Оценка антропогенного воздействия на окружающую среду в процессе природопользования

Т. Н. Ефимова     Р. Р. Иванова 

 
 
 
 

ОЦЕНКА  

АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ  

НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ  

В ПРОЦЕССЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ 

 
 

Практикум 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Йошкар-Ола 

ПГТУ 
2016 
 

УДК 630(07) 
ББК  20.1 

Е 20 

 

Рецензенты: 

 

кандидат биологических наук, доцент ПГТУ И. И. Митякова; 

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ПГТУ Е. А. Гончаров 

 
 
 

Печатается по решению 

редакционно-издательского совета ПГТУ 

 
 
 
 
 
 

Ефимова, Т. Н. 

Е 20      Оценка антропогенного воздействия на окружающую среду  

в процессе природопользования: практикум / Т. Н. Ефимова,  
Р. Р. Иванова. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2016. – 112 с. 
ISBN 978-5-8158-1741-8 

 

Представлены работы по определению степни антропогенного воз
действия на такие абиотические компоненты окружающей среды, как атмосфный воздух, водные и земельные ресурсы. Приведены методики расчетов, задания к самостоятельной работе и справочные материалы к их 
выполнению, контрольные вопросы, глоссарий и рекомендуемая для самостоятельного изучения литература.  

Для обучающихся по направлению подготовки бакалавров 05.03.06 

«Экология и природопользование», студентов инженерных специальностей и направлений. 

 

УДК 630(07) 

ББК 20.1 

 

ISBN 978-5-8158-1741-8 
© Ефимова Т. Н., Иванова Р. Р., 2016 

 
© Поволжский государственный 

 
технологический университет, 2016 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

 

В процессе природопользования человек активно вмешивается в 

природные процессы и преобразует по своему усмотрению природные 
системы. Целевое, преднамеренное воздействие человека на природную 
среду часто сопровождается непреднамеренными и носящими негативный характер изменениями в природных экосистемах. Поэтому профессиональная подготовка будущих специалистов разных профилей в области экологии и природопользования является актуальной задачей образовательных учреждений. Каждый специалист должен владеть определенной суммой экологических знаний и уметь применять их на практике при решении задач, связанных с использованием ресурсов природы 
или воздействием на природные системы и окружающую среду в целом 
с целью сохранения среды жизни человека. 

В практикуме «Оценка антропогенного воздействия на окружаю
щую среду в процессе природопользования» поставлена задача ознакомить студентов бакалавриата направления «Экология и природопользование» и студентов инженерных специальностей с разными методами 
оценки антропогенного воздействия  и нормирования степени воздействия на природные системы (водные объекты, атмосферный воздух, 
земельные ресурсы и др.). В процессе выполнения заданий студенты 
должны овладеть методами расчета, ранжирования, сравнительного 
анализа, обобщения результатов, научиться делать выводы и предлагать 
мероприятия для решения экологических проблем. 

В издание включены методики и расчетные задания, позволяющие 

рассчитать величину антропогенного (техногенного) воздействия на 
окружающую среду в целом и ее отдельные компоненты, нормирование 
показателей загрязнения, контрольные вопросы для обсуждения рассматриваемой проблемы и рекомендуемая для изучения литература. 

Практикум составлен в соответствии с программами курсов «Эко
логия», «Основы природопользования», «Нормирование и снижение 
загрязнения окружающей среды» с учетом качественно новых требований к подготовке современных специалистов в области экологических 
знаний и экологической культуры и направлен на формирование профессиональных компетенций. 
 

ВВЕДЕНИЕ 

 

Используя ресурсы природы, человек оказывает разностороннее 

воздействие на окружающую среду, в результате чего происходят разного рода изменения, возникающие как в отдельных компонентах природы, так и природных комплексах в целом. 

Воздействие человека на окружающую среду осуществляется через 

все виды его деятельности и созданные им объекты, вызывающие те или 
иные изменения в природных системах. Воздействие человека включает 
действие технических средств, инженерных сооружений, технологии 
производства, характер использования территории и акватории. Благодаря научно-техническому прогрессу человек получил в свои руки 
мощные орудия воздействия на природу, что неизбежно привело к 
обострению экологических проблем. Из-за несовершенства технологических и энергетических установок в лучшем случае используется 2530 % вещества и энергии, остальное в различных формах рассеивается в 
окружающей среде, в основном в пределах биосферы. 

Растущие нагрузки уже во многих случаях превосходят возмож
ность естественного самоочищения почвы, воздуха, воды. Перерасход 
природных ресурсов и загрязнение окружающей среды приводят к 
ухудшению здоровья населения, снижению качества воды, потере природных ландшафтов, востребованных для отдыха людей, к утрате экономических и культурных ценностей. 

В связи с актуальностью проблемы загрязнения окружающей среды 

возрастает необходимость подготовки экологически грамотных специалистов для разных отраслей народного хозяйства, способных компетентно решать экологические задачи и озабоченных защитой окружающей среды и сохранением среды жизни человека. 

 
 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 1 

САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ  

КАЧЕСТВА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА 

 

Цель – знакомство с санитарно-гигиеническим нормированием 

качества окружающей среды. 

Задача – рассчитать нормативы качества атмосферного воздуха. 

Предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязняющего 

вещества в атмосферном воздухе населенных мест – гигиенический норматив, утверждаемый постановлением Главного санитарного врача Российской Федерации по рекомендации Комиссии по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию 
при Минздраве России. 

ПДК загрязняющего вещества в атмосферном воздухе – это кон
центрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного воздействия на настоящее или будущие 
поколения, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни. 

Лимитирующий 
(определяющий) 
показатель 
вредности 

(ЛПВ) характеризует направленность биологического действия вещества: рефлекторное (рефл.) и резорбтивное (рез.). Под рефлекторным действием понимается реакция со стороны рецепторов 
верхних дыхательных путей – ощущение запаха, раздражение слизистых оболочек, задержка дыхания и т.д. Указанные эффекты возникают при кратковременном воздействии вредных веществ, поэтому 
рефлекторное действие лежит в основе установления максимальной 
разовой (20-30-минутная) ПДК (ПДКм.р.). Под резорбтивным действием понимают возможность развития общетоксических, эмбриотоксических, мутагенных, канцерогенных и других эффектов, возникновение которых зависит не только от концентрации вещества в 
воздухе, но и длительности его вдыхания. 

Помимо максимальной разовой предельно допустимой концен
трации, временной интервал воздействия которой строго ограничен, 

разработаны также среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДКс.с.) и рабочей зоны (ПДКр.з.). Предельно допустимая 
концентрация среднесуточная соответствует такой величине содержания загрязняющего вещества в воздухе населенных мест, при которой не оказывается негативного влияния на здоровье населения, на 
все его группы (половые, возрастные, здоровья) при неограниченной 
длительности вдыхания воздуха, содержащего указанные вещества. 
В рабочей же зоне находятся люди работоспособного возраста, прошедшие медицинское обследование, что позволяет им без вреда для 
собственного здоровья переносить более высокие концентрации загрязняющих веществ. 

 

Таблица 1.1 

ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов 

Вещество

Концентрация, мг/м3

ЛПВ

Класс 
опасности
ПДКм.р.
ПДКс.с.
ПДКр.з.

Азота оксид
0,4
0,06
3,0
рефлекторный
3

Азота диоксид
0,085
0,04
2,0
рефлекторнорезорбтивный

2

Аммиак
0,2
0,04
20,0
рефлекторнорезорбтивный

4

Ацетальдегид
0,01
5,0
резорбтивный
3

Бензол
1,5
0,8
5,0
резорбтивный
2

Бенз(а)пирен
0,000001
1,5·10-4
резорбтивный
1

Бензин 
нефтяной 

малосернистый 
(в 

пересчете на С)

5
1,5
рефлекторнорезорбтивный

4

Диоксид серы
0,5
0,05
10,0
рефлекторнорезорбтивный

3

Мазутная зола теплоэлектростанций 
в 

пересчете на ванадий

0,002
0,5
резорбтивный
4

Пентоксид ванадия
0,002
0,5
резорбтивный
1

Пыль нетоксичная
0,5
0,15
6,0
резорбтивный
3

Ртуть металлическая
0,0003
0,01
резорбтивный
1

Сероводород
0,008
0,008
10,0
рефлекторный
2

Сероуглерод
0,03
0,005
резорбтивный
2

Углерода оксид
5,0
3,0
20,0
резорбтивный
4

Угольная зола ТЭС
0,05
0,02
резорбтивный
2

Окончание табл. 1.1 

Вещество

Концентрация, мг/м3

ЛПВ

Класс 
опасности
ПДКм.р.
ПДКс.с.
ПДКр.з.

Фенол
0,01
0,003
0,3
рефлекторнорезорбтивный

2

Формальдегид
0,035
0,003
0,5
рефлекторнорезорбтивный

2

Фтороводород
0,02
0,005
0,5
рефлекторнорезорбтивный

2

Хлор
0,1
0,03
1,0
рефлекторнорезорбтивный

2

Этанол
5,0
5,0
1000
рефлекторный
4

 
Оценка степени суммарного загрязнения атмосферы рядом ве
ществ проводится двумя часто используемыми способами: по индексу загрязнения атмосферы I (ИЗА) и комплексному показателю загрязнения атмосферного воздуха (Р). 

Расчет ИЗА выполняется, как правило, для пяти веществ, норми
рованное содержание которых в атмосферном воздухе максимально. 
Расчет нормированного содержания для одного вещества проводится по формуле 

,
ПДКссi

i
срi

i

k
q
I



                                            (1.1) 

где qсрi – среднее содержание i-го вещества в атмосферном воздухе в 
пункте наблюдения, мг/м3; 

ПДКссi  – предельно допустимая среднесуточная концентрация  

i-го вещества, мг/м3  (табл. 1.1); 

ki  – безразмерный коэффициент, учитывающий принадлежность 

к разным классам опасности: 

 

ki
0,85
1,0
1,3
1,5

Класс опасности
4
3
2
1

 
Далее отбираются пять веществ с максимальными значениями 

нормированного параметра Ii. Расчет ИЗА проводится по этим веществам в соответствии с формулой 








5

1

ИЗА

i
ссi

i
срi

ПДК

k
q

.                                   (1.2) 

В соответствии со значениями ИЗА устанавливается качествен
ная характеристика загрязнения атмосферного воздуха: 

менее 5 – удовлетворительная обстановка, 
6-15 – относительно напряженная, 
16-50 – существенно напряженная, 
51-100 – критическая, 
более 100 – катастрофическая обстановка. 
Данный способ оценки качества атмосферного воздуха в доста
точной степени условен и ориентирован в основном на получение 
сравнительных характеристик загрязнения. 

При загрязнении воздуха чаще проявляется эффект неполной 

суммации, который следовало бы принимать во внимание при оценке качества воздуха. В расчете значений комплексного показателя 
загрязнения атмосферного воздуха (Р) эффект частичной суммации 

учитывается с помощью коэффициента 
n , где n – число веществ в 

смеси. 

Комплексный показатель Р рассчитывается следующим образом: 







n

i

i
K
Р

1

2 ,                                        (1.3) 

где 

2
i
K  – сумма квадратов концентраций, нормированных по ПДК 

и приведенных к концентрациям веществ 3-го класса опасности с 
использованием коэффициента изоэффективности Ri:  

Ri
0,87
1,0
1,3
2,3

Класс опасности
4
3
2
1

 
При значениях Кi  для 1-го класса опасности более 2,5, для 2-го – 

более 5, для 3-го – более 8 и для 4-го – более 11 приведение к 3-му 
классу осуществляется с применением других коэффициентов 
изоэффективности:  

Ri
0,7
1,0
1,6
3,2

Класс опасности
4
3
2
1

 
Значение Кi определяется следующим образом: 

i

i

i

i
R
С
K
ПДК

 ,                                         (1.4) 

где Сi – фактическая концентрация i-го вещества, мг/м3; 

Ri – коэффициент изоэффективности i-го вещества. 
Степень загрязнения атмосферного воздуха по комплексному 

показателю оценивается в соответствии с табл. 1.2. 
 

Таблица 1.2 

Оценка степени среднегодового загрязнения атмосферы 

Уровень 

загрязнения

Показатель Р в зависимости от числа веществ

1
2-4
5-9
10-16
16-25

Допустимое
Слабое
Умеренное
Сильное
Зона чрезвычайной экологической ситуации
Зона экологического бедствия

≤ 1
1-2
2-4
4-8

8-16

> 16

2
2-4
4-8
8-16

16-32

> 32

3
3-6
6-12
12-24

24-48

> 48

4
4-8
9-16
16-32

32-64

> 64

5

8-10
10-20
20-40

40-80

> 80

 
Пример. Рассчитайте ИЗА, если среднее содержание загрязни
телей в атмосферном воздухе в пункте наблюдения составило: диоксид азота – 0,056 мг/м3; бенз(а)пирен – 0,0008 мкг/м3; диоксид серы – 
2,5 мг/м3; оксид углерода – 2,7 мг/м3; бензол – 0,2 мг/м3; свинец –
3,4·10-4 мг/м3; пыль – 0,63 мг/м3. 

Решение. Рассчитаем нормированное содержание для каждого 

загрязнителя по формуле (1.1) 

ссi

i
срi k
q
ПДК



iI
. 

1,82
0,04

1,3
0,056

2
NO



I
; 
50
0,05

1
2,5

2
SO



I
; 

1,2
0,001

1,5
0,0008



Б(А)П
I
; 
765
,0
0,3

85
,0
7,2

CO



I
; 

6,2
1,0

3,1
2,0



бензол
I
; 
7,1

10
0,3

5,1
10
4,3

4

4

Pb










I
; 

26
,1
5,0

1
63
,0



пыль
I
. 

Из рассчитанных нормированных параметров выбираем пять 

веществ с максимальным значением I, т.е. диоксид серы, свинец, 
диоксид азота, бензол и пыль, и рассчитываем ИЗА: 

58
,
59
26
,1
6,2
82
,1
9,1
50

2
NO
Pb
2
SO
ИЗА











пыль
бензол
I
I
I
I
I
.  

В соответствии со значением ИЗА состояние загрязнения атмо
сферного воздуха критическое, что отвечает зонам ЧЭС. 

 

Задания для самостоятельной работы 

1. Что понимают под рефлекторным действием? Резорбтивным 

действием? 

2. Что такое ИЗА? Как он рассчитывается? 
3. Рассчитайте ИЗА, если среднее содержание загрязнителей в 

атмосферном воздухе в пункте наблюдения составило: оксид азота – 
0,47 мг/м3; аммиак– 0,038 мкг/м3; диоксид серы – 1,2 мг/м3; оксид 
углерода – 2,7 мг/м3; бензол – 0,8 мг/м3; пыль – 0,61 мг/м3; диоксид 
азота –0,05 мг/м3. 

4. Рассчитайте ИЗА, если среднее содержание загрязнителей в 

атмосферном воздухе в пункте наблюдения составило: диоксид азота 
– 0,027 мг/м3; диоксид серы – 0,057 мг/м3; оксид углерода –  
4,2 мг/м3; бенз(а)пирен – 0,0005 мг/м3; свинец – 4·10-5 мг/м3; пыль – 
1,3 мг/м3. 

5. Рассчитайте ИЗА, если среднее содержание загрязнителей в 

атмосферном воздухе в пункте наблюдения составило: сероводород 
– 5·10-3 мг/м3; бенз(а)пирен – 0,0002 мкг/м3; диоксид серы –  
0,37 мг/м3; оксид азота – 0,69 мг/м3; бензол – 0,8 мг/м3; пыль – 
0,24 мг/м3.