Оценка воздействия на окружающую среду

ВЫСШЕЕ ОБРАЗОВАНИЕ - БАКАЛАВРИАТ

серия основана в 1 996 г.




B.B. СТРЕЛЬНИКОВ
Н.В. ЧЕРНЫШЕВА





                ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ





    УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ



Допущено
                                        Министерством сельского хозяйства Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки «Экология и природопользование»


znanium.com

Москва
ИНФРА-М
2023

УДК 504.064.2(075.8)
ББК 20.18я73

     C84




     Рецензенты:
        Елецкий Б.Д., доктор биологических наук, профессор;
        Воловик С.П., доктор биологических наук, профессор;
        Корпакова И.Г., доктор биологических наук, профессор




      Стрельников В.В.
C84 Оценка воздействия на окружающую среду : учебное пособие / В.В. Стрельников, Н.В. Чернышева. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 157 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — DOI 10.12737/1017995.

         ISBN 978-5-16-015390-2 (print)
         ISBN 978-5-16-107841-9 (online)

         В учебном пособии рассматриваются многообразные аспекты оценки воздействия на окружающую среду. Призвано сформулировать у студентов, обучающихся по направлению подготовки «Экология и природопользование», представление об основных видах воздействия на компоненты окружающей среды, о стандартах качества окружающей среды и критериях оценки состояния ее компонентов. Проанализированы основные понятия об экологической оценке воздействия на компоненты окружающей среды, экологическом прогнозировании и моделировании.
         Для студентов бакалавриата высших учебных заведений по направлению подготовки «Экология и природопользование». Может представлять определенный интерес для руководителей и работников организаций, деятельность которых связана с направленностью «Экология и природопользование».


УДК 504.064.2(075.8)
ББК 20.18я73


ISBN 978-5-16-015390-2 (print)
ISBN 978-5-16-107841-9 (online)

© Стрельников В.В., Чернышева Н.В., 2012, 2021

Оглавление


Введение ............................................. 4

Глава 1.
Методы анализа объектов загрязненной среды ........... 5

Глава 2.
Экологическая оценка ................................ 42
  2.1  Понятие экологической оценки ................. 42
  2.2  Принципы экологической оценки ................ 52
  2.3  Предмет экологической оценки ................. 56
Глава 3.
Оценка воздействия на компоненты окружающей природной среды ..................................... 64
  3.1  Оценка воздействия на атмосферный воздух ....... 65
  3.2  Оценка воздействия на поверхностные воды ....... 77
  3.3  Оценка воздействия на почву ................... 118
  3.4  Оценка воздействия на растительный и животный мир ................................... 140
Список использованной литературы ..................... 149

3

Введение


     В настоящее время большое внимание уделяется проблемам окружающей среды. Эти вопросы стоят на повестке национальных и международных конференций, совещаний и других встреч различного уровня.
     Оздоровление экологической обстановки затрагивает интересы каждого гражданина Российской Федерации и относится к наиболее острым проблемам жизнеобеспечения населения.
     Президент Российской Федерации утвердил своим Указом от 12 мая 2009 г. № 537 Стратегию национальной безопасности РФ до 2020 года, в которой отражены вопросы сохранения окружающей природной среды и обеспечение ее защиты. К важным аспектам обеспечения экологической безопасности РФ отнесены также анализ последствий антропогенного воздействия, прогноз, оценка и контроль состояния окружающей среды.
     В январе 2018 г. Президентом РФ был подписан Указ об объявлении в России Года экологии. Его основными целями являются привлечение внимания к проблемам в сфере экологии и природопользования и разработка системы мероприятий по обеспечению экологической безопасности Российской Федерации. Одними из аспектов обеспечения экологической безопасности являются улучшение нормативно-правовой базы в этой сфере и повышение эффективности имеющихся инструментов, в том числе оценки воздействия на окружающую среду.
     В настоящем учебнике собран и обобщен материал, касающийся характеристики основных видов воздействия на компоненты природной среды, стандартов качества и критериев оценки состояния отдельных компонентов окружающей среды. Большое внимание уделено вопросам оценки и прогноза воздействия на окружающую природную среду.
     Учебник предназначен для студентов вузов, обучающихся по направлению «Экология и природопользование», а также может быть полезен слушателям факультетов повышения квалификации соответствующих направлений и специалистам, занимающимся вопросами экологии и природопользования.

4

    ГЛАВА 1.
    МЕТОДЫ АНАЛИЗА ОБЪЕКТОВ ЗАГРЯЗНЕННОЙ СРЕДЫ

     Стабилизация, хранение, и транспортировка проб для анализа. Пробы объектов окружающей среды могут отбираться как непосредственно перед анализом, так и заблаговременно. В последнем случае применяются промежуточные операции хранения и стабилизации проб.
     Хранение проб, в том числе содержащих следовые количества исследуемых веществ, осложнено проблемой их потерь за счет сорбции на стенках сосудов, а также разрушения в растворителях и на поверхностях носителей под действием кислорода, света и других факторов внешней среды. В воде протекают процессы окисления - восстановления, биохимические процессы с участием бактерий и других живущих в ней объектов, а также физические и физико-химические процессы сорбции, седиментации и др.
     В водных растворах, например нитраты в присутствии органики могут восстанавливаться до нитритов или даже до ионов аммония (в отсутствии органики эти процессы могут идти в образную сторону из-за наличия в воде растворенного кислорода), а сульфаты - до сульфитов. Растворенный кислород может расходоваться на окисление органических веществ. Могут изменяться и органолептические свойства воды - запах, цвет, мутность, вкус.
     Некоторые элементы и их соединения способны довольно легко адсорбироваться на стенках сосудов (Fe, Al, Си, Cd, Мп, Ст, Zn, РО/ и др.). Из стекла (особенно темного) или пластмассы бутылей, напротив, ряд микроэлементов и следы веществ могут выщелачиваться (/?, Si, Na, К). Указанные процессы иногда довольно значительно сказываются на ухудшении достоверности и точности анализа, поэтому данная группа технологических процедур хранения и стабилизации проб имеет важное значение.
     Применение экспрессных методов анализа на месте помогает избежать многих осложнений с изменениями состояния анализируемых проб, однако это удается далеко не всегда, поэтому необходимо иметь представление о процессах, идущих в средах при хранении проб, а также знать правила его правильного осуществления. В зависимости от предполагаемой продолжительно

5

сти хранения отобранных проб иногда применяют процедуры их консервации. При этом универсального консервирующего средства не существует, поэтому для анализа отбирают несколько проб, каждую из которых консервируют, добавляя соответствующие химикаты.
      Применение консервирующих средств полностью не предохраняет определяемое вещество или саму среду от изменения. Поэтому стараются даже консервированные пробы анализировать сразу или на следующий день, но не позднее, чем на третьи сутки после отбора пробы. При этом консервация сточных вод вообще весьма затруднительна.
      В процессе экоаналитической деятельности для обеспечения достоверности результатов все реагенты, особенно применяемые в больших количествах (вода, прочие растворители) должны быть по возможности высочайшей чистоты (с индексами чистоты осч, хч или хотя бы чда). Для определения очень низких концентраций даже реагенты высокой чистоты перед применением необходимо очищать дополнительно. Поэтому реагенты (в том числе для растворения и стабилизации проб) следует выбирать не только исходя из их химических свойств, но и сточки зрения возможности качественной оценки. Так, предпочтительнее кислоты, которые можно перегнать при низкой температуре (HCl, HNO₃). Следует избегать использования окрашенных пробок, поскольку пигменты могут содержать загрязняющие вещества или сами загрязнять хранящиеся под ними пробы.
      Материалы, из которых изготовлены сосуды, устройства и инструменты для отбора проб, должны быть устойчивы к действию образца или реагента. Их поверхность должна быть гладкой и легко очищаться. В этом отношении наилучшие свойства имеет посуда из тефлона, однако следует учитывать, что она имеет зернистую структуру и может адсорбировать многие соединения.
      Желательно использовать тщательно вымытые стеклянные (притертые) или полиэтиленовые пробки. Корковые или резиновые пробки предварительно кипятят в дистиллированной воде или обертывают полиэтиленовой пленкой.
      Подготовленная для отбора образцов или проб стеклянная или полиэтиленовая посуда через несколько часов накапливает на поверхности загрязнения, адсорбируя их из воздуха лаборатории,

6

поэтому посуду необходимо обрабатывать непосредственно перед употреблением.
     При хранении проб органических загрязняющих веществ резко возрастает (по сравнению с неорганическими) опасность их окисления, гидролиза, фотолиза, ферментативных и бактериальных превращений. Так, например, под влиянием примесей металлов даже при весьма низких температурах (<+10 °C) из простейших ароматических и циклогексановых У В могут образовываться 11АУ, которых на самом деле в анализируемой среде первоначально не было. Многие аминокислоты (например, фенилаланин, триптофан, тирозин, пиримидиновые и пуриновые основания нуклеотидов) также имеют в своем составе ароматические кольца и при повышении температуры и при наличии катализаторов также могут конденсироваться с образованием полиароматических углеводородов (ПАУ), что может приводить к искажению результатов при анализе неправильно хранившихся растительных и животных тканей. Именно поэтому такие образцы обычно хранят замороженными.
     Особое меры предосторожности необходимо соблюдать при хранении проб хлорированной водопроводной воды, содержащей например, ПАУ в следовых концентрациях 91-3 нг/л). Установлено, что даже при 5 °C в процессе хранения таких проб в течение 18 суток многие из углеводородов исчезают практически полностью. Поэтому для устранения потерь ПАУ рекомендуется в этом случае хранение пробы стабилизировать добавлением сульфата натрия, а также хранить их в темноте.
     При хранении сточных вод, например, нефтехимических предприятий, следует учитывать присутствие в воде диспергированных нефтепродуктов, в капельках и пленках которых растворяется основная часть ПАУ. В частности, содержание 3, 4-беиз(а)пирена в стоках таких предприятий может на 3-4 порядка превышать его растворимость в чистой воде.
     В случае обычных, наиболее часто загрязняющих воду веществ применяются довольно простые и давно проверенные способы консервации и хранения проб, рассмотренные в подглаве 3.2.
   Большие трудности при определении фоновых и других следовых количеств загрязняющих веществ возникают в связи с тем, что уровни их содержания в природных объектах могут быть сравнимы с количествами этих соединений, вносимыми в образец

7

с используемыми в анализе реагентами или при поступлении из окружающего воздуха. Влияние указанных примесей на результаты анализа в общем случае оценить довольно сложно, поэтому на последующих стадиях анализа их пытаются учесть с использованием холостого опыта.
     Источником искажающих анализ загрязнений проб воздуха могут быть как мешающие примеси в анализируемой воздушной среде, так и сам аналитик. В частности, в продуктах выделения человека в воздух идентифицировано около 135 различных соединений, часть из которых потом поглощается анализируемыми средами из воздуха (например, бензол, толуол, хлорорганические соединения, полиароматические углеводороды и др.) или концентрируется на волосах и коже. А табачный дым, выдыхаемый курильщиком, содержит в среднем от 0,1 до 27 нг диметилнитрозамина. Содержащиеся в воздухе лаборатории примеси могут поглощаться сорбентами, используемыми для концентрирования и разделения определяемых веществ, по этой причине фильтровальная бумага и пластинки для ТСХ должны хранится в специальных условиях.
     Особенностью проб воздуха является то, что как таковые (воздух, отобранный в специальные емкости) их практически не хранят. Исключение составляют пробы веществ, отделенных от воздушной среды путем аспирации в жидкость или сорбции на твердые поглотители. При этом в первом случае применяют все описанные процедуры стабилизации и хранения водных (жидкостных) проб.
     При экоаналитическом контроле загрязнения почв пестицидами и минеральными удобрениями, как и во всех остальных случаях, стараются пробы почвы на содержание остатков химикатов анализировать как можно раньше в естественно-влажном состоянии. Если в течение одного дня анализ провести невозможно, пробы, отобранные для определения содержания, например хлорорганических пестицидов (ХОП), высушивают до воздушно-сухого состояния в темном помещении. При определении фосфорорганических пестицидов (ФОП) почвенные пробы рекомендуется хранить в холодильнике без высушивания не более трех суток при температуре не выше 4 °C. Время хранения ФОП -не более 10 суток, а ХОП - 30 суток.
     В процессе транспортировки и хранения почвенных проб должны быть приняты меры по предупреждению возможности их вторичного загрязнения.

8

    При хранении биопроб - организменных жидкостей (моча, сыворотка крови, слюна и др.), тканей (мышцы, жир, волосы), необходимо учитывать их особенности. Например, работа с мочой требует постоянного контроля за изменением pH, так как он увеличивается со временем из-за действия бактерий, в ней содержащихся. Оптимальным способом стабилизации проб мочи считается добавление 1 мл СН₃СО()Н (ледяной) к 100 мл мочи (до pH 3,3-4,3). При определении ртути мочу необходимо стабилизировать азотной кислотой, подкисляя пробу до pH 1 и ниже.
      Необходимо иметь в виду, что содержащиеся в слюне белковые вещества могут связывать анализируемые в них воды. В некоторых методиках перед хранением биопроб рекомендуется их сушка. Однако она обычно необратимо меняет их биологическую матрицу. Поэтому так называемую «сухую массу», как правило, применяют лишь для грубого сравнения данных. Так, например, большая часть ртути, мышьяка и селена при сушке теряется, поэтому предпочтительней леофилизация (обычно вакуумная сушка при пониженной температуре), в ходе которой биологический материал изменяется меньше.
      Подготовка проб к анализу в лаборатории. Развитие технологий экоаналитического контроля объектов окружающей среды в настоящее время идет двумя путями: разработка максимально селективных и чувствительных методов определения индивидуальных веществ или сочетание методов предварительной про-боподготовки (разделения и концентрирования) с неселективными методами определения в «комбинированных» методах анализа. Следует заметить, что применение таких комбинированных методов анализа часто позволяет получать необходимый результат, отвечающий всем метрологическим требованиям, более быстро и с меньшими материальными затратами, чем при использовании уникального и весьма дорогого оборудования.
      Задачами пробоподготовки, как правило, являются: гомогенизация, обогащение пробы (концентрирование), удаление мешающих примесей.
      Гомогенизация проб особенно важна для твердых (сыпучих) образцов проб и реже жидких. Она обеспечивает воспроизводимость анализа и во многом технически облегчает количественный анализ.

9

      Гомогенизацию твердых образцов, как правило, осуществляют путем размола, дробления, измельчения, смешения и т.п. Аналогичные операции применяют для подготовки проб к растворению или химической обработке (модификации), поскольку уменьшение размеров частиц сопровождается увеличением их поверхности и, соответственно, повышением скорости взаимодействия с реагентами.
      При выборе метода концентрирования для целей экоанали-тического контроля можно руководствоваться устоявшейся практикой анализа объектов окружающей среды.


Таблица 1 - Распространенность методов концентрирования при анализе объектов окружающей среды

Объект      ЖЭ  ГЭ  СБ  КК   ф  МР  ИР  СФЭ 
Воды        *** ♦ * *** • *  *  ***         
Воздух              *** **  *** ***         
Почвы                                       
и донные    **  **  ***             *** *** 
отложения                                   
Растения    **  **  ***             *** *** 
Корма, пища **  **  ***             *** *** 
Ткани       **   *  ***                 ** *
животных                                    
В целом     **  **  ***  ♦   *      **  ♦ **

     Примечание:
     ЖЭ жидкостная экстракция
     ГЭ - газовая экстракция
     СБ - сорбция
     КК - криогенное кон центрирование
     Ф - фильтрация
     МР - мембранное разделение
     ИР избирательное растворение
     СФЭ - сверхкритическая флюидная экстракция
     * - редко применяемые
     ** - довольно распространенные
     *** _ наиболее распространенные

      Исходя из таблицы 1, можно считать, что наиболее универсальными и наиболее часто применяемыми методами концен грирования является сорбция (абсолютный лидер) и экстракция.


10