Анализ и проблемы нормирования техногенных воздействий на окружающую среду

Елена Владимировна Федорова

Кандидат географических наук, старший научный сотрудник РосНИИВХ

Яков Яныбаевич Яндыганов

Доктор географических наук профессор, заведующий

АНАЛИЗ И ПРОБЛЕМЫ НОРМИРОВАНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Вероятность дальнейшего благополучного существования человечества на Земле определяется возможностью создания сбалансированных отношений в системе «человеческое общество - окружающая природная среда». Осознание хрупкости общего человеческого дома, ограниченности адаптационных механизмов природной среды в возможности противостоять усиленному антропогенному прессу привело человечество к выводу о необходимости ограничения деструктивных воздействий на компоненты окружающей среды. Это явилось важным шагом к разработке нормативов в области охраны окружающей среды: как нормативов качества окружающей среды, так и нормативов допустимого воздействия на нее, при соблюдении которых обеспечивается устойчивое функционирование естественных экологических систем и сохраняется биологическое разнообразие.

В соответствии с Законом «Об охране окружающей среды» нормирование заключается в установлении нормативов качества окружающей среды, нормативов допустимого воздействия на нее при

осуществлении хозяйственной и иной деятельности, а также в разработке государственных стандартов и иных нормативных документов.

К нормативам качества окружающей среды относятся: нормативы, установленные в соответствии с химическими показателями состояния окружающей среды, в том числе нормативы предельно допустимых концентраций химических веществ, включая радиоактивные вещества;

нормативы, установленные в соответствии с физическими показателями состояния окружающей среды;

нормативы, установленные в соответствии с биологическими показателями состояния окружающей среды, в том числе видов и групп растений, животных и других организмов.

В наибольшей степени разработаны нормативы в соответствии с химическими показателями состояния природной среды. Однако многие из них не лишены недостатков, а часть просто не может быть использована, поскольку построена на чисто теоретических выкладках и не подкреплена экспериментальными исследованиями или натурными наблюдениями. В основном это относится к нормативам допустимых антропогенных воздействий на окружающую среду. Ниже нами предпринята попытка критического анализа существующей системы нормирования с учетом опыта работы в районе со значительным техногенным воздействием на природную среду, каким является Уральский регион.

В первую очередь следует отметить, что все компоненты природной среды (недра, почвы, поверхностные и подземные воды, атмосфера, растительный и животный мир) связаны постоянными потоками вещества и энергии в единую систему. Воздействие на любой из них приводит как к незамедлительным, так и к более опосредованным проявлениям воздействия в любом другом компоненте природной среды. Однако в настоящее время взаимосвязи и миграционные процессы между отдельными компонентами природной среды изучены недостаточно, хотя исследования в данном направлении проводятся интенсивно и в большом объеме. Работы по изучению транслокации загрязняющих веществ из почв в растительность [1; 2] и их миграции из почв в подземные воды [3] дополняются исследованиями закономерностей седиментации загрязняющих веществ из атмосферы на подстилающую поверхность, ведущей к загрязнению почв и растительности, а также изучением влияния агрохимикатов и удобрений, используемых в сельском хозяйстве, на качество поверхностных вод [4].

Однако в связи со сложностью процессов, происходящих при миграции загрязняющих веществ и зависящих от множества природных факторов, осуществить комплексное нормирование сразу по всем компонентам окружающей среды в настоящее время не представляется возможным. В связи с этим до сих пор не создана единая научно обоснованная и официально признанная концепция оценки воздействия антропогенного фактора на окружающую природную среду в целом. Соответственно, неопределенным остается допустимый уровень этого воздействия, вследствие чего нормирование как качественного состояния природной среды, так и антропогенных воздействий производится по отдельным компонентам

окружающей среды, без учета дальнейшей миграции загрязняющих веществ в сопредельные среды.

Нормирование качества окружающей среды

Нормирование качества окружающей среды в соответствии с химическими показателями в настоящее время базируется на установлении санитарно-гигиенических значений ПДК веществ в водных объектах, в воздухе рабочей зоны, в атмосферном воздухе, в почвах, в продуктах питания. Наиболее полно разработана система нормирования химических веществ в воде водных объектов, методологические основы которой заложены еще Н.С. Черкинским в 1949 г. В соответствии с данной системой установление значений ПДК для различных видов веществ в воде водных объектов производится для разных видов водопользования по одному из лимитирующих признаков вредности (органолептический, общесанитарный, токсикологический), порог значений концентраций веществ для которого имеет наименьшую величину.

Вторым важным методическим принципом определения значений ПДК веществ в воде является поэтапность установления максимальных недействующих концентраций в остром, подостром и длительном хроническом экспериментах на теплокровных животных (мышах, крысах, кроликах и т.д.). Таким образом, санитарно-гигиеническая система нормирования в основном направлена на обеспечение безопасности водопользования для человека, в связи с чем постоянно подвергается критике, основной смысл которой заключается в необходимости перехода к нормированию на основании экологических нормативов. Необходимость экологических нормативов обусловлена прежде всего уникальностью и самоценностью биосферы Земли (включая все живые существа), и ее сохранение и естественное воспроизводство должно быть обеспечено независимо от прагматических интересов человека. Попыткой ввести экологические нормативы качества вод можно считать рекомендацию критериев качества вод водных объектов с экологических позиций (совещание государств-участников СЭВ в 1982 г.). В России проведен значительный комплекс исследований, нацеленных на установление зависимостей между концентрацией химических веществ в воде водных объектов и состоянием водных экосистем. В настоящее время предложены разные методы оценки качества вод по биологическим показателям. Их можно свести к трем основным категориям: оценка по индикаторным организмам, по структуре сообщества и по функциональным показателям активности биологических процессов. Однако все полученные результаты остались на уровне рекомендаций для проведения биологического мониторинга качества вод и определения их токсичности.

При разработке нормативов содержания загрязняющих веществ в атмосфере и воздухе рабочей зоны используются те же методические приемы, что и при определении ПДК веществ в воде водных объектов, т.е. нормирование качества воздушной среды производится исходя из антропоцентрической идеологии. Хотя известно, что при длительном присутствии в атмосферном воздухе диоксида серы в пределах гигиенических ПДК имеет место повреждение лишайников и хвойных

деревьев, которые более чувствительны к действию этого газа, чем человек. Только в Свердловской области имеется три металлургических завода по производству меди. Выбросы диоксида серы этих предприятий достигают гигантских размеров (табл. 1), уничтожая растительность в радиусе 2 км и снижая продуктивность лесных экосистем на расстоянии до 6 км. А ведь это лишь около 40% выбросов данного соединения всеми предприятиями области.

Таблица 1

Выбросы диоксида серы медеплавильными предприятиями Свердловской области, тыс. т / год

Всего по области Предприятие

Год ОАО «Среднеуральский медеплавильный завод» ОАО «Кировградский медеплавильный завод» Красноуральское ОАО «Святогор»

1999 367,488 57,917 29,073 66,189

2000 424,260 56,003 40,721 65,491

Установление значений ПДК веществ в атмосферном воздухе проводится в экспериментальных условиях по отдельным веществам без учета их синергизма. При этом не рассматривается кумуляция веществ, выпадающих из атмосферы на подстилающую поверхность, которая может привести к повышению ПДК нормируемых веществ в почвах и сельскохозяйственных растениях.

Система нормирования содержания загрязняющих веществ в почвах в настоящее время также несовершенна. До 1971 г. в нашей стране (как и за рубежом) санитарно-гигиеническое нормирование химических веществ в почвах не проводилось. В 1976 г. были разработаны «Методические рекомендации по установлению ПДК химических веществ в почве» (в 1982 г. они были переизданы).

Принципы нормирования химических веществ в почве несколько отличаются от принципов их нормирования в воде водоемов, атмосферном воздухе и пищевых продуктах. Это связано с тем, что основное поступление химических веществ из почвы в организм человека происходит не с почвой, а через контактирующие с ней среды (воду, воздух, растения) по таким биологическим цепям миграции, как почва - растение - человек; почва -атмосферный воздух - человек; почва - вода - человек. С целью определения лимитирующего показателя и величины ПДК химического вещества в почве проводят лабораторные эксперименты по обоснованию пороговых концентраций по шести показателям вредности (органолептическому, общесанитарному, фитоаккумуляционному, миграционно-водному, миграционно-воздуш-ному, санитарно-токсикологическому). Оценка каждого показателя вредности проводится путем определения пороговой концентрации химического вещества в почве по соответствующему показателю. Тот из шести показателей вредности, который имеет наименьшую пороговую величину, избирают в качестве лимитирующего.

Существующая в настоящее время система санитарно-гигиенического нормирования содержания химических веществ в почве учитывает и

экологические аспекты, так как включает определение пороговой концентрации вещества в почве по общесанитарному показателю вредности, который предполагает существование почвы как природного тела, населенного микроорганизмами различных физиологических групп.

Недостатком данной системы нормирования является работа с химически чистыми веществами, неучет процессов синергизма и антогонизма веществ, возможности образования в окружающей среде промежуточных более токсичных продуктов. Данные процессы в настоящее время присутствуют повсеместно в связи с комплексным загрязнением природной среды, что особенно характерно для районов со значительным развитием горнодобывающей, металлургической и химической отраслей промышленности. Кроме того, экспериментальное обоснование ПДК химических веществ в почве рекомендуется проводить на модели почвы, имитирующей экстремальные почвенные условия, предполагающие максимальное поступление химического вещества из почвы в атмосферный воздух, воду и растения. Почвой такого типа по механическому составу, обладающей максимальной фильтрующей, минимальной сорбционной и поглотительной способностью, считается песчаная почва. Хотя предполагается, что в каждом из почвенно-климатических районов данные ПДК будут корректироваться с учетом региональных факторов, таких как температура и влажность почвы, содержание гумуса, рН, пористость, бактериальная обсемененность, данная работа в основном не проводится, используются единые для всех регионов ПДК химических веществ в почвах.

В системе нормирования загрязняющих веществ в почвах в какой-то степени отражена возможность дальнейшей их миграции в водные объекты и атмосферу, а также транслокации в растительность. Пороговая концентрация по данным показателям - это количество токсиканта в почве, при котором концентрация в сельскохозяйственных растениях, грунтовых водах и атмосферном воздухе не превышает ПДК соответственно для пищевых продуктов, воды водоемов и атмосферы. Однако следует отметить, что ПДК в почвах устанавливались опытным путем, независимо от источников загрязнения, которыми являются выбросы промышленных предприятий, пыление отвалов и шламохранилищ, внесение удобрений. Поэтому в настоящее время не установлены предельно допустимые вредные воздействия на почвы, хотя предпринимались попытки увязать содержание загрязняющих веществ в почвах с их концентрациями в приземном слое атмосферы на протяжении определенных временных интервалов.

Критика санитарно-гигиенических ПДК ведется не только из-за их антропоцентристской направленности, но и вследствие того, что единые значения ПДК применяются для всех регионов страны. В настоящее время в литературе часто поднимается вопрос о необходимости установления региональных значений ПДК, а также о выборе приоритетных региональных показателей, которые должны контролироваться в первую очередь.

На наш взгляд, установление региональных значений ПДК веществ должно заключаться не в ослаблении требований к их величине в ряде сред вследствие высоких значений фоновых концентраций в почвах и,

соответственно, в водных объектах. Более правильным будет постепенное ужесточение требований к значениям ПДК веществ по санитарнотоксикологическим показателям вредности для почв, атмосферного воздуха и воды в регионах с высоким загрязнением компонентов окружающей среды одними и теми же веществами. Высокая загрязненность окружающей среды приводит к превышению поступления в организм человека максимально допустимой суточной дозы вещества. Сказанное выше относится в первую очередь к районам с развитой горнодобывающей и перерабатывающей отраслями промышленности. Для данных территорий высокая загрязненность воздуха вследствие выбросов в атмосферу загрязняющих веществ предприятиями и пыления отвалов и шламохранилищ сочетается со значительными концентрациями тех же веществ в водных объектах, почвах, а также в сельскохозяйственной продукции, выращенной на загрязненных сельскохозяйственных угодьях. Кроме

того, учет региональных условий должен предусматривать неодинаковые гидрохимические особенности природных вод, сложившиеся под влиянием местных геохимических особенностей территорий. В настоящее время благодаря работам А.П. Виноградова [5], В.В. Ковальского [6] и ряда других исследователей не вызывает сомнения наличие биогеохимических провинций, отличающихся уровнем содержания в почвах и растительности различных химических элементов. Это влияет и на химизм поверхностных вод, и на особенности поведения загрязняющих антропогенных веществ в различных геохимических условиях. Установлено, что токсические свойства различных элементов по-разному проявляются в воде разной жесткости, и этот факт уже нашел отражение в стандартах качества вод для стран Европейского сообщества. Однако до сих пор региональный подход к нормированию качества поверхностных вод находится на стадии обсуждения и декларирования в различных документах. Его внедрение невозможно из-за слабой изученности потоков загрязняющих веществ от источников образования, их поведения в компонентах окружающей среды различных регионов России, отличающихся природными условиями и спецификой антропогенных нагрузок.

Таким образом, основными особенностями принятой в настоящее время системы нормирования качества окружающей среды в соответствии с химическими показателями являются:

антропоцентристская направленность;

нормирование концентраций загрязняющих веществ по отдельным компонентам окружающей среды (за некоторым исключением), без учета дальнейшей их миграции;

определение значений ПДК для чистых веществ, без учета их синергизма или снижения токсического действия при совместном нахождении ряда веществ в конкретном компоненте природной среды;

определение ПДК опытным путем в процессе экспериментов, условия которых отличаются от естественных условий, что хотя и создает запас прочности в установленных значениях ПДК веществ, но не учитывает многообразие форм нахождения веществ в природных средах;

неучет того факта, что в организм человека одно и то же вещество поступает не из одного какого-либо компонента окружающей среды, а из нескольких одновременно (алиментарный, аэрогенный, водный).

Нормирование техногенных воздействий на окружающую среду

В соответствии с существующей системой нормирования значения ПДК веществ в определенных средах, а также с рядом других количественных и качественных показателей состояния компонента природной среды должны служить ориентирами для разработки нормативов предельно допустимых вредных воздействий на окружающую среду, в том числе на почвы, растительность, биоту, поверхностные и подземные водные объекты и атмосферу. Утверждены методические указания по разработке нормативов предельно-допустимых вредных воздействий на поверхностные и подземные водные объекты. В частности, в «Методических указаниях по разработке нормативов предельно допустимых вредных воздействий на поверхностные водные объекты» определены общие принципы разработки этих нормативов. Однако вследствие неизученности вопросов, касающихся ответной реакции окружающей среды, в том числе водных объектов, на определенный вид, мощность и продолжительность антропогенной нагрузки, пользоваться данными методическими рекомендациями в настоящее время невозможно.

В наибольшей степени наука приблизилась к определению предельно допустимой массы вредных веществ, которая может поступить в водный объект, не превышая значения ПДК в контрольном створе водного объекта определенной категории водопользования. Разработана законодательная база, касающаяся сбросов в водные объекты загрязняющих веществ со сточными водами предприятий. Расчет предельно допустимого сброса сточных вод в водный объект сводится к прогнозу качества воды в контрольном створе, базирующемуся на решении дифференциальных уравнений или уравнений в частных производных.

Дальнейшим шагом на пути развития системы нормирования антропогенных воздействий на водные объекты является расчет ПДС сточных вод для всего бассейна реки или крупного по размерам водохозяйственного участка с учетом всех предприятий, осуществляющих сбросы в пределах бассейна реки. При превышении ПДК контролируемых веществ в фоновом створе исходят из условий сохранения (неухудшения) состава и свойств воды, сформировавшихся под влиянием природных факторов. Однако следует отметить, что виновником ухудшения качества вод в водном объекте выше сброса сточных вод часто являются не природные факторы, а то же предприятие, для которого разрабатывается ПДС, вследствие аэротехногенного загрязнения снежного покрова и почв выбросами и последующего смыва загрязняющих веществ в водные объекты. Даже если фоновые показатели выбираются на основании качества вод незагрязненных участков водных объектов, расположенных на значительном удалении от предприятия, следует иметь в виду, что они также могут находиться под влиянием его аэротехногенных выбросов, поскольку перенос

загрязняющих веществ от металлургических предприятий или тепловых станций достигает 30 км и более.

В настоящее время доказано, что значительная часть веществ поступает в водные объекты не только со сточными водами, но и в процессе смыва дождевыми и талыми водами с поверхности водосбора. Однако разработанность вопросов определения массы веществ, поступающей с той или иной части водосбора, а также прогноза качества вод в определенном створе при поступлении загрязняющих веществ от рассредоточенных источников загрязнения остается на низком уровне. В наибольшей степени разработаны вопросы определения поступления в водные объекты с рассредоточенным стоком биогенных веществ, вызывающих эвтрофирование природных вод (различных форм минерального азота, фосфора и калия). Для расчета выноса с водосбора в водные объекты биогенных веществ разработан ряд методических документов. Наиболее известны методика Курского НИИ земледелия, временные методические указания, разработанные в 1981 г. в РосНИИВХ, а также разработанные в 1989 г. в Ленинграде рекомендации по расчету поступления биогенных элементов в водоемы [7].

Одним из последних документов, отражающих данный вопрос, являются «Методические указания по расчету платы за неорганизованный сброс загрязняющих веществ в водные объекты» 1998 г. издания, в которых даны рекомендации по расчету поступления загрязняющих веществ в водные объекты от различных объектов хозяйствования на водосборе. Расчеты выноса загрязняющих веществ с водосбора, в соответствии с данными указаниями, рекомендуется проводить на основе эмпирических данных, полученных в процессе наблюдения за качественным составом склонового стока на различных стокоформирующих комплексах водосбора. Однако общепризнанной методики прогнозирования качества вод на участке водотока или в контрольном створе при диффузном поступлении загрязняющих веществ в настоящее время не разработано, хотя исследования в данном направлении проводятся.

Таким образом, недостатком существующей системы нормирования техногенных воздействий на водные объекты является недоучет диффузно поступающих в водные объекты загрязняющих веществ, в том числе в результате аэротехногенного загрязнения водосбора, отсутствие достаточно полно разработанной теории формирования качества вод при рассредоточенном поступлении загрязняющих веществ.

Для нормирования воздействия предприятий на окружающую среду через выбросы в атмосферу для них разрабатываются проекты нормативов ПДВ. Суть данных нормативов заключается в соблюдении непревышения среднесуточной ПДК вредного вещества в жилой зоне на высоте 2 м над поверхностью земли с учетом фоновых концентраций веществ, выброшенных другими источниками в зоне влияния. Однако в данном случае не учитывается тот факт, что выброшенные в атмосферу загрязняющие вещества в конечном итоге окажутся на подстилающей поверхности. При этом происходит загрязнение почв, снижается продуктивность сельскохозяйственных угодий в случае нахождения их в зоне влияния

выбросов крупных промышленных предприятий. Продукция, выращенная на таких землях, отличается повышенным содержанием токсичных веществ. Концентрация тяжелых металлов в почвах в зоне влияния крупных металлургических комплексов может достигать значений, превышающих значения ПДК в сотни раз. Токсичное воздействие металлов на почвы приводит к тому, что нарушается структура почвы, подавляется активность процессов минерализации азотсодержащих органических соединений и нитрификации, вследствие чего уменьшается содержание в почве подвижного азота минеральных соединений. Так, никель в концентрации 5 г/кг почвы уменьшал активность нитрификации в почве с рН 5,8 на 66%, а при рН 6,9 и 7,6 соответственно на 29 и 30%, при этом в кислой почве наблюдалось накопление аммонийного азота. Кроме того, установлено, что газовые выбросы промышленных предприятий влияют на активность микробиологических процессов, что снижает скорость деструкционных процессов в почвах. В настоящее время известно, что загрязнение почв тяжелыми металлами в комплексе с сернистым ангидридом вызывает: 1) снижение рН почвенного раствора; 2) уменьшение буферной способности почв в отношении кислотных агентов; 3) интенсификацию процессов выветривания;

4) выщелачивание или иммобилизацию элементов питания растений; 5) вынос из почвенного профиля обменного кальция, что ведет к разрушению почвенных агрегатов и активизации эрозионных процессов; 6) деградацию почвенной биоты; 7) потерю гумуса и несбалансированное состояние плодородия; 8) снижение доступности элементов питания для растений; 9) аккумуляцию в верхних горизонтах тяжелых металлов и серы; 10) мобилизацию токсичных элементов (прежде всего алюминия) и повышение общей токсичности почв. Перечисленные выше процессы ухудшают структуру почв, уменьшают ее фильтрационные свойства, снижают эрозионную стойкость, что в свою очередь ведет к повышению коэффициента стока и увеличению выноса в водные объекты загрязняющих веществ.

Помимо воздействия на почвы происходит токсичное воздействие выбросов на растительность. В первую очередь это характерно для крупных металлургических комплексов, которые за год выбрасывают в атмосферу десятки тысяч тонн сернистого ангидрида, преобразующегося в итоге фотохимических превращений в атмосфере в серную кислоту. В результате в радиусе примерно 2 км от металлургических комплексов формируется техногенная пустыня. На более значительных расстояниях отмечается выпадение из биоценоза самых чувствительных к воздействию видов, снижается продуктивность фитоценозов.

Исследованиями, проведенными за рубежом, установлено, что рост хвойных деревьев возможен в том случае, если концентрация двуокиси серы в воздухе в течение вегетационного периода не превышает 80 мкг/м3. При концентрации двуокиси серы в воздухе 120 мкг/м3 масса образующейся древесины уменьшается примерно на 40%, а при концентрации 180 мкг/м3 -на 80%. Под влиянием токсичного воздействия происходит снижение бонитета древесных пород, снижается видовое богатство травяно-

кустарничкового яруса. Указанные изменения, по исследованиям ряда авторов, наблюдаются уже на расстоянии 6 км от металлургического комплекса. Несмотря на явное отрицательное влияние выбросов предприятий на биоту и в первую очередь на растительность, до сих пор не утверждены экологические нормативы предельно допустимого вредного воздействия на растительность или биоценозы в целом.

Как уже говорилось выше, на расстоянии до 2 км происходит почти полное вымирание растительности и формирование техногенной пустыни. Район техногенной пустыни отличается интенсивным развитием эрозионных процессов, гумусовый горизонт здесь полностью отсутствует, что препятствует закреплению металлов на месте их выпадения. Ежегодно в период весеннего половодья и дождевых паводков происходит смыв выпадающих в данном районе токсичных металлов (как в растворимой форме, так и в виде взвесей) в водные объекты в огромных количествах. При этом формируются донные отложения, отличающиеся значительным содержанием металлов, которые в определенных условиях могут переходить в раствор, приводя к вторичному загрязнению вод.

Таким образом, аэротехногенные выбросы влияют на формирование качества вод не только за счет накопления загрязняющих ингредиентов в снежном покрове и дальнейшего их поступления в водные объекты, но и опосредованно, через деградацию растительного и почвенного покровов, являющихся барьерами на пути поступления токсичных веществ в водные объекты. Однако при нормировании выбросов в атмосферу данные факты никак не учитываются.

Помимо регламентации выбросов и сбросов в настоящее время нормируется размещение токсичных отходов. Деятельность большинства предприятий сопровождается образованием значительного количества отходов, часть которых представляет опасность для окружающей среды, в первую очередь для водных объектов. Это относится и к предприятиям горнодобывающей и металлургической отраслей промышленности, характерных для Уральского региона.

При добыче и обогащении руд образуются отвалы вскрышных пород и отходов обогащения. Получение металлов сопровождается образованием шлаков и шламов, которые в огромных количествах скапливаются как на территории предприятий, так и на прилегающих землях, часто находящихся поблизости от водных объектов.

Разработка проектов нормативов образования отходов и лимитов на их размещение производится в стране совсем недавно, после принятия в 1998 г. Федерального закона «Об отходах производства и потребления». Был принят ряд подзаконных актов, таких как «Положение о лицензировании деятельности по обращению с опасными отходами», «Правила разработки и утверждения нормативов образования отходов и лимитов на их размещение», «О порядке ведения государственного кадастра отходов и проведения паспортизации опасных отходов», однако этого явно недостаточно. Некоторое разъяснение правительственных постановлений должны были дать выпущенные вслед за ними методические рекомендации, которыми в настоящее время пользуются разработчики проектов нормативов и лимитов

размещения отходов. Один из основных документов в рассматриваемой области нормирования, который и определяет внедрение многих подзаконных актов, был выпущен гораздо позднее. Речь идет о порядке утверждения критериев отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды. Именно класс опасности отходов определяет характер их воздействия на окружающую среду, лимит на их размещение, а также плату за размещение отходов. Названные критерии были утверждены приказом МПР России лишь в июле 2001 г. В основу отнесения отходов к тому или иному классу опасности положены гигиенические нормативы по отношению к веществам, входящим в состав отходов, а также концентрации веществ в отходах. Однако в данном документе не отражено, каким образом и в каком количестве токсичные вещества воздействуют на тот или иной компонент окружающей среды, не указано, как учитывать природные особенности территорий, на которых предполагается размещать отходы. Очевидно, это связано с тем, что система нормирования размещения отходов находится на стадии становления, а также со сложностью классификации в отношении воздействия на окружающую среду и разработки соответствующей системы мониторинга.

По данным Департамента природных ресурсов на территории Свердловской области основной годовой объем образования горнопромышленных отходов составляют вскрышные и вмещающие породы - 64,4 млн т (45%) и отходы обогащения - 60,8 млн т (42,4% общего объема), т.е. 87% накопившихся в области отходов образовано при извлечении из недр минеральных веществ. Большую часть в годовом объеме накопления отходов составляют также золошлаковые отвалы - 6,2 млн т (4,3%) и различные виды металлургических шлаков - 2,8 млн т (1,9%). Основные виды воздействия на окружающую среду данных отходов - пыление отвалов и шламохранилищ, выщелачивание металлов из отвалов осадками в летний период и талыми водами в период весеннего снеготаяния. Следует отметить, что отвалы вскрышных пород, некондиционных руд и хвостов обогащения предприятий Уральского региона содержат значительное количество токсичных веществ, относящихся к первому и второму классам опасности (мышьяк, свинец, ртуть, кадмий), что характерно для большинства добываемых руд. Так, согласно данным

А.Б. Шайкина [8], медноколчеданные руды Урала содержат следующие химические элементы (табл. 2).

Таблица 2

Содержание химических элементов в уральских медноколчеданных рудах, г/т

Показатель Си 2п РЬ As Sb Cd Se

Среднее содержание в рудах 19000 19700 2900 710 91 1-10 120 52

Условный уральский кларк 50 60 10 20 10 0,003 0,2 0,05

Кларк концентрации 380 328 290 35,5 9,1 30-300 600 1040

Указанные выше элементы содержатся и непосредственно в выбросах металлургических комплексов, перерабатывающих медноколчеданные руды.

Однако количественные аспекты воздействия отходов переработки и обогащения на окружающую среду освещены очень слабо. Если загрязнение

почв вокруг отвалов еще как-то отражено в литературе, то оценка влияния отвалов вскрышных пород и забалансовых руд на формирование качества поверхностных и грунтовых вод практически не проводилась. Теоретические аспекты миграции токсичных элементов, содержащихся в колчеданных рудах Урала, разработаны Э.Ф. Емлиным [9]. Им рассмотрена водная, в наибольшей степени влияющая на формирование качества поверхностных вод, миграция цинка и кадмия из отвалов (табл. 3).

Таблица 3

Коэффициент водной миграции цинка и кадмия в приотвальных водах колчеданных месторождений Урала

Месторождение Цинк Кадмий

Содержание, г/л К Содержание, г/л К

Г айское 18,00 7,4 0,1080 6,60

Сибайское 100,00 7,0 0,3800 10,40

Учалымское 16,80 2,5 0,0550 2,60

Бляванское 0,36 0,2 0,0034 2,10

Дегтярское 27,75 12,3 0,1160 1,60

Кабанское 1,10 3,7 0,0032 0,02

Примечание. К - коэффициент водной миграции.

Очевидно, воздействие отвалов на водные объекты будет зависеть от таких факторов, как изначальная концентрация в отвале токсичных веществ, количество выпадающих осадков, фильтрационные свойства слагающих отвал пород, удаленность от водного объекта, возраст отвала. При определенном сочетании указанных выше факторов загрязнение водных объектов токсичными веществами может привести к повышению их концентраций до величин, во много раз превышающих ПДК для водоемов хозяйственно-пить-евого значения. Однако данный факт при получении лимитов на размещение отвалов в настоящее время практически не учитывается.

Таким образом, анализ системы нормирования антропогенных воздействий на компоненты природной среды показывает, что ее недостатками являются:

неполный учет потоков загрязняющих веществ от предприятий в окружающую среду и их наложения, ведущего к усилению негативного воздействия;

отсутствие учета миграции загрязняющих веществ из одной среды в другую;

неучет опосредованного воздействия токсичных веществ, в частности на водные объекты, через деградацию экосистемы водосбора.

В наибольшей степени данные замечания относятся к расчету предельно допустимых выбросов в атмосферу, в процессе которого не учитывается токсичное воздействие выбрасываемых ингредиентов на почвы, растительность, природные воды.

Причиной сложившейся ситуации, очевидно, является сложность рассматриваемой проблемы, невозможность учесть поведение токсикантов в различных природных условиях, установить общие закономерности для множества поступающих в окружающую среду загрязняющих веществ.

Кроме того, до настоящего времени неучтенными остаются многие материальные и энергетические потоки от промышленных предприятий в окружающую среду, не определены пути их пересечения, отсутствуют геохимические балансы предприятий. Выходом из сложившейся ситуации представляется переход к комплексной системе экологического нормирования, основанной на учете всех потоков веществ от предприятия или комплекса предприятий в окружающую среду и оценке устойчивости природных экосистем к антропогенному воздействию.

Помимо совершенствования нормативно-методического обеспечения в сфере природопользования необходимо повышение регулирующей роли экономических механизмов. Это возможно при использовании стоимостных оценок природных ресурсов и полном определении ущербов, наносимых конкретными предприятиями окружающей среде, что позволит на деле реализовать принцип «загрязнитель платит».

Литература

1. Найнштейн С.Я. Миграция химических соединений в окружающей среде как основа нормирования их содержания в почве // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Л.: Гидрометеоиздат, 1980.

2. Григорьева И.Л., Штритер Е.Е. Исследование роли рассредоточенных источников загрязнения в изменении качества грунтовых вод // Тез. докл. IV Междунар. конгр. «Вода: экология и технология». М., 2000.

3. Джамалов Р.Г., Злобина В.Л. Влияние состава атмосферных осадков на качество грунтовых вод // Водные ресурсы. 1997. № 6.

4. Башкин В.Н., Кудеяров А.Ю. Смыв азота, фосфора и калия с водосборных территорий рек, дренирующих сельскохозяйственные районы // Водные ресурсы. 1981. № 6.

5. Виноградов А.П. Биогеохимические провинции и их роль в органической эволюции // Геохимия. 1963. № 3.

6. Ковальский В.В. Геохимическая экология. М.: Наука, 1974.

7. Расчет поступления биогенных элементов в водоемы для прогноза

их эвтрофирования и выбора водоохранных мероприятий. М.:

Агропромиздат, 1989.

8. Шайкин А.Б. Токсичные элементы в отходах производства меди на Урале // Изв. ВУЗов. Горный журнал. 1997. № 11-12.

9. Емлин Э.Ф. Техногенез колчеданных месторождений Урала. Екатеринбург, 1991.