Антропогенные факторы. 2

Содержание

1.      Антропогенные факторы…………………………………………..……………3

2.      Виды экологических пирамид…………………………………………………6

3.      Водные объекты рыбохозяйственного использования………………………10

4.      Гигиенические нормативы………………………………………………...…..14

5.      Загрязнения атмосферы выбросами автотранспорта……………………….20

6.      Плата за загрязнение окружающей среды…………………………………..23

1. Антропогенные факторы

Давление человека на биосферу началось задолго до наступления этапа промышленной эволюции, ибо целые цивилизации погибли еще до нашей эры. Среди невозвратно погибших цивилизаций – Средиземноморская, цивилизация Майя, цивилизация острова Пасхи и др. Катастрофические экологические явления в прошлом были в основном связаны не с загрязнением природной среды, как сейчас, а с ее трансформациями. Главная из них – деградация почв, эрозия, засоление и т.д.

Чтобы обеспечить свое существование, человечество должно иметь пищу, воду, кров, одежду и т.д. Все это с неизбежностью предполагает образование различного рода отходов, которые поступают в окружающую среду.

Теоретически, в условиях города, возможно, избежать загрязнения окружающей среды: получать чистую воду из сточных вод, а на иле сточных вод выращивать сельскохозяйственную продукцию. Даже СО2 и Н2О, выделяемые при дыхании, можно было бы превратить с помощью растений и водорослей в углеводы и кислород. Однако согласно законам термодинамики такое изолированное существование веществ не может продолжаться бесконечно долго.

Любая деятельность человека оказывает воздействие на суммарные ресурсы Земли. Казалось бы, в результате такой деятельности ресурсы Земли должны иссякнуть. Однако не следует забывать, что Земля постоянно получает приток новой энергии, источником которой является Солнце.

Таким образом, деятельность человека причиняет ущерб окружающей среде независимо от его добрых намерений и задача состоит в том, чтобы сделать последствия этой деятельности наименее пагубными.

Загрязнение окружающей среды – это процесс привнесения в среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее физических, химических, биологических агентов, оказывающих негативное воздействие.

Существуют три вида загрязнений: физическое (солнечная радиация, электромагнитное излучение и т.д.), химическое (аэрозоли, тяжелые металлы и т.д.), биологическое (бактериологическое, микробиологическое). Каждый вид загрязнения имеет характерный и специфичный для него источник загрязнения – природный или хозяйственный объект, являющийся началом поступления вещества-загрязнителя в окружающую среду. Различают природные и антропогенные источники загрязнения.

Основные природные источники поступления токсикантов в окружающую среду – ветровая пыль, лесные пожары, вулканический материал, растительность, морские соли.

Антропогенные источники – это первичное и вторичное производство цветных металлов, стали, чугуна, железа; добыча полезных ископаемых; автомобильный транспорт; химическая промышленность; производство меди, фосфатных удобрений; процессы сжигания угля, нефти, газа, древесины, отходов и др.

Антропогенный поток поступления токсикантов в окружающую среду превалирует над естественным (50–80%) и лишь в некоторых случаях сопоставим с ним.

В качестве критериев количественной оценки уровня загрязнения окружающей среды могут быть использованы индекс загрязнения, предельно допустимая, фоновая и токсическая концентрации.

Индекс загрязнения (ИЗ) – показатель, качественно и количественно отражающий присутствие в окружающей среде вещества-загрязнителя и степень его воздействия на живые организмы.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) – количество вредного вещества в окружающей среде, которое при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияет на здоровье человека. Предельно допустимые концентрации веществ, загрязняющих биосферу, введены как нормирующие показатели во многих странах, в том числе и в нашей стране. Они установлены в приземной атмосфере, водах, почвах, растениях, продуктах питания.

Существующая система ПДК недостаточно достоверно информативна, поскольку предусматривает определение индивидуального токсиканта, дистанцируясь от вопроса о комплексном воздействии различных загрязнителей. Между тем совместное действие, например, органокомплексов тяжелых металлов кардинально меняет ПДК, экспериментально полученные для отдельного тяжелого металла.

Фоновая концентрация – содержание вещества в объекте окружающей среды, определяемое суммой глобальных и региональных естественных и антропогенных вкладов в результате дальнего или трансграничного переноса.

Под токсической концентрацией понимают либо концентрацию вредного вещества, которое способно при различной длительности воздействия вызывать гибель живых организмов, либо концентрацию вредного начала, вызывающую гибель живых организмов в течение 30 суток в результате воздействия на них вредных веществ.

Во избежание ненужного, а порой и непоправимого ущерба, наносимого природной среде, такое воздействие на среду должно тщательно планироваться. При этом следует сочетать удовлетворение потребностей человека за счет природы с активной защитой природной среды от последствий человеческой деятельности. Как правило, эти цели не исключают друг друга, хотя в некоторых случаях приходится принимать компромиссные решения.

2.     Виды экологических пирамид

Экологическая пирамида - это графическое изображение соотношения различных трофических уровней пищевой цепи. Основание экологической пирамиды составляет уровень продуцентов.

Экологические пирамиды могут быть 3 видов:

1.                  Пирамида чисел - отражает количественное распределение отдельных организмов на трофических уровнях. Особенностью такой пирамиды является уменьшение численности организмов при движении от продуентов к консументам. Эта закономерность объясняется тем, что в любой экосистеме мелкие животные численно превосходят крупных и размножаются быстрее. Для любого хищника существует нижний и верхний предел размеров их жертв, каждому хищнику служат пищей жертвы определенного размера.
Вторая пирамида - обращенная, так как в лесных пастбищных пищевых цепях продуценты - это деревья, а первичные консументы - это насекомые. Уровень первичных консументов по численности превышает уровень продуцентов.

 

2.                  Пирамида биомассы - показывает соотношение общего количества живого вещества на трофических уровнях пищевой цепи. Может иметь две графические разновидности - правильная и обращенная. Наблюдаются следующие закономерности: пирамиды с широким основанием и узкой вершиной характерны для наземных и мелководных экосистем, в которых продуценты имеют крупные размеры и живут сравнительно долго. В молодых экосистемах вершина пирамиды более узкая, чем в зрелых; пирамида может быть обращенной в открытых и глубоких водах, где продуценты невелики по размеру и малодолговечны. Пирамида биомассы отличается промежуточным характером в озерах и прудах, так как здесь равноценны роли продуцентов, то есть крупных прикрепленных растений и микроскопических водорослей.

3.                  Пирамида энергии - величина потока энергии, проходящего через различные трофические уровни. В отличие от пирамиды чисел или биомассы, характеризующих статику экосистемы, пирамида энергии характеризует динамику прохождения массы пищи через пищевую цепь. На ее форму не влияют ни размеры особей, ни интенсивность их метаболизма. Кроме того, пирамида чисел преувеличивает роль мелких организмов, пирамида биомассы преувеличиват роль крупных. Поэтому пирамида энергии является наиболее универсальной характеристикой для сравнения потока энергии, проходящего через разные уровни, а также для сравнения одной экосистемы с другой.

Изучение экологических пирамид позволяет оценивать состав и особенности функционирования целых экосистем или их отдельных частей, а также определять степень антропогенного воздействия на отдельные организмы или экосистему в целом.

Движение потока энергии в экосистеме можно представить в виде схемы:

Солнечная энергия, получаемая растениями, только частично используется для фотосинтеза. Энергия, запасенная в углеводах, расходуется на рост и дыхание растений.

Валовой первичной продукцией называется биомасса продуцентов, накопленная ими в процессе фотосинтеза, включая ту его часть, которая была израсходована на дыхание.

Чистая первичная продукция - биомасса органического вещества, накопленная в растениях за данных период времени без дыхания.
          Пч = Пв - Д1

Пв - валовая первичная продукция;

Д1 - затраты на дыхание.

Часть органического вещества, созданного продуцентами - пища для первичных консументов. Эта энергия используется ими для образования биомассы, для покрытия затрат на дыхание, а неусвоенная часть выделяется в виде экскрементов.

Поток энергии, проходящей через 2 уровень:
          А2 = П2 +Д2

П2 - прирост биомассы второго уровня (чистая вторичная продукция).

Поток энергии, проходящей через 3 уровень:
          А3 = П3 +Д3

Для трофических цепей характерны следующие закономерности:

                    поток энергии, выражающийся количеством вещества, синтезированного на каждом уровне, по мере продвижения по цепи уменьшается.

                    так как определенное количество вещества может быть использовано каждым биогеоценозом неоднократно, а порция энергии - лишь один раз, то в экосистеме происходит каскадный перенос энергии и круговорот веществ.

Биологическая продуктивность - воспроизведение биомассы растений, животных и микроорганизмов, входящих в состав биогеоценоза. Измеряют количеством биомассы, приходящейся на 1 м2 площади или 1 м3 объема в единицу времени.

Чтобы оценить значение вида или группы видов в круговороте веществ и его биологическую продуктивность, кроме биомассы вида нужно знать ее относительную скорость прироста и время ее полного возобновления.

Чистая продукция популяции P - сумма прироста биомассы всех ее особей, включая отделившиеся от организма образования и устраненные по разным причинам особи за определенный промежуток времени.

          P = (B2 - B1) +E

B2, B1 - конечная и начальная биомасса популяции.

Промежуточная продукция - продукция, которая после потребления другими членами биогеоценоза возвращается в круговорот данного биогеоценоза. Конечная продукция исключается из данного биогеоценоза, то есть выводится за его пределы.

Чистая продукция сообщества - количество накопленного в сообществе органического вещества, непотребленного гетеротрофами, то есть чистая первичная продукция за вычетом той ее части, которая в течение данного времени была потреблена гетеротрофами.

          Пс = Пч - (П2 + П3 +...)

3.  Водные объекты рыбохозяйственного использования

До настоящего времени с рыбохозяйственными нормативами: предельно допустимыми концентрациями (ПДК) и ориентировочно безопасными уровнями воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение, можно было ознакомиться в Приказе Госкомрыболовства России от 28.04.1999 № 96 "О рыбохозяйственных нормативах". Однако данный Приказ Госкомрыболовства России не был официально опубликован и с формальной точки зрения не являлся нормативным правовым актом, имеющим обязательный характер.

Таким образом, нормативы качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения впервые утверждены нормативным правовым актом, прошедшим процедуру государственной регистрации в Минюсте России и опубликованным в установленном порядке.

К водным объектам рыбохозяйственного значения относятся водные объекты, которые используются или могут быть использованы для добычи (вылова) водных биоресурсов, отнесенных к объектам рыболовства (ч. 3 ст. 17 Федерального закона от 20.12.2004 № 166-ФЗ "О рыболовстве и сохранении водных биологических ресурсов").

Определение понятия "нормативы качества окружающей среды" дано в абз. 20 ст. 1 Федерального закона от 10.01.2002 № 7-ФЗ "Об охране окружающей среды". Определение понятия "нормативы предельно допустимых концентраций химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов" (далее - ПДК) содержится в абз. 26 ст. 1 Федерального закона "Об охране окружающей среды".

При этом в соответствии с п. 2 ст. 21 указанного закона ПДК являются одним из видов нормативов качества окружающей среды.

Рассматривая структуру Приказа, необходимо отметить, что Приказ включает в себя:

                   две таблицы: в Таблице 1 установлены ПДК вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения (общие ПДК), а в Таблице 2 - региональные ПДК,

                   примечание к таблицам,

                   Рисунок 1 "Пояснение к таблицам 1 и 2".

Приказ Госкомрыболовства России от 28.04.1999 № 96, помимо общих положений и пояснений к таблицам, включал в себя 4 таблицы:

                   Таблица 1 «Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей»;

                   Таблица 2 «Перечень ПДК вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов»;

                   Таблица 3 «Региональные ПДК»;

                   Таблица 4 «ОБУВ вредных веществ (срок действия 2 года)».

В рассматриваемом Приказе Росрыболовства общие требования к составу и свойствам воды водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей (в отношении взвешенных веществ, плавающих примесей (веществ), окраски, запаха и привкусов, температуры водыи пр.) в отдельную таблицу не выделены.

Это связано с тем, что общие требования к составу и свойствам воды водных объектов рыбохозяйственного значения закреплены в Приложении 6 к Методическим указаниями по разработке нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения, утвержденным Приказом Росрыболовства от 04.08.2009 № 695 (далее - Методические указания).

Приказом Госкомрыболовства России от 28.04.1999 № 96 устанавливались 1204 ПДК веществ (без учета региональной ПДК). Рассматриваемым Приказом Росрыболовства России предусмотрено 1071 ПДК веществ (без учета региональной ПДК).

Согласно наименованию и пункту 1 рассматриваемого Приказа указанным Приказом утверждены нормативы качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения (далее - ПДК).

Однако, в Таблицах 1 и 2, утвержденных рассматриваемым Приказом, приведены только значения ПДК вредных веществ в воде водных объектов рыбохозяйственного значения. Иные нормативы качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения (и  их значения) не установлены.

Методическими указаниями предусмотрена возможность установления (помимо ПДК) такого временного норматива как ориентировочно безопасный уровень воздействия (ОБУВ) вещества.

ОБУВ оценивается на основе экспресс-экспериментальных и расчетных методов токсичности, характеризует полученное значение, до установления ПДК вещества в воде водного объекта рыбохозяйственного значения, как временный норматив, применяемый не более двух лет (п. 2.2 Методических указаний).

В отличие от рассматриваемого Приказа Росрыболовства России Приказом Госкомрыболовства России от 28.04.1999 № 96 предусматривались ОБУВ 2-х веществ.  

В Таблице 2 рассматриваемого Приказа установлены региональные ПДК веществ в воде водных объектов рыбохозяйственного значения. При этом, региональная ПДК установлена для единственного вещества по одному водному объекту - ПДК бора (в составе бората кальция) для реки Рудной (Приморский край). Аналогичное положение содержалось в Приказе Госкомрыболовства России от 28.04.1999 № 96.

Согласно п. 7.1 названных выше Методических указаний с целью сохранения сформировавшихся под влиянием природных факторов состава воды водных объектов разрабатываются региональные нормативы:

                   для химических элементов, встречающихся в природных водах отдельных геохимических провинций в относительно повышенных или пониженных концентрациях;

                   для техногенных аналогов природных веществ, сброс которых требует учета типа принимающего водного объекта и особенностей водосборной территории. К ним относятся вещества, способные повышать сапробность и эвтрофность вод (легко утилизируемые органические соединения и соединения биогенных элементов), изменять солевой режим (минерализацию) и pH природных вод, изменять концентрацию взвешенных (минеральных) веществ природного происхождения, а также соединения и комплексы гуминовых кислот.

Принятый документ имеет важное значение. С учетом нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения будут устанавливаться нормативы допустимых сбросов. Также согласно ч. 2 ст. 47 Федерального закона "О рыболовстве и сохранении водных биологических ресурсов" сброс в водные объекты рыбохозяйственного значения и рыбоохранные зоны вредных веществ, ПДК которых в водах водных объектов рыбохозяйственного значения не установлены, запрещен.

4.  Гигиенические нормативы

Гигиена устанавливает характер действия факторов на организм человека, определяет границы их отрицательного и положительного влияния, то есть гигиенические нормы, а также разрабатывает предложения по устранению или ослаблению действия вредных и использованию полезных факторов.

Гигиеническое нормирование является большой и сложной социально-биологической проблемой, обеспечивающей здоровье, работоспособность и даже будущее существование людей. Оно осуществляется в различных отраслях гигиены (в коммунальной, военной, радиационной, гигиене питания и др.) по-разному, однако основные методологические подходы и теоретические принципы нормирования, являются общими.

Гигиеническое нормирование, как процесс, основано на проведении гигиенической диагностики. Ее результаты являются исходным материалом для обоснования безопасных для здоровья пределов (диапазонов) колебаний значений факторов окружающей среды. Установление гигиенических нормативов осуществляется не произвольно, а на основе научно-доказанных причинно-следственных связей между нормированными факторами и показателями здоровья. С учетом социальной значимости возможных последствий, связанных с неправильным обоснованием нормативов, непременным условием объективного гигиенического нормирования является проведение эксперимента. При его планировании предусматривается исследование факторов риска и показателей здоровья на нескольких уровнях с последующей математико-статистической обработкой и построением моделей типа "доза-эффект". Следовательно, здоровье является основным критерием правильности выбора норматива. При этом используется концепция пороговости действия нормируемого фактора, расчет коэффициента запаса и клинико-статистический метод проверки гарантийности норматива (принцип обратной связи).

Гигиеническое нормирование осуществляется в научно-исследовательских учреждениях, способных проводить донозологическую гигиеническую диагностику с использованием современного математического аппарата. Таким образом, методологической и методической базой гигиенического нормирования является гигиеническая донозологическая диагностика, основанная на использовании современных методов исследования факторов окружающей среды и здоровья, а также применении адекватного математико-статистического аппарата.

В настоящее время основы гигиенического нормирования разработаны и сформулированы Н.Ф. Кошелевым, П.В. Рамзаевым и В.П. Михайловым в виде универсальной, то есть обеспечивающей нормирование всех факторов внешней среды (как отрицательных, так и положительных), теории гигиенического нормирования, базирующейся на пяти взаимосвязанных принципах.

К числу основных принципов гигиенического нормирования (Кошелев Н.Ф., 1979) относятся: гарантийность, комплексность, дифференцированность, социально-биологическая сбалансированность, динамичность.

Гарантийность предполагает, что гигиеническое нормирование и любая норма должны гарантировать прежде всего сохранение здоровья в самом широком понимании этого слова, включая генетическую и репродуктивную функцию отдельной личности, а в некоторых случаях - жизни людей. Не меньший интерес для гигиены представляют положительные факторы, наличие и действие которых необходимо для существования человека, а их колебания и изменчивость являются основным условием тренировки адаптационных механизмов, укрепления здоровья и даже совершенствования человека как представителя биологического вида. Эти факторы также подлежат гигиеническому нормированию в связи с тем, что их полезное действие имеет нередко довольно строго очерченные границы. Таким образом, гигиеническое нормирование должно гарантировать не только сохранение здоровья и работоспособности, но и дальнейшее их развитие и укрепление.

Вторым общим принципом гигиенического нормирования считается комплексность. Начальным этапом развития этого принципа было изучение комбинированного действия факторов одной природы, например, нескольких химических веществ. В настоящее время комплексность нормирования предполагает учет действия на организм по возможности всех основных факторов внешней среды, включая и социальные.

Третий принцип - дифференцированность. Гигиеническое нормирование и гигиенические нормативы должны иметь и имеют определенное социальное предназначение. В зависимости от социальной ситуации, социального заказа для одного и того же фактора могут устанавливаться несколько количественных значений или уровней, а именно: оптимальный, допустимый, предельно допустимый, предельно переносимый.

Принцип дифференцированности объясняет заданность уровня нормы организма, о котором говорилось выше. Конечно, если абстрагироваться от конкретных социальных ситуаций, было бы желательно, чтобы гигиеническое нормирование и, соответственно, гигиенические нормативы во всех случаях гарантировали максимальный уровень нормы организма или максимум здоровья. Однако социальная практика показывает, что нередко общество не в состоянии выполнить это требование. По этой причине во всех областях гигиены действуют дифференцированные нормативы: это различные нормативы водоснабжения, размещения и др.

Весьма примечательно, что нарушение принципа дифференцированности в виде попыток во всех случаях обеспечивать гигиеническими нормативами максимум здоровья может привести к обратным результатам в связи с тем, что экономические затраты общества на такое обеспечение могут ослабить защиту от действия других вредных факторов или снизить экономическое благосостояние настолько, что вред для здоровья окажется больше пользы, на которую рассчитывали при установлении таких нормативов. Здесь начинает действовать 4 принцип гигиенического нормирования - принцип социально-биологической сбалансированности, который можно представить в следующем виде: гигиеническое нормирование должно быть таким, чтобы польза для здоровья от соблюдения норматива (А) и польза от продукта производства, к которому норматив относится (В), в своей сумме максимально превышали сумму ущерба здоровью, наносимого производством остаточной денатурализацией среды (С) и ущерба здоровью, связанного с затратами на соблюдение норматива, уменьшающими возможность удовлетворения других потребностей общества (Д).

(А+В) - (С+Д) = max

Другими словами, этот принцип требует разумного взвешивания пользы и вреда и принятия норматива лишь в том случае, если первая будет больше второго. Идея этого принципа была заложена А.П. Доброславиным (1871), который писал: «Ни одна гигиеническая мера не будет приносить пользы, если она встает в противоречие с политической экономией".

Установленные нормативы не всегда являются постоянными величинами. В связи с динамикой факторов окружающей среды и показателей здоровья населения они могут изменяться. Кроме того, современные научные исследования нередко опровергают предыдущие выводы о безопасных уровнях того или иного фактора. В качестве примера можно привести историю изменения норматива дозы облучения населения от 50 до 0,5 CЗВ в год по мере накопления знаний в области радиобиологии.

Порядок изменения норматива в указанных случаях несколько отличается от первичного установления допустимых пределов. Исходным материалом, указывающим на необходимость изменения ранее утвержденной нормативной величины, является ретроспективный анализ показателей здоровья критических (по данному фактору) профессиональных групп. При этом ведущими являются показатели, указывающие на отдаленные, ранее не установленные, последствия влияния фактора. Сюда можно отнести продолжительность жизни, смертность, инвалидность, преждевременное биологическое старение и другие. Неблагоприятная динамика этих показателей обуславливает необходимость нового исследования с применением более современных методов, позволяющих на донозологическом уровне установить неблагоприятное воздействие факторов и спрогнозировать динамику показателей здоровья. По результатам вновь проведенной гигиенической диагностики уточняются нормативы, то есть наблюдается их динамичность по мере развития гигиенической науки и возможности технических решений, позволяющие соблюсти установленные пределы факторов. При этом экономические аспекты не являются определяющими. Более того, гигиеническая наука является гарантом верных (с точки зрения охраны здоровья) технических решений.

Таким образом, принцип гарантийности, комплексности и дифференцированности, социально-биологической сбалансированности, динамичности нормирования являются общими для различных отраслей гигиены и большинства факторов внешней среды. Они позволяют сформулировать определение такого важнейшего понятия, как гигиеническая норма положительных и отрицательных факторов внешней среды.

5.     Загрязнения атмосферы выбросами автотранспорта

Под загрязнением понимается процесс привнесения в воздух или образование в нём физических агентов, химических веществ или организмов, неблагоприятно воздействующих на среду жизни или наносящих урон материальным ценностям. В определённом смысле загрязнением можно считать и изъятие из воздуха отдельных газовых ингредиентов (в частности кислорода) крупными технологическими объектами, в данном случае, технологическим объектом является автомобильный транспорт. Загрязняющие и ядовитые вещества переносятся на большие расстояния, попадают с осадками в почву, поверхностные и подземные воды, в океаны, отравляют окружающую среду, отрицательно сказывается на получении растительной биомассы и включаются в круговороты многих элементов биосферы. Циркуляция атмосферных потоков влияет на местные климатические условия, а через них – на режим рек, почвенно-растительный покров и на процесс рельефообразования. Следовательно, не смотря на то, что масса внешней  оболочки биосферы (атмосферы) ничтожно мала по сравнению с массой планеты, ее роль во всех природных процессах огромна. Наличие вокруг земного шара атмосферы определяет общий тепловой режим поверхности Земли. Современный газовый состав атмосферы является результатом длительного исторического развития природы и, как известно, слагается из азота (78, 09 %), кислорода (20, 95 %), аргона (0, 93 %), углекислого газа (0, 03 %), неона и других газов и паров воды. Кроме того, газовый состав содержит различные вещества, выделяемые природными и техногенными источниками, такие как пыль, имеющая растительное, вулканическое, космическое, почвенное и техногенное  происхождение; капельножидкая вода (туман); частицы морской соли; газы, образующиеся во время лесных и степных пожаров; различные продукты растительного, животного или микробиологического происхождения.