метана:
СН4(г) + ОН(г) = СН3(г) + Н2О(г)
СН3(г) + О2(г) = НСНО(г), + ОН(г)
(формальдегид)
Если в реакциях с СН3-радикалом
участвует NО2 , то это может привести к
образованию еще более сильного, чем формальдегид раздражителя слизистых пероксиацилнитрата СН3СОО2NО2 (ПАН).
2.3.3. Кислотные дожди
В результате деятельности человека рН воды осадков в Европе колеблется от 4 до
5,6 со среднемноголетними значениями рН = 4,5. Воздействие кислотных дождей на
живую и неживую материю бывает прямое и косвенное. Прямое: разрушение
памятников, зданий, сооружений, закисление почв и водоемов, воздействие на растения,
животных, человека (вплоть до легких ожогов); косвенное: влияют не сами осадки, а
протекающие под их воздействием процессы. Например, увеличивается растворимость
некоторых тяжелых металлов, в питьевой воде и они могут в больших количествах
попасть в организм.
Как известно, растворимость газов в воде «С» ограничена определённой
величиной, выражаемой в моль/л. Однако процесс растворения газа в воде есть
равновесный процесс, зависящий также от содержания данного газа в воздухе,
выражаемого парциальным давлением
«Р» (в МПа). Таким образом, наиболее
45
объективно отражает равновесную концентрацию газа (из воздуха) в воде константа
равновесия, называемая константой Генри.
С (газа в воде), моль/л
Кг = --------------------------------- (мольл-1 атм-1)
Р (газа в воздухе), МПа
Для некоторых газов возможно протекание более сложных реакций гидратации в
воде, что увеличивает их растворимость и влияет на величину рН. Наиболее известной
из этих реакций является растворение диоксида углерода (СО 2), который придает
природной дождевой воде характерное для нее значение рН:
СО2(г) + сН2О(ж)
=
Н2СО3 (водн),
(1)
+
сН2СО3 (водн)
Н (водн) + НСО 3 (водн),
(2)
=
Значение рН капельки воды в равновесии с атмосферным СО 2 может быть
определено путем комбинирования уравнений (1 и 2) для равновесных констант,
которые управляют растворением (т. е. закона Генри) и диссоциацией. Условие
равновесия для уравнения (2) может быть записано так:
с[Н+]  с[НСО3 ]
(с[Н+])2
К = ---------------------------- = --------------(3)
с[Н2СО3]
с[Н2СО3 ]
Константа Генри, определяемая с помощью уравнения (1), равна:
с[Н2СО3 ]
Кг = ----------------------р[СО2]
Откуда с[Н2СО3] соответствует Кг  р[СО2], что можно подставить в уравнение
(3):
(с[Н+])2
К’ = -----------------Кн  р[СО2 ]
Преобразовав, получим:
с[Н +] = (КгК’рСО2)1/2 .
Подставляя
значения равновесных констант (табл. 2.12) и взяв
парциональное
Таблица 2.12. Константы Генри и первые константы диссоциации для
атмосферных газов, претерпевающих гидролиз.
Газ
Кг, моль  л -1  атм -1
К’, моль  л -1
Диоксид серы
2,0
2,0  10 -2
Диоксид углерода
0,04
4,0  10 -7
давление СО2 (рСО2 ), равным 336 10-4 %, т. е. 3,610 -4 атм, получим концентрацию
водородных ионов (Н+), равную 2,410-6 моль/л, или рН = 5,6.
Диоксид серы (SО2) находится в атмосфере в гораздо меньших концентрациях, но
он имеет большие растворимость и константу диссоциации. Приведем уравнения,
аналогичные таковым для СО2 :
с[SO2(г) ] + с[Н2О(г) ]
=
с[Н2SО3 (водн)]
с[Н2SО3 (водн) ]
=
с[Н+ (водн) ] + с[НSО3 (водн) ]
и, вновь преобразовав, получим:
с[Н+ ] = (Кн К’р[SО2])1/2.
Если небольшое количество SО2 присутствует в воздухе в концентрации 5 10 –9
атм (что вполне вероятно для воздуха над большинством городов мира), можно
46
получить значение рН = 4,85. Т.е., даже низкие концентрации SО2 имеют огромное
влияние на рН капельки воды.
Таким образом, соединения углерода могут быть окислены до органических
соединений, таких как муравьиная кислота (НСООН) или уксусная
кислота
(СН3СООН), или, более полно, до угольной кислоты (Н 2СО3). Из соединений серы
может образоваться Н2SО4 или, в случае некоторых органических соединений серы,
метансульфоновая кислота (СН3SО3Н). Соединения азота могут быть в конце концов
окислены до НNО3. Дождь, благодаря растворимости многих этих соединений в воде,
является эффективным механизмом удаления этих вредных соединений из атмосферы
(этот процесс известен как «вымывание»); с другой стороны, эти самые кислотные
дожди являются серьёзной экологической проблемой для почв, водных артерий,
инженерных сооружений.
2.4. Экологические проблемы сельского и лесного хозяйства
Несмотря на огромные госдотации (см. табл. 2.13), одним из самых мощных
источников «давления» на природную среду является сельское хозяйство.
Экологические проблемы здесь следующие: огромные расходы пресной воды, эрозия
почв, истощение плодородного слоя земли, загрязнение атмосферы и гидросферы
удобрениями и особенно ядохимикатами (и при их производстве на заводах, и при их
применении в сельской местности).
Примерно 70-80% всей потребляемой в мире пресной воды идет на нужды
сельского хозяйства (например, в США 70% воды потребляет сельское хозяйство –
ирригация и животноводство), 25% - промышленность и только 5% идет на
коммунальные нужды). Так, продукты сельского хозяйства, потребляемые одним
европейцем за одни стуки, требуют 16 тысяч литров воды на их выращивание (т.е.
производство одной калории пищи требует примерно 1 литр пресной воды). В то же
время для бытовых нужд этому же европейцу необходимо лишь 200-250 л/день, из них
Табл. 2.13. Господдержка сельского хозяйства в мире
Страна
США
Китай
РФ
ЕС
Япония
Площадь
посевов (га)
Субсидии на
1 га ($)
165 млн
125 млн
124 млн
121 млн
5 млн
145
1185
36
890
12860
Общий объём
господдержки (в долл.
США)
24 млрд
147 млрд
4 млрд
108 млрд
64 млрд
на питание – 3 л/день. Дорого обходится человечеству и одежда - на выращивание,
например, 1 тонны хлопка необходимо 10 тысяч литров пресной воды.
Для дальнейшей дискуссии необходимо знать Принцип Линдемана (или «правило
10%»), который, фактически, является термодинамической интерпретацией циркуляции
потока энергии через трофические (т.е. пищевые) уровни в экосистеме и согласно
которому только часть (в среднем, 10%) энергии биомассы, поступившей на
определенный трофический уровень биоценоза, передается организмам, находящимся
на более высоких трофических уровнях. Например, если лошадь съест 1 кг сена, то
только 10% растительного белка перейдет в «мясной белок»., т.е. энергетический кпд
этого процесса – всего лишь 10%. Поэтому, если рассмотреть еду как энергию для
человека, то, например, говядина является не только экологически, но и энергетически
47
сверхзатратным «топливом». Так, необходимо вырастить приблизительно 7-9 кг
растительного белка в виде фуража для рогатого скота, чтобы произвести 1 кг
животного белка в виде говядины - а ведь в мире насчитывается около 1,2 млрд голов
крупного рогатого скота. Фактически, белок говядины подобен товару "second hand" в
комиссионном магазине. Кроме того, животноводство требует в 4-5 раз большее
количество воды, чем выращивание фуража (для производства 1 кг говядины
необходимо 15 000 литров пресной воды, а 1 кг бобов – лишь 4000). Например, для
обеспечения пропитания одного человека в Индии необходимо около 200 кг в год;
продукты из этих 200 кг употребляются непосредственно в ищу. В тоже время, для
обеспечения питанием одного человека в США необходимо производить более 800
кг зерна, так как большая его часть расходуется не прямо в пищу, а идет на
конверсию в животноводческие продукты. Когда же учёные подсчитали удельный
расход воды на калорию, то оказалось, что показатель говядины в среднем в двадцать
раз превосходит таковые для зерна или картофеля. Кроме того, как любое производство,
производство мяса требует сжигание различных топлив. Так, при полном производстве
гамбургера (225 граммов говядины) испускается в атмосферу количество парниковых
газов, эквивалентных проезду автомобиля 15,6 километров (этот эквивалент для
свинины намного меньше – 4,2 км, и совсем мал для курицы – 1,1 км). Таким образом,
растительный белок (который, между прочим, содержит все восемь "незаменимых"
аминокислот и намного более полезен для здоровья человека!) значительно превосходит
мясо рогатого скота по всем медицинским, экологическим и экономическим
показателям!
Состояние пахотных земель также вызывает озабоченность. Площадь всей суши
Земли составляет около 15 млрд га. Однако площади, на которых производится основная
масса продовольствия (пашня, сады, плантации, луга, пастбища), ограничены и
составляют лишь 35% поверхности Земли (т.е. на 1 жителя в среднем – менее 1 га), при
этом площадь пригодных для пахоты земель оценивается экспертами лишь в два
миллиарда гектаров (т.е. % от общей поверхности суши), еще около трех млрд га (20%)
– луга и пастбища. Как пахотные земли, так и луга быстро деградируют из-за
сверхинтенсивной эксплуатации, эрозии и химического загрязнения. В Украине под
пахоту отведено 10 миллионов га (из 30-35 млн га сельхозугодий). Ежегодно
распахиваются 80% этих земель (в Германии – не более 30%), поэтому из-за
бесчисленных механических обработок (так, один комбайн «Дон» с каждого гектара
плодородной земли вздымает до 1 тонн пыли, а под его колёсами земля уплотняется с
1,2 г/см3 до 1,7) и поливов, зéмли подвергаются эрозии, засолению, в результате чего из
них уже почти выбран тот органический ресурс, который скопился в них за миллионы
лет (количество гумуса в плодородном слое украинских чернозёмов уменьшилось за
последние 50 лет в 5 раз – с 15% до 3%). Чтобы восстановить этот резерв, нужно, вопервых, ежегодно вносить на 1 га: минеральных удобрений 150 кг и органических – 7
тонн (а вносится едва ли по 20 кг и одной тонне соответственно), во-вторых, вдвое
сократить долю распахиваемых земель, в
третьих, перейти на современные
сельхозтехнологии. Средняя урожайность в Украине
и России составляет 25-30
центнер/га, в Западной Европе – 50-60 ц/га.
На территории Российской федерации в пользовании сельскохозяйственных
предприятий и граждан, занимающихся сельским хозяйством, по данным
Государственного итогового доклада за 1997 год находилось 607 млн.га; часть этих
земель – 3,5 млн.га была занята населенными пунктами и разного рода постройками.
Сельскохозяйственные угодья России в 1966 г. составляли 221,6 млн. га или 13% от
всего земельного фонда России. Из них пашня - чуть более 120 млн. га, оленьи и
конские пастбища чуть более 253 млн. га. В период с 1985 по 1990 г. выбыло из оборота
более 7 млн. га. сельхозугодий, из них 2 млн. га пашни. К этому следует добавить, что
48
82 млн.га пашни России подвержены ветровой эрозии, площадь эродированных земель
ежегодно возрастает на 0,4-0,5 млн.га, а потери массы плодородной почвы достигают 1,5
млрд.т. Более 7% площади сельхозугодий в той или иной степени засолонены, около
0,5% представлены солончаками.
Еще одна острая экологическая проблема сельского хозяйства – ядохимикаты. В
мире ежегодно производится и применяется для обработки полей с целью борьбы с
сорняками и вредителями около миллиона тонн пестицидов (гербициды – для
уничтожения сорняков, инсектициды – для уничтожения насекомых-вредителей,
зооциды – для уничтожения грызунов, фунгициды – для уничтожения грибков,
дефолианты – для удаления листьев и дефлоранты – для удаления цветков). Пестициды
являются крайне ядовитыми стойкими хлорорганическими соединениями (период
полураспада, например, ДДТ – 10 лет). В результате пестициды накапливаются в почве,
а через корневую систему – и в растениях. Кроме того, доказано, что только 3%
распыляемых пестицидов достигают цели (т.е. убивают «сельхозвредителей»), вся
остальная их масса отравляет ОПС, попадая в почву, водоёмы, на кроны деревьев. При
этом эффективность применения пестицидов падает: так, в 40-е годы в США 7% урожая
гибло от вредителей, в 80-е г.г. – уже 13%, а применение пестицидов за эти годы
возросло в 10 раз! При распылении пестицидов (по нормам – это10-30 кг/га)
наблюдается тяжелая интоксикация птиц и животных на значительных площадях.
Попадая в конечном итоге в организм человека, пестициды обладают выраженными
токсичными, мутагенными и канцерогенными свойствами (особенно в отношении
детского организма).
Агроэкология. Все большее число экспертов подчеркивают необходимость перехода
к экологическому сельскому хозяйству или агроэкологии. В частности такая методика
подразумевает отказ от использования химических удобрений в пользу компоста и
навоза, которые повышают плодородность почвы и позволяют ей лучше удерживать
влагу. Кроме того, в агроэкологии делается упор на разнообразие сельскохозяйственных
культур, так как естественные процессы используются не только для выращивания
продовольствия, но и сохранения почвы, воды и биоразнообразия, которые играют
ключевую роль в сельском хозяйстве. Перспективная методика, например, заключается
в смешении лесов и сельскохозяйственных земель, а разведение уток и рыбы на рисовых
полях позволяет сократить как выбросы парниковых газов, так и использование
химических удобрений: рыбы уменьшают объем вырабатываемого этой культурой
метана, тогда как утки борются с вредителями. Еще одно направление агроэкологии –
белок из насекомых. Насекомые, по сравнению с домашним скотом и даже рыбой,
являются гораздо более надежным источником пищи. Во-первых, их огромное
количество: на каждого жителя Земли приходится по 40 тонн насекомых. Во-вторых, у
них более высокий коэффициент продукции на единицу питательности корма, чем у
любых пород домашнего скота (то есть, чтобы получить такое же количество белка,
необходимо потратить меньшее количество корма и меньше времени на
воспроизводство). Насекомые во многом выигрывают по сравнению с крупным рогатым
скотом, в процессе выращивания которого тратится масса питьевой воды и выделяется
метан из навоза. Кроме того, насекомые чрезвычайно питательны: они богаты белком,
кальцием и железом, и в них содержится минимальное количество жира и
холестерола. В насекомых содержится большое количество белка и меньше жира,
нежели в постной говядине, в них большое количество кальция, железа, а так же
имеются различные минералы и витамины. Вот, например, белок. В красных муравьях
и кузнечиках его до -70-75%, в пауках - 60 %. А вот в курице белка 23 %, в рыбе – 21,
говядина и баранина богата белком только на 17-20 процентов.
49
Рис. 2.11. Рынок в Таиланде
Экологические проблемы лесных массивов – не менее масштабны. Общая
площадь лесных земель - 4 млрд га, «чистая площадь» (без учета полян, вырубок,
лесных озер и т.д. – 3 млрд га. Суммарная мировая биомасса лесов оценивается
примерно в 2000 млрд. т. Доля северных хвойных лесов (в основном это Россия, Канада
и США) составляет 14-15%, тропических – 55-60%. Влияние леса на ход процессов,
протекающих в природных комплексах, весьма разнообразно. Лесные экосистемы очень
важны для жизни биосферы: они обогащают атмосферу кислородом и поддерживают
уровень содержания в ней диоксида углерода. Леса играют большую роль в круговороте
воды. Лесные почвы фильтруют воды, стекающие с полей и промышленных площадок,
и очищают их от многих вредных примесей. Лесные экосистемы испаряют в атмосферу
влагу и благотворно влияют на климат, повышая влажность воздуха. Наконец, лес –
источник многих ценных продуктов – прежде всего, это бумага., спирт, строительная и
мебельная древесина.
Ежегодная вырубка лесов в мире составляет 20 млн га. В малолесистой Украине
буквально каждый кв. метр лесного покрова играет важную роль. Тем не менее за
последние 100 лет лесистость, например, Карпат уменьшилась вдвое и составляет в
горных районах 53% (а ведь там должен быть сплошной лес!), а в равнинных – вообще
лишь 20%; при этом хищническое уничтожение карпатских лесов вовсю продолжается.
При так наз. «рубках главного пользования» зачастую вырубаются леса первой группы,
вырубке не подлежащие (в бассейнах речек, придолинные), которые в значительной
степени выполняют водоохранную и почвозащитную функции. А ведь доказано, что при
затяжных ливнях, которые имеют место в Карпатах, наименьший сток в реки
наблюдается в зрелом лиственном или хвойном лесу, а вот на вырубках – больше в 100
– 200 раз! Поэтому одна из основных причин хорошо всем известных катастрофических
наводнений в прикарпатских и закарпатских областях – это как раз безответственная
вырубка карпатских лесов!
В уничтожение лесных угодий весомый вклад вносят также лесные пожары.
Так, по данным российского МЧС за 2006 г., суммарное количество зарегистрированных
очагов природных пожаров превысило 16000, из них более 1200 достигли стадии
крупных. Суммарная площадь зарегистрированных пожаров составила более 3,6 млн.га,
из них крупные – более 3,2 млн.га. Общий прямой ущерб по всем негативным факторам
(см. рис. 2.7) составил от 25 до 30 миллиардов рублей. С каждого гектара лесного
пожара в атмосферу эмиттирует до 100 тонн частиц сажи и до 10 тонн токсичных
50
пожарных газов. Поэтому лесные пожары дают превышения ПДК по саже на больших
площадях (до 20 ПДК), по СО (до 10 ПДК), по NO2 (до 5 ПДК). Проблема лесных
пожаров - настоящий бич и для американского штат Калифорния. Вот печальная
статистика: в октябре 2003 года ветер "Санта-Ана" стал причиной огненных штормов, в
результате чего в Южной Калифорнии сгорели 3,6 тысячи домов и погибли 22 человека;
в октябре 2007 года во время бушевавших в этом штате на протяжении семи дней
пожаров погибли 14 человек, около миллиона жителей было эвакуировано, выгорело 2,1
тысяч квадратных километров леса, уничтожено около 2,5 тысяч строений, а общий
ущерб от стихийного бедствия составил более 1,5 млрд долларов; летом 2008 года
пожары в Калифорнии стали самыми крупными в истории штата - площадь составила
1300 квадратных миль (почти 3,4 тысяч квадратных километров. Американские ученые
обратили внимание на тот факт, что зачастившие в Калифорнии атмосферные вихри
формируются там, где выгорели леса. Оголенные участки почвы под воздействием
лучей солнца сильнее нагреваются, что приводит к формированию вихрей. Значительная
часть лесных пожаров возникает по вине человека – неумышленной, а иногда и
умышленной. (Надо заметить, что выжигание лесов берет начало еще от первобытных
охотников и крестьян - сначала для целей загонной охоты, а затем и для подсечноогневого земледелия; этим древним поджигателям природа обязана утратой больших
пространств лесов и их многочисленных обитателей в зоне к югу от Сахары, в Европе и
в Восточной Азии).
Весомый «вклад» в уничтожение леса вносит загрязнение воздуха: исследования
показали, что до 20% деревьев болеют от этой причины. В последнее время были
предприняты экспериментальные исследования по установлению влияния вредных
веществ в атмосферном воздухе на хвойные и лиственные породы деревьев.
Установлена среднесуточная опасная концентрация в «окололесном» воздухе по
диоксиду азота для хвойных пород (мг/м3) - 0,02, для лиственных - 0,03; по диоксиду
серы: для хвойных пород - 0,03, для лиственных пород - 0,04 мг/м3.
Поэтому главным средством лечения леса должно стать восстановление
растительного покрова на планете, который обеспечивает энергетический баланс
планеты, создает «борта» для климатических зон и здоровую окружающую среду для
человека (поглощение СО2, генерирование кислорода).
2.5. Некоторые выводы
Таким образом, ученые выделяют несколько видов последствий, отрицательно
сказывающихся на существовании человека:
1) Ресурсно-хозяйственные (истощение природных ресурсов);
2) Природно-ландшафтные (сокращение многообразия видов, деградация
природных ландшафтов, загрязнение природной среды);
3) Антропо - экологические (ухудшение здоровья человека).
Современное общественное производство представляет собой открытую
геохимическую систему, которая берет у природы исходные материалы и
перерабатывает их в продукцию целевого назначения. Готовая продукция по весу
составляет ничтожно малую часть потраченных исходных веществ и в процессе
потребления переходит в отходы. Такая противоречивая система может
функционировать лишь за счет разбавления отходов в остальной массе биосферы,
существовать временно пока биосфера справляется с этой новой для нее функцией.
Такая система, созданная человеком, вопреки общим законам природы, оказывается в
противоречии с окружающей средой.
Под влиянием деятельности человека происходит:
- ускоренный рост и нерациональное использование и потребление природных
(особенно минеральных) ресурсов и энергии.
51
- вовлечения в интенсивное использование всех подсистем геосреды: биосферы,
атмосферы, литосферы, гидросферы и даже околоземного пространства.
- ухудшение экологических систем и ландшафтов, гибели некоторых уникальных
природных территориальных комплексов, сокращения, а в ряде случаев и уничтожения
популяций отдельных видов животных и растений.
Нынешняя ситуация весьма опасна. Впервые от человечества исходит угроза
стабильному существованию всей биосферы, а не отдельных ее видов. Впервые из-за
человеческой деятельности «поплыли», т. е. сдвинулись со стационарных уровней (в
эволюционном смысле), глобальные показатели состояния биосферы: содержание в
атмосфере углекислого газа (увеличение), кислорода и озона (уменьшение), а также
общий газовый состав атмосферы (присутствие токсичных газов от сжигания топлива);
химия водоносных горизонтов; средняя температура на поверхности планеты; и др. По
различным оценкам, мы подошли к границе устойчивости данного функционального
состояния биосферы. Наиболее пессимистически настроенные экологи считают, что
человечество на половине пути – от глобального экокризиса к тотальной экокатастрофе.
И времени у нас «на всё про всё» не более 50 лет. Налицо повсеместное прекращение
биохимических круговоротов, истощение важнейшего минерального ресурса – чистой
воды, исчезновение природных биогеноценозов. Эта же часть экологов полагает, что
человечество в погоне за благами цивилизации частично утратило один из важнейших
природных инстинктов - инстинкт самосохранения.
Если в последующие десятилетия носители технической цивилизации не
предпримут энергичных шагов для спасения окружающей среды, положение станет
неисправимым. Вопрос стоит «ребром»: либо мы покончим с загрязнением, либо
загрязнение покончит с нами. Памятник нашему поколению будет выглядеть, видимо,
так: посреди огромного шламового отвала стоит величественная бронзовая фигура в
противогазе, а внизу на гранитном постаменте надпись: «Мы победили природу!».
В практике природопользования и при определении сущности человеческого
общества не следует забывать, что человек в качестве одной из разновидностей живых
организмов может существовать лишь при условии непрерывного обмена веществ,
взаимодействующих с окружающей средой. Эта необходимая органичная связь человека
с природой – исходный элемент в его отношениях с природой, ограничивающий
общественные воздействия на природу определенными параметрами. Крупные
масштабы изменений, вносимых общественным воздействием в земную природу,
сделались реальностью. В географическом аспекте эти изменения можно подразделить
на локальные (охватывающие отдельные небольшие территории, например, районы
урбанизации), региональные и субрегиональные и глобальные, имеющие значение для
природы планеты в целом.
Уже достигнута сопоставимость между приростом и объемами потребления и
восстановления возобновимых природных ресурсов. В настоящее время употребляются
почти все виды возобновимых природных богатств, и степень использования каждого из
них приближается к 100%: и почв, пригодных для с/х производства, и прироста леса, и
пресной воды из стока рек, и прироста популяции основных промысловых рыб. На
сегодня, уровень нагрузки техносферы зачастую уже превышает ее возможности к
самовосстановлению и саморегулированию, что и приводит к нарушению их равновесия
и снижению их устойчивости.
Дополнительной причиной сложной экологической ситуации в Украине (а также
России, Казахстане) является деформация структуры промышленности и сельского
хозяйства в сторону добывающих отраслей (угольная, железорудная, глинозёмная,
нефтегазовая) или производства «полупродуктов» (черный металл, зерно,
подсолнечник), что составляет свыше 60% ВНП. Замена добывающих отраслей
высокотехнологичными (или, как их часто называют, «интеллектуальными») как не
52
только более экологически чистыми, но и более прибыльными – является важнейшей
задачей общегосударственного масштаба. Ведь прибыль есть часть произведенной
предприятием «прибавочной стоимости». Но, например, добыча угля (на хорошей
шахте) дает прибавочную стоимость лишь 1-2%, производство тепловой
электроэнергии- 3-4%, выплавка стали 5-7%, зато производство компьютера - аж 1500%!
Или, переводя это в «условные» доллары: 1 кг сырой нефти приносит 0,025 долл.
прибыли, 1 кг современной бытовой техники – 50 долл. прибыли, 1 кг современного
авиалайнера – 1000 долл. прибыли, 1 кг компьютерных микропроцессоров («чипов»)
последнего поколения – 5000 долл. прибыли. Совокупная стоимость всех акций (так
называемая «капитализация») самой известной «интеллектуальной» корпорации
«Майкрософт» составляет около 300 миллиардов долларов - это больше 10-ти годовых
бюджетов Украины. Вот что такое цена интеллектуальных технологий! При этом
«Майкрософт», будучи столь высокоприбыльным, обходится без густых клубов бурого
дыма, потока сточных вод и горы отходов...
Время безнаказанной экологической безответственности ушло в прошлое и уже
навсегда. Великий этический императив "не навреди", на котором выросла медицина,
должен в полной мере соблюдаться и по отношению к нашей планете Земля. Если наша
цивилизация не хочет покончить «экологическим самоубийством», она в течение 2-3-х
ближайших десятилетий должна отказаться от преклонения перед фетишем
бесконечного роста потребления и финансовых заимствований и выбрать стратегию
экологической эффективности и разумной потребительской достаточности.
Глава Всемирныго фонда дикой природы (World Wildlife Fund - WWF) Джим Лип
недавно заявил: «Мы живем так, тратим природные ресурсы так, будто у нас есть
полторы планеты Земля. Такими темпами к 2030 году нам понадобится уже две планеты,
чтобы мы могли поддерживать нынешний образ жизни, а к 2050 году – три планеты».
Все вышеприведенные данные о чудовищных загрязнениях природной среды
написаны в этой главе вовсе не для того, чтобы кого-либо напугать. Этими данными
должен быть “вооружен” каждый эколог, чтобы ясно понимать – из-за чего и ради чего
мы, экологи, боремся за сохранение и улучшение природной среды!
53
3. Экология жилых и офисных помещений
3.1. Краткое введение
Проблема экологии жилых и офисных помещений более характерна для
городского жилья, чем для сельского, т.е. тесно связана с проблемами урбанизации.
Дело в том, что круговорот вещества и энергии в городах значительно превосходит
таковой в сельской местности (табл. 3.1, 3.2). Средняя плотность естественного потока
энергии Земли – 180 Вт/м2, доля антропогенной энергии в нем – 0,1 Вт/м2. В городах она
возрастает до 30-40 и даже до 150 Вт/м2 (Манхэттен, Нью Йорк). Над крупными
городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше токсичных
газов. Самоочищению атмосферы препятствует снижение на 10-20% солнечной
радиации и скорости ветра. Кроме того, с каждым годом снижается степень озеленения
городов, деревья и газоны уничтожаются в связи со строительством офисов и
автостоянок, в парковых зонах идёт интенсивное строительство коттеджей для
состоятельных граждан (табл. 3.3).
Таблица 3.1. Поступление веществ в город (1 млн. чел.)
Вещество (млн т/год)
Количество
Чистая вода
470,0
Воздух
50,2
Минерально-строительное сырье
10,0
Уголь
3,8
Сырая нефть
3,6
Сырье черной металлургии
3,5
Природный газ
1,7
Жидкое топлива
1,6
Горно-химическое сырье
1,5
Сырье цветной металлургии
1,2
Техническое растительное сырье
1,0
Сырье пищевой промышленности, готовые продукты питания
1,0
Энерго-химическое сырье
0,22
Таблица 3.2. Выбросы в атмосферу города (1 млн. человек)
Ингредиенты атмосферных выбросов (тыс. т/год)
Количество
Вода (пар, аэрозоль)
10800
Углекислый газ
1200
Сернистый ангидрид
240
Окись углерода
240
Пыль
180
Углеводороды
108
Окислы азота
60
Органические вещества (фенолы, бензол, спирты,
8
растворители, жирные кислоты…)
Хлор, аэрозоли соляной кислоты
5
Сероводород
5
Аммиак
1,4
Фториды (в перерасчете на фтор)
1,2
Сероуглерод
1,0
Цианистый водород
0,3
Соединения свинца
0,5
Никель (в составе пыли)
0,042
54
ПАУ (в том числе бенз(а) пирен)
Мышьяк
Уран (в составе пыли)
Кобальт (в составе рыли)
Ртуть
Кадмий (в составе пыли)
Бериллий (в составе пыли)
0,08
0,031
0,024
0,018
0,0084
0,0015
0,0012
Таблица 3.3. Необходимые размеры лесопарковой зоны города
Население города
Размер зелёной зоны, га/1000 чел.
500 тыс. – 1 млн
25
250 – 500 тыс.
20
100 – 250 тыс.
15
Менее 100 тыс.
10
Однако человеческая мысль не стоит на месте. Два здания 24 и 17 этажей, которые
сейчас строятся в центре Милана, очевидно, станут первыми на нашей планете
небоскрёбами, плотно засаженными деревьями сверху донизу – таков проект
«Вертикальный лес» (Vertical Forest) итальянского архитектора Стефано Боэри. Это два
жилых дома, на этажах которых будут расти порядка 900 деревьев разного «роста»: 3, 6
и 9 метров, плюс различные кустарники и цветы (см. рис. 3.1).
Рис. 3.1. Проект «Вертикальный лес» (Италия)
Кроме того, город – источник огромного количества бытовых отходов: примерно 1 –
1,3 куб.м на человека в год, плюс 0,01 куб.м мусора с 1 кв. м городского пространства
(это так наз. «смет», т.е. «уличный» мусор) – см. табл. 3.4.
Особую опасность для окружающей среды представляют городские
канализационные
коллекторы.
Во-первых,
они
являются
своеобразными
биохимическими «реакторами»: например, один крупный канализационный коллектор
выбрасывает в приземный слой атмосферы за год до 100 т сероводорода; кроме того, в
нем (а также в мусоропроводах многоэтажных домов) выращивается большое
количество инфекционно-опасных, зачастую малоизученных микроорганизмов, а также
инфицированных крыс. Во-вторых, износ большинства коллекторов составляет 70-90 %,
поэтому ежегодно из них вытекают большие объёмы неочищенных бытовых стоков (по
Украине – до 5 млн.м3), которые попадают в почву, реки, в Азовское и Черное моря.
55
Таблица 3.4. Среднее количество твердых бытовых отходов (ТБО) для города
с населением 1 млн человек
Районы города
Кол-во ТБО
Количество
3
(м /чел-год)
вторсырья (%)
Центральный район
1,8
Бумага - 27.3
Стекло- 14.5
Пластик - 12.0
Металл- 9.7
«Средний» район
1,0
Бумага - 10
Стекло – 5.5
Пластик – 4.6
Металл – 2.8
Окраина города
0,5
Бумага – 2.3
Стекло – 1.2
Пластик – 2.4
Металл – 0.2
На территории города выделяются следующие функциональные типы:
1. Селитебные территории - включают в себя участки жилой застройки различной
этажности:
I тип застройки - 1-2-3-этажные дома;
II тип застройки - 2-3-5-9-14-этажные дома;
III тип застройки - все типы домов - от одноэтажных до высотных.
2.Промышленные территории - включают в себя территории, занятые
промышленными объектами, к которым относятся территории промышленных
предприятий, складских помещений, ТЭЦ и т.п.
3.Озеленённые территории - территории, занятые различными объектами
озеленения -скверы, парки, сады и т.п., а также территории садоводческих товариществ.
Классификацию разных функциональных зон города можно провести и по другому
принципу, рассматривая
антропогенные места обитания в пределах антропогеннотрансформированных городских территорий. Тогда можно выделить:
1) Преобразованные биотопы (городская застройка);
2) Изменённые биотопы (скверы, парки, сады);
3) Слабоизменённые биотопы (опушка леса или излучина реки вблизи городской
окраины).
К сожалению, современная городская квартира (не важно – скромная или богатая),
увы, часто становится дополнительным источником загрязнения, так сказать,
«квартирной среды», где человек проводит большую часть своей жизни. При этом в
небольшом объёме квартиры на городского жителя имеет место одновременное
комплексное воздействие
десятков химических, физических, биологических и
психологических факторов. Специалисты используют термин «синдром больного
дома» для того, чтобы описать симптомы, которые проявляются в определенном
помещении и не вызваны каким-либо заболеванием. Эти симптомы включают головную
боль, сухой кашель, сухость кожи и зуд, сонливость, нарушение концентрации
внимания, утомляемость, чувствительность к запахам, раздражение глаз, носа или горла.
Как правило, эти симптомы проходят, как только вы покидаете помещение.
56
3.2. Воздух помещений
Исследования ряда ученых
показали, что существуют около десятка
«внутренних» источников загрязнения атмосферного воздуха в жилых и офисных
помещениях. Это:
1) полимерные строительные и отделочные материалы; 2) система вентиляции и
система мусоропроводов (в высотных домах); 3) бытовая пыль, обладающая
способностью адсорбировать микроорганизмы, а также продукты жизнедеятельности
людей и домашних животных; 4) продукты сгорания бытового газа и термической
обработки пищевых продуктов при приготовлении пищи; 5) средства ухода за домом, в
том числе средства для стирки, чистки, полироли для мебели, разные клеи, лаки и
краски; 6) дезодоранты, духи и другая косметика; 7) старые перьевые и шерстяные
перины, подушки, пледы, ковры и др.; 8) телевизоры, компьютеры, кондиционеры, печи
СВЧ, и др. При этом выделяют группу наиболее частых и опасных химических
загрязнителей атмосферы жилища: пыль, оксид углерода, хлор, формальдегид.
3.2.1. Химическое загрязнение
В табл. 3.5 представлены измерения концентрации следующих вредных веществ,
являющихся, как отмечено выше, основными загрязнителями воздуха жилища и
источниками рисков для здоровья его обитателей: пыль (взвешенные частицы),
формальдегид, диоксид азота, аммиак, оксид углерода, а также хлора.
Таблица 3.5. Результаты исследований качества воздуха в помещениях
КонцентраКонцентрация
ПДК
ция в
во внешнем
(макс.раз.)
Вещество
Место измерения
помещении
воздухе (фон),
мг/м3
мг/м3
мг/м3
Школьные коридоры и
Пыль
2
0,6
0,5
спортзалы
Фенол
Квартира с новой
0,02
нет
0,01
(С6Н5ОН)
мебелью
Формальдегид
Банк после ремонта и
0,25
0,03
0,035
(СН2 О)
установки новой мебели
Аммиак
Банк после ремонта и
4,9
0,02
0,2
(NH3)
установки новой мебели
Кухня квартиры
(расположенной внутри
5,3
жилмассива) после
0,4
5,0
Оксид
1 часа работы конфорки
углерода
газовой плиты
(СО)
Квартира на 2-м этаже
дома по улице с
6,1
8,0
5,0
интенсивным движением
автотранспорта
Квартира в 1 км от
Диоксид азота
0,11
металлургического
0,11
0,085
(NO2)
завода
Ванная комната с
Хлор
0,14
включенным горячим
нет
0,1
(Cl2)
душем
Как видно из табл. 3.5, в воздухе школьных спортивных залов содержание
пыли превышает ПДК в 3-4 раза и, следовательно, атмосфера в этих помещениях
57
представляет угрозу здоровью детей. Причины здесь две - недостаточная вентиляция
залов и не достаточно регулярная и тщательная их влажная уборка.
К сожалению, не все знают, что "квартирная" пыль зачастую намного опаснее
«уличной». Она является сильнейшим аллергеном. Её состав: 35% - минеральные
вещества, 15% -волокна бумаги и текстиля, 20% - чешуйки человеческой кожи
(ежедневно у человека слущивается 1 г поверхностного слоя кожи), 7% - пыльца цветов,
3% - частички сажи и дыма - итого 80%. Однако беда еще в том, что частички бытовой
пыли хорошо адсорбируют на своей поверхности такие микроорганизмы как
микроспоры, грибки, микроклещи (в домашней пыли найдено около 150 видов клещей),
особенно опасен (аллергенттен) среди них вид «Dermatophagoides»), другие опасные
микроорганизмы (оставшиеся 20% массы пыли). Синтетические и стиральные
(чистящие) полимерные материалы также выделяют в воздух больше 40 химических
соединений, и все они не только токсичны (о чем говорилось выше), но 60% из них
имеют выраженное сенсибилизирующее и аллергическое действие. Микроклимат
квартиры также оказывает содействие размножению разнообразных грибков. С
возрастанием влажности воздух с 30% до 80% уровень грибкового загрязнения в жилом
(офисном) помещении возрастает более чем в 3 раза. А один грамм «домашней» пыли
содержит до одного миллиона жизнеспособных спор разных грибков. Во многих
квартирах так наз. «микробное число» воздуха превышено в сотни раз. Кроме того, в
старых шерстяных коврах, перьевых подушках, старой мягкой мебели и т.д. также
может находиться бытовой клещ.
При этом следует отметить, что пылесосы далеко не всегда являются надёжным
способом уменьшения запыленности помещения. Так, результаты тестовых испытаний
пылесосов различных фирм Российским Центром испытаний и сертификации «Ростест–
Москва» показал, что значительная часть пылесосов (в т.ч. и некоторых известных
фирм!) от 20 до 50% засасываемой пыли выбрасывает обратно в помещение вместе с
проходящим сквозь "задний" фильтр воздухом (причём выбрасывает наиболее мелкие
пылевые фракции - т.е. наиболее вредные!). Наиболее эффективны пылесосы, имеющие
дополнительные матерчатые фильтры «HEPA» для улавливания тонкой пыли. Из табл.
3.5 также хорошо видно, что новая мебель и синтетические отделочные материалы
(даже не смотря на их высокую цену - например, банки, как правило, делают "богатый"
ремонт) могут являться источником поступления в атмосферу помещений
высокотоксичных компонентов - фенола, формальдегида, аммиака. Кстати, выяснилось,
что при покупки и мебели, и отделочных материалов, ни руководство банка, ни
квартировладелец не потребовали от фирм-поставщиков сертификата качества,
заверенного органами санитарного надзора Украины (да и сомнительно, что такие
сертификаты у продавцов были...). Относительно наличия в атмосфере жилища оксида
углерода: с одной стороны, при работе газовой плиты в воздух жилища (в первую
очередь кухни) поступают концентрации СО, которые могут превысить ПДК (но даже
концентрация СО в рамках ПДК, т.е. 4-5 мг/м3, совершенно неуместна в жилом или
офисном помещении!); с другой стороны, исследования показали, что если квартира
расположена "вплотную" к улице с интенсивным движением автотранспорта - то
именно этот фактор является основным "поставщиком" СО в такую квартиру. И,
наконец, измерения концентрации хлора в воздухе ванной комнаты подтверждают
опасность "излишнего" хлорирования водопроводной воды - в данном случае опасность
эмиссии избыточного хлора из горячей водопроводной воды (а при повышении
температуры растворимость газов в воде быстро падает) в воздух ванной комнаты – см.
табл. 3.6).
58
Таблица 3.6. Концентрации оксида углерода в квартире
Концентрации CO, мг/м3
С принудительной
Без принудительной
Помещение
вентиляцией
вентиляции
До работы газ.
До работы газ.
После
После
плиты
плиты
Кухня
3,05,0
14,015,6
3,05,0
30,531,5
Спальня
1,42,6
5,06,6
3,05,0
21,122,9
Гостиная
3,74,3
7,28,3
4,45,6
15,716,3
Есть еще один фактор экологического неблагополучия в жилых помещениях: в
подъездах многих многоэтажных домов почти всегда ощутим запах «мусора», идущий
от мусоропроводов, много лет не чищенных, а часто и вовсе "забитых". Запах этот
объясняется тем, что любое длительно складируемое и уплотнённое скопление твердых
бытовых отходов - ТБО (свалка, забитый мусоропровод и др.) является в некотором
роде биохимическим реактором, выделяющим в окружающую среду (под воздействием
микроорганизмов) десятки токсичных газов. Нами проведен газовый анализ воздуха,
отбираемого из люков шахт мусоропроводов в донецких "9-12-этажках" (табл. 3.7).
Таблица 3.7. Концентрации вредных газов в устье шахты мусоропровода
Шахты мусоропроводов
ПДК
Химическое вещество
в подъездах*
(макс.раз.)
мг/м3
мг/м3
Аммиак
199,7
0,2
Сероводород
64,6
0,03
Формальдегид
44,9
0,035
При определенных условиях в забитых мусором и длительно неочищаемых
мусоропроводах могут образовываться крайне опасные для здоровья диоксины
(например, 2,3,7,8-тетрахлордибензодиоксин):
Диоксины называют «гормонами деградации человечества», так как они резко
ослабляют иммунную систему человека. В организм человека за год не должно
поступать более 0,000002 г диоксинов. Необходимо также подчеркнуть, что ни
доступных методик, ни доступных приборов, которые обеспечили бы чувствительность
по диоксинам 10-7 (т.е. хотя бы на полпорядка "чувствительней" определяемой
концентрации) – во многих странах попросту не существует.
Разумеется, при распространении газов по подъезду, а тем более при попадании в
квартиру - концентрация газов "из табл. 3.7" заметно уменьшится, но этот факт не
делает неисправные мусоропроводы менее опасными.
3.2.2. Ионный и изотопный состав
Большое значение для здоровья человека имеет ионный состав воздуха (табл. 3.8),
то есть баланс положительных и отрицательных ионов кислорода. Так наз. «свежий
воздух», т.е. горный, лесной и морской воздух имеют повышенное содержание
«аэронов», т.е. отрицательных ионов кислорода О 2¯ (в пределах 6000-10000 ионов/см3).
Дисплеи компьютеров, экраны телевизоров и фильтры современных кондиционеров не
только уничтожают отрицательные ионы кислорода (в атмосферном воздухе
59
большинства жилых и особенно офисных помещений наблюдается не более 200-500
ионов/см3), но и генерируют положительные ионы, избыток которых в воздухе вреден
для организма (для такого воздуха используют термин «электронный смог»).
Отрицательные ионы повышают тонус и иммунитет организма, нормализуют
артериальное давление, в особенности при повышенной умственной и физической
нагрузке, положительно влияют на больных с заболеваниями сердечно-сосудистой
системы, дыхательных путей. Если же в воздухе преобладают положительные ионы,
человек ощущает как бы “недостаток кислорода”; уже после 30-60 минут работы в таком
помещении он утомляется, снижается его работоспособность, ощущается тяжесть в
голове.
Таблица 3.8. Сравнительное содержание аэронов в воздухе
50000-100000 ионов/куб.см
Воздух после грозы
5000-10000 ионов/куб.см
Горный воздух
2000-5000 ионов/куб.см
Морской или лесной воздух
Минимально необходимый
600 ионов/куб.см
уровень
Оптимальный уровень
3000-4000 ионов/куб.см
Ещё один «бич» воздуха помещений – повышенное содержание короткоживущего
газообразного изотопа радона–222 (период полураспада – 8,3 суток), который кроме
слабого гамма-излучения - порядка 15 Бк на 1 м3, выделяет еще и опасные α-частицы.
Длительные даже облучения даже сверхслабыми источниками также может приводить
к раковым заболеваниям. Вообще-то радон образуется в земной коре из природного
изотопа радия: [226Rа = 222Rn + α-частица], и его естественная концентрация в
приземном слое воздуха в среднем составляет 100 пKu/м3 (3,7 Бк), однако в зданиях
она в несколько раз выше – в среднем 200-300 пKu/м3 (т.к. радон в 7,5 раза тяжелее
воздуха, он скапливается, в основном, в подвальных, цокольных и первых этажах
зданий).
Причин этому две: во-первых, в зданиях, в отличие от открытого
пространства, нет рассеивания, во-вторых, радон выделяется из стройматериалов - как
из старых каменных стен, так и из современных стройматериалов - см. табл. 3.9.
Таблица 3.9. Средняя радиоактивность стройматериалов
Стройматериал
Радиоактивность, Бк/кг
Древесина
1-3
Песок, гипс, гравий
20-35
Портландцемент
40-50
Гранит
100-200
Зола
300-400
Фосфогипс
500-600
Металлургические шлаки
2000 и более
Обратите внимание, что, например, фосфогипс, который является отходом
производства фосфатных удобрений, в 20 раз более радиоактивен, чем естественный
гипс (600 Бк/кг против 30 Бк/кг), а металлургические шлаки (отходы металлургии) в 80100 раз более радиоактивны, чем естественный "карьерный" гравий. Кроме того, радон
может выделяться из выработанного пространства шахт (не только угольных), а также в
зонах геологических нарушений. Вклад различных источников излучения в
среднегодовую дозу облучения «среднего» жителя СНГ показан в табл. 3.10.
60
Таблица 3.10. Вклад разных источников радиации в среднюю дозу
облучения жителя
Источник излучения
Доза (Бэр/год)
Рентгендиагностика
20
Внутреннее бета-облучение
22
Космическое излучение
35
Природный гамма-фон
15
Радионуклиды в питьевой воде
18
Радиоактивность стройматериалов
25
Радон в воздухе зданий (особенно в
подвалах и первых этажах)
365
Суммарная доза
500
В Украине необходимость измерения радона регламентируется «Системой норм и
правил снижения уровня ионизирующих излучений естественных радионуклидов в
строительстве ДБН В. 1.4-0.01-97», согласно которым допустимые уровни
эквивалентной равновесной объемной активности радона-222 (ЭРОА) в воздухе не
должны превышать 100 Бк/м3 (300 пKu/м3). На рис. 3.2 приведены результаты замеров
уровня радона в 13-ти жилых помещениях в одном из городов Донецкой обл. Как видно
из рис. 3.2, наиболее опасны "по радону" подвальные и полуподвальные помещения,
чуть меньше - первые этажи зданий (среднее значение объемной активности радона-222
составляет 127,3 ± 9,8 Бк/м3). А ведь именно там размещают кафе и клубы, особенно
молодёжные! Однако из рис. 3.2 также видно, что при хорошем проветривании (тем
более при активной вентиляции) радон из помещения легко удаляется.
Рис. 3.2. Измерение уровня присутствия радона в воздухе жилых помещений:
1 - квартиры на 2-х этажах 5-9-тиэтажных домов; 2 - квартиры на 1-х этажах 5-9тиэтажных домов; 3 - частный жилой дом с подвалом; 4 - квартира на 2-м этаже с без
проветривания (столбик слева) и после проветривания 1 час (столбик справа).
3.3. Качество водопроводной воды
Питьевая вода – один из главнейших факторов, обусловливающий важнейшие
показатели жизнеобеспечения и здоровья населения. К сожалению, во всём мире
качество (да и количество) питьевой воды имеет стремительную тенденцию к
ухудшению. Это связано с высокой техногенной нагрузкой как на реки, так и на
водоносные горизонты (см. раздел 2.1.3), в результате чего происходит не только их
61
засоление, но и загрязнение такими трудно устранимыми компонентами, как нитраты,
фенолы, пестициды, диоксины, бензпирены, тяжелые металлы, причем в количествах,
значительно превышающих предельно допустимые концентрации (ПДК). При этом
естественные рекреационные возможности природы, в т.ч. её водных ресурсов,
находятся на пределе.... Впрочем, по таким загрязнителям, как диоксины или некоторые
тяжелые металлы наличие для них ПДК – это вообще нонсенс, этих соединений в
питьевой воде не должно быть даже в следовых количествах!
Если говорить о проблемах питьевой воды "в квартирном кране", то основная
проблема - в отсутствии контроля качества воды "на конце трубы": не смотря на то,
что вода оплачиваются населением "с доставкой на дом", её качество по месту
проживания покупателя, т.е. на выходе из "квартирного крана" - никем не
контролируется и никто за это качество перед потребителем не отвечает. В то же время
вода по пути от задвижки водоканала до "квартирного крана", проходя по
десятилетиями не ремонтируемым водопроводным сетям, зачастую значительно
ухудшает своё качество, а иногда становится просто опасной для здоровья. Кроме того,
высокую опасность для здоровья создаёт технология хлорирования воды.
Соответственно, в современной водопроводной воде, вытекающей из квартирного крана,
имеются десятки (если не сотни!) вредных веществ, для которых нет ни ПДК, ни
"гостированных" методик контроля.
Опасные последствия для здоровья населения имеет хлорирование питьевой
воды, применяемое в ряде стран для её обеззараживания. Дело в том, что
хлорирование можно применять для хорошо очищенной воды, которая была на Земле
лет 100 назад и которой сейчас практически нет. Наличие в подготовленной для
хлорирования воде даже следов органических соединений после хлорирования приводит
к появлению их хлорпроизводных, намного более токсичных, чем исходные
органические вещества. Так, по мнению ученых, операция хлорирования питьевой воды
с целью её обеззараживания может повысить токсичность воды в 2-3 раза по сравнению
с исходной. Эксперименты по лабораторному хлорированию воды с содержанием
фенола 0,001 мг/л (1 ПДК) показали, что 0,001 мг фенола при определённых
неблагоприятных условиях может превратиться в 0,002 мг 2,4,6-трихлорфенола:
C6H5
C6H2Cl3OH + 3HCl
2
Однако трихлорфенол в 2,5 раза токсичнее фенола (его ПДК - 0,0004 мг/л), да еще за
счет присоединения хлора вдвое увеличилась масса "продукта" - итого вместо одного
ПДК по фенолу до хлорирования (норма) мы имеем в питьевой воде пять ПДК по
трихлорфенолу после хлорирования.
В табл. 3.11. представлены сравнительные данные нормативов качества воды
Украины, России и ЕС.
Таблица 3.11. Микробиологические показатели качества питьевой воды
Нормы СанПиН СанПиН ГОСТ 2674–82
Показатель
Ед. измер.
ЕС
России Украины
(б. СССР)
Кол-во колоний 10 (при
Микробное число
50
100
100
бактерий
22 °С)
Общ. КолиКол-во в 100
Отс.*
Отс.
3 (в 1 дм3)
3 (в 1 дм3)
бактерии
см3
Термостаб. КолиК–во в 100 см3 Отс.
Отс.
Отс.
не контр.
бактерии
Фекальные
К–во в 100 см3
Отс. не контр. не контр.
не контр.
стрептоккоки
Колифаги
Бляшкообр. ед. Отс.
Отс.
Отс.
не контр.
62
в 100 см3
Споры клостридий То же в 20 см3
Цисты лямблий То же в 50 см3
<1
Отс..
Отс.
Отс.
Отс.
Отс.
не контр.
не контр.
*) Т.е. показатель контролируется, но величина его должна быть равна нулю
В СанПиНах имеются также и показатели радиационной безопасности
питьевой воды (основную радиационную опасность для питьевой воды представляет
радон, однако он легко удаляется из воды кипячением) см. табл. 3.12:
Таблица 3.12. Показатели радиационной безопасности питьевой воды
Показатели
Норматив СанПиН, не более
Общая объемная активность
альфа- излучателей
0,1 Бк/ дм 3
Общая объемная активность бетаизлучателей
1,0 Бк/дм 3
(Стоит отметить, что в США к настоящему моменту нормируются свыше двухсот
химико-бактериологических показателей качества питьевой воды).
Питьевые воды во многих развивающихся странах (особенно в сельской
местности) сверх всякой меры загрязнены нитратами (во многом из-за внесения в почву
калий-нитратных удобрений). Во влиянии на человека различают первичную
токсичность собственно нитрат-иона; вторичную, связанную с образованием нитритиона, и третичную, обусловленную образованием из нитритов (при взаимодействии с
аминами) нитрозаминов:
NO3- → NO2- → RNH-NO2 ,
Нитраты, накапливаясь в организме, приводят к характерному нитратному отравлению,
нарушениям функции печени, выкидышам у женщин и др. Нитриты в организме
реагируют с гемоглобином, образуя метгемоглобин, не способный переносить
кислород и заставляющий сердце постоянно работать в усиленном режиме, как при
одышке. Особенно тяжело протекает метгемоглобинемия у грудных детей и у людей,
которые страдают сердечно-сосудистыми заболеваниями. Существует прямая связь
между содержимым нитратов в питьевой воде и смертностью от сердечно-сосудистых
заболеваний. А образующиеся из нитритов нитрозамины являются к тому же активными
канцерогенами.
Одно из опаснейших экологических явлений - плохое состояние труб подводящей
водопроводной сети и внутренней водяной разводки жилого фонда, которые
десятилетиями не ремонтировались и не заменялись. Химические и бактериологические
загрязнители накапливались в них годами, пока не достигли определенной “критической
массы”, после чего при движении по ним воды они начинают с внутренних стен труб
«смываться» в текущую воду и поступать из кранов "в кастрюли". На внутренней
поверхности "старых" труб, особенно когда в них временно нет воды размножаются
также сине-зеленые водоросли, продукты жизнедеятельности которых очень вредны для
человека (так называемые ДВ-молекулы, которые проявляют стойкость к кипячению и к
действию хлора). ДВ-молекулы проявляют мутагенное действие, повышая риск
возникновения онкологических заболеваний. Кроме того, в тех "старых"
водоподводящих трубах, которые подводят воду к домам в земле, в силу усталости
металла и его подверженности коррозии, образовалось много микротрещин. При
условии нормального давления воды в трубах они не приносят другого вреда, кроме
потери воды. Но воду часто и надолго отключают (особенно в малых городах и
посёлках), давление в трубах падает и тогда становится возможным подсос через
микротрещины загрязненных грунтовых или даже канализационных вод (если рядом с
63
"водяной" проложена протекающая на стыках канализационная труба). Причины
периодических массовых кишечных заболеваний, а также массовых заболеваний
гепатитом (как в Украине, так и в России) часто кроются именно в этом. Т.е. в
водопроводной трубе всегда должна быть вода; если её нет несколько часов - это
серьёзная угроза здоровью населения.
Таблица 3.13. Бактериологические показатели качества питьевой воды
Предельно
Страна
Показатель
допустимое
значение
3
1)Количество микроорганизмов в 1 см воды, не больше
100
3
2)Количество
бактерий
группы
кишечных
палочек
в
1
см
Украина
3
воды (coliиндекс), не больше
1)Количество фекальних бактерий группы coli в 100 см3
0
воды, не больше
2)Количество бактерий группы coli в 100 см3 воды, не
1
Польша
больше
3)Количество колоний бактерий, которые погибли через
20
24 часа при 37С в 1 см3 воды, не больше
Испытание бытового фильтра
Суть проведенного эксперимента состояла в том, чтобы проверить изменение
качества воды при её его транспортировке к потребителю по трубам, а также
применение "домашних" бытовых фильтров для очистки воды. Изменения качества
воды сравнивались "поэтапно": насосная станция - кран в квартире - вода после
бытового фильтра (см. табл. 3.14). Пробы воды отбирались в течение одного дня: а) на
Верхнекальмиусской насосной фильтровальной станции (Донецк), откуда вода
поступает к потребителю; б) из крана потребителя; в) после очистки воды с помощью
бытового фильтра модели "Water Purіfіer PJ-3RF" (патрон с активированным углем и
ионами серебра).
Таблица 3.14. Результаты исследования качества питьевой воды
Место отбора пробы
ПДК
ВодопроводКран
Показатель
Фильтровальный ран в
бытового
ная станция
квартире
фильтра*
Цветность, град.
20
6
10
7
3
Мутность, мг/дм
1,5
0,49
0,82
0,16
3
Хлориды, мг/дм
350**
71
40
38
Окисляемость ХПК,
15,0
4,3
6,2
3,2
мгО2/дм3
Азот аммиака, мг/дм3
0,5
<0.05
0,14
<0.05
Сухой остаток, мг/дм3
1000
645
450
415
рН
6-9
7,85
7
7,2
Общая жесткость,
10
6,4
4,9
4,9
мг-экв/дм3
*) Модель "Water Purіfіer PJ-3RF" (патрон с активированным углем и ионами серебра).
**) По норме ВОЗ допускается лишь 25 мг/дм3 хлоридов - т.е. ВОЗ считает хлор-ионы
опасными.
64
Итак, в процессе транспортирования воды потребителю по водопроводным трубам
имеет место интенсивный обмен: одни вещества со стенок труб переходят в
движущийся к потребителю поток воды, другие - временно оседают из потока воды на
стенки труб (и этот "обмен", разумеется, не предусмотрен никакими ГОСТами и
СанПиНами!).
В результате, в данном эксперименте качество воды значительно
ухудшилось: заметно (на 30%) увеличилась цветность воды, сильно возросли мутность в 1,7 раза и несколько меньше окисляемость - в 1,4 раза, значительно увеличилось
содержание аммиачного азота. Уменьшились следующие величины: содержимое
хлоридов (в 1,7 раза), сухой остаток - в 1,4 раза, общая жесткость - в 1,3 раза. Мало
изменилась величина рН. То есть в процессе транспортирования по трубам в воде
несколько снижается содержимое минеральных веществ (вероятно, они "на время"
оседают на стенках труб) и остаточного хлора, но значительно возрастает количество
органических веществ (видимо, смываемых со стен труб), а также веществ, связанных с
процессом жизнедеятельности живых организмов (аммонийный азот). Возрастает и
мутность воды, что также свидетельствует о наличии на стенках водопроводных труб
слоя отложений, которые постепенно смываются потоком воды; очевидно, в этих
отложениях комфортно себя чувствуют некоторые микроорганизмы, продукты
жизнедеятельности которых попали в воду при её транспортировки по трубам (в виде
аммонийного азота). Что касается фильтра, то он, конечно, снизил содержание в воде
ряда веществ и факторов, которые контролируются, однако "не справился" с очисткой
от хлор-ионов и минеральных веществ (сухой остаток и жесткость).
"Правильная вода". В последнее десятилетие появилось большое количество научных
работ, в которых утверждается, что вода - это не обычный химическое вещество, что её
структура - не столько хорошо известная молекулярная, сколько гораздо менее
изученная надмолекулярная, когда множество молекул воды образуют сложнейшие
ассоциаты с десятками перекрёстных водородных связей (так наз. "мерцающая
кластерная структура") является носителем некоей биологической информации и
именно так воспринимается организмом человека. Отсюда возникла и следующая
гипотеза: загрязнённая вода не просто отрицательно воздействует на, например, почки
или печень, а вообще воспринимается организмом человека как чужеродное тело и как
бы "отторгается" им. В этой связи представляет большой интерес снимки кристаллов
быстрозамороженных проб воды, выполненных японским физиком М. Эмото (Рис. 3.3).
Рис. 3.3. Структура воды (по М. Эмото)
На рис. 3.3 представлены снимки "быстрозамороженной" воды под микроскопом с
магнитно-резонансным анализатором при увеличении х500. На фото "а" "замороженная" вода из промышленного города с плохой водопроводной системой, на
снимке "б" - вода из североканадского ледника "Коломбиан". Как видно из фото "а",
65
загрязнённая питьевая вода вообще не имеет упорядоченной кристаллической
структуры и, следовательно, по вышеизложенному подходу, НЕИНФОРМАТИВНА для
человеческого организма. В отличие от неё, ледниковая вода имеет четкую и сложную
кристаллическую структуру, которая высокоинформативна (известно, что "талая" вода
имеет целебные свойства). Именно такую воду, как на снимке "б", в научно-популярной
литературе принято называть "биологически правильной водой".
3.4. Электромагнитные поля
И научные журналы, и СМИ, как правило, уделяют основное внимание
химическому загрязнению природной среды; при этом зачастую недооценивается
существенное отрицательное влияние на здоровье населения физических факторов
загрязнения, в частности, загрязнение ЭМП - радиочастотными электромагнитными
полями (дисплеи компьютеров и телевизоров и их кабели, печи СВЧ, наружные
антенны базовых станций сотовой связи, мобильные телефоны). Многочисленные
исследования в области биологического действия электромагнитных полей позволили
определить наиболее чувствительные системы организма человека: нервную,
иммунную, эндокринную.
В связи с тем, что в последние годы огромное распространение получила
мобильная связь, любой крупный город находится под так называемым
«электромагнитным покрывалом». Крупные операторы мобильной связи регулярно
увеличивают мощность радиопередающих антенн (расположенных, в основном, на
крышах домов). Принципы технического устройства сотовой связи приводят к тому, что
все пользователи сотовой связи (и почти все население) находятся в условиях почти
постоянного воздействия электромагнитного поля, создаваемого базовыми станциями
(БС) сотовой связи (в мире на сегодняшний день эксплуатируется около 1,5 миллиона
базовых станций) и мобильными телефонами. Базовые станции являются приемопередающими радиотехническими объектами, излучающими электромагнитную
энергию в УВЧ диапазоне (300-3000 МГц). Кроме того, каждая БС дополнительно
оснащена комплектом приемо-передающего оборудования радиорелейной связи,
работающим в диапазоне 3-40 ГГц, отвечающим за интеграцию данной БС в сеть в
целом.
Рис 3.4.
Антенна базовой станции сотовой связи
(секторная, с углом раствора основного лепестка диаграммы направленности в
горизонтальной плоскости - 60 градусов)
66
Поэтому абонентские терминалы сотовой связи (мобильные телефоны) и базовые
станции сотовой связи, являющиеся источниками электромагнитного поля, должны
быть объектами санитарно-гигиенического надзора. Однако в настоящее время
существует ряд принципиальных проблем в организации практического санитарногигиенического надзора. Это отсутствие четких критериев санитарно-гигиенической
оценки интенсивности ЭМП сотовой связи и методологии проведения гигиенических
испытаний сотовых телефонов. Такая ситуация создает потенциальную угрозу для
здоровья как отдельных людей, так и в целом здоровью населения. Основным (базовым)
нормируемым параметром в зарубежных нормативно-методических документах для
рабочего диапазона частот системы сотовой радиосвязи является средняя удельная
поглощенная мощность (УПМ) (англ. SAR - Specific Absorption Rate), измеряемая в
Вт/кг. Эта величина представляет собой мощность, поглощаемую биологической тканью
определенной массы за некоторый период времени. В качестве предельно допустимого
для условий непрофессионального воздействия (т.е. для "обычного" жителя, живущего
в доме, "покрытом" базовой станцией и пользующегося мобильным телефоном) принято
значение УПМ, равное 0,08 Вт/кг для тотального воздействия на тело реципиента и 2
Вт/кг для локального воздействия на его голову и торс. Контролируемым параметром
ЭМП при нахождении человека в зоне действия БС, служит ППЭ эквивалентной
плоской волны. В зависимости от стандарта и частоты предельно допустимые значения
ППЭ для условий непрофессионального воздействия изменяются от 200 до 2000
мкВт/см2. Определены также критические системы организма, которые наиболее
чувствительны к ЭМП - это нервная, иммунная и эндокринная системы организма
человека. Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) ЭМП, создаваемых
базовыми станциями сухопутной подвижной радиосвязи для условий воздействия на
население, определяются в соответствие с СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 и составляют в
диапазоне частот 300-2400 МГц - 2,5 мкВт/см2. Энергетическая экспозиция (ЭЭ) в
диапазоне частот 300 - 2400 МГц рассчитывается по формуле:
ЭЭ = ППЭ •Т, (мкВт/см2•ч),
где ППЭ - плотность потока энергии, микроватт/см 2; Т - время, час. ППЭ связана с
напряженностью электрического поля Е (В/м)
следующим соотношением:
2
ППЭ=Е /3,77. Напряженность электрического поля Е измеряется любым стандартным
прибором (например, "SMV-8") по стандартной схеме.
Был произведен расчет
плотности потока энергии радиопередающих антенн сотовой связи, расположенных на
крыше многоэтажного бизнес-здания в центре г. Донецка. Замеры проводились у входа
в подъезд соседнего жилого дома на высоте 2 метра от земли. Расчеты показали, что
максимальный расчетный уровень суммарной ППЭ для каждой из расположенных там
двух антенн крупных операторов сотовой связи не превышает 0,65 мкВт/см 2 (итого 1.3
мкВт/см2), что почти в 2 раз ниже предельно допустимого уровня - 2,5 мкВт/см2,
поэтому не вызывает угрозы здоровью населения и санитарно - защитная зона там не
требуется. Однако на крыше этого же здания расположены многочисленные антенны
ещё многих других более мелких "отраслевых" операторов связи. Когда же был
рассчитан суммарный поток энергии от всех антенн - он оказался близок к
допустимому пределу - 2,4 мкВт/см2. Поэтому дальнейшая установка антенн на данном
здании должна быть запрещена. В конечном итоге споров сторонников и противников
мобильной связи, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) официально признала:
«Ни одна из проведенных в последнее время экспертиз доподлинно не подтвердила, что
радиочастотные поля, создаваемые мобильными телефонами или базовыми станциями,
негативно влияют на здоровье человека». Но сомнения остались и исследования следует
продолжить...
В последнее время все чаще и острее встает вопрос безопасности персональных
компьютеров (отчасти это касается и телевизоров, но в меньшей степени) и их
67
влияния на здоровье пользователей (так наз. "электромагнитная экология").
Видеодисплейные терминалы используют не только офисные работники, но и сотни
миллионов "жильцов" для домашних развлечений (многие - и для работы на дому), в том
числе сотни тысяч детей и подростков. Электромагнитное поле, создаваемое
персональным компьютером, имеет электрическую (Е, В/м) и магнитную (Н, мкТл)
составляющие, а также максимальную излучательную мощность (мкВт) - причем
оценка всех трёх параметров зачастую производится раздельно, в зависимости от
диапазона частоты и общей мощности агрегата. Эта проблема всё пристальней изучается
специалистами различных областей: медиками, биологами, радиотехниками и т.д. По
обобщенным данным, у работающих за монитором от 2 до 6 часов в сутки
функциональные нарушения центральной нервной системы происходят в среднем в 4,6
раза чаще, чем в контрольных группах, а болезни сердечно-сосудистой системы - в 2
раза чаще. По данным Калифорнийского Университета (США) из 150 человек,
работающих на дисплеях в среднем по шесть часов в день в течение 4 лет у 100 человек
наблюдалась проблема с фокусировкой зрения, а также миопия (близорукость).
Также небезопасна для здоровья бытовая техника. Цветные телевизоры на
расстоянии до 50 см создают электрическое поле 20-30 кВ/м и магнитное поле 2-3
мкТл, холодильник создает магнитное поле в 2 мкТл, дрель - 5 мкТл, микроволновая
печь – 10-15 мкТл, "ручная" электробытовая техника (пылесос, электробритва,
электрофен и т.п.) способны генерировать на своей поверхности магнитные поля в 2-4
мкТл, электроплита - до 5 мкТл. Медики США рекомендуют такие предельно
допустимые уровни (ПДУ): безопасную для длительного воздействия величину
плотности потока магнитной индукции (Н) - 0,2-0,3 мкТл (микротесла), а
электрическую составляющую Е - 10 В/м.
В России и Украине имеются свои стандарты по этой проблеме (СанПиН
2.2.4/2.1.8.055-96 - Ориентировочно безопасные уровни воздействия электромагнитных
полей, Москва, 1996; ДержСанПіН 3.3.2.007-98. Державні санітарні правила і норми
роботи з візуальними дисплейними терміналами електронно-обчислювальних машин. Київ, 1998).
3.5. Шум
Шум, в отличие от других факторов, как правило, " приходит" в квартиру извне, но он
существенно загрязняет "квартирную среду" (см. рис. 3.5), и поэтому этот фактор
необходимо проанализировать. В настоящее время проблема шумового загрязнения
города в целом и жилых помещений в частности - стоит достаточно остро. Для
обозначения комплексного влияния шума на человека медики даже ввели термин
«шумовая болезнь». Наиболее сильно страдает от шума слух. Частота заболеваний
сердечно-сосудистой системы у пожилых людей, которые живут в зашумленных
районах, в несколько раз выше, а ишемическая болезнь сердца у таких жителей
случается втрое чаще. Шум снижает производительность труда на 15-20 %. Эксперты
считают, что в больших городах шум сокращает жизнь человека на 8-12 лет. Особенно
вредно шум влияет на детей, делает их раздражительными, агрессивными, сильно
уменьшает восприимчивость к обучению.
Каким уровнем шума обладают привычные нам бытовые звуки? - К примеру,
разговаривая приглушенным голосом, мы производим шум в 30 дБА, тихая городская
улица звучит на уровне 50 дБА, а шумная - уже на 70 дБА.
Опасным для здоровья уровнем является шум в 80 дБ. Громкая музыка нередко
достигает уровня в 100-110 дБА (как и отбойный молоток!), пожарная сирена - это все
130 дБА, реактивный самолет ревет на 150. Смертельным для человека считается шум
на уровне 180 дБ, шумовое оружие, которое разрабатывалось в разных странах, должно
было звучать выше уровня в 200 дБА.
68
Рис. 3.5. Дневные уровни шума на улицах города миллионника:
1 - перегруженная транспортом (в т.ч. грузовым) магистральный проспект; 2 - центральная улица,
перегруженная легковым и общественным транспортом; 3 - менее нагруженные транспортом
соседние улицы.
Достаточно серьезную проблему представляет шум от автомагистралей города. В
крупном городе на автомагистралях городского значения эквивалентные уровни шума
составляют 73-83 дБА, максимальные - 90-93 дБА. При этом внутри кварталов жилых
домов, расположенных на примагистральной территории, уровни шуму достигали 58-68
дБА, что значительно превышает гигиенические нормы, установленные для дневного и
для ночного времени суток: для территории жилой застройки - днём 55 дБА, ночью 45
дБА; для жилых помещений: днём 40 дБА, ночью 30 дБА.
Среди мер, которые могут снизить уровень звукового давления в квартире на
первом месте стоит установка в оконные створы стеклопакетов с тройным вакуумным
остекленением (но это очень дорого). Вторая ("общегородская") мера - использовать в
качестве "шумовых экранов" зелёные насаждения. При посадке полос зеленых
насаждений должно быть обеспечено плотное примыкание крон деревьев между собой и
заполнение пространства под кронами у поверхности земли кустарником - это приводит
к существенному снижению шума (см. табл. 3.15). Полосы зеленых насаждений должны
быть из пород быстрорастущих деревьев и кустарников, стойких к условиям воздушной
среды в городах данной климатической зоны. Однако, к сожалению, в Донецке
полагаю, это проблема всего СНГ!) наблюдается обратная тенденция – вырубка
деревьев, кустарников, уничтожение зеленых газонов особенно для создания возле
каждого магазина и офиса парковки для автомобилей.
Таблица 3.15. Снижение уровня звука зелёными насаждениями
Снижение
Полоса зеленых насаждений (шахматная
Ширина
уровня звука ,
посадка деревьев в середине полосы)*
полосы, м
дБА
Однорядная
10-15
4-5
Однорядная
16-20
5-8
Двухрядная, при межрядном расстоянии 3-5м; 21-25
8-10
Двух- или трехрядная, при межрядном
26-30
10-12
расстоянии 3 м
*Высоту деревьев следует принимать не менее 6-8 м.
В последние годы наблюдается резкий рост частных пищевых и торговых
объектов, "встроенных" в полуподвальные и первые этажи жилых домов, что стало
69
причиной дополнительной высокой акустической нагрузки на жителей этих домов.
Основными источниками шума являются холодильное оборудование, вентиляционные
системы и кондиционеры. Днём этот шум не так "заметен", однако ночью, особенно
летом, когда все охлаждающие системы работают в «ночном режиме», жители
жалуются на так называемый «структурный шум» - монотонный, постоянногудящий,
еле слышный "неизвестно откуда" звук. В связи с этим у людей, что живут в этих и
соседних домах, наблюдаются повышенная раздражительность, частые головные боли,
нарушение работ сердечно-сосудистой и центрально-нервной систем. Структурный
шум, в отличие от "обычного", генерируется за счет колебаний самих конструкций
здания, которые возникают при вибрации "встроенного" внизу (полуподвальные и
первые этажи) технологического оборудования продовольственных и иных магазинов,
кафе и др. "Структурный" шум особо опасен тем, что от него, в отличие от
акустического., нельзя защититься ни оконными "суперпакетами", ни дорогой
звукоизоляцией, кроме того, его сложно "засечь" для подачи жалобы. Кроме того
"структурный шум ничем не замеряется и никак не регламентируется стандартами СНГ
- т.е. его как бы НЕТ! Однако анализ частоты жалоб (в различные госорганы и органы
местного самоуправления) населения Донецка на шум от "встроенных" объектов
торговли и питания растет (рис. 3.6).
Для решения этой проблемы необходимо разработать и утвердить ряд повышенных
требований по шуму и вибрации ещё на стадии разработки проектов для "встроенных" в
жилые дома объектов торговли и питания, а также при их строительстве и их
эксплуатации.
Для
улучшения
"квартирной
экологии"
возможно
следующее:
1) В квартире, в зависимости от запылённости города, не менее 1-2 раз в неделю
производить полную влажную уборку (вытирать пыль с поверхности мебели, протирать
линолеумные и деревянные полы, «мокро пылесосить» ковры и ковролиновые
покрытия), а также раз в полгода стирать все гардины и портьеры на окнах; 2) Раз 2-3
года (максимум!) отдавать в химчистку все натуральные шерстяные ковры; 3) При
покупке синтетических ковровых покрытий и линолеумов, а также ДСП-мебели
требовать от продавца сертификат качества. 4) В комнате с телевизорами и
компьютерами установить ионизатор (не путать с озонатором!) воздуха (типа «люстры
Чижевского»); 5) Приобрести кварцевую лампу, а также лампу «Соляное сияние» (её
выпускает «Артёмсоль», там вместо абажура – кристалл хлористого натрия) и
периодически включать их в каждой комнате квартиры в соответствие с приложенными
к ним инструкциями. 6) Разводить в квартире домашние растения, обладающие
выраженным фитонцидным действием для понижения числа бактерий в воздухе (к
таким растениям относятся цитрусовые, хвойные, мирт, хлорофитум, розмарин, герань,
мята-мелисса и др.). 7) По мере финансовых возможностей приобретать: стиральные
машины, работающие без использования моющих средств (они работают за счет
"физических" эффектов кавитации и ионизации воды); кондиционеры, насыщающие
подаваемый в комнату воздух кислородом и витаминами; пылесосы, имеющие "на
выходе" дополнительные тонковолокнистые фильтры типа «hepa». 8) Заменить старые
металлические водяные и канализационные стояки на пластмассовые; хотя бы раз в
полгода
чистить сифон кухонной раковины. 9) Поставить в квартире
высококачественный бытовой (домашний) фильтр для очистки воды (желательно на
основе обратного осмоса); 10) Соблюдать безопасные дистанции и сократить до
минимума пребывание в зонах вредного действия при пользовании всей домашней
электронной и бытовой техникой, особенно касательно детей. (Также см. раздел 3.5.
«Шум»).
3.6.
70
4. Экология и здоровье
4.1. Краткое введение
Доказано, что загрязнение окружающей среды повышает уровень заболеваемости
населения примерно на 20-30%. Загрязнение окружающей среды в первую очередь
сказывается на детях, так как интенсивное накопление различных вредных элементов
происходит еще в плаценте. Это приводит к появлению врожденных уродств, снижению
иммунитета, развитию множества болезней, зачастую с хронизацией патологического
процесса, задержке умственного и физического развития. Вырастает поколение
ослабленных людей («снижение иммунного статуса»), восприимчивых к инфекции, с
высоким риском развития ишемической болезни сердца и онкопатологии. Если учесть,
что «средний» человек ежесуточно вдыхает около 20 куб.м воздуха, выпивает примерно
два литра воды (или жидких блюд и напитков на её основе) и съедает более 1 кг пищи –
то интенсивное и недостаточно жестко контролируемое загрязнение окружающей
природной среды (воздуха, рек и морей, почвы, флоры и фауны, продуктов питания)
самым негативным образом сказывается на здоровье граждан. Ведь известно, что и
растения, и животные способны активно аккумулировать в себе многие вредные
вещества из вдыхаемого воздуха и потребляемых ими воды и пищи. Ниже приведены
некоторые цифровые данные (табл. 4.1, рис. 4.1).
Таблица 4.1. – Влияние на здоровье некоторых загрязняющих веществ
ПДК с. с.,
Вещество
Влияние на здоровье
мг/м3
Пыль
Отрицательно влияет на органы дыхания, вызывает
(взвешенные
0,15
респираторные заболевания, сердечно-сосудистые
частицы)
заболевания.
Ухудшает показатели крови и дыхательные функции,
вызывает повышенную заболеваемость ОРЗ. Поражает
бронхолёгочный аппарат. Вызывает развитие
Диоксид азота 0,04
хронических бронхитов. Способствует развитию
миокардитов, гастритов, колитов и токсических
гепатитов.
Оказывает раздражающее действие на слизистую
оболочку ВДП и глаз. Хроническое воздействие приводит
к возникновению бронхитов и других респираторных
Диоксид серы
0,05
заболеваний, оказывает влияние на процессы углеводного
и белкового обмена, снижает иммунитет. Вызывает
нарушение функций печени, анемию, угнетает функции
щитовидной железы.
Оксид
Образует в крови карбоксигемоглобин, что приводит к
3,0
углерода
гипоксемии, астеновегетативным нарушениям.
Отрицательно влияет на центральную нервную систему,
Фенол
0,003
сердечно-сосудистую систему, почки, печень.
Раздражает слизистую оболочку дыхательных путей, а
Формальдегид 0,003
также глаз, обладает аллергенным и канцерогенным
действием
-8
Диоксины
10
Поражают иммунную систему
Бенз(α)пирен
0,000005
Канцероген
Тяжелые мет.
(мг/л)
Hg
0,0005
Поражает центральную нервную систему и гол. мозг
Pb
0,03
Поражает ЦНС, костный мозг, особенно у детей
71
Cd
Al
0,001
0,5
Нитриты
1,0 (мг/л)
Поражает костную ткань, почки, печень
Вызывает болезни Паркинсона и Альцгеймера
Блокируют перенос кислорода кровью; могут в организме
превращаться в канцерогенный нитрозамин R-NH-NO2
Рис. 4.1. Карта средней продолжительности жизни людей, живущих вблизи
шлакового отвала металлургического завода:
зона 1 - св. 67 лет, 2 – 65-67 лет, 3 – 60-65 лет, 4 – 55-60 лет, 5 – 50-55 лет, 6 – менее 50 лет
С точки зрения экологии и гигиены питания жизнь современного человека также
характеризуется нарастающим влиянием техногенных факторов. К ним относятся
вещества химической природы (токсические вещества неорганической и органической
природы, поступающие с пищей и водой, а также с вдыхаемым воздухом, и т.д.),
различные физические факторы (радиоактивное излучение, электро-магнитно-волновые
воздействия и др.), а также биологической природы (микотоксины, экзотоксины и
другие биологически активные вещества). Все эти вещества и физические факторы
оказывают модулирующее влияние на структуру химических компонентов клеток
человека (белков, нуклеиновых кислот, липидов), на основные свойства биомембран, т.
е. проницаемость, текучесть, латеральный и трансмембранный перенос. Вторым
уровнем воздействия экологических факторов является изменения в параметрах
жизнедеятельности живых клеток и, в первую очередь, нарушения и повреждения на
уровне регуляции ферментных систем основных процессов жизнедеятельности всех
типов клеток, в которых важную роль играют белки. Третий уровень воздействия - это
влияние на функционирование физиологических систем организма, включая процессы
нейрогуморальной регуляции и адаптации организма человека к физическим и
биологическим факторам среды. Четвертым, наиболее ярким, выражением
неблагоприятного воздействия экологических факторов на организм животных и
человека, является такой показатель, как продолжительность жизни, а также частота
врожденных и приобретенных патологий, включая энзимопатии и иммунодефициты.
Биологическая безопасность — это сохранение живыми организмами своей
биологической сущности, биологических качеств, системообразующих связей и
72
характеристик,
предотвращение
широкомасштабной
потери
биологической
целостности, которая может иметь место в результате:
-внедрения чужеродных форм жизни в сложившуюся экосистему;
-введения чуждых вирусных или трансгенных генов или прионов;
-бактериального загрязнения пищи;
-воздействия генной терапии или инженерии или вирусов на органы и ткани;
-загрязнения природных ресурсов (воды, почвы);
-возможного внедрения чужеродных микроорганизмов из космоса.
Таблица 4.2. Определения опасности, применяемые в различных секторах
биобезопасности
Сектора
Безопасность
пищевых продуктов
Зоонозы
Здоровье животных
Здоровье растений
"Биобезопасность"
применительно к
растениям и
животным
"Биобезопасность"
применительно к
пищевым продуктам
Инвазивный
чужеродный вид
Определения опасности
Биологический, химический или физический элемент, содержащийся в данном
пищевом продукте, или состояние этого продукта, который или которое может
явиться причиной неблагоприятного последствия для здоровья.
Биологический возбудитель, который может передаваться
естественным путем между дикими или домашними животными и
людьми.
Любой патогенный возбудитель, который может вызвать неблагоприятные
последствия в результате импорта того или иного товара (МБЭ)
Любой вид, штамм или биотип растительного, животного или
патогенного возбудителя, который может причинить вред растениям
или продуктам растительного происхождения (см.: Международная Конвенция по
охране растений - МКОР).
Генетически модифицированный организм (ГМО), который обладает новой
комбинацией генетического материала, полученного благодаря использованию
современной биотехнологии, что может оказать неблагоприятное воздействие на
сохранение и устойчивое использование биологического разнообразия с учетом
также рисков для здоровья людей (см.: Картахенский протокол по
биобезопасности).
Организм, полученный на основе рекомбинантой ДНК, который
непосредственно воздействует на тот или иной пищевой продукт
или остается в нем, создавая возможность неблагоприятного воздействия на
здоровье людей (см.: Картахенский протокол по биобезопасности)
Инвазивный чужеродный вид вне его естественного прежнего или
нынешнего ареала обитания, интродукция и/или распространение
которого угрожает биобезопасности.
4.2. Генно-модифицированные организмы (ГМО)
Вот уже в течение нескольких лет не утихают дискуссии вокруг использования
генетически модифицированных организмов (ГМО) в фармацевтике, сельском хозяйстве
и производстве продуктов питания, лесоводстве (см. рис. 4.2). Генная инженерия как
отрасль молекулярной биологии несет начало с 1972 года. Тогда лаборатория Поля
Берга в Стэнфордском университете (США) получила вне организма рекомбинантную
(гибридную) молекулу ДНК из фрагментов фаговой, бактериальной и вирусной ДНК,
т.е. она была как бы «собрана» из разных «кирпичиков» по типу конструктора «лего».
Таким образом, суть генной инженерии состоит в том, что процесс рекомбинации
носителей наследственной информации – ДНК – производится ВНЕ организма, и таким
образом преодолеваются все ограничения, налагаемые природой, с которыми
сталкиваются ученые, используя приемы классической селекции. Итак, теперь всё стало
возможно: можно скрещивать отдельные гены «ужа и ежа» и можно управлять этим
процессом.
Прежде всего надо подчеркнуть, что технология ГМО (их ещё называют
трансгенными организмами) – это выдающееся достижение генной инженерии. К
настоящему времени генная инженерия достигла впечатляющих результатов.
Важнейшим её достижением является создание технологии получения инсулина и
73
интерферона в промышленных масштабах, получение эффективного противоракового
препарата – интерлейкина; более 200 новых лекарственных препаратов, полученных по
технологии ГМО уже введены в медицинскую практику. В 2010 году стоимость
продукции, выпускаемой в США на основе генно-инженерных методов, достигла 100
миллиардов долларов в год. В 1996 году впервые было начато коммерческое
использование генетически модифицированных растений – с тех пор площади посевов
трансгенных культур только в Америке увеличилось в 25 раз – с 2 млн га до 50 млн га.
Рис. 4.2. Схема получения ГМО
Такого рода посевы существуют в 13 странах мира, крупнейшие из них находятся в
США, Канаде и Аргентине. В США, по некоторым оценкам, 60% пищи получены из
ГМО. ГМ-сельхозрастения обладают целым рядом ошеломляющих свойств – засухо- и
морозоустойчивостью, невосприимчивостью к сельхозвредителям (что резко уменьшает
или вовсе исключает применение пестицидов и прочей «химии»), поразительно высокой
урожайностью, сверхдлительными сроками хранения, крайне низкой себестоимостью.
Многие политики видят в генной инженерии решение проблемы «мирового голода»
(ныне из 6,5 миллиардов населения Земли около одного миллиарда голодает; при этом
население именно наиболее бедных и «голодных» стран Африки и Азии имеет
тенденцию к быстрому росту), а также средство получения дешевых лекарств основной
группы для бедных стран «третьего мира». Есть еще множество «соблазнительных»
проектов, связанных с ГМО технологиями, например: создать и осуществить массовую
74
высадку ГМО-деревьев, которые поглощают в десятки раз больше СО 2, чем
«естественные» деревья – и таким образом решить проблему «парникового эффекта».
Однако в связи в распространением технологий ГМО из фармацевтики на
сельхозкультуры возникли вопросы: безвредны ли они для окружающей природной
среды? Так, на сегодняшний день в Европе разрешено использовать всего 21
разновидность генетически измененных сельскохозяйственных культур, на остальные
ЕС пока объявил мораторий; в США одобрили использование лишь 40 видов
генетически модифицированных сельхозкультур из нескольких сотен, разработанных
учеными. Эти решения – своего рода сигнал о том, что степень обеспокоенности
последствиями широкого внедрения ГМО растет во всем мире, а уровень наших знаний
о них крайне недостаточен. Проблема в том, что вопрос влияния ГМО на природную
среду, и в первую очередь на организм человека до сих пор крайне плохо изучен. Так,
ученые до сих пор до конца не представляют себе механизм переноса генетических
признаков трансгенного растения на природные виды посредством опыления (например,
не появится ли в результате какой-нибудь «супербурьян»?) Использование ГМО
технологий за пределами научных лабораторий в настоящее время ставит под угрозу
существование естественного растительного генофонда. Выпуск ГМО в окружающую
среду может повлечь необратимые изменения в естественных экосистемах, повлиять на
сохранение диких видов. Риск применение генно-измененных технологий в настоящее
время не оценивается адекватным образом, так как это невозможно сделать в рамках
жизни одного поколения людей. Как влияет потребление трансгенных продуктов на
здоровье людей, станет ясно, когда не свет появятся внуки тех, кто сегодня потребляет
эту «ГМО-пищу»...
В колумбийском городе Картахене представители 87 стран составили Протокол о
биобезопасности (Картахенский Протокол), который к настоящему времени
ратифицировали парламенты более 50 стран мира (Украина присоединилась к нему в
конце 2002 г.). В соответствии с этим Протоколом каждая страна берёт на себя
обязательства по ГМО: контролировать их создание, движение (особенно через
госграницы), хранение, реализацию, применение и утилизацию их отходов. Для этого в
каждой стране необходимо создать:
А) Комплект национальных законодательный актов;
Б) Контролирующие государственные органы;
В) Сертифицированные методики контроля;
Г) Подготовить специалистов соответствующего профиля.
4.3. Инфекции
Инфекции и вызванные ими эпидемии на протяжении многих веков являются одной
из самых страшных угроз человеческой цивилизации. Чума, холера, туберкулез, гепатит,
полиомиелит, лептоспироз, сальмонеллез, энтерит, ротавирусная инфекция («кишечный
грипп»).... Это далеко не полный список недугов, которыми люди рискуют заболеть,
съев несвежую пищу, напившись воды из водопровода или колодца, посетив
антисанитарный туалет и т.д.
Самая зловещая в истории Европы эпидемия бубонной чумы разразилась в середине
XIV в. (1346—1348 гг.). «Чёрная смерть», как ее тогда называли, унесла в Европе
треть населения, жертвами её стали 25 миллионов человек. Увы, эта эпидемия не была
случайностью. В средневековой Западной Европе весь мусор, пищевые отходы и
фекалии горожане выбрасывали прямо на улицы; в дождливую погоду улицы
превращались в непроходимые «мусорно-фекальные» болота, а в жаркий день в городах
было трудно дышать из-за едкого зловония. А ведь сегодня 2,5 млрд человек в странах
Африки и Азии до сих пор не имеют туалетов! Испанский грипп или «испанка»,
вызванный вирусом H1N1 был, вероятней всего, самой страшной пандемией гриппа за
75
всю историю человечества. В 1918—1919 годах во всем мире от испанки умерло
приблизительно 60 млн человек, а заражено было около 400 млн человек, или 21,5 %
населения планеты.
Однако в конце ХХ-го, тем более в XXI веке, с чумой, холерой, испанкой вроде бы,
удалось справиться. Но не тут-то было! 2009-й год - промутировавший вирус н H1N1
неожиданно вернулся в виде «свиного гриппа» и стал причиной 2627 смертей по всему
миру. 2010-й год - эпидемия холеры на Гаити; число жертв эпидемии составило 4 549
человек, были заражены 231 070 человек. 2011-й год - эпидемия холеры охватила в
общей сложности более 20 стран африканского континента; наибольшая заболеваемость
наблюдается в Чаде, Камеруне и на западе Конго. В регионе зафиксировано более 85
тысяч случаев заболевания, 2466 из них закончилось смертью. Наконец, совсем
недавно, вспышка смертельно опасной кишечной инфекции в Германии - мутация
Escherichia coli O157:H7 - стала драматическим напоминанием о необходимости
постоянной бдительности перед лицом возникающих инфекций. В странах с лучшей в
мире медициной – Германии, Франции, США – умерло несколько десятков человек.
Проблема этих новых вирусов состоит в том, что все известных лекарства против них
неэффективны, а новое лекарство за неделю или месяц не разработаешь...
Ведущей причиной смертности по всему миру по-прежнему остается туберкулез,
что обусловлено способностью его возбудителя, Mycobacterium tuberculosis,
адаптироваться к широкому ряду условий как внутри человека-носителя, так и за его
пределами. Остановить чрезмерное распространение туберкулеза в мире одна из
основных задач текущего времени. Ежегодно у 8 млн людей развивается активная
форма туберкулеза и около 1,5 млн/год человек умирает.
Остро стоит проблема заболеваемости вирусным гепатитом С, который также
распространен в той или иной степени практически повсеместно. Вирус гепатита С
(HCV) был открыт только в 1989 году, но проник в человеческую популяцию, как
предполагается, около 300 лет назад и в настоящее время представляет серьезную угрозу
здоровью людей. По данным ВОЗ повсеместно около 170 млн людей во всем мире
инфицированы гепатитом С и каждый год к ним добавляется от 3 до 4 млн. вновь
инфицированных. Высокая скорость мутации этого РНК-вируса и его быстрая
эволюция являются причиной чрезвычайной
разнообразности гепатита С в
человеческой популяции. Природные свойства этого вируса усиливаются
существующими для этого заболевания факторами риска, среди которых внутривенное
введение лекарств и наркотиков, татуировка, несоблюдение санитарно-гигиенических
норм.
Не избавившись до конца от «старых» коварных вирусов, человечество уже получило
еще более коварные новые. Из всех инфекционных заболеваний, впервые выявленных в
XX веке, самое глубокое влияние на заболевание и смертность среди людей оказал
синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД или AIDS). За последние 50-100 лет
вирус иммунодефицита человека (ВИЧ или HIV), ранее распространенный, главным
образом, среди шимпанзе , стал причиной мировой пандемии. Сейчас ВИЧ/СПИД
распространился в масштабах, угрожающих безопасности во всем мире. По данным
ВОЗ, с момента начала эпидемии СПИДа (1983 г.) вирусом ВИЧ было инфицировано
более чем 60 млн человек. Во многих развивающихся странах большая часть вновь
инфицированных - это молодые люди - около 1/3 людей, живущих со СПИД, имеют
возраст от 15 до 24 лет. Число умерших от СПИДа во всем мире уже достигло к
настоящему времени 16 млн человек.
В 1997 г. в Гонконге был идентифицирован новый высокопатогенный вирус
«птичьего гриппа» H5N1. В мае 2001 года в Юго-Восточной Азии вновь была
зарегистрирована вспышка гриппа у птиц, которая, как оказалось, была вызвана вирусом
гриппа А, подтипа H5N1. Однако эти вновь выделенные от птиц штаммы генетически
76
отличались от вируса H5N1, который в 1997 году вызвал в этом регионе вспышку
заболевания у людей. За эти годы от птичьего гриппа умерло более 300 человек – но
ведь это же не 13-й век, это 21-й! Также всех насторожило распространение вируса
атипичной пневмонии (SARS) в Китае.
Еще один новый опаснейший вирус – ротавирус («кишечный грипп»). Ежегодно
регистрируется до 25 млн случаев заболевания, из них 500 тысяч — с летальным
исходом, особенно это касается людей с ослабленным здоровьем. Также была опасна
спышка геморрагической лихорадки Эбола в Заире в 1995 году, смертность от которой
составляла 90%.
Специалисты предостерегают: есть риск распространения неизлечимых
инфекционных болезней в опасно больших масштабах. Причина - увеличение числа
"супербактерий", на которые не действуют никакие антибиотики.
Чем шире
используются антибиотики, тем чаще возникают и распространяются бактерии,
потерявшие к ним чувствительность. Но и наука не стоит на месте. Так, американские
ученые, испытав более 500.000 (!) синтетических молекул, синтезировали антибиотик
KKL-35 (он еще не имеет названия), который подавляет рост широчайшего спектра
болезнетворных бактерий в 90-100 раз более эффективно, чем самые лучшие нынешние
средства. Сейчас испытывают его побочные (нежелательные) эффекты – но здесь могут
быть неприятные сюрпризы.
4.4. Лекарственная безопасность
Лекарственные вещества, в основном, синтетического происхождения, поэтому, в
отличие от пищевых веществ, являются для организма чужеродными. Многие из них
могут вызвать побочные реакции, например, аллергию, отравление печени или почек,
через которые они выводятся из организма. Еще одна угроза здоровью – привыкание к
лекарству, ведущее к передозировкам. Так, причиной внезапной смерти знаменитого
певца Майкла Джексона стала лекарственная передозировка. При посмертном
исследовании его крови там была обнаружена смертельная концентрация пропофола –
сильнодействующего анестетика (обезболивающего). Расследование установило, что в
последние месяцы жизни Джексон стал зависимым от этого препарата и даже называл
его «моё молоко» (частично виновным в смерти певца был признан его личный врач,
который получил 4 года тюрьмы). Также в мире имеет место активный лоббизм
фармацевтических корпораций-гигантов, стимулирующих врачей выписывать
пациентам вновь разработанные препараты (как правило, более дорогие, чем
предыдущие). Иногда этот лоббизм далеко переходит границы врачебной этики. Так,
недавно американский суд оштрафовал фармацевтическую компанию «Eli Lilly» на
полтора миллиарда долларов за то, что она подкупала врачей, чтобы они выписывали
пациентам ее новое лекарство от шизофрении «Zyprexa», которое имело неприемлемо
высокие показатели ужасающих побочных эффектов, вплоть до смертельных исходов.
Но, надо полагать, топ-менеджеров «Eli Lilly» штраф не сильно расстроил - это ведь
копейки по сравнению с $36 млрд, заработанными этой компанией на продаже своего
ядовитого «Zyprexa» в 2000-2008 гг. Высокие риски также связаны с лекарственными
подделками. Фальсифицированные лекарства несут высокую угрозу жизни и здоровью
людей, особенно если учесть, что по данным ВОЗ наибольшее количество подделок это антибиотики, обезболивающие (типа кетанова), пищеварительные лекарства (типа
мезима или фестала) и др. Комиссия ООН по контролю за медицинскими препаратами
заявила, что от 10 до 25 процентов лекарств в развивающихся странах – подделки.
Крупнейшие фармацевтические компании мира обязались выделить Интерполу шесть
миллионов долларов для борьбы с производством и распространением фальшивых
медпрепаратов.
77
4.5. Пищевая безопасность
Есть три вида опасности, связанной с пищей: 1) когда ее недостаточно для питания
(голод, недоедание); 2) когда ее избыток (переедание, ожирение); 3) когда она
некачественная (инфекции, болезни желудочно-кишечного тракта, печени).
Чтобы понять природу голода как общественного явления, важно иметь в виду, что
он проявляется в двух различных формах: "скрытой" (хронической) и "явной" — в виде
вспышек массового голода вследствие недородов или полной гибели урожаев из-за
стихийных бедствий или военных конфликтов. Первая форма - хронический голод на
почве нищеты и, соответственно, чрезвычайно низкой покупательной способности
населения — проявляется как своего рода "невидимый" кризис, вызывающий
постоянные физические лишения сотен миллионов людей в ряде сменяющих друг друга
поколений. Хронический голод стал неотъемлемой чертой образа жизни значительной
части населения развивающихся стран, лишенной элементарных средств существования.
В первой половине ХХ века на территории бывшего СССР было зафиксировано два
крупных голодомора. Голод в России 1921—1922 (более известный как Голод в
Поволжье) — массовый голод в советских республиках РСФСР. Согласно данным
официальной статистики, голод охватил 35 губерний с общим населением в
90 миллионов человек, из которых голодало не менее 40 миллионов. От голода и его
последствий погибло около 5 миллионов человек.
— массовый голод, охвативший всю территорию
Украинской ССР в 1932—1933 годах и повлекший значительные человеческие жертвы –
около семи миллионов человек.
Недавно Генсек ООН Пан Ги Мун заявил, что в мире голодает около одного
миллиарда человек, в т.ч. 200 миллионов детей.
Беда еще и в том, что
производительность труда в сельском хозяйстве развивающихся стран все еще остается
на примитивном уровне - в 20 — 25 раз ниже, чем в развитых западных странах.
Существенно улучшило бы дело продовольственного обеспечения создание в
развивающихся странах развитой инфраструктуры складских помещений, овоще- и
зернохранилищ, предприятий первичной переработки сельхозсырья и т.д., из-за
отсутствия которых гибнет до 50% сельскохозяйственной продукции.
Но тем более аморально, что в самых богатых и благополучных странах мира
выбрасываются на свалку миллионы тонн пригодных для употребления пищевых
продуктов.
Так, до 40% всех пищевых продуктов, производимых в США,
выбрасывается на свалку, и до 25-30% их еще пригодны к употреблению (часть их
выбрасывают магазины, т.к. срок их скоро истекает и они утратили «товарный вид»,
другую часть – граждане, купившие слишком много продуктов, которые они не в
состоянии съесть). Повторяю- это не объедки, это ЕДА! В настоящее время среднестатистический американец, потребляя в день 2600 калорий, выбрасывает в мусор
продуктов ещё на 1400 калорий. В результате получается, что на пищевые отходы
бесполезно расходуется около четверти всей потребляемой пресной воды, а также 300
млн. баррелей нефти в год. В Великобритании обстоят дела не краше - около 8,3 млн
тонн пригодного продовольствия оказывается на свалках. Причём из них 5,3 млн тонн
продуктов ещё пригодны к употреблению. Среднестатистическая Британская семья
ежегодно выбрасывает продуктов на сумму 680 фунтов стерлингов. Чаще всего, из
продуктов ещё пригодных к употреблению, выбрасывают овощи, фрукты, салаты и
мясо. В Украине за год на помойку, по подсчетам независимых экспертов, отправляется
примерно 7 млн т пищевых отходов. Из этого объема треть отсортировывается в
процессе производства, еще треть выбрасывают розничная торговля и кулинария;
оставшиеся 35-40% отправляют в мусор уже непосредственно в отечественных
домохозяйствах.
78
С другой стороны, в тех же США более 30% взрослых США и около 20% детей
страдают избыточным весом. Сейчас среднестатистический американец весит на 15 кг
больше, чем это было в 80-х. Естественно, что увеличением числа страдающих
ожирением США обязаны расширяющейся сети фаст-фудов, а также увеличению
порций продукции. 50 лет назад гамбургер в «Макдональдс» весил 60 г, в то время как
сейчас его вес около 250 г. На сегодняшний день самая большая порция «Кока-колы»
составляет там 1 л, в то время как раньше она была лишь 0,25 л. Именно сахар в пище
является одним из главных виновником эпидемии ожирения. Если бы вместо
подслащенных напитков средний американец пил простую воду, он или она стали бы
легче на 8 кг. Недавно мать 7-летней Джессики Леонард из Чикаго предстала перед
судом за то, что перекармливала свою дочь, давая ей ежедневно несколько килограммов
еды из фаст-фуда и 10 литров «колы», что в 15-20 раз превышает норму. «Иначе моя
дочь начинает плакать» - объяснила свои действия женщина. А между тем, девочка уже
весит более 200 кг и почти не может ходить (см. фото).
Вредные вещества пищи условно могут быть разделены на две группы. Первая
группа – это собственно природные компоненты пищевых продуктов (специфичные
именно для определенного вида продукта растительного или животного
происхождения), которые при обычном или излишнем использовании могут вызвать
негативные реакции организма. Она представлена большим перечнем биологически
активных и токсических элементов, которые в свою очередь разделяются на группы,
различающиеся по строению
Рис. 4.4. Фото семилетней американки - последствия ожирения
и механизму действия. К ним относятся: антивитамины (к «антивитаминам»
специалисты относят биологически активные соединения, обладающие способностью
уменьшать или полностью ликвидировать специфический эффект витаминов; в настоящее
время эти вещества обнаружены в целом ряде пищевых продуктов), алкалоиды,
вещества, угнетающие усвоение минеральных веществ, алкоголь, цианогенные
гликозиды и др. Это вещества, о вредном воздействии которых известно, как правило,
заранее (например, о том, что нельзя есть зеленый картофель, так как он содержит
соланин). Вторая группа представлена веществами, не свойственными пищевым
продуктам, попадающими в пищу из окружающей среды. Как правило, это химические
вещества, вносимые в пищу специально для достижения технологического эффекта, или
загрязнители пищи химической или биологической природы. Загрязнители пищевых
продуктов, попадающие из окружающей среды, представляют наибольшую опасность
для здоровья, особенно если речь идет о детях. В свою очередь, истинные загрязнители
пищевых продуктов делятся на вещества природного (биологического) и химического
происхождения.
79
Биологические загрязнители пищевых продуктов:
бактериальные токсины;
ботулинические токсины;
микотоксины (токсины микроскопических грибов);
токсины одноклеточных и многоклеточных водорослей.
Химические загрязнители пищевых продуктов:
металлы, к ним относятся ртуть, свинец, хром, мышьяк, кадмий, кобальт, олово, никель;
пестициды и продукты их метаболизма: органические инсектициды, метилбромид и др;
нитраты, нитриты, полициклические ароматические соединения, стимуляторы роста
сельскохозяйственных животных и др; радиоизотопы (изотоп какого-либо элемента,
который испускает радиоактивное излучение во время его превращения в другой
элемент). Основным путем загрязнения пищевых продуктов радиоизотопами является
почва, там их впитывают растения, и далее они с продуктами растительного
происхождения попадают в организм человека. Наибольшую опасность для здоровья
представляют стронций 90 и цезий 137.
Степень загрязнения пищевых продуктов напрямую зависит от степени загрязнения
окружающей среды. Чужеродные вещества, попадающие в нее в результате
жизнедеятельности человека, накапливаются в почве, атмосферном воздухе, воде, а,
следовательно, передвигаясь по цепочке, неизбежно попадают в организм человека и
вызывают нарушения здоровья. С точки зрения распространения и токсичности
наиболее опасными загрязнителями пищевых продуктов являются тяжелые металлы,
пестициды и продукты их обмена, радионуклиды, полициклические ароматические
углеводороды, нитраты, нитриты.
Ртуть, кадмий, свинец и другие тяжелые металлы оказывают на человека и животных
токсическое действие, взаимодействуя с белками и блокируя различные ферментные
системы и нарушая физиологические функции организма. Они могут накапливаться в
органах и тканях, особенно в костной ткани. Так, например, есть доказательства
патологического действия этих металлов на сердечно-сосудистую систему, почки,
возможно также канцерогенное влияние; попадая в организм детей, они замедляют их
психическое и умственное развитие, деформируют костный скелет.
Таблица. 4.3. Предельно допустимое содержание тяжелых
металлов в детских пищевых продуктах.
Металлы
Содержание, мг/кг
Ртуть
0,005
Свинец
0 0,1
Кадмий
0,01
Медь
2,0
Цинк
5,0
Свинец и ртуть являются нейротоксиноми – проще говоря, убийцей клеток мозга.
Большой уровень свинца в детской крови был сопоставлен с проблемами обучения,
синдромом дефицита внимания (ADD), синдромами гиперактивности, снижением
интеллекта и памяти, аутизмом. Наибольший риск имеют, даже если воздействие было
минутным или краткосрочным, маленькие дети и беременные женщины и их плод.
Ученые из отдела контроля за пищевыми продуктами Стокгольмского университета
провели обследование заведений, в которых готовят и продают продукцию быстрого
приготовления. Они обнаружили и сообщили, что при тепловой обработке (жарить,
кипятить в масле) пищи, богатой углеводами, например, картофеля, образуется много
опасного канцерогенного вещества - акриламида. Кулечик чипсов, которые так любят
дети, содержит акриламида в десятки раз больше нормы (см. табл. 4.4).
80
Табл. 4.4. Содержание акриламида в продуктах
Продукт
Среднее содержание (мкг/кг)
Чипсы картофельные
Картофель фри
Кукурузные палочки и хлопья
1343
330
200
Существуе также много различных технологических добавок в пищу, влияние
которых, мягко говоря, небезвредно. Так, в сельском хозяйстве для быстрого роста
мышечной ткани животных применяются, как правило, анаболические гормоны,
позволяющие при регулярном использовании увеличить мышечную (пищевую) массу
животных. Наряду с гормонами для выращивания мясистого и здорового скота широко
используются антибиотики. Как известно, определенная часть анаболиков и
антибиотиков не выводится из организма. У животных они частично остается в мясе,
молоке. При использовании такого продукта возрастает риск развития аллергических
реакций, нарушения местного иммунитета, а также изменения микрофлоры кишечника.
В технологии изготовления продуктов питания используются консерванты и
пищевые добавки, многие из которых вредны и запрещены в ряде стран мира.
Например, для консервирования мяса используются токсичные нитриты и нитраты
(международная маркировка на этикетках – Е249-Е250-Е251), а при выпечке хлеба –
пропионовая кислота и её производные (Е 280 – Е 283) - оба вещества – пассивные
канцерогены; пищевая добавка Е123 (амарант) — азокраситель, токсичное химическое
вещество синтетического происхождения; Е216 – пропиловый эфир пара-оксибензойной
кислоты, консервант, отрицательно влияет на развитие плода во время беременности. Все
упомянутые добавки запрещены в ЕС, часть из них - в России и Украине.
Есть еще одна опасность в употреблении пищи с консервантами. Ведь что такое
консервант? Давайте посмотрим, что пишут ученые о пищевой добавке-консерванте
Е216: «Пищевая добавка Е216 имеет выраженную антимикробную активность
и обладает свойствами ингибировать рост бактерий, плесени и различных грибков».
Именно поэтому она обеспечивает длительные сроки хранения фасованных продуктов
питания. Но ведь, попадая в наши желудки, все консерванты с таким же «энтузиазмом»
убивают микрофлору наший кишечников, затрудняя переваривание пищи! А ведь Из 3
кг содержимого кишечника - 1,5 кг приходится на чистую микробную массу! Из-за
этих консервантов, пища, которую мы съедаем, переваривается не полностью. Беда в
том, что непереваренная пища в желудочно-кишечном тракте начинает разлагаться.
Белки гниют, углеводы бродят, жиры прогоркают (окисляются). Недаром ведь среди
практических врачей бытует поговорка, что "непереваренная пища переваривает того,
кто ее съел". Продукты гнилостного и бродильного распада всасываются в кровь и
отравляют весь организм (интоксикация). Поэтому, кроме того, что большинство
консервантов в той или иной степени токсичны – они еще и губят наш кишечник.
*****
Все вышеперечисленные факторы крайне отрицательно сказываются на здоровье
жителей Украины. По данным Минздрава сегодня уровень заболеваемости в Украине –
150 тыс. случаев на 100 тыс. населения, т.е. по полторы болячки на человека. По оценке
ВОЗ в Украине свыше 400 тыс. ВИЧ-инфицированных; около одного миллиона
психических больных. На учете состоит 670 тысяч туберкулезных больных, из них
120000 – в активной форме; свыше миллиона диабетиков. В Украине - свыше 600 тысяч
больных раком, причем смертность среди них – одна из самых высоких в мире.
Кишечные инфекции и гепатит стали настоящим бичом малых городов и поселков. По
81
данным Associated Press средняя продолжительность жизни мужчин, рассчитанная по
методике ВОЗ, составляет: в Украине – 58 лет (в США - 67 лет). За первое полугодие
2001 г. в Украине умерло 405 тыс. человек, а родилось – лишь 187 тысяч (в Донецкой
области за 2000 г. родилось 29,5 тыс., а умерло – 80,1 тыс. – т.е. в 2,8 раза больше). При
этом из тысячи новорожденных, 20 детей - мертворожденные или умирают в первый
год жизни, а еще 25 – имеют тяжелые врожденные пороки. Чуть не каждый третий
школьник – уже “хроник”. В Украине 300 тысяч детей-инвалидов, 2,5 миллиона
“взрослых” инвалидов, в т.ч. 100 тысяч чернобыльцев (а всего украинцев, пострадавших
от аварии на ЧАЭС - около трёх миллионов).
4.5. Потребности человека и экологическая безопасность
Потребности человека в широком понимании этого термина есть необходимость в
чем-либо для поддержания жизнедеятельности организма человека (развития, здоровья,
активного творчества, воспроизводства) и удовлетворения его интересов, как личности,
принадлежащей к определенным социальным группам и обществам. Отсюда
потребности, по отношению к человеку, есть фактор, побуждающий его к деятельности,
направленной на их удовлетворение и выступают как источник его активности. В
определенной степени потребности определяют направленность мышления человека,
его чувств и воли.
Распространена классификация, по которой биологические потребности человека
делят на три типа: базовые, важнейшие и псевдопотребности.
Базовые биологические потребности человека. Сюда, кроме пищи, воздуха, воды,
одежды и жилища, можно отнести и более сложные, но также необходимые человеку
условия:
-безопасность;
-тепловой, акустический, электромагнитный комфорт;
-состав воздуха, не приводящий к физиологическим или генетическим аномалиям и
неприятным ощущениям;
-качество питьевой воды, что подразумевает не только то, что вода должна быть не
загрязненной и не угрожающей здоровью, но и то, что она должна быть приятной на
вкус;
-сбалансированность питания, что включает необходимую калорийность пищи, а также
наличие незаменимых аминокислот, витаминов, жиров, белков, углеводов;
-определенные вкусовые характеристики пищи и ее безопасность;
-продолжение рода и получение сексуального удовлетворения.
Важнейшие биологические потребности человека. Сюда относятся:
-здоровый сон и отдых;
-защита от болезней и антропогенных загрязнений;
-пространственный комфорт (определенное место в пространстве для каждого человека
- жизнь без переуплотнения во всех смыслах этого слова;
-комфорт природной среды, причем именно той, к которой исторически адаптирована
данная группа людей;
-комфорт ландшафтной природной среды (высота над уровнем моря, наличие или
отсутствие ветров, диапазон колебаний температуры и влажности атмосферного воздуха
и т. п.);
-подвижность и труд (гиподинамия - одна из основных причин большинства типичных
заболеваний городского населения);
-информация (определенного объема и качества), необходимая для здоровья и развития
мозга;
-биолого-социальный климат, т. е. положение в иерархической структуре общества.
82
Из приведенного выше списка потребностей может показаться, что многие из них
присущи лишь человеку. На самом же деле они являются биологически обоснованными
и эволюционно сложившимися. Поэтому они свойственны не только человеку, но и
другим живым существам, особенно высшим животным, родственным человеку.
Осознание своих истинных потребностей очень важно для человека, поскольку в
соответствии с ним последний строит свою субъективную систему ценностей. Когда эти
ценности, а также представления об успехе в жизни и о комфорте опираются на
естественные потребности и стремление к их реализации, человеку гарантирован успех
не только в социальной, но и в личной жизни: ощущение счастья, комфорта и т. д.
Псевдопотребности человека. Если биологические потребности по каким бы то ни
было причинам не реализуются, то они заменяются псевдопотребностями, например, в
агрессии или лидерстве путем агрессии, либо в предметах роскоши. Такая
псевдокомпенсация ведет не только к асоциальному поведению человека, но и к
нарушению многих экологических законов, т. е. правил поведения человека в природе.
По другой классификации, различают четыре основных вида потребностей:
биологические, информационные, социальные и духовные (религиозные, культурные,
эстетические). Существует иерархия потребностей от чисто биологических, первичных,
таких как потребности в пище, воде и кислороде, без чего невозможно поддержание
жизни, до утонченной потребности в самореализации, которая возникает в качестве
завершающей на самом верхнем их уровне. Ее можно представить в форме пирамиды
(рис. 4.3).
ПОТРЕБНОСТЬ В
САМОАКТУАЛИЗАЦИИ:
реализация своих
способностей, развитие
собственной личности
ЭСТЕТИЧЕСКИЕ ПОТРЕБНОСТИ:
гармония, красота
ПОЗНАВАТЕЛЬНЫЕ ПОТРЕБНОСТИ:
знать, уметь, понимать, исследовать
ПОТРЕБНОСТЬ В УВАЖЕНИИ:
компетентность, достижение успеха, одобрение, признание
ПОТРЕБНОСТЬ В ПРИНАДЛЕЖНОСТИ И ЛЮБВИ:
принадлежность к общности, быть принятым, любить и быть любимым
ПОТРЕБНОСТЬ В БЕЗОПАСНОСТИ:
чувствовать себя защищённым, избавиться от страха и неудач
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОТРЕБНОСТИ:
голод, жажда, половое влечение и другие
Рис.4.3. Пирамида потребностей человека (по А. Маслоу)
Формирование потребностей человека - сложный и длительный процесс,
обусловленный его воспитанием и средой в самом широком понимании, природной и
социальной структурой этой среды, той информацией, которую получает человек со дня
его рождения. Однако одностороннее развитие каких-то потребностей, неадекватное
возможностям их удовлетворения, может привести (и нередко приводит) к деформации
личности, возникновению в человеке личностных свойств, нежелательных для
общества, а часто пагубных для самого человека.
Потребности человека как биологического вида по сути - потребности не только
чисто биологические, но и экологические. Действительно, человек, как и любой другой
живой организм, нуждается в таких свойствах внешней среды, которые обеспечивали бы
83
необходимый для его существования обмен веществ. Через удовлетворение этих
потребностей реализуется развитие, поддержание и воспроизводство жизни. Это
потребности в жилище, пище, одежде, тепле, защите от инфекций, стихийных бедствий
и т.д.. Однако, в случае гипертрофированного, неуправляемого развития материальных
потребностей их удовлетворение не только нарушает экологическое равновесие, но
ухудшает здоровье человека или даже целой нации.
4.6. Социальное неравенство
По определению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ): "Здоровье - это
состояние полного физического, умственного и социального благополучия". Поэтому
социальное неравенство – как между бедными и богатыми странами, так и между
бедными и богатыми гражданами одной страны – является весомым фактором
экономического, экологического и социального неблагополучия.
Система факторов, формирующих здоровье
поколения, включает основные
детерминанты в порядке возрастания их влияния: состояние здравоохранения,
наследственность, экология природной среды, образ жизни. А вот образ жизни
напрямую зависит от степени социального неравенства, которое по мере углубления
влияет на все стороны жизнедеятельности: имущественное положение, доступность
медицинских и образовательных услуг, качество питания, характер досуга и отдыха,
возможности профессиональной карьеры.
Статистика ООН показывает: 86% совокупного объема потребления приходится
сейчас на 1/5 населения Земли, на остальные же 4/5 – лишь 14% потребления. Вообще,
создаётся впечатление, что вот эти «остальные 4/5 населения» нигде никому уже не
нужны, более того, они сильно надоели богатой 1/5 населения Земли. А как иначе
объяснить, что полтора миллиарда людей на Земле живут за чертой бедности (меньше,
чем на 1 доллар в день!); кроме того, они не имеют доступа практически ни к какой
медицинской помощи и ни к какому образованию. Из них один миллиард голодает, в т.
ч. 200 млн детей. Согласно докладу ВОЗ, ежегодно во всем мире умирает 7,6 миллионов
детей в возрасте до 5 лет (т.е. 87 детей каждый час!); 35% - по причине недоедания, 65%
- из-за болезней и отсутствия медпомощи. Например, в Мексике доходы самой бедной
части населения в 25 раз ниже, чем самой богатой, а в США этот разрыв - 1 к 14
(предельно допустимый для национальной безопасности коэффициент Джини статистический показатель степени расслоения общества данной страны - составляет 10
раз). Важным толчком в росте социального неравенства стал технологический прогресс,
достигнутый в сфере производства и сфере услуг, который ускорился с середины 1990-х
годов, потребовал труда квалифицированных рабочих, а люди с низким уровнем
образования остались далеко позади. Сократить социальное неравенство, по мнению
экспертов Международного валютного фонда (МВФ), можно при соблюдении трех
условий. Во-первых, необходимо реформировать рынок труда, чтобы создать равные
условия для работников. Второй необходимый фактор – изменение системы
образования, которая позволила бы получить высокую квалификацию всем желающим.
Третье условие – это перераспределение доходов от богатых к бедным, которое можно
достичь за счет разной налоговой нагрузки на население. Один из руководителей МВФ,
выступая недавно на ежегодной сессии МВФ, заметил: «Реальность свидетельствует,
что традиционные макроэкономические и финансовые показатели не имеют значения
для рядовых граждан. Вид с улицы выглядит иначе, чем из окон правительственных
учреждений».
Известный американский экономист проф. Ричард Вольф построил любопытный
график (см. рис. 4.5). Из графика 4.5 видно, что с 1970 г. по 2009 производительность
труда выросла в 5 раз (с 500 ед. до 2500 ед.), а реальная зарплата практически не росла –
84
т.е. вся прибыль уходила владельцам предприятий, и именно их уровень жизни рос
быстрыми темпами, а вот уровень жизни наемных рабочих, инженеров, офисных
Рис. 4.5. Среднее соотношение роста реальной почасовой зарплаты (нижняя
кривая) и производительности труда (верхняя кривая) в мире за 1890-2009 гг.
работников – стоял на месте. Вместо высокой реальной зарплаты, как это было до 1970
г. (до «точки развилки» на рис. 4.5), например, американские семьи стали пользоваться
кредитами для поддержки высокого уровня жизни, т.е. фактически жили в долг. В
результате, по информации Федерального резерва США, в 2010 г. общий долг
американцев по банковским кредитным карточкам составил 2,4 триллиона долларов, но
чтобы погасить его вместе с набежавшими процентами и пени, американцам придется
выплатить банкам около 10 триллионов долларов, в 4 раза больше суммы долга – т.е. в
выиграше опять-таки банки, но не рядовые американцы.
В целом, последний жестокий экономический кризис (2008 г.) особенно ярко высветил
аморальность и тупиковый характер
экономики, основанной на бесконечном росте
потребления и кредитных заимствований в ущерб экологии и духовности (как писал
прекрасный поэт Александр Межиров:
“Все долбим, долбим, долбим,
Сваи забиваем.
А бывал ли ты любим
И незабываем?”).
4.7. Некоторые выводы
Все вышеперечисленные в пп. 4.1-4.6 факторы вносят весомый вклад в
неудовлетворительное состояние здоровья украинцев. Продолжительность жизни
населения Украины составляет всего 68,2 года, что в среднем на 10 лет ниже, чем в
странах ЕС. Коэффициент младенческой смертности составляет 9,3 %, что в 2,5 раза
выше, чем в Западной Европе. Уровень преждевременной смертности в 3 раза
превышает аналогичный в странах ЕС (648 против 220 случаев на 100 000 чел.). Уровень
смертности от туберкулеза в Украине составляет 21,3 случая на 100 000 чел., тогда как в
странах ЕС — 1,1 случая на 100 000. В Украине наивысший в Европе природный спад
населения (–5,7 на тысячу населения в 2008 г.) – см. также табл. 4.5 и рис. 4.7.
85
Таблица 4.5. Сравнительный уровень смертности на 100 тыс. населения (за 2008 г.)
Страна
ВВП,
Доля ВВП на
Уровень смертности на
трилл.
здравоохранение,
100 тыс. населения
долл.
%
Болезни
Инфекции ДТП
сердца
Украина
0,13
2,7
473,7
23,2
24
Россия
1,5
4,2
684,3
22,4
20
Великобритания
2,3
7,1
181,5
7,8
4
Франция
2,5
8,2
124,0
10,2
7
Рис. 4.7. Сравнительный уровень смертности в разных странах мира (2008 г.)
Как видно из табл. 4.5 и рис. 4.7 уровень здоровья населения Украины (и России)
находится на недопустимо низком уровне, фактически, на уровне наиболее бедных
стран Центральной Африки (на рис. 4.7 страны Западной и даже Восточной Европы
находятся далеко в правой, невидимой части графика).
86
5. Государственная система экологической безопасности
Объектами охраны окружающей среды называются находящиеся в экологической
взаимосвязи ее составные части, отношения по использованию и охране которых
урегулированы правом. Составной частью окружающей природной среды, охраняемой
законом, обладающей признаками естественного происхождения, является природный
объект. Согласно законодательству, природный объект – это естественная экологическая
система, природный ландшафт и составляющие их элементы, сохранившие свои
природные свойства. Природно-антропогенный объект – это природный объект,
измененный в результате хозяйственной и иной деятельности, и / или объект, созданный
человеком, обладающий свойствами природного объекта и имеющий рекреационное и
защитное значение. Объект, созданный человеком для обеспечения его социальных
потребностей и не обладающий свойствами природных объектов, называется
антропогенным объектом. Перечень природных объектов: земли, недра, почвы;
поверхностные и подземные воды; леса и иная растительность, животные и другие
организмы и их генетический фонд; атмосферный воздух, озоновый слой атмосферы и
околоземное космическое пространство.
Система экологической безопасности Украины состоит из следующих элементов:
-законодательная база;
-государственные регулирующие и контролирующие органы и организации;
-экологические мониторинг, экспертиза, аудит;
-общественные экологические организации.
5.1. Законодательная база.
Основным Законом любой цивилизованной страны, в т.ч. Украины – является
Конституция. В «экологических» статьях Конституции Украины записано следующее:
«Обеспечение экологической безопасности и поддержка экологического равновесия на
территории Украины, ликвидация последствий Чернобыльской катастрофы –
катастрофы планетарного масштаба, сохранение генофонда украинского народа есть
обязанность государства» – ст. 16; «Каждый имеет право на безопасную для жизни и
здоровья окружающую среду и на возмещение причинённого нарушением этого права
вреда. Каждому гарантируется право свободного доступа к информации о состоянии
окружающей среды, о качестве пищевых продуктов и предметов быта, а также право на
её распространение. Такая информация никем не может быть засекречена» - ст. 50.
Эти права и обязанности как государства, так и граждан Украины закреплены в
Законе Украины «Об охране окружающей природной среды» (1991 г.). Этот
основополагающий «экологический» закон Украины, как записано в его предисловии,
«определяет правовые, экономические и социальные основы организации охраны
окружающей природной среды в интересах нынешнего и будущих поколений». Далее (в
ст. 1) записано: «Задачей законодательства об охране окружающей природной среды
есть регулирование отношений в сфере охраны, использования и возобновления
природных ресурсов, обеспечения экологической безопасности, предотвращения и
ликвидации негативного влияния хозяйственной и иной деятельности на окружающую
природную среду, сохранение природных ресурсов….». Ст. 5 перечисляет объекты, на
которые распространяется действие ст. 1: «Государственной охране и регулированию
использования на территории Украины подлежат: окружающая природная среда как
совокупность природных и природно-социальных условий и процессов, природные
ресурсы….(земля, недра, воды, атмосфера, лес и др. растительность, животный мир),
ландшафты и иные природные комплексы». Далее в Законе подробно расписаны
экологические права и обязанности граждан Украины (ст. 9-12), полномочия Верховной
87
Рады, Кабмина, местных советов, органов управления, экологических спецпрокуратур
(ст. 37), а также общественных организаций в сфере охраны окружающей природной
среды (ст. 13-21), мониторинг (ст. 22), экологическая экспертиза (ст. 26-30),
экологическое нормирование (ст. 31-33), экономические санкции (ст. 41-47) и многое
другое.
Важное место в правовом обеспечении экологической безопасности Украины играет
Закон «Об отходах», введенный в действие в 1998 г., который регулирует правила
обращения с отходами (особенно это важно для токсичных отходов) и который все
понятия и действия, относящиеся к отходам, сделал легитимными. Так, раздел 2 Закона
определяет права собственности на отходы (ст. 8): «Отходы являются объектом права
собственности». Без этой «простенькой» фразы в Законе было невозможно ни
передавать в собственность, ни отдавать в аренду, например, шламонакопитель. А без
оформления документов – какая частная структура станет заниматься, например, его
утилизацией?...
Ниже приводится перечень ряда основных законодательных актов Украины и
России в области охраны окружающей природной среды.
Украина
Как упоминалось выше, основой правоотношений в области охраны окружающей
среды являются нормы природоохранного законодательства, определенные Законом
Украины “Об охране окружающей природной среды”. В поддержку данного базового
Закона принят ряд природоохранных законодательных актов, которые касаются почти
всех аспектов охраны окружающей среды и использования природных ресурсов,
например:

Закон Украины “О природно-заповедном фонде Украины” (1992 г.)

Закон Украины “Об охране атмосферного воздуха” (1992 г., новая редакция – 2001 г.)

Лесной кодекс Украины (1994 г.)

Кодекс Украины о недрах (1994 г.)

Закон Украины “ Об экологической экспертизе” (1995 г.)

Водный кодекс Украины (1995 г.)

Закон Украины “Об использовании ядерной энергии и радиационную безопасность”
(1995)

Закон Украины “Об обращении с радиационными отходами” (1995 г.)

Закон Украины “Об отходах” (1998 г.)

Закон Украины “ О растительном мире” (1999 г.)

Закон Украины “Об охотничьем хозяйстве и охоте” (2000 г.)

Закон Украины “О правовом режиме чрезвычайного положения” (2000 г.)

Закон Украины “О зоне чрезвычайной экологической ситуации” (2000 г.)

Закон Украины “О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций
техногенного и природного характера” (2000 г.)

Земельный кодекс Украины (новая редакция 2001 г.)

Закон Украины “Об объектах повышенной опасности” (2001 г.)
88

Закон Украины “О животном мире” (2001 г.)

Закон Украины “О нефти и газе” (2001 г.)

Закон Украины “О запрещении ввоза и реализации на территории Украины этилового
бензина и свинцовых добавок к бензину” (2001 г.)

Закон Украины “О питьевой воде и питьевом водоснабжении” (2002 г.)

Закон Украины “О Красной книге Украины” (2002 г.)
Россия

Федеральный Закон РФ «Об охране окружающей природной среды» №7-ФЗ от 10 января
2002 года;

Федерадьный Закон РФ «О недрах» (в редакции от 03 марта 1995 года), (с изменениями
от 10 февраля 1999 года, 2 января 2000 года, 14 мая, 8 августа 2001 года, 29 мая 2002
года);

Федеральный закон РФ «О животном мире» №52-ФЗ от 24 апреля 1995 года;

Федеральный закон РФ «Об экологической экспертизе» №174-ФЗ от 23 ноября 1995 года
(с изменениями от 15 апреля 1998 года);

Федеральный Закон РФ «О радиационной безопасности населения» №3-ФЗ от 09 января
1996 года;

Федеральный закон РФ «О мелиорации земель» №4-ФЗ от 10 января 1996 года (с
изменениями от 10 января 2003 года);

Федеральный Закон РФ «Об энергосбережении» №28-ФЗ от 03 апреля 1996 года;

Федеральный Закон РФ «Об отходах производства и потребления» №89-ФЗ от 24 июня
1998 года (с изменениями от 29 декабря 2000 года и 10 января 2003 года);

Федеральный Закон РФ «Об охране атмосферного воздуха» от 04 мая 1999 года;

Федеральный Закон РФ «Об объектах культурного наследия (памятники истории и
культуры) народов Российской Федерации» от 25 июня 2002 года;

Лесной кодекс Российской Федерации №22-ФЗ от 29 января 1997 года (с изменениями от
30 декабря 2001 года, 25 июля и 24 декабря 2002 года);

Водный кодекс Российской Федерации №167-ФЗ от 16 ноября 1995 года (с изменениями
от 30 декабря 2001 года и 24 декабря 2002 года).
Но, конечно, важно не только написать Законы, еще важнее - исполнять их (как
говорят англичане: «Actions speak louder than words» – «Дела громче слов»).
5.2. Государственное регулирование и контроль природопользования в Украине
5.2.1. Комитет по вопросам экологической политики и ядерной безопасности
Верховной Рады. Основные полномочия Комитета:
- определяет основные направления государственной политики в области охраны
окружающей природной среды;
- формирует государственные экологические программы;
89
- определяет правовые основы регулирования отношений в области охраны
окружающей природной среды (т.е. разрабатывает в вносит в Верховную Раду
«экологические» законы).
5.2.2. Кабинет Министров:
- устанавливает порядок создания государственного внебюджетного фонда по
охране окружающей среды;
- устанавливает плату за пользование природными ресурсами;
- принимает решение о приостановке или прекращении деятельности
предприятий, создающих постоянную и возрастающую экологическую опасность в
государственном масштабе (например, решение о закрытии в 2000г. Чернобыльской
АЭС).
5.2.3. Местные Советы и их исполнительные органы:
- реализуют решения Верхрады и Кабмина;
- устанавливают размеры штрафов за загрязнение окружающей среды
- дают разрешения на размещение новых промышленных предприятий на своей
территории, утверждают их проекты в части ООС;
- организуют (при необходимости) экологическую экспертизу как действующих
производств, так и новых проектов;
- организуют работу по ликвидации экологических аварий местного масштаба.
5.2.4. Министерство экологической безопасности и природных ресурсов (см.
рис. 5.1):
Рис. 5.1. Организационная структура Министерства экологии и природных
ресурсов Украины
90
- осуществляет комплексное управление в области охраны природы и
координацию деятельности в данной области всех министерств и ведомств;
- осуществляет на государственном уровне контроль за использованием
природных ресурсов и ООС и борьбу с нарушителями от системы штрафных санкций до
обращения в суд за возмещением ущерба природной среде;
- утверждает (совместно с Минздравом) и регулирует показатели предельно
допустимых концентраций (ПДК) – (ст. 33 Закона об охране ОПС).
5.2.5. Областные управления экологической безопасности
и городские
(региональные) государственные инспекции экологической безопасности:
- осуществляет на региональном и местном уровне контроль за использованием
природных ресурсов и ООС и борьбу с нарушителями от системы штрафных санкций до
обращения в суд за возмещением ущерба природной среде;
- на основании анализа экологических проблем предприятия рекомендует ему
создать собственную природоохранную службу, а также предлагает её схему и основные
направления деятельности. Служба разрабатывает (в соответствии с ГОСТ 17.0.0.04-90)
«Экологический паспорт предприятия», для чего:
- составляется балансовая схема производства, количественный и качественный
материальных потоков;
- проводится инвентаризация природопользования- т.е. определяется удельное
количество сырья, материалов, энергии, забора воды на единицу КАЖДОЙ
выпускаемой продукции;
- определяются ВСЕ заводские источники загрязнения природной среды;
- проводится инвентаризация ВСЕХ выбросов в атмосферу, сбросов в водный
бассейн, образующихся отходов;
- проводятся расчеты рассеивания выбросов в атмосфере и перемешивания
сбросов в водной артерии, чтобы убедиться, что на границе санитарно-защитной зоны
их концентрация в приземном слое не превышает одного ПДК в приземном слое;
- разрабатываются схемы складирования и/или захоронения твёрдых и жидких
отходов;
- проводится инвентаризация землепользования – т.е. определяется площадь
использованных предприятием земель (под АБСОЛЮТНО ВСЁ – под основные цеха,
вспомогательные службы, склады, сырьевые «дворы» и дороги, отстойники и свалки и
др.), а также площадь земель, нуждающихся в рекультивации.
Служба также составляет план-график контроля за выбросами и сбросами,
аварийный план на случай ЧП на предприятии, а также план природоохранных
мероприятий, направленных на уменьшение количества собственных выбросов, сбросов,
а также твёрдых и жидких отходов. Местные (или заводские) службы экологической
безопасности также разрабатывают мероприятия на случай неблагоприятных
метеорологических условий, аварийной ситуации, и др.
Задачи государства по управлению природной средой:
1.Внедрение экологически ориентированных методов управления, обеспечивающих гармоничное эффективное техническое, экономическое и социальное
развитие предприятия с учетом требований к охране окружающей среды.
2.Обеспечение гарантий экологической безопасности и сохранения
биологического разнообразия в зоне действия предприятия.
3.Снижение уровня негативного воздействия на окружающую среду за счет
обеспечения экологической безопасности технологических процессов сырья,
материалов, полуфабрикатов, готовой продукции, отходов.
4.Управление экологическими рисками.
5.Содействие экспорту и повышению конкурентоспособности выпускаемой
91
экологически чистой продукции.
5.2.6. Общественные экологические («зелёные») организации и движения имеют
право:
- разрабатывать и пропагандировать свои природоохранные программы;
- создавать общественные фонды и за счет них (или на добровольной основе)
выполнять работы по охране окружающей природной среды, согласовав их с
госорганами;
- проводить общественную экспертизу проектов и действующих предприятий;
- получать достоверную и исчерпывающую экологическую информацию;
- обращаться в суд за возмещением экологического ущерба.
В Украине наиболее крупные общественные экологические организации: «Зелений
світ», «Всеукраинская Экологическая Лига» (ВЭЛ), Партия Зелёных, «МАМА-86»,
Общественный Совет при Минэкологии и др.
5.3. Основы управления природоохранной деятельностью в России
В институциональной системе управления охраной окружающей среды Российской
Федерации основным институтом является Министерство природных ресурсов (МПР)
Российской Федерации. В структуру Министерства природных ресурсов Российской
Федерации входит ряд организаций и учреждений, выполняющих разнообразные
функции, а именно:
5.3.1. Государственная водная служба (в состав которой входят три управления:
управление водного хозяйства, управление бассейнового планирования и управление
водных ресурсов);
5.3.2. Государственная геологическая служба (основные управления, входящие в ее
состав: управление геологических основ недропользования; управление геоэкологии и
мониторинга геологической среды; управление ресурсов, недр, внутренних морских вод,
и др.);
5.3.3. Государственная лесная служба (основные управления: управление
лесопользования; управление лесного фонда; управление охраны, защиты и
воспроизводства лесного фонда)
5.3.4. Государственная служба охраны окружающей природной среды (в состав
которой входят следующие управления: управление планирования и координации
природоохранной деятельности; управление биоресурсов; управление сохранения
биоразнообразия; управление экологической безопасности; отдел экологического аудита
и др.);
5.3.5. Государственная служба контроля в сфере природопользования и
экологической безопасности (Департамент организации и ведения государственного
контроля в сфере природопользования и охраны окружающей природной среды и др.);
5.3.6. Аппарат Министра природных ресурсов РФ (в состав которого входят
следующие подразделения: департамент осударственной экологической экспертизы и
нормирования качества окружающей природной среды; департамент законопроектной и
нормативной деятельности; управление особо охраняемых природных территорий и
объектов; управление мониторинга и прогнозирования экстремальных природных и
техногенных ситуаций; управление балансов природных ресурсов и стратегического
планирования; управление информации, сводного анализа и статистики; управление
бюджетного планирования и контроля за исполнением бюджета; управление развития
экономических механизмов в области природопользования и охраны окружающей
среды; управление цен, тарифов, платежей и сборов в области природопользования и
охраны окружающей среды; управление научных исследований и взаимодействия с
научными организациями; управление метрологии, сертификации и стандартизации в
области природопользования и охраны окружающей среды; управление федеральных,
92
межотраслевых и отраслевых программ и подготовки государственных докладов;
управление по работе с органами государственной власти Российской Федерации и
субъектов Российской Федерации и территориальными органами МПР Российской
Федерации; управление международного сотрудничества в области охраны окружающей
среды; управление по связям с общественностью и средствами массовой информации и
др.);
5.3.7. Территориальные органы МПР Российской Федерации, представленные
комитетами природных ресурсов в субъектах РФ и бассейновыми управлениями
(управление по бассейну Верхнего Днепра отсутствует);
5.3.8. Подведомственные организации, куда входит ряд научно исследовательских
институтов, в том числе в области водных ресурсов: Государственный центр
водохозяйственного мониторинга, Центральная аналитическая лаборатория системы
Государственного мониторинга водных объектов Российской Федерации, Центральная
гидрохимическая лаборатория.
5.4. Экологический мониторинг
Основная идея любого мониторинга – НЕПРЕРЫВНОЕ СЛЕЖЕНИЕ И АНАЛИЗ.
Рис. 5.2. Блок-схема любого мониторинга
Рис. 5.3. Объекты и факторы экологического мониторинга
93
В Законе Украины об охране окружающей природной среды (ст.22) записано: «С
целью обеспечения сбора, обработки, сохранения и анализа информации о состоянии
окружающей природной среды… в Украине создаётся система государственного
мониторинга окружающей природной среды». Возлагается эта задача на Минэкологии и
Гидрометеоцентр. Информация о состоянии и тенденциях глобального изменения ОПС
является основой и поводом для разработки мероприятий по охране ОПС, а также
должна учитываться Кабмином при планировании экономического развития Украины.
Таким образом, государственный мониторинг есть важнейшая составляющая системы
экологической безопасности Украины.
Экологический мониторинг включает:
А) Ингридиентный мониторинг ОПС (атмосферы, гидросферы, поверхностного
слоя земли, биоты – т.е. флоры и фауны), а именно:
- в поверхностных водах – радионуклиды, тяжелые металлы, пестициды,
бензпирен, фенолы, нефтепродукты, нитраты, фосфор, минерализация, рН.
- в атмосферном воздухе – оксиды углерода, азота, серы, пыль,
радионуклиды, тяжелые металлы, пестициды, бензпирен, фосфор, углеводороды.
- в биоте- радионуклиды, тяжелые металлы, пестициды, бензпирен, нитраты,
фосфор.
Б) Мониторинг крупных источников загрязнений (промпредприятий, транспорта,
полей, обработанных пестицидами, шламонакопителей, свалок бытовых отходов и др.);
В) Территориальный мониторинг.
Таблица 5.1. Система наземного мониторинга окружающей среды
Ступени
Объекты мониторинга
Характеризуемые
мониторинга
показатели
Локальный
(санитарно-гигиенический, биоэкологический)
Региональный
(геосистемный,
природнохозяйственный)
Приземной слой воздуха
Поверхностные и грунтовые воды,
промышленные и бытовые стоки и
различные выбросы
Радиоактивные излучения
Исчезающие виды животных и
растений
Природные экосистемы
Агроэкосистемы
Лесные экосистемы
Атмосфера
Глобальный
(биосферный,
фоновый)
Гидросфера
ПДК токсических веществ
Физические и
биологические раздражители (шумы, аллергены и
др.)
Предельная степень
радиоизлучения
Популяционное состояние
видов
Их структура и нарушения
Урожайность сельскохозяйственных культур
Продуктивность
насаждений
Радиационный баланс,
тепловой перегрев, состав и
запыление
Загрязнение рек и
водоемов; водные
бассейны, круговорот воды
на континентах
94
Растительный и почвенный
покровы, животное население
Глобальные характеристики
состояния почв,
растительного покрова и
животных. Глобальные
круговороты и баланс СО2,
О2 и др. веществ
В настоящее время состояние биосферы отслеживается из космоса с помощью
спутниковых систем наблюдения. Однако и наземные станции используются с высоким
эффектом. Так, в США действуют около 500 таких станций общенационального
масштаба и свыше 5000 – в различных штатах (локальные). Конечно, скромный бюджет
Украины не может пока позволить иметь такое количество и качество мониторинга, как
США. Например, мониторинг окружающей природной среды в городе Донецке
осуществляется местными органами исполнительной власти – Донецкой региональной
государственной инспекцией экологической безопасности, а также другими
организациями. За качеством атмосферного воздуха в городе Донецке посредством
лабораторного контроля ведется наблюдение на 24 стационарных постах, в том числе на
шести постах Донецкого Гидрометеоцентра, на трех постах территориального
объединения по защите здоровья населения и на 15 постах других ведомств. Химическая
лаборатория Донецкого Гидрометеоцентра также осуществляет наблюдение за
состоянием природной среды в городе Донецке. Она выполняет лабораторные
определения по 26 ингредиентам. Наблюдение за поверхностными водами рек в городе
Донецке проводится химической лабораторией ДГМЦ в двух створах: реки Кальмиус –
2 км выше города и 3,5 км ниже города.
Характер и механизм обобщения информации об экологической обстановке при
её движении по иерархическим уровням системы экологического мониторинга
определяются с помощью понятия информационного портрета экологической
обстановки. Последний представляет собой совокупность графически представленных
пространственно распределённых данных, характеризующих экологическую обстановку
на определённой территории, совместно с картоосновой местности. При разработке
проекта экологического мониторинга необходима следующая информация:
-источники поступления загрязняющих веществ в окружающую природную
среду - выбросы загрязняющих веществ в атмосферу промышленными,
энергетическими, транспортными и другими источниками, приводящие к выбросу в
атмосферу опасных веществ и разливу жидких загрязняющих и опасных веществ и т.д.;
-переносы загрязняющих веществ - процессы атмосферного переноса;процессы
переноса и миграции в водной среде;
-процессы ландшафтно-геохимического перераспределения загрязняющих
веществ;
- миграция загрязняющих веществ по почвенному профилю до уровня грунтовых
вод; миграция загрязняющих веществ по ландшафто-геохимическому сопряжению с
учётом геохимических барьеров и биохимических круговоротов; биохимический
круговорот и т.д.;
-данные о состоянии антропогенных источников загрязнения - мощность
источника загрязнения и месторасположение его, гидродинамические условия
поступления загрязнения в окружающую среду.
Следует принять во внимание, что сама система мониторинга не включает
деятельность по управлению качеством среды (на рис. 5.2 блок «Регулирование качества
среды» отделён от системы мониторинга), но является источником необходимой для
принятия экологически значимых решений информации
95
5.5. Основные методы физико-химического контроля природной среды
Современное аналитическое приборостроение предлагает разнообразнейшие
приборы для точнейшего анализа газов, жидкостей и твердых тел на содержание в них
сотен ингридиентов. Например, американская корпорация «Perkin Elmer» предлагает
десятки аналитических приборов, которые перекрывают всю область количественного
анализа – от десятков процентов (например, кислород воздуха) до про-про-милей
(например, диоксины). Это - атомно-абсорбционные, эмиссионные, люминесцентные и
ИК-Фурье спектрометры, хроматографы (газовые, жидкостные и ионные), массспектрометры, хромато-масс-спектрометры и др (табл. 5.2)..
Таблица 5.2. Инструментальные методы определения загрязняющих веществ в
атмосфере, гидросфере, почве
Методы и приборы
Хроматограф
газовый
CO, CO2,
NO, NO2,
SO2, NH3,
CH4, HCl
(газы)
+
Хромато-массспектрометр
Бензпирены,
Диоксины
Cl-, NO2-,
NO3-, SO4-2,
NH4+, Ca+2,
PO4-3, CNи др. ионы
+
(частично)
Высокоэффективный
жидкостный хроматограф (ВЭЖХ)
Хроматограф
ионный
Люминесцентный
спектрометр
Атомноабсобционный
спектрофотометр
Рентгенофлюоресцентный спектрометр
ИК-Фурье
спектрофотометр
Масс-спектрометр
Вещество
Формальдегид,
Тяже
Фенол, Нефтелые
Продукты,
металПестициды, ПАВ
лы
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
96
Рис. 5.4. – Аналитический прибор “Multi-IMS”
Недавно фирма «Дрегер» (Гемания) разработала и начала выпуск
принципиально нового аналитического прибора – портативного ионо-мобильного
спектрометра “Multi-IMS” (Рис. 5.4). Прибор может анализировать до 50 газов с
точностью 0,01 мг/куб.м; вес прибора всего 770 г. Прибор может быть подключен к
персональному компьютеру.
5.6. Экологическая экспертиза
Целями экологической экспертизы являются:
1. Определение соответствия намечаемой деятельности требованиям, установленным
нормативными правовыми актами РФ и субъектов РФ по вопросам охраны окружающей
природной
среды.
2. Определение полноты выявления масштабов прогнозируемого воздействия на
окружающую среду в результате осуществления намечаемой деятельности.
3. Определение экологической обоснованности и допустимости реализации намечаемой
деятельности.
4. Обеспечение достаточности предусмотренных мер экологической безопасности и
сохранению природного потенциала
Закон "Об экологической экспертизе" определяет основные принципы проведения
экологической экспертизы: презумпция потенциальной экологической опасности любой
намечаемой хозяйственной и иной деятельности; обязательность проведения
государственной экологической экспертизы до принятия решений о реализации объекта
экологической экспертизы; комплексность оценки воздействия хозяйственной и иной
деятельности на окружающую природную среду; независимость экспертов
экологической экспертизы при осуществлении ими своих полномочий; научная
обоснованность, объективность и законность заключений экологической экспертизы;
гласность, участие общественных организаций (объединений), учет общественного
мнения; ответственность участников экологической экспертизы за ее качество.
Экологическая экспертиза бывает двух основных типов – государственная и
общественная. Госэкспертизу проводит Минэкологии и его подразделения на местах с
привлечением ученых и др. специалистов «со стороны». Экспертиза обязательна (ст. 26-
97
29 Закона об охране природы) при всех видах деятельности, которая может
отрицательно повлиять на состояние ОПС. Экологической экспертизе подлежат:
- генпланы и проекты новых предприятий и населенных пунктов, а также
реконструируемых старых;
- нормативные акты;
- техническая документация на создание новой техники и новых технологий;
- новые материалы или любого вида новая продукция;
- действующие производства, сельхозпредприятия или жилые комплексы,
которые угрожают ОПС.
Экологическая экспертиза выявляет:
- соответствие проверяемого объекта Закону об охране ОПС;
- факторы объекта, которые могут прямо или косвенно ныне или в будущем
негативно воздействовать на ОПС.
В последние годы в экспертизе применяется термин «комплексная оценка
воздействия на окружающую среду» (ОВОС) – это суммарная оценка воздействия
предприятия (технологической линии, агрегата или др.) на ОПС.
Выводы государственной экологической экспертизы ОБЯЗАТЕЛЬНЫ к
исполнению. Реализация любого проекта (или техдокументации) без положительных
выводов госэкоэкспертизы запрещена.
Общественная экологическая экспертиза осуществляется независимой группой
специалистов по инициативе общественных организаций или местных органов власти. В
соответствии со ст. 50 Конституции и ст. 30 Закона об охране природы любой объект
обязан предоставить представителям такой экспертизы всю информацию. Но- выводы
общественной экспертизы не обязательны к исполнению, поэтому, как правило, они
передаются в местный орган Минэкологии и в средства массовой информации.
Таблица 5.3. - Информация для экспертизы производства
Тематический диапазон
Состав информации
Общая информация
Местоположение и характеристики предприятия, расположение
оборудования,
окружение,
соседствующее
оборудование,
доступность, защитные зоны, персонал и квалификация, уход и
ремонт, защита от доступа посторонних
Способ производства
Физические и химические характеристики, сырье, используемый
материал, технологический процесс, побочные продукты и
отходы, управление процессом и контроль процесса,
энергоснабжение, системы снабжения и утилизации и т.п.
Здание
Способ строительства, вид здания
Почва и грунтовые воды
Состояние почвы, водозащитные зоны, исследования почвы и
грунтовых вод
Обращение с
отравляющими воду
веществами
Организация склада, перегрузка, транспортировка, наземные и
подземные складские сооружения, хранение бочек
Сточные воды
Разрешения по водному законодательству, показатели сточных
вод на сливе, требования к стокам, обработка сточных вод
Отходы
Вид и количество, сбор отходов и промежуточное хранение,
концепция утилизации и т.п.
Защита от выбросов
Источники выбросов и выбрасываемые вещества, меры защиты,
устройства защиты, устройства очистки отходящего воздуха
98
Охрана труда
Обращение с опасными веществами, данные по технике
безопасности, материалы с потенциалом опасности, сосодержащие углеводороды, яды, асбест и т.д.)
Защита от возгораний
Пожарное обеспечение, планы для пожарных команд, борьба с
пожаром, обеспечение средствами пожаротушения
Предотвращение
повреждений
Предпосылки
возникновения
повреждений,
устройства
безопасности, устройства для предотвращения распространения
веществ, защитные меры, мероприятия по локализации, защита от
катастроф и т.д.
Государственная экологическая экспертиза проводится по схеме:
а) определяют цели экспертизы; б) распределяют функции и обязанности между
экспертами; в) очерчивают масштабы и процедуру экспертизы; г) составляют перечень
конкретных проблем, охватываемых в процессе экспертизы; д) оценивают вероятности
и интенсивности сверхнормативных и аварийных выбросов, сбросов, разрушения
накопителей отходов и др.; е) оценивают суммы возможных ущербов и штрафов; ж)
оценивают стоимость первоочередных природоохранных мероприятий, необходимых
для снижения вероятности сверхнормативных выбросов и сбросов.
Порядок окончательной оценки и ранжирования проектов:
Главной составляющей общей приоритетности мероприятия по строительству или
реконструкции природоохранных объектов, направленных на уменьшение загрязнения
окружающей среды, является показатель экологической эффективности мероприятия.
Он определяется отдельно по мероприятиям, направленным на уменьшение загрязнения
атмосферного воздуха, водных объектов или окружающей среды опасными отходами.
Показатель экологической эффективности мероприятия по предотвращению,
уменьшению или устранению выброса загрязняющего вещества в атмосферный воздух
рассчитывается по формуле:
Е
ПОВ
=
1
ПДК М К К
Н
Ф
где ПДК - предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воздухе,
мг/м3;
М - валовое количество загрязняющего вещества, выброс которого в воздух
предполагается предотвратить, уменьшить или устранить благодаря реализации
мероприятия, т/год;
Кн - коэффициент, учитывающий численность жителей населенногопункта
Кф - коэффициент, учитывающий народнохозяйственное значение
населенного пункта.
При уменьшении выбросов в воздух нескольких загрязняющих веществ общий показатель экологической эффективности мероприятия равен сумме показателей экологической эффективности по каждому загрязняющему веществу.
При уменьшении загрязнения территории по одному і-му загрязняющему
веществу показатель экологической приоритетности мероприятия определяется по
формуле:
n
E nc  
i 1
G p
ПДК S K
3i
i
T
99
где Gзі – масса і-го загрязняющего вещества, выделяемого в атмосферный воздух
или в поверхностные водные объекты или в отходы на данной территории, т/год
(согласно государственной статической отчетности по формам № 2-ТП (воздух), № 2ТП (водхоз) или № 1 - токсичные отходы - просуммированным по і-му загрязняющему
веществу от всех источников выделения этого вещества на данной территории за год,
предшествующий подаче запроса на финансирование мероприятия);
ПДКі , - предельно допустимая концентрация этого загрязняющего вещества в
атмосферном воздухе или в поверхностных водных объектах, мг/м 3;
мг/л. При оценке загрязнения территории отходами показатель ГДК; принимается
равным показателю класса опасности і-го отхода, от 1 до 4 единиц;
SТ - площадь административной территории, для которой определяется
показатель экологической приоритетности данного природоохранного мероприятия,
км2;
р - плотность населения на данной территории, чел/км 2;
к - численный корректировочный коэффициент, равный 10-3.
При уменьшении загрязнения территории по нескольким загрязняющим
веществам (отдельно в направлениях снижения загрязнения воздуха, вод или
окружающей среды отходами) общий показатель экологической приоритетности
мероприятия в данном природоохранном направлении
Главным сравнительным показателем уровня технологических решений,
примененных в проекте для достижения экологического эффекта, является показатель
(Кут) удельной экологической эффективности проекта на единицу капитальных
интегральных и эксплуатационных затрат на сооружение и последующую эксплуатацию
объекта:
К
УТ

Е
к
Р  К 
С
н
где Ес - суммарный годовой экологический эффект от реализации проекта, ед.;
Р - суммарные годовые расходы на эксплуатацию и содержание объекта,
тыс.грн/год;
К - суммарные единовременные затраты на подготовку и строительство
объекта, тыс.грн;
εн - норматив эффективности капитальных вложений (ε н = 0,15);
К-численный корректировочный коэффициент, равный 10-2.
5.7. Экологический аудит
Экологический аудит – это та же экспертиза, но в юридическом отношении – это
предпринимательская деятельность независимых специалистов, работающих в
аудиторской фирме, которая имеет соответствующую лицензию на этот вид
деятельности (в данном случае на природоохранный). Экологический аудит проводится
только по взаимному согласию заказчика и объекта аудита. Когда и зачем? Наиболее
распространены два случая – приватизация и экологическое страхование. Например,
если вы хотите купить контрольный пакет акций некоего химзавода, очень желательно
заказать экоаудит. Не исключено, что выяснится: экологический ущерб от деятельности
этого завода (и суммы возможных штрафов) превышают ожидаемую прибыль.
Таким образом, экологический аудит – это независимая, комплексная,
документированная оценка соблюдения субъектом хозяйственной и иной деятельности
требований в области охраны окружающей среды, национальных и международных
стандартов и подготовка рекомендаций по улучшению такой деятельности.
Следует понимать, что:
100

Как правило, экоаудит проводится по инициативе самого предприятия.
Например, руководство компании желает знать степень соответствия
деятельности компании природоохранному законодательству и хочет
документально подтвердить это. В случае высокой степени соответствия,
экоаудиторское заключение может использоваться для демонстрации
заинтересованным
лицам
(заказчикам,
подрядчикам,
общественным
организациям, контролирующим органам). В случае низкой степени
соответствия, выводы и рекомендации по результатам экологического аудита
послужат улучшению деятельности предприятия, а также помогут избежать
возможных проблем в случае проверок контролирующих органов.

Экологический аудит - это не инспекционная проверка, аудиторы при
проведении экоаудита и после него обязаны соблюдать конфиденциальность и
действуют в интересах Заказчика.

Экологическое аудирование также может проводиться и по инициативе любой
заинтересованной стороны - по рекомендации судебных органов или по
требованиям потребителей, материнских компаний и др.

Проведение экологического аудита предприятия не только позволит значительно
сэкономить средства, которые не будут выплачиваться в виде штрафов и
санкций, но кроме того - выводы и рекомендации по результатам экоаудита могут
позволить в будущем оптимизировать затраты предприятия.
Экологический аудит позволит собственникам предприятий:

Получить объективную информацию из независимого источника о деятельности
предприятия о соответствии требованиям действующего законодательства.

Обосновать экологическую стратегию и политику предприятия.

Определить приоритеты при планировании природоохранной деятельности.

Эффективно решать вопросы льготного налогообложения при внедрении
ресурсосберегающих технологий.

Снизить вероятность негативных последствий для предприятия: приостановки
(остановки) производства.

Снизить риск возникновения чрезвычайных ситуаций, связанных с загрязнением
окружающей среды.

Оптимизировать отношения с органами власти, надзорными органами и
населением.

Повысить привлекательность производимой продукции и услуг как на
внутреннем, так и на внешнем рынке.

Повысить инвестиционную привлекательность предприятия.

Минимизировать сложности получения кредита на развитие предприятия.

Сертифицировать предприятие по международным экологическим стандартам и
стандартам качества.
101

Оптимизировать условия экологического страхования и др.
Направления экологического аудита:

Экологический аудит соответствия деятельности предприятия требованиям
рационального природопользования.

Экологический аудит соответствия деятельности предприятия требованиям по
обеспечению техногенной безопасности окружающей среды и экологической
безопасности предприятия.

Экологический аудит основных фондов на предмет соответствия критериям,
предъявляемым к оборудованию природоохранного назначения, а также
сооружениям, предназначенным для поддержания в эксплуатационном состоянии
таких объектов.

Экологический аудит в случаях выявления производственных объектов,
строящихся либо построенных без заключения государственной экологической
экспертизы

Экологический аудит инвестиционных проектов

Экологический аудит экологических платежей и налогообложения предприятий природопользователей
После проведения экологического аудита делаются выводы и даются рекомендации
по оптимизации всей деятельности предприятия в соответствии с существующим
законодательством и нормативами. Качественное выполнение экологического
аудита является гарантом экологической, а значит и финансовой, стабильности.
5.8. Оценка воздействий на окружающую среду (ОВОС)
Особо следует остановиться на экологической экспертизе вновь строящихся
промобъектов и жилмассивов. При этом имеет место такая последовательность
выполнения проекта:
ТЗ – техническое задание (его составляет организация-заказчик).
ОВОС – оценка воздействий на окружающую среду (ее проводит независимая
комиссия).
ТЭО – технико-экономическое обоснование проекта (его составляет организацияразработчик, причем отдельным разделом обязана включить ОВОС).
ПСД и ТД – проектно-сметная и техническая документация (т.е. собственно
проект).
Государственная экологическая экспертиза проекта (ее проводит региональное
подразделение Минэкологии).
Основные этапы ОВОС классифицируются по времени и масштабу. Опыт
экономически развитых стран свидетельствует о том, что влияние крупных
региональных проектов (строительство электростанций, крупных заводов, магистралей,
водохранилищ) должно рассматриваться в трех временных интервалах:
а). В период строительства, когда окружающая среда нарушается тяжелой
землеройной техникой, временными сооружениями и дорогами, загрязняется пылью и
шумом;
б). После завершения строительства за счет нерекультивированных земель,
невосстановленного озеленения и, главное, за счет работы сооруженного
промышленного объекта (выбросов, сбросов, отходов и др.)
102
в). Спустя несколько десятилетий за счет существенного роста населения,
отставания бытовой инфраструктуры и др. проблем урбанизации; лет через 50 местные
изменения природной среды могут оказаться намного более существенными, чем это
представлялось авторам данного проекта.
Процедура ОВОС существенно отличается от экологической экспертизы.
Последняя имеет дело с комплектом подробной проектно-сметной документации, с
конкретными чертежами и цифрами, в то время как участники ОВОС – лишь с
техническим заданием, т.е. фактически лишь с намерениями заказчика. Поэтому
основным методом ОВОС является опрос-анкетирование участников-экспертов и
обработка полученных результатов.
Целью
ОВОС
является
экологическое
обоснование
целесообразности
проектируемой деятельности и способов ее реализации, определение путей и способов
нормализации состояния окружающей среды и обеспечение требований экологической
безопасности.
Основными задачами ОВОС являются:
• характеристика существующего состояния территории района и площадки
(трассы) строительства или их вариантов;
• определение перечня возможных экологически опасных воздействий и зон
влияния проектируемой деятельности на окружающую среду по вариантам размещения;
• определение масштабов и уровней воздействий проектируемой деятельности на
окружающую среду в нормальных и аварийных условиях;
• прогноз изменений состояния окружающей среды в соответствии с перечнем
воздействий при строительстве, эксплуатации, ликвидации объектов проектируемой
деятельности и вероятных аварийных ситуациях;
• определение комплекса мероприятий по предотвращению или ограничению
воздействий проектируемой деятельности на окружающую среду, необходимых для
соблюдения требований природоохранного законодательства и нормативных
документов;
• определение эколого-экономических последствий реализации проектируемой
деятельности и остаточных воздействий на окружающую среду;
• составление Заявления об экологических последствиях деятельности.
ОВОС
выполняется с учетом приоритета экологических факторов в их
взаимодействии с социальными и экономическими факторами и их перераспределении
на локальном и региональном уровнях.
Разработка материалов ОВОС поручается специализированным и другим
организациям, имеющим соответствующие лицензии.
Порядок разработки материалов ОВОС должен соответствовать обшей
технологической схеме инвестиционного процесса строительства:
• заказчик определяет исполнителя ОВОС;
• заказчик и исполнитель ОВОС составляют и согласовывают Заявление о
намерениях по форме, приведенной ниже, с обоснованием перечня отрицательных
воздействий проектируемой деятельности; проводят сбор и систематизацию имеющихся
материалов о состоянии природной среды, условиях жизнедеятельности населения и
хозяйственной деятельности в соответствии с перечнем воздействий; составляют
задание на разработку материалов ОВОС по форме, приведенной ниже, с обоснованием
объема работ в зависимости от экологической опасности проектируемой деятельности,
вариантов ее размещения и состояния окружающей среды;
• исполнитель проводит ОВОС в соответствии с заданием и составляет проект
Заявления об экологических последствиях деятельности;
103
• заказчик или, по его поручению, генпроектировщик подают материалы ОВОС на
государственную экологическую экспертизу в органы Минэкобезопасности Украины.
Предпроектная (ТЭО) или проектно-сметная документация на строительство
должна иметь в своем составе материалы ОВОС в виде специальной части (раздела)
документации.
Раздел ОВОС должен содержать следующие подразделы:
• основания для проведения ОВОС;
• физико-географическая и климатическая характеристики района и площадки
(трассы) строительства объектов проектируемой деятельности;
• общая характеристика объектов проектирования и хозяйственной деятельности
в зонах их влияния;
• характеристика окружающей природной среды и оценка воздействий на нее;
• оценка воздействий проектируемой деятельности на окружающую техногенную
среду;
• мероприятия по обеспечению нормативного состояния окружающей среды и
экологической безопасности;
• комплексная оценка воздействий проектируемой деятельности на окружающую
среду и характеристика остаточных воздействий;
Заявление об экологических последствиях деятельности является юридическим
документом о сути этих последствий и гарантиях выполнения мероприятий по
обеспечению экологической безопасности на весь период осуществления
проектируемой деятельности и составляется заказчиком и генпроектировщиком и
представляет собой резюме ОВОС, в котором должны быть отражены:
• данные о цели и способах осуществления проектируемой деятельности;
• перечень наиболее значительных воздействий на состояние окружающей среды,
итоги их качественной и количественной оценки с учетом возможных аварийных
ситуаций;
• оценка экологического риска проектируемой деятельности;
• перечень мероприятий, обеспечивающих нормальное состояние окружающей
среды, включая систему наблюдения и контроля (мониторинга);
• перечень остаточных воздействий;
• обязательства заказчика по осуществлению проектных решений в соответствии
с нормами и правилами охраны окружающей среды и требованиями экологической
безопасности на всех этапах строительства и эксплуатации объектов проектируемой
деятельности.
Заявление об экологических последствиях деятельности составляется в краткой
форме, содержит только итоговые результаты ОВОС и необходимые комментарии.
Заявление об экологических последствиях деятельности подписывается
заказчиком и генеральным проектировщиком, копия его представляется для контроля в
местные органы власти.
104
Пример некоторых документов:
ЗАЯВЛЕНИЕ О НАМЕРЕНИЯХ
СОГЛАСОВАНО
___________________________________________
(наименование органа местного самоуправления,
должность, инициалы, фамилия руководителя, дата)
1. Заказчик ________________________________________________________________________
Почтовый адрес____________________________________________________________________
2. Месторасположение площадки (трассы) строительства (варианты):_______________________
3. Характеристика предприятия (ориентировочно, по объектам-аналогам)___________________
Технические и технологические данные _______________________________________________
(виды и объемы производимой продукции, срок эксплуатации)
4. Социально-экономическая необходимость проектируемой
деятельности________________________________________________________________________
______________________________________________
5. Потребность в ресурсах при строительстве и эксплуатации:
земельных_______________________________________________________________________
_
(площадь изымаемых земель во временное и постоянное пользование, вид использования)
сырьевых________________________________________________________________________
_
(виды, объемы, место разработки и добычи, источники получения)
энергетических (топливо, электроэнергия,
тепло)_______________________________________
(виды. объемы, источники)
водных____________________________________________________________________________
_
(объемы, требуемое качество, источники водообеспечения)
трудовых___________________________________________________________________________
6. Транспортное обеспечение (при строительстве и
эксплуатации)___________________________
7. Возможные воздействия проектируемой деятельности (при строительстве и эксплуатации) на
окружающую среду и виды воздействий на:
геологическую среду _________________________________________________________
воздушную среду______________________________________________________________
микроклимат _________________________________________________________________
водную среду_________________________________________________________________
почву________________________________________________________________________
растительный и животный мир, заповедные объекты ________________________________
окружающую социальную среду ________________________________________________
окружающую техногенную среду ________________________________________________
8. Отходы производства и возможность их повторного использования, утилизации,
обезвреживания или безопасного захоронения ________________________________________
9. Объем выполнения ОВОС________________________________________________________
Заказчик____________________
Генпроектировщик_____________________
******
105
Разрешение на выброс загрязняющих веществ в атмосферу стационарными
источниками загрязнения
Выдано_____________________________________________________________________
_
(наименование предприятия, учреждения, организации)
____________________________________________________________________________
(ведемственная принадлежность, реквизиты)
Орган,
выдавший
разрешение___________________________________________________
Срок
действия
до
_____________________________________________________________
Номер
регистрации
___________________.
Дата
выдачи
«______»____________________
Должностное лицо _____________________________________________
(подпись, расшифровка подписи)
Перечень и количество загрязняющих веществ, разрешенных к выбросу в
атмосферу
Загрязняющее вещество
Суммарный выброс
ПДВ
Загрязняющее
вещество
Суммарный выброс
ПДВ
т/год
1.Пыль неорганическая
2.Серы диоксид
3.Оксид углерода
4.Оксиды азота
5.Углеводороды
6.Другие
г/с
106
6. Нормирование предельно допустимых концентраций (ПДК),
определение предельно допустимых выбросов (ПДВ) и расчет
санитарно-защитных зон (СЗЗ)
6.1. Предельно-допустимые концентрации (ПДК)
ПДК для воздуха разовая – это такая концентрация вредного вещества в воздухе,
которая при вдыхании его в течение 30 минут не должна вызывать рефлекторных
реакций в организме человека; среднесуточная ПДК – это такая концентрация, которая
не должна оказывать вредное воздействие на организм при неопределённо долгом
воздействии (понятно, что вторая намного меньше первой). В настоящее время
установлены и утверждены ПДК для 1500 вредных веществ для водоёмов, свыше 500 –
для атмосферного воздуха и свыше 100- для почв. Эти вещества разделяются на 4 класса
опасности:
1 класс – высоко опасные вещества;
2 класс – умеренно опасные вещества;
3 класс – малоопасные вещества;
4 класс – условно неопасные вещества.
ПДК устанавливают с учетом того, что некоторые из них оказывают
В случаях,
когда в воздух одновременно выбрасывается несколько
вредных веществ,
взаимоусиливающее биологическое воздействие (так называемый «эффект суммации»),
например: ацетон и фенол; озон, диоксид азота и формальдегид; диоксид серы и фенол;
диоксид серы и диоксид азота; диоксид серы и фтористый водород; диоксид серы и
аэрозоль серной кислоты; диоксид серы и сероводород; фурфурол, метанол и этанол;
циклогексан и бензол; серная, соляная и азотная кислоты; пропилен, уксусная кислота;
бензол и ацетофенон; фенол и ацетофенон; серный и сернистый ангидриды, аммиак,
оксиды азота; и др. «Эффект суммации» для нескольких (n) упомянутых выше вредных
веществ с концентрациями С1 , С2 … Сn выражается формулой:
Cn
C1
C2

 ... 
1
ПДК 1 ПДК 2
ПДК n
Таблица 6.1. ПДК (мг/м3) некоторых вредных веществ
в атмосфере населенных пунктов
Вещество
Класс
ПДК среднеПДК максимальная
опасности
суточная
разовая
Твердые вещества (пыль)
3
0,15
0,2
Диоксид серы
3
0,05
0,5
Диоксид азота
2
0,04
0,085
Оксид азота
2
0,06
0,4
Оксид углерода
4
3,0
5,0
Аммиак
4
0,04
0,2
Хлористый водород
2
0,2
0,2
Цианистый водород
2
0,01
–
Оксид кадмия
1
0,001
–
Свинец
1
0,0003
0,03
Сероводород
2
0,005
0,03
Бенз(α)пирен
1
0,000001
–
Фенол
2
0,003
0,01
Формальдегид
2
0,003
0,035
Фтористый водород
3
0,005
0,2
Ртуть (пары)
1
0,0003
–
107
Вещества (обычно менее распространенные), для которых не утверждены ПДК,
оцениваются по «ориентировочно безопасному уровню воздействия» (ОБУВ). По своей
сути ОБУВ близки к максимально-разовым ПДК. Примеры ОБУВ (мг/м3): акриламид –
0,01; ацителен –0,01; хлорметилбензол – 0,05; фосфор (пары) – 0,0005; пыль капрона 0,05.
Необходимая степень очистки сточных вод перед сбросом определяется по
допустимому содержанию вредных веществ в стоках Сст
СстVст + СваV ≤ (аV + Vст) СПДК ,
где Vст – объем стоков;
Св – концентрация вредных веществ в водоеме;
а – коэффициент смешивания;
V – объем воды, которая участвует в смешивании;
СПДК – предельно допустимая концентрация веществ.
Говоря о таком параметре, как ПДК, необходимо упомянуть, что существуют две
концепции оценки влияния вредных веществ на организм человека. В "пороговой
концепции" утверждается: снижать концентрации вредных веществ нужно до
некоторого уровня (порога), определяемого значением предельно-допустимой
концентрации (ПДК). Из этого положения следует вывод - малые концентрации (ниже
уровня ПДК) вредных веществ безвредны. В странах СНГ принята именно пороговая
концепция.
Другая, "линейная концепция" предполагает, что вредное влияние на человека
пропорционально (линейно) зависит от суммарного количества поглощенного вещества
(даже если в каждый данный момент это количество ниже ПДК). Отсюда вывод: малые
концентрации при длительном потреблении вредны. Этой концепции придерживаются
США, ФРГ, Канада, Бельгия, Япония и некоторые другие страны.
Таблица 6.2. ПДК вредных веществ в воде водных объектов хозяйственнопитьевого и культурно-бытового пользования
Наименование вещества
Аммиак (по азоту)
Аммония сульфат (по азоту)
Активный хлор
Ацетон
Бензол
Бериллий
Бензпирен
Дихлорэтан
Железо
Кадмий
Капролактам
Кобальт
Марганец
Медь
Нефтепродукты
Никель
Нитраты (NO3-)
Нитриты (NO2-)
Ртуть
Свинец
Класс опасности
3
3
3
3
2
1
1
2
3
2
4
2
3
3
4
3
3
2
3
2
ПДК, мг/л
2,0
1,0
Отсутствует
2,2
0,5
0,0002
0,000005
0,02
0,3
0,001
1,0
0,1
0,1
1,0
0,1
0,1
10,0
1,0
0,0005
0,03
108
Селен
Скипидар
Фенол
Хром (Сr3+)
Хром (Сr6+)
Цинк
Этиленгликоль
2
4
4
3
3
3
3
0,01
0,2
0,001
0,5
0,05
1,0
1,0
Степень очищения или растворения рассчитывается по формуле:
k вв 
С ф  C cт
Cф
 100 ,
где Сф – фактическая концентрация вредных веществ в стоках.
Однако эти требования достаточно жесткие и для того, чтобы узаконить их
невыполнение, часто местные власти промышленных регионов вводят временные,
значительно более «мягкие» требования (см. табл 6.3.).
Таблица 6.3. Сравнительные показатели действующего общеукраинского
стандарта
и нормативов г. Донецка
№ п/п
Наименование
ПДК согласно треб.
ПДК согласно треб.
показателя
СанПиНа №4630-88
"Правил приёма
«Охрана поверхностных вод
сточных вод в
от загрязнения для водоёмов
канализацию г.
культурно-бытового
Донецк", мг/л, не
назначения», мг/л, не более
более
1
ХПК
30
350
2
БПК полн.
3
Не норм.
3
Фосфаты
2,5
Не норм.
4
Аммоний
2
25
5
Нитраты (N)
10
Не норм.
6
Нитриты (N)
1
Не норм.
7
Взвешен. частицы
10
300
8
Нефтепродукты
0,3
25
9
ПАВ
0,5
20
10
Жиры
Отс.
50
Но даже «эффект суммации» не отражает всей опасности суммарных воздействий
групп вредных веществ на человека (одновременно из воздуха, воды, почвы).
Существующая система ПДК предусматривает определение индивидуального
токсиканта, дистанцируясь от вопроса о комплексном воздействии различных
загрязнителей. Между тем совместное действие, например, комплексов тяжелых
металлов кардинально меняет ПДК, экспериментально полученные для отдельного
тяжелого металла.
Таблица 6.4 Значение ПДК загрязняющих веществ в грунте
Наименование веществ
ПДК, мг/кг
Металлы
Ванадий
150
Кобальт
5,0
Марганец, извлеченный из чернозема
700
109
Медь (подвижная форма)
Никель
Ртуть
Свинец
Свинец (подвижная форма)
Хром
Цинк
3,0
4,0
2,1
32
6,0
6,0
23
Неорганические соединения
Нитраты
Мышьяк
Сероводород
Фосфор (суперфосфат)
Азотно-калийные удобрения
Фториды (водорастворимая форма)
Органические соединения
Бензол
Изопропилбензол
Ксилолы
Стирол
Толуол
Хлорофос
Поверхностно-активные вещества
130
20
0,4
200
120
10
0,3
0,5
0,3
0,1
0,3
0,5*
0,2
*) В продуктах питания – 1,0 мг/кг
Таблица 6.5. Классификация производственных вредных веществ
по степени опасности
Показатель
Класс опасности
1
2
ПДК вредных веществ в воздухе Мен. 0,1
0,1-1,0
рабочей зоны, мг/м3
Средняя смертельная
доза при
15-150
ж
Мен.
15
введении в желудок DL 50, мг/кг
Средняя смертельная
доза при
100-500
Мен. 100
нанесении на кожу DLк50, мг/кг
Средняя смертельная концентрация
500-5000
3
Мен.
500
CL50 в воздухе, мг/м
Зона острого действия Zас
6-18
Мен. 6
Зона хронического действия Zch
10-5
Бол. 10
КВИО (коэффициент возможного
300-30
Бол.
300
ингаляционного отравления) С20/CL50
3
1,1-10,0
151-5000
501-2500
500150000
18,1-54
4,9-2,5
29-3
4
Более
10
Более
5000
Более
2500
Более
50000
Более
54
Менее
2,5
Менее
3,0
110
Таблица 6.6. Предельно допустимые концентрации тяжелых металлов
в объектах окружающей природной среды
ПДК
В воде для
В воде
Разовая в
хозяйственно
Элемент
для
В пахотном воздухе
-питьевого и
Среднесуточная,
рыбохозя
слое почвы, населенн
культурномг/м 3
йсвенных
мг/кг
ых мест,
бытового
целей,
3
мг/м
водоснабжен
мг/л
ия, мг/л
0,005 (Hg)
Hg
0,1
0,0003
0,01
0,0005 (Hg 2+ )
0,0003
20,0
0,01
0,03 – 0,1
0,03 – 0,1
Pb
0,0017(PbSO 4 )
Zn
0,5
0,05
1,0 - 50
Ni
0,05
0,001 (NiО)
0,0002 (NiSO 4 )
0,1
0,1
0,002
0,1 – 0,5
0,001 –
0,01
Cd
0,2
0,001
0,01
0,005
Co
0,5
0,001
1,0
0,01
0,04 (Fe 2 О 3 )
0,07 (Fe 3 О 4 )
0,5 (Fe 2+ )
0,5
0,001
Cu
Fe
0,01
6.2. Категории опасности предприятий
Помимо класса опасности вредных веществ существует понятие категории
опасности предприятия. Категорию опасности предприятия (КОП) рассчитывают по
формуле:
n
KOП   (
i 1
Мi
)
ПДК max
где Мi – масса выброса i-того вещества, т/год;
ПДКmax – максимально-разовая ПДК i-того вещества, мг/м3;
n – количество вредных веществ, выбрасываемых предприятием в атмосферу;
α – специальный коэффициент для i-того вещества (см. табл. 4.7).
Если 101 < Кнеб >102, то предприятие 4-го класса опасности.
Если 102 < Кнеб >103, то предприятие 3-го класса опасности.
Если 103 < Кнеб >104, то предприятие 2-го класса опасности.
Если 104 < Кнеб , то предприятие 1-го класса опасности.
Категории
опасности
I
II
Таблица 6.7. Категории опасности предприятий
Значения КОП
Величина санитарноЗначения α
защитной зоны
1000
1,7
 108
8
4
500
1,3
10  КОП  10
111
III
300
1,0
104  КОП  103
3
IV
100
0,9
 10
Постановлением Кабмина Украины № 956 от 11.06.2002 введена идентификация
потенциальной опасности объектов (даже если на сегодня на них «всё в порядке»!). Все
объекты (предприятия, склады и др.) делятся на 3 опасные группы: 1 – взрывоопасные
(вырабатывают или хранят взрывчатые вещества, сжатые горючие газы, щелочные
металлы и др.); 2 – пожароопасные (вырабатывают или хранят горючие газы или
жидкости, карбид и др.); и 3 – опасные для людей и природы (вырабатывают или хранят
высокотоксичные вещества). По количеству наличия этих веществ на данном объекте
каждая из групп делится на два класса (см. табл. 4.8).
Пример расчета категории опасности предприятия (на примере ТЭЦ):
Задаем вектор содержащий значения валового выброса загрязняющих веществ по
предприятию:
Валовый выброс золы угольной, т/год:
Е1 : = 15908,46
Валовый выброс диоксида серы SO2 т/год:
Е2 : = 80589,6
Валовый выброс диоксида азота NO2 т/год:
Е3: = 26803,5
Валовый выброс моноксида углерода СО т/год: Е4 : = 1693,80
Задаем вектор, содержащий значения среднесуточные значения ПДК загрязняющих
веществ:
ПДК золы угольной, мг/м3:
Р1 : = 3
ПДК диоксида серы SO2 мг/м3:
Р2 : = 0,25
ПДК диоксида азота NO2 мг/м3:
Р3 : = 0,04
ПДК монооксида углерода СО мг/м3:
Р4 : = 3
Задаем вектор, содержащий значения коэффициента α:
α золы угольной:
α1 := 1
α диоксида серы SO2:
α2 := 1
α диоксида азота NO2:
α3 := 1,3
α монооксида углерода СО:
α4 := 0,9
Задаем логическую функцию расчета элементов массива:
E
E 
n i : if  i 1, i ,0 
Pi 
 Pi
4
KOП :  (ni ) i ; KOП  3.782 x10 7 , т.е. КОП = 2.
i 1
Таблица 6.8. Нормативы пороговых масс опасных веществ по категориям
(примеры)
Категория опасных веществ
Горючие (воспламеняющиеся) газы
Горючие жидкости
Инициирующие взрывные вещества
Бризантные взрывные вещества
Высокотоксичные вещества
Хлор
Масса вещества, тонн (не
менее)
1 класс
2 класс
200
50000
50
200
20
25
50
5000
10
50
5
10
112
Нитрат аммония (удобрение)
Ацетилен
Аммиак
5000
50
500
1250
5
50
Таблица 6.9. Информация о видах и объемах загрязняющих веществ,
выбрасываемых в атмосферный воздух на предприятии (наименование)
№
Загрязняющее вещество
Потенц.
Выбросы
Пороговые
объем
за 2012
значения
выбросов год (факт)
потенц.
выбросов
Код
Наименование
Тонн/год
Тонн/год
Тонн/год
1
01009 Свинец и его соед. (на Pb)
0,003
2
01007 Ртуть и её соед. (на Hg)
0,0003
3
03001 Пыль (мен. 2,5 микрон)
0,5
4
05001 Серы диоксид
1,5
5
05002 Сероводород
0,03
6
06001 Аммиак
1,5
7
07001 Оксид углерода
1,5
8
07002 Диоксид углерода
500
9
04000 Оксиды азота (на NO2)
1,0
10 12001 Метан
10,0
11 11048 Фенол
0,1
12 11049 Формальдегид
0,1
13 13000 СОЗ (пестициды и др.)
0,1
14 13101 Бензпирен
5х10-7
Минэкологии утвердил также Инструкцию о порядке и критериях постановки на
государственный учет объектов, которые оказывают или могут оказывать вредное
воздействие на здоровье людей. По этой инструкции каждое потенциально экологически
опасное предприятие подаёт в своё облуправление экобезопасности информацию по
форме таблицы 6.9. Если фактические выбросы превышают пороговые – значит
предприятие в принципе потенциально опасно и требует «глаз да глаз» (даже если оно
осуществило все природоохранные мероприятия и все ПДК на границе СЗЗ меньше
единицы).
6.3. Предельно допустимые выбросы для предприятия
На основании утвержденных ПДК и по фактической деятельности конкретного
предприятия (какой состав выбросов, сколько источников выбросов, какова высота и
диаметр каждой трубы, какое преимущественное направление ветра, где ближайшее
жильё и т.д.) местные органы экобезопасности для каждого предприятия рассчитывают
и утверждают предельно допустимые выбросы (так наз. «том ПДВ») и предельно
допустимые сбросы (ПДС).
ПДВ (в воздух) и ПДС (в водный бассейн) - это максимальное количество
вредных веществ, которое в единицу времени может быть выброшено в атмосферу или
сброшено в водоём данным конкретным предприятием, при этом не вызывая
превышения соответствующих ПДК на границе санитарно-защитной зоны данного
предприятия (в приземном слое). Необходимо еще раз подчеркнуть, что если ПДК
утверждаются центральными органами власти, то ПДВ и ПДС рассчитываются для
каждого конкретного предприятия его собственной природоохранной службой или
городской госинспекцией экобезопасности (исходя из максимально-разовых ПДК).
113
В реальности наиболее регламентированы именно выбросы в атмосферу (хотя в
последнее время острейший кризис с питьевой водой заставляет более жестко
регламентировать и сбросы в водный бассейн). При осуществлении контроля за
выбросами составляют перечень источников, оказывающих вредное влияние на
состояние атмосферы. Контроль за соблюдением нормативов ПДВ на предприятии
осуществляется:
- непосредственно по источникам выбросов;
- по фактическому загрязнению атмосферного воздуха на контрольных точках.
При контроле непосредственно на источниках выбросов основным источником
информации должны быть прямые измерения. Все источники выбросов любого
предприятия делятся на две категории. К первой категории относятся источники,
которые вносят наиболее существенный вклад в загрязнение атмосферы. Эти источники
должны контролироваться систематически и регулярно; ко второй - более мелкие
организованные источники, которые контролируются эпизодически и для которых при
См
 0,5 выполняется следущее равенство:
ПДК
М
М
 0,01, при Н >10 м,
 0,1, при Н < 10 м ,
ПДК
ПДК  Н
а также источники, на которых установлена пылегазоочистная аппаратура с кпд > 75%
при одновременном выполнении для них условий:
М
100

 0,01
ПДК  Н 100  кпд
при Н > 10 м ;
М
100

 0,1
ПДК 100  кпд
при
Н < 10 м , где:
См - величина максимальной разовой концентрации, мг/м 3;
М – максимальная величина выброса для , г/сек;
кпд – коэффициент полезного действия;
ПДК – предельно допустимая концентрация данного вещества, , мг/м3
Н – высота источника выброса (трубы), м;
0,5 , 0,1 или 0,01 – это доли ПДК данного вредного вещества.
В число обязательно контролируемых веществ в любом случае должны быть включены:
диоксид серы; оксиды азота; оксид углерода; пыль. В реальности из каждого источника
(трубы) выбрасывается несколько вредных веществ, тогда в числитель подставляется не
"М", а "М", где М - сумма максимальных величин выбросов ОДНОГО вещества из
ВСЕХ источников, г/с.
6.4. Санитарно-защитные зоны (СЗЗ)
Для уменьшения концентрации вредных веществ на территории, которая
окружает промышленные предприятия, создают санитарно-защитные зоны (СЗЗ). Они
предназначены также для зашиты селитебных территорий от вредного воздействия
выбросов, неприятных запахов, повышенных уровней шума, вибрации, ультразвука,
электромагнитных излучений, статического электричества и ионизирующих излучений,
источниками которых могут быть промышленные предприятия. Для расчета величины
санитарно-защитной зоны (СЗЗ) определяют перечень и характеристики
организованных источников выброса (т.е. дымовых или вентиляционных труб) (табл.
6.10), затем фиксируют метеоусловия в месте расположения данного источника
(табл.6.11).
114
Таблица 6.10. Характеристика одного из источников выбросов
мясокомбината
№
ис
то
чн
и
ка
1
1.
Источни
к
выброса
Кол-во
часов
работы,
час /год
2
3
Термокамера с
дымогенератором
2400
Диаметр
трубы,
м
Параметры
источника
Н,
м
V,
м3/с
5
6
4
0,2
6
0,5
Координа
ты
Т
О
С
X
7
Y
8
120
521
9
498
Выбросы загрязняющих веществ
Код
10
Наименован
ие вещества
г/сек
т/год
11
12
13
301
Азота
диоксид
0,0046
0,126
328
Сажа
0,0029
0,080
0,0029
0,080
0,3040
8,206
330
337
Ангидрид
сернистый
Углерода
оксид
1071
Фенол
0,0012
0,032
1325
Формальдегид
0,0016
0,046
Предельно допустимый выброс Мпдв (г/с), т.е. количество вредного вещества,
выделяемого источником в единицу времени, которое, рассеиваясь в атмосфере, при
неблагоприятных погодных условиях будет создавать в приземном слое (на высоте 2 м
от поверхности земли) концентрацию, равную предельно допустимой концентрации
вредных веществ в атмосферном воздухе Спдка.в. (с учетом фоновой концентрации Сф),
можно определить по формуле:
Таблица 6.11. Метеорологические характеристики и их коэффициенты
Вид коэффициента
1. Коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы
2 . Коэффициент рельефа местности
3. Средняя температура воздуха в 13 часов наиболее жаркого месяца,°С
4 . Средняя температура воздуха наихолодного месяцяа (для котелен, работающих по графику
),°С
5 . Роза ветров
6 . Скорость ветра (по средним данным за много лет), точность 5 %, м/сек
М ПДВ 
Величина
200
1
27,6
-9,6
Ю-В
12
(С ПДКа.в .  Сф ) Н 2 3 V1Т
AFm n 
где Cм— максимальная приземная концентрация вредных веществ при выбросе
нагретой газовоздушной смеси из одиночного (точечного) источника с устьем круглого
сечения при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии Х (м) от
источника (с учетом фоновой концентрации, создаваемой другими выбросами), мг/м 3; М
- количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с; А - коэффициент,
зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия
вертикального и горизонтального рассеивании вредных веществ в атмосферном воздухе
(А == 140-250 в зависимости от географического района расположения); F безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в
атмосферном воздухе для газов F=1, для аэрозолей F=2-3); m, п — безразмерные
коэффициенты, зависящие от условия истечения газовоздушной смеси и формы устья
115
Фоновые
концентрации в долях
ПДК
источника выброса (m = 0,8-1,4, n = 1-2, причем, чем больше диаметр трубы, тем меньше
m и n); ή-коэффициент, учитывающий рельеф местности выброса (если он
«спокойный», т. е. разность отметок на расстоянии 1 км от места выброса не превышает
50м, ή = 1); Н - высота источника выброса (трубы) над уровнем земли, м; V - объем
газовоздушной смеси, м 3/с; ΔТ - разность температур выбрасываемой газовоздушной
смеси Тr и окружающего воздуха Tв, (оС).
Таблица 6.12. - Результаты расчета рассеивания по данным таблиц 6.10 и 6.11
Расчетные максимальные
концентрации в долях ПДК
Загрязняющее
на границе СЗЗ с
вещество
на границе
учетом фоновой
СЗЗ
концентрации
1
2
3
4
Диоксид азота
0,60
0,37
0,97
Сажа
Ангидрид
сернистый
Оксид углерода
0,47
< 0,1
0,57
0,55
0,11
0,66
0,10
0,20
0,30
Фенол
-
0,35
0,35
Формальдегид
-
0,13
0,13
Рис. 6.1. Карта ( маштаб 1:25000) расчета СЗЗ (в долях ПДК) для NO2 (по данным
табл.6.10 и 6.11) по программе «ЭОЛ» ( с учетом фоновых концентраций по табл.
6.12)
Расстояние от места выброса до места образования максимальной приземной
концентрации вредных веществ Хм (м) можно рассчитать по формуле:
116
XM 
5 F
dH ,
4
где: d - безразмерный коэффициент, при выбросах до 10 куб.м/с d = 4-5; значения F и
H см. в предыдущем абзаце.
В случае наличия нескольких источников выброса, можно также обозначить некую
«зону влияния» на расстоянии L от источника выброса, наиболее близкого к жилью:
L = R0 x P1/P0 (м) , где
R0 – радиус СЗЗ, м;
P1 – вероятность ветра в направлении жилой застройки; P0 –
вероятность ветра по розе ветров.
Имеется компьютерная программа «ЭОЛ» для выполнения подобных расчетов
на компьютере ( см. табл. 6.12 и рис. 6.13).
Для действующих предприятий величина фоновой концентрации определяется
без учета вклада предприятия по формулам согласно ОНД-86. При этом за фоновую
концентрацию принимается максимальная расчетная концентрация С ф, каждого
расчетного прямоугольника территории города в границах зоны влияния предприятия.

С
С ф  С ф 1  0,4

Сф


, приС  2С ф


С ф  0,2Сф , приС  2Сф
где С ф - значение фоновой концентрации загрязняющего вещества, которое
получено без учета вклада предприятия, которое рассматривается;
С – наибольшее значение концентрации, которое создается предприятием в точке
размещения поста, рассчитанное по формуле ОНД-86;
Сф – значение фоновой концентрации загрязняющего вещества, определенное с
учетом вклада предприятия, которое рассматривается по данным наблюдений.
Таблица 6.13. - Величины фоновых концентраций для основных
общераспространенных загрязняющих веществ
Загрязняющие вещества
Пыль
Диоксид азота Оксид углерода Диоксид серы
Население
В
В
В
(тыс.чел.)
В долях
мг/м
3
3
3
мг/м
мг/м
долях мг/м
долях
долях
3
ПДКм.р.
ПДКм.р.
ПДКм.р.
ПДКм.р.
125-250
0,2
0,4
0,03
0,35
1,5
0,3
0,1
0,2
50-125
0,1
0,2
0,015
0,17
0,8
0,16
0,05 0,1
Менее 50
0,05
0,1
0,008
0,09
0,4
0,08
0,02 0,04
В случае невозможности проведение прямых
использование балансовых методов определения выбросов.
измерений
допускается
6.5. Расчет выбросов загрязняющих веществ
6.5.1. При работе котельной
Оценка выбросов загрязняющих веществ проведена в соответствии с методикой
определения «Викиди забруднювальних речовин в атмосферу від енергетичних
установок» ГДК 34:02.305-2002.
Общие данные
Предприятие имеет котел Е 1/0,9Р. Теплопроизводительность котла – 642х1000
Ккал/час (2,69 ГДж/час). В год - 2440 часов работы, расходуется 305 тонн угля марки ДР
117
с низшей теплотой сгорания 21530 кДж/кг. Зольность – 21,1%, влага – 7,8%, сера – 3%.
Тепловая мощность котла – 0,747 СВт, в среднем работает на мощности 0,5МВт.
Золоудаление сухое, золоуловители отсутствуют.
Выбросы при сжигании угля
При сжигании печного топлива рассчитаны выбросы диоксида углерода и
тяжелых металлов, а также N20 и CH4.
Валовые выбросы оксидов углерода
Показатель эмиссии диоксида углерода определяется по формуле:
10 6 C р  44 c
K CO2 
12 xQ r i  100
где: Cр – массовое содержание углерода в топливе (принято 83,3 %),
εС – степень окисления углерода топлива (близка к 1)
В нашем случае показатель эмиссии диоксида углерода будет равен
141722,2 г/ГДж.
10 6 83,3  44  1
К СО2 
12  21,53  100
Выбросы диоксида углерода за год составят:
МСО2 =141722,2х10-6х305х21,53=930,7(т/год) =106,4 г/с
Валовые выбросы тяжелых металлов
По данным анализа содержание тяжелых металлов в рабочей массе угля
составляет, мкг/кг:
As-20, Cd-0, Cr-47, Cu-29, Hq-0,28, Ni-26, Pb-20, Se-0, Zn-40.
При сжигании угля показатель эмиссии тяжелого металла определяется по
формуле:

k mм  (С вм / Q r i ) а вин f зб (1   зу )(1  f г )  f г (1   зу )

где: Свм – массовое содержание тяжелого металла в топливе.
Qri – нижняя рабочая теплота сгорания топлива, МДж/кг;
fзб – коэффициент обогащения тяжелого металла;
f г- часть тяжелого металла, которая выходит в газообразной форме;
ηзу – эффективность улавливания газообразной фракции тяжелого металла в
золоулавливающей установке.
Ртуть и мышьяк удаляются в газообразной форме - эта часть составляет 0,9 для
ртути и 0,005 для мышьяка.
Таблица 6.14. - Расчетные значения выбросов тяжелых металлов
Тяжелый металл
As
Cr
Cu
Hq
Ni
Pb
Zn
Показатель
0,143
0,327
0,201
0,0012
0,18
0,138 0,28
эмиссии, г/МДж
Валовый выброс, 0,0009 0,0024 0,00132 0,0000078 0,0012 0,0009 0,0018
т/год
Выброс г/с
0,0001 0,0002 0,00015 0,0000009 0,0001 0,0001 0,0002
Следует отметить, что расчет выбросов тяжелых металлов стал обязательным
после подписания Украиной в 2001 г. международного Протокола по трансграничному
загрязнению воздуха тяжелыми металлами.
Валовые выбросы оксидов азота
Показатель эмиссии оксидов азота принят равным 1,4 г/ГДж.
Выбросы оксидов азота за год составят:
МNOх = 1,4х10-6х305х21,53=0,0092 т/год.
118
Валовые выбросы метана
Показатель эмиссии метана принят равным 1г/ГДж.
Выбросы метана за год составят:
МCH4=1x10-6x54,5x29,74=0,0016 т/год.
Валовые выбросы диоксида серы
Расчет выбросов оксидов серы в пересчета на SO2 (т/год) выполняется по
формуле:
ПSO2=0,02bSr(l-ηSO2)(l-ηSO2), где η= 0,05;
Sr - содержание серы в топливе (%): ηSO2 – доля оксидов серы, связываемых летучей
золой в котле, ηSO2 – доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе попутно с
твердыми частицами.
Доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле, зависит от зольности
топлива и содержания свободной щелочи в летучей золе. Ориентировочные значения
ηSO2 при факельном сжигании различных видов топлива:
Энергетические угли
0,1
Мазут
0,02
Газ
0,0
6.5.2. Для неорганизованных источников
Газы из действующих горящих терриконов и хребтовых отвалов.
Прежде всего, такой расчет можно выполнить чисто эмпирически: в среднем
можно принять, что один
(разумеется, усреднённый) действующий горящий
терриконник Донбасса выбрасывает в атмосферу:
оксида углерода – 1500 тонн/год;
диоксида серы – 145 тонн/год;
оксидов азота - 15 тонн/год;
сероводорода - 70 тонн/год.
Всего газов – 1730 тонн/год.
Расчет газовых выбросов П (т/сут) также производится по формуле
П = 0,001mHQ,
где m – коэффициент, зависящий от качества угля (таблица 4.15.), H – высота
отвала (м), Q - количество породы, выдаваемой в отвал, т/сут.
Таблица 6.15. - Значения коэффициента m
Загрязняющее вещество
Донецкий
Львовско–Волынский
бассейн
бассейн
Оксид углерода
0,2
2,0
Диоксид углерода
2,5
9,3
Диоксид серы
0,02
0,5
Сероводород
0,01
0,03
Оксиды азота
0,002
0,006
Пыль из действующих терриконников
Пыление терриконника слагается из двух составляющих: пыль, сдуваемая ветром с
поверхности (Мпов) плюс пыль, выбрасываемая при выгрузке свежей породы (М отв). При
этом принимается, что удельная «сдуваемость» пыли составляет 10 мг/сут-кв.м, а
удельное пыление при выгрузке свежей породы и планировке отвала составляет 10
г/куб.м. Отсюда
М = Мпов + Мотв = [S (365 – Tсн) + V (1- )] 10-6  Кв , где
S – боковая поверхность терриконника, м 2 (S = 3,6 DH, D – диаметр основания, H –
высота);
Tсн – количество зимних дней в году с устойчивым снежным покровом;
119
V – количество “свежей” породы, подаваемое в отвал, м3/год;
- эффективность средств пылеподавления (доли единицы);
Кв – коэффициент скорости ветра (до 6 м/с равен 1, после 8 м/с – 1,5).
В случае недействующего терриконника Мнед = М f, где f = 0,2 в первые три года
после прекращения эксплуатации и f = 0,1 все последующие годы до полного
озеленения отвала.
6.5.3. Расчет ИЗА
Госкомгидромет предложил также методику расчета комплексного индекса
загрязнения атмосферы (ИЗА) для сравнительной оценки уровней загрязненности
атмосферы районов и городов. В основе расчета ИЗА
лежит идея оценки
загрязнённости в долях ПДК SО2 - типичного загрязнителя городской атмосферы 3-го
класса. Степень загрязненности атмосферы несколькими веществами выражается в
общем виде через комплексный (суммарный) индекс загрязнения Ie:
Ci
 Gi 
Ie   Ii   
 ,
i
i  ПДКi 
где I — число вредных веществ, учитываемых в комплексном индексе загрязнения
атмосферы;
Gi — средняя концентрация вещества; ПДКi — среднесуточная предельно
допустимая концентрация вещества;
Ci — безразмерная константа приведения степени вредности вещества к вредности
сернистого газа.
Среднее значение константы Ci в зависимости от класса опасности вещества i
принимается равным:
Класс опасности
1
2
3
4
Значение индекса
1,7
1,3
1,0
0,9
m
m
Для оценки загрязненности атмосферы используется единичный и комплексный Ie
— индексы, рассчитываемые по данным наблюдений одного поста и всех постов в
городе за месяц и год:
Iij — единичный индекс загрязнения одной примесью на посту j;
Iej — комплексный индекс загрязнения на посту;
Inj — единичный индекс загрязнения примесью по всем (n)
постам в городе;
In — комплексный индекс загрязнения по всем (n) постам в городе.
В зависимости от величины In различают следующие уровни загрязнения
атмосферы (в условных единицах ПДК диоксида серы):
In  8 – средний уровень загрязнённости;
8  In  15 - уровень загрязнённости выше среднего;
In  15 - высокий уровень загрязнённости.
6.5.4. Индекс токсичности
Все промышленные отходы рассчитываются также и по классам токсичности и
степени опасности. Класс токсичности определяют на основе ПДК химических веществ,
содержащихся в отходах. Индекс токсичности каждого компонента твердых отходов
рассчитывается по формуле:
Ki  ПДКi ( S  CB )i ,
где
ПДКi - предельно допустимая концентрация токсичного вещества, содержащегося в
отходе;
S - коэффициент, отражающий растворимость его в воде (величина безразмерная);
CВ - содержание данного компонента в общей массе отходов;
120
i
- порядковый номер данного компонента;
Суммарный индекс токсичности – по формуле:
К   1 / n 2 K i
n - выбранное (1…3) число компонентов, имеющие минимальные значения К,
причем К1 < К2 < К3.
6.5.5. Расчет индекса загрязнения воды
ИЗВ для поверхностных вод проводится только по строго ограниченному
количеству ингредиентов. Результаты анализов определяются по каждому из
показателей (находится среднеарифметическое значение). Число анализов для
определения среднего значения должно быть не менее 4. Если в расчете
среднеарифметического принимались значения, выходящие за пределы опасного ряда
наблюдений (в результате аварийного сброса загрязняющих веществ), в тексте должна
быть соответствующая оговорка.
Расчет ИЗВ проводится по формулам:
для поверхностных вод:
с / ПДК
ИЗВп.в 
,
6
где 6 — строго лимитируемое количество показателей (ингредиентов),
использующихся для расчета и имеющих наибольшие значения, независимо от того,
превышают они ПДК или нет, включая показатели растворенного кислорода и БПК 5;
для морских вод:
с / ПДК
ИЗВп.в 
,
4
где 4 — строго лимитируемое количество показателей (ингредиентов), использующихся
для расчета и имеющих наибольшие значения, независимо от того, превышают они ПДК
или нет, включая растворенный кислород. Для морских вод расчет ИЗВ проводят не по
отдельным станциям, а по районам контроля.
Представляет также интерес ознакомиться с европейскими требованиями к качеству
водоёмов (см. табл. 6.16).
Таблица 6.16. – Качество водоёмов Европы
Класс
чистоты
I
II
III
IV
Прозрачность
Количество Количеств
бактерий,
о О2 , г/л
шт/1 мл
Прозр.
100
 8
Слабо загрязн.
10 000
6-8
Сильно
100 000
2 -4
загрязн.
Экстремально  100 000
Отсутствуе
загрязн.
т
Количество
связанного
азота, мг/л
Следы
 0,3
 0,5
БПК5
3
3 – 5,5
5,5 - 14
Идут гнилостные процессы
6.5.6. Расчет количества утечек токсичных и паров газов через неплотности
фланцевых соединений (при ризб ≥2 105 Па)
Количество газовой смеси, выделяющейся через неплотности фланцевых
соединений, определяется по формуле, кг/ч:
G  3,57 *10 5pизб mV M / T
где 3,57 - коэффициент, оС1/2 см2/(м3·ч); η - коэффициент запаса, принимаемый равным 2;
ризб - избыточное давление, Па; m - коэффициент негерметичности, характеризующий
121
падение давления в аппарате, ч–1; V - объем аппарата, занимаемый газовой (паровой)
фазой, м3; Т - абсолютная температура газа или пара в аппарате, ºК; М - молярная масса
газа или пара.
Пример. Определить количество вредных веществ, выделяющихся через
неплотности фланцевых соединений цехового трубопровода (d=108 мм, толщина стенки
4 мм, длина 150 м).
Исходные данные. Состав среды в трубопроводе, % (масс.): водород 58,9, αн2 =0,589;
оксид углерода 7,1, αсо==0,071; метан 34. αсн4 ==0.34. Температура газовой смеси в
трубопроводе t=50°С. Избыточное давление в трубопроводе ризб=209 060 Па. Давление
наружной среды В=101325 Па.
Решение.
Относительные молекулярные массы составляющих газовой смеси:
Мн2 = 2,0; МСО = 28,0; МСН4=16,0. Объемные доли составляющих газовой смеси:
0,589 / 2
nH 2 
 0,925
0,589 / 2  0,071 / 28  0,34 / 16
0,071 / 28
nCO 
 0,009
0,589 / 2  0,071 / 28  0,34 / 16
0,34 / 16
nC H 4 
 0,925
0,589 / 2  0,071 / 28  0,34 / 16
Абсолютное давление газовой смеси в трубопроводе:
рабс = ризб + В ; рабс = 209 060 + 101 325 =310385 Па.
Парциальное давление составляющих газовой смеси. Па:
рi = nipабс;
рН2 = 310 385*0,925 = 287 106; рСО = 310 385*0,009 = 2794;
рСН4 = 310 385*0,066 = 20 485 Па.
Концентрации составляющих газовой смеси, мг/м 3:
16 pi * 1000
Ci 
(273  i ) * 133,3
16 * 287106 * 2 *1000
CH2 
 213383
(273  50) *133,3
16 * 2794 * 28 *1000
CCO 
 29072
(273  50) *133,3
16 * 20485 *16 *1000
CCH 4 
 121799
(273  50) *133,3
Произведение іірі для составляющих газовой смеси, мг/м3 (кг/м3);
іН2рН2= 213383 (0,213); іСОрСО =29072 (0,029);
іСН4рСН4 =121799 (0,122).
Плотность газовой смеси в трубопроводе:
рсм =∑ іірі
рсм = 0,213 + 0,029 + 0,122 = 0,364 мг/м3.
Молекулярная масса газовой смеси в трубопроводе:
Мсм = ∑ ііМі;
Мсм = 0,925 * 2 + 0,009 * 28 + 0,006 * 16 = 3,2.
Коэффициент негерметичности фланцевых соединений цехового трубопровода
(см.
табл. 2.3): m = 0,001. Объем газов в трубопроводе: V==0,785 d2l ; V == 0,785*0,1*150
=1,1775 м3.
122
Количество газовой смеси, выделяющейся через неплотности фланцевых соединений
трубопровода:
G  3,57 *10 2 pизбVm M / T
Объем газовой смеси, выделяющейся через неплотности фланцевых соединении
трубопроводов:
Vcм =Gсм/рсм;
Vcм =1,76*10-3/0,364
Количество составляющих газовой смеси, выделяющейся через неплотности фланцевых
соединений трубопровода, г/ч:
Gi=VcмСі;
GН2О = 0,00483*213383*10 -3 = 1,03
GСО = 0,00483*29072*10 –3 = 0,1407
GСН4 = 0,00483*121799*10 –3 = 0,59
6.5.7. Расчет количества вредных веществ, поступающих к атмосферу при
испарении их с поверхности разлитой жидкости
В потоке воздуха количество испаряющейся жидкости описывается уравнением, г/ч:
Gi =7,5*10 –3 (5,38+4,1v) Fpi √Mi k2 / k1,
где v - скорость движения воздуха над поверхностью испарения, м/с.
Пример. Определить количество испаряющихся вредных веществ из «ямы»,
наполненной смесью жидкостей, % (масс.): вода 40, бензол (b) 30, дихлорэтан (d) 30.
Исходные данные. Диаметр ямы D = 1,4 м. Температура жидкости t = 40°С
(летняя жара). Барометрическое давление наружной среды B ≈ 101325 Па. Скорость
движения наружной среды над поверхностью жидкости v = 2 м/с.
Решение. Поверхность испарения жидкости: F = 0,785 D2 an = 0,785*1.42 =
1,5386 м2.
Парциальное давление компонентов жидкости над ее поверхностью (см. решения
пред. примера), Па: рн 2 о = 5759; рб = 3206,4; рд = 2148,0. Относительные
молекулярные массы
компонентов: Мн2 о = 18,015; Мб = 78,10; Мд = 98,97.
Температура кипения компонентов жидкости tк, °С: вода 100, бензол 80,1,
дихлорэтан 83,5. Коэффициент, учитывающий понижение температуры поверхности
испарения: для воды k1 = 1,0; бензола k1 = 1,3, дихлорэтана k1 = 1,3. Коэффициент,
учитывающий степень закрытия поверхности испарения: k2 = 1 (при открытой
поверхности испарения).
Количество испаряющихся вредных веществ, г/ч:
Gl  7,5  10 3 (5,38  4,1v) Fpi M i 
r2
;
r1
1
GH 2O  7,5  10 3 (5,38  4,1  2)1,5386  5759 18,015   3830;
1
1
Gb  7,5  10 3 (5,38  4,1  2)1,5386  3206,4 78,1 
 3415,4;
1,3
1
Gд  7,5  10 3 (5,38  4,1  2)1,5386  2148 98,97 
 2575,7;
1,3
123
7. Экономические механизмы экологической безопасности
7.1. Экономические механизмы
Для экологической безопасности государства и для достижения конкретных
положительных результатов признано наиболее эффективным применение
экономических методов регулирования природопользования и охраны окружающей
среды.
Целью экономического механизма охраны ОПС является согласование
экономических и экологических интересов всех видов общественного производства и
бытия. Практика показала, что только одни административные меры, без
экономических, не приводят к заметному улучшению состояния ОПС, т.к. бесплатное и
бесконтрольное пользование природными ресурсами развращает местных и высших
чиновников и хозяйственников, создаёт иллюзию, что природные ресурсы – это нечто
дармовое и «этого добра сколько угодно валяется под ногами». Поэтому основным
принципом экономического механизма природопользования стала ПЛАТНОСТЬ. Это
означает, что, во-первых, использование природных ресурсов кем бы то ни было
осуществляется за определённую плату. В основе принципа платности лежит
экономическая оценка (т.е. денежная оценка стоимости) любых природных ресурсовземель, лесных угодий, водных ресурсов, недр, атмосферы и т.д. Во-вторых,
оплачиваются все выбросы в атмосферу, сбросы в гидросферу, отвалы промотходов и
ТБО. Причем в Украине, как и во всём цивилизованном мире, осуществлён принцип
«ПЛАТИТ ПРЕДПРИЯТИЕ-ЗАГРЯЗНИТЕЛЬ» (кроме случаев, когда экологический
ущерб причинен стихийным бедствием – тогда приходится платить государству).
Как это делается практически? Во-первых, составляются КАДАСТРЫ – это
систематизированный свод количественных и качественных характеристик каждого
конкретного природного ресурса для конкретной территории. В Украине имеется и
земельный кадастр, и водный, и лесной. Именно государственные кадастры являются
одним из главных критериев для денежной оценки используемых природных ресурсов.
Во-вторых, каждому предприятию выдаётся (точнее – продаётся!) ЛИЦЕНЗИЯ на
комплексное природопользование - т.е. на использование фиксированного количества
природных ресурсов за фиксированный период времени.
Лицензия включает:
- перечень используемых природных ресурсов, лимиты и нормативы их расхода
(или изъятия из недр, рек и т.д.);
- перечень, нормативы и лимиты выбросов и сбросов загрязняющих веществ, а
также размещения твердых и жидких отходов;
- нормативную плату для восполнение расходов на воспроизводство каждого из
«потраченных» природных ресурсов (при этом за превышение установленных лимитов
и норм взимается штраф);
- другие экологические требования и ограничения.
К сожалению, из-за экономических проблем предприятия Украины оплачивают в
среднем не более половины выставленных им экологических платежей и штрафов (см.
табл. 7.1). Законодательно определены «маршруты» экологических платежей: 30% из
них поступает в госбюджет, 70% – в региональный специализированный внебюджетный
экологический фонд (областной и городской). Бюджетные 30% идут обычно на
государственные
124
Экономический механизм охраны
окружающей природной среды
Кадастры природных
ресурсов
Плата за ресурсы
Источники средств
Кредитование
Материально-техническое
обеспечение
Плата за
пользование
природными
ресурсами
Экологические
фонды
Экологические
льготы
Плата за загрязнение
Расходование средств
Налогообложение
Материальное
поощрение
Возмещение причиненного
ущерба
Повышение норм
амортизации
природоохранительных
фондов
Поощрительные цены и
надбавки на экологически
чистую продукцию
Обязательное
Экологическое
страхование
Рис. 7.1.
Добровольное
125
Административные и экономические методы управления природопользованием
Стандартизация и нормирование
Финансирование природоохранных
методов
Государственный
и ведомственный
контроль
Материальное стимулирование
Юридическая
ответственность
Заключение договоров и
выдача лицензий на
природопользование
Из государственного бюджета
Криминальная
Из прибыли
предприятия
Административная
Из экологических и страховых
фондов
Дисциплинарная
Кредиты банков
Материальная
Заинтересованность
Налоговые
льготы
Льготное
кредитование
Надбавки
на цены
Планирование
природоохранных методов
Лимитирование природопользования
Платежи на
природопользование
Использование
природных ресурсов
Загрязнение
окружающей среды
Размещение отходов
Наказание
Дополнительное
налогообложение
Штрафы
Рис. 7.2. Объединение административных и экономических методов управления
природопользованием
природоохранные программы и на ликвидацию последствий экологических катастроф;
региональные 70% - на природоохранные мероприятия местного уровня. На рис. 7.1 и
7.2 схематично представлены экономические и экономико-административные
механизмы охраны ОПС.
Таблица 7.1. Поступления в Госбюджет Украины от сборов за специальное
использование природных ресурсов, загрязнение ОПС и природоохранные
затраты за 1999 г. (млн грн)
Вид сбора
Сбор за специальное использование
лесных ресурсов
Сбор за специальное использование
водных ресурсов
Сбор за пользование недрами
План
53,8
Факт
33,1
%
61,5
191,1
86,5
45,3
14,7
11,8
80,3
126
Всего по сбору за специальное
использование природных ресурсов
Затраты из раздела “Охрана окружающей
природной среды и ядерная безопасность”
Поступление в Государственный фонд
охраны окружающей природной среды
259,6
131,4
50,6
80,9
51,4
63,5
13,08
10,9
83,4
7.1.1. Экологические фонды
Основными задачами экологического фонда являются:
— финансирование и кредитование федеральных программ и научно-технических
проектов, направленных на улучшение качества окружающей природной среды, а также
обеспечение экологической безопасности населения;
— мобилизация средств на осуществление природоохранных мероприятий и программ;
— экономическое стимулирование бережного и эффективного использования
природных ресурсов, внедрения экологически чистых технологий, строительства
очистных сооружений;
— содействие в развитии и осуществлении международного сотрудничества в области
охраны окружающей природной среды, финансирование целевых проектов и программ
такого сотрудничества;
— содействие в развитии экологического воспитания и образования населения;
— осуществление иной деятельности, не противоречащей действующему
законодательству
Доходная база экологических фондов включает следующие источники поступления
средств:
— плата предприятий за загрязнение окружающей природной среды в пределах
допустимых нормативов, в том числе водных объектов, атмосферного воздуха, и за
размещение отходов;
— плата предприятий за загрязнение окружающей природной среды в пределах
установленных лимитов (временно согласованных нормативов), в том числе водных
объектов, атмосферного воздуха, и за размещение отходов;
— плата предприятий за сверхлимитное загрязнение окружающей природной среды, в
том числе водных объектов, атмосферного воздуха, и за размещение отходов;
— плата за прочие виды вредного воздействия на окружающую природную среду;
— средства, получаемые по искам о возмещении вреда, нанесенного окружающей среде
и природным ресурсам;
— штрафы за нарушение природоохранительного законодательства, экологических
норм, правил, стандартов и иных нормативных актов, предписаний природоохранных
органов;
— штрафы за нарушение правил охоты, рыболовства, включая средства от реализации
конфискованных орудий охоты, рыболовства и незаконно добытой с их помощью
продукции;
— прибыль, полученная от использования средств экологических фондов, в том числе
дивиденды, проценты по вкладам, банковским депозитам, финансовым операциям и по
ранее предоставленным кредитам;
—возвращенные ранее предоставленные кредиты и ссуды;
— поступления из иных источников.
В настоящий момент наблюдается значительная активизация двусторонних и
многосторонних международных финансовых доноров в отношении финансирования
природоохранных мер. Основными направлениями «внешнего» природоохранного
инвестирования (т.е. «внешнего» пополнения экофондов) являются:
127
1) Глобальные экологические проблемы: охрана озонового слоя, сохранение
биоразнообразия, охрана международных водоемов и водотоков, глобальное потепление
климата;
2) Межрегиональные экологические проблемы: трансграничный перенос
загрязнений с воздушными и водными массами, загрязнение грунтовых вод вследствие
размещения
отходов, радиационное и шумовое загрязнение;
3) Местные экологические проблемы в регионах, расположенных вблизи страндоноров, когда имеется вероятность косвенного негативного антропогенного
воздействия на их территорию.
К экологическим затратам относятся следующие основные группы и виды затрат:
o Текущие затраты предприятий, организаций и учреждений на охрану окружающей среды.
2. Затраты на капитальный ремонт основных фондов природоохранного
назначения.
3. Капитальные вложения на охрану окружающей среды (прямые и
сопряженные).
4. Содержание заповедников и иных особо охраняемых природных территорий,
затраты на охрану ресурсов животного мира, охрану лесных ресурсов (частично),
озеленение городов и промышленных центров.
5. Затраты на научные исследования в области охраны окружающей среды и
рационального использования природных ресурсов.
6. Операционные расходы бюджета на цели экологии: расходы на содержание и
деятельность государственных органов в области охраны окружающей среды, в том
числе - оплата труда управленческих и контрольных органов по охране окружающей
среды и рациональному использованию природных ресурсов.
7. Затраты на экологическое образование и просвещение (подготовку
соответствующих специалистов).
Кроме перечисленных затрат к экологическим расходам следовало бы также
относить и издержки различных общественных и коммерческих организаций
экологической направленности, главной задачей которых является природоохранная
деятельность различного профиля, развитие рынка экологических товаров, работ и
услуг.
7.2. Экологические сборы и платежи
Объектами начисления сбора являются:
а) для стационарных источников загрязнения – объемы загрязняющих веществ,
которые выбрасываются в атмосферный воздух или сбрасываются непосредственно в
водный объект и объемы отходов, которые размещаются в специально отведенных для
этого местах или объектах;
б) для передвижных источников загрязнения – объемы фактически
использованных видов горючего, в результате сожжения которых получаются
загрязняющие вещества.
7.2.1. Суммы сбора, который начисляется за выбросы в атмосферу стационарными
источниками загрязнения
Суммы сбора, который начисляется за выбросы стационарными источниками
загрязнения (Пвс), вычисляются плательщиками самостоятельно ежеквартально
нарастающим итогом с начала года на основании утвержденных лимитов, исходя из
фактических объемов выбросов и нормативов сбора и корректирующих коэффициентов,
и определяются по формуле:
128
n
П вс   ( М лі  Н бі  К нас  К ф )  ( М пі  Н бі  К нас  К ф  К л )
i 1
где Млі – объем выброса i-того загрязняющего вещества в тоннах в границах
лимита;
Мні – объем сверхлимитного выброса (разность между объемом фактического
выброса и лимита) i-того загрязняющего вещества, т;
Нбі – норматив сбора за тонну i-того загрязняющего вещества в гривнах (грн/т);
Кнас – корректирующий коэффициент, который учитывает численность жителей
населенного пункта;
Кф – корректирующий коэффициент, который учитывает народнохозяйственное
или культурное значение населенного пункта;
Кл - коэффициент кратности сбора за сверхлимитный выброс в атмосферу
загрязняющего вещества, равен 5.
7.2.2. Суммы сбора, который начисляется за выбросы передвижными источниками
загрязнения
Суммы сбора, который начисляется за выбросы передвижными источниками
загрязнения (Пвп), вычисляются плательщиками самостоятельно ежеквартально
нарастающим итогом с начала года, исходя из количества фактически использованного
горючего и его вида, на основании нормативов сбора за эти выбросы и корректирование
коэффициентов, и определяются по формуле:
п
П вс   М і  Н бі  К нас  К ф
і 1
где Мi – количество использованного горючего i-того вида, т;
Нбі – норматив сбора за тонну i-того вида горючего, в гривнах (грн/т);
При расчете загрязнений атмосферы от транспорта (т.е. передвижный источников
загрязнения) необходимо пересчитать израсходованное моторное топливо с литров в
тонны по простой формуле Мнэ = (V p) / 1000, где:
Мнэ - масса горючего в тоннах; V - объем горючего в литрах; p - плотность в кг на м3, а
именно: для бензина — 0,74 кг/л; для дизельного топлива — 0,85 кг/л; для газа
сжиженного — 0,55 кг/л; для газа сжатого — 0,59 кг/м3.
7.2.3. Суммы сбора, который начисляется за сбросы в гидросферу
Суммы сбора, который начисляется за сбросы (Пс) вычисляются плательщиками
самостоятельно ежеквартально нарастающим итогом с начала года на основании
утвержденных лимитов, исходя из фактических объемов сбросов, нормативов сбора и
корректирование коэффициентов и определяются по формуле:
п
П вс   ( М лі  Н бі  К кр )  ( М ні  Н бі  К рб  Кл )
і 1
где Мi – объем сброса i-того загрязняющего вещества в границах лимита в
тоннах;
Млі – объем сверхлимитного сброса (разность между объемом фактического
сброса и лимита) i-того загрязняющего вещества, в тоннах;
Нбі – норматив сбора за тонну i-того загрязняющего вещества, в гривнах (грн/т);
Крб – региональный (бассейновый) корректирующий коэффициент, который
учитывает территориальные экологические особенности, а также экологоэкономические условия функционирования водного хозяйства.
Кл– коэффициент кратности сбора за сверхлимитные сбросы загрязняющих
веществ, равный 5.
129
7.2.4. Суммы и нормативы сбора, который начисляется за размещение отходов
Суммы сбора, который справляется за отходов размещения (Прв), вычисляются
плательщиками самостоятельно ежеквартально нарастающим итогом с начала года на
основании утвержденных лимитов, исходя из фактических объемов размещения
отходов, нормативов сбора и корректирующих коэффициентов, и определяются по
формуле:
п
П рв   ( М лі  Н бі  К т  К о )  ( М ні  Н бі  К т  К о  К л )
і 1
где Млi – объем отходов i-того вида в границах лимитов (в соответствии с
разрешениями на размещение), в тоннах;
Мні – объем сверхлимитного размещения отходов (разность между объемом
фактического размещения отходов и нормативом) i-того вида, в тонах;
Нбі – норматив сбора за тонну отходов i-того вида в границах лимита, в грн/т;
Кт- корректирующий коэффициент, который учитывает расположение места
размещение отходов.
Ко – корректирующий коэффициент, который учитывает характер технического
оснащения места размещение отходов.
Кл – коэффициент кратности сбора за сверхлимитное размещение отходов, равн. 5.
Нормативы сбора, который взимается за выбросы основных загрязняющих
веществ стационарными и передвижными (транспорт) источниками загрязнения, за
сбросы таких веществ в водоемы (реки, моря), а также плата за размещение отходов
имеются на официальном сайте Министерства экологии (Украины, России, др. стран), а
также в любом местном управлении экологии и природных ресурсов. Некоторые
данные по Украине приведены в таблицах 7.2 – 7.6 однако нужно иметь в виду, что
эти цифры периодически пересматриваются (как правило, в сторону увеличения).
Таблица 7.2. Нормативы сбора, который взимается за выбросы основных
загрязняющих веществ стационарными источниками загрязнения
Название загрязняющего вещества
Норматив сбора, гривен/тонна
Азота оксиды
80
Аммиак
15
101807
Бенз()пирен
Водород хлористый
3
Углерода оксид
3
Углеводороды
4,5
Пыль
3
Серы диоксид
80
Фтористые соединения (газообр.)
198
Ртуть и ее соединения (газообр.)
3390
Сероводород
257
Стирол
584
Фенол
363
Формальдегид
198
Таблица 7.3. Нормативы сбора, который взимается за выбросы в атмосферу
загрязняющих веществ автотранспортом
Вид горючего
Норматив сбора, гривен/тонну
Дизельное
3
Бензин:
Этилированный
4,5
Неэтилированный
3
130
Сжиженный углеводородный газ
4
Сжатый природный газ
2
Таблица 7.4. Нормативы сбора, который взимается за сбросы основных
загрязняющих веществ в водные объекты, в том числе в морские воды
Название загрязняющего вещества
Норматив сбора, гривен/тонну
Азот аммонийный
52,5
Органические вещества (за показателями
21
БСК5)
Взвешенные вещества
1,5
Нефтепродукты
309
Нитраты
4,5
Нитриты
258
Сульфаты
1,5
Фосфаты
42
Хлориды
1,5
Таблица 7.5. Нормативы сбора, который взимается за размещение отходов
Класс опасности
Степень опасности отходов
Норматив сбора,
отходов
гривен/тонну
I
Чрезвычайно опасные *
82,5
II
Высокоопасные
3
III
Умеренно опасные
0,75
IV
Малоопасные, в том числе нетоксичные отходы
0,3
горнодобывающей промышленности
* Норматив сбора для: оборудования и приборов, которые содержат ртуть, элементов с ионизирующим
излучением – 55 грн/1 единицу; люминесцентных ламп – 1,5 грн/шт.
Таблица 7.6. Корригирующие коэффициенты
А) Коэффициент, который устанавливается в зависимости от численности жителей
населенного пункта
Численность населения, тыс. человек
Коэффициент Кн
До 100
1
10,1-250
1,2
250,1-500
1,35
500,1-1000
1,55
Свыше 1000
1,8
Б) Коэффициент, который устанавливается в зависимости от народнохозяйственного значения населенного пункта
Тип населенного пункта
Коэффициент Кф
Организационно-хозяйственные и культурно-бытовые
1
центры местного значения с преимуществом аграрнопромышленных функций (районные центры, города
районного значения, поселка и села)
Многофункциональные
центры,
центры
с
1,25
преимуществом
промышленных
и
транспортных
функций
Населенные пункты, отнесенные к курортным
1,65
В) Региональные (бассейновые) коэффициенты
Бассейны морей и рек
Коэффициент Крб
Азовское море
2
Черное море
2
Днепр
2,5
131
Северский Донец
2,2
Г) Коэффициент, который устанавливается в зависимости от места (зоны)
размещения отходов
Место (зона) размещения отходов
Коэффициент
В административных границах населенных пунктов или на
3
расстоянии меньшее 3 км от них
За пределами населенных пунктов (на расстоянии большее 3
1
км от их границ)
Характер места размещение отходов
Специально созданные места складирования (полигоны),
1
которые обеспечивают защиту атмосферного воздуха и
водных объектов от загрязнения
Свалки, которые не обеспечивают полное исключение
3
загрязнения атмосферного воздуха или водных объектов
Кроме того, имеются нормативные платы за, например, использование рыбных
ресурсов (за 1 тонну окуня – 52,09 грн, судака – 93,9 грн, сома – 135.37 грн и т.д.).
Однако как быть, если завод выбрасывает (в воздух, в реку, в отвал) вредное
вещество, за которое не установлена норматив сбора? Тогда эта плата определяется по
токсикологической характеристике этого вещества в соответствии с табл. 7.7.
Таблица 7.7. Нормативы сбора для загрязняющих веществ, не числящихся
в перечнях табл. 7.3—7.5
Ориентировочно-безопасный уровень влияния
Норматив сбора, грн/тонна
соединений, выбрасываемых в атмосферу
(мг/куб.м)
Меньше 0,0001
24078
0,0001-0,001 (включительно)
2063
0,001-0,01 (включительно)
285
0,01-0.1 (включительно)
80
0,1 – больше 10
3
Загрязняющие вещества с допустимой
Норматив сбора, грн/тонна
концентрацией в воде рыбно-хозяйственных
водоемов (мг/л)
До 0,001
4128
0,001-0,09
2993
0,1-1 (включительно)
516
1-10
52,5
Выше 10
10,5
7.2.5. Примеры расчета экологических платежей
1) Для завода "Х" (Львов) фактические выбросы вредных веществ в атмосферу за
2010 г. составили: диоксида азота - 3,5 т; фториды - 0,7 т, однако допустимый норматив
был установлен в размере: NO2 - 2 т, фториды - 0,3 т. Коэффициент Кф, учитывающий
значимость города, равен 1,25 (табл.7.6). При выбросе загрязняющих веществ в
атмосферу крупных городов с населением от 0,5 до 1 млн применяется дополнительный
коэффициент Кн = 1,55(табл.7.6). Ставка сбора в пределах норматива равна: NO2 – 80
132
грн/т, фториды - 198 грн/т (табл. 7.2). Плата в пределах нормативов с учетом
коэффициентов будет равна:
П= (80x2 + 198x0,3) 1,25 1,55 = 425 грн.
Теперь вычислим количество вредных веществ, превышающее установленные лимиты:
NO2 – (3,5 – 2) = 1,5 т; фториды – (0,7 – 0,3) = 0,4 т.
Затем рассчитаем сумму платы за сверхлимитные выбросы (с дополнительным –
«штрафным» коэффициентом Кл=5!):
П= (80x1,5 + 198x0,4) 1,25 1,55 5 = 1930 грн.
И наконец, получим общую сумму платежа: П = (425 + 1930) = 2355 грн.
2) Завод «Y» за прошлый год сбросил в реку Днепр 10 тонн фосфатов при
нормативе – 6 тонн. Сверхнормативный сброс равен: 10 – 6 = 4 т. Сбор за фосфаты
составляет 42 грн/т (табл. 7.4). «Бассейновый» коэффициент для Днепра Kрб = 2,5 (табл.
7.7). Общая сумма платежа равна: П = (6x42x2,5) + (4x42x2,5x5) = 630 + 2100 = 2730
грн.
3) Предприятие «Z» в Крымском поселке разместило 25 тонн отходов 4-го класса
(малоопасные) в плохо оборудованном отвале рядом с предприятием при лимите в 10
тонн (т.е. сверхнормативные отходы составляют 25 – 10 = 15 т). Нормативная плата за
малоопасные отходы – 0,3 грн/т (табл. 7.5). Коэффициент «населенности» для поселка
равен Кн = 1,2, коэффициент «значимости» Кф = 1, 65 (Крым – курорт). Итого:
П = (0,3x10)x1,2x1,65 + (0,3x15)x1,2x1,65x5 = 5,94 + 49,5 = 55,44 грн.
4) РАСЧЕТ ПЛАТЕЖА ЗА ФАКТИЧЕСКИЕ ВЫБРОСЫ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
В АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ ОТ ПЕРЕДВИЖНЫХ ИСТОЧНИКОВ
Автотранспортное предприятие «W» (Киев) в I квартале нынешнего года
приобрело и полностью использовало 3500 л бензина А-76, плотность горючего
согласно паспорту качества составила 0,717 т/м3. Норматив сбора для бензина
неэтилированного Нбнэ = 4,5 грн./т (табл. 7.3). Для Киева корректировочный
коэффициент Кн = 1,8 и корректировочный коэффициент Кф = 1,25. Таким образом,
сумма сбора за загрязнение окружающей природной среды для передвижных
источников загрязнения составит:
П = (V х p) х Нбнэ х Кнас х Кф = (3,5т х 0,717) х 4,5 х 1,8 х 1,25 = 25,41 грн.
7.3. Экологическое страхование
Экологическое страхование - это совокупность различных видов страхования
экологических рисков, направленных на создание страховой защиты в случае
причинения страхователям, застрахованным и третьим лицам (выгодоприобретателям)
ущерба в результате внезапного сверхнормативного загрязнения окружающей среды
(земельных угодий, водной среды или воздушного бассейна).Система экологического
страхования включает в себя следующие отрасли (перечислены в порядке убывания
показателя доли каждой отрасли страхования в общем объеме поступлений по
страхованию экологических рисков):
а) Страхование ответственности, например, ответственности предприятий и
учреждений, являющихся источниками повышенной опасности за причинение вреда
окружающей природной среде, ответственность перевозчика (опасных грузов) и др.
Страхование ответственности проводится наиболее часто и дает основную часть сборов
по экологическому страхованию, т.к. здесь налицо имущественный интерес не только
получателя страхового возмещения - выгодоприобретателя, но и предприятиястрахователя (т.к. в противном случае, если риск ответственности не застрахован,
обязанность возмещать ущерб может быть возложена на предприятие как на
причинителя вреда)
133
б) Имущественное страхование, например, страхование земельных объектов на
случай нанесения им вреда вследствие экологической аварии или катастрофы
в) Личное страхование граждан, например, страхование жизни и здоровья
работников предприятий и учреждений, относящихся к категории источников
повышенной опасности; особенностью личного страхования в данном случае будет то,
что оно является не только частью комплекса природоохранных мероприятий, но и
важной составляющей системы социальной защиты.
В экологическом страховании объектом страхования является риск гражданской
ответственности, выражающийся в предъявлении страхователю имущественных
претензий физическими или юридическими лицами в соответствии с нормами
гражданского законодательства о возмещении ущерба за загрязнения земельных
угодий, водной среды или воздушного бассейна на территории действия конкретного
договора страхования. Страховое событие (случай) - внезапное, непреднамеренное
нанесение ущерба окружающей природной среде в результате аварий, приведших к
неожиданному выбросу загрязняющих веществ в атмосферу, к загрязнению земной
поверхности, сбросу сточных вод. Перечень загрязняющих веществ и причин страховых
событий, ущербы по которым подлежат возмещению, оговариваются в каждом
конкретном случае при заключении договора страхования. Страховые события, по
которым страховщик не несет ответственности, прямо или косвенно связаны с
последствиями военных действий, гражданских волнений, диверсий, и др.
При принятии решения об экологическом страховании необходимо сопоставить
соразмерность экономической эффективности и экологического ущерба - т.е. хватит ли
прибыли от данной деятельности предприятия, чтобы не только выплатить зарплату и
налоги, но и возместить возможный экологический ущерб? Для этого необходимо:
- определить основные экологические риски;
- оценить ущерб от возможной экологической аварии (сверхнормативный
выброс или сброс, прорыв шламонакопителя и др.);
- провести классификацию вероятности и интенсивности таких аварий на
предприятии с учетом оценки его общего технического уровня;
- оценить сумму страховки;
- по результатам экологического аудита (см. раздел 5.5) оценить затраты на
необходимые природоохранные мероприятия, которые приведут к снижению
экологических рисков и, соответственно, к снижению страховочных платежей.
Экологическое страхование создает взаимную экономическую заинтересованность
страхователей и страховщиков в снижении риска экологических аварий. Страхователь
заинтересован в повышении своей экологической безопасности помимо всех прочих
факторов еще и потому, что с ростом вероятности аварий растут и ставки страховых
премий, кроме того, в виде поощрения безаварийности страхователь получает ряд
экологических льгот – возврат установленной части страховой премии, льготные
условия продления страхового договора и т.д. Тем более заинтересован в снижении
экологического риска страховщик, который в этих целях предпринимает ряд
предупредительных мероприятий, например, проводит экологическую ревизию
(аудирование) состояния страхователя. Ему вменяется в обязанность расходовать часть
разницы между суммой собранных страховых премий и выплаченных страховых
возмещений на экологическое аудирование страхователей, улучшение службы
мониторинга окружающей среды и другие экологические нужды.
Могут быть две формы осуществления экологического страхования –
добровольная и обязательная. Добровольное экологическое страхование возникает на
основе добровольно заключаемого договора между страховщиком и предприятиемстрахователем. При этом порядок и условия страхования определяются страховой
компанией самостоятельно. Следует заметить, что в случае добровольного
134
экологического страхования отсутствуют какие-либо ограничения в отношении
страховых сумм и ставок страховых взносов. Должно соблюдаться единственное
условие: чем выше риск аварийного загрязнения, тем выше ставки страховых взносов.
При этом страховые взносы уплачиваются за счет прибыли, остающейся в
распоряжении предприятия-страхователя. Система обязательного (государственного)
экологического страхования является более жесткой, нежели добровольного.
Обязательное страхование осуществляется в силу закона, определяющего условия и
порядок проведения данного вида страхования.
Под государственным экологическим страхованием следует понимать систему
установленных государством и обществом мер, которые имеют целью предотвращения
экологических и стихийных бедствий, аварий и катастроф, а в случае их наступления возмещение убытка, причиненного предприятиям, учреждениям, организациям, а также
гражданам. Страхование экологических рисков выступает как основа формирования
нового раздела страхования - экологического страхования. Это есть страхование
ответственности на случай загрязнения окружающей среды - (часто используется
термин "страхование экологических рисков"). Например, в Федеральном законе РФ
2002 года "Об охране окружающей среды" говорится: "Экологическое страхование
осуществляется в целях защиты имущественных интересов юридических и физических
лиц на случай экологических рисков". В этом же законе дается определение
экологического риска, которое гласит, что "экологический риск - вероятность
наступления события, имеющего неблагоприятные последствия для природной среды и
вызванного негативным воздействием хозяйственной и иной деятельности,
чрезвычайными ситуациями природного и антропогенного характера".
Убытки, возмещаемые по страхованию ответственности на случай загрязнения
окружающей среды, как правило, подразделяются на две группы. Первая группа
включает прямые убытки, к которым относятся травмы и болезни. Во вторую группу
входят косвенные убытки. К ним относятся увеличение расходов и потеря доходов,
вызванных простоем производства в результате загрязнения; снижение плодородия
земли, ущерб от загрязнения мест обитания рыбы и территорий, предназначенных для
отдыха и развлечений. Косвенные убытки включают также расходы на очистку и
удаление отходов; несчастные случаи, связанные с загрязнением (например, дорожные
происшествия в результате плохой видимости из-за смога) и т.д.
Таким образом, смысл экологического страхования – во-первых, стимулировать
предприятие к снижению экологических рисков (т.е. к проведению на предприятии
природоохранных мероприятий), т.к. уменьшение риска ведёт к снижению
ежемесячного страхового взноса; во-вторых, в случае экологической аварии избавить
предприятие от непосильных расходов и штрафов – ведь при наличии страхового полиса
экологический ущерб от аварии оплачивает страховая компания (однако после этого, как
правило, она повышает сумму страхового взноса такому экологически «неаккуратному»
предприятию).
7.4. Экологические риски
7.4.1. Теоретический риск
Статистический риск как правило сводится к вероятности некоторого
нежелательного события. Обычно вероятность такого события и некоторая оценка его
ожидаемого вреда объединяется в один результат, который комбинирует набор
вероятностей риска, сожаления и вознаграждения в ожидаемое значение для данного
результата. Таким образом, в статистической теории принятия решений функция риска
оценки δ(x) для параметра θ, вычисленная при некоторых наблюдаемых x; определяется
как математическое ожидание функции потерь L:
135
где: δ(x) - оценка, θ - параметр оценки.
Дозовый предел облучения,
зиверт/год
недопустимая зона
0,1
остаточный
риск*
0,004
риск отказов и нарушений при
нормальной эксплуатации
проектные аварии**
10-7
10-2
ВЕРОЯТНОСТЬ
*остаточный риск – это риск, который продолжает существовать несмотря на все
предпринятые меры (например, риск падения метеорита на защитную оболочку АЭС)
**вероятность 10-7 означает, что событие может произойти один раз в 10 миллионов лет, а
10-2 – один раз в 100 лет; таким образом, средняя вероятность аварии на АЭС - 10-4 - 10-5 .
Рис.7.3. Кривая Фармера
Хотя обычно невозможно непосредственно измерить эффективный риск, существует
много неформальных методов, используемых для его оценки или «измерения».
Например, определяющим в выборе решений из нескольких альтернативных вариантов
является использование кривых Фармера. Фармер предложил использовать для оценки
безопасности атомных реакторов специальную кривую зависимости между
вероятностью, т.е. величиной риска, и количеством (частотой) радиоактивных утечек,
являющихся
«плохим событием». Эта кривая базируется на опытных данных, взятых из статистики
различных происшествий. Полученная зависимость является предельной кривой, связывающей
величину риска с уровнем последствий. Кривые Фармера позволяют оценивать степень
безопасности как существующего оборудования, так и вновь создаваемого. Кривые Фармера
позволяют отвергать те технические решения, у которых величина риска располагается в
области недопустимых значений, выше кривой. Таким образом, они позволяют отбрасывать
крайние значения технических решений, приводящих к необоснованно высоким показателям
степени риска. Следует отметить, что кривые Фармера для конкретных систем и оборудования
являются мерой сравнения и ориентира, но не нормативной мерой риска.
7.4.2. Подходы к расчетам экологических рисков
Одним из важных экономических механизмов борьбы за чистоту ОПС является
страхование экологических рисков. Что такое «экологический риск»? – Это оценка на
всех уровнях- от точечного (заводская труба) до глобального (в масштабе целого
государства)- вероятности появления негативных изменений в ОПС, вызванных
136
деятельностью страхуемого объекта (предприятия, мероприятия, новой продукции и
др.), а также размеры возможного ущерба за определённый период деятельности.
Оценка экологического риска включает:
- перечень неизбежных минимальных потерь качества ОПС;
- вероятность возможности восстановления (полного – на 100% или частичного –
на сколько-то процентов) этих потерь ОПС;
- вероятность наличия (или отсутствия) вреда здоровью людей (сотрудников,
жителям ближайшего жилмассива и др.).
При принятии решения об экологическом страховании необходимо сопоставить
соразмерность экономической эффективности и экологического ущерба - т.е. хватит ли
прибыли от данной деятельности предприятия, чтобы не только выплатить зарплату и
налоги, но и возместить возможный экологический ущерб? Для этого необходимо:
- определить основные экологические риски;
- оценить ущерб от возможной экологической аварии (сверхнормативный
выброс или сброс, прорыв шламонакопителя и др.);
- провести классификацию вероятности и интенсивности таких аварий на
предприятии с учетом оценки его общего технического уровня;
- оценить сумму страховки;
- по результатам экологического аудита (см. раздел 3) оценить затраты на
необходимые природоохранные мероприятия, которые приведут к снижению
экологических рисков и, соответственно, к снижению страховочных платежей.
Таким образом, смысл экологического страхования – во-первых, стимулировать
предприятие к снижению экологических рисков (т.е. к проведению на предприятии
природоохранных мероприятий), т.к. уменьшение риска ведёт к снижению
ежемесячного страхового взноса; во-вторых, в случае экологической аварии избавить
предприятие от непосильных расходов и штрафов – ведь при наличии страхового полиса
экологический ущерб от аварии оплачивает страховая компания (однако после этого, как
правило, она повышает сумму страхового взноса такому экологически «неаккуратному»
предприятию).
А в чем же выгода страховой компании? - Она основана на законах теории
вероятностей. Например: пусть некий завод «Химпром» хочет застраховать возможный
аварийный выброс (сброс) на сумму один миллион грн. Некая страховая компания
«Экострах» заключает с ним страховой договор, где предусмотрен страховой тариф 5%,
т.е. ежегодный страховой взнос 1млн х 0,05 = 50 000 грн/год, что для работающего
завода является небольшой суммой. Но «Экострах» имеет такие договора, разумеется,
не с одним, а, положим, с 500 заводами в Украине. Однако вероятность экологических
аварий составляет примерно 0,02 (т.е. в год на двух предприятиях из ста или на 10 из
500), Т. о., за год «Экострах» выплатит 1 млн х 10 = 10 млн грн страховых платежей; в
то же время он получит от 500 заводов за год 50 тыс. х 500 = 25 млн грн. Итого чистый
доход (не путать с прибылью – там еще нужно вычесть из дохода зарплату, налоги,
аренду офиса и др.) «Экостраха»: 25-10=15 млн грн!
Представляет интерес рассмотреть стандартный подход оценки риска для
здоровья населения. Так, количественная оценка канцерогенного риска основана на
оценке дополнительного числа случаев рака на протяжении жизни, возникшего
вследствие воздействия канцерогена. Т.е., положим, в данной местности было в
среднем Х случаев рака на 100 тыс. (или один миллион) жителей возрастом до,
допустим, 70 лет; но вот заработал некий завод с выбросами, например, пыли или
NO2, и через некоторое время стало Х+1 случаев рака на 100 тыс. жителей. Далее
производится оценка среднесуточного поступления для воздушных канцерогенных
загрязняющих веществ на килограмм веса тела.
137
Рассмотрим пример для формальдегида: допустим, когда-то в городе заработал
некий завод, из-за которого в городском воздухе стало присутствовать повышенное
содержание формальдегида (не путать "атмосферу населённого места" с "воздухом
рабочей зоны!"). Среднесуточное поступление формальдегида в организм жителей
этого города через органы дыхания рассчитывается по следующей формуле:
СDI =
(АС • IR • ЕF • ЕD) / ВW•АТ , где АС (air concentration) - концентрация загрязняющего
вещества в воздухе [мг/м3] - примем 5 ПДК(м.р.): 0,035х5=0,175 мг/м3; IR (intence
respiration) – объём легочной вентиляции [м3/сут] - для взрослых принимается равной 20
м3/сут; ЕF (exposition frequency) - частота экспозиции, т.е. сколько в среднем суток в
году присутствует в этом городе его житель - примем 300 сут/год; ЕD (exposition
duration) - средняя продолжительность экспозиции (жизни) - примем 70 лет; ВW (body
weight) - средний вес тела - примем 75 кг); АТ (average time) - время полного
усреднения: 300 сут. х 70 лет =21000 сут. Чтобы найти пожизненный риск смерти LR
(life risk), нужно СDI умножить на стандартный фактор SF (standard factor):
(LR) =
(СDI) • (SF). Для формальдегида SF = 0,05 кг/мг (данные из интернет-сайта
Национального Агенства США по защите окружающей среды (United States
Environment Protection Agency - US-EPA) - [www.epa.gov/iris].
Таблица 7.8. Результаты оценки индивидуального пожизненного риска для
формальдегида
Расчетная
SF
LR
Вещество
АС, мг/м3
пожизненная доза,
кг/мг
мг/кг (CDI)
0,175
Формальдегид
0,041
0,05
2·10–3
(5 ПДКм.р.)
Из полученной расчетной величины LR в табл. 7.8 следует вывод, что уровень
риска заболевания раком из-за загрязнения атмосферы формальдегидом в таком городе
составляет 1 на 20000 чел. Это очень большая величина! Например, в США для
планирования и контроля эффективности профилактических мероприятий обычно
используются величины рисков 10-6 (в 50 раз ниже!), и лишь в некоторых штатах – 10-5
(данные из [www.epa.gov/iris]).
7.5. Расчет страхового тарифа
Существующие в настоящее время показатели, общие для всех видов страхования
могут применяться и для экологического страхования. Стоимость страховой услуги
выражается в размере страхового взноса (премии), который страхователь уплачивает
страховщику. По своей сути страховая премия представляет собой цену на услуги
страховщика, которые он предоставляет клиенту, в случае если произойдет страховое
событие. В основе расчетов страховой премии лежит тарифная ставка (страховой
тариф).
Величина премии должна быть достаточна, чтобы:
-покрыть ожидаемые претензии в течение страхового периода;
-создать страховые резервы;
-покрыть издержки страховой компании на ведение дел;
-обеспечить определенный размер прибыли.
138
Рис. 7.4. Структура страхового тарифа
Верхняя граница цены страховой услуги определяется двумя факторами: размерами
спроса на нее и величиной банковского процента по вкладам. Помимо этого на размер
премии влияют такие факторы как: величина и структура страхового портфеля
(совокупное количество рисков, взятых на страхование), управленческие расходы
(доходы, полученные от вложения временно свободных средств). Структура полного
тарифа, обычно его называют брутто-ставкой, представлена на рис. 7.4.
Тариф-нетто (нетто-ставка) — часть страхового тарифа, которая направлена на
формирование страховых резервов для последующих выплат по договорам страхования.
В состав нетто-ставки включены рисковая ставка и рисковая надбавка. За счет рисковой
ставки, которая является основой тарифа, производится формирование страховых
резервов, из которых осуществляются страховые выплаты. Рисковая надбавка образует
запасной фонд на случай, если фактическое количество страховых случаев превысит
расчетное. Если полис включает в себя несколько различных страховых случаев, то
нетто-ставка исчисляется отдельно по каждому риску.
Нагрузка — часть тарифа, которая включает в себя расходы на ведение дела, расходы на
создание фонда предупредительных мероприятий и прибыль страховщика от
проведенной операции.
Исчисление страховых тарифов осуществляется при помощи системы
математических и статистических методов — актуарных расчетов. Таким образом,
методика актуарных расчетов позволяет определить долю каждого страхователя в
создании страхового фонда. В рисковом страховании при расчете страхового тарифа
учитывают следующие факторы:
-страховая статистика (статистика страховых случаев); вероятность наступления
страхового случая рассчитывается на основании статистических данных, и это позволяет
спрогнозировать возможную сумму будущих выплат по заключенным договорам
страхования;
-размер полученных страховых премий должен быть достаточен для формирования
страховых резервов, из которых производятся страховые выплаты, а также запасных
фондов на случай непредвиденных расходов;
-тариф должен покрывать расходы страховщика и обеспечивать прибыль.
Данный подход пригоден для расчета тарифных ставок для рисковых видов
страхования и применима при следующих условиях:
1. Существует статистика либо какая-то другая информация по рассматриваемому
виду страхования, что позволяет оценить следующие величины:
q — вероятность наступления страхового случая по одному договору страхования (если
нет надежной статистики, q принимают 0,05 (5%);
S — среднюю страховую сумму по одному договору страхования;
139
Sв — среднее возмещение по одному договору страхования при наступлении страхового
случая;
2. Предполагается, что не будет опустошительных событий, когда одно событие
влечет за собой несколько страховых случаев;
3. Расчет тарифов проводится при заранее известном количестве договоров n,
которые страховщик предполагает заключить со страхователями.
При наличии статистики по рассматриваемому виду страхования за величины q, S,
Sв принимаются оценки их значений:
N — общее количество договоров, заключенных за некоторый период времени в
прошлом;
М — количество страховых случаев в N договорах;
Si — страховая сумма при заключении i-го договора; i = 1, 2,..., N;
Sвk — страховое возмещение при k-м страховом случае; k = 1, 2,..., М.
При страховании по новым видам рисков при отсутствии фактических данных о
результатах проведения страховых операций, т. е. статистики по величинам q, S и Sв эти
величины могут оцениваться экспертным методом либо в качестве них могут
использоваться значения показателей-аналогов. В этом случае должны быть
представлены мнения экспертов либо пояснения по обоснованности выбора
показателей-аналогов q, S, Sв. В отношение средней выплаты к средней страховой
сумме (Sв/S) для рисковых случаев рекомендуется принимать не ниже 0,7.
Нетто-ставка состоит из двух частей — основной части
и рисковой надбавки
:
Основная часть нетто-ставки
соответствует средним выплатам страховщика,
зависящим от вероятности наступления страхового случая , средней страховой суммы
и среднего возмещения
. Основная часть нетто-ставки со 100 руб. страховой суммы
рассчитывается по формуле
Рисковая надбавка
вводится для того, чтобы учесть вероятные превышения
количества страховых случаев относительно их среднего значения. Кроме , и
рисковая надбавка зависит еще от трех параметров: — количества договоров,
отнесенных к периоду времени, на который проводится страхование, среднего разброса
возмещений
и гарантии - требуемой вероятности, с которой собранных взносов
должно хватить на выплату возмещения по страховым случаям.
Возможны два варианта расчета рисковой надбавки.
1. Рисковая надбавка может быть рассчитана для каждого риска. В этом случае
где
— коэффициент, который зависит от гарантии безопасности
может быть взято из таблицы 7.9.
Таблица 7.9. Коэффициент «гарантии»
Коэффициент 0,84 0,9
0,95
0,98
гарантии ( )
1,0
1,3
1,645
2,0
0,9986
3,0
. Его значение
140
Например, при значении коэффициента
, коэффициент
= 1.
— среднеквадратическое отклонение возмещений при наступлении страховых
случаев.
Если у страховой организации нет данных о величине
, допускается вычисление
рисковой надбавки по формуле
Брутто-ставка Tб рассчитывается по формуле
нетто-ставка,
— доля нагрузки в общей тарифной ставке.
7.6. Новые подходы в «экологической экономике»
Одной из основных причин деградации окружающей природной среды является
недооценка (а то и откровенно нулевая оценка!) её реальной экономической ценности,
что приводит к «перепотреблению» ресурсов и «перезагрязнению» природной среды.
(Появилась даже модная ныне теория «физических пределов экономического развития
человечества»). К сожалению, ни централизованная, ни рыночная экономика не могли и
не могут корректно определить ценность природы. Ведь (для «обычной» экономики)
если доход (Д) существенно больше затрат (З), то бизнеспроект считается выгодным и
подлежащим реализации (Д – З >> 0). Однако в 90% случаев такой бизнеспроект
некорректно учитывает (или не учитывает вовсе) «ближние» экологические затраты (З э)
и особенно «дальние» экологические ущербы (Уэ); если же их в полной мере учесть, то
выявится, что данный бизнеспроект «антиэкологичен», т.е.
[Д - (З + Зэ + Уэ)] << 0.
И, к сожалению, никогда не учитывается возможная экологическая эффективность
бизнеспроекта в виде дополнительного косвенного дохода (Д э), например, за счет
«побочного» создания вокруг офиса небольшого сквера оригинального дизайна,
который, скажем, улучшает настроение сотрудников и, следовательно, повышает
эффективность их труда. Таким образом, полная формула «экологически
скорректированной» оценки бизнеспроекта такова:
[(Д + Дэ) - (З + Зэ + Уэ)] < / > 0 .
Всемирный Банк предложил принцип так наз. «истинного счета» (или «истинных
сбережений»), а именно: по прошествии 3-5 лет условно корректировать госбюджеты
прошлых лет каждой страны на сумму «дальних» экологических ущербов – болезней и
смертности населения, наводнений, подтоплений, неурожаев и т.д., имевших место из-за
«антиэкологичной» хозяйственной деятельности прошлых лет. Так, госбюджет России
2000 г., скорректированный вышеупомянутым
образом группой
экологов и
экономистов
МГУ под руководством проф. С.Н. Бобылева, дал следующие
ошеломляющие результаты: если бы в российском бюджете 2000 года КОРРЕКТНО и
ПОЛНО учитывалась «экологическая компонента», то вместо официального роста ВВП
России +7%, получилось бы падение российского ВВП (минус 3%)!
Проблема состоит еще и в том, что суммы сбора за загрязнение ОПС в Украине
просто мизерны (см. табл. 7.10):
141
Таблица 7.10. Сравнительные размеры платежей за выброс вредных газов
(EUR/тонна)
Страна
Токсичные и парниковые газы
SO2
NOx
CO2
Швеция
6940
4630
42,8
Дания
5400
3760
13,4
Италия
53,2
105
5
Украина
10 (80 грн)
10 (80 грн)
Не взимается
Например, одним из самых злостных загрязнителей юга Украины является
Николаевский глинозёмный завод (НГЗ), который на одну тонну продукции (глинозёма)
«производит» 1,3-1,5 тонны токсичных «красных шламов» (возле НГЗ их целое
«море»). При мощности завода 1 млн тонн/год глинозёма, НГЗ выбрасывает в отвалы
около полутора млн тонн шламов, выплачивая 260 тыс. грн/год экологических сборов и
штрафов. Однако если посчитать ПОЛНЫЙ ущерб государству и обществу, наносимый
деятельностью НГЗ только за один год, и ПОЛНЫЕ затраты на ликвидацию его
последствий (а это займёт не один год!) – мы получим сумму около 850 млн грн, т.е. в
3000 раз больше «экоплатежей» НГЗ!
*****
Таким образом, основные принципы управления «экологической экономикой»
следующие:
1) Определение основных принципов экономического механизма природопользования.
2) Оценивание нужного объема средств на природоохранную деятельность в
национальном масштабе.
3) Определение категорий плательщиков и размеров платежей, штрафов.
4) Определение минимально необходимой отчетности относительно
природопользования.
5) Определения того, что именно считать природоохранными мероприятиями.
6) Определение распределения компетенции в принятии решений.
7) Принципы распределения собранных средств между субъектами экополитики.
8) Общие принципы управления средствами в природоохранных фондах.
9) Ежегодное планирование поступлений.
10) Практическое осуществление сбора средств.
11) Определение приоритетности затрат.
12) Определение конкретных целей и задач, которые удовлетворяют принципам
приоритетности.
13) Определение мероприятий в границах возможного финансирования для достижения
целей и задач.
14) Проведение тендеров на лучшего исполнителя мероприятий.
15) Порядок (процедура) выделения средств.
16) Контроль использования средств на выполнение работ
17) Мониторинг выполнения.
18) Оценка эффективности.
19) Прозрачность и отчетность на протяжении бюджетного цикла.
20) Выводы для следующих бюджетных циклов.
21) Участие общественности в бюджетном процессе.
142
8. Природоохранные мероприятия
8.1. Общие положения
Природоохранные мероприятия предполагают создание такой системы, которая
позволила бы обеспечить не только эффективное использование но и эффективную
охрану природных ресурсов в процессе работы любого производственного предприятия.
В инженерно-экологические мероприятия входят три группы мероприятий:
инженерные, экологические и организационные.
Инженерные мероприятия направлены на совершенствование существующих и
разработку новых технологических процессов, машин, механизмов и материалов,
используемых в производстве с целью исключения или смягчения негативных
воздействий в инженерную группу, подразделяются на организационно-технические и
технологические. Схематически они представлены на рис.
Организационно-технические мероприятия включают ряд конкретных действий,
направленных на соблюдение технологического регламента производства, процессов
очистки отходящих газов и сточных вод, контроля за исправностью оборудования и
своевременные проведения капитальных ремонтов.
Технологические мероприятия позволяют изменить показатели и характеристики
источников воздействия, определяющие их интенсивность. Для реализации инженерных
мероприятий необходимо предусматривать дополнительные затраты на модернизацию
производства, на улавливание, очистку, предотвращение выбросов вредных веществ или
доведения их до такого количества, чтобы обеспечивалось самовосстановление
компонентов биогеоценозов и не наносился ущерб окружающей среде.
Экологические мероприятия обеспечивают самоочищение (при загрязнении)
природной среды или самовосстановление (при нарушениях). Экологические
мероприятия делятся на 2 подгруппы: абиотическую и биотическую. Подгруппа
абиотических мероприятий основана на использовании естественных физических и
химических процессов, протекающих во всех составляющих биосферы, которые
позволяют снизить опасность вредного антропогенного воздействия, уменьшить или
исключить его последствия. Биотические мероприятия основаны на использовании
живых организмов, обеспечивающих функционирование экологических систем в зоне
влияния производства. К ним относятся биологическая рекультивация и биологическая
очистка сточных вод, ликвидация загрязнений почв с помощью специальных растений
или микроорганизмов, способных извлекать и перерабатывать загрязняющие вещества.
Биотическим мероприятием является также самозарастание нарушенных земель.
Группа организационных мероприятий связана с управлением, структурой и
функционированием создаваемых или действующих природно-промышленных систем и
подразделяется на плановые и оперативные. Плановые мероприятия рассчитаны на
длительную перспективу с учетом развития производства и непроизводительной
инфраструктуры крупных природно-промышленных систем. Основу их составляют
мероприятия, обеспечивающие рациональное взаимное расположение структурных
единиц природно-промышленного комплекса. К ним относятся: выбор местоположения
новых производств с учетом розы ветров и взаимного расположения других источников
загрязнений атмосферы; передислокация из городов и поселков предприятий с высокой
интенсивностью вредного воздействия, выбор места расположения отвалов и свалок,
перемещение рекреационных территорий, объектов культурного назначения из зон
воздействия и влияния предприятий в чистые зоны, изменение путей и режимов
движения транспорта, устройство санитарно-защитных зон. К плановым относятся
также мероприятия, связанные с межотраслевыми проблемами использования отходов.
К подгруппе оперативных относятся мероприятия, применяемые в экстремальных
ситуациях, возникающих на производстве или в природной среде. Экстремальные
143
ситуации на производстве обычно сопровождаются авариями: взрывы, пожары, разрывы
трубопроводов и приводят к залповым выбросам и сбросам, загрязняющим
окружающую среду.
Разумеется, наилучший путь оздоровления ОПС – это модернизация технологий
производства. Например:
-выплавлять сталь не по устаревшей схеме [домна ("варим" из шихты чугун)-мартен
(заливаем чугун, добавляем металлолом - "варим" сталь)-прокатный цех (разогреваем
стальную "болванку", получаем прокат)], а в “одну стадию” по технологии “печь-ковш”
("в одно нагревание"), т.е. в электросталеплавильную печь загружается шихта (окатыши)
и получается сразу сталь, затем сталь из ковша непрерывно разливается с получением
листа или др. продукции (кстати, мариупольский меткомбинат им. Ильича выплавляет
по старой технологии 4 млн тонн/год стали, имея 50 тыс. персонала, а метзавод в
Бельгии по схеме “печь-ковш” выплавляет 5 млн тонн/год стали, имея 5 тыс. персонала);
-шахтную породу не поднимать на поверхность, а оставлять в шахте, закладывая ею
выработанное пространство;
-заменить пестициды биогенными методами борьбы с сорняками и вредителями.
Однако этот путь требует огромных капвложений, в т.ч. научно-исследовательских
(выше уже приводилась одна из цифр – 450 млрд грн необходимы Украине только для
модернизации своих полностью изношенных основных фондов, а таких свыше 70%).
Поэтому на сегодня более реальный путь – это модернизация природоохранного
оборудования.
8.2. Пылеулавливающее оборудование
Наиболее простыми и широко распространёнными аппаратами сухой очистки
газов от крупной пыли являются циклоны (рис. 8.1).
Газы, подвергаемые очистке, вводятся через патрубок 2 по касательной к
внутренней поверхности корпуса 1. За счет тангенциального подвода происходит
закрутка газопылевого потока. Частицы пыли отбрасываются к стенке корпуса и по ней
ссыпаются в бункер. Газ, освободившись от пыли, поворачивает на 1800 и выходит из
циклона через трубу 3. Циклоны такой конструкции рекомендуется использовать для
предварительной очистки газов и устанавливать перед рукавными фильтрами или
электрофильтрами. Для очистки газа от пыли используются цилиндрические и
конические циклоны. Для очистки больших масс газов используются батарейные
циклоны, состоящие из большого числа параллельно установленных циклонных
элементов, расположенных в одном корпусе и имеющих общий подвод и отвод газов.
Аппараты мокрой очистки газов или скрубберы также имеют широкое
распространение, так как характеризуются высокой эффективностью очистки от частиц
мелкодисперсной пыли с размером более 0,3-1,0 мкм, а также возможность очистки от
пыли горячих и взрывоопасных газов. Принцип их действия основан на осаждении
частиц пыли на поверхности капель или пленки жидкости, в качестве которой
используется либо вода (при очистке от пыли), либо химический раствор (при
улавливании одновременно с пылью вредных газообразных компонентов). Такая
комплексная очистка газов является их важным достоинством.
Наиболее простыми по конструкции являются полые или форсуночные
скрубберы (рис. 8.2), в которых запыленный газовый поток по патрубку 3 направляется
на зеркало жидкости, на котором осаждаются наиболее крупные частицы пыли. Затем
запыленный газ, равномерно распределенный по сечению корпуса 1, поднимается
навстречу потоку капель жидкости, подаваемой в скруббер через форсуночные пояса 2,
которые образуют несколько завес из распыленной на капли орошающей жидкости.
Аппараты этого типа работают по принципу противотока. Очищаемый газ движется
навстречу распыляемой жидкости. Эффективность очистки, достигаемая в форсуночных
144
скрубберах, невысока и составляет 0,6-0,7 для частиц с размером более 10 мкм.
Одновременно с очисткой газ, проходящий через полный форсуночный скруббер,
охлаждается и увлажняется до состояния насыщения. Наряду с полыми скрубберами
широко используются насадочные скрубберы представляющие собой колонны,
заполненные специальными насадками, в виде колец или шариков, изготовленных из
пластмассовых или керамических элементов или крупный шлак и щебень. Насадка
может распределяться в виде отдельных регулярных слоев или беспорядочно.
Рис. 8.1. Схема циклона:
1 – корпус, 2 – патрубок, 3 – труба, 4 – бункер.
К мокрым пылеуловителям относятся барботажно-пенные пылеуловители с
провальной и переливной решетками (рис.8.3). В таких аппаратах очищаемый газ
подается под решетку 3 и проходит через слой жидкости, очищаясь от частиц пыли. При
малых скоростях очищаемого воздуха или газа, не превышающих 1 м/с, последний
побулькивает через слой орошающей жидкости 2 в виде отдельных пузырьков. Такой
режим работы аппарата называется барботажным. Дальнейший рост скорости
очищаемого газа в корпусе аппарата до 2-2,5 м/с приводит к возникновению пенного
слоя над слоем жидкости, что повышает эффективность очистки газа за счет более
интенсивного перемешивания газовой и жидкой фаз. Современные барботажно-пенные
пылеуловители обеспечивают эффективность очистки газа от мелкодисперсной пыли до
величин 0,95-0,96.
Аппараты фильтрационной очистки предназначены для тонкой очистки газов за
счет осаждения мелких частиц пыли на поверхности пористых фильтрующих
перегородок. Осаждение частиц в порах фильтрующих элементов происходит в
результате совокупного действия эффекта касания, а также диффузного, инерционного и
гравитационного процесса. В системах промышленной газоочистки широкое
распространение нашли рукавные фильтры непрерывного действия с импульсной
продувкой, с цилиндрическими рукавами из шерстяной или синтетической ткани (рис.
8.4). Скорость прохождения газа через поры тканей, т.е. скорость фильтрации невысока
и составляет от 0,02 до 0,2 м/с.
145
Очистка (регенерация) фильтрационной ткани, из которой изготовлен рукав,
производится периодической импульсной продувкой сжатым воздухом каждого рукава
по очереди. Такие фильтры могут состоять из одной или нескольких секций, в каждой из
которых может быть от 4-6 до нескольких сотен рукавов. При очистке больших
объемных расходов газов при небольших скоростях фильтрации поверхность
фильтрующих рукавов достаточно велика, что приводит к большим габаритам таких
фильтров.
Рис. 8.2. Полый форсуночный скруббер:
1 – корпус, 2 – форсуночные пояса, 3 – патрубок
Рис.8.3. Барботажно-пенный пылеуловитель с переливной решеткой:
1 – корпус, 2 – слой пены, 3 – переливная решетка.
146
Рис 8.4. Каркасный рукавный фильтр с импульсивной продувкой:
1 – сопло, 2 – подвод сжатого воздуха, 3 – соленоидный клапан, 4 – струя сжатого воздуха,
5 – рукав, 6 – каркас, 7 – бункер.
Следует обратить внимание на крупное достижение в области пылеочистки
ДонНИИЧермета: он разработал промышленные «металлофильтры», в которых
используется так называемая «металлическая вата». Это позволяет, во-первых, в 10 раз
снизить удельную газовую нагрузку (т.е. фильтр в 10 раз уменьшается в размерах), вовторых, в 2-3 раза снизить остаточное содержание пыли в газе после очистки (до 0,02
г/м3), в-третьих, газ перед очисткой не надо охлаждать – такие фильтры работают даже
при Т = 500 град.С!
Аппараты электрофильтрационной очистки предназначены для очистки больших
объемных расходов газа от пыли и тумана (масляного), в частности дымовых газов
содорегенерационных котлоагрегатов. Конструкция таких агрегатов
отличается
большим разнообразием, но принцип действия одинаков и основан на осаждении частиц
пыли в электрическом поле (рис. 8.5).
Очищаемые газы проходят через систему коронирующих 3 и осадительых 4
электродов. К коронирующим электродам подведен ток высокого (до 60 000 В)
напряжения 1, благодаря коронному разряду происходит ионизация частиц пыли,
которые приобретают электрический заряд. Заряженные частицы двигаются в
электрическом поле в сторону осадительных электродов и оседают на них. Осевшая
пыль удаляется из электрофильтров встряхиванием
электродов в сухих
электрофильтрах или промывкой в мокрых.
147
Рис. 8.5. Электрофильтр вертикальный трубчатый однозонный
однопольный
1 – агрегаты электропитания, 2 – изоляторы, 3 – коронирующие электроды,
4 – осадительные электроды.
8.3. Очистка газовых выбросов
Методы очистки промышленных выбросов от газообразных и парообразных
загрязнителей по характеру протекания физико-химических процессов делят на пять
основных групп: промывка выбросов растворителями примесей (абсорбция), промывка
выбросов растворителями реагентов, связывающих примеси химически (хемосорбция);
поглощение газообразных примесей твердыми веществами (адсорбция), термическая
нейтрализация отходящих газов и поглощение примесей с помощью каталитического
превращения. Оборудование для реализации этих методов классифицируется
следующим образом.
Метод абсорбации обеспечивает очистку газовых выбросов путем разделения
газовоздушной смеси на составные части за счет поглощения одной или нескольких
вредных примесей (абсорбатов), содержащихся в этой смеси, жидким поглотителем
(абсорбентом) с образованием раствора.
Для удаления из технологических выбросов таких газов, как аммиак, хлористый
ил фтористый водород в качестве жидкого поглотителя применяется вода.
Растворимость этих вредных веществ в воде составляет сотни граммов на 1 кг воды.
Растворимость в воде сернистого ангидрида или хлора не превышает сотых долей
грамма на 1 кг воды, поэтому при обработке газовых примесей, содержащих эти
вредные газы, требуются большие количества воды. В качестве абсорбентов
используются и другие жидкости: раствор сернистой кислоты для улавливания водяных
паров, вязкие масла для улавливания ароматических углеводородов из кокосового газа.
148
Оборудование для очистки от газо –
и парообразных загрязнителей
Аппараты абсорбционной
очистки
Насадные абсорберы
Распыливающие абсорберы
Скрубберы Вентури
Форсуночные и
центробежные скрубберы
Аппараты
адсорбционной очистки
Периодического
действия
Непрерывного действия
Аппараты термической
нейтрализации
Прямого сжигания
Термического окисления
Каталитического действия
Рис. 8.6. Классификация оборудования для очистки от газои парообразных загрязнителей
Барботажные, ионные и др.
скрубберы
На рис. 8.7 представлена схема адсорбционной установки для удаления
сернистого ангидрида (SO2) из горячих топочных газов. В качестве адсорбента в
установке служит активированный уголь, который заполняет адсорбер 1. Горячие
топочные газы проходят через теплообменник 2, подогревая воздух, поступающий в
топку и для обогрева десорбера, и подаются в нижнюю часть адсорбера, в котором при
температуре 150-2000С происходит улавливание SO2. Очищенный дымовой газ
выбрасывается в атмосферу через дымовую трубу. Адсорбент после насыщения
переводится в десорбер 3, где с помощью нагретого в теплообменнике воздуха
поддерживается температура 300-6000С, при которой из адсорбента выделяется
сернистый ангидрид, отводимый из десорбера и полезно используемый.
Регенерированный адсорбент поступает в бункер 4, из которого подается в верхнюю
часть адсорбера.
149
Рис 8.7. - Адсорбционная установка для удаления SO2 из горячих
дымовых газов:
1 – адсорбер, 2 – теплообменник, 3 – десорбер, 4 – бункер.
8.4. Очистка промстоков
Способы очистки загрязненных промышленных вод можно объединить в следующие
группы: механические, физические, физико-механические, химические, физикохимические, биологические, комплексные (см. ниже рис 8.10).
Типичный механический способ очистки промстоков изображен на рис. 8.8.
Рис. 8.8. Резервуаротстойник для очистки сточных вод от взвешенных веществ
150
Однако очистные сооружения – это не просто один отстойник, это сложный и
дорогостоящий инженерный комплекс, схема которого приведена на рис. 8.9.
Рис. 8.9. – Блок-схема очистных сооружений для очистки промстоков
1 – поступающий сток; 2 – приёмно-распределительная камера; 3 – решетки; 4 – песколовки; 5 –
камера смешения стоков с коагулянтом; 6 – отстойники с нефтесборными лотками; 7 – резервуар
осветлённой воды; 8 – механические фильтры; 9 – резервуар очищенной воды; 10 – реагентное
отделение; 11 – нефте-сборный резервуар; 12 – резервуар для осадков отстойников; 13 – иловые
площадки; 14 – песковая площадка; 15 – система резервуаров регенерационных вод; 16 – отвод
очищенной воды; 17 – вывоз обезвоженного и обезвреженного осадка очистных сооружений; 18
– вывоз уловленных нефтепродуктов на утилизацию.
Резервуар имеет рабочую глубину около 2 м, продолжительность пребывания
сточной воды в отстойнике в среднем 2 часа.
Необходимая степень очищения сточных вод перед сливом в водоём
определяется по допустимым объемам вредных веществ в стоках (Сcm):
CcmVcm  Cш aV  (aV  Vcm )C ГПД , где
Vcm – объем стоков;
Сш – концентрация вредных веществ в водоеме;
а – коэффициент смешивания;
V – объем воды, участвующей в смешивании;
СПДК – предельно допустимая концентрация веществ;
Степень очищения или распада
К вв 
С ф  С см
Сф
100
Где Сф – фактическая концентрация вредных веществ в стоках.
Украинскими (совместно с российскими) учеными еще во времена СССР
разработан (для космической станции «Мир») уникальный метод глубокой очистки
водных потоков с помощью электроплазменных технологий. При их использовании
болезнетворная микрофлора и любые вредные органические вещества уничтожаются
сверхкороткими, но мощными электрическими разрядами, в момент действия которых в
воде создаются сверхвысокие напряженность электрического поля, температура и
давление. При этом не происходит образования каких-либо промежуточных соединений,
как это имеет место при хлорировании или озонировании. Соли жесткости, тяжелых
металлов и др. «неорганика» полностью выпадают в виде нерастворимого осадка.
151
Способы очистки стоков и воды
Механические
Дробление,
разделение,
дистилляция,
усреднение,
изъятие,
улавливание,
отстаивание,
фильтрация
Физические
Выпаривание,
вымораживание,
магнитная и
электромагнитная
обработка,
УФ-облучение
Химические
Окисление,
нейтрализация,
восстановление
хлорирование,
озонирование
Биологические
«Обработка»
микроорганизмами
Физико-механические
Физико-химические
Флотация, обратный осмос, ультрафильтрация,
электроосмос
Коагуляция, флокуляция, сорбция, экстракция,
ионный обмен
Комплексная очистка
Рис. 8.10. - Классификация способов очистки сточных вод
8.5.Экологизация сельского хозяйства
Экологизация сельского хозяйства движется несколькими путями: снижение
расхода или даже полный отказ от пестицидов, повышение урожайности, уменьшение
потерь собранного урожая при хранении-транспортировке-переработке, бесплужная
обработка земли (в несколько раз уменьшается пыление – т.е. ветровая эрозия),
капельный полив (в несколько раз уменьшается расход воды).
Однако недавно ученым удалось собрать все эти идеи в одном проекте –
«вертикальная ферма» (“farmskyscraper”).
Давайте вообразим в центре городамиллионника 30-ти-этажный небоскреб без окон с площадью основания один гектар
(100х100 м). На каждом его этаже размещены пять рядов гидропонных контейнеров (см.
Рис. 8.11), т.е. с каждого этажа можно снимать урожай с общей площади 5 гектар, а
всего с небоскреба - 30х5=150 гектар. Поскольку в “сельскохозяйственном небоскребе”
температура и влажность являются всегда постоянными, можно снимать урожай 3-4 раза
ежегодно (даже если эта вертикальная ферма - на Северном полюсе!) . Со средним
урожаем пшеницы, являющейся 60 центнеров от одного гектара (такие урожаи имеют
место в Евросоюзе), полный ежегодный урожай для “сельскохозяйственного
небоскреба” будет 150х60х3=27,000 центнер/год. Сбор урожая будет полностью
автоматизирован. Кроме того, сельскохозяйственные небоскребы, изолированные от
окружающей среды, будут защищены от паразитов и болезней, и это позволит
152
полностью отказываться от любых химических гербицидов; во-вторых, мы будем в
состоянии переместить сельское хозяйство непосредственно в города, где большинство
населения и проживает - в результате транспортные расходы резко упадут. Местные
органы власти многих городов из США, Китая, Южной Кореи, ОАЭ уже выразили
серьезный интерес к вертикальным фермам.
Ряды гидропонных контейнеров
с урожаем
Вертикальная ферма
Рис. 8.11. Вертикальная ферма
Группа ученых из университета Маастрихта (Голландия) «приготовила»
искусственно выращенный мясной фарш, который был получен из стволовых клеток
свиньи. "Экологическая" свинина была создана "в пробирке", используя миобласты
(mioblast) свиньи, которые ученые поместили в культурную среду, созданную на основе
крови свиньи. По их прогнозам, покупатели будут видеть на витринах колбасы с таким
мясом к 2015 г.. Эта технология в случае массового использования может предотвратить
эмиссию миллиардов тонн парниковых газов (скотоводство дает 18 % парниковых газов
от
их
общего
мирового
количества).
8.6. Охрана природно-заповедного фонда
Существует несколько объектов природно-заповедного фонда (ПЗФ): природные
заповедники, национальные природные парки, региональные ландшафтные парки,
заказники, памятники природы, а также искусственно созданные объекты: ботанические
сады, дендрологические и зоологические парки и парки — памятники садово-паркового
искусства. Например:
Заповедник - высшая категория природоохранных территорий, где законом охраняется в
нетронутом состоянии весь естественный комплекс и ведутся научные исследования.
Национальные парки - достаточно большие территории, где охрана природы
объединяется с рекреацией (отдыхом и оздоровлением людей).
Заказники - территории, на которые допускается хозяйственное использование лишь
части естественных объектов и в той мере, в которой это не наносит вреда объекту
охраны. Статус заказников определяется их целевым назначением: ботанические,
охотничьи, гидрологические.
Резерват - природоохранная территория или памятник природы с заповедным или
заказным режимом. Как правило, это небольшие урочища (леса, озера, участка долин и
побережий) и отдельные объекты (водопады, пещеры, уникальные геологические
объекты и т.п.).
153
По официальным данным Минэкологии, природно-заповедный фонд Украины
имеет в своем составе 7010 территорий и объектов общей площадью 2557,8 тысячи
гектаров, что составляет 4,2% от всей территории Украины. Объектов
общегосударственного значения среди них всего 578. В это число входят 17 природных
и четыре биосферных заповедника, 11 национальных природных парков, 283 заказника,
132 памятника природы, 17 ботанических садов, семь зоологических парков, 19
дендрологических парков, 88 парков — памятников садово-паркового искусства.
Заповедное дело Украины имеет на сегодня достаточно развитую законодательную
базу. Ее основу составляет Закон Украины “О природно-заповедном фонде” (от 16.06.92
г.). В нём четко прописано понятие биосферного заповедника и возможность
резервирования ценных для природных территорий и объектов. Есть в этом законе и ст.
49 “Предоставление налоговых и других льгот”, предусматривающая, например,
освобождение заповедников, национальных, дендрологических и зоологических парков,
ботанических садов и заказников (кроме охотничьих) от земельного налога. Этот Закон
образует единое правовое поле с рядом других национальных законодательных актов.
Так, в принятом еще в июне 1991 г. Законе Украины “Об охране окружающей
природной среды” есть соответствующий раздел “Природные территории и объекты,
подлежащие особенной охране”. Существуют необходимые ссылки и во всех кодексах:
Земельном (ст. 72 “Земли природоохранного значения”), Водном (глава 19 “Водные
объекты природно-заповедного фонда”), Лесном (ст. 77 “Использование лесных
ресурсов и пользование земельными участками лесного фонда на природно-заповедных
территориях и объектах”), а также в Кодексе о недрах (ст. 59 “Охрана участков недр,
которые представляют особенную научную или культурную ценность”).
Охрана видов и целых экосистем необходима по многим причинам. Во-первых,
биоразнообразие живых организмов, которое является следствием их длительной
эволюции, составляет одно из главных условий устойчивости биосферы во времени.
Обедненность экосистем вследствие сокращения численности особей или уменьшения
количества видов нарушает их устойчивость и вызывает снижение биохимической
активности. Во-вторых, естественные биоценозы следует охранять, поскольку из них мы
черпаем материалы для улучшения сортов растений и пород сельскохозяйственных
животных; кстати, свойства многих живых организмов планеты еще вообще не
исследованы. Природоохранные мероприятия не ограничиваются защитой отдельных
видов, под защиту берутся целые экосистемы, которые включают в состав заповедников,
национальных парков, заказников, резерватов.
Новые идеи в области природно-заповедного дела
А) Экосети
Речь идет об участии Украины в создании континентальной экосети, которая
объединит крупнейшие заповедники Европы и стран СНГ. Всего в проекте принимают
участие 55 государств. Согласно разработанной Советом Европы Всеевропейской
стратегии сохранения биотического и ландшафтного разнообразия "Окружающая среда
для Европы" экосеть Украины должна стать составляющей частью паневропейской
экосети. Такая сеть будет включать в себя "экологические ядра" (представленные
крупными территориями, как правило, уже существующими заповедниками),
"экологические коридоры" (участки, которые соединяют между собой эти ядра) и
"буферные зоны" — территории, которые служат защите, уменьшению вреда,
причиняемого внешними факторами экологическим ядрам и экологическим коридорам.
Распространено мнение, что Украину должно охватывать как минимум семь коридоров.
Из них три должны быть широтными: Полесский (лесной), Галицко-Слобожанский
(лесостепной) и Южно-Украинский (приморско-степной). Их должны пересекать четыре
меридиональных коридора — Днестровский, Бугский, Днепровский и СеверскоДонецкий. Они будут связаны с долинами рек, текущих с севера на юг, и соединят
154
разные зоны протяженностью в тысячи километров, обеспечивая контакт разных
биомов, в том числе и морских. По оценкам специалистов, четырех процентов
"заповедной" территории, которые имеет Украина,
не хватает для реализации
амбициозных планов создания экосети. Эта площадь должна составлять около десяти
процентов.
Для этого разработана государственная Программа формирования
национальной экосети на период до 2015 года, согласно которой в Украине планируется
создать около 60 заповедников и национальных парков, увеличить площадь природнозаповедного фонда до 10,5% территории государства. Все они будут связаны
экологическими коридорами для поддержания естественного распространения растений
и животных. Эти коридоры свяжут Украину и Европу.
Интереснейший тренд последних лет - социальные экологические сети –
интернет-ресурсы, пользователи которых объединяются в различные тематические
группы для обсуждения и решения экологических проблем. За последние десяток лет
социальные сети стали не только очень популярными, они стали новым социальным
медиа, новым маркетинговым инструментом. Несколько лет назад люди использовали
социальные сети, такие как «Facebook», «В контакте» и др., в основном, только для
общения.
Сейчас
же
ситуация
кардинально
изменилась.
Сначала пользователи социальных сетей, кому была не безразлична судьба их планеты и
окружающего мира, начали создавать группы по интересам в рамках одной сети. Их
численность стала быстро расти. Появлялись новые идеи, и для их реализации
требовался новый формат ресурса. Так появились самостоятельные не менее
популярные социальные экосети. Сейчас количество «зеленых» сетей стремительно
растет. Появляются онлайн сообщества, блоги и социальные эко-сервисы, которые
помогают единомышленникам объединить усилия для решения таких проблем как
изменение климата, альтернативные источники экологически чистой энергии,
экологизация производства и транспорта и т.д.
Б) Заповедники "дикой природы"
Одной из таких свежих и пеpспективных идей является идея "дикой пpиpоды".
Дикая приpода — постоянная и важная часть цивилизации. К сожалению, в украинской
теpминологии нет точного опpеделения, что подpазумевается под теpмином “дикая
пpиpода”. В утвеpжденном в 1964 г. Конгpессом США Законе “О дикой пpиpоде”
сказано: “Областью дикой пpиpоды в пpотивоположность тем объектам, где человек и
его деятельность господствует над ландшафтом, настоящим пpизнается область, где
земля и ее живое сообщество не испытывает пpепятствий со стоpоны человека, где сам
человек является посетителем, котоpый не остается”. Дикая пpиpода — это пpиpода,
сохpанившая “дикий”, естественный тип воспpоизводства, самоpегуляцию за счет
внутpенних связей. Дикая пpиpода — это пpиpода, сохpанившая “дикий”, естественный
тип воспpоизводства, самоpегуляцию за счет внутpенних связей. Дикая пpиpода — это
то, что pазвивается самостоятельно и не нуждается в “ноосфеpной” подсказке со
стоpоны человека. Мы не должны “возделывать” дикие земли, а обязаны давать дикой
пpиpоде идти своим путем. Закон США “О дикой природе”, также как и созданная на
его юридической базе Национальная система охраняемых областей дикой природы,
утверждены конгрессом США, поэтому каждый новый участок дикой природы может
быть добавлен к Национальной системе охраняемых областей дикой природы (или
удален) только актом Конгресса США, что защищает систему областей дикой природы
от местного административного произвола. В заключение приведём такие цифры:
сейчас на Земле остается около 11% площади дикой природы, из них только 4,3%
охраняется национальными парками, заповедниками и другими заповедными объектами.
155
9. Чрезвычайные ситуации
9.1. Общие положения
Чрезвычайная ситуация (ЧС) - это совокупность обстоятельств, возникающих в
результате аварий, катастроф, стихийных бедствий, диверсий или иных факторов, когда
происходит резкое отклонение протекающих явлений и процессов от нормальных, что
отрицательно сказывается на жизнеобеспечении, экономике, социальной сфере и
природной среде.
При изучении различных аспектов воздействия окружающей
природной среды на благополучие человека наиболее эффективен факторный подход,
рассматривающий соответствующие факторы риска, которые способны осложнить
существование человека.
При ЧС возникают первичные и вторичные поражающие факторы. К первичным
факторам относятся: обрушение строений воздействие разрядов статического
электричества (молнии) ударной воздушной волны, оползней, селей, лавин,
электромагнитные или световые воздействия. К вторичным поражающим факторам
относятся: взрывы оборудования, пожары, загазованность заражение, то есть это
следствие первичного воздействия на потенциально опасные элементы объекта. При
чрезвычайной ситуации для ее оценки можно выделить следующие критерии:
- временной, то есть внезапность ЧС, быстрота ее развития;
- экологический, то есть степень необратимых изменений природной среды, массовый
падеж животных, эпидемии- психологический, вызывающий стрессовое состояние, депрессию, страх, панику,
фобии;
- политический (повышенная конфликтность, напряженность в обществе);
- экономический (материальный ущерб, выход из строя систем, сооружений, огромные
затраты на восстановление, массовое использование техники, а также на подготовку специалистов);
организационно-управленческий (своевременное прогнозирование обстановки, хода
событий, принятие решений, доведение их до исполнителей, контроль за выполнением
решений, привлечение специалистов и организаций для решения поставленных задач,
расчет возможности проведения спасательных работ).
При планировании неотложных мероприятий необходимо учитывать фазы развития
ЧС:
- накопление отклонений различных показателей от допустимых норм, ТУ, ГОСТов;
- инициирование возникновения чрезвычайной ситуации;
- воздействие последствий ЧС на окружающую среду;
- действие остаточных факторов поражения, чтобы не допустить возобновления ЧС или
усложнения обстановки;
- окончательная ликвидация последствий ЧС.
По конкретно сложившейся обстановке и тяжести последствий чрезвычайные
ситуации можно разделить на:
- частные (в пределах рабочего места);
-локальные, когда пострадало до 10 человек или нарушены условия жизнедеятельности
не менее 100 человек, причинен материальный ущерб до 1000 минимальных размеров
оплаты труда и когда вредные последствия от ситуации не распространяются за пределы
санитарно-защитной зоны;
-местные ЧС, которые по сфере воздействия не выходят за пределы муниципального
образования и когда пострадало до 50 человек или нарушены условия
жизнедеятельности до 300 человек, а причиненный материальный ущерб — не менее
5000 минимальных размеров оплаты труда;
156
Табл. 9.1. Типы чрезвычайных ситуаций
- территориальные ЧС, охватившие несколько районов, когда пострадало до 500 человек
или нарушены условия жизнедеятельности до 500 человек, а материальный ущерб составил до 500 тыс. минимальных размеров оплаты труда;
157
-региональные ЧС, охватывающие территорию не менее двух областей, когда
пострадало до 5000 человек или нарушены условия жизнедеятельности до 10000
человек, а материальный ущерб составил до 5 млн. минимальных размеров оплаты
труда;
-глобальные, когда последствия ЧС распространяются на несколько областей или даже
государств.
9.2. Стихийные бедствия
Стихийные бедствия — это опасные природные явления геофизического,
геологического,
атмосферного
или
биосферного
происхождения,
которые
характеризуются внезапным нарушением жизнедеятельности населения, разрушениями,
уничтожением материальных ценностей, травмами и жертвами среди людей. Такие
явления могут служить причиной многочисленных аварий и катастроф, появления
вторичных поражающих факторов. К стихийным бедствиям относятся землетрясения,
извержения вулканов, наводнения, засухи, ураганы, пожары и др.Перечень основных
видов стихийных бедствий представлен в табл. 9.2.
К сожалению, количество стихийных бедствий в мире не уменьшается, а убытки от
них постоянно растут (см. рис. 9.1).
Таблица 9.2. - Перечень основных видов стихийных бедствий
Стихийное
Основной критерий
Поражающий фактор и последствия
бедствие
Землетрясение
Сила, или интенсив- Сотрясение грунта, трещины, пожары,
ность,до 12 баллов взрывы, разрушения, человеческие жертвы
Сель, оползень
Масса, скорость
потока
Камне-грязевой поток, человеческие
жертвы,мат. ущерб
Пожар
Температура
Тепловое воздействие, жертвы, материальный
ущерб
Сильный ветер
(ураган, смерч)
Скорость ветра
Скоростной напор, человеческие жертвы,
уничтожение материальных ценностей
Обледенение,
снегопад
Количество осадков Уровень заноса, обрывы проводов, поражение
более 20 мм за 12 ч людей, человеческие жертвы
Пыльная буря
Скорость ветра
Цунами
Высота и скорость
волны
Затопление суши, разрушения, человеческие
жертвы
Извержение
вулкана
Пепел, камни, лава,
газы
Человеческие жертвы, мат. ущерб
Скоростной напор, уничтожение посевов,
плодородных почв
Наводнение
Подъем уровня воды Затопление суши, разрушения, человеческие
жертвы
Циклон, тайфун Скорость ветра
Затопление суши, разрушения, человеческие
жертвы
Землетрясение по ущербам, жертвам и разрушениям –наиболее жестокое
стихийное бедствие (см. табл. 9.3). Так,
в китайском г. Таньшань страшное
землетрясение в 1976 г. унесло жизней 640 тыс. человек, а более 1 млн. получили
158
тяжелые травмы. Одно из крупнейших землетрясений последних десятилетий
произошло в Армении. Седьмого декабря 1988 г. в результате серии подземных толчков
был полностью разрушен г. Спитак.
Рис. 9.1. Экономические потери во всем мире от стихийных бедствий,
вызванных погодными условиями, в 1960 – 1998 гг. (в млрд дол. США)
Из 35 тыс. населения погибло 25 тыс. Красивейший природный ландшафт города был
полностью уничтожен.
Крупнейшая вулканическая катастрофа, вызванная
землетрясением, произошла в марте 1956 г. на Камчатке. Там произошло извержение
вулкана «Безымянный» по «взрывному» типу, в результате чего его высота
уменьшилась на 200 м. На высоту до 45 м было выброшено 500 миллионов куб. м пепла,
который осел на землю в радиусе 10 км слоем, толщиной 0,5 м, «похоронив» под собой
всю флору и фауну. Вообще, все действующие на Земле вулканы выбрасывают в
атмосферу около 20 миллионов тонн/год соединений серы (все мировые
теплоэлектростанции выбрасывают лишь вдвое больше).
Таблица 9.3. Характеристика повреждений при землетрясении
Характеристика
Характер повреждения строений
землетрясения
Слабое (до 3 баллов), Большие трещины в стенах. Обрушение штукатурки,
умеренное (4 балла) дымоходов,
повреждение остекления
Сильное (5-6 баллов),
очень сильное (7
баллов)
Разрушительное (8-10
баллов)
Катастрофическое
(11-12 баллов)
Трещины в наружных стенах несейсмостойких зданий,
обрушение конструкций, заклинивание дверей
Сейсмически стойкие здания получают слабые разрушения,
прочие — рушатся
Обрушение наружных конструкций и полное разрушение
зданий
Площадь паводкоопасных территорий составляет на Земном шаре примерно 3 млн.
кв. км, на которых проживает около 1 миллиарда человек. При наводнениях гибнут
десятки тысяч людей, а ежегодные убытки исчисляются сотнями миллиардов долларов.
Ураган, буря, смерч, торнадо - все эти природные явления вызваны порывами ветра,
скорость которого составляет сотни км/час (см. табл. 9.4). Одним из самых страшных
ураганов (тропический шторм – тайфун) 8 октября 1881 г. полностью уничтожил
вьетнамский город-порт Хайфон. При этом погибло 300 тысяч человек, были вырваны с
159
корнем абсолютно все деревья, полностью уничтожены все виды животных. Ураганы,
сопровождающиеся ливнями и наводнениями, которые «достают» до Западной
Украины, зарождаются в треугольнике Ирландия-Исландия-Норвегия на границе тёплых
воздушных масс Гольфстрима и холодных – Ледовитого океана. В 2000 г. ураган
«накрыл» 18 областей Западной и Центральной Украины. Скорость ветра достигала 3040 м/с. Было обесточено 3000 населённых пунктов, разрушено 28 тысяч зданий и
строений, уничтожено 280 тысяч сельхозугодий, в т.ч. лесов, погибли десятки тысяч
домашних и диких животных, прямые убытки составили 350 миллионов гривен.
Таблица 9.4. Шкала Бофора («ветровая»)
Баллы
Скорость
Ветровой режим
Признаки режима
ветра, км/ч
0
0...1.6
Затишье
Дым поднимается прямо
1
3,2...4,8
Легкий ветер
Дым изгибается
2
3
6,4... 11,3
12,9...19,3
Легкий бриз
Слабый бриз
Листья шевелятся
Листья двигаются
4
5
6
20,9...28,9
30,6...38,6
40,2...49,9
Умеренный бриз
Свежий бриз
Сильный бриз
Пыль летит
Тонкие деревья качаются
Толстые деревья качаются
7
8
9
51,5...61,1
62.8...74
75,5...86,9
Сильный ветер
Буря
Сильная буря
Стволы деревьев изгибаются
Ветви ломаются
Черепица и трубы срываются
10
88,5...101,4
Полная буря
Деревья вырываются с корнем
11
103...120,7
Шторм
Средние разрушения
12
более 121
Ураган
Сильные разрушения
9.3. Аварии и катастрофы на пожаровзрывоопасных объектах
К пожаро- и взрывоопасным объектам
относится большинство объектов
хозяйственного комплекса страны. Источниками пожаров и взрывов являются: ёмкости
с легковоспламеняющимися, горючими или ядовитыми веществами; склады
взрывоопасных и сильно дымящих составов; взрывоопасные технологические установки, коммуникации, разрушение которых приводит к пожарам, взрывам и загазованности
территории; железные дороги и др.
При этом прогнозируются последствия:
- утечек газов и распространения токсичных дымов;
- пожаров и взрывов в колодцах, цистернах и других емкостях;
- нарушений технологических процессов, особенно связанных с вредными веществами
или опасными методами обработки;
- воздействия шаровых молний, статического электричества;
- взрывов паров Л ВГЖ;
- нагрева и испарения жидкостей из емкостей и поддонов;
- рассеивания продуктов горения во внутренних помещениях;
- токсического воздействия продуктов горения и других реакций;
- тепловой радиации при пожарах;
-распространения в строениях пламени и огневого потока в зависимости от
расположения стен и внутренней планировки.
160
В год на Земле происходит около 75 тысяч крупных пожаров (гл. образом лесных
и торфяных), при этом в атмосферу выбрасывается около 1,7 млн тонн дымовых частиц,
12 млн тонн оксидов азота, в пожарных газах, кроме этого, содержится до 20%
углекислого газа и до 10% оксида углерода. Кроме того, лесные пожары (например, в
Крыму) уничтожают большие площади деревьев и кустарников уникальных пород.
Лишь за первое полугодие 2000 г. в Украине зарегистрировано 27 тыс. пожаров (как
крупных, так и мелких). В них погибло 1088 человек (в т.ч. 72 ребёнка), прямой ущерб
составил 147 миллионов грн.
В Украине выявлено более 1200 взрыво- и пожаро-опасных объектов, на которых
сосредоточено около 14 миллионов тонн твердых и жидких пожаро-взрыво-опасных
веществ.
Согласно принятым нормам все объекты — в соответствии с характером
технологического процесса по пожаро- и взрывоопас-ности - делят на категории (ГОСТ
12.1.004-91, ОНТП 24-96):
- категория А (взрыво- и пожароопасные) — горючие газы, ЛВГЖ с температурой
вспышки ниже 28°С в количестве, достаточном для образования ТВС и УВВ с
избыточным давлением более 5 кПа;
- категория Б (взрыво- и пожароопасные) — горючие пыли, волокна, ЛВГЖ с
температурой вспышки выше 28°С в количестве, достаточном для образования
взрывоопасных ГВС и УВВ с избыточным давлением более 5 кПа;
- категории В1...В4 (пожароопасные) — горючие и трудногорючие материалы,
способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или другими веществами
только гореть;
- категория Г — негорючие материалы в горячем состоянии, при обработке которых
выделяется световая энергия, искры или пламя;
- категория Д — предприятия по холодной обработке и хранению металла и других
несгораемых материалов.
Горение, как известно, есть совокупность сложных химико-физическнх процессов,
таких как химические реакции топливо-окислитель. теплопередача, диффузия ц др.
Именно передача тепла и (или) диффузия активных центров пламени (АЦП) и обусловливают процесс распространения пламени по горючей газовой смеси. Если скорость
распространения пламени Vи существенно меньше скорости .щука и данной среде- это
дефлаграционное горение, если больше — это детонационное горение (взрыв). Однако в
реальности между дефлаграционным (ламинарным или турбулентным) горением (Vи =
0,1...10 м/с), когда ударная волна вообще отсутствует, и детонационным, когда фронт
пламени и фронт ударной волны совмещены, находится довольно большая область так
называемых «двойных нестационарных разрывов" (по акад. Щелкину), где фронт
ударной волны распространяется с большей скоростью. чем фронт пламени, и между
ними, следовательно, имеется разрыв. Именно в этих пределах (100—1000 м/с) лежит,
как правило, скорость распространения пламени при реальных взрывах газовоздушных
смесей на промышленных объектах.
Самоподдерживающийся устойчивый процесс горения газопылевоздушной смеси
может быть вызван двумя причинами: самовоспламенением (при достижении в любой
точке смеси критических параметров нагрева и сжатия) и принудительным
воспламенением от внешнего источника. Но в обоих случаях необходимо, чтобы
тепловыделеняе экзотермических реакции горения Q1; превышало теплоотвод из
реакционной зоны Q2.. Процесс горения переходит в режим теплового взрыва, когда не
только Q1 >Q2 но и когда. когда скорость теплоприхода зависит от температуры больше,
чем скорость теплоотвода:
161
Q1 Q2

T
T
Однако при наличии цепного механизма горения, который характерен для
углеводородов, быстрое накопление в газовой смеси активных центров пламени делает
возможным «холодное» воспламенение смеси, находящейся ниже классического
предела.
Практически мгновенное выделение при взрыве огромного количества теплоты,
многократное повышение давления приводят к образованию разрушительной ударной
волны, которая образуется на границе несжатого и сжатого газа и имеет ширину фронта,
сопоставимую со средней длиной свободного пробега молекул (10 -4 – 10-5 см). Фронт
пламени, следующий за фронтом ударной волны, поджигает новые порции сжатой и
подогретой газовой (пылегазовой) смеси. Реальные очаги пожара имеют, как правило,
турбулентный характер. Нормальная скорость горения МВС (9,5 % СН 4 ) равна 0,4 м/с, а
детонационная 1650 м/с.
При взрыве топливо-воздушной смеси (ТВС) образуется очаг поражения с ударной
волной и световым излучением («огненный шар»). В очаге взрыва ТВС можно выделить
три сферические зоны (рис. 9.2).
Рис. 9.2. Зоны очага поражения при взрыве бензино-воздушной смеси
(R1, R2, R3 - радиусы внешних границ соответствующих зон - І, ІІ и ІІІ)
Зона I — зона детонационной волны, н аходится в пределах облака взрыва.
Радиус зоны определяется формулой: R1 =17,5 3 Q , где R1— радиус зоны I, м; Q масса сжиженного газа, т. В пределах зоны I избыточное давление можно считать
постоянным и равным 1700 кПа.
Зона II — зона действия продуктов взрыва, которая охватывает всю площадь
разлета продуктов взрыва ТВС в результате ее детонации. Радиус зоны II в 1,7 раза
больше радиуса зоны I, то есть R2= 1,7R2, а избыточное давление по мере удаления
уменьшается до 300 кПа.
Зона III — зона действия ударной волны. Здесь формируется фронт УВ. Величина
избыточного давления определяется по графику (рис. 9.3).
9.3.1. Взрывы в угольных шахтах
Для Донбасса одними из самых жестоких техногенных аварий являются взрывы
метана в шахтах. Вот выдержки из трагической хроники лишь последних трех лет:
1998г., шахта им. Скочинского – погибло 63 человека; 1999г., шахта им. Засядько –
погибло 50 человек; 2000г., шахта им. Баракова – погибло 80 человек; 2001г., шахта им.
Засядько – погибло 55 человек. Почему же так сложно бороться с этим бедствием? Как
162
Рис. 9.3. Зависимость радиуса внешней границы зоны действия
избыточного давления от количества ТВС
известно, горение есть совокупность сложных физико-химических процессов, таких как
химические реакции топливо-окислитель (в данном случае метан+кислород воздуха),
теплопередача, диффузия и др. Главная особенность химии пламени состоит в том, что
суммарная реакция СН4 + 2O2 = СO2 + 2Н2О протекает через десятки экзотермических
промежуточных реакций, называемых цепными реакциями горения типа: O2 + Н = О +
ОН или СН4 + О = СН3 + ОН, где основную роль играют свободные радикалы пламени:
О , Н , ОН , СН3 (такие «осколочные» частицы могут существовать только в
высокотемпературной зоне пламени). При этом суммарный теплоприход от этих
реакций должен превышать суммарный теплоотвод из зоны горения. Отсюда понятно,
что для быстрого гашения пламени нужно, во-первых, замедлить («ингибировать»)
цепные реакции, во-вторых, осуществить охлаждение зоны горения. Однако процесс
взрыва существенно отличается от пожара. Во-первых, если при дефлаграционном
горении метановоздушной смеси (МВС) скорость пламени составляет 0,5 м/с (а при
детонационном – 1650 м/с), то при реальном взрыве в шахте имеют место скорости 200800 м/с (так называемая область «двойных разрывов»), при этом перед фронтом пламени
движется фронт ударной волны, который не только уничтожает всё живое и неживое, но
и сжимает-разогревает следующие «порции» МВС, а также взмучивает и подвергает
частичному пиролизу угольную пыль, «подготавливая» их для последующих
непрерывных взрывов на расстояниях в сотни и тысячи метров. Следовательно, если
скорость распространения взрыва, допустим, 200-300 м/с, то при расстоянии от места
вспышки метановоздушной смеси (МВС) до ближайшего средства (или системы)
взрывозащиты в, положим, 20 м – взрыв это расстояние «промчит» за 0,07-0,1 секунды.
Т.е. эти ДОЛИ СЕКУНДЫ и есть то время, которое отводится на ПОЛНОЕ
СРАБАТЫВАНИЕ системы взрывозащиты. Вот результаты (рис. 9.4) проведенных на
экспериментальной установке (в масштабе к «натуре» 1 : 10) экспериментов по
динамике подавления начальной стадии взрыва МВС (9,5 мас.% метана в воздухе)
специальным тонкоизмельченным порошковым ингибитором (поджиг МВС и вброс
порошка в МВС осуществлялись в точке «0»). Как видно из рис. 7.4, во-первых, при
поджиге «чистой» (без порошка) МВС давление взрыва начинает «круто» расти как раз
через 0,1 секунды (левый пологий участок кривой 1, который называется «время
163
индукции»; кривые 2-3-4 имеют увеличенное время индукции, т.к. там в МВС уже
вброшен взрывоподавляющий порошок). Во-вторых, взрыв подавляется при объёмной
концентрации порошка 10,1 г/м3 (т.е. в реальных условиях будет 101 г/м 3 ) – кривая 5;
при меньших концентрациях распыленного в МВС порошка – 2,9 , 5,6 и даже 8,6 г/м3
(кривые 2-3-4 соответственно) взрыв «проходит», а его максимальное давление (высота
«горба» на графике) почти не уменьшается. Это означает, что процесс подавления
взрыва носит отчетливо «пороговый» характер: если не достигнута СТОПРОЦЕНТНАЯ
взрывоподавляющая концентрация взрывоподавляющего агента (сланцевой пыли,
капель воды и т.д., специального порошка-ингибитора) ПО ВСЕМУ защищаемому
ОБЪЁМУ – взрыв проходит без всякого ослабления его разрушительной силы
Рис. 9.4. Динамика развития взрыва метано-воздушной смеси
1 - "чистая" МВС; 2 - концентрация порошка-ингибитора в МВС - 2,9 г/м3; 3 - то же - 5,6 г/м3; 4 то же - 8,5 г/м3; 5 - то же - 10,1 г/м3 (взрыв подавлен).
(даже если везде достигнуто 90% концентрации!). Далее. В условиях высоких
температур во фронте ударной волны (до 2000 С) свободные радикалы образуются уже
не за счет цепных реакций горения типа O2 + Н = О + ОН, а за счет реакций прямого
гомолитического разрыва химических связей кислорода и метана: (O2 = О + О или СН4 =
СН3 + Н). Эти реакции протекают в тысячи раз быстрее цепных, и обычного эффекта
ингибирования, который является основой огнетушащих порошков, здесь недостаточно.
Однако у этих реакций есть «ахиллесова пята»– высокий активационный барьер (свыше
650 кДж/моль), т.е. если удастся ОЧЕНЬ БЫСТРО отвести из реакционной зоны
«химическую» (или «активационную») часть энергии – эти реакции прекратятся.
Поэтому решающее значение имеют не термодинамические константы химических
агентов взрывозащиты (порошков, инертной пыли, воды) а их кинетические свойства.
Так, разлагаясь в пламени, 1 г бикарбоната натрия поглощает 1,8 кДж (для сравнения
вода – 3,6 кДж/г), а 1 г сульфата аммония – 4,5 кДж. Казалось бы, последний лучше
охлаждает пламя и лучше подходит для взрывозащиты. Но нет, т.к. СКОРОСТЬ
разложения сульфата аммония в 500 раз ниже, чем у бикарбоната натрия! И, значит,
пока разложится 1 г сульфата аммония, поглотив у пламени 4,5 кДж тепла, успеет
разложиться аж 500 г бикарбоната натрия, поглотив 500х1,8=900 кДж. На основании
вышеизложенного можно сформулировать принципиальные требования к системе
защиты от взрыва метано-воздушных смесей (и МВС + угольная пыль):
-время полного принудительного срабатывания – не более 0,1 с;
-химический компонент должен не только обладать мощным ингибирующим
эффектом, но и быстро разлагаться (испаряться), эффективно отводя тепло от фронта
пламени;
-должна обеспечиваться стопроцентная
взрывоподавляющая концентрация
химического агента по всему защищаемому объёму.
164
9.4. Пожары лесные, торфяные и нефтяные
Особо опасны лесные и торфяные пожары, а также пожары нефтяных скважин, т.к.
они могут быстро перерасти в масштабное ЧП (в т.ч. и экологическое!). При этом гибнут
люди и животные, наносится огромный материальный ущерб, выброс вредных
пожарных газов исчисляется тысячами тонн.
Лесные пожары по охвату территории делятся на зоны:
- отдельных пожаров, возникающих в незначительных количествах и рассредоточенных
по времени и по площади;
- массовых пожаров, то есть отдельных пожаров, возникающих одновременно;
- сплошных пожаров, характеризующихся быстрым развитием и распространением огня,
наличием высокой температуры, задымления и загазованности;
- огненного шторма, или особо интенсивного пожара в зоне сплошного пожара, в центре
которого возникает восходящая колонна в виде огненного вихревого столба, куда устремляются сильные ветровые потоки (огненный шторм потушить практически
невозможно).
По виду лесные пожары делятся на:
-верховые, когда горят кроны деревьев (или весь лес снизу доверху); огонь при этом
движется быстро, легко "перескакивая" через малые и даже большие поляны; тушить
такой пожар чрезвычайно сложно, нужна пожарная авиация;
-низовые, когда горит сухой торфяной покров, лесная подстилка, валежник, кустарник,
подлесок; такой пожар имеет очаговый характер и его можно потушить ручными
средствами пожаротушения, выбросив навстречу пожару "пожарный десант";
-торфяные (подпочвенные) пожары, когда горит (тлеет) торф на глубине.
Такие
торфяные пожары происходят вследствие самонагревания и дальнейшего
самовозгорания масс подсушенного торфа, в основном, вследствие протекания в его
толще биохимических экзотермических реакций "биодеградации" с участием
микроорганизмов. Скорость распространения торфяного пожара невелика - несколько
метров в сутки, однако потушить огромную массу (тысячи тонн!) нагревшегося и
тлеющего торфа - очень сложно; в районе торфяного пожара возникают завалы от
упавших деревьев (у них выгорают корни), а в местах выгорания глубинных масс торфа
появляются пустоты, куда проваливается техника, а иногда и люди.
Кроме того, из-за высокой температуры и обильно выделяющихся токсичных
пожарных газов пожарным приходится работать в специальных скафандрах, а также в
дыхательных аппаратах, которые они носят на спине как рюкзаки; при этом нужно либо
одеть на лицо специальную маску, подключенную к респиратору, либо взять в рот
загубник (рис. 9.5, 9.6).
Изолирующий регенеративный респиратор Р-34
предназначен для защиты органов дыхания человека от
воздействия непригодной для дыхания газообразной среды.
Применяется при выполнении
горноспасательных и технических
работ в угольных шахтах, а также на
предприятиях других отраслей промышленности, где необходима защита
органов дыхания.
Респиратор Р-34 комплектуется мундштучным
приспособлением или дыхательной маской.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Время защитного действия - 4 часа;
Масса 11,8 кг;
Габаритные размеры 450х375х165 мм.
Рис. 9.5. Респиратор изолирующий Р-34 для защиты органов дыхания
165
Рис. 9.6. Универсальный скафандр для защиты спасателей от воздействия
высокой температуры (до 200 Сº) и агрессивной среды
Способы тушения лесных низовых пожаров средней интенсивности:
-Захлестывание кромки пожара — самый простой и достаточно эффективный
способ тушения. Используя связки проволок или прутьев (в виде метлы), молодые
деревья лиственных пород длиной до 2 м, группа из четырех человек способна за час
сбить пламя пожара на кромке до 1 км.
-Забрасывание кромки пожара грунтом.
-Устройство заградительных полос и канав, путем удаления лесных насаждений и
горючих материалов до минерального слоя почвы. При сильном ветре ширина полосы
может превысить 100 м (создается с помощью техники, шнуровых подрывных зарядов
или отжигом, а в последние годы с применением вертолетов).
-Тушение очагов пожара из ручных огнетушителей - наиболее часто применяют
растворы огнетушащих химикатов, пену, а также сухие огнетушащие порошки на
основе фосфорноаммонийных солей.
166
Таблица 9.5. Параметры пожаровзрывоопасности некоторых веществ
(для поз. 11-16 предел взрываемости приведен для пылей в г/м3)
167
Способы тушения развившихся верховых лесных пожаров (см. рис. 9.7):
Рис. 9.7. Тушение лесного верхового пожара пожарным самолетом АН-26
Технические данные АН-26:
Оснащен двумя резервуарами {"танками") ёмкостью 2 x 30 = 60 м 3;
Огнетушащий агент - раствор фосфатов аммония;
Продолжительность самопроизвольного выбрасывания огнетушащей жидкости (в
каждом резервуаре - автоматически открывающийся люк диам. 1 м) - 10-20 секунд;
Высота полета (с учетом безопасности полёта и эффективности тушения) 40-50 м;
требуемая скорость полета - не более 250 км/час;
"Плотность" накрытия пожара огнетушащей жидкостью - не менее 5 л/м2;
Площадь накрытия пожара огнетушащей жидкостью- не менее 50x500 = 25000
2
м;
Во время агрессии Ирака против Кувейта (февраль 1991 г.) иракскими войсками при
отступлении были подожжены 1250 действующих нефтяных скважин на территории
Кувейта, в результате чего ежесуточно сгорало около 1 млн тонн сырой нефти и сотни
тонн её выливалось в море. Тучи сажи поднимались на высоту до трех км и разносились
на сотни км, а нефтяной пленкой было покрыто свыше 1500 кв. км моря и 500 км
береговой полосы). Это поставило побережье Персидского залива и его прибрежную
акваторию на многие сотни километров на грань экологической катастрофы.
Способы тушения развившихся верховых нефтяных пожаров (см. рис. 9.8) и пожаров
высотных зданий ( рис. 9.9):
168
Рис. 9.8. Импульсная 40-ствольная порошковая пожарная установка на шасси
танка Т-55 для тушения пожаров на нефтяных скважинах
Такая установка способна за полсекунды выбросить с большой скоростью 500 кг
огнетушащего порошка (фосфат аммония, бикарбонат натрия) на расстояние до 100 м;
при этом происходит отрыв пламени от устья скважины и последующее его тушение.
9.5. Тушение очагов пожара на породных отвалах и мусорных свалках
Подавление процессов горения горных пород (терриконников), а также
полигонов бытовых отходов возможно при выполнении одновременно трёх следующих
условий: охлаждение пород до температуры ниже значений, при которых происходит
воспламенение горючих газов; удаление горючих газов из межкускового пространства;
изоляция каналов межкускового пространства от доступа атмосферного воздуха. Есть
еще одно дополнительное условие - жидкий огнетушащий агент должен подавлять
развитие микроорганизмов, ответственных за экзотермические биохимические процессы
окисления в породных отвалах пиритной серы.
Тушение горной породы может производиться путем инъектирования в нее
растворов или суспензий (см. рис. 9.10). При этом неизбежно охлаждение очага горения
жидкостью, осаждение на поверхности горной породы содержащихся в ней
компонентов, вытеснение из межкускового пространства горючих газов и паров серы,
связывание вредных веществ новообразования.
Для ликвидации очагов горения следует пользоваться инъекторами – отрезками
труб с перфорацией длиной 2,5…3,0 м и диаметром 0,05…0,06 м. Один конец инъектора
заострен, на другом имеется штуцер для подключения с помощью гибкого трубопровода
к нагнетательному насосу (1 В- 20, ЦНС- 60 и др.) Ось штуцера должна быть
перпендикулярна оси инъектора. В верхней части отрезок трубы заварен и усилен
ребрами жесткости.
При нагнетании растворов и суспензий в горную массу за пределами очага
горения обеспечивается постепенное охлаждение и сокращение его размеров. В этом
случае добавленные к воде реагенты остаются в охлаждаемой горной породе и
взаимодействуют с продуктами окислительно- восстановительных реакций.
Рис 9. 10. Технологическая схема тушения "глубинного" горения в толще
органической массы (метод В. Осокина)
1- ёмкость с известковой суспензией; 2 - водоотделитель; 3 - центробежный насос (ЦНС-60);
4- вакуумный насос (ЖВН-50); 5 - инъектор; 6 - всасывающий перфорированный патрубок; 7 нагнетательный трубопровод; 8 - всасывающий трубопровод; 9 - газоотводные
перфорированные трубы; 10 - часть тела терриконника вблизи очага горения; 11 - резиновый
шланг.
169
Рис. 9.9. Тушение пожара и спасение людей из горячего небоскреба
1 - пожарная машина; 2 - пожарный гасит наружное пламя; 3 - пламя; 4 - дым; 5 –
пожаротушащий вертолет; 6 – спасательный вертолет; 7 - служащие верхних этажей
спасаются из огня с помощью мини-парашюта; 8 – пожарный борется с огнем внутри
здания; 9 - служащие нижних этажей спасаются из огня с помощью каната и
страховочного пояса.
170
При тушении отвальной породы забивают вблизи очага горения инъекторы и
нагнетают в нее 3-5 %-ную известковую суспензию с помощью насоса из смесительной
емкости. Нагнетание суспензий прекращают, когда происходит прорыв ее на
поверхности отвала или прекращается парообразование. Обработку породы на
определенном участке отвала производят путем переустановки инъекторов. После
извлечения инъекторов сохранившиеся в поверхностном слое отвала каналы
необходимо оставлять открытыми, чтобы в течение некоторого времени из зоны
тушения породы удалялись газы и пар. При хорошей обработке породы известковой
суспензией остывание ее в очаге горения происходит в течение нескольких часов и
выделение пара прекращается.
Удаление из отвала горючих газов, охлаждение породы и изоляция ее от доступа
атмосферного воздуха обеспечиваются путем вакуумирования отвала и обработки
породы в поверхностном слое его известковой суспензией.
В устройство для тушения горящих отвалов входят две системы: нагнетательная
– для обработки породы известковой суспензией и всасывающая – для вакуумирования
отвала. Нагнетательную систему образуют следующие гидравлически связанные между
собой элементы: смесительная емкость для приготовления известковой суспензией –
котлован емкостью около 200 м3 вблизи основания отвала; насос 2 типа ЦНС – 60,
подающий под давлением известковую суспензию из смесительной емкости к месту
тушения породы; нагнетательный трубопровод для подачи суспензии на отвал;
инъекторы для нагнетания суспензии в отвальную породу.
Всасывающая система включает следующие основные элементы: вакуум – насос
5 типа ЖВН – 50 для вакуумирования породного отвала, установленный вблизи
смесительной емкости; всасывающий патрубок, отрезок трубы длиной 4 – 6 м и
диаметром 0,1 м с перфорацией для отвода газов и паров из отвала; всасывающий
магистральный трубопровод, водоотделитель для удаления влаги из трубопровода.
Нагнетательный патрубок вакуум – насоса присоединен к системе перфорированных
труб, размещенных в донной части смесительной емкости.
Тушение породного отвала производится следующим образом. В смесительную
емкость, наполненную технической водой, загружают гашеную известь из расчета 30 –
50 кг на 1 м3 воды. Внедряют в отвал на всю длину инъекторы и всасывающий патрубок.
Включают в работу вакуум – насос. Удаляемые из отвала газы поступают по
перфорированным трубам в донную часть смесительной емкости. При этом происходит
интенсивное перемешивание гашеной извести газовыми струями и образование
суспензии. Этот процесс сопровождается поглощением некоторых удаляемых из отвала
газов. Затем включают в работу нагнетательный насос, который под давлением подает
известковую суспензию из смесительной емкости в 2 – 4 инъектора, внедряемые в отвал.
9.6. Заражение местности сильнодействующими ядовитыми веществами
Одной из серьезных ЧС является заражение местности сильнодействующими
ядовитыми веществами (СДЯВ) приземного слоя атмосферы (см. табл. 9.6). Это может
произойти вследствие как аварии на производстве, так и боевых действий.
Например, трагическая "химическая" катастрофа произошла в г. Бхопол (Индия). 3
декабря 1984 г. на заводе по производству пестицидов произошла утечка 30 тонн смеси
фосгена с метилизоцианатом, ядовитое облако накрыло город. В результате 3000
человек погибли, 20 тысяч – ослепли, свыше 200 тысяч стали инвалидами из-за
частичного паралича, погибли вся флора и фауна на многие десятки км вокруг.
Характерная для нашего времени катастрофа случилась вблизи французского порта
Бордо: в марте 1978 г. там затонул нефтеналивной танкер «Амоко Надис». В море
вылилось 230 тыс. тонн сырой нефти, образовав на морской поверхности гигантское
нефтяное «пятно», которое двинулось в сторону городских пляжей. Погибли сотни
171
тысяч морских птиц и рыб, на длительный период и на десятки км была закрыта
акватория и береговая линия, включая пляжи. Вообще за последние 20 лет
зафиксировано 1000 аварий танкеров, при этом более 5 млн тонн нефти вылилось в
моря и океаны.
По сообщению украинского Министерства по чрезвычайным ситуациям в Украине
функционируют 2000 химически опасных объектов (заводов, складов и др.), на которых
хранятся и используются около 300 тысяч тонн веществ, являющихся
сильнодействующими ядами; также
Кстати, в 1992 г. была принята Конвенция о трансграничном влиянии техногенных
аварий, в соответствие с которой авария считается трансграничной, если на участке
пограничной реки смертельная концентрация попавшего в реку токсичного вещества
(LC50) при воздействии на рыбу на протяжении 96 час. составляет не более 10 мг/л.
Аммиак
0,68
-33,4
0,2
Хлор
Сернистый ангидСероуглерод
рид
Треххлористый
фосфор
фосфор
Фтористый
водород
1,56
1,46
1,26
1,53
-34,6
-10
46
74,8
0,98
19,4
0,01
0,4-0,5
1,5-1,6
0,080,15
0,4
6ч
1ч
50
мин1,5
ч 30
мин
10
мин
зиция
смерте
-льная
концентрация
экспо
экспози
ция
Порожа
-ющая
концентрация
Температу
ра кипения,
0
С
СДЯВ
Плотность,
г/см3
Таблица 9.6. Основные свойства СДЯВ, наиболее часто встречающихся
на объектах народного хозяйства
Токсические свойства (мг/л)
7
30 мин
0,1-0,2
1,4-1,7
10
1.0-0.5
1ч
50 мин
1,5 ч
30 мин
1.5
5 мин
Рис 9.11. - Вид очага химического поражения при выбросе сильнодействующего
ядовитого вещества (СДЯВ)
172
Зона непосредственного разлива СДЯВ - (район применения) характеризуется
длиной и шириной района применения СДЯВ. Зона распространения зараженного
воздуха характеризуется глубиной распространения по направлению ветра с
сохранением смертельных концентраций (Гсм) и поражающих концентраций (Гпор). За
пределами последней люди могут находиться без СИЗ. Форма зон распространения
зараженного воздуха определяется скоростью ветра и может иметь форму круга,
полукруга или сектора определенной угловой величины - см. рис 7.11.
На размеры очага химического поражения большое влияние оказывают метеоусловия, рельеф местности, плотность застройки и другие факторы.
При ликвидации очага основными нейтрализующими агентами являются, как
правило, вода (при разливе жидкого аммиака), гашеная известь (при разливе кислот,
хлора, трихлорфосфата).
9.7 Радиоактивное заражение местности
9.7.1. Что такое радиоактивное заражение
Радиоактивное заражение происходит при:
а) ядерном взрыве в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного
взрыва и наведённой радиации, обусловленной образованием радиоактивных изотопов в
окружающей среде под воздействием мгновенного нейтронного и гамма-излучений
ядерного взрыва; поражает людей и животных главным образом в результате внешнего
гамма- и (в меньшей степени) бета-облучения, а также в результате внутреннего
облучения (в основном альфа-активными нуклидами) при попадании радиоизотопов в
организм с воздухом, водой и пищей.
-техногенных авариях (утечках из ядерных реакторов, утечках при перевозке и хранении
радиоактивных отходов, случайных утерях промышленных и медицинских
радиоисточников и т. д.) в результате рассеяния радиоактивных веществ; характер
заражения местности зависит от типа аварии.
Основные загрязняющие радиоактивные компоненты:
Йод-131 — является бета- и гамма-радиоактивным, период полураспада — около 8
суток. В связи с бета-распадом, 131I вызывает мутации и гибель клеток, в которые он
проник, а также — окружающих тканей на глубину нескольких миллиметров.
Стронций-90 — период полураспада — примерно 28,8 года. В окружающую среду 90Sr
попадает преимущественно при выбросах с АЭС и ядерных взрывах. Крайне опасен.
Откладывается, в основном, в костных тканях (костях).
Цезий-137 — период полураспада — 33 года. Один из главных компонентов
радиоактивного загрязнения биосферы. Выброс 137Cs в окружающую среду происходит
в основном в результате аварий на предприятиях атомной энергетики и испытаний
ядерного оружия.
Таким образом, радиоактивное заражение – это загрязнение местности и
находящихся на ней объектов радиоактивными веществами (радоизотопами), которое
может вызвать у человека лучевую болезнь (см. табл. 9.7 и 9.8).
Таблица 9.7. Критерии для принятия решения об отселении при РЗ, Кu/км2
Этапы
Цезии-137 Стронций-90 Плутоний-239
Доза,
миллизиверт
Обязательное
15
3
0,1
5
Добровольное
5...15
0,15...3
0,01...0,1
1
173
Таблица 9.8. -Характеристика основных форм лучевой болезни
Степень
Доза облучения,
Характеристика болезни
острой ЛБ
Легкая
100...200
Слабость, головная боль, тошнота. Скрытый
период до месяца, затем головокружение, рвота.
Восстановление крови через 4 месяца
Средняя
200...300
Через 2-3 часа признаки легкой ЛБ. Затем
расстройство желудка, депрессия, нарушения
сна, повышение температуры тела, кожные
кровоизлияния, кровотечение из десен.
Восстановление крови через 6 месяцев.
Возможны смертельные случаи.
Тяжелая
300...500
Крайне
тяжелая
> 500
Через час неукротимая рвота. Все признаки ЛБ
проявляются резко: озноб, отказ от пищи.
Смерть в течение месяца до 60% облученных
Через 15 мин неукротимая рвота с кровью,
потеря сознания, понос, непроходимость
кишечника. Смерть наступает в течение 10
суток
9.7.2. Чернобыльская катастрофа
Самая крупная в истории человечества техногенная катастрофа произошла в
Украине 26 апреля 1986 г. на 4-м блоке Чернобыльской АЭС под Киевом. Энергоблоки
ЧАЭС оснащены реакторами типа РБМК – «реактор большой мощности канальный» этот тип реактора сам по себе имел конструктивные недоработки в области его
безопасности (см. рис. 9.12). В частности, при стечении некоторых обстоятельств
существовала вероятность «положительного выбега» реактивной нейтронной мощности
реактора при выведении поглощающих нейтроны графитовых и кадмиевых стержней
системы управления и защиты реактора (СУЗ). В ту роковую апрельскую ночь во время
проведения на 4-м блоке научного тестирования персоналом ЧАЭС и научной группой
был допущен ряд грубейших ошибок. При остановке реактора после выведения СУЗ
были одновременно отключены система аварийного охлаждения реактора (САОР) и
«радикальная автоматическая защита» АЗ-5. После этого реактор запустили для какихто научных экспериментов. Эти безграмотные эксперименты привели к тому, что в
реакторе начался неконтролируемый разгон ядерной реакции на быстрых нейтронах
(которые в нормальных условиях должны были поглощаться и замедляться стержнями
СУЗ), а температура в нём за полчаса подскочила выше 2000ºС (в нормальных
условиях давно должны были сработать САОР и АЗ-5!). Начался быстрый перегрев и
разрушение системы водяного охлаждения, в реакторе образовалось облако пара
огромного давления. Мощный тепловой взрыв сорвал и вытолкнул крышку реактора
весом 2500 тонн на высоту 14 м. В образовавшееся жерло начался выброс частиц
радиоактивного графита. Дно реактора под воздействием сверхвысокой температуры
проплавилось, и раскаленная лава, с уровнем радиации в десятки тысяч рентген/час,
хлынула в технические помещения и тоннели под реактором. Кроме того, в зоне
температур 2400ºС значительная часть паров воды разложилась на водород и кислород.
Сотни кубометров взрывчатой водородо-кислородной смеси вырвались из реактора в
более холодное пространство рабочих залов 4-го энергоблока, произошел еще один
174
большой силы взрыв (на этот раз за счет реакции 2Н2 + О2 → 2Н2О), который разрушил
огромный центральный зал и другие наземные помещения 4-го блока. При
Рис. 9.12. Схема АЭС:
1 - турбина; 2 - генератор переменного тока; 3 - бетонная защита; 4 - конденсатор; 5 циркуляционный насос; 6 - урановые стержни (ТВЭЛы - тепловыделяющие элементы); 7 реактор; 8 - гамма-излучение, исходящее из активной зоны; 9 - стержни-замедлители; 10 управляющие стержни; 11 - теплоноситель; 12 - парогенератор.
ликвидации аварии погибло от острой лучевой болезни 29 чел. Общий радиоактивный
выброс составил 50 млн кюри. Общая площадь радиоактивного загрязнения по изолинии
0,2 миллирентген/час (нормальный фон для жилого помещения – 26, для производственного – 44 микрорентген/час) составила уже в первые дни 200 тыс. км 2, охватив
многие районы Украины, Белоруссии, запад России. Выпадения радионуклидов типа
плутоний-239 (период полураспада 24000 час) достигли Болгарии, Польши, Румынии,
Германии. Общее число пострадавших – около 10 млн. чел. (в т.ч. по Украине – 2,5 млн.
чел.). Общие прямые и косвенные убытки – 500 миллиардов долларов (это 10 годовых
бюджетов Украины!). Выведено из природопользования 3,7 млн га плодородных земель.
В настоящее время в Украине статус пострадавших в Чернобыльской катастрофе имеют
более 2,2 млн. чел, в т.ч. 566 тыс. детей. Характерно, что более ранняя авария на
советской атомной подводной лодке К-431 в 1985 г. была как бы «генеральной
репетицией» Чернобыля. Во время плановых ремонтных работ реактора (в доке) были
так же безответственно удалены из реакционной зоны стержни-замедлители нейтронов,
началась неконтролируемая ядерная реакция, последовал тот же тепловой взрыв.
Многотонная крышка реактора также взлетела вверх и, пролетев 200 м через док, упала
на берег. В первый момент после взрыва радиация в эпицентре достигала 90 тысяч
рентген/час. Десять рабочих-ремонтников мгновенно погибли, а их тела в буквальном
смысле испарились. Увы, горький урок не пошел на пользу - и случился Чернобыль…
9.7.3. Катастрофа на АЭС «Фукусима»
Но, как выяснилось 11 марта 2011 г., - и урок Чернобыля не пошел впрок
человечеству. Это произошло на японской атомной станции «Фукусима». Мощное
землетрясение (около 9 баллов!) вызвало потерю внешнего энергоснабжения атомной
станции, охлаждение реакторов прекратилось. При этом, как и предусмотрено, были
запущены аварийные дизель-генераторы, но их работу нарушило нахлынувшее следом
175
цунами. Когда станция оказалась обесточенной, во внешние системы реакторов
перестала поступать вода и, как следствие, прекратилось охлаждение реакторов.
Ядерную реакцию можно замедлить, но нельзя остановить. Поэтому без охлаждения
начался постепенный разогрев реакторов. ТВЭЛы стали плавиться, а их оболочка —
деформироваться. В результате перегрева нарушилась целостность ТВЭЛов на трех
реакторах из шести. Оставшаяся в системе охлаждения реакторов вода, контактируя с
ураном ТВЭЛов, начала превращаться в пар, насыщенный радиоактивными веществами.
Далее произошла серия взрывов на энергоблоках, причем часть из них в так называемых
бассейнах выдержки. Дело в том, что отработанное топливо вынимают из реактора и
погружают в бассейн выдержки для последующего охлаждения. Такие резервуары есть
при каждом реакторе. Несмотря на то что в ТВЭЛе, извлеченном из реактора, цепная
реакция прекращается (то есть атомы урана перестают делиться), там идет деление
дочерних продуктов, что тоже сопровождается мощным выделением тепла. После удара
цунами система насосов была обесточена и вода перестала закачиваться также и в
бассейны. Разогретые отработанные ТВЭЛы принялись превращать оставшуюся там
воду в пар. Как только вода выкипела, урановые сборки начали плавиться, возникла
паро-циркониевая реакция (Zr + 2H2О →Zr(OH)2 + H2), и начал выделяться водород,
скапливаясь под крышей бетонной коробки зданий энергоблоков, что и привело к
взрывам (как похоже на Чернобыль, однако!). Из разрушенных резервуаров началась
утечка радиоактивной воды (ее на станции скопилось около 100.000 тонн) и выброс
радиоактивного пара. В результате, уровень радиации вокруг Фукусимы (как на земле,
так и на дне океана повысился в 900 раз. Правительство Японии объявило 20-км зону
вокруг Фукусимы нежилой на 30 лет, отселению подлежат около 2 млн человек. Только
прямой ущерб составил 50 миллиардов долларов. По шкале МАГАТЭ Чернобыль
получил 7 баллов, «Фукусима»-6.
Тем не менее лоббисты ядерных программ продолжают убеждать нас, что атомная
энергетика безопасна и что аварии такого уровня происходят с периодичностью один
раз в десять тысяч лет. Однако факты иные – две страшные ядерные катастрофы с
промежутком 25 лет, а это в 10000/25=400 раз чаще! А вот чтобы произошел распад тех
радионуклидов, которыми уже сегодня загрязнили Землю– и 10000 лет не хватит!...
9.8. Войны
Одним из мощнейших разрушающих воздействий на окружающую среду
обладают войны (не говоря уже о глубочайшей трагедии - больших человеческих
жертвах для воюющих стран). В прошедших за минувший век войнах применялось уже
не только оружие на основе пороха, но и напалм, и химическое оружие, и ядерное...
Так, уже в 1-й мировой войне 22 апреля 1915 г. впервые имело место массовое
применение химического оружия (см. табл. 9.9): немцы выпустили из шести тысяч
баллонов 180 тонн хлора в сторону британских войск. В результате 5 тысяч солдат (с
обеих сторон) погибло, 10 тысяч стали инвалидами. Позднее вблизи города Ипр был
использован «горчичный газ» (дихлордиэтилсульфид). В результате погибло свыше 10
000 солдат, а инвалидами стало 100 тысяч как военных, так и мирных жителей на
многие десятки километров вокруг. На этих же площадях была значительно повреждена
или полностью уничтожена фауна и флора. По имени города Ипр газ получил всем ныне
известное название «иприт».
Вторая мировая война охватила территорию свыше 3 млн км 2 и ей нанесла огромный экологический вред. Это неудивительно, ибо в боевых действиях на этой
территории принимало участие св.250 тыс.тяжелых орудий, 20 тыс.танков, 15
тыс.боевых самолётов, 1600 боевых кораблей и подлодок, загрязняя атмосферу и
гидросферу, уничтожая всё живое. Не говоря уже о том, что эта страшная война унесла
176
жизни около 50 миллионов человек (в т.ч. 27 млн граждан СССР и 13 млн граждан
Германии).
Атомная бомба, сброшенная в конце Второй мировой войны (6 августа 1945 г.) на
японский город Хиросима мгновенно унесла жизни около 100 тыс. японцев. Но ядерный
взрыв имеет целый ряд тяжких поражающих факторов. Образующаяся ударная волна с
давлением в её фронте в сотни атмосфер и мощнейшее световое излучение не только
наносят смертельные травмы и ожоги людям и животным, разрушают дома, но с корнем
выворачивает целые лесные массивы, сжигают всю растительность на сотни кв. км.
Проникающая сверхжесткая гамма-радиация (не говоря о других, более мягких)
«награждает» тяжелой лучевой болезнью сотни тысяч тех, кто не погиб от взрыва,
загрязняет радионуклидами на многие десятилетия верхний плодородный слой земли,
уцелевшую растительность.
Таблица 9.9. Характеристика основных боевых отравляющих веществ
Группа и
Спирт.
Агрегатное
Эффект воздействия
обозначение БОВ
состояние
доза
LD50
г/мин/м
Раздражающие: СN
СS
СR
Психохимические ВZ
Удушающие: хлор
фосген
Кожно-нарывные:
иприт
люизит
Ядовитые: цианистый
водород
Нервнопаралитические:
GА (табун)
0В (зарин)
ОР (зоман)
УХ (ВИ-икс)
11
25
25
)3 )
—
19
3,2
1,5
1,3
5
0,4
0,1
0,05
0,01
Аэрозоль
Порошок Аэрозоль
Слезотечение, зуд,
тошнота, затрудненное
дыхание
Аэрозоль
Пары
Пары
Пары
Пары
Дезориентация
Раздражение, пневмония
Пары
Удушье
Пары
Пары
Пары
Пары, Аэрозоль
Нарывы, язвы на теле,
поражение легких
Потовыделение, судороги, конвульсии, смерть
от удушья
Американцы в войне с Вьетнамом (60-е – 70-е гг.) применяли тактику «выжженной
земли», обрабатывая тысячи гектаров тропического леса напалмовыми бомбами.
Потребовались десятки лет, чтобы хотя бы частично “оживить” эти земли. Здесь
уместно отметить, что если в первую Мировую войну в расчете на одного солдата
противника «сбрасывалось» 5 тонн боеприпасов, то во Вьетнаме эта цифра составляла
17 тысяч тонн. Какая природа (не говоря уж о людях) может такое выдержать?!…
9.9. Ликвидация последствий чрезвычайных ситуаций
Ликвидация последствий ЧС в очагах поражения будут проходить в сложной
обстановке, в условиях полных и сильных разрушений, сплошных завалов, пожаров,
заражений и затоплений. Такие работы проводятся войсковыми частями Гражданской
177
Обороны (ГО) и др. формированиями ГО всех видов, а также во взаимодействии с
армией. При этом основные усилия направляются на оказание помощи пострадавшим и
их эвакуацию; на локализацию или ликвидацию ситуаций, угрожающих жизни людей;
на устранение повреждений, препятствующих ведению спасательных работ; на создание
условий для ведения восстановительных работ. Спасательные и неотложные работы
имеют различное содержание, но должны проводиться одновременно. Спасательные
работы включают в себя: ведение разведки маршрутов для выдвижения формирований и
участков работ в очаге поражения, назначенных формированию; локализацию и
тушение пожаров; розыск пострадавших и извлечение их из завалов, поврежденных или
горящих зданий, задымленных помещений; вскрытие разрушенных, заваленных и
поврежденных защитных сооружений и спасение из них людей, подача в них воздуха;
оказание первой помощи пострадавшим и эвакуация их в лечебные учреждения; вывод
населения из опасных мест по имеющимся или проделанным проходам; санитарную
обработку людей и обеззараживание их одежды и обуви; обеззараживание местности,
техники и имущества.
Выполнение неотложных работ включает в себя: прокладку колонных путей, устройство
проездов в завалах и на зараженных участках; локализацию аварий на коммунальноэнергетических и технологических сетях; укрепление или обрушение конструкций,
грозящих обвалом или мешающих безопасному выполнению работ; ремонт или
временное восстановление поврежденных защитных сооружений для повторного их
использования.
Спасательные работы организуют и проводят в минимальные сроки, непрерывно,
при любых климатических условиях, днем и ночью до полного их завершения (см. табл.
9.10).
Таблица 9.10. Возможности инженерных формирований при производстве работ в
зонах землетрясений.
Формирование
Группа инженерной
разведки
Сводный отряд
механизации работ
Сводная команда
механизации работ
Команда по ремонту и
восстановлению дорог и
мостов.
Аварийно-газотехническая
команда
Вид работы
Разведка маршрутов
Разведка очага поражения
Устройство проезда по завалу
(ширина 3-3,5 м)
Расчистка проезда в лесном завале
Расчистка проезда к объекту или
проезда на территории объекта
(ширина 3-3,5 м)
Спасение пострадавших из-под
завалов и с верхних этажей зданий
Устройство переходов через рвы или
канавы с засыпкой грунтом (ширина
переходов 4,5 м)
Ремонт и восстановление деревянных
мостов
Сборка низководного деревянного
моста из готовых элементов
(грузоподъемностью 40 т)
Отключение участков отключенных
сетей
Устройство обводных линий
газопровода
Возможности
формирования за 10 ч
работы
2-3 маршрута по 25-30 км
1 км2
12-15 км
4,5-6 км
0,8-1 км
300-400 чел.
20 переходов
150-200 м
100-150 м
10-15 отключений
150-190 м
178
Команда водопроводноканализационных
(тепловых) сетей
Отключение участков отключенных
сетей
Устройство обводных линий
водопровода (из стальных труб)
15-18 отключений
Аварийно - техническая
команда по электросетям
Ликвидация аварий на подстанциях
Монтаж временной линии
электропередач
Установка в колодцах пробок и
заглушек с разборкой завала над
колодцем высотой до 2м
Устройство временных
соединительных обводных труб
Устройство временных линий
электропередач
2 подстанции
Устройство проходов в завалах
взрывным способом
Обрушение аварийных стен зданий и
сооружений
1,5-2,0 км
Аварийно – техническая
команда
Команда взрывных работ
100 м
100 м
50 колодцев
200 м
100 м
0,2-0,3 км
Организация врачебной помощи при ЧС
Врачебную помощь пострадавшим оказывают в отрядах первой медицинской
помощи, развертываемых в районах бедствий, и лечебных учреждениях. В отрядах
первой медицинской помощи принимают и сортируют пострадавших, оказывают им
первую врачебную помощь, подготавливают к эвакуации, временно изолируют
инфекционных и психических больных. Основными отделениями отряда являются
приемо-сортировочное, операционно-перевязочное, госпитальное и эвакуационное. В
работе эвакуационного отделения решающее значение имеет эвакотранспортная
сортировка пораженных, заключающаяся в определении очередности отправки и
способа транспортировки. Основное требование к организации первой медицинской
помощи—оказать ее в минимально необходимом объеме наибольшему числу
пострадавших. Первая медицинская помощь включает простые приемы, но весьма
важные для сохранения жизни или поддержания здоровья пострадавших до поступления
их в отряды первой медицинской помощи или сохранившиеся лечебные учреждения, где
им будет оказана врачебная помощь. Первая медицинская помощь, оказываемая самим
населением или санитарными дружинами, включает:
-остановку кровотечения с помощью обычных давящих повязок или наложением жгута
(закрутки из подручных средств);
-наложение повязки при повреждении кожи, ранении мягких тканей, ожоге или
обморожении;
-создание неподвижности конечностям при переломах костей, сдавливании тканей,
ушибах;
-восстановление дыхания и сердечной деятельности путем применения искусственного
дыхания и непрямого массажа сердца;
-согревание обмороженных участков тела до появления красноты;
-введение обезболивающих средств.
Все пострадавшие, независимо от тяжести поражения, должны быть направлены в
медицинские учреждения для осмотра врачами и определения дальнейшей медицинской
помощи. Легкопораженные могут идти (лучше всего небольшими группами) пешком, а
людей, находящихся в тяжелом состоянии, необходимо вывозить транспортом.
179
10. Экологизация общественного сознания
Одно из важнейших направлений, по которому человечество должно выходить из
экологического кризиса, – эколого-просветительское. Смысл этого направления
заключается в развитии экологического образования, просвещения и воспитания для
решения главной задачи – перестройки общественного экологического сознания,
изменения образа жизни человека, его нравственности. Другими словами, стратегия
преодоления экологического кризиса должна иметь не только научно-техническую и
правовую, но и нравственную составляющую.
10.1.
Необходимость экологизации
Природа планеты сейчас "стоит перед лицом наибольшей угрозы уничтожения со
времён гибели динозавров 65 млн лет тому назад", говорится в докладе ООН,
представленном на совещании Конференции сторон Конвенции о биологическом
разнообразии (СОР-10) в японском городе Нагоя.
Объективные реалии свидетельствуют о том, что в настоящее время практически во
всех сферах экономической и культурной деятельности человека в его сознании прочно
утвердилось представление о «человеческой исключительности» и освобожденности его
от подчинения экологическим приоритетам. Поведение людей по отношению к
окружающей природной среде, основанное на парадигме «человеческой
исключительности», по мнению многих исследователей, и есть одна из главных причин
экологического кризиса на нашей планете.
Доминирующие модели производства и потребления вызывают опустошение
окружающей среды, истощение ресурсов и массовое вымирание видов. Сообщества
разрушаются. Прибыль от развития распределяется несправедливо, и разрыв между
бедными и богатыми растет. Смыслом жизни значительного количества людей стало
желание достичь жизненного успеха, который, к сожалению, у многих из них
ассоциируется с роскошью – огромными виллами в заповедных природных зонах,
мощными дорогими автомобилями, натуральными мехами, мебелью из драгоценных
пород дерева, блюдами из мяса экзотических животных и т.д. (В Украине также
имеются проблемы бедности, хотя и в меньшем масштабе; 25-30% наших граждан
живет ниже официального прожиточного минимума; в отчете ООН за 2009 г. Украине
отведено 85-е место по уровню жизни среди 182-х стран). Лишь 20% человечества
относится к развитым обществам, остальные 80%, или почти 5 млрд людей, исключены
из прогресса. То же показывает и статистика ООН: 86% совокупного объема
потребления приходится сейчас на 1/5 населения Земли, на остальные же 4/5 – лишь
14%.
В последней четверти прошлого столетия стало очевидным, что дальнейшее
развитие цивилизации по исторически сложившемуся пути невозможно из-за
глобальных изменений во взаимоотношениях человека и окружающей природной среды.
Человек, как существо, обладающее разумом, всегда старался приспособить
окружающую среду к возможно более полному удовлетворению своих потребностей,
из-за этого, естественно, возрастал отклик биосферы на антропогенный пресс, появились
глобальные проблемы, угрожающие существованию цивилизации. К таким проблемам
можно отнести:
-утрату качества воздуха и воды, изменение климата, истощение озонового слоя,
уменьшение биоразнообразия и другие негативные изменения в глобальных системах
поддержания жизни;
-глобальное ухудшение здоровья населения Земли;
-увеличение разрыва между богатыми и бедными странами, а также между
богатыми и бедными гражданами в большинстве стран;
180
-экстенсивное использование природных ресурсов для обеспечения жизненных
потребностей без учетов долгосрочных перспектив развития и интересов будущих
поколений;
-достижение предела сырьевых и энергетических возможностей природной среды;
-утрату нравственных ориентиров значительной частью человеческого сообщества
(феномен «аморального большинства»).
Нынешние объёмы потребляемой человечеством биопродукции (пищи, древесины,
кожи и др.) уже превысили производительность биоты на 10-20% (по данным ряда
ученых потребление составляет 1014 кг/год сухого органического вещества или 7-10% от
мировых «биозапасов»).
Природа как объект познания в целом, в ее подлинном единстве становится
ненужной. О ней судят по частям. В результате каждый в ней видит что-то свое:
климатолог – климат, геолог – геологическое строение, а обыватель – место отдыха.
Человечество мыслит таким образом, что каждый предмет получает оценку: полезный
или бесполезный. Позиция «внешнего наблюдателя» дает человеку основания свою
оценку считать независимой и потому – объективной, а себя – высшим судьей, почти
божеством, имеющим право кроить мир по своему собственному разумению. Держа
какую-то часть в руках, мы начинаем думать над тем, куда ее можно пристроить, т. е. из
сферы познания уходим в сферу технологии, конструирования. Не найдя своего
применения, часть природы оказывается ненужной и попадает в отвалы. Это мышление
становится причиной разрушения природы и может обречь человека на вымирание.
Каждое действие, направленное на охрану природы, требует немалых затрат, т. е.
лишает бизнес части прибыли. Отсюда – настороженное отношение к экологам и
«зеленым», к их призывам беречь и спасать природу. Никто не желает упускать свою
выгоду.
Один из самых драматичных процессов, который начался 30 – 40 лет назад –
эндоэкологическое
отравление
высших
организмов
тяжелыми
металлами,
радионуклидами, химическими токсинами и др. ксенобиотиками. Живые существа не
адаптированы к воздействию различных ксенобиотиков и не умеют выводить наружу
подобные вредные вещества. Накапливаясь внутри организма, они приводят к
тяжелейшим последствиям, в том числе генетическим мутациям в последующих
поколениях из-за точечных повреждений в двойных спиралях ДНК, что приводит к
неправильному считыванию наследственной информации матричной рибонуклеиновой
кислотой (РНК). Если человечество допустит, что эндоэкологическое отравление
достигнет субпланетарных размеров, может начаться необратимая лавинная мутация
геномов высших животных (и человека в том числе), то есть практически наступит
исчезновение высшей жизни…
Вышеизложенный и широко распространенный тип экологического сознания,
базирующийся на представлениях о «человеческой исключительности», получил
название антропоцентрического (журналисты прозвали его «ЭГОцентрическим)».
Антропоцентризм зародился в философии «софистов» и основной его принцип был
сформулирован еще Протагором (450 г. до н.э.): «Человек есть мера всех вещей».
Основные особенности антропоцентризма, таким образом, следующие:
1. Высшую ценность представляет человек. Лишь он самоценен, все остальное в
природе ценно лишь постольку, поскольку оно может быть полезно человеку. Природа
объявляется собственностью человечества.
2. Иерархическая картина мира. На вершине пирамиды стоит человек, несколько
ниже – вещи, созданные человеком и для человека, еще ниже располагаются различные
объекты природы.
181
3. Целью взаимодействия с природой является удовлетворение тех или иных
прагматических потребностей, т.е. получение определенного «полезного продукта».
Сущность его выражается словом «использование».
4. Характер
взаимодействия
с
природой
определяется
своего
рода
«прагматическим императивом»: правильно и разрешено то, что полезно человеку и
человечеству.
Но если уж человек взобрался на вершину пирамиды, его потребности не должны
«раздуваться» до такой степени, чтобы грозили опрокинуть эту пирамиду (см. рис. 9.1).
Рис. 10.1. (по Н. Реймерсу)
10.2. Концепция «Устойчивого развития» («Sustainable Development»)
Концепция устойчивого развития («Sustainable Development») вошла в
экологический лексикон после «Конференции ООН по окружающей среде и развитию»
(Рио-де-Жанейро, 1992 г.). Концепция устойчивого развития появилась в результате
объединения трех основных точек зрения: экономической, социальной и экологической.
В широком смысле стратегия устойчивого развития направлена на достижение гармонии
между Обществом и Природой. Появление концепции Устойчивого Развития оспаривает
фундаментальную основу традиционной экономики - неограниченный экономический
рост. В рамках глобального экологического форума в Рио-де-Жанейро были
сформулированы следующие основные принципы о неразрывности экологоэкономических связей:
 экономическое развитие в отрыве от экологии ведет к превращению планеты в
пустыню;
 упор на экологию без экономического развития закрепляет нищету и
несправедливость.
Особо подчеркивалось, что понятие устойчивого развития общества
подразумевает обеспечение возможности удовлетворения потребности людей без
угрозы возможностям удовлетворения потребностей будущих поколений.
«Проблема состоит не столько в нашем воздействии на окружающую среду, –
подчеркивал известный эколог, бывший вице-президент США А. Гор, – сколько в наших
взаимоотношениях с нею … действительное решение будет найдено в
переосмысливании и, в конечном счете, – «исцелении» взаимоотношений между
цивилизацией и Землей… ключевые изменения будут связаны с выработкой нового
мышления относительно этих взаимоотношений».
Осознание необходимости экологически обоснованных границ производства и
потребления поможет определить нормы поведения каждого человека, послужит
основой формирования его экологической нравственности. Формированию
экологической нравственности препятствует идеология потребительского общества. Она
182
господствует в большинстве стран. Но в настоящее время становится все более
очевидным, что потребительская цивилизация перешла рубеж, за которым происходит
разрушение среды обитания.
Необходимость соблюдения экологически обоснованных пределов деятельности
академик Н. Моисеев назвал экологическим императивом. Экологический императив –
совокупность запретов, соблюдение непременных ограничений потребления и
использования природных ресурсов, нарушение которых приводит к ухудшению и даже
разрушению благоприятных для жизни людей свойств природной среды. Мы просто
обязаны уложиться в количественные пределы потребления всех ресурсов,
определяемые возможностями биосферы. Глобальной проблемой здесь стало то, что
экологические нормативы поведения усвоены далеко не всеми и не для всех стали
нравственной нормой поведения. Не идет также сейчас, при жизни данного поколения,
речь о переводе нормы знаний в норму поступка. Эта задача на несколько поколений
(пока «новые знания не перейдут в подсознание»).
Необходимо признать, что свобода действий каждого поколения определяется
потребностями будущих поколений. Дальнейшее развитие цивилизации может
происходить только в согласии с законами природы, при осознании человеком своей
истинной роли в системе биотической регуляции. Впервые перед человечеством встала
очень большая не техническая, а этическая задача – осуществить кардинальные
изменения в своем сознании, сформулировать и добровольно принять ограничения и
запреты, диктуемые законами развития биосферы. Это требует, в свою очередь,
изменения многих стереотипов поведения, механизмов экономики и социального
развития.
Сегодня следует говорить об этике ХХ1 века – века охраны окружающей среды.
Одной из важнейших ее задач является отказ человека от большинства своих
потребностей, приводящих к разрушению природы. Экологическая этика лежит прежде
всего в сфере нравственных идеалов. Почти все согласны с тем, что мы обязаны
сохранить нашу планету обитаемой, гораздо труднее заставить людей поступать
соответствующим образом. Состоятельной части человечества неизбежно придется
добровольно уменьшить личные потребности и прихоти до разумного минимума.
Заодно это приведет к ослаблению напряженности в мире из-за огромного количества
бедных, голодных, больных, малограмотных, из-за гигантского разрыва в уровнях жизни
богатых и бедных стран. («Устойчивое развитие» предполагает равные возможности
для всех, а не принципы выживания наиболее сильных, ловких, хитрых и т.д., т.е
«наиболее приспособленных»; возможно, права та часть экологов, которая считает
учение Дарвина одним из самых пагубных заблуждений человечества).
Необходимы фундаментальные перемены в нашей системе ценностей, институтах
и образах жизни с учетом того, что экологические, политические, экономические,
социальные и духовные потребности тесно взаимосвязаны. Мы, люди Земли,
провозглашаем нашу ответственность друг перед другом, перед великим сообществом
живого, перед будущими поколениями. Дух человеческой солидарности и родства со
всем живым укрепляется, если мы живем с
благоговением к чуду бытия, с
благодарностью к дару жизни и со скромностью, соответствующей скромному месту
человека в природе. Экологические императивы неотвратимы и должны лечь в основу
жизненной стратегии каждого человека, а также национальной, региональной и мировой
политики. Отрицание этого требования вызывает угрозу деградации ОПС, т.е. среды
жизни человечества.
Таким образом, вся сложная и противоречивая история развития
мировоззренческих представлений о взаимодействии природы и общества
свидетельствует о движении от былого ЭГОцентризма к новому типу экологического
183
сознания – ЭКОцентризму, к пониманию необходимости «соэволюции» человека и
биосферы. Экоцентризм характеризуется следующими основными особенностями:
1. Высшую ценность представляет гармоническое развитие человека и природы.
Человек – не собственник природы, а один из членов природного сообщества.
2. Отказ от иерархической картины мира, на вершине которой – человек.
3. Целью взаимодействия с природой является максимальное удовлетворение как
потребностей человека, так и потребностей всего природного сообщества.
4. Характер взаимодействий с природой определяется своего рода «экологическим
императивом»: правильно и разрешено только то, что не нарушает существующее в
природе экологическое равновесие, не ухудщает качества жизни на Земле.
5. Этические нормы и правила равным образом распространяются как на
взаимодействие между людьми, так и на их взаимодействие с миром природы.
Бедность, болезни, неграмотность являются неприемлемыми для экологов социальными
явлениями.
6. Развитие природы и человека мыслится как процесс «соэволюции»,
взаимовыгодного единства и совместного развития.
10.3. Индекс развития человеческого потенциала
Индекс развития человеческого потенциала (ИРЧП) предложен ООН и опирается на
три показателя: ПЖ - уровень ожидаемой продолжительности жизни при рождении; УО
- уровень образования как объединение уровня грамотности среди взрослого населения
(две трети) и совокупной части учеников в системе начального, среднего и высшего
образования (одна треть); УЖ - уровень жизни, оценённый через валовый внутренний
продукт (ВВП) на душу населения по паритету покупательной способности (ППС) в
долларах США.
Для вычисления индекса внедрены такие предельные величины («очень плохо»«очень хорошо») для любого из показателей:
- ожидаемая продолжительность жизни при рождении: 25 лет и 85 лет;
- уровень грамотности среди взрослого населения (старше 15 лет): 0% и 100%.
- Совокупная доля учащихся: 0% и 100%
- ВВП на душу населения: $100 и $40000.
Отдельные индексы для всех компонентов ИРЧП исчисляются по такой общей
формуле:
ИРЧП =
Фактическая величина – минимальная величина
Максимальная величина – минимальная величина
Например, если ожидаемая продолжительность жизни при рождении в стране
составляет 65 лет, то индекс ожидаемой продолжительности жизни для этой страны
будет составлять:
65-25
40
Индекс ожидаемой продолжительности
=
= 0,667
жизни =
85-25
60
ИРЧП является средним геометрическим этих трёх вышеупомянутых индексов:
ИРЧП =
Методику вычисления ИРЧП можно проиллюстрировать на двух странах (данные
за 2000 год) – Украины и Ирландии, то есть страны с низким доходом и страны с
высоким уровнем дохода.
184
Таблица 10.1. Величины ИРЧП
Страна
Продолжительность
жизни (год)
Грамотность среди
Совокупная
ВВП на
взрослого населения
доля учедушу
(%, возраст 15 и более
ников (%) населения (в
лет)
долл. США)
Украина
67,9
98,8
77,3
842
Ирландия
76,6
99,0
91,4
21482
Таблица 10.2. Суммарный ИРЧП
(это среднеарифметическое вышеперечисленных трёх индексов):
Страна
Индекс
Индекс
продолжитель образования
ности жизни
Скорректиров Сума
трёх
ИЧР
анный индекс индексов
ВНП на душу
населения
Украина
Ирландия
0,715
0,860
0,390
0,896
0,916
0,965
2,021
2,721
0,670
0,907
Таблица 10.3. Сравнительный ИРЧП стран за 2009 г. (данные ООН)
Номер в списке
из 189 стран
1
2
3
4
5
***
66
76
Страна
ИРЧП
Норвегия
Австралия
США
Нидерланды
Канада
***
Россия
Украина
0,943
0,929
0,911
0,910
0,908
***
0,755
0,729
10.4. Всемирные Саммиты по Устойчивому Развитию (ВСУР)
Таких саммита было два – в 1992 г. в Рио-де-Жанейро (Бразилия) и в 2002 г. в
южноафриканском Йоханесбурге (журналисты окрестили их «Саммиты Земли»). В
каждом из них приняли участие делегации свыше ста стран мира; важно еще и то, что
подавляющее число делегаций возглавляли президенты или премьер-министры этих
стран. Повестка дня двух этих Саммитов была одна и та же и называлась она:
«Повестка дня на ХХI век»
Раздел I. Социальные и экономические аспекты
1. Борьба с нищетой
2. Изменение структур потребления
3. Динамика населения и устойчивое развитие
4. Охрана и укрепление здоровья человека
5. Содействие устойчивому развитию населенных пунктов
6. Учет вопросов окружающей среды и развития в процессе принятия решений
Раздел II. Сохранение и рациональное использование ресурсов
в целях устойчивого развития
7. Защита атмосферы
185
8. Комплексный подход к планированию и рациональному использованию земельных
ресурсов
9. Борьба с обезлесением
10. Рациональное использование уязвимых экосистем: борьба с опустыниванием и
засухой
11. Рациональное использование уязвимых экосистем: устойчивое развитие горных
районов
12. Содействие устойчивому ведению сельского хозяйства и развитию сельских районов
13. Сохранение биологического разнообразия
14. Экологически безопасное использование биотехнологий
15. Защита океанов и всех видов морей, включая замкнутые и полузамкнутые моря, и
прибрежных районов и охрана, рациональное использование и освоение их живых
ресурсов
16. Сохранение качества ресурсов пресной воды и снабжение ею: применение
комплексных подходов к освоению водных ресурсов, ведению водного хозяйства и
водопользованию
17. Экологически безопасное управление использованием токсичных химических
веществ, включая предотвращение незаконного международного оборота токсичных и
опасных продуктов
18. Экологически безопасное удаление опасных отходов, включая предотвращение
незаконного международного оборота токсичных и опасных отходов
19. Экологически безопасное удаление твердых отходов и вопросы, связанные с
очисткой сточных вод
20. Безопасное и экологически обоснованное удаление радиоактивных отходов
Раздел III. Укрепление роли основных групп населения
21. Глобальные действия в интересах женщин в целях обеспечения устойчивого и
справедливого развития
22. Учет интересов детей и молодежи в процессе обеспечения устойчивого развития
23. Признание и укрепление роли коренных народов и местных общин
24. Укрепление роли неправительственных организаций: партнеры в процессе
обеспечения устойчивого развития
25. Инициативы местных властей в поддержку Повестки дня на ХХI век.
(К сожалению, все документы «Саммитов» имеют лишь рекомендательный
характер).
10.5. Экология и христианская мораль
Для большинства политических и общественных деятелей планеты уже нет
сомнения в том, что глобальный экологический кризис поднимает проблему духовного
оздоровления человечества. Основой для достойного ответа на глобальный
экологический кризис в Европе может стать массовое возрождение христианского
мировоззрения, христианской морали. Если обратиться к Библии («Бытие», 2-15), то мы
прочтем там: «И взял Господь Бог человека, которого создал, и поселил его в саду
Эдемском, чтобы возделывать его и хранить его». Разве не есть это Божий завет
беречь природу?! Таким образом, сберегая природу, мы сохраняем Божье творение,
бесценное уже хотя бы в силу того только факта, что оно – Божье.
Одними из первых в мире «экологических заповедников» были христианские
храмы. Так, одним из прославленных православных монастырей стал ТроицеСергиевский, в 1744 году получивший статус лавры. Монастырь расположился в
заповедном лесу, на невысоком холме Маковец, омываемом с трех сторон лесной речкой
и ее притоками. Здесь люди и природа жили в согласии, следуя примеру основателя
монастыря, святого подвижника, преподобного Сергия Радонежского (1319-1392).
186
Именно он дал мощный импульс движению ухода монахов в заповедные природные
анклавы («лесные пỳстыни»). Именно с тех пор христианские церкви строились в особо
красивых местах, они органически вписывались в окружающую природу, а монастыри
строились преимущественно в лесах, где «каждая травка и древо славили Господа». Всё
это позволило христианскому литератору Луи Вейо написать (1841 г.): «Религия учит
нас ничего не портить бесцельно, и этот преизбыток нежности, которой она обогащает
сердца, является чувством, которое можно оправдать весьма законными и весьма
мудрыми причинами. Даже если речь идет о насекомом, стебельке травы, искорке или
капле воды. Легко понять, почему ни один святой не был разорителем природы».
Нет ничего удивительного в том, что многие священнослужители прошлого и
настоящего упоминали Природу в контексте богоискательства. Еще епископ Киевской
Руси Кирилл Туровский (1150 г.) записывал: «...прекрасны солнце и месяц, звезды, озера
и реки, источники, все горы и холмы, ветры и снеги, дожди, скоты и звери, и птицы, и
гады, и всякое древо земное». Киевский князь Владимир Мономах в своем «Поучении»
(ХII в.) восклицал: «Кто не похваляет, не прославляет силы Твоея и Твоих великих
чудес и доброт, устроенных на сем свете: како небо устроено, како ли солнце, како ли
луна, како ли звезды, и там и свет, и земля на водах положена, Господи, Твоим
промыслом! Зверье разноличнии, и птица, и рыбы украшено Твоим промыслом,
Господи!». Афонский монах ХIV века Исаак Сирин писал: «Чýдно, поистине, то, что до
того еще, как я появился на свет, Ты сотворил для меня мир, для жизни моей, для того,
чтобы я мог видеть Тебя в нем, знать, испытывать высшую духовную радость от
созданных Тобою вещей. Ты сотворил мир такого величия красоты и славы, такой силы,
такой творческой премудрости, мир, обильно украшенный столь разнообразными
древами и тварями, без которых я не мог бы прожить и часу. Именно благодаря им,
созерцая их в душе, я сознаю и в восхищении обозреваю океан Твоего провидения и
Твоей любви». И наконец – современный священнослужитель, игумен Иоанн (в миру
Экономцев, профессор богословия) сказал: «…Экология – это не столько отношение
между созданной человеком техногенной средой и природой, но прежде всего, это
проблема отношения человека к Богу, создавшему и продолжающему творить сей мир,
включая и человека».
187
ПРИЛОЖЕНИЕ
Пример обязательного раздела «Экологическая безопасность» для
дипломного проекта по любым техническим специальностям
Внимание: большинство цифровых данных для этого раздела необходимо получить на том
производственном объекте, где проходит преддипломная практика.
1) Структура и функции природоохранной службы предприятия (пример)
I.Общие положения природоохранной службы предприятия
1.1.Положение разработано на основании типового Положения о санитарной
лаборатории на промышленном предприятии N. 822-69 .
1.2. Лаборатория экологии, промышленной санитарии и радиационного контроля
является отдельным структурным подразделением природоохранной службой
предприятия
1.3.
Цель
деятельности
лаборатории-организация
и
осуществление
систематического лабораторного контроля за выбросами и сбросами загрязняющих
веществ (ЗВ) в окружающую среду, за содержанием 3В в воздухе рабочей зоны и
состоянием условий труда на предприятии, за соблюдением допустимых уровней
радиационных параметров (ЕРН и МЭД) в строительных материалах и
производственных помещениях, а также выполнение технологических расчетов по
определению количества выбросов и сбросов, расчетов по экологическим платежам,
лимитам, формам статотчетности и других видов работ, связанных с природоохранной
деятельностью предприятия.
1.4. В состав лаборатории входят следующие группы:
- экологическая - 1 ведущий инженер, 3 лаборанта
- промсанитарии
- 1 техник, 3 лаборанта
- пост дозиметрического контроля
- вед. инж, техник
-технологических расчетов
- 1 инженер, 2 лаборанта
1.5. Права и обязанности сотрудников лаборатории устанавливаются
должностными инструкциями.
1.6. Методическое руководство работой лаборатории осуществляется отделом
аналитического контроля Госуправления экологии и природных ресурсов и
лабораторией санитарно-гигиенических исследований облСЭС.
1.7. Проверку знаний работники лаборатории проходят в соответствии с
Положением по обучению, инструктажу и проверке знаний-один раз в три года согласно
установленному объему, знаний.
1.8. В своей деятельности лаборатория руководствуется следующими
документами:
действующими Законами Украины об охране водных, земельных
ресурсов,
атмосферного воздуха; Законом об охране труда;
Законом
о метрологии и
метрологической деятельности: нормативными актами Минэкобезопасности Украины и
Министерства охраны здоровья; Государственными актами в области безопасности,
труда, охраны природы, радиационной безопасности; Правилами технической
эксплуатации электрических станций и сетей; Правилами охраны атмосферного воздуха;
Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами; Положением о
радиационном контроле на объектах строительства и предприятиях стройиндустрии и
стройматериалов Украины; Нормами радиационной безопасности Украины (НРБУ-97);
Санитарными Правилами и нормами (СанПиН) охраны поверхностных вод от
загрязнения № 4630-88 от-4.06.88г.; Комплектом КНД для определения загрязняющих
веществ в природных и сточных водах; ДСТУ 3325-96 – Термінологія та визначення
188
основних понять; Проектом нормативов ПДВ, поставленным согласно ГОСТ 17.2.3.0278 "Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными
предприятиями"; Руководством по контролю загрязнения атмосферы РД 52.04.186-89;
ГОСТ 17.2.3.01-77 "Правила контроля качества воздуха населенных пунктов"; ГОСТ
12.1.005-86 Система стандартов безопасности труда "Общие санитарно-гигиенические
требования к воздуху рабочей зоны»; Настоящим положением, производственными и
должностными инструкциями.
ІI. Основные задачи и функции.
2.1. Обеспечение систематического контроля на основании годовых плановграфиков, утвержденных и согласованных с органами охраны природы, с горСЭС:
- за содержанием в воздухе рабочей зоны вредных веществ (т.е. токсичных газов
и паров, пылей), уровнями физических факторов (шум, вибрация, микроклимат,
освещенность и др.) на соответствие их требованиям санитарных норм;
- за содержанием вредных веществ в сбрасываемых сточных водах, в воде
водохранилища (если таковое есть), в ближайшей реке (верхний и нижний бьеф);
- за качественной и количественной характеристикой выбросов в атмосферу по
индексу загрязнения атмосферы (ИЗА);
-. за содержанием вредных веществ в атмосферном воздухе и санитарнозащитной зоне;
- за соблюдением допустимых уровней радиационных параметров (ЕРН, МЭД) в
строительных материалах и производственных помещениях;
Кроме того, в лаборатории проводится:
- выполнение технологических расчетов по определению количества выбросов
3В в атмосферу;
- выполнение технологических расчетов расходов технической воды на
технологические нужды станции и расход воды сторонним потребителям;
-составление и утверждение листов водопотребления ТЭЦ;
- составление форм статотчетности по охране природы;
- контроль за выполнением природоохранных мероприятий на ТЭЦ;
- выполнение технологических расчетов загрязнения окружающей среды и платы
за загрязнения
- контроль за санитарным и технологическим состоянием территории станции
(мусор, свалки, своевременный подкос карантинных сорняков, озеленение, вырубка и
посадка деревьев и кустарников и т.д.)
2.2. Освоение и внедрение в практику работы и методик исследования
производственной и природной среды.
2.3. Обобщение и использование результатов исследований и измерений для
разработки мероприятий по улучшению условий труда и охрани полного и воздушного
бассейна.
2.4. Организация пропаганды среди работников предприятия знаний по вопросам
борьбы с производственными вредностями, по вопросам охраны и рационального
использования природных ресурсов. Осуществляет сбор информации для составления
проектов ПДВ и ПДС.
III. Взаимоотношения с другими подразделениями.
3.1. В ходе выполнения производственных функций, лаборатория поддерживает
прямые связи с другими подразделениями предприятия в пределах, установленных
Положениями о службе охраны труда и службе охраны природы.
3.2. Персонал лаборатории обязан:
- контролировать качество воздуха рабочей зоны по пыли, вредным химическим
веществам и уровням физических факторов (шум, вибрация, микроклимат,
освещенность) на соответствие их требованиям санитарных норм в цехах и др.
189
подразделениях и участках;
по результатам замеров и анализов выдавать протоколы начальникам цехов и
службе охраны труда (СОТ).
3.3. Персонал контролируемых цехов обязан обеспечивать нормальные условия
работы оборудования и своевременно проводить мероприятия по улучшению условий
труда.
3.4. Персонал лаборатории обязан своевременно передавать в СОТ предприятия
материалы о проведенных замерах и анализах.
3.5. Представлять дирекции отчеты о результатах исследований воздуха рабочей
зоны – ежеквартально, графики контроля рабочих мест – ежегодно, результаты анализов
проб воды и атмосферного воздуха - ежемесячно.
3.6. В районную СЭС представлять результаты исследования воздуха рабочей
зоны - ежеквартально и проб воды и атмосферного воздуха в согласованных точках
отбора - ежемесячно.
3.7. Согласовывать на этапе разработки все планы, программы по улучшению
условий труда и охраны окружающей среды с органами санэпиднадзора и
Госуправлением экобезопасности по Донецкой области.
2) Контроль за соблюдением нормативов ПДВ
Эту таблицу необходимо заполнить на основании заводского "тома ПДВ".
№
источ
ника
выбро
сов
Таблица 1. - План – график контроля за соблюдением нормативов ПДВ на
источниках выбросов в контрольных точках
№
Произво
Наименование вещества, которое
Разрешенный объем
Название
Пер
контр
дство,
контролируется
выбросов
Методики
иоди Определен Организа
ольно
участок ,
загрязняющего
ция
й
цех
вещества(ВСД,ПДВ)
ия
чнос
которая
точки
(ссылка на
проводит
ть
НД)
измерения
контр
оля
1
2
1
6
3
мг/м3
4
5
Промплощадка 1
А) Азота двуокись (NOx в
пересчете на NO2)
Б) Углерода окись
В) Ангидрид сернистый
Г) Пыль неорг., сод. SiO2
Другие…
г/с
6
7
8
9
Основными при контроле непосредственно на организованных источниках
выбросов должны быть прямые измерения. В случае невозможности их проведения
допускается использование балансовых методов определения выбросов.
Все источники предприятия делятся на две категории. К первой категории
относятся источники, вносящие наиболее существенный вклад в загрязнение
атмосферы. Эти источники должны контролироваться систематически. Ко второй
категории относятся более мелкие организованные источники, которые контролируются
См
 0,5 "граничным" является следующее
эпизодически и для которых
при
ПДК
равенство:
190
М
М
 0,01, при Н >10 м,
 0,1, при Н < 10 м ,
ПДК
ПДК  Н
См - величина максимальной разовой концентрации, мг/м3;
М – максимальная величина выброса для , г/сек;
ПДК – предельно допустимая концентрация данного вещества (макс. раз.), мг/м 3
Н – высота источника выброса (трубы), м (более 10 м);
0,5 , 0,1 или 0,01 – это доли ПДК данного вредного вещества.
(В число обязательно контролируемых веществ в любом случае должны быть включены:
диоксид серы; оксиды азота; оксид углерода; пыль).
Если же показатель больше, чем 0,1 (0,01), нужно предложить для уменьшения "М"
адэкватные природоохранные мероприятия:
Пылеочистку –
а) гравитационная камера,
б) циклонный сепаратор;
в) аппарат мокрой очистки;
г) рукавный фильтр;
д) электрофильтр.
Газоочисткуа) абсорбция (поглощение водой водорастворимых газов);
б) хемосорбция (то лее, но кислым/щелочным раствором);
в) адсорбция (поглощение твердым поглотителем) - обычно применяется на
стадии доочистки.
В случае неорганизованных источников выбросы от них можно рассчитать по
имеющимся методикам. В случае горящего отвала необходимо осуществить его
«очаговое» тушение и последующую рекультивацию с озеленением.
Кроме того, желательно кратко описать – как выглядит современная технология
аналогичного европейского экологически чистого предприятия. Например, угольная
ТЭС мощностью (по углю) 245 тонн/час, работающая в США, штат Индиана (наша
Кураховская ТЭС сжигает угля 150 т/час), имеет следующие годовые лимиты выбросов:
SO2 – 13383 т, СО – 3337 т, NОx - 3361, СxНу – 113 т и это значительно ниже украинских
лимитов.
Или: стоимость лицензии на выброс 1 т SO2 в Украине составляет 80 грн, а в
Швеции - 6900 EUR - т.е. постив 400 раз больше!
Таблица 2. - План огртехмероприятий по охране природной среды
№
Наименование
запланированного
мероприятия
Сроки проведения
Ответственные
лица
Примеч
ания
1
2
3
3) План вывоза, складирования и утилизации отходов
Таблица 3. - Информация по отходам
Цех
1
2
Вид
отходов
Код
отходов
Агрег.
состояние
Класс
опасн.
отход.
Технология
пр-ва
Общее
кол-во
отход.
Сколько их
утилизировано
Сколь-ко
их
складировано
Причины неиспользования
191
В случае наличия на предприятии (и в табл. 3) неутилизируемых отходов (которые
просто складируются в отвалах), необходимо предусмотреть мероприятия по их
утилизации - в табл. 2.
4) Аварийный план предприятия
Каждое предприятие обязано иметь план на случай создания аварийной или
чрезвычайной ситуации.
К аварийным ситуациям, которые могут повлиять на ухудшение экологической
ситуации, отнесены прежде всего пожары, взрывы, обрушения строительных
конструкций.
Однако каждое предприятие должно иметь свой собственный «аварийный
план», исходя из отрасли, выпускаемой продукции, особенностей технологии,
изношенности оборудования и многих других факторов.
Важно различать мероприятия по соблюдению ТБ (которые не относятся к
данному разделу) и противоаварийные мероприятия. Образно говоря - к первым
относится предостережение типа "не курить вблизи склада горючих веществ", ко
вторым - перечень действий и мер, когда кто-то закурил, и склад загорелся!
Таблица 4. - Перечень аварийных ситуаций
Вид аварии и возможное место её
возникновения
1.
Мероприятия по спасению людей
и ликвидации аварии
1)
2)
Пример аварийных мероприятий для угольной шахты.
А) Пожар
а) При пожаре в забое тупиковой выработки необходимо включиться в
самоспасатель (респиратор) и начать тушение первичными средствами. При
горения электропусковой аппаратуры, силовых кабелей
необходимо обесточить
аварийные агрегаты. Если невозможно потушить пожар имеющимися средствами,
следует выходить из тупиковой выработки на свежую струю и отключить энергию на
механизме. При этом вентилятор местного проветривания должен работать в
нормальном режиме. Выход кратчайшим путем на свежую струю по (указать маршрут)
и далее по (запасному) основному выходу.
б) При пожаре в тупиковой выработке на некотором расстоянии от забоя, в
котором находятся люди, необходимо взять имеющиеся средства пожаротушения и
самоспасения и следовать к выходу из тупиковой выработки, а затем включиться в
самоспасатель (респиратор) и принять все возможные меры к переходу через очаг и его
тушению. Если перейти через очаг невозможно и потушить его не удалось, необходимо
отойти от очага, приготовить подручные материалы для возведения перемычек
(вентиляционные трубы, доски, спецодежду, гвозди, проволоку). Как только подача
воздуха по вентиляционным трубам прекратится, следует установить как можно ближе к
очагу пожара две-три перемычки, отойти к забою и ждать прихода горноспасателей,
используем средства жизнеобеспечения: сжатый воздух, респираторы, самоспасатели.
в) При обнаружении очага пожара в прилегающих выработках, проветриваемых
общешахтной вентиляционной струей, следует начать тушение первичными средствами
пожаротушения. Если очаг находится со стороны свежей струи, необходимо
предварительно включиться в самоспасатель (респиратор). При невозможности
потушить очаг необходимо следовать к (запасному) основному выходам: если очаг
192
находится со стороны исходящей из тупика струи - навстречу вентиляционной струе, а
со стороны свежей струи - не выключаясь из самоспасателя по ходу вентиляционной
струи к ближайшим выработкам со свежей струей воздуха, - к основному ( запасному)
выходам.
При получении сообщения о пожаре, в выработках, проветриваемых
общешахтной струей, порядок следования к основным или запасным выходам
аналогичен описанному в зависимости от места очага пожара.
При обнаружении идущего навстречу дыма необходимо немедленно включиться в
самоспасатель и двигаться по ходу вентиляционной струи к ближайшим выработкам со
свежей струей воздуха, к запасным выходам.
Изменение направления вентиляционной струи во время движения
свидетельствует, что пожар произошел в основных воздухоподающих выработках и
произведено общешахтное реверсирование вентиляционной струи. В этом случае
необходимо продолжать движение навстречу реверсированной свежей струе воздуха, не
выключаясь из самоспасателя, до ствола (шурфа).
Б) Внезапный выброс угля и газа:
а) При внезапном выбросе угля или при внезапном прорыве метана из почвы
необходимо немедленно включиться в изолирующий самоспасатель, выходить на
свежую струю и отключить напряжение на электроаппаратуру в зоне выброса. Если в
результате аварии пути выхода перекрыты, следует включиться в средства самоспасения
(изолирующие самоспасатели, респираторы, сжатый воздух ) и ждать прихода
горноспасателей.
Для предотвращения взрыва запрещается пользоваться
переключающими устройствами светильника ( если свет погас, светильник не
включать!).
б) Люди, застигнутые обрушением, должны принять меры к освобождению
пострадавших, находящихся под завалом, установить характер обрушения и
возможность безопасного выхода через купольную часть выработки. Если выход
невозможен, следует установить дополнительную крепь (ремонтины) и приступить к
разборке завала. В случае, когда это невозможно, ждать прихода горноспасателей,
подавая сигналы по коду о металлические (твердые) предметы редкими ударами по
количеству находящихся за обрушенном людей. В случае, когда застигнутые
обрушением люди находятся в тупиковой части выработки, необходимо рассоединить
трубопровод и установить в 5-10 м от завала парусную перемычку для предотвращения
поступления метана.
5) Характеристика мероприятий по регулированию выбросов в периоды особо
неблагоприятных метеорологических условий ОНМУ). Оценка
аварийных
ситуаций, мероприятия по их предотвращению.
Таблица 5. - Мероприятия на период ОНМУ
Цех, участок
График работы цеха
№ источника на
карте-схеме
Мероприятия на
период ОНМУ
Степень их
эффективн.
1
2
Мероприятия по охране атмосферного воздуха при неблагоприятных
метрологических условиях разработаны в соответствии с руководящим документом КД
52.04.52-85 “Методические указания. Регулирование выбросов при неблагоприятных
метеорологических условиях”. В случае оповещения службами Госкомгидромета о
наступлении неблагоприятных метеорологических условий предприятие обязано
193
предпринять шаги по регулированию выбросов вредных веществ. Регулирование
выбросов при неблагоприятных метеорологических условиях проводят по трем
режимам:
а) мероприятия по первому режиму – организационно-технического характера;
эффективность снижения приземных концентраций загрязняющих веществ по этому
режиму должна составлять 15-20%;
б) мероприятия по второму режиму – уменьшение выбросов за счет частичной
или полной остановки производственного оборудования; эффективность снижения
приземных концентраций загрязняющих веществ по этому режиму должна составлять
еще 20% для того, чтобы суммарное снижение от введения двух режимов достигло 3040%;
в) уменьшение выбросов по третьему режиму осуществляется в случаях, если
после осуществления мероприятий по первым двум режимам сохраняется высокий
уровень загрязнения; суммарная эффективность снижения приземных концентраций
загрязняющих веществ при введения этого режима (в дополнение к первым двум)
должна составлять 40-60%.
Для заводских ТЭЦ и котельных мероприятия по регулированию выбросов
предлагаются следующие:
а) снижение нагрузки вплоть до отключения котлов в особо опасные периоды
неблагоприятных метеорологических условий;
б) снижение нагрузок на котлы с целью создания стойкого разряжения в
топочном пространстве;
в) усиление контроля за режимом горения, поддержка воздуха на уровне,
который устраняет условия образования недожога;
г) проверка величины нагрузки на котлы и режимов котлов на соответствие
режимным картам.
6) Возможные экологические риски, связанные с особенностями ландшафта,
растительного и животного мира территории, прилегающей к промзоне
Для большинства квалификационных работ студентов экологических
специальностей
при дипломном проектировании объектом
изучения служит
конкретное предприятие (например, химзавод или его отдельный цех), а предметом – та
или иная функция (скажем, воздействие технологического процесса на окружающую
среду). Экологический статус таких специальностей обязывает, чтобы объектом
рассмотрения являлся триединый комплекс, системно сочетающий природную
составляющую (занимаемая заводом и прилегающая к нему территория), техногенную
составляющую (сам завод, цех) и характер их взаимодействий. В мировой
экологической практике получила развитие особая система деятельности под названием
«оценка воздействия на окружающую среду» (ОВОС). Некоторые её положения
целесообразно использовать в квалификационных работах студентов.
194
Краткий русско-английский словарь экологических терминов
автомобиль
азота диоксид
аммиак
атомная электростанция
бензин
биовид
биоразнообразие
ветер
вещество
взаимодействие
взаимосвязь
вода питьевая
водород хлористый
водоросль морская
водохранилище
воздействовать, влиять
возмещение (убытков)
вторичное сырьё
глобальное потепление
гниение, распад
горение
городские сточные воды
гранула
дерево, куст, трава
дымовые газы
дымовая труба
жидкость
жилье
завод
загрязнение
законодательство
заповедник
защита
здоровье
зола
зона
измерять, измерение
изучение, исследование
испарение, испарения
источник
канализация
капремонт
коэффициент
лес
лицензия
макулатура
место
местонахождение
монтировать
car, truck
nitrogen dioxide
ammonia
nuclear power station
gasoline
species
biodiversity
wind
substance
interaction
correlation
drinking water
hydrogen chloride
seaweed, algae
reset
impact, affect, influence
restitution
secondary raw
global warming
decay
combustion
urban sewage
pellet
tree, bush, grass
smokes
chimney
liquid
habitation, dwelling
factory, plant
pollution, contamination
legislation
nature reserve
protection
health
ash
zone
measure, dimension
study, research, survey
vaporization, fumes
source
sewerage
overhaul
rate
forest, wood
license
trash
place, site
location
assemble, install
195
мусор
garbage
навоз, помёт
dung
наполнять
fill
нарушать (закон)
infringe, offend, outrage
неправильный
wrong, incorrect
необходимый
required
норма, тариф
rate
облако
cloud
область, район, округ
area, region, district
оборудование, механизм, прибор,
equipment, machinery, gear,
устройство
device, appliance, tackle
обработка
treatment
океан, море, река, озеро
ocean, sea, river, lake
окружающая природная среда
environment
опасный
dangerous
опустошать (о пожаре)
gut
опустошение, истощение
depletion, devastation
осадок
precipitate, sediment
остов, несущая рама
framework
остров, полуостров
island, peninsula
отвал
dump
отстойник, накопитель отходов
collector, settler, sump
отходы
waste
оценивать
evaluate, assess
очищать
refine
пар, водяной пар
vapor, steam
ПДК
maximum permitted
concentration (MPC)
переполненный
overflowed
печь
furnace
пища
food
поведение
behavior
погода
weather
подвергать(ся)
undergo
пожар
fire
полезный
useful, beneficial
полигон ТБО
landfill
поощрять
encourage
последствие
consequence
потреблять, потребление
consume, consumption
почва
soil
превращение
conversion, transformation
предвидеть, ожидать
anticipate
пределы, диапазон
range
пример
example, instance
природа
nature
прогноз
forecast
проект
schema, design, project
промышленный
industrial
пропорция
ratio
пыль
dust
196
разлитая нефть
разложение
разрешение
разрушaть
распространение
рассол, ропа (технич.)
растворять, раствор
ресурсы
риск
розничный
сбор (макулатуры и т.д.)
сельское хозяйство
сельхоз-отходы (стебли, кочаны)
сжигание
скважина
скот (крупный рогатый)
слой
смола
соединение (хим.)
солёный
солнечная энергия
сопротивление (оказывать)
средство, способ
стихийное бедствие
сточные воды
твердые бытовые отходы (ТБО)
температура (кип., замерз., плавл.)
тепло
токсичный газ
топливо (ископаемое)
углекислый газ
угольная шахта
угроза
удобрение
ураган
устойчивое развитие
утечка
утилизация
фильтрат
улучшение
уменьшать
химическое равновесие
человечество
цена, стоимость
шлам
штраф
экологическая катастрофа
экологический ущерб
экономный
эмиссия, выброс
spilled oil
decomposition
permission, authorization
collapse, ruin, destroy
spread, circulation
leachate
solve, solution
resources
hazard
retail
collection
agriculture
harvest
incineration
well
cattle
layer
resin, pitch
compоund
saline
solar energy
resist
mean, method
natural disaster
sewage
municipal sоlid waste (MSW)
temperature (boiling, freezing, melting)
heat
toxic gas
fossil fuel
carbon dioxide
coal mine
threat
fertilizer
hurricane
sustainable development
leakage
recycling
infiltrate
improvement
decline, reduce, decrease
chemical equilibrium
humanity
cost, price, value
slag, sludge, slime
penalty
ecological disaster (calamity)
ecological damage
saving
emission, ejection
197
Список использованной литературы
М.Е. Краснянский. Экологическая безопасность территорий и акваторий. Учебное
пособие. Издание 1-е. ДонНТУ, Донецк, 2004, 156 с.
М.Е. Краснянский. Наша опасная квартира. Безопасность жизнедеятельности (Москва),
N. 10, 2006, с. 1-16.
М.Е. Краснянский, А. Бельгасем. Проблемы биодеградации и самовозгорания свалок
ТБО. Безопасность жизнедеятельности (Москва), N. 4, 2006, с. 24-29.
M. Krasnyansky. Ecological Threats Caused by Improper Disposal and Incineration of
Municipal Solid Waste – International Review of Chemical Engineering, 3, N. 1 (2011)
p. 36-50.
United Nations Environment Program: Environment for Development, Emissions Gap and
Climate Change. UNEP 2011 Annual Report, NY, 866 pages.
ANNUAL REPORT 2011 - Ecology & Environment Inc., Yahoo!-Finance, California, USA,
481 pages.