Як визначати граничні значення навантаження?

Нормування як засіб правового регулювання відносин у сфері охорони повітря визнається законодавством і правовою доктриною. Разом зі стандартизацією він проводиться з метою встановлення комплексу обов’язкових норм, правил, вимог до охорони повітря від забруднення та забезпечення екологічної безпеки. Системоутворюючим нормативно-правовим актом у галузі нормування є Закон України «Про охорону атмосферного повітря» від 16 жовтня 1992 року № 2707-XII (далі — Закон № 2707). Він визначає правові, організаційні основи та екологічні вимоги, за допомогою яких реалізується конституційна функція держави із забезпечення безпечного для життя та здоров’я довкілля. Водночас, законодавче визначення терміну «нормування» відсутнє.

Парадигмальна концепція ГДК наразі є основним критерієм оцінки якості довкілля, однак, необхідно зауважити, що нормативи мають ряд недоліків і є невиправданою екстраполяцією меж толерантності тестових організмів. Зокрема, визначення величини ГДК здійснюється в ході уніфікованих/фіксованих експериментів; вплив полютантів вивчається ізольовано (виключається ефект комбінованої дії, присутній в натурних умовах); дослідження здійснюються на тест-об’єктах (виведених у лабораторних умовах), отримані дані екстраполюються на людину; мало досліджень ГДК для рослин. Крім того, розроблені нормативи переважно завищені, а небезпечні полютанти містяться у довкіллі в мізерних концентраціях і не відстежуєься, їхня комбінована дія або трансформація.

Доцільним у підрахуванні викидів буде використання принципу, що базується на фізичному усередненні

Оцінки навантаження основані на цих даних, будуть ненадійні, оскільки одномоментні концентрації полютантів, зазвичай сильно варіюють, при цьому не завжди можна виділити основний токсикант. Викиди реальних джерел емісій багатокомпонентні, кількість забруднюючих речовин, концентрації яких можна виміряти, незначна, тому велика кількість концентрацій інгредієнтів залишаються поза увагою. У такому випадку доцільним є використання принципу, що базується на фізичному усередненні. Зокрема, концентрації полютантів в снігу — характеризують величину викидів за зимовий період/рік; ґрунті — сумарний багаторічний ефект. Однак, такі дані подають різну інформацію, крім того для нових джерел викидів геохімічні аномалії по снігу й ґрунту не збігаються.

Техногенне забруднення різко збільшує просторову неоднорідність полів концентрацій, можливими причинами цього може бути їхній перерозподіл талими водами в межах нано- і мікрорельєфу, варіабельність «асимиляційної ємності» і біологічної активності ґрунтів, або нерівномірність випадання забруднених опадів. Неоднорідність полів забруднення зумовлює обмеженість у екстраполяції точкових спостережень на великі площі. Крім того надзвичайно важливим є питання про форму токсикантів, оскільки біогеохімічною й токсичною активністю володіє та частина забруднюючих речовин, що перебуває в рідкій фазі ґрунту — ґрунтовому розчині. Тому, наприклад для важких металів, необхідне визначення рухливих форм, а не валового вмісту.

В гігієнічному нормуванні при встановленні ГДК газоподібних полютантів для рослин використовується принцип визначення граничного навантаження як максимально недіючого — знаходження такої величини навантаження, при якій реєстровані параметри вірогідно не відрізняються від контрольних значень на прийнятому рівні значимості. З безлічі показників стану рослинного організму апріорно обирається один. У такому разі відсутній єдиний критерій для оцінки стану рослин; необ’єктивно представлені істотності змін; результати залежать від статистичної вірогідності розходжень.

Основне методичне питання, що виникає в практиці — як визначати граничні значення навантаження для екологічного нормування

На глобальному та регіональному рівнях визначення гранично допустимих концентрацій газоподібних полюнтів для рослин можна здійснювати за ефектом впливу полютантів на річну первинну продукцію. Недоліком даного методу є те, що він базується на короткострокових лабораторних дослідженнях у фумігаційних камерах, що не дає можливості враховувати адаптаційні процеси, популяційні й ценотичні ефекти і тому може бути недостатньо інформативним для природних екосистем.

Основне методичне питання, що виникає в практиці екологічного нормування — як визначати граничні значення навантаження.

У ряді методів екологічного нормування використовуються функції бажаності, числові значення яких можуть бути переведені у вербальну шкалу. Спосіб переведення задається або довільно, або на основі критичних точок функції Харрінгтона. Процедура переведення реальних значень параметрів у функцію бажаності заснована на ряді довільних допущень. Це робить методи визначення граничних навантажень наближеними й суб’єктивними.

Виникає необхідність обґрунтування інтегральної міри навантаження, яка зазвичай встановлюється на підставі даних щодо концентрацій полютантів у середовищах. У такому випадку мірою може слугувати: віддаль від джерела емісії; концентрація окремої речовини; сума концентрацій речовин; індекc навантаження; реакція біотестерів.

При визначенні віддалі від джерела як міри навантаження, необхідно враховувати кілька коригувальних моментів:

  на розподіл забруднювачів впливає неоднорідність мікро- і мезорельєфу (близько розташовані ділянки, захищені височинами, на відміну від віддалених, розташованих на схилах, будуть менше забруднюватися);
  інші види антропогенних навантажень (рекреація);
  різницю у дальності перенесення полютантів, оскільки
  різницю у дальності перенесення полютантів, оскільки вони асоційовані з аерозольними частками різного розміру;
  при асиметричній троянді вітрів за розглянутим показником порівняються тільки точки, розташовані на одному радіусі.

Більш обґрунтованою мірою є агрегаційні індекси, зокрема, можна використати суму перевищень концентрацій над фоновим рівнем. Сума перевищень ГДК («відносна токсична маса») використовується гігієністами при геохімічній оцінці територій, в оцінці впливу підприємств на довкілля. Середнє перевищення ГДК рекомендоване для комплексної оцінки навантаження на природні об’єкти, а «коефіцієнт екологічної відповідності» — при визначенні «природоємності» виробництва.

Сума перевищень ГДК — «відносна токсична маса» використовується при геохімічній оцінці територій

Процедура усереднення, коректна, якщо забруднювачі утворюють єдиний комплекс, їхній розподіл у просторі однотипний та мають подібні величини максимальних перевищень над фоном. Інакше зміна навантаження за рахунок полютантів нівелюється стабільністю концентрацій речовин, не пов’язаних з техногенними надходженнями, а індекс — неадекватна міра навантаження.

Актуалізуючи питання недосконалості сучасних нормативів, Т. Б. Кудрявська та А. О. Дичко пропонують як альтернативу традиційним методам нормування впливу техногенних об’єктів на довкілля показник екологічно допустимих концентрацій (ЕДК). Він передбачає аналіз комплексу абіотичних чинників, з метою виокремлення найнебезпечніших для біоти. Такий метод нормування базується на принципі регіональності з веденням процедури для окремих модельних ділянок. В основу такого нормування покладений принцип відмінностей між екосистемами та адаптованості популяцій до несприятливих чинників. При цьому в просторі факторів виділяється і розраховується область оптимального функціонування екосистеми по кожному з них. Вихід за межі ЕДК інтерпретується як перехід системи з благополучного в неблагополучний стан.

Основним інструментом регулювання якості довкілля є розробка і встановлення нормативів гранично допустимих викидів забруднюючих речовин в атмосферу

Основним інструментом регулювання якості довкілля є розробка і встановлення нормативів гранично допустимих викидів забруднюючих речовин в атмосферу. При цьому підприємство орієнтується на дотримання нормативів за критеріями ГДКм.р, крім того на їхню розробку не поширюється вимога про необхідність виконання оцінки ризику. Основним критерієм встановлення ГДВ є дотримання в приземному шарі атмосфери на межі санітарно-захисної зони (ДСП 173-96) або на території житлової забудови умови

C/ГДКм.р ≤ 1 (наявність однієї речовини, або речовин антагоністичної дії).

У випадках, якщо у викидах джерел забруднення містяться кілька забруднюючих речовин, що володіють ефектом сумації — C1/ГДКм.р.1 + Cn/ГДКм.р.n ≤ 1, де С1, …, Сn — концентрації шкідливих речовин, що володіють ефектом сумації; ГДК1,...., ГДКn — гранично допустимі концентрації.

Характеристика ризику розвитку неканцерогенних ефектів здійснюється шляхом порівняння фактичних рівнів експозиції з безпечними рівнями впливу.

Референтна концентрація — величина безперервного інгаляційного впливу на популяцію (включаючи чутливі підгрупи), при якій не спостерігається помітний ризик шкідливих неканцерогенних ефектів протягом усього життя.

За величини HQ ≤ 1,0, ризик шкідливих ефектів розглядається як допустимий. Якщо коефіцієнт небезпеки перевищує одиницю, то ймовірність виникнення шкідливих ефектів у людини зростає пропорційно збільшенню.

Для неканцерогенних хімічних речовин адитивність визнається в разі їх односпрямованої токсичної дії. Відповідно до міжнародних рекомендацій, під «односпрямованою» дією умовно розуміється вплив речовин на одні й ті ж органи або системи організму.

Відмінність у результатах оцінки допустимості впливу на підставі санітарно-гігієнічного нормування та оцінки ризику для здоров’я населення зумовлені низкою причин.

Зокрема, наявні суттєві відмінності між санітарно-гігієнічними нормативами ГДКс.д. і ГДКм.р. і критеріями оцінки ризику — референтними концентраціями за гострого ARfC і хронічного RfC інгаляційного впливу. Крім того, за класичного нормування при проведенні розрахунків розсіювання забруднюючих речовин використовуються значення потужності їх максимально разового викиду в г/c, а при оцінці ризику для здоров’я населення — нижчі середнього значення потужності викиду мінімум за один рік. Причому в якості вихідних даних використовується річний валовий викид в т/рік), який перераховується в г/c. Слід також зазначити, що при розрахунку індексу небезпеки HI використовується сума коефіцієнтів небезпеки HQ для більшої кількості речовин з односпрямованою токсичною дією, а це може відрізнятися від кількості речовин, що входять до групи сумації при розробці проєкту нормативів ГДВ.

Отже, наявні суттєві відмінності у результатах оцінювання допустимості впливу за використання цих методів, тому при розробці проєктних матеріалів щодо обґрунтування санітарно-захисних зон фахівцям-екологам, які працюють в галузі екологічного проєктування, необхідно добре орієнтуватися у всіх питаннях, пов’язаних з оцінкою ризиків здоров’ю населення. Між діючими нормативними та методичними документами, що забезпечують охорону атмосферного повітря і захист здоров’я населення потрібна додаткова гармонізація. використання процедури оцінки ризику не завжди може бути виправдано, оскільки, необхідно враховувати конкретну містобудівну ситуацію.

При обґрунтуванні допустимих рівнів впливу/навантажень необхідна оцінка ефектів впливу чинників на людину й довкілля; реакцій організмів, популяцій, екологічних систем на впливи, визначення збитків від впливу, виявлення критичних чинників впливу й найбільш чутливих елементів біосфери з погляду наслідків впливу.

Кількісною мірою допустимого санітарного-токсикологічного навантаження зазвичай є норматив ГДР/ГДК

Кількісною мірою допустимого санітарного-токсикологічного навантаження як правило, є норматив ГДР/ГДК, що встановлюються за токсикологічною ознакою або біогеохімічним методом, а допустимого екологічного навантаження — ГДЕН (кількість шкідливо діючої субстанції, розрахованої на індивідуум (особу), популяцію). Гранично допустимі концентрації, що характеризують антропогенний вплив шкідливих речовин на людину, а не навантаження, обґрунтовуються, виходячи із санітарно-гігієнічних міркувань. Наразі розроблена й діє система санітарно-гігієнічних норм, методики встановлення максимально допустимих концентрацій (МДК). Зазначені норми стосуються гранично допустимих рівнів антропогенних впливів на людину.

Встановлення меж допустимих навантажень при антропогенному впливі на біоценози здійснюється порівняно недавно.

Токсикологічний метод встановлення ГДК ґрунтується на результатах експериментальних досліджень токсичних (відносні показники виживання, плодючості, росту знижуються більше ніж на 50 %), граничних (зниження не перевищує 50 %) і недіючих (зміни на рівні 25 %) концентрацій шкідливих речовин. При встановленні екологічної норми для кожної популяції приймається коефіцієнт запасу, що являє собою відношення допустимого впливу до критичного. У такому випадку допустимі концентрації повинні бути в 10–20 разів нижчими від ЛК50. При обґрунтуванні екологічних норм необхідно враховувати, що реакції популяцій різних видів на ті самі впливи можуть значно відрізнятися. При обґрунтуваннях величин ГДК не враховуються кумулятивний та акумулятивний та міграційний ефекти. Разом з тим зазначені процеси іноді мають вирішальне значення у визначенні критичних ланок екосистем.

Увага! Стаття публікується частково!

  Повна версія – в журналі «ECOBUSINESS. Екологія підприємства» №10, 2020 в статті «Нормування якості повітря: що потрібно знати природокористувачеві?»
     автора Тетяни Морозової, кандидата біологічних наук, доцента