Совместимость по геохимическим параметрам техногенных потоков и депонирующих сред
3.1 -- совместимые (ТГ потоки не имеют сильных различий от местного ландшафта. Происходит ускорение природных процессов, в том числе и в негативном направлении (кислотные дожди+кислые почвы=усиление подзолообразования)
3.2 -- несовместимые (ландшафт, либо его компоненты обладают буферностью, нейтрализуют ТГВ) кислотные дожди+карбонатные почвы=нейтрализация осадков
Таким образом, из приведенного материала видно, что условия самоочищения и опасность загрязнения окружающей среды токсичными веществами техногенного происхождения в различных ландшафтных зонах существенно различны и в общем случае подчинены географическим закономерностям. Данное обстоятельство позволяет осуществлять ландшафтно-геохимическое районирование территорий с целью прогноза ответных реакций природных систем на техногенное воздействие. В основе такого районирования лежит выделение так называемых технобиогеом, то есть природных ландшафтно-геохимических систем, сходных по степени устойчивости к техногенезу и характеру ответных реакций на определенного рода загрязнения.
С позиций геохимии ландшафта под критической нагрузкой понимают максимальное количество поступающих на единицу площади ландшафта загрязняющих веществ (например, тяжелых металлов), которое не вызывает необратимых вредных изменений в его биогеохимической структуре и характере функционирования в течение длительного времени.
Из определения понятия критическая нагрузка видно, что в основе нормирования должна лежать оценка взаимосвязи между химическим загрязнением абиотических компонентов экосистем (ландшафта) и ответной реакции на это загрязнение биологического индикатора (организма или популяции). В упрощенном варианте такая оценка осуществляется по известному принципу “доза - эффект .“
В его основе лежит использование предельно допустимых концентраций (ПДК), ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ), максимально допустимых уровней (МДУ), допустимых остаточных количеств (ДОК), предельно-допустимых уровней (ПДУ) и др. В нашей стране наиболее апробированной для оценки степени загрязненности окружающей природной среды является система предельно допустимых концентраций.
Под ПДК понимается «экологический норматив, максимальная концентрация загрязняющего химического вещества в компонентах ландшафта, которая при повседневном влиянии в течении длительного времени не вызывает негативных воздействий на организм человека или другого рецептора (Толковый словарь по охране природы, 1995, с.99). В зависимости от объекта загрязнения различают ПДК загрязняющего вещества в атмосферном воздухе, в воде, в почве.
Предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе фиксируются в двух значениях; максимально разовые (ПДКм.р.) и среднесуточные (ПДКс.с). Первые из них определяют предел кратковременного (20-30 минутного) воздействия вещества на организм человека, вторые — допустимую степень загрязнения воздуха в течение длительного периода (от суток до года). Максимально разовая величина ПДК не должна допускать неприятных рефлекторных реакций человеческого организма (насморк, ощущение запаха и др.), а среднесуточная - токсичного, канцерогенного, мутагенного воздействия.
В атмосферном воздухе регламентируется содержание определенных химических элементов и их соединений. Реально же в нем может присутствовать одновременно несколько токсичных веществ, суммарная концентрация которых должна удовлетворять следующему условию: ΣСi / ПДКi < 1
Иначе говоря, если сумма долей обнаруженных концентраций, отнесенная к их ПДК, не превышает единицы, то степень загрязнения атмосферного воздуха считается допустимой с точки зрения гигиенического нормирования.
Состояние атмосферного воздуха, загрязненного несколькими веществами, оценивается также с помощью комплексного индекса загрязнения атмосферы (КИЗА), который равен сумме нормированных по ПДК средних содержаний различных веществ:
n
КИЗА = ∑ Ji,
I=1
где Ji- индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) отдельной i-ой примесью; n- количество приоритетных примесей, учитываемых в комплексном индексе загрязнения. Ji определяется выражением
ai
Ji = (qср.г /ПДКсс),
где αi - константа, принимающая значения 1,7; 1,3; 1,0; 0,9 соответственно для примесей 1 - 4 классов опасности; ПДКсс - среднесуточная предельно допустимая концентрация i-й примеси; qср.г. – среднегодовая концентрация i-ой примеси.
Комплексный индекс загрязнения служит интегральной характеристикой степени загрязнения атмосферного воздуха. Рассчитанный для одинакового количества примесей, он позволяет давать сравнительную оценку
Показат ель
Экологическое состояние атмосферы
Н
Р
К
Б
КИЗА
< 5
5 - 8
8 - 15
> 15
Антропогенное воздействие на водные объекты ландшафта нормируется в зависимости от категории водопользования – хозяйственно-питьевой, культурно-бытовой и рыбохозяйственной. Вода считается чистой, если ее состав и свойства ни по одному из показателей не выходят за пределы установленных нормативов, а содержание загрязняющих веществ не превышает ПДК. При наличии в воде нескольких загрязняющих веществ сумма отношений их концентраций к соответствующим ПДК не должна превышать единицы.
Среди интегральных показателей наиболее информативны индексы загрязненности воды, в частности комбинаторный индекс, предлагаемый сотрудниками Гидрохимического института. Принцип его определения заключается в следующем. Для каждого ингредиента на основе реальных его концентраций рассчитываются баллы кратности превышения ПДК (К) и повторяемости случаев превышения (Н;), а также общий оценочный балл – Вi:
K = Ci /ПДКi Hi = Nпдкi / Ni Bi = Ki х Hi
где С i- концентрация в воде i-ro ингредиента; ПДКi; — предельно допустимая концентрация i-ro ингредиента; NПДК i - число случаев превышения ПДК i-ro ингредиента; Ni - общее число определений i-ro ингредиента в воде.
Комбинаторный индекс загрязненности определяется путем сложения общих оценочных баллов всех учитываемых ингредиентов:
Jk = ∑ Bi
По величине Jk устанавливается степень загрязненности воды в соответствии с классификацией.
При комплексной оценке водных объектов необходимо учитывать загрязнение не только воды, но и донных отложений. Для этого используют методику, разработанную в ИМГРЭ и предусматривающую определение суммарного показателя загрязнения Zc: n
Zc = ∑ Kc – (n – 1),
i=1
где Kc - коэффициент концентрации элемента, т.е. величина превышения его содержания в пробе донных отложений над фоном. Степень загрязнения донных осадков по величине Zc устанавливается в соответствии с разработанной шкалой.
• Принципы нормирования химических загрязнений почвынесколько отличаются от принятого для атмосферного воздуха и природных вод. Связано это с тем, что поступление вредных веществ в организм человека и животных непосредственно из почвы происходит в исключительных случаях и в небольших количествах. Они поступают в организм через другие субстраты, контактирующие с почвой — воду, воздух, растения. Поэтому при определении ПДК загрязняющих веществ в почве учитывают следующие показатели вредности:
• транслокационный, характеризующий способность перехода вещества из пахотного слоя почвы в растения и накопления в зеленой массе и плодах в количестве, не превышающем ПДК для данного вещества в пищевых продуктах;
• миграционный водный, характеризующий способность перехода вещества из почвы в поверхностные и грунтовые воды в количестве, при котором не происходит превышения его ПДК для водных объектов;
• миграционный воздушный, характеризующий способность перехода вещества из почвы в атмосферный воздух в количестве, при котором не происходит превышения его ПДК в атмосферном воздухе;
• общесанитарный, характеризующий влияние вещества на самоочищающую способность почвы и почвенный микробиоценоз в количествах, не изменяющих указанные процессы.
• Опасность загрязнения почвы тем выше, чем больше фактическое содержание контролируемых веществ в почве превышает ПДК, чем выше класс опасности этих веществ и чем ниже буферные свойства почв.
На практике оценка опасности уровня загрязнения почв химическими веществами проводится дифференцированно для населенных пунктов и территорий сельскохозяйственного использования. Для оценки уровня техногенного загрязнения почв населенных пунктов используется суммарный показатель загрязнения, рассчитываемый по формуле:
Zc = ΣKc – (n –1),
где К с - коэффициент концентрации, равный отношению реального содержания элемента в почве к его фоновому значению (К с = С / Сф ), n - число учитываемых элементов.
Оценка опасности загрязнения почв комплексом элементов по показателю Zc осуществляется по специальной шкале, градации которой установлены на основе изучения состояния здоровья населения, проживающего на территории с различным уровнем загрязнения почв.
