53. Опасности для здоровья из окружающей среды
Редакторы глав: Аннали Ясси и Торд Кьельстрём
Связь между окружающей средой и гигиеной труда
Аннали Ясси и Торд Кьельстрём
Продовольственная и сельскохозяйственная
Фридрих К. Кеферштейн
Промышленное загрязнение в развивающихся странах
Ниу Ширу
Развивающиеся страны и загрязнение
Ти Л. Гвидотти
Загрязнение воздуха
Изабель Ромье
Загрязнение земли
Ти Л. Гвидотти и Чен Вейпин
Загрязнение воды
Иванилдо Хеспаньоль и Ричард Хелмер
Энергия и здоровье
ЛД Гамильтон
урбанизация
Эдмундо Верна
Глобальное изменение климата и истощение озонового слоя
Джонатан А. Патц
Вымирание видов, утрата биоразнообразия и здоровье человека
Эрик Чивиан
Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи.
1. Отдельные крупные вспышки "экологических болезней"
2. Возбудители болезней пищевого происхождения: особенности эпидемиологии
3. Основные источники загрязнения атмосферного воздуха
4. Взаимосвязь экспозиция-реакция PM10
5. Изменения концентрации озона: последствия для здоровья
6. Заболеваемость и смертность: болезни, связанные с водой
7. Выработка электроэнергии на топливе: последствия для здоровья
8. Производство возобновляемой электроэнергии: последствия для здоровья
9. Производство атомной электроэнергии: последствия для здоровья
10. Жилье и здоровье
11. Городская инфраструктура и здоровье
12. Глобальный статус основных трансмиссивных болезней
Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, щелкните, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи.
54. Экологическая политика
Редактор глав: Ларри Р. Колер
Обзор Безопасность и гигиена труда и окружающая среда — две стороны одной медали
Ларри Р. Колер
Окружающая среда и сфера труда: комплексный подход к устойчивому развитию, окружающей среде и рабочей среде
Ларри Р. Колер
Закон и правила
Франсуаза Бурэнн-Гильмен
Международные экологические конвенции
Дэвид Фристоун
Оценка воздействия на окружающую среду
Рон Биссет
Оценка жизненного цикла (от колыбели до могилы)
Свен-Олоф Райдинг
Оценка рисков и информирование
Адриан В. Георге и Хансйорг Зайлер
Экологический аудит – определение и методология
Роберт Койл
Стратегии рационального использования окружающей среды и защита работников
Сесилия Бриги
Контроль загрязнения окружающей среды: сделать предотвращение загрязнения корпоративным приоритетом
Роберт П. Брингер и Том Зосел
Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи.
1. Объем экологического аудита
2. Основные этапы экологического аудита
3. Добровольные соглашения, касающиеся окружающей среды
4. Меры по охране окружающей среды и коллективные договоры
5. Коллективные договоры по охране окружающей среды
Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, щелкните, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи.
55. Контроль загрязнения окружающей среды
Редакторы глав: Джерри Шпигель и Люсьен Ю. Майстр
Контроль и предотвращение загрязнения окружающей среды
Джерри Шпигель и Люсьен Ю. Майстр
Управление загрязнением воздуха
Дитрих Швела и Беренис Гельцер
Загрязнение воздуха: моделирование рассеивания загрязняющих веществ в воздухе
Марион Вихманн-Фибиг
Мониторинг качества воздуха
Ганс-Ульрих Пфеффер и Петер Брукманн
Контроль загрязнения воздуха
Джон Элиас
Контроль загрязнения воды
Герберт С. Преул
Проект рекультивации сточных вод Данского региона: пример из практики
Александр Донаги
Принципы обращения с отходами
Люсьен Ю. Майстре
Управление твердыми отходами и их переработка
Нильс Йорн Хан и Пол С. Лауридсен
Практический пример: Канадский мультимедийный контроль и предотвращение загрязнения Великих озер
Томас Ценг, Виктор Шантора и Ян Р. Смит
Технологии более чистого производства
Дэвид Беннетт
Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи.
1. Распространенные загрязнители атмосферы и их источники
2. Параметры планирования измерений
3. Процедуры ручного измерения неорганических газов
4. Автоматизированные процедуры измерения неорганических газов
5. Процедуры измерения взвешенных частиц
6. Процедуры измерения на большом расстоянии
7. Процедуры хроматографического измерения качества воздуха
8. Систематический мониторинг качества воздуха в Германии
9. Этапы выбора контроля за загрязнением
10. Стандарты качества воздуха для диоксида серы
11. Стандарты качества воздуха для бензола
12. Примеры наилучших доступных технологий управления
13. Промышленный газ: методы очистки
14. Примеры норм выбросов для промышленных процессов
15. Операции и процессы очистки сточных вод
16. Список исследуемых параметров
17. Исследуемые параметры на добывающих скважинах
18. Источники отходов
19. Критерии выбора веществ
20. Сокращение выбросов диоксинов и фуранов в Канаде
Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, щелкните, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи.
Публичность вокруг Конференции ООН по окружающей среде и развитию (ЮНСЕД), которая состоялась в Рио-де-Жанейро в июне 1992 года, подтвердила центральное место, которое глобальные экологические проблемы, такие как глобальное потепление и утрата биологического разнообразия, занимают в мировой политической повестке дня. . Фактически, за двадцать лет между Стокгольмской конференцией по окружающей человека среде 1972 г. и ЮНСЕД 1992 г. произошло не только значительное повышение осведомленности об угрозах для окружающей среды со стороны деятельности человека как в локальном, так и в глобальном масштабе, но и резкое увеличение числа международно-правовых документов, регулирующих экологические вопросы. (Существует большое количество сборников природоохранных договоров: см., например, Burhenne, 1974a, 1974b, 1974c; Hohmann, 1992; Molitor, 1991. О современной качественной оценке см. Sand, 1992.)
Следует напомнить, что двумя основными источниками международного права (как они определены в Статуте Международного Суда 1945 г.) являются международные конвенции и международное обычное право (статья 38(1) Статута). Международное обычное право вытекает из повторяющейся с течением времени практики государств, полагая, что она представляет собой юридическое обязательство. Хотя новые нормы обычного права могут возникать относительно быстро, скорость, с которой осознание глобальных экологических проблем стало предметом международной политической повестки дня, означает, что обычное право, как правило, занимает второе место после договорного или конвенционного права в эволюции правовых норм. норм. Хотя некоторые базовые принципы, такие как справедливое использование общих ресурсов (Арбитраж Лак-Лану, 1957 г.) или обязательство не допускать деятельности, наносящей ущерб окружающей среде соседних государств (Арбитраж ТрейлСмелтер, 1939, 1941 гг.), можно отнести к судебным решениям, вытекающим из обычного права, договоры, несомненно, были основным методом, с помощью которого международное сообщество отреагировало на необходимость регулирования деятельности, угрожающей окружающей среде. Еще одним важным аспектом международного экологического регулирования является разработка «мягкого права»: необязательных инструментов, которые устанавливают руководящие принципы или пожелания для будущих действий или посредством которых государства принимают на себя политические обязательства по достижению определенных целей. Эти инструменты «мягкого права» иногда перерастают в формальные правовые документы или становятся связанными с обязательными документами, как, например, через решения сторон конвенции. (О значении мягкого права по отношению к международному экологическому праву см. Freestone 1994.) Многие из упомянутых выше сборников документов по международному экологическому праву включают инструменты мягкого права.
В данной статье будет дан краткий обзор основных международных природоохранных конвенций. Хотя такой обзор неизбежно концентрируется на основных глобальных конвенциях, следует также помнить о значительной и растущей сети региональных и двусторонних соглашений. (Систематическое изложение всего свода международного экологического права см. в Kiss and Shelton 1991; Birnie and Boyle 1992. См. также Churchill and Freestone 1991.)
Пре-Стокгольм
До Стокгольмской конференции 1972 г. большинство природоохранных конвенций относились к охране дикой природы. Исторический интерес представляют только самые ранние конвенции по охране птиц (например, Конвенция 1902 г. по охране птиц, полезных для сельского хозяйства; см. далее Lyster 1985). В более долгосрочной перспективе более важными являются общие конвенции по охране природы, хотя Вашингтонская конвенция о регулировании китобойного промысла 1946 года (и Протокол к ней 1956 года) особенно заслуживают внимания в этот период — со временем она, конечно, сместила акцент с эксплуатации на сохранение. Пионерской конвенцией с точки зрения сохранения была Африканская конвенция об охране природы и природных ресурсов 1968 года, Алжир, которая, несмотря на ее всеобъемлющий и новаторский подход к сохранению, допустила ошибку многих других конвенций, не учредив административную структуру для надзора за ее надзором. Также примечательной и значительно более успешной является Рамсарская конвенция 1971 года о водно-болотных угодьях, имеющих международное значение, особенно в качестве местообитаний водоплавающих птиц, которая устанавливает сеть охраняемых водно-болотных угодий на территориях государств-членов.
Другими заслуживающими внимания событиями этого периода являются первые глобальные конвенции о загрязнении нефтью. Международная конвенция по предотвращению загрязнения моря нефтью (OILPOL) 1954 г. (с поправками 1962 и 1969 гг.) открыла новые возможности, разработав нормативно-правовую базу для морских перевозок нефти, но первые конвенции, предусматривающие действия в чрезвычайных ситуациях и компенсация за ущерб от загрязнения нефтью была разработана непосредственно в ответ на первую в мире крупную аварию нефтяного танкера - крушение либерийского нефтяного танкера. Каньон Торри у берегов юго-западной Англии в 1967 году. Международная конвенция 1969 года о вмешательстве в открытом море в случае ущерба от загрязнения нефтью санкционировала принятие чрезвычайных мер прибрежными государствами за пределами территориальных вод, а также Международная конвенция о гражданской ответственности за загрязнение нефтью 1969 года. Ущерб и Международная конвенция 1971 года об учреждении Международного фонда компенсации за ущерб от загрязнения нефтью в Брюсселе послужили основой для требований о возмещении ущерба владельцам и операторам нефтяных танкеров, дополненных международным компенсационным фондом. (Обратите внимание также на важные отраслевые схемы добровольной компенсации, такие как TOVALOP и CRISTAL; см. далее Abecassis and Jarashow 1985.)
От Стокгольма до Рио
В период с 1972 по 1992 годы произошло поразительное увеличение количества и разнообразия инструментов международного права окружающей среды. Большая часть этой деятельности напрямую связана со Стокгольмской конференцией. Знаменитая Декларация конференции (Декларация Конференции Организации Объединенных Наций по окружающей человека среде 1972 г.) не только заложила определенные принципы, большинство из которых де леге ференда (т. е. они указали, каким должен быть закон, а не каким он был), но он также разработал план действий по охране окружающей среды из 109 пунктов и резолюцию, рекомендующую институциональную и финансовую реализацию ООН. Результатом этих рекомендаций стало создание Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП), учрежденной резолюцией Генеральной Ассамблеи ООН (ГА ООН 1972 г.) и в конечном итоге базирующейся в Найроби. ЮНЕП несла прямую ответственность за спонсорство ряда ключевых глобальных природоохранных договоров и за разработку важной Программы по региональным морям, в результате которой была создана сеть из примерно восьми региональных рамочных конвенций по защите морской среды, к каждой из которых были разработаны протоколы, отвечающие требованиям особые требования региона. Ряд новых региональных программ все еще находится в стадии разработки.
Чтобы дать обзор большого количества природоохранных конвенций, разработанных в этот период, они разделены на несколько групп: охрана природы; защита морской среды; регулирование трансграничного воздействия на окружающую среду.
Сохранение природы и природных ресурсов
В этот период был заключен ряд природоохранных договоров как на глобальном, так и на региональном уровне. На глобальном уровне особого внимания заслуживают Конвенция ЮНЕСКО 1972 г. об охране всемирного культурного и природного наследия, Вашингтонская конвенция 1973 г. о международной торговле видами, находящимися под угрозой исчезновения (СИТЕС), и Боннская конвенция 1979 г. об охране мигрирующих видов диких животных. . На региональном уровне имеется большое количество договоров, в том числе Северная конвенция по охране окружающей среды 1974 г., Конвенция об охране природы южной части Тихого океана 1976 г. Дикая природа и естественная среда обитания (Серия европейских договоров). Обратите также внимание на Директиву ЕС 1974 г. 1979/1979 об охране диких птиц (OJ 79), измененную и дополненную Директивой 409/1979 об охране естественных местообитаний и дикой флоры и фауны (OJ 92), Конвенцию 43 г. Сохранение и управление викуньей и Соглашение АСЕАН 1992 года об охране природы и природных ресурсов (воспроизведено в Kiss and Shelton 1979). (Также следует отметить договоры, касающиеся Антарктики — области глобального достояния, находящейся за пределами юрисдикции какого-либо государства: Канберрская конвенция 1985 г. о сохранении морских живых ресурсов Антарктики, Веллингтонская конвенция 1991 г. о регулировании деятельности по использованию минеральных ресурсов Антарктики и Протокол 1980 г. к Договору об Антарктике по охране окружающей среды, подписанный в Мадриде.)
Защита морской среды
В 1973 году начались переговоры Третьей конференции ООН по морскому праву (ЮНКЛОС III). Кульминацией девяти лет переговоров по ЮНКЛОС стала Конвенция Монтего-Бей по морскому праву 1982 года (LOSC), часть XII которой включала общие рамки регулирования вопросов морской окружающей среды, включая морские и наземные источники загрязнения и сбросы. , а также установление некоторых общих обязанностей в отношении защиты морской среды.
На более детальном уровне Международная морская организация (ИМО) отвечала за разработку двух крупных глобальных конвенций: Лондонской конвенции 1972 года о предотвращении загрязнения моря сбросами отходов и других материалов и Международной конвенции 1973 года о предотвращении загрязнения моря сбросами отходов и других материалов. Загрязнение с судов с поправками, внесенными в 1978 г. (MARPOL 1973/78), и третья, касающаяся разливов нефти, озаглавленная «Международная конвенция о готовности, реагировании и сотрудничестве в случае загрязнения нефтью» 1990 г., устанавливает глобальные правовые рамки для сотрудничества и оказания помощи при реагировании на крупные разливы нефти. (Другие морские конвенции, которые не являются в первую очередь экологическими, но имеют отношение к делу, включают Конвенцию о международных правилах предотвращения столкновений судов в море (МППСС) 1972 года; Международную конвенцию по охране человеческой жизни на море (СОЛАС) 1974 года; Конвенцию МОТ о торговом судоходстве 1976 года. (Минимальные стандарты) (№ 147) и Конвенция 1978 года о стандартах подготовки, дипломирования и несения вахты для морских дальнобойщиков).
Лондонская конвенция 1972 года приняла то, что сейчас стало общепринятым, путем перечисления веществ (Приложение I), которые нельзя сбрасывать в океан; В приложении II перечислены вещества, сброс которых возможен только при наличии разрешения. Регулирующая структура, которая требует от подписавших государств соблюдения этих обязательств в отношении любых судов, загружающихся в их порты, или судов под их флагом в любой точке мира, постепенно ужесточила свой режим до такой степени, что стороны теперь фактически прекратили сброс промышленных отходов в океан. Конвенция МАРПОЛ 1973/78 г. заменяет Конвенцию ОЙЛПОЛ 1954 г. (см. выше) и обеспечивает основной режим регулирования загрязнения с судов всех видов, включая нефтяные танкеры. МАРПОЛ требует, чтобы государства флага ввели контроль над «операционными сбросами» всех контролируемых веществ. В 1978 году в режим МАРПОЛ были внесены поправки, которые постепенно распространяли его режим на различные формы загрязнения судовыми источниками, указанные в пяти Приложениях. В настоящее время вступили в силу все Приложения, касающиеся нефти (Приложение I), вредных жидких веществ (Приложение II), упакованных отходов (Приложение III), сточных вод (Приложение IV) и мусора (Приложение V). Более строгие стандарты применяются в особых зонах, согласованных Сторонами.
На региональном уровне Программа ЮНЕП по региональным морям представляет собой широкую, хотя и не всеобъемлющую, сеть договоров по охране морской среды, охватывающую: Средиземное море (Конвенция о защите Средиземного моря от загрязнения, Барселона, 16 февраля 1976 г.; протоколы 1976 г. ( 2), 1980 и 1982 гг.); залива (Кувейтская региональная конвенция о сотрудничестве в области защиты морской среды от загрязнения, Кувейт, 24 апреля 1978 г.; протоколы 1978, 1989 и 1990 гг.); Западная Африка (Конвенция о сотрудничестве в области защиты и освоения морской и прибрежной среды региона Западной и Центральной Африки (Абиджан, 23 марта 1981 г.) с протоколом 1981 г.); Юго-Восточная часть Тихого океана (Конвенция о защите морской среды и прибрежных районов юго-восточной части Тихого океана (Лима, 12 ноября 1981 г.); протоколы 1981 г., 1983 г. (2) и 1989 г.); Красное море (Региональная конвенция по охране окружающей среды Красного моря и Аденского залива (Джидда, 14 февраля 1982 г.); протокол 1982 г.); Карибский бассейн (Конвенция о защите и освоении морской среды Большого Карибского региона (Картахена, 24 марта 1983 г.); протоколы 1983 и 1990 гг.); Восточная Африка (Конвенция об охране, рациональном использовании и освоении морской и прибрежной среды восточноафриканского региона (Найроби, 21 июня 1985 г.); 2 протокола в 1985 г.); и южная часть Тихого океана (Конвенция об охране природных ресурсов и окружающей среды Южно-Тихоокеанского региона (Нумеа, 24 ноября 1986 г.); 2 протокола в 1986 г.) - еще шесть или около того находятся на различных стадиях планирования. (Тексты всех вышеупомянутых конвенций и протоколов к ним, а также подробности о разработке программ см. в Sand 1987.) Эти договоры дополняются протоколами, охватывающими широкий круг вопросов, включая регулирование наземных источников загрязнения, сброс в океан, загрязнение (и вывод из эксплуатации) морских нефтяных вышек, особо охраняемые территории и охрана дикой природы.
Другие региональные режимы были разработаны вне рамок ЮНЕП, особенно в Северо-Восточной Атлантике, где очень обширная сеть региональных инструментов охватывает регулирование сброса в океан (Конвенция Осло 1972 г. по предотвращению загрязнения моря сбросами с судов и самолетов; протоколы в 1983 и 1989 гг.), наземные источники загрязнения (Парижская конвенция 1974 г. по предотвращению загрязнения моря из наземных источников; протокол 1986 г.), мониторинг загрязнения нефтью и сотрудничество (Боннское соглашение 1983 г. о сотрудничестве в борьбе с загрязнением Северное море по нефти и другим вредным веществам: решение о внесении поправок 1989 г.), инспекция судов в целях обеспечения безопасности и защиты морской среды (Парижский меморандум о взаимопонимании по контролю со стороны государства порта при выполнении соглашений о безопасности на море и защите морской среды, 1982 г., а также как охрана природы и рыболовство (см. в целом Freestone and IJlstra 1991. Обратите внимание также на новый Парижский монастырь 1992 г.). ион по защите морской среды северо-восточной Атлантики, который заменит конвенцию Осло и Парижскую конвенцию; текст и анализ в Hey, IJlstra and Nollkaemper 1993.) В отношении Балтийского моря недавно была пересмотрена Хельсинкская конвенция 1974 г. о защите морской среды района Балтийского моря (текст и анализ Конвенции 1992 г. см. в Ehlers 1993)), и новая Конвенция, разработанная для региона Черного моря (Бухарестская конвенция по защите Черного моря 1992 г.; см. также Одесскую министерскую декларацию 1993 г. по защите Черного моря).
Трансграничное воздействие
Принцип 21 Стокгольмской декларации предусматривает, что государства «несут ответственность за обеспечение того, чтобы деятельность, находящаяся под их юрисдикцией и контролем, не наносила ущерба окружающей среде других государств или районов за пределами действия национальной юрисдикции». Хотя этот принцип в настоящее время считается широко признанным частью обычного международного права, принцип грубо требует значительной тонкой настройки, чтобы обеспечить основу для регулирования такой деятельности. Для решения этих проблем и в основном в ответ на получившие широкую огласку кризисы были разработаны международные конвенции для решения таких вопросов, как трансграничное загрязнение воздуха на большие расстояния, защита озонового слоя, уведомление и сотрудничество в ответ на ядерные аварии, трансграничная перевозка опасных отходов и глобальное изменение климата.
Трансграничное загрязнение воздуха на большие расстояния
Загрязнение воздуха на большие расстояния в Европе впервые было рассмотрено Женевской конвенцией 1979 года (Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния). Однако это была рамочная конвенция, скромно выраженные цели которой заключались в том, чтобы «ограничить и, насколько это возможно, постепенно уменьшить и предотвратить загрязнение воздуха, включая трансграничное загрязнение на большие расстояния». Существенный прогресс в регулировании выбросов конкретных веществ был достигнут только с разработкой протоколов, которых сейчас четыре: Женевский протокол 1984 г. (Женевский протокол о долгосрочном финансировании Совместной программы мониторинга и оценки долгосрочных -Распространение загрязнения воздуха в Европе) создана сеть станций мониторинга качества воздуха; Хельсинкский протокол 1985 г. (о сокращении выбросов серы), направленный на сокращение выбросов серы на 30% к 1993 г.; Софийский протокол 1988 г. (об ограничении выбросов оксидов азота или их трансграничных потоков), который в настоящее время заменен Вторым протоколом по сере, Осло, 1994 г., предусматривал замораживание национальных выбросов оксидов азота на уровне 1987 г. к 1994 г.; и Женевский протокол 1991 года (об ограничении выбросов летучих органических соединений или их трансграничных потоков) предусматривает ряд вариантов сокращения выбросов летучих органических соединений и потоков.
Трансграничные последствия ядерных аварий
Внимание всего мира было привлечено к трансграничным последствиям ядерных аварий после аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г., но даже до этого в предыдущих конвенциях рассматривался ряд вопросов, связанных с рисками, связанными с ядерными устройствами, включая Конвенцию об ответственности перед третьими лицами в 1961 г. области ядерной энергетики (1960 г.) и Венской конвенции о гражданской ответственности за ядерный ущерб (1963 г.). Отметим также Договор 1963 года о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, в космическом пространстве и под водой. В Венской конвенции о физической защите ядерного материала 1980 года была предпринята попытка установить стандарты защиты ядерного материала от ряда угроз, включая терроризм. После аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г. были приняты еще две конвенции: об оперативном оповещении об авариях (Венская конвенция об оперативном оповещении о ядерной аварии) и о международном сотрудничестве в случае таких аварий (Венская конвенция о помощи в случае аварии). ядерная авария или радиационная аварийная ситуация).
Защита озонового слоя
Венская конвенция об охране озонового слоя 1985 года налагает на каждую сторону общие обязательства «в соответствии с имеющимися в их распоряжении средствами и их возможностями»:
а) сотрудничать путем систематического наблюдения, исследований и обмена информацией, чтобы лучше понять и оценить влияние деятельности человека на озоновый слой и влияние на здоровье человека и окружающую среду изменения озонового слоя; (b) принимать надлежащие законодательные или административные меры и сотрудничать в согласовании соответствующей политики для контроля, ограничения, сокращения или предотвращения человеческой деятельности под их юрисдикцией или контролем, если будет установлено, что эта деятельность имеет или может иметь неблагоприятные последствия в результате модификации или вероятного модификация озонового слоя; (c) сотрудничать в разработке согласованных мер, процедур и стандартов для осуществления Конвенции с целью принятия протоколов и приложений; (d) сотрудничать с компетентными международными органами для эффективного осуществления Конвенции и протоколов, участниками которых они являются.
Венская конвенция была дополнена Монреальским протоколом 1987 года по веществам, разрушающим озоновый слой, который сам был скорректирован и дополнен на Лондонском совещании 1990 года и совсем недавно на Копенгагенском совещании в ноябре 1992 года. озоноразрушающие химические вещества, а именно ХФУ, галоны, другие полностью галогенированные ХФУ, четыреххлористый углерод и 2-трихлорэтан (метилхлороформ).
Статья 5 предусматривает освобождение от ограничений на выбросы для некоторых развивающихся стран «для удовлетворения (их) основных внутренних потребностей» на срок до десяти лет при соблюдении определенных условий, изложенных в статье 5(2)(3). Протокол также предусматривает техническое и финансовое сотрудничество для сторон, являющихся развивающимися странами, требующих исключения в соответствии со статьей 5. Было согласовано создание Многостороннего фонда для оказания помощи таким сторонам в проведении исследований и выполнении их обязательств (статья 10). В ноябре 1992 года в Копенгагене в свете научной оценки истощения озонового слоя 1991 года, в которой были обнаружены новые свидетельства уменьшения содержания озона в обоих полушариях в средних и высоких широтах, был согласован ряд новых мер, при условии, конечно, общий режим, описанный выше; задержки в соответствии со статьей 5 все еще возможны для развивающихся государств. Все стороны должны были прекратить использование галонов к 1994 г., а ХФУ, ГБФУ, четыреххлористый углерод и метилхлороформ – к 1996 г. Использование ГХФУ должно быть заморожено к 1996 г., сокращено на 90% к 2015 г. и прекращено к 2030 г. консервант для фруктов и зерна, был подвергнут добровольному контролю. Договаривающиеся стороны договорились «приложить все усилия», чтобы заморозить его использование к 1995 г. на уровне 1991 г. Общая цель состояла в том, чтобы стабилизировать содержание хлора в атмосфере к 2000 году, а затем снизить его до уровня ниже критического примерно к 2060 году.
Трансграничное перемещение опасных отходов
После серии печально известных инцидентов, когда партии опасных отходов из развитых стран были обнаружены в неконтролируемых и опасных условиях в развивающихся странах, трансграничная перевозка опасных отходов стала предметом международного регулирования Базельской конвенцией 1989 года о контроле за трансграничной перевозкой. опасных отходов и их утилизации (см. также Kummer 1992). Настоящая Конвенция основывается на принципе предварительного информированного согласия от государства к государству до того, как может иметь место перемещение таких отходов. Однако Организация африканского единства пошла дальше этого, приняв Бамакскую конвенцию 1991 года о запрете ввоза в Африку и контроле за трансграничной перевозкой и обращением с опасными отходами в Африке, которая направлена на полный запрет ввоза опасных отходов в Африку. .
Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) в трансграничном контексте
Конвенция Эспо об оценке воздействия на окружающую среду в трансграничном контексте 1991 г. устанавливает основу для добрососедских отношений. Он распространяет концепцию ОВОС, разработанную на сегодняшний день исключительно в контексте национальных законов и процедур планирования, на трансграничное воздействие проектов развития и связанных с ними процедур и решений.
1992 г. и конвенции после Рио-де-Жанейро
ЮНСЕД в Рио-де-Жанейро спровоцировало или совпало с принятием большого количества новых глобальных и региональных экологических конвенций, а также с принятием важной декларации принципов на будущее в Рио-де-Жанейрской декларации по окружающей среде и развитию. В дополнение к двум конвенциям, заключенным в Рио-де-Жанейро — Рамочной конвенции об изменении климата и Конвенции о биологическом разнообразии — новые экологические конвенции, подписанные в 1992 г., включали конвенции, регулирующие использование международных водотоков, а также трансграничные последствия промышленных аварий. На региональном уровне в 1992 г. были приняты Хельсинкская конвенция об охране и использовании района Балтийского моря (текст и анализ в Ehlers, 1993 г.) и Бухарестская конвенция о защите Черного моря от загрязнения. Обратите также внимание на Министерскую декларацию 1993 года о защите Черного моря, в которой отстаивается предупредительный и целостный подход, и Парижскую конвенцию о защите морской среды Северо-Восточной Атлантики (текст и анализ в Hey, IJlstra and Nollkaemper 1993). .
Рамочная конвенция Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК ООН)
РКИК ООН, подписанная в Рио-де-Жанейро в июне 1992 года примерно 155 государствами, в общих чертах построена по образцу Венской конвенции 1985 года. Как следует из названия, он обеспечивает основу, в рамках которой будут обсуждаться более подробные обязательства с помощью подробных протоколов. Основная цель Конвенции заключается в достижении
стабилизация концентрации парниковых газов в атмосфере на уровне, который предотвратит опасное антропогенное вмешательство в климатическую систему ... в сроки, достаточные для того, чтобы позволить экосистемам естественным образом адаптироваться к изменению климата, обеспечить отсутствие угрозы производству продуктов питания и обеспечить экономическое развитие должно идти устойчивым образом. (Статья 2)
Статья 4 возлагает на все Стороны две основные обязанности: (a) разрабатывать, периодически обновлять, публиковать и предоставлять национальный кадастр антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями всех парниковых газов с использованием сопоставимых (и еще не согласованных) ) методологии; и b) формулировать, осуществлять, публиковать и регулярно обновлять национальные и региональные программы мер по смягчению последствий изменения климата путем решения проблем антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями всех парниковых газов и мер по содействию адекватной адаптации к изменению климата. Кроме того, стороны из числа развитых стран соглашаются на ряд общих обязательств, которые будут конкретизированы в более подробных протоколах.
Например, взять на себя обязательство продвигать и сотрудничать в развитии технологий; контролировать, предотвращать или сокращать антропогенные выбросы парниковых газов; способствовать устойчивому развитию и сохранению и улучшению поглотителей и резервуаров, включая биомассу, леса, океаны и другие наземные, прибрежные и морские экосистемы; сотрудничать в адаптации к последствиям изменения климата путем разработки планов комплексного управления прибрежной зоной, водными ресурсами и сельским хозяйством, а также защиты и восстановления районов, пострадавших, в частности, от наводнений; продвигать и сотрудничать в обмене научной, технологической, социально-экономической и правовой информацией, относящейся к климату, изменению климата и стратегиям реагирования; и содействовать и сотрудничать в соответствующем образовании, обучении и информировании общественности.
Конвенция о биологическом разнообразии
Целями Конвенции о биологическом разнообразии, также одобренной на ЮНСЕД в 1992 году в Рио-де-Жанейро, являются сохранение биологического разнообразия, устойчивое использование его компонентов и совместное использование на справедливой и равной основе выгод от использования генетических ресурсов ( Статья 1) (полезную критику см. в Boyle 1993). Как и РКИК ООН, эта конвенция будет дополнена протоколами, но она устанавливает общие обязательства по сохранению и устойчивому использованию природных ресурсов, по выявлению и мониторингу биологического разнообразия, по на месте и ex-situ сохранение, исследования и обучение, а также просвещение и информирование общественности и ОВОС о деятельности, которая может повлиять на биоразнообразие. Имеются также общие положения, касающиеся доступа к генетическим ресурсам и доступа к соответствующим технологиям, включая биотехнологии, и их передачи, а также международного обмена информацией и сотрудничества.
Регулирование использования международных водотоков
Хельсинкская конвенция по охране и использованию трансграничных водотоков и международных озер 1992 г. направлена на создание механизмов сотрудничества для совместного мониторинга и оценки, совместных исследований и разработок и обмена информацией между прибрежными государствами. Он налагает на такие государства основные обязанности по предотвращению контроля и уменьшению трансграничного воздействия на такие общие ресурсы, особенно в отношении загрязнения воды, посредством надлежащих методов управления, включая ОВОС и планирование на случай непредвиденных обстоятельств, а также путем принятия малоотходных или безотходных технологий и сокращения загрязнения от точечных и рассеянных источников.
Трансграничные последствия промышленных аварий
Конвенция о трансграничном воздействии промышленных аварий, также подписанная в Хельсинки в марте 1992 г., охватывает предотвращение промышленных аварий, обеспечение готовности к ним и реагирование на них, которые могут иметь трансграничные последствия. Основными обязательствами являются сотрудничество и обмен информацией с другими сторонами. Подробная система из тринадцати приложений устанавливает системы для выявления опасных видов деятельности с трансграничными последствиями для разработки ОВОС с трансграничным аспектом (в соответствии с Конвенцией Эспо 1991 г., см. выше) для принятия решений о размещении потенциально опасных видов деятельности. Он также обеспечивает готовность к чрезвычайным ситуациям и доступ к информации для общественности, а также для других сторон.
Заключение
Как должен был показать этот краткий обзор, за последние два десятилетия произошли серьезные изменения в отношении мирового сообщества к охране окружающей среды и управлению ею. Частью этого изменения стало существенное увеличение количества и охвата международных документов, касающихся экологических проблем. Самому количеству инструментов соответствовали новые принципы и институты. Принцип «загрязнитель платит», принцип предосторожности (Черчилль и Фристоун, 1991; Фристоун и Хей, 1996) и забота о правах будущих поколений (Кисс, Фристоун и Хей, 1996) отражены в рассмотренных выше международных конвенциях. Роль Программы ООН по окружающей среде и договорных секретариатов, созданных для обслуживания и мониторинга растущего числа договорных режимов, заставляет комментаторов предположить, что международное экологическое право, как, например, международное право прав человека, возникло как новая обособленная отрасль. международного права (Freestone 1994). ЮНСЕД сыграла в этом важную роль, она определила основную повестку дня, большая часть которой остается незавершенной. Подробные протоколы по-прежнему необходимы, чтобы наполнить содержанием Конвенцию об изменении климата и, возможно, также Конвенцию о биологическом разнообразии. Озабоченность воздействием рыболовства в открытом море на окружающую среду привела к заключению в 1995 году Соглашения ООН о трансграничных рыбных запасах и запасах далеко мигрирующих рыб. быть причиной более 1995% всего загрязнения Мирового океана. Экологические аспекты мировой торговли, а также обезлесение и опустынивание также являются проблемами, которые необходимо решать в будущем на глобальном уровне, в то время как прогресс продолжает повышать нашу осведомленность о воздействии деятельности человека на мировые экосистемы. Задача этого формирующегося международного экологического права состоит не только в том, чтобы ответить увеличением числа экологических инструментов, но и в том, чтобы усилить их воздействие и эффективность.
Термин «оценка воздействия на окружающую среду», использованный в названии этой статьи, в настоящее время все чаще, но не повсеместно, заменяется термином «экологическая оценка». Краткий обзор причин этого изменения имени поможет нам определить сущность деятельности, описываемой этими именами, и один из важных факторов, лежащих в основе оппозиции или нежелания использовать слово воздействие.
В 1970 г. в США был принят Закон о национальной экологической политике (NEPA), устанавливающий цели экологической политики для федерального правительства с упором на необходимость учитывать экологические факторы при принятии решений. Конечно, сформулировать цель политики легко, но труднее ее достичь. Чтобы гарантировать, что у Закона есть «зубы», законодатели включили положение, требующее, чтобы федеральное правительство готовило «Заявление о воздействии на окружающую среду» (EIS) для любых предлагаемых действий, «которые могут значительно повлиять на качество окружающей человека среды». Содержание этого документа должно было быть рассмотрено до принятия решения о том, следует ли инициировать предлагаемые действия. Работа, проделанная для подготовки EIS, стала известна как оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС), поскольку она включала идентификацию, прогнозирование и оценку воздействия предлагаемых федеральных действий.
Слово «воздействие» в английском языке, к сожалению, не является положительным термином. Воздействие считается вредным (почти по определению). Поэтому по мере того, как практика ОВОС распространилась за пределы США в Канаду, Европу, Юго-Восточную Азию и Австралазию, многие правительства и их советники хотели отойти от негативных аспектов воздействия, и так родился термин экологическая оценка (ЭО). EIA и EA идентичны (за исключением США и тех немногих стран, которые приняли систему США, где EIA и EA имеют точное и разное значение). В этой статье будет упоминаться только ОВОС, хотя следует помнить, что все комментарии в равной степени относятся к ЭО, и оба термина используются на международном уровне.
В дополнение к использованию слова «воздействие» контекст, в котором применялась ОВОС (особенно в Соединенных Штатах и Канаде), также влиял на восприятие ОВОС, которое было (а в некоторых случаях все еще остается) распространенным среди политиков, высокопоставленных правительственных должностные лица, а также частные и государственные «застройщики». Как в Соединенных Штатах, так и в Канаде планирование землепользования было слабым, и подготовка отчетов EIS или EIA часто «захватывалась» заинтересованными сторонами и почти превращалась в деятельность по составлению планов. Это стимулировало создание больших многотомных документов, которые требовали больших затрат времени и средств, и, конечно же, их было практически невозможно читать и действовать по ним! Иногда проекты откладывались, пока шла вся эта деятельность, что вызывало раздражение и финансовые затраты у инициаторов и инвесторов.
Кроме того, в первые пять-шесть лет своей работы NEPA вызвало множество судебных дел, в которых противники проекта могли оспорить адекватность EIS по техническим, а иногда и по процедурным причинам. Опять же, это вызвало много задержек проектов. Однако по мере накопления опыта и выпуска инструкций, которые были более четкими и строгими, количество дел, переданных в суд, значительно сократилось.
К сожалению, совокупный эффект этих опытов должен был создать у многих внешних наблюдателей отчетливое впечатление, что ОВОС была благонамеренной деятельностью, которая, к сожалению, пошла не так, как надо, и в конечном итоге стала скорее препятствием, чем помощью развитию. Многим это казалось уместным, если не совершенно необходимым занятием для самодовольных развитых стран, но для промышленно развитых стран это была дорогая роскошь, которую они не могли себе позволить.
Несмотря на неблагоприятную реакцию в некоторых местах, глобальное распространение EIA оказалось непреодолимым. Начиная с 1970 года в США ОВОС распространилась на Канаду, Австралию и Европу. Ряд развивающихся стран, например Филиппины, Индонезия и Таиланд, ввели процедуры ОВОС раньше многих западноевропейских стран. Интересно, что различные банки развития, такие как Всемирный банк, были среди организаций, которые медленнее всего внедряли ОВОС в свои системы принятия решений. Действительно, только к концу 1980-х и началу 1990-х годов можно было сказать, что банки и двусторонние агентства по оказанию помощи догнали остальной мир. Нет никаких признаков того, что скорость, с которой законы и положения об ОВОС внедряются в национальные системы принятия решений, замедляется. Фактически, после «Встречи на высшем уровне Земли», состоявшейся в Рио-де-Жанейро в 1992 г., ОВОС стала использоваться все чаще, поскольку международные агентства и национальные правительства пытаются выполнить рекомендации, сделанные в Рио-де-Жанейро в отношении необходимости устойчивого развития.
Что такое ОВОС?
Как мы можем объяснить постоянно растущую популярность EIA? Что он может сделать для правительств, застройщиков из частного и государственного секторов, рабочих, их семей и сообществ, в которых они живут?
До ОВОС такие проекты развития, как автомагистрали, плотины гидроэлектростанций, порты и промышленные объекты, оценивались с технической, экономической и, конечно же, политической точек зрения. Такие проекты преследуют определенные экономические и социальные цели, и лица, принимающие решения, участвующие в выдаче разрешений, лицензий или других видов разрешений, были заинтересованы в том, смогут ли эти проекты достичь их (отложив в сторону проекты, задуманные и реализованные для политических целей, таких как как престиж). Для этого требовалось экономическое исследование (обычно анализ затрат и результатов) и технические исследования. К сожалению, в этих исследованиях не учитывалось воздействие на окружающую среду, и со временем все больше и больше людей узнавали о растущем ущербе, причиняемом окружающей среде такими проектами развития. Во многих случаях непреднамеренные экологические и социальные последствия приводили к экономическим издержкам; например, плотина Кариба в Африке (на границе Замбии и Зимбабве) привела к переселению многих деревень в районы, непригодные для традиционного земледелия, которым занимались люди. В переселенных районах стало не хватать продовольствия, и правительству пришлось инициировать операции по экстренному снабжению продовольствием. Другие примеры непредвиденных «дополнительных» затрат, а также ущерба окружающей среде привели к растущему осознанию того, что традиционные методы оценки проектов нуждаются в дополнительном измерении, чтобы уменьшить вероятность неожиданных и нежелательных воздействий.
Растущее осознание среди правительств, неправительственных организаций (НПО) и представителей общественности неожиданных экономических штрафов, которые могут возникнуть в результате крупных проектов развития, совпало с параллельным ростом глобального понимания важности окружающей среды. В частности, беспокойство было сосредоточено на последствиях увеличения роста населения и сопутствующего расширения экономической деятельности, а также на том, могут ли такие темпы роста ограничиваться экологическими факторами. Все шире признавалась важность глобальных биогеохимических и других процессов для поддержания чистоты воздуха и воды, а также возобновляемых ресурсов, таких как продукты питания и древесина. В результате многие были убеждены, что окружающая среда больше не может рассматриваться как пассивный и бесконечный поставщик товаров и приемник человеческих отходов. Ее следует рассматривать как активную часть процесса развития, которая при плохом обращении может снизить шансы на достижение целей развития. Это осознание привело к разработке и внедрению ряда процедур или практик для включения окружающей среды в процесс разработки с учетом того, в какой степени она может быть повреждена или улучшена. Одной из таких процедур является ОВОС. Общая цель состоит в том, чтобы снизить риск — для homo sapiens в целом и местных групп в частности — того, что ущерб окружающей среде приведет к опасным для жизни последствиям, таким как голод и наводнения.
По сути, ОВОС является средством выявления, прогнозирования и оценки воздействия на окружающую среду предлагаемых действий по развитию и их альтернатив до принятия решения о его реализации. Цель состоит в том, чтобы интегрировать ОВОС в деятельность по стандартизации, предварительному ТЭО, ТЭО, оценке и проектированию, которая проводится для проверки того, будет ли предложение соответствовать поставленным целям. Проводя работу по ОВОС параллельно с этими исследованиями, можно выявить на раннем этапе значительные неблагоприятные воздействия (и те, которые являются полезными) и «спроектировать», насколько это возможно, вредные воздействия. Кроме того, преимущества могут быть увеличены. Результатом любой ОВОС должно быть предложение, которое по своему местоположению, конструкции и методу строительства или эксплуатации является «экологически безопасным» в той мере, в какой его последствия для окружающей среды приемлемы и любое ухудшение состояния окружающей среды вряд ли вызовет трудности. Таким образом, ИФА является профилактическим инструментом, и медицина представляет собой подходящую аналогию. В области общественной медицины лучше и экономически дешевле предотвращать болезни, чем лечить их. В процессе разработки лучше свести к минимуму ущерб окружающей среде (при этом достигая экономических целей), чем финансировать дорогостоящие мероприятия по очистке или восстановлению после того, как ущерб был нанесен.
Применение ОВОС
К каким видам деятельности по развитию относится ОВОС? Стандартного или правильного ответа нет. Каждая страна принимает решение о типе и масштабе деятельности, подлежащей ОВОС; например, предлагаемая 10-километровая дорога на маленьком тропическом острове может оказать значительное воздействие, но аналогичная дорога в большой полузасушливой стране с низкой плотностью населения, вероятно, будет экологически нейтральной. Во всех странах ОВОС применяется к «физическим» проектам развития в соответствии с национальными критериями; в некоторых странах ОВОС применяется также к планам, программам и политике развития (таким как программы развития сектора энергоснабжения и национальные планы развития), которые могут оказывать значительное воздействие на окружающую среду. В число стран, применяющих ОВОС к такого рода действиям, входят США, Нидерланды и Китай. Однако такие страны являются исключением из обычной практики. Большинство ОВОС готовятся для проектов физического развития, хотя нет сомнений в том, что значение «стратегических» ОВОС в будущем возрастет.
Какие виды воздействий анализируются в ОВОС? Опять же, это варьируется от страны к стране, но в меньшей степени, чем в случае видов предлагаемой деятельности, подлежащих ОВОС. Обычным ответом является «экологическое» воздействие, на которое неизбежным ответом, скорее всего, будет: «Да, но что такое «экологическое»?» Как правило, большинство ОВОС сосредоточено на биофизической среде, то есть на воздействии на такие факторы, как:
В некоторых случаях никакие другие воздействия не учитываются. Тем не менее, были поставлены под сомнение ограничения ограничения ОВОС биофизическими воздействиями, и все больше и больше ОВОС основаны на широкой концепции окружающей среды и включают, когда это уместно, воздействия на:
Есть две причины, которые помогают объяснить такое более широкое определение «воздействия на окружающую среду». Во-первых, было признано социально и политически неприемлемым учитывать воздействие предложения на биофизическую среду и в то же время игнорировать социальные, медицинские и экономические последствия для местных сообществ и жителей. Эта проблема доминирует в развитых странах, особенно в тех, которые имеют слабые системы планирования землепользования, в которые включены социальные и экономические цели.
В развивающихся странах этот фактор также существует и к нему присоединяется дополнительное, дополняющее объяснение. Большинство населения в развивающихся странах имеет более тесные и во многих отношениях более сложные непосредственные отношения с окружающей средой, чем в развитых странах. Это означает, что то, как местные сообщества и их члены взаимодействуют с окружающей средой, может быть изменено экологическими, социальными и экономическими воздействиями. Например, в бедных районах новый крупный проект, такой как электростанция мощностью 2,400 МВт, предоставит источник новых возможностей для трудоустройства и социальную инфраструктуру (школы, клиники) для обеспечения необходимого большого количества рабочей силы. По сути, доход, вливаемый в местную экономику, превращает район электростанции в остров процветания в море нищеты. Это привлекает бедняков в этот район, чтобы попытаться улучшить свой уровень жизни, пытаясь получить работу и использовать новые возможности. Не все будут успешными. Неудачники попытаются предложить услуги работающим, например, поставляя дрова или древесный уголь. Это вызовет экологический стресс, часто в местах, удаленных от электростанции. Такие воздействия будут возникать в дополнение к воздействиям, вызванным притоком рабочих и их семей, которые непосредственно заняты на площадке станции. Таким образом, основной индуцированный социальный эффект проекта — миграционный — вызывает воздействие на окружающую среду. Если бы эти социально-экономические последствия не были проанализированы, то EIS оказались бы в опасности не достичь одной из своих основных целей, то есть выявить, предсказать, оценить и смягчить биофизические воздействия на окружающую среду.
Практически все ОВОС, связанные с проектом, сосредоточены на внешней среде, то есть на среде за пределами площадки. Это отражает историю EIA. Как отмечалось выше, он возник в развитом мире. В этих странах существует сильная правовая база для охраны здоровья на рабочем месте, и было бы нецелесообразно, чтобы ОВОС сосредоточивалась на внутренней рабочей среде, а также на внешней среде, поскольку это было бы дублированием усилий и нецелевым использованием ограниченных ресурсов.
Во многих развивающихся странах часто бывает противоположная ситуация. В таком контексте представляется целесообразным, чтобы в ОВОС, особенно для промышленных объектов, учитывалось воздействие на внутреннюю среду. Основное внимание при рассмотрении таких воздействий, как изменение качества воздуха внутри помещений и уровня шума, уделяется здоровью работников. Здесь важны еще два аспекта. Во-первых, в бедных странах потеря кормильца в результате болезни, травмы или смерти может вынудить других членов семьи использовать природные ресурсы для поддержания уровня доходов. Если затронуто несколько семей, кумулятивное воздействие может быть значительным на местном уровне. Во-вторых, на здоровье членов семьи могут напрямую повлиять химические вещества, принесенные в дом на одежде рабочих. Таким образом, существует прямая связь между внутренней и внешней средой. Включению внутренней среды в ОВОС уделяется мало внимания в литературе по ОВОС, и бросается в глаза ее отсутствие в законах, правилах и руководствах по ОВОС. Однако нет никакой логической или практической причины, по которой, при наличии соответствующих местных обстоятельств, ОВОС не должна касаться важных вопросов здоровья рабочих и возможных внешних последствий ухудшения физического и психического благополучия работников.
Затраты и преимущества ОВОС
Возможно, наиболее частый вопрос, поднимаемый теми, кто либо выступает против ОВОС, либо относится к нему нейтрально, касается стоимости. Подготовка ЭИС требует времени и ресурсов, а это, в конце концов, деньги. Поэтому важно учитывать экономические аспекты ОВОС.
Основные расходы по внедрению процедур ОВОС в стране ложатся на инвесторов или инициаторов проекта, а также центральные или местные органы власти (в зависимости от характера процедур). Практически во всех странах инвесторы или инициаторы проектов оплачивают подготовку ОВОС своих проектов. Точно так же инициаторы (обычно государственные учреждения) отраслевых инвестиционных стратегий и планов регионального развития оплачивают свои ОВОС. Данные из развитых и развивающихся стран показывают, что стоимость подготовки EIS колеблется от 0.1% до 1% от капитальных затрат проекта. Эта доля может увеличиться, если будут приняты во внимание смягчающие меры, рекомендованные в EIS. Стоимость зависит от типа рекомендуемого смягчения. Очевидно, что переселение 5,000 семей таким образом, чтобы сохранить их уровень жизни, является относительно дорогостоящим мероприятием. В таких случаях затраты на EIS и меры по смягчению последствий могут возрасти до 15–20% от капитальных затрат. В других случаях она может составлять от 1 до 5%. Такие цифры могут показаться чрезмерными и указывать на то, что ОВОС является финансовым бременем. Нет сомнений в том, что ОВОС стоит денег, но по опыту автора ни один крупный проект не был остановлен из-за затрат на подготовку ОВОС, и лишь в нескольких случаях проекты стали нерентабельными из-за затрат на необходимые смягчающие меры.
Процедуры ОВОС также влекут за собой расходы центральных или местных органов власти, связанные с персоналом и другими ресурсами, которые необходимо направить на управление системой, а также на обработку и анализ ЗВОС. Опять же, стоимость зависит от характера процедуры и количества EIS, производимых в год. Автору неизвестны какие-либо расчеты, в которых делается попытка дать среднюю цифру этой стоимости.
Возвращаясь к нашей медицинской аналогии, профилактика заболеваний требует значительных предварительных инвестиций для обеспечения будущих и, возможно, долгосрочных преимуществ для здоровья населения, и ОВОС не является исключением. Финансовые выгоды можно рассматривать с точки зрения инициатора, а также правительства и общества в целом. Инициатор может извлечь выгоду несколькими способами:
Не все из них будут работать во всех случаях, но полезно рассмотреть способы, которыми сторонник может получить экономию.
Во всех странах необходимы различные разрешения, разрешения и полномочия, прежде чем проект может быть реализован и запущен. Процедуры авторизации требуют времени, и это время может быть продлено, если есть возражения против проекта и не существует официального механизма, с помощью которого можно было бы выявить, рассмотреть и расследовать проблемы. Почти нет сомнений в том, что дни, когда пассивное население приветствовало любое развитие как признак неизбежного экономического и социального прогресса, почти прошли. Все проекты подвергаются все более пристальному контролю на местном, национальном и международном уровнях — например, продолжающееся противодействие в Индии комплексу плотин Сардар Саровар (Нармада).
В этом контексте ОВОС обеспечивает механизм для решения общественных проблем, если не устранения. Исследования в развитых странах (таких как Великобритания) показали, что ОВОС может снизить вероятность задержек с получением разрешений, а время — деньги! Действительно, исследование, проведенное British Gas в конце 1970-х годов, показало, что среднее время, затрачиваемое на получение разрешения при использовании ОВОС, было короче, чем для аналогичных проектов без ОВОС.
Были упомянуты дополнительные затраты на смягчение последствий, но стоит рассмотреть и противоположную ситуацию. Для объектов, которые производят один или несколько потоков отходов, ОВОС может определить меры по смягчению последствий, которые уменьшат количество отходов за счет использования процессов восстановления или переработки. В первом случае извлечение компонента из потока отходов может позволить инициатору продать его (при наличии рынка) и покрыть затраты на процесс восстановления или даже получить прибыль. Повторное использование такого элемента, как вода, может снизить потребление, тем самым снижая затраты на сырье.
Если ОВОС сосредоточена на внутренней среде, то условия труда должны быть лучше, чем без ОВОС. Более чистое и безопасное рабочее место уменьшает недовольство работников, болезни и отсутствие. Общий эффект, вероятно, будет заключаться в более продуктивной рабочей силе, что опять же является финансовой выгодой для инициатора или оператора.
Наконец, предпочтительный вариант, выбранный исключительно по технико-экономическим критериям, на самом деле может оказаться не лучшей альтернативой. В Ботсване было выбрано место для хранения воды перед ее транспортировкой в Габороне (столицу). Была проведена ОВОС, и в начале работы по ОВОС было обнаружено, что воздействие на окружающую среду будет значительно неблагоприятным. В ходе изыскательских работ группа ОВОС определила альтернативный участок, который им было разрешено включить в ОВОС. Сравнение альтернативных площадок показало, что воздействие второго варианта на окружающую среду было гораздо менее серьезным. Технико-экономические исследования показали, что площадка соответствует технико-экономическим критериям. Фактически было обнаружено, что второй участок может соответствовать первоначальным целям развития с меньшим ущербом для окружающей среды и стоимостью строительства на 50% меньше (МСОП и правительство Республики Ботсвана, без даты). Неудивительно, что второй вариант был реализован в интересах не только инициатора (полугосударственной организации), но и всего платящего налоги населения Ботсваны. Такие примеры, вероятно, будут редкостью, но они указывают на возможность, предоставляемую работой по ОВОС, для «испытания» различных вариантов разработки.
Основные преимущества процедур ОВОС распределяются между составными частями общества, такими как правительство, сообщества и отдельные лица. Предотвращая неприемлемое ухудшение состояния окружающей среды, ОВОС помогает поддерживать основные «жизненные процессы», от которых зависит вся человеческая жизнь и деятельность. Это долгосрочная и рассредоточенная выгода. В определенных случаях ОВОС может предотвратить локальный ущерб окружающей среде, который впоследствии потребует принятия мер по исправлению положения (обычно дорогостоящих). Стоимость восстановительных мер обычно ложится на местное или центральное правительство, а не на инициатора или оператора установки, нанесшей ущерб.
Недавние события, особенно после встречи на высшем уровне в Рио-де-Жанейро, постепенно меняют цели деятельности в области развития. До недавнего времени целями развития было улучшение экономических и социальных условий в определенной области. Все чаще достижение критериев или целей «устойчивости» занимает центральное место в традиционной иерархии целей (которые до сих пор остаются актуальными). Введение устойчивости в качестве важной, если еще не основной, цели в процессе развития окажет глубокое влияние на существование в будущем бесплодных дебатов «рабочие места против окружающей среды», от которых пострадала ОВОС. Эти дебаты имели определенный смысл, когда окружающая среда находилась вне процесса развития и смотрела внутрь. Теперь окружающая среда становится центральной, и дебаты сосредоточены на механизмах, обеспечивающих устойчивую связь как рабочих мест, так и здоровой окружающей среды. ОВОС по-прежнему вносит решающий и расширяющийся вклад в качестве одного из важных механизмов продвижения и достижения устойчивости.
Необходимость сохранения окружающей среды для будущих поколений требует не только обсуждения возникающих экологических проблем, но и достижения прогресса в определении рентабельных и экологически безопасных стратегий их решения и принятия мер по обеспечению выполнения мер, являющихся результатом такое обсуждение. Существует достаточно доказательств того, что улучшение состояния окружающей среды, а также разработка политики по ее сохранению должны стать более приоритетными в этом и последующих поколениях. Хотя это убеждение обычно разделяется правительствами, экологическими группами, промышленностью, учеными и широкой общественностью, ведутся серьезные споры о том, как улучшить состояние окружающей среды, не жертвуя текущими экономическими выгодами. Кроме того, защита окружающей среды стала вопросом большой политической важности, а обеспечение экологической стабильности было поставлено на первое место во многих политических программах.
Прошлые и настоящие усилия по защите окружающей среды в значительной степени характеризуются подходами, направленными на решение одной проблемы. Каждая проблема решалась в индивидуальном порядке. Что касается проблем, вызванных точечным загрязнением от легко идентифицируемых выбросов, то это был эффективный способ снижения воздействия на окружающую среду. Сегодня ситуация более сложная. Большая часть загрязнения в настоящее время происходит из большого количества неточечных источников, которые легко переносятся из одной страны в другую. Кроме того, каждый из нас вносит свой вклад в общее загрязнение окружающей среды своим повседневным образом жизни. Различные неточечные источники трудно идентифицировать, и то, как они взаимодействуют, воздействуя на окружающую среду, малоизвестно.
Растущие экологические проблемы более сложного и глобального характера, скорее всего, повлекут за собой серьезные последствия для нескольких слоев общества в плане принятия мер по исправлению положения. Чтобы иметь возможность играть роль в защите окружающей среды, разумная и универсальная политика должна применяться совместно в качестве дополнительного многоцелевого подхода всеми участниками процесса — учеными, профсоюзами, неправительственными организациями, компаниями и органы власти на национальном и правительственном уровнях, а также средства массовой информации. Поэтому важно, чтобы все области, представляющие секторальный интерес, были согласованы с их экологическими амбициями, чтобы получить необходимое взаимодействие и ответы на предлагаемые решения. Вполне вероятно, что может существовать единодушное мнение относительно конечных целей улучшения качества окружающей среды. Однако столь же вероятно, что могут возникнуть разногласия по поводу темпов, средств и времени, необходимых для их достижения.
Защита окружающей среды стала стратегическим вопросом, приобретающим все большее значение для промышленности и коммерческого сектора, как при размещении заводов, так и при технических характеристиках процессов и продуктов. Промышленники все больше заинтересованы в возможности целостного взгляда на экологические последствия своей деятельности. Законодательство больше не является единственным определяющим фактором в связи с растущим значением экологических проблем, связанных с продукцией. Концепции разработки экологически безопасных продуктов и экологически безопасных или «зеленых» продуктов получают все более широкое признание среди производителей и потребителей.
Действительно, это большая проблема для промышленности; тем не менее экологические критерии часто не учитываются в начале разработки продукта, когда легче всего избежать неблагоприятных воздействий. До недавнего времени воздействие на окружающую среду в большинстве случаев сокращалось за счет контроля в конце производственного цикла и разработки процессов, а не за счет разработки продукции. В результате многие компании тратят слишком много времени на устранение проблем вместо того, чтобы их предотвращать. Однако необходимо проделать большую работу для разработки подходящего и общепринятого подхода к учету воздействия на окружающую среду на различных этапах производства и промышленной деятельности — от приобретения и производства сырья до использования продукта и его окончательной утилизации.
Единственной известной концепцией решения всех этих новых сложных проблем, по-видимому, является подход к проблеме жизненного цикла. Оценка жизненного цикла (LCA) получила широкое признание в качестве инструмента экологического управления в будущем, поскольку вопросы, связанные с продуктом, занимают все более важное место в общественных дебатах. Хотя ОЖЦ обещают стать ценным инструментом для программ по более чистым производственным стратегиям и дизайну для окружающей среды, эта концепция является относительно новой и потребует дальнейшей доработки, чтобы ее можно было принять в качестве общего инструмента для разработки экологически безопасных процессов и продуктов.
Бизнес-структура для оценки жизненного цикла
Необходимый новый подход к охране окружающей среды в бизнес-секторе, чтобы рассматривать продукты и услуги в их совокупности, должен быть связан с разработкой общего, систематического и структурированного подхода, который позволяет принимать соответствующие решения и устанавливать приоритеты. Такой подход должен быть гибким и расширяемым, чтобы охватывать различные ситуации принятия решений в промышленности, а также новые данные по мере развития науки и техники. Тем не менее, он должен основываться на некоторых основных принципах и вопросах, например: выявление проблемы, обзор мер по исправлению положения, анализ затрат/выгод и окончательная оценка и оценка (рис. 1).
Рисунок 1. Схема последовательных шагов по установлению приоритетов в решениях по природоохранным мероприятиям в промышленности
Идентификация проблемы должна выдвигать на первый план различные типы экологических проблем и их причины. Эти суждения многомерны и учитывают различные фоновые условия. Между рабочей средой и внешней средой действительно существует тесная связь. Таким образом, стремление защитить окружающую среду должно включать в себя два аспекта: минимизировать нагрузку на внешнюю среду в результате всех видов деятельности человека и способствовать благополучию сотрудников с точки зрения хорошо спланированной и безопасной рабочей среды.
Обзор возможных мер по исправлению положения должен включать все имеющиеся практические альтернативы минимизации как выбросов загрязняющих веществ, так и использования невозобновляемых природных ресурсов. Технические решения должны быть описаны, если это возможно, с указанием их ожидаемой ценности как в плане снижения нагрузки на ресурсы и загрязнения, так и в денежном выражении. Анализ затрат/выгод направлен на составление списка приоритетов путем сравнения различных выявленных подходов к мерам по исправлению положения с точки зрения спецификаций продукта и требований, которые должны быть выполнены, экономической целесообразности и экологической эффективности. Однако опыт показывает, что при попытке выразить экологические активы в денежном выражении часто возникают большие трудности.
Этап анализа и оценки следует рассматривать как неотъемлемую часть процедуры установления приоритетов, чтобы дать необходимые данные для окончательного суждения об эффективности предлагаемых мер по исправлению положения. Непрерывное осуществление оценки и оценки после любой меры, которая реализуется или применяется, даст дополнительную обратную связь для оптимизации общей модели принятия решений для экологических приоритетных стратегий для решения о продукте. Стратегическая ценность такой модели, вероятно, возрастет в промышленности, когда постепенно станет очевидным, что экологические приоритеты могут быть не менее важной частью будущей процедуры планирования новых процессов или продуктов. Поскольку ОЖЦ является инструментом для выявления выбросов в окружающую среду и оценки связанных с ними воздействий, вызванных процессом, продуктом или деятельностью, он, вероятно, послужит основным средством для промышленности в их поиске практичных и удобных моделей принятия решений для экологически безопасного производства. разработка продукта.
Концепция оценки жизненного цикла
Концепция LCA заключается в оценке воздействия на окружающую среду, связанного с любой данной деятельностью, от первоначального сбора сырья с земли до точки, в которой все остатки возвращаются в землю. Поэтому эту концепцию часто называют оценкой «от колыбели до могилы». Хотя практика проведения исследований жизненного цикла существует с начала 1970-х годов, было предпринято несколько всеобъемлющих попыток описать всю процедуру таким образом, чтобы облегчить понимание всего процесса, основных требований к данным, неотъемлемых предположений и возможностей для применять методику на практике. Однако с 1992 г. был опубликован ряд отчетов, посвященных описанию различных частей LCA с теоретической точки зрения (Heijungs, 1992; Vigon et al., 1992; Keoleian and Menerey, 1993; Canadian Standards Association, 1993; Society of Environmental Toxicology and Chemistry). 1993). Было опубликовано несколько практических руководств и руководств, в которых учитываются конкретные точки зрения разработчиков продуктов на практическое использование полного ОЖЦ при разработке экологически безопасных продуктов (Райдинг, 1996).
ОЖЦ был определен как объективный процесс оценки нагрузки на окружающую среду, связанной с процессом, продуктом, деятельностью или системой услуг, путем выявления и количественного определения энергии и материалов, используемых и выбрасываемых в окружающую среду, с целью оценки воздействия этих видов использования энергии и материалов и выбросы в окружающую среду, а также оценивать и реализовывать возможности для улучшения состояния окружающей среды. Оценка включает весь жизненный цикл процесса, продукта, деятельности или системы услуг, включая добычу и переработку сырья, производство, транспортировку и распределение, использование, повторное использование, техническое обслуживание, переработку и окончательную утилизацию.
Основные цели проведения ОЖЦ состоят в том, чтобы предоставить как можно более полную картину взаимодействия деятельности с окружающей средой, способствовать пониманию общего и взаимозависимого характера экологических последствий деятельности человека и предоставить лицам, принимающим решения, информацию, которая определяет возможности для улучшения состояния окружающей среды.
Методологическая основа ОЖЦ представляет собой пошаговое расчетное упражнение, состоящее из четырех компонентов: определение и определение целей, инвентаризационный анализ, оценка воздействия и интерпретация. Как один из компонентов более широкой методологии, ни один из этих компонентов сам по себе не может быть описан как ОЖЦ. LCA должен включать все четыре. Во многих случаях исследования жизненного цикла сосредоточены на анализе запасов и обычно называются LCI (инвентаризация жизненного цикла).
Определение цели и объем исследования состоят из определения цели и системы исследования — ее объема, определения функциональной единицы (меры эффективности, которую обеспечивает система) и установления процедуры обеспечения качества результатов.
При инициировании исследования ОЖЦ жизненно важно четко определить цель исследования, предпочтительно с точки зрения четкого и недвусмысленного изложения причины проведения ОЖЦ и предполагаемого использования результатов. Ключевым соображением является принятие решения о том, должны ли результаты использоваться для внутрикорпоративных приложений для улучшения экологических характеристик промышленного процесса или продукта, или должны ли результаты использоваться во внешнем мире, например, для влияния на государственную политику или покупательский выбор. .
Если заранее не установить четкую цель и задачу исследования ОЖЦ, инвентаризационный анализ и оценка воздействия могут оказаться чрезмерными, а окончательные результаты могут не использоваться должным образом для принятия практических решений. Определение того, должны ли результаты быть сосредоточены на экологических нагрузках, конкретной экологической проблеме или целостной оценке воздействия на окружающую среду, напрямую прояснит, следует ли проводить инвентаризационный анализ, классификацию/характеризацию или оценку (рис. 2). Важно сделать все последовательные компоненты LCA «видимыми», чтобы любому пользователю было проще выбрать уровень сложности, который он хочет использовать.
Рисунок 2. Цели и полнота оценки жизненного цикла
Во многих общих программах стратегий более чистого производства, дизайна для окружающей среды или разработки экологически безопасных продуктов основная цель часто заключается в снижении общего воздействия на окружающую среду в течение жизненного цикла продукта. Чтобы удовлетворить эти требования, иногда необходимо прийти к очень агрегированной форме оценки воздействия на окружающую среду, что, в свою очередь, подчеркивает необходимость определения общепринятого подхода к оценке для системы баллов, позволяющей сопоставлять различные воздействия на окружающую среду друг с другом.
Объем ОЖЦ определяет систему, границы, требования к данным, допущения и ограничения. Объем должен быть определен достаточно хорошо, чтобы гарантировать, что широта и глубина анализа совместимы и достаточны для решения заявленной цели и всех ограничений, а предположения четко сформулированы, понятны и наглядны. Однако, поскольку ОЖЦ является итеративным процессом, в некоторых случаях может быть целесообразно не фиксировать навсегда все аспекты, включенные в объем. Рекомендуется использовать анализ чувствительности и ошибок, чтобы сделать возможным последовательное тестирование и подтверждение цели и объема исследования ОЖЦ по сравнению с полученными результатами, чтобы внести исправления и установить новые предположения.
Инвентаризационный анализ — это объективный, основанный на данных процесс количественной оценки потребности в энергии и сырье, выбросов в атмосферу, сточных вод, твердых отходов и других выбросов в окружающую среду на протяжении всего жизненного цикла процесса, продукта, деятельности или системы обслуживания (рис. 3).
Рисунок 3. Пошаговые элементы анализа запасов жизненного цикла.
Расчет входов и выходов в инвентаризационном анализе относится к определенной системе. Во многих случаях операции обработки дают более одного результата, и важно разбить такую сложную систему на ряд отдельных подпроцессов, каждый из которых производит один продукт. При производстве строительного материала выбросы загрязняющих веществ происходят в каждом подпроцессе, от приобретения сырья до конечного продукта. Весь производственный процесс может быть проиллюстрирован «деревом процессов», где ствол можно рассматривать как основную цепочку потока материалов и энергии, тогда как ветви могут иллюстрировать подпроцессы, а концы — конкретные цифры по выбросам загрязняющих веществ и т. д. . Сложенные вместе, эти подпроцессы обладают общими характеристиками исходной единой системы сопутствующих продуктов.
Для оценки точности данных, полученных в ходе инвентаризационного анализа, рекомендуется провести анализ чувствительности и ошибок. Поэтому все используемые данные должны быть «помечены» соответствующей информацией не только о надежности, но и об источнике, происхождении и т. д., чтобы облегчить обновление и уточнение данных в будущем (так называемые метаданные). Использование анализа чувствительности и ошибок позволит определить ключевые данные, имеющие большое значение для результатов исследования ОЖЦ, которые могут потребовать дополнительных усилий для повышения их надежности.
Оценка воздействия – это технический, качественный и/или количественный процесс для характеристики и оценки воздействия нагрузки на окружающую среду, указанной в компоненте кадастра. Оценка должна учитывать как экологические соображения, так и соображения здоровья человека, а также другие последствия, такие как изменение среды обитания и шумовое загрязнение. Компонент оценки воздействия можно охарактеризовать как три последовательных шага — классификацию, характеристику и оценку, — каждый из которых интерпретирует влияние нагрузки на окружающую среду, выявленной в ходе анализа инвентаризации, на разных агрегированных уровнях (рис. 4). Классификация – это этап, на котором анализ инвентаризации группируется по ряду категорий воздействия; характеристика – это этап, на котором проводится анализ и количественная оценка, а также, по возможности, агрегирование воздействий в пределах заданных категорий воздействия; оценка – это шаг, на котором взвешиваются данные различных конкретных категорий воздействия, чтобы их можно было сравнить друг с другом, чтобы получить дальнейшую интерпретацию и агрегирование данных оценки воздействия.
Рисунок 4. Концептуальная основа для последовательного уровня агрегирования данных в компоненте оценки воздействия
На этапе классификации воздействия могут быть сгруппированы по общим областям защиты истощения ресурсов, экологического здоровья и здоровья человека. Эти области могут быть дополнительно разделены на конкретные категории воздействия, предпочтительно с упором на затрагиваемые экологические процессы, чтобы обеспечить перспективу, согласующуюся с современными научными знаниями об этих процессах.
Существуют различные подходы к характеристике: для соотнесения данных с концентрациями, не вызывающими наблюдаемого воздействия, или с экологическими стандартами, для моделирования как воздействия, так и воздействия и применения этих моделей в зависимости от конкретного места, или для использования коэффициентов эквивалентности для различных категорий воздействия. Еще один подход заключается в приведении агрегированных данных по каждой категории воздействия к фактической величине воздействия в некоторой заданной области, чтобы повысить сопоставимость данных по различным категориям воздействия.
Оценка с целью дальнейшего агрегирования данных оценки воздействия является компонентом ОЖЦ, который, вероятно, вызвал самые жаркие споры. Утверждается, что некоторые подходы, часто называемые методами теории принятия решений, могут сделать оценку рациональным, явным методом. Принципы оценки могут основываться на научных, политических или общественных суждениях, и в настоящее время существуют доступные подходы, охватывающие все три точки зрения. Особое значение имеет использование анализа чувствительности и ошибок. Анализ чувствительности позволяет идентифицировать те выбранные критерии оценки, которые могут изменить результирующий приоритет между двумя альтернативами процесса или продукта из-за неопределенностей в данных. Анализ ошибок может использоваться для определения вероятности того, что один альтернативный продукт будет более экологически безопасным, чем продукт конкурента.
Многие придерживаются мнения, что оценки должны основываться главным образом на информации о социальных ценностях и предпочтениях. Однако никто еще не определил конкретные требования, которым должен отвечать надежный и общепринятый метод оценки. На рис. 5 перечислены некоторые из таких конкретных требований потенциальной ценности. Однако следует четко подчеркнуть, что любая система оценки «серьезности» воздействия на окружающую среду любой деятельности человека должна в значительной степени основываться на субъективных оценочных суждениях. Для таких оценок, вероятно, невозможно установить критерии, применимые во всех ситуациях во всем мире.
Рисунок 5. Список предлагаемых требований, которым должен соответствовать метод оценки ОЖЦ
Интерпретация результатов представляет собой систематическую оценку потребностей и возможностей снижения нагрузки на окружающую среду, связанной с использованием энергии и сырья и выбросами отходов на протяжении всего жизненного цикла продукта, процесса или деятельности. Эта оценка может включать как количественные, так и качественные показатели улучшений, такие как изменения в дизайне продукта, использование сырья, промышленная переработка, требования потребителей и управление отходами.
Интерпретация результатов является компонентом ОЖЦ, в котором определяются и оцениваются варианты снижения воздействия или нагрузки на окружающую среду изучаемых процессов или продуктов. Он имеет дело с идентификацией, оценкой и выбором вариантов улучшения процессов и дизайна продукта, то есть технического перепроектирования процесса или продукта для минимизации связанной с этим нагрузки на окружающую среду при выполнении намеченной функции и рабочих характеристик. Важно ориентировать лицо, принимающее решение, на влияние существующих неопределенностей в исходных данных и критерии, используемые для получения результатов, чтобы уменьшить риск ложных выводов относительно изучаемых процессов и продуктов. Опять же, для обеспечения доверия к методологии ОЖЦ необходим анализ чувствительности и ошибок, поскольку он предоставляет лицу, принимающему решение, информацию о (1) ключевых параметрах и допущениях, которые, возможно, потребуется дополнительно рассмотреть и уточнить для подтверждения выводов, и ( 2) статистическая значимость рассчитанной разницы в общей нагрузке на окружающую среду между альтернативами процесса или продукта.
Компонент интерпретации был определен как наименее задокументированная часть ОЖЦ. Тем не менее, предварительные результаты некоторых крупных исследований ОЖЦ, проведенных в результате комплексных усилий представителей академических кругов, консалтинговых фирм и многих компаний, показали, что с общей точки зрения значительное воздействие продуктов на окружающую среду, по-видимому, связано с их использованием (рис. 6). . Таким образом, кажется, существует потенциал для отраслевых инициатив по минимизации воздействия на окружающую среду за счет разработки продукта.
Рисунок 6. Краткое изложение некоторых общих сведений о том, на каком этапе жизненного цикла продукции возникает основная нагрузка на окружающую среду.
Исследование международного опыта разработки экологически безопасных продуктов на основе ОЖЦ (Райдинг, 1994) показало, что многообещающими общими применениями ОЖЦ, по-видимому, являются (1) внутреннее использование корпорациями в качестве основы для предоставления рекомендаций в долгосрочном стратегическом планировании в отношении продукции. дизайна, но также (2) в некоторой степени для использования регулирующими органами и властями в соответствии с общими целями общественного планирования и принятия решений. Разрабатывая и используя информацию ОЖЦ о воздействии на окружающую среду, которая является как «предшествующей», так и «нижестоящей» конкретной исследуемой деятельности, может быть создана новая парадигма для принятия решений как в корпоративном управлении, так и в разработке политики регулирования.
Заключение
Знания о человеческих угрозах окружающей среде, кажется, растут быстрее, чем наша способность их решать. Таким образом, решения в области окружающей среды часто должны приниматься в условиях большей неопределенности, чем в других областях. Кроме того, обычно существует очень небольшой запас прочности. Имеющихся экологических и технических знаний не всегда достаточно, чтобы предложить полную и надежную стратегию защиты окружающей среды. Невозможно получить полное представление обо всех экологических реакциях на экологический стресс, прежде чем предпринимать какие-либо действия. Однако отсутствие полных, неопровержимых научных данных не должно препятствовать принятию решений и осуществлению программ по борьбе с загрязнением. Невозможно ждать, пока все экологические вопросы будут научно обоснованы, прежде чем предпринимать действия — ущерб, который может возникнуть в результате таких проволочек, может быть необратимым. Следовательно, значение и масштабы большинства проблем уже известны в достаточной степени, чтобы оправдать действия, и во многих случаях имеется достаточно знаний, чтобы инициировать эффективные меры по устранению большинства экологических проблем.
Оценка жизненного цикла предлагает новую концепцию для решения будущих сложных экологических проблем. Однако не существует ярлыков или простых ответов на все поставленные вопросы. Стремительное принятие целостного подхода к решению экологических проблем, скорее всего, выявит множество пробелов в наших знаниях о новых аспектах, с которыми необходимо разобраться. Кроме того, имеющиеся данные, которые могут быть использованы, во многих случаях предназначены для других целей. Несмотря на все трудности, нет никаких причин откладывать использование LCA до тех пор, пока ситуация не улучшится. Нетрудно найти трудности и неопределенности в существующей концепции ОЖЦ, если кто-то хочет использовать такие аргументы для оправдания нежелания проводить ОЖЦ. Нужно решить, стоит ли, несмотря на все трудности, искать целостный подход к экологическим аспектам жизненного цикла. Чем больше ОЖЦ будет использоваться, тем больше будет получено знаний о его структуре, функциях и применимости, что будет лучшей гарантией обратной связи, обеспечивающей его последовательное улучшение.
Использование LCA сегодня может быть скорее вопросом воли и амбиций, чем бесспорным знанием. Вся идея ОЖЦ должна заключаться в том, чтобы наилучшим образом использовать существующие научные и технические знания и использовать результат разумным и скромным образом. Такой подход, скорее всего, вызовет доверие.
Правительство, промышленность и общественность признают необходимость выявления, оценки и контроля промышленных рисков (профессиональных и общественных) для людей и окружающей среды. Осведомленность об опасностях и авариях, которые могут привести к значительным человеческим жертвам и материальному ущербу, привела к разработке и применению систематических подходов, методов и инструментов для оценки рисков и информирования.
Процесс оценки риска включает: описание системы, идентификацию опасностей и разработку сценариев аварий и исходов событий, связанных с технологической операцией или хранилищем; оценка воздействия или последствий таких опасных событий на людей, имущество и окружающую среду; оценка вероятности или вероятности таких опасных событий, происходящих на практике, и их последствий с учетом различных оперативных и организационных мер и методов управления опасностями; количественное определение последующих уровней риска за пределами предприятия с точки зрения как последствий, так и вероятности; и оценка таких уровней риска на основе количественных критериев риска.
Процесс количественной оценки риска носит вероятностный характер. Поскольку крупные аварии могут происходить или не происходить в течение всего жизненного цикла установки или процесса, нецелесообразно основывать процесс оценки на последствиях отдельных аварий. Следует принимать во внимание вероятность или вероятность того, что такие аварии действительно произойдут. Такие вероятности и результирующие уровни риска должны отражать уровень проектных, эксплуатационных и организационных средств контроля, имеющихся на станции. Существует ряд неопределенностей, связанных с количественной оценкой риска (например, математические модели для оценки последствий, установление вероятностей для различных сценариев аварий, вероятностные последствия таких аварий). Процесс оценки риска должен во всех случаях выявлять и признавать такие неопределенности.
Основная ценность процесса количественной оценки риска не должна заключаться в числовом значении результатов (отдельно). Сам процесс оценки предоставляет значительные возможности для систематического выявления опасностей и оценки риска. Процесс оценки риска обеспечивает идентификацию и распознавание опасностей и позволяет выделять соответствующие и надлежащие ресурсы для процесса контроля опасностей.
Цели и использование процесса идентификации опасностей (HIP), в свою очередь, будут определять объем анализа, соответствующие процедуры и методы, а также персонал, опыт, финансирование и время, необходимые для анализа, а также необходимую сопутствующую документацию. Идентификация опасностей является эффективной и необходимой процедурой, помогающей аналитикам рисков и принятию решений по оценке рисков и управлению безопасностью и гигиеной труда. Можно выделить несколько основных целей:
Первая общая цель направлена на расширение общего понимания важных вопросов и ситуаций, которые могут повлиять на процесс анализа рисков для отдельных предприятий и процессов; особое значение имеет синергия отдельных опасностей на уровне изучения местности. Могут быть выявлены проектные и эксплуатационные проблемы, а также может быть рассмотрена схема классификации опасностей.
Вторая задача содержит элементы оценки риска и касается разработки сценария аварии и интерпретации результатов. Оценка последствий различных аварий и распространения их воздействия во времени и пространстве имеет особое значение на этапе идентификации опасностей.
Третья цель направлена на предоставление информации, которая впоследствии может помочь в дальнейших шагах по оценке риска и управлению безопасностью эксплуатации станции. Это может быть в форме улучшения спецификаций сценария для анализа риска или определения соответствующих мер безопасности для соответствия заданным критериям риска (например, индивидуального или общественного) или рекомендаций по обеспечению готовности к чрезвычайным ситуациям и управлению авариями.
После определения целей определение масштаба исследования HIP является вторым наиболее важным элементом управления, организации и реализации HIP. Масштабы HIP в рамках комплексного исследования по оценке риска можно описать в основном с точки зрения следующих параметров: (1) потенциальные источники опасностей (например, радиоактивные выбросы, токсичные вещества, пожары, взрывы); (2) состояние повреждения установки или процесса; (3) инициирующие события; (4) возможные последствия; и (5) приоритизация опасностей. Соответствующими факторами, определяющими степень включения этих параметров в HIP, являются: (a) цели и предполагаемое использование HIP; (b) наличие соответствующей информации и данных; и (c) имеющиеся ресурсы и опыт. Идентификация опасностей требует рассмотрения всей соответствующей информации, касающейся установки (например, установки, процесса). Обычно это может включать: план площадки и завода; подробная информация о процессе в виде инженерных схем и условий эксплуатации и обслуживания; характер и количество обрабатываемых материалов; оперативные, организационные и физические гарантии; и стандарты дизайна.
При ликвидации внешних последствий аварии может возникнуть ряд таких последствий (например, количество погибших, количество госпитализированных, различные виды ущерба экосистеме, финансовые потери и т. д.). Внешние последствия аварии, вызванной веществом i для определенной деятельности j, можно вычислить из соотношения:
Cij = Аа фa fm, где: Сij = число погибших на один несчастный случай, вызванный веществом i для определенной деятельности j; A = пораженная площадь (га); a = плотность населения в населенных пунктах в пределах зоны воздействия (чел/га); фa и еm являются поправочными коэффициентами.
Последствия (крупных) аварий для окружающей среды оценить труднее из-за разнообразия веществ, которые могут быть задействованы, а также количества показателей воздействия на окружающую среду, актуальных в данной аварийной ситуации. Обычно шкала полезности связана с различными экологическими последствиями; соответствующая шкала полезности может включать события, связанные с инцидентами, авариями или катастрофическими последствиями.
Оценка денежных последствий (потенциальных) аварий требует детальной оценки возможных последствий и связанных с ними затрат. Денежная оценка особых классов последствий (например, гибель людей или особая биологическая среда обитания) не всегда принимается априори. Денежная оценка последствий должна также включать внешние затраты, которые очень часто трудно оценить.
Процедуры выявления опасных ситуаций, которые могут возникнуть на технологических установках и оборудовании, обычно считаются наиболее разработанным и хорошо зарекомендовавшим себя элементом процесса оценки опасных установок. Следует признать, что (1) процедуры и методы различаются по полноте и уровню детализации, от сравнительных контрольных списков до подробных структурированных логических диаграмм, и (2) процедуры могут применяться на различных этапах разработки и реализации проекта (от заблаговременный процесс принятия решений по определению местонахождения завода, вплоть до его проектирования, строительства и эксплуатации).
Методы идентификации опасностей в основном делятся на три категории. Ниже приведены наиболее часто используемые методы в каждой категории.
Анализ причин и последствий; Анализ надежности человека
Уместность и актуальность любого конкретного метода идентификации опасностей в значительной степени зависят от цели, для которой проводится оценка риска. При наличии дополнительных технических деталей их можно объединить в общий процесс оценки риска различных опасностей. Экспертные и инженерные оценки часто могут использоваться для дальнейшей оценки риска для установок или процессов. Основной принцип заключается в том, чтобы сначала изучить завод или операции с самой широкой точки зрения и систематически выявлять возможные опасности. Сложные методы в качестве основного инструмента могут вызвать проблемы и привести к упущению некоторых очевидных опасностей. Иногда может быть необходимо принять более одного метода, в зависимости от требуемого уровня детализации и от того, является ли объект новой предполагаемой установкой или уже существующей операцией.
Вероятностные критерии безопасности (PSC) связаны с рациональным процессом принятия решений, который требует создания согласованных рамок со стандартами для выражения желаемого уровня безопасности. Социальные или групповые риски следует учитывать при оценке приемлемости любого опасного промышленного объекта. При разработке PSC на основе общественного риска следует учитывать ряд факторов, в том числе неприятие населением аварий с тяжелыми последствиями (т. е. выбранный уровень риска должен снижаться по мере увеличения последствий). В то время как индивидуальные уровни риска гибели включают все компоненты риска (т. е. пожары, взрывы и токсичность), могут быть неопределенности в корреляции токсичных концентраций с уровнями риска смерти. Интерпретация «смертельного исхода» не должна основываться на какой-либо одной зависимости «доза-эффект», а должна включать обзор имеющихся данных. Концепция социального риска подразумевает, что риск более серьезных последствий с меньшей частотой воспринимается как более важный, чем риск меньших последствий с более высокой вероятностью.
Независимо от численного значения любого уровня критериев риска для целей оценки риска важно, чтобы определенные качественные принципы были приняты в качестве критерия для оценки риска и управления безопасностью: (1) следует избегать всех «устранимых» рисков; (2) риск серьезной опасности должен быть снижен, когда это практически возможно; (3) последствия более вероятных опасных событий должны, по возможности, ограничиваться пределами установки; и (4) там, где существует высокий риск, связанный с опасной установкой, не следует допускать дополнительных опасных разработок, если они значительно увеличивают этот существующий риск.
В 1990-е годы все большее значение придавалось информированию о рисках, которое стало отдельной отраслью науки о рисках.
Основными задачами информирования о рисках являются:
Объем и цели информирования о рисках могут различаться в зависимости от субъектов, участвующих в процессе информирования, а также функций и ожиданий, которые они приписывают процессу информирования и его среде.
Индивидуальные и корпоративные субъекты коммуникации риска используют разнообразные коммуникативные средства и каналы. Основными вопросами являются охрана здоровья и окружающей среды, повышение безопасности и приемлемость риска.
Согласно общей теории коммуникации, коммуникация может иметь следующие функции:
В частности, для процесса информирования о рисках может быть полезно различать эти функции. В зависимости от функции следует учитывать различные условия для успешного процесса коммуникации.
Информирование о рисках иногда может играть роль простого представления фактов. Информация является общей потребностью в современном обществе. В частности, в сфере охраны окружающей среды существуют законы, которые, с одной стороны, возлагают на органы власти обязанность информировать общественность, а с другой стороны, дают общественности право знать об окружающей среде и ситуации с рисками (например, под названием «Директива Севезо» Европейского Сообщества и «Закон о праве сообщества на информацию» в Соединенных Штатах). Информация также может быть определена для специального публичного сегмента; например, работники фабрики должны быть проинформированы о рисках, с которыми они сталкиваются на своем рабочем месте. В этом смысле информирование о рисках должно быть:
Обращения, как правило, побуждают кого-то что-то сделать. В делах, связанных с риском, можно выделить следующие функции обжалования:
Апелляционное сообщение должно быть:
Самопрезентация не передает нейтральную информацию, а в основном является частью убеждения или маркетинговой стратегии, направленной на улучшение публичного имиджа человека или достижение общественного признания определенной деятельности или получение общественной поддержки какой-либо позиции. Критерием успеха коммуникации является то, верит ли публика в презентацию. С нормативной точки зрения, хотя самопрезентация направлена на то, чтобы кого-то убедить, она должна быть честной и искренней.
Эти формы связи в основном относятся к одностороннему типу. Коммуникация, направленная на достижение решения или соглашения, носит двусторонний или многосторонний характер: информацию предоставляет не только одна сторона — в процессе коммуникации риска участвуют и взаимодействуют друг с другом различные акторы. Это обычная ситуация в демократическом обществе. Коммуникация, особенно в вопросах, связанных с рисками и окружающей средой, рассматривается как альтернативный инструмент регулирования в сложных ситуациях, когда простые решения невозможны или недоступны. Поэтому рискованные решения, имеющие соответствующее политическое значение, должны приниматься в коммуникативной атмосфере. Информирование о рисках в этом смысле может включать, среди прочего, сообщение о высоко политизированных темах риска, но оно также может означать, например, общение между оператором, сотрудниками и службами экстренной помощи, чтобы оператор был лучше подготовлен к случае аварии. Таким образом, в зависимости от масштаба и цели информирования о рисках в процессе информирования могут участвовать разные участники. Потенциальными основными действующими лицами в среде информирования о рисках являются:
В системно-теоретическом подходе все эти категории акторов соответствуют определенной социальной системе и, следовательно, имеют разные коды общения, разные ценности и интересы, которые необходимо сообщить. Очень часто нелегко найти общую основу для диалога о рисках. Необходимо найти структуры, чтобы объединить эти разные взгляды и добиться практического результата. Темами для таких видов информирования о рисках являются, например, консенсусное решение о размещении или отказе от размещения опасного предприятия в определенном регионе.
Во всех обществах существуют правовые и политические процедуры для решения вопросов, связанных с риском (например, парламентское законодательство, правительственные или административные решения, юридические процедуры в суде и т. д.). Во многих случаях эти существующие процедуры не приводят к решениям, полностью удовлетворительным для мирного урегулирования споров о рисках. Было обнаружено, что предложения, сделанные путем интеграции элементов информирования о рисках в существующие процедуры, улучшают процесс принятия политических решений.
При предложении процедур информирования о рисках необходимо обсудить два основных вопроса:
Для формальной организации информирования о рисках существуют различные возможности:
В любом случае необходимо прояснить отношения между этими коммуникационными структурами и существующими правовыми и политическими органами принятия решений. Обычно результат процесса информирования о рисках имеет эффект необязательной рекомендации для принимающих решения органов.
Что касается структуры коммуникативного процесса, то по общим правилам практического дискурса допускается любой аргумент, если он удовлетворяет следующим условиям:
В процессе информирования о рисках были разработаны различные специальные правила и предложения для конкретизации этих правил. Среди них следует отметить следующие правила:
В процессе информирования о рисках необходимо различать:
Соответственно, расхождения во мнениях могут иметь разные причины, а именно:
В процессе информирования о рисках может быть полезно прояснить уровень различий и их значимость. Были сделаны различные структурные предложения для улучшения условий для такого дискурса и, в то же время, чтобы помочь лицам, принимающим решения, найти справедливые и компетентные решения, например:
Эффективность информирования о риске можно определить как степень, в которой исходная (нежелательная) ситуация изменяется в сторону предполагаемого состояния, определенного первоначальными целями. Процедурные аспекты должны быть включены в оценку программ информирования о рисках. Такие критерии включают осуществимость (например, гибкость, адаптируемость, осуществимость) и стоимость (с точки зрения денег, персонала и времени) программы.
Истоки экологического аудита
Аудит экологической безопасности и здоровья был разработан в начале 1970-х годов, в основном среди компаний, работающих в экологически интенсивных секторах, таких как масла и химикаты. С тех пор экологический аудит получил быстрое распространение с соответствующим развитием принятых подходов и методов. На этот рост повлияло несколько факторов.
Что такое экологический аудит?
Важно проводить различие между аудитом и такими методами, как оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС). Последний оценивает потенциальное воздействие предлагаемого объекта на окружающую среду. Основной целью экологического аудита является систематическая проверка экологических показателей деятельности компании. В лучшем случае аудит представляет собой комплексную проверку систем и объектов управления; в худшем случае это поверхностный обзор.
Термин экологический аудит означает разные вещи для разных людей. Такие термины, как оценка, опрос и обзор, используются для описания одного и того же вида деятельности. Кроме того, некоторые организации считают, что «экологический аудит» касается только экологических вопросов, в то время как другие используют этот термин для обозначения аудита вопросов охраны труда, техники безопасности и охраны окружающей среды. Хотя универсального определения не существует, аудит, как это практикуется многими ведущими компаниями, следует той же основной философии и подходу, резюмированному в широком определении, принятом Международной торговой палатой (ICC) в ее публикации. Экологический аудит (1989). ICC определяет экологический аудит как:
инструмент управления, включающий систематическую, документированную периодическую и объективную оценку того, насколько хорошо работают природоохранная организация, управление и оборудование, с целью помочь защитить окружающую среду путем:
(i) облегчение управленческого контроля за природоохранной практикой и
(ii) оценка соблюдения политик компании, включая выполнение нормативных требований.
Европейская комиссия в своем предложении по экологическому аудиту также принимает определение экологического аудита ICC.
Цели экологического аудита
Общая цель экологического аудита состоит в том, чтобы помочь защитить окружающую среду и свести к минимуму риски для здоровья человека. Ясно, что одним лишь одитингом этой цели не достичь (отсюда и использование слова «помощь»); это инструмент управления. Таким образом, основными задачами экологического аудита являются:
Объем аудита
Поскольку основная цель аудитов заключается в проверке адекватности существующих систем управления, они выполняют принципиально иную роль, чем мониторинг экологических показателей. Аудиты могут касаться одной темы или целого ряда вопросов. Чем больше объем аудита, тем больше будет размер аудиторской группы, время, затрачиваемое на выезд, и глубина расследования. Там, где международные аудиты должны проводиться центральной командой, могут быть веские причины для охвата более чем одной области на месте, чтобы минимизировать затраты.
Кроме того, объем аудита может варьироваться от простой проверки соответствия до более тщательного изучения, в зависимости от предполагаемых потребностей руководства. Этот метод применяется не только для оперативного управления окружающей средой, здоровьем и безопасностью, но все чаще также для управления безопасностью и качеством продукции, а также в таких областях, как предотвращение потерь. Если цель аудита состоит в том, чтобы обеспечить надлежащее управление этими обширными областями, то необходимо рассмотреть все эти отдельные темы. Вопросы, которые могут быть рассмотрены в ходе аудита, включая окружающую среду, здоровье, безопасность и безопасность продукции, показаны в таблице 1.
Таблица 1. Объем экологического аудита
Экологические исследования георадаром |
Сохранность |
Гигиена труда |
Безопасность продукта |
-История сайта |
- Политика/процедуры безопасности |
- Воздействие загрязнителей воздуха на сотрудников. |
-Программа безопасности продукции |
Хотя в некоторых компаниях предусмотрен регулярный (часто ежегодный) цикл аудита, аудит в первую очередь определяется необходимостью и приоритетом. Таким образом, не все объекты или аспекты компании будут оцениваться с одинаковой частотой или в одинаковой степени.
Типичный процесс аудита
Аудит обычно проводится группой людей, которые собирают фактическую информацию до и во время посещения объекта, анализируют факты и сравнивают их с критериями аудита, делают выводы и сообщают о своих выводах. Эти этапы обычно выполняются в рамках какой-либо формальной структуры (протокола аудита), чтобы процесс можно было надежно повторить на других объектах и сохранить качество. Для обеспечения эффективности аудита необходимо включить ряд ключевых шагов. Они обобщены и пояснены в таблице 2.
Таблица 2. Основные этапы экологического аудита
Основные этапы экологического аудита
Критерии — по чему вы проводите аудит?
Важным шагом в создании программы аудита является определение критериев, по которым будет проводиться аудит, и обеспечение того, чтобы руководство всей организации знало, каковы эти критерии. Обычно критерии, используемые для аудита:
Шаги перед аудитом
Шаги, предшествующие аудиту, включают административные вопросы, связанные с планированием аудита, подбором персонала для аудиторской группы (часто из разных подразделений компании или специализированного подразделения), подготовкой протокола аудита, используемого организацией, и получением справочной информации о средство.
Если аудит является новым, не следует недооценивать необходимость обучения тех, кто участвует в процессе аудита (аудиторов или тех, кого проверяют). Это также относится к транснациональной компании, распространяющей программу аудита в своей стране на дочерние компании за границей. В этих ситуациях время, затраченное на разъяснение и обучение, принесет свои плоды, обеспечив подход к проверкам в духе сотрудничества и не рассматривающий местное руководство как угрозу.
Когда одна крупная американская компания предложила распространить свою программу аудита на свою деятельность в Европе, она особенно позаботилась о том, чтобы заводы были должным образом проинструктированы, чтобы протоколы аудита соответствовали европейским операциям и чтобы аудиторские группы понимали соответствующие правила. На выбранных заводах были проведены пилотные проверки. Кроме того, процесс аудита был введен таким образом, чтобы подчеркивались преимущества кооперативного, а не «полицейского» подхода.
Получение справочной информации об объекте и его процессах может помочь минимизировать время, затрачиваемое аудиторской группой на объект, и сфокусировать ее действия, тем самым экономя ресурсы.
Состав аудиторской группы будет зависеть от подхода, принятого конкретной организацией. Там, где не хватает внутренней экспертизы или когда ресурсы не могут быть выделены на аудиторскую деятельность, компании часто используют независимых консультантов для проведения аудита для них. Другие компании нанимают в каждую команду как штатных сотрудников, так и внешних консультантов, чтобы обеспечить «независимую» точку зрения. Некоторые крупные компании используют для аудита только штатных сотрудников и имеют группы экологического аудита для выполнения этой конкретной функции. Многие крупные компании имеют свой собственный штат аудиторов, но также включают независимых консультантов по многим аудитам, которые они проводят.
Шаги на месте
Сообщение о результатах аудита. Обычно это делается на встрече с руководством завода в конце визита группы. Каждый вывод и его значение можно обсудить с персоналом станции. Прежде чем покинуть объект, аудиторская группа часто представляет письменное резюме результатов для руководства предприятия, чтобы убедиться, что в окончательном отчете нет сюрпризов.
Действия после аудита
Следующим шагом после работы на месте является подготовка проекта отчета, который проверяется руководством завода для подтверждения его точности. Затем он распространяется среди высшего руководства в соответствии с требованиями компании.
Другим ключевым шагом является разработка плана действий по устранению недостатков. Некоторые компании просят включить рекомендации по корректирующим действиям в официальный аудиторский отчет. Затем завод будет основывать свой план на реализации этих рекомендаций. Другие компании требуют, чтобы в аудиторском отчете излагались факты и недостатки без ссылки на то, как их следует исправить. В этом случае ответственность за разработку средств устранения недостатков лежит на руководстве завода.
Как только программа аудита будет внедрена, будущие аудиты будут включать прошлые отчеты и прогресс в реализации любых рекомендаций, сделанных в них, как часть их доказательств.
Расширение процесса аудита — другие виды аудита
Хотя наиболее широко экологический аудит используется для оценки экологических показателей деятельности компании, существуют вариации на эту тему. Другие виды аудита, используемые в определенных обстоятельствах, включают следующее:
Выдает аудит. Некоторые организации применяют метод аудита к конкретному вопросу, который может иметь последствия для всей компании, например, к потерям. Базирующаяся в Великобритании многонациональная нефтяная компания BP провела аудит, изучив влияние разрушения озонового слоя и последствия обеспокоенности общественности по поводу вырубки тропических лесов.
Преимущества экологического аудита
Если экологический аудит осуществляется конструктивным образом, этот процесс может принести много пользы. Подход к аудиту, описанный в этом документе, поможет:
Эволюция стратегий реагирования на окружающую среду
За последние тридцать лет произошло резкое увеличение экологических проблем из-за множества различных факторов: демографического роста (эти темпы продолжаются, по оценкам, к 8 году численность населения составит 2030 миллиардов человек), бедности, доминирующих экономических моделей, основанных на росте и количестве а не качество, высокое потребление природных ресурсов, вызванное, в частности, промышленным ростом, сокращение биологического разнообразия, особенно в результате увеличения сельскохозяйственного производства за счет монокультуры, эрозия почвы, изменение климата, нерациональное использование природных ресурсов и загрязнение воздуха, почвы и водные ресурсы. Однако негативное влияние деятельности человека на окружающую среду также ускорило осознание и социальное восприятие людей во многих странах, что привело к изменению традиционных подходов и моделей реагирования.
Стратегии реагирования эволюционировали: от непризнания проблемы к игнорированию проблемы, к разбавлению и контролю загрязнения с помощью подхода «сверху вниз», то есть так называемых стратегий «на конце трубы». 1970-е годы ознаменовались первыми широко значимыми локальными экологическими кризисами и развитием нового понимания загрязнения окружающей среды. Это привело к принятию первой крупной серии национальных законов, правил и международных конвенций, направленных на контроль и регулирование загрязнения. Эта стратегия «на конце трубы» вскоре показала свою несостоятельность, поскольку авторитарным образом она была направлена на вмешательство, связанное с симптомами, а не с причинами экологических проблем. В то же время промышленное загрязнение также привлекло внимание к растущим противоречиям в философии между работодателями, рабочими и экологическими группами.
1980-е годы были периодом глобальных экологических проблем, таких как Чернобыльская катастрофа, кислотные дожди, истощение озонового слоя и озоновая дыра, парниковый эффект и изменение климата, рост токсичных отходов и их экспорт. Эти события и связанные с ними проблемы повысили осведомленность общественности и помогли заручиться поддержкой новых подходов и решений, ориентированных на инструменты рационального природопользования и стратегии более чистого производства. Такие организации, как ЮНЕП, ОЭСР, Европейский союз и многие национальные учреждения, приступили к определению проблемы и совместной работе в более глобальных рамках, основанных на принципах предотвращения, инноваций, информации, образования и участия соответствующих заинтересованных сторон. Когда мы вступили в 1990-е годы, произошел еще один резкий рост осознания того, что экологический кризис углубляется, особенно в развивающихся странах, а также в Центральной и Восточной Европе. Это достигло критического порога на Конференции Организации Объединенных Наций по окружающей среде и развитию (ЮНСЕД) в Рио-де-Жанейро в 1992 году.
Сегодня предупредительный подход стал одним из наиболее важных факторов, которые необходимо учитывать при оценке экологической политики и решений. Осторожный подход предполагает, что даже при наличии научной неопределенности или разногласий по экологическим проблемам и политике решения должны отражать необходимость принятия мер предосторожности во избежание негативных последствий в будущем, когда это возможно с экономической, социальной и технической точек зрения. При разработке политики и правил, а также при планировании и реализации проектов и программ следует придерживаться осторожного подхода.
По сути, как превентивный, так и предупредительный подходы направлены на более комплексный подход к природоохранным действиям, переходя от почти исключительного внимания к производственному процессу к разработке инструментов и методов управления окружающей средой, применимых ко всем формам экономической деятельности человека и процессам принятия решений. . В отличие от контроля за загрязнением, который подразумевал ограниченный подход, основанный на реагировании и отступлении, подход к рациональному использованию окружающей среды и более чистому производству направлен на интеграцию предупредительного подхода в более широкие стратегии для создания процесса, который будет оцениваться, контролироваться и постоянно улучшаться. Однако, чтобы быть эффективными, стратегии рационального природопользования и более чистого производства должны тщательно реализовываться с привлечением всех заинтересованных сторон и на всех уровнях вмешательства.
Эти новые подходы не следует рассматривать как просто технические инструменты, связанные с окружающей средой, а следует рассматривать как целостные интегрирующие подходы, которые помогут определить новые модели экологически и социально обоснованной рыночной экономики. Чтобы быть полностью эффективными, эти новые подходы также потребуют нормативно-правовой базы, инструментов стимулирования и социального консенсуса, определяемого посредством участия учреждений, социальных партнеров и заинтересованных экологических и потребительских организаций. Если масштаб стратегий рационального природопользования и более чистого производства должен привести к более устойчивым сценариям социально-экономического развития, необходимо будет учитывать различные факторы при разработке политики, разработке и обеспечении соблюдения стандартов и правил, а также в коллективных договорах. и планы действий не только на уровне компании или предприятия, но и на местном, национальном и международном уровнях. Учитывая большие различия в экономических и социальных условиях во всем мире, возможности для достижения успеха также будут зависеть от местных политических, экономических и социальных условий.
Глобализация, либерализация рынков и политика структурной перестройки также создадут новые проблемы для нашей способности комплексно анализировать экономические, социальные и экологические последствия этих сложных изменений в наших обществах, не последней из которых будет риск того, что эти изменения могут привести к совершенно иным отношениям власти и ответственности, возможно, даже к собственности и контролю. Необходимо будет уделить внимание тому, чтобы эти изменения не привели к риску беспомощности и паралича в развитии технологий рационального природопользования и более чистого производства. С другой стороны, эта меняющаяся ситуация, в дополнение к ее рискам, также предлагает новые возможности для содействия улучшению наших нынешних социальных, экономических, культурных, политических и экологических условий. Однако такие позитивные изменения потребуют сотрудничества, участия и гибкого подхода к управлению изменениями в наших обществах и на наших предприятиях. Чтобы избежать паралича, нам нужно будет принять меры, которые укрепят доверие и подчеркнут пошаговый, частичный и постепенный подход, который обеспечит растущую поддержку и потенциал, направленные на содействие более существенным изменениям в наших условиях жизни и работы в будущем.
Основные международные последствия
Как упоминалось выше, новая международная ситуация характеризуется либерализацией рынков, устранением торговых барьеров, новыми информационными технологиями, быстрыми и огромными повседневными капиталовложениями и глобализацией производства, особенно через многонациональные предприятия. Дерегулирование и конкурентоспособность являются доминирующими критериями инвестиционных стратегий. Однако эти изменения также способствуют делокализации заводов, фрагментации производственных процессов и созданию специальных зон экспортной переработки, которые освобождают предприятия от трудовых и экологических норм и других обязательств. Такие эффекты могут способствовать чрезмерно низкой стоимости рабочей силы и, следовательно, более высокой прибыли для промышленности, но это часто сопровождается ситуациями прискорбной эксплуатации человека и окружающей среды. Кроме того, в отсутствие правил и контроля устаревшие заводы, технологии и оборудование экспортируются точно так же, как опасные химические вещества и вещества, которые были запрещены, изъяты или строго ограничены в одной стране по экологическим соображениям или соображениям безопасности, особенно в развивающиеся страны.
Для решения этих вопросов особенно важно, чтобы новые правила Всемирной торговой организации (ВТО) были определены таким образом, чтобы содействовать развитию социально и экологически приемлемой торговли. Это означает, что ВТО, чтобы обеспечить честную конкуренцию, должна требовать от всех стран соблюдения основных международных трудовых норм (например, основных конвенций МОТ), а также природоохранных конвенций и правил. Кроме того, следует эффективно применять руководящие принципы, подобные подготовленным ОЭСР по передаче технологий и правилам, чтобы избежать экспорта сильно загрязняющих и небезопасных производственных систем.
Международные факторы, которые следует учитывать, включают:
Развивающимся и другим странам, нуждающимся в помощи, должна быть предоставлена специальная финансовая помощь, снижение налогов, стимулы и техническая помощь, чтобы помочь им реализовать вышеупомянутые основные трудовые и экологические нормы и внедрить более чистые производственные технологии и продукты. Инновационным подходом, заслуживающим дальнейшего внимания в будущем, является разработка кодексов поведения, согласованных некоторыми компаниями и их профсоюзами с целью содействия соблюдению основных социальных прав и экологических норм. Уникальную роль в оценке процесса на международном уровне играет МОТ, учитывая ее трехстороннюю структуру и в строгой координации с другими учреждениями Организации Объединенных Наций и международными финансовыми учреждениями, отвечающими за международную помощь и финансовую помощь.
Основные национальные и местные последствия
Соответствующая общая нормативно-правовая база также должна быть определена как на национальном, так и на местном уровне для разработки соответствующих процедур управления окружающей средой. Это потребует процесса принятия решений, который увязывает бюджетную, фискальную, промышленную, экономическую, трудовую и экологическую политику, а также предусматривает всесторонние консультации и участие наиболее заинтересованных социальных субъектов (т. е. работодателей, профсоюзных организаций, природоохранных и потребительских организаций). группы). Такой систематический подход будет включать связи между различными программами и политиками, например:
Национальная и местная промышленная политика должна разрабатываться и осуществляться при всесторонних консультациях с профсоюзными организациями, чтобы деловая политика и трудовая политика соответствовали социальным и экологическим потребностям. Прямые переговоры и консультации на национальном уровне с профсоюзами могут помочь предотвратить потенциальные конфликты, возникающие из-за последствий новой промышленной политики для безопасности, здоровья и окружающей среды. Однако такие переговоры на национальном уровне должны сопровождаться переговорами и консультациями на уровне отдельных компаний и предприятий, с тем чтобы обеспечить наличие надлежащего контроля, стимулов и помощи на рабочем месте.
Таким образом, следует учитывать следующие национальные и местные факторы:
Экологический менеджмент на уровне компании
Экологический менеджмент в рамках данной компании, предприятия или другой экономической структуры требует постоянной оценки и учета воздействия на окружающую среду — на рабочем месте (т. е. рабочая среда) и за пределами предприятия (т. е. внешняя среда) — в отношении всего спектра действий и решений, связанных с операциями. Это также подразумевает последующую модификацию организации труда и производственных процессов для эффективного и действенного реагирования на эти воздействия окружающей среды.
Предприятиям необходимо предвидеть потенциальные экологические последствия той или иной деятельности, процесса или продукта на самых ранних этапах планирования, чтобы обеспечить реализацию адекватных, своевременных и совместных стратегий реагирования. Цель состоит в том, чтобы сделать промышленность и другие секторы экономики экономически, социально и экологически устойчивыми. Несомненно, во многих случаях все же потребуется переходный период, который потребует мероприятий по борьбе с загрязнением и восстановлению. Следовательно, экологический менеджмент следует рассматривать как составной процесс предотвращения и контроля, направленный на приведение стратегий компании в соответствие с экологической устойчивостью. Для этого компаниям необходимо будет разработать и внедрить процедуры в рамках своей общей стратегии управления для оценки более чистых производственных процессов и аудита экологических показателей.
Экологический менеджмент и более чистое производство принесут ряд преимуществ, которые не только повлияют на экологические показатели, но и могут привести к улучшению:
Компании должны не просто сосредотачиваться на оценке соответствия компании существующему законодательству и правилам, но должны определить возможные экологические цели, которые должны быть достигнуты с помощью ограниченного по времени поэтапного процесса, который будет включать:
Существует множество различных подходов к оценке деятельности, и следующие важные потенциальные компоненты любой такой программы:
Производственные отношения и экологический менеджмент
В то время как в некоторых странах основные права профсоюзов до сих пор не признаны, а работники лишены возможности защищать свое здоровье и безопасность, а также условия труда и улучшать экологические показатели, в других странах подход к обеспечению экологической устойчивости компаний, основанный на участии, был опробован с хорошими результатами. За последние десять лет традиционный подход к трудовым отношениям все больше и больше смещается, чтобы включить не только вопросы здоровья и безопасности и программы, отражающие национальные и международные нормы в этой области, но также начал интегрировать экологические вопросы в механизмы трудовых отношений. Партнерские отношения между работодателями и представителями профсоюзов на уровне компании, отрасли и на национальном уровне определялись в зависимости от различных ситуаций посредством коллективных договоров, а иногда также охватывались положениями и процедурами консультаций, установленными местными или национальными властями для урегулирования экологических конфликтов. См. таблицу 1, таблицу 2 и таблицу 3.
Таблица 1. Субъекты, участвующие в добровольных соглашениях, имеющих отношение к окружающей среде
Страна |
Работодатель/ |
Работодатель/ |
Работодатель/ |
Работодатель/ |
Нидерланды |
X |
X |
X |
|
Бельгии |
X |
X |
||
Дания |
X |
X |
X |
X |
Austria |
X |
|||
Germany |
X |
X |
X |
|
Великобритания |
X |
X |
||
Италии |
X |
X |
X |
X |
Франция |
X |
X |
||
Испания |
X |
X |
||
Греции |
X |
X |
Источник: Хильдебрандт и Шмидт, 1994 г.
Таблица 2. Сфера применения добровольных соглашений об охране окружающей среды между участниками коллективных договоров
Страна |
национальный |
Филиал (региональный) |
Завод |
Нидерланды |
X |
X |
X |
Бельгии |
X |
X |
|
Дания |
X |
X |
X |
Austria |
X |
||
Germany |
X |
X |
|
Великобритания |
X |
||
Италии |
X |
X |
X |
Франция |
|||
Испания |
X |
X |
|
Греции |
X |
Источник: Хильдебрандт и Шмидт, 1994 г.
Таблица 3. Характер соглашений о природоохранных мероприятиях между участниками коллективных договоров
Страна |
Совместные декларации, |
Уровень филиала |
Соглашения о заводе |
Нидерланды |
X |
X |
X |
Бельгии |
X |
X |
|
Дания |
X |
X |
X |
Austria |
X |
||
Germany |
X |
X |
X |
Великобритания |
X |
||
Италии |
X |
X |
X |
Франция |
X |
X |
|
Испания |
X |
||
Греции |
X |
Источник: Хильдебрандт и Шмидт, 1994 г.
Устранение загрязнения: очистка
Очистка загрязненных участков — процедура, которая становится все более очевидной и дорогостоящей с 1970-х гг., когда повысилась осведомленность о серьезных случаях загрязнения почвы и воды накопленными химическими отходами, заброшенными промышленными площадками и т. д. Эти загрязненные участки образовались в результате следующих видов деятельности:
Разработка плана реабилитации/очистки требует сложных технических действий и процедур, которые должны сопровождаться определением четких обязанностей руководства и последующей ответственности. Такие инициативы должны осуществляться в контексте гармонизированного национального законодательства и предусматривать участие заинтересованного населения, определение четких процедур разрешения конфликтов и недопущение возможных социально-экологических последствий демпинга. Такие правила, соглашения и планы должны четко охватывать не только естественные биотические и абиотические ресурсы, такие как вода, воздух, почва или флора и фауна, но также должны включать культурное наследие, другие визуальные аспекты ландшафтов и ущерб, наносимый физическим лицам и имуществу. Ограничительное определение окружающей среды, следовательно, уменьшит определение экологического ущерба и, следовательно, ограничит фактическое восстановление участков. В то же время должна быть предусмотрена возможность не только предоставления субъектам, непосредственно пострадавшим от ущерба, определенных прав и защиты, но и коллективных групповых действий для защиты коллективных интересов с целью обеспечения восстановления. предыдущих условий.
Заключение
Потребуются значительные действия, чтобы отреагировать на нашу быстро меняющуюся экологическую ситуацию. В центре внимания этой статьи была необходимость принятия мер для улучшения экологических показателей промышленности и других видов экономической деятельности. Чтобы сделать это эффективно и действенно, рабочие и их профсоюзы должны играть активную роль не только на уровне предприятия, но и в своих местных сообществах и на национальном уровне. Рабочие должны рассматриваться и активно мобилизоваться в качестве ключевых партнеров для достижения будущих целей в области окружающей среды и устойчивого развития. Способность рабочих и их профсоюзов внести свой вклад в качестве партнеров в этот процесс рационального природопользования зависит не только от их собственного потенциала и осведомленности, хотя усилия действительно необходимы и предпринимаются для повышения их потенциала, но и от приверженности руководство и сообщества для создания благоприятной среды, которая способствует развитию новых форм сотрудничества и участия в будущем.
Видеть возможности и претворять их в жизнь — вот что такое предотвращение загрязнения. Это приверженность продуктам и процессам, оказывающим минимальное воздействие на окружающую среду.
Предотвращение загрязнения не является новой идеей. Это проявление экологической этики, которую практиковали коренные жители многих культур, в том числе коренные американцы. Они жили в гармонии со своим окружением. Это был источник их убежища, их пищи и самой основы их религии. Хотя их среда была чрезвычайно суровой, к ней относились с честью и уважением.
По мере развития наций и развития промышленной революции возникло совсем другое отношение к окружающей среде. Общество стало рассматривать окружающую среду как бесконечный источник сырья и удобную свалку отходов.
Ранние попытки сократить количество отходов
Тем не менее, некоторые отрасли промышленности практиковали предотвращение загрязнения с тех пор, как были разработаны первые химические процессы. Первоначально промышленность сосредоточилась на эффективности или повышении производительности процесса за счет сокращения отходов, а не на конкретном предотвращении загрязнения путем предотвращения попадания отходов в окружающую среду. Однако конечный результат обоих видов деятельности одинаков — в окружающую среду выбрасывается меньше отходов.
Ранний пример предотвращения загрязнения под другим видом практиковался на немецком заводе по производству серной кислоты в 1800-х годах. Усовершенствования технологического процесса на заводе позволили снизить количество выбросов двуокиси серы на фунт произведенной продукции. Эти действия, скорее всего, были обозначены как повышение эффективности или качества. Только недавно концепция предотвращения загрязнения была напрямую связана с этим типом изменения процесса.
Предотвращение загрязнения в том виде, в каком мы его знаем сегодня, начало появляться в середине 1970-х годов в ответ на растущий объем и сложность экологических требований. Тогда же было создано Агентство по охране окружающей среды США (EPA). Первыми усилиями по сокращению загрязнения были в основном установка оконечного или дорогостоящего дополнительного оборудования для контроля загрязнения. Устранение источника проблемы загрязнения не было приоритетом. Когда это происходило, это было больше вопросом прибыли или эффективности, чем организованными усилиями по защите окружающей среды.
Только недавно предприятия приняли более конкретную экологическую точку зрения и отслеживали прогресс. Однако процессы, с помощью которых предприятия подходят к предотвращению загрязнения, могут существенно различаться.
Профилактика против контроля
Со временем акцент начал меняться с борьбы с загрязнением на предотвращение загрязнения. Стало очевидным, что ученые, которые изобретают продукты, инженеры, которые проектируют оборудование, эксперты по процессам, которые управляют производственными предприятиями, маркетологи, которые работают с клиентами над улучшением экологических характеристик продукта, торговые представители, которые возвращают экологические проблемы клиентов обратно в лабораторию для решения и офисные сотрудники, которые работают над сокращением использования бумаги, могут помочь уменьшить воздействие на окружающую среду операций или деятельности, находящейся под их контролем.
Разработка эффективных программ предотвращения загрязнения
В современных мерах по предотвращению загрязнения необходимо изучить программы по предотвращению загрязнения, а также конкретные технологии по предотвращению загрязнения. Как общая программа предотвращения загрязнения, так и отдельные технологии предотвращения загрязнения одинаково важны для достижения экологической выгоды. Хотя разработка технологий является абсолютным требованием, без организационной структуры для поддержки и внедрения этих технологий экологические преимущества никогда не будут полностью достигнуты.
Задача состоит в том, чтобы обеспечить полное корпоративное участие в предотвращении загрязнения. Некоторые компании внедрили меры по предотвращению загрязнения на всех уровнях своей организации с помощью хорошо организованных и детализированных программ. Возможно, тремя наиболее широко известными из них в Соединенных Штатах являются программа «Предотвращение загрязнения окружающей среды окупается» (3P) компании «3М», программа «Экономия денег и сокращение выбросов токсичных веществ» (SMART) компании «Шеврон» и программа «Сокращение отходов всегда окупается» (WRAP) компании Dow Chemical.
Цель таких программ — максимальное технологически возможное сокращение отходов. Но полагаться только на сокращение источника не всегда технически возможно. Переработка и повторное использование также должны быть частью усилий по предотвращению загрязнения, как и в вышеупомянутых программах. Когда от каждого сотрудника требуется не только сделать процессы максимально эффективными, но и найти продуктивное применение каждому побочному продукту или остаточному потоку, предотвращение загрязнения становится неотъемлемой частью корпоративной культуры.
В конце 1993 года организация Business Roundtable в США опубликовала результаты эталонного исследования успешных усилий по предотвращению загрязнения. В ходе исследования были выявлены лучшие в своем классе программы по предотвращению загрязнения объектов и выделены элементы, необходимые для полной интеграции предотвращения загрязнения в деятельность компании. В него вошли предприятия Proctor & Gamble (P&G), Intel, DuPont, Monsanto, Martin Marietta и 3M.
Инициативы по предотвращению загрязнения
Исследование показало, что успешные программы предотвращения загрязнения в этих компаниях имеют следующие общие элементы:
Кроме того, исследование показало, что каждое из предприятий перешло от сосредоточения внимания на предотвращении загрязнения в производственном процессе к включению предотвращения загрязнения в решения, предшествующие производству. Предотвращение загрязнения стало основной корпоративной ценностью.
Поддержка высшего руководства необходима для полноценной программы предотвращения загрязнения. Высшие должностные лица как на корпоративном уровне, так и на уровне предприятия должны убедительно донести до всех сотрудников, что предотвращение загрязнения является неотъемлемой частью их работы. Это должно начинаться на уровне главного исполнительного директора (CEO), потому что этот человек задает тон всей корпоративной деятельности. Выступая публично и внутри компании, сообщение будет услышано.
Вторая причина успеха — вовлеченность сотрудников. Технический и производственный персонал в наибольшей степени вовлечен в разработку новых процессов или составов продуктов. Но сотрудники любой должности могут участвовать в сокращении отходов за счет повторного использования, утилизации и переработки в рамках предотвращения загрязнения. Работники знают возможности в своей сфере ответственности намного лучше, чем профессионалы-экологи. Чтобы стимулировать участие сотрудников, компания должна информировать сотрудников о проблемах, с которыми сталкивается компания. Например, статьи об экологических проблемах в корпоративном информационном бюллетене могут повысить осведомленность сотрудников.
Признание достижений может осуществляться разными способами. Генеральный директор 3M вручает специальную награду за лидерство в области охраны окружающей среды не только тем сотрудникам, которые вносят свой вклад в достижение целей компании, но и тем, кто вносит свой вклад в усилия общества по защите окружающей среды. Кроме того, экологические достижения признаются в ежегодных обзорах эффективности.
Измерение результатов чрезвычайно важно, потому что это движущая сила действий сотрудников. Некоторые объекты и корпоративные программы измеряют все отходы, в то время как другие сосредотачиваются на выбросах инвентаризации токсичных выбросов (TRI) или на других измерениях, которые лучше всего соответствуют их корпоративной культуре и их конкретным программам предотвращения загрязнения.
Примеры экологических программ
В течение 20 лет предотвращение загрязнения стало неотъемлемой частью культуры 3M. Руководство 3M обязалось выйти за рамки государственных постановлений, частично разработав планы по охране окружающей среды, которые объединяют экологические цели с бизнес-стратегией. Программа 3P направлена на предотвращение загрязнения, а не на контроль.
Идея состоит в том, чтобы остановить загрязнение до того, как оно начнется, и искать возможности предотвращения на всех этапах жизненного цикла продукта, а не только в конце. Успешные компании осознают, что профилактика более эффективна с экологической точки зрения, более технически обоснована и менее затратна, чем обычные процедуры контроля, которые не устраняют проблему. Предотвращение загрязнения является экономичным, потому что если загрязнение предотвращается в первую очередь, с ним не нужно бороться позже.
Сотрудники 3M разработали и реализовали более 4,200 проектов по предотвращению загрязнения окружающей среды с момента запуска программы 3P. За последние 20 лет эти проекты позволили устранить более 1.3 миллиарда фунтов загрязняющих веществ и сэкономить компании 750 миллионов долларов.
В период с 1975 по 1993 год компания 3M сократила количество энергии, необходимой на единицу продукции, на 3,900 БТЕ, или на 58%. Годовая экономия энергии для 3M только в Соединенных Штатах составляет 22 триллиона БТЕ каждый год. Этой энергии достаточно для обогрева, охлаждения и освещения более 200,000 2 домов в Соединенных Штатах и устранения более 1993 миллионов тонн углекислого газа. А в 3 году предприятия 199M в США собрали и переработали больше твердых отходов (198 миллионов фунтов), чем отправили на свалки (XNUMX миллионов фунтов).
Технологии предотвращения загрязнения
Концепция проектирования для окружающей среды становится все более важной, но технологии, используемые для предотвращения загрязнения, столь же разнообразны, как и сами компании. В целом эту концепцию можно реализовать за счет технических инноваций в четырех областях:
Концентрация усилий в каждой из этих областей может означать создание новых и более безопасных продуктов, снижение затрат и повышение удовлетворенности клиентов.
Изменение рецептуры продукта может быть самым сложным. Многие свойства, которые делают материалы идеальными для использования по назначению, могут также создавать проблемы для окружающей среды. Один из примеров изменения состава продукта привел к тому, что группа ученых исключила разрушающее озоновый слой метилхлороформ из продукта для защиты ткани. Этот новый продукт на водной основе значительно сокращает использование растворителей и дает компании конкурентное преимущество на рынке.
При изготовлении лекарственных таблеток для фармацевтической промышленности сотрудники разработали новый раствор для покрытия на водной основе для раствора для покрытия на основе растворителя, который использовался для покрытия таблеток. Это изменение стоило 60,000 180,000 долларов, но избавило от необходимости тратить 150,000 24 долларов на оборудование для борьбы с загрязнением, сэкономило XNUMX XNUMX долларов на стоимости материалов и предотвратило загрязнение воздуха на XNUMX тонны в год.
Пример модификации процесса привел к отказу от опасных химикатов и тщательной очистке медного листа перед его использованием для производства электротоваров. В прошлом защитное покрытие очищали распылением с персульфатом аммония, фосфорной и серной кислотами — опасными химическими веществами. Эта процедура была заменена процедурой, в которой используется легкий раствор лимонной кислоты, неопасный химикат. Изменение процесса устранило образование 40,000 15,000 фунтов опасных отходов в год и экономит компании около XNUMX XNUMX долларов в год на сырье и расходах на утилизацию.
Модернизация оборудования также снижает количество отходов. В области смоляных продуктов компания регулярно отбирала пробы конкретной жидкой фенольной смолы, используя кран на технологической линии. Часть продукта была потрачена впустую до и после отбора пробы. Установив простую воронку под лентой для образцов и трубу, ведущую обратно в процесс, компания теперь отбирает образцы без потерь продукта. Это предотвращает около 9 тонн отходов в год, экономит около 22,000 1,000 долларов, увеличивает выход и снижает стоимость утилизации, и все это при капитальных затратах около XNUMX долларов.
Восстановление ресурсов, продуктивное использование отходов чрезвычайно важно для предотвращения загрязнения. Одна марка шерстяных мыльных подушечек теперь полностью изготавливается из переработанных пластиковых бутылок из-под газировки. За первые два года выпуска этого нового продукта компания использовала более миллиона фунтов этого переработанного материала для изготовления мыльных подушечек. Это эквивалентно более чем 10 миллионам двухлитровых бутылок газировки. Кроме того, отходы резины, отделяемые от напольных ковриков в Бразилии, используются для изготовления сандалий. Только в 1994 году на заводе было извлечено около 30 тонн материала, которого достаточно для изготовления более 120,000 XNUMX пар сандалий.
В другом примере, Post-it(Т) В примечаниях из переработанной бумаги используется 100% переработанная бумага. Одна только тонна переработанной бумаги экономит 3 кубических ярда места на свалке, 17 деревьев, 7,000 галлонов воды и 4,100 киловатт-часов энергии, что достаточно для обогрева среднего дома в течение шести месяцев.
Анализ жизненного цикла
Анализ жизненного цикла или аналогичный процесс есть в каждой успешной компании. Это означает, что каждый этап жизненного цикла продукта от разработки до производства, использования и утилизации предлагает возможности для улучшения состояния окружающей среды. Реакция на такие экологические вызовы привела к появлению продуктов с сильными экологическими требованиями во всей отрасли.
Например, P&G стала первым производителем коммерческих товаров, разработавшим концентрированные моющие средства, упаковка которых на 50–60 % меньше, чем в предыдущей формуле. P&G также производит запасные части для более чем 57 брендов в 22 странах. Заправки обычно стоят дешевле и позволяют сэкономить до 70% твердых отходов.
Компания Dow разработала новый высокоэффективный нетоксичный гербицид. Он менее опасен для людей и животных и применяется в унциях, а не в фунтах на акр. Используя биотехнологию, Monsanto разработала растение картофеля, устойчивое к насекомым, что снизило потребность в химических инсектицидах. Другой гербицид от Monsanto помогает восстановить естественную среду обитания водно-болотных угодий, контролируя сорняки более безопасным способом.
Приверженность к более чистой окружающей среде
Крайне важно, чтобы мы подходили к предотвращению загрязнения комплексно, включая приверженность как программным, так и технологическим усовершенствованиям. Повышение эффективности или производительности процесса и сокращение производства отходов уже давно является практикой обрабатывающей промышленности. Однако только в последнее десятилетие эта деятельность стала более непосредственно направлена на предотвращение загрязнения. Значительные усилия в настоящее время направлены на улучшение сокращения источников, а также на адаптацию процессов для отделения, переработки и повторного использования побочных продуктов. Все это проверенные средства предотвращения загрязнения.
В течение двадцатого века растущее признание воздействия антропогенной деятельности на окружающую среду и здоровье населения (обсуждается в главе Опасности для здоровья из окружающей среды) побудил к разработке и применению методов и технологий для снижения последствий загрязнения. В этом контексте правительства приняли регулирующие и другие политические меры (обсуждаемые в главе Экологическая политика) для сведения к минимуму негативных последствий и обеспечения соблюдения стандартов качества окружающей среды.
Цель этой главы состоит в том, чтобы дать представление о методах, которые применяются для контроля и предотвращения загрязнения окружающей среды. Будут внедрены основные принципы устранения негативного воздействия на качество воды, воздуха или земли; будет рассмотрен вопрос о переносе акцента с контроля на профилактику; и будут изучены ограничения строительных решений для отдельных экологических сред. Например, недостаточно защитить воздух, удаляя следовые количества металлов из дымовых газов, чтобы перенести эти загрязняющие вещества на землю из-за неправильной практики обращения с твердыми отходами. Требуются комплексные мультимедийные решения.
Подход к контролю загрязнения
Экологические последствия быстрой индустриализации привели к бесчисленным случаям загрязнения земельных, воздушных и водных ресурсов токсичными материалами и другими загрязняющими веществами, что угрожает людям и экосистемам серьезным риском для здоровья. Более экстенсивное и интенсивное использование материалов и энергии создало кумулятивное давление на качество местных, региональных и глобальных экосистем.
До того, как были предприняты согласованные усилия по ограничению воздействия загрязнения, управление природопользованием мало выходило за рамки терпимости к невмешательству, смягчаемой удалением отходов, чтобы избежать разрушительных местных неприятностей, задуманных в краткосрочной перспективе. Необходимость возмещения ущерба признавалась в виде исключения в тех случаях, когда ущерб был признан неприемлемым. По мере интенсификации темпов производственной деятельности и роста понимания кумулятивных эффектов контроль загрязнения парадигма стала доминирующим подходом к управлению окружающей средой.
Две конкретные концепции послужили основой для подхода к управлению:
При подходе к борьбе с загрязнением попытки защитить окружающую среду в основном основывались на выделении загрязняющих веществ из окружающей среды и использовании фильтров на конце трубы и скрубберов. Эти решения, как правило, сосредоточены на целевых показателях качества окружающей среды или предельных значениях выбросов для конкретных сред и в первую очередь направлены на сбросы из точечных источников в конкретные среды окружающей среды (воздух, воду, почву).
Применение технологий контроля загрязнения
Применение методов борьбы с загрязнением показало значительную эффективность в решении проблем загрязнения, особенно локального характера. Применение соответствующих технологий основано на систематическом анализе источника и характера рассматриваемого выброса или сброса, его взаимодействия с экосистемой и решаемой проблемой загрязнения окружающей среды, а также на разработке соответствующих технологий для смягчения и мониторинга воздействия загрязнения. .
В своей статье о контроле за загрязнением воздуха Дитрих Швела и Беренис Гельцер объясняют важность и последствия комплексного подхода к оценке и контролю точечных и неточечных источников загрязнения воздуха. Они также подчеркивают проблемы - и возможности - которые решаются в странах, переживающих быструю индустриализацию, не имевших сильного компонента борьбы с загрязнением окружающей среды, сопровождавшего более раннее развитие.
Марион Вичман-Фибиг объясняет методы, которые применяются для моделирования рассеивания загрязнителей воздуха, чтобы определить и охарактеризовать характер проблем загрязнения. Это формирует основу для понимания средств контроля, которые должны быть введены в действие, и для оценки их эффективности. По мере углубления понимания потенциального воздействия оценка воздействия расширилась с локального на региональный и глобальный масштабы.
Ханс-Ульрих Пфеффер и Петер Брукманн рассказывают об оборудовании и методах, которые используются для мониторинга качества воздуха, чтобы можно было оценить потенциальные проблемы загрязнения и оценить эффективность мер контроля и предотвращения.
Джон Элиас представляет обзор типов контроля загрязнения воздуха, которые могут применяться, и вопросов, которые необходимо решить при выборе соответствующих вариантов контроля загрязнения.
Проблема контроля за загрязнением воды рассматривается Гербертом Преулем в статье, в которой объясняется причина, по которой естественные воды Земли могут загрязняться из точечных, неточечных и периодических источников; основы регулирования загрязнения воды; и различные критерии, которые могут применяться при определении программ контроля. Преул объясняет, каким образом сбросы поступают в водоемы и могут быть проанализированы и оценены для оценки рисков и управления ими. Наконец, представлен обзор методов, применяемых для крупномасштабной очистки сточных вод и борьбы с загрязнением воды.
Тематическое исследование представляет собой яркий пример того, как можно повторно использовать сточные воды - тема, имеющая большое значение для поиска способов эффективного использования ресурсов окружающей среды, особенно в условиях дефицита. Александр Донаги кратко излагает подход, который применялся для очистки и пополнения подземных вод муниципальных сточных вод для 1.5-миллионного населения Израиля.
Комплексное управление отходами
С точки зрения контроля за загрязнением отходы рассматриваются как нежелательный побочный продукт производственного процесса, который необходимо локализовать, чтобы гарантировать, что почва, вода и воздушные ресурсы не будут загрязнены сверх уровней, которые считаются приемлемыми. Люсьен Майстр дает обзор проблем, которые необходимо решать при управлении отходами, обеспечивая концептуальную связь с все более важной ролью переработки и предотвращения загрязнения.
В ответ на обширные свидетельства серьезного загрязнения, связанного с неограниченным обращением с отходами, правительства установили стандарты приемлемой практики сбора, обработки и удаления для обеспечения защиты окружающей среды. Особое внимание было уделено критериям экологически безопасного захоронения посредством санитарных свалок, сжигания и обращения с опасными отходами.
Чтобы избежать потенциальной нагрузки на окружающую среду и затрат, связанных с утилизацией отходов, и способствовать более тщательному управлению ограниченными ресурсами, все большее внимание уделяется минимизации отходов и их переработке. Нильс Хан и Пол Лауридсен обобщают вопросы, которые решаются при использовании вторичной переработки в качестве предпочтительной стратегии обращения с отходами, и рассматривают последствия этого для потенциального воздействия на рабочих.
Смещение акцента на предотвращение загрязнения
Борьба с загрязнением в конце производственного процесса сопряжена с риском переноса загрязнения из одной среды в другую, где оно может либо вызвать не менее серьезные экологические проблемы, либо даже стать косвенным источником загрязнения той же среды. Несмотря на то, что это не так дорого, как реабилитация, устранение выбросов в конце производственного процесса может внести значительный вклад в стоимость производственных процессов, не принося никакой ценности. Это также обычно связано с режимами регулирования, которые добавляют другие наборы затрат, связанных с обеспечением соблюдения.
В то время как подход к контролю загрязнения достиг значительных успехов в краткосрочном улучшении местных проблем загрязнения, он оказался менее эффективным в решении кумулятивных проблем, которые все чаще признаются на региональном (например, кислотные дожди) или глобальном (например, разрушение озонового слоя) уровне. .
Целью ориентированной на здоровье программы контроля загрязнения окружающей среды является повышение качества жизни за счет снижения загрязнения до минимально возможного уровня. Программы и политика по борьбе с загрязнением окружающей среды, последствия и приоритеты которых варьируются от страны к стране, охватывают все аспекты загрязнения (воздух, вода, земля и т. д.) и предусматривают координацию между такими областями, как промышленное развитие, городское планирование, освоение водных ресурсов и транспорт. политики.
Томас Ценг, Виктор Шантора и Ян Смит приводят пример мультимедийного воздействия, которое загрязнение оказало на уязвимую экосистему, подверженную многочисленным нагрузкам, — Великие озера Северной Америки. Особо рассматривается ограниченная эффективность модели контроля загрязнения в отношении стойких токсинов, которые рассеиваются в окружающей среде. Сосредоточив внимание на подходе, используемом в одной стране, и последствиях, которые он имеет для международных действий, проиллюстрированы последствия для действий, направленных на предотвращение, а также контроль.
По мере того, как технологии борьбы с загрязнением окружающей среды становятся все более сложными и дорогими, растет интерес к способам включения предотвращения в разработку промышленных процессов с целью устранения вредного воздействия на окружающую среду при одновременном повышении конкурентоспособности отраслей. Среди преимуществ подходов к предотвращению загрязнения, чистых технологий и сокращения использования токсичных веществ можно отметить возможность устранения рисков для здоровья работников.
Дэвид Беннетт дает обзор того, почему предотвращение загрязнения становится предпочтительной стратегией и как оно соотносится с другими методами рационального использования окружающей среды. Этот подход имеет центральное значение для осуществления перехода к устойчивому развитию, который получил широкую поддержку с момента публикации Комиссией Организации Объединенных Наций по торговле и развитию в 1987 году и был подтвержден на Конференции Организации Объединенных Наций по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро (ЮНСЕД) в 1992 году.
Подход к предотвращению загрязнения направлен непосредственно на использование процессов, методов, материалов и энергии, которые позволяют избежать или свести к минимуму образование загрязняющих веществ и отходов в источнике, а не на «дополнительных» мерах по борьбе с загрязнением. В то время как корпоративная приверженность играет решающую роль в принятии решения о предотвращении загрязнения (см. Bringer and Zoesel в Экологическая политика), Беннетт обращает внимание на социальные преимущества снижения рисков для экосистемы и здоровья человека, в частности для здоровья рабочих. Он определяет принципы, которые могут быть с пользой применены при оценке возможностей применения этого подхода.
Управление загрязнением воздуха направлено на устранение или снижение до приемлемых уровней переносимых по воздуху газообразных загрязнителей, взвешенных твердых частиц, а также физических и, в определенной степени, биологических агентов, присутствие которых в атмосфере может оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека (например, раздражение, рост заболеваемости или распространенности респираторных заболеваний, заболеваемости, рака, избыточной смертности) или благосостояния (например, сенсорные эффекты, снижение видимости), пагубное воздействие на жизнь животных или растений, повреждение материалов, представляющих экономическую ценность для общества, и ущерб окружающей среде (например, климатические исполнения). Серьезные опасности, связанные с радиоактивными загрязнителями, а также специальные процедуры, необходимые для их контроля и удаления, также заслуживают пристального внимания.
Нельзя переоценить важность эффективного управления загрязнением наружного и внутреннего воздуха. При отсутствии надлежащего контроля умножение источников загрязнения в современном мире может привести к непоправимому ущербу окружающей среде и человечеству.
Цель этой статьи — дать общий обзор возможных подходов к управлению загрязнением атмосферного воздуха автомобильными и промышленными источниками. Однако следует с самого начала подчеркнуть, что загрязнение воздуха внутри помещений (в частности, в развивающихся странах) может играть даже большую роль, чем загрязнение атмосферного воздуха, в связи с наблюдением, что концентрации загрязняющих веществ в воздухе часто значительно выше, чем концентрации на открытом воздухе.
Помимо рассмотрения выбросов из стационарных или мобильных источников, управление загрязнением воздуха включает рассмотрение дополнительных факторов (таких как топография и метеорология, а также участие общественности и правительства и многие другие), все из которых должны быть интегрированы в комплексную программу. Например, метеорологические условия могут сильно повлиять на концентрации приземного воздуха в результате одного и того же выброса загрязняющих веществ. Источники загрязнения воздуха могут быть разбросаны по сообществу или региону, и их воздействие может ощущаться или контролироваться более чем одной администрацией. Кроме того, загрязнение воздуха не признает никаких границ, и выбросы из одного региона могут вызывать последствия в другом регионе путем переноса на большие расстояния.
Таким образом, управление загрязнением воздуха требует междисциплинарного подхода, а также совместных усилий частных и государственных организаций.
Источники загрязнения воздуха
Источники техногенного загрязнения атмосферы (или источники выбросов) в основном бывают двух типов:
Кроме того, существуют также естественные источники загрязнения (например, районы эрозии, вулканы, некоторые растения, выделяющие большое количество пыльцы, источники бактерий, спор и вирусов). Природные источники в этой статье не обсуждаются.
Типы загрязнителей воздуха
Загрязнители воздуха обычно подразделяются на взвешенные твердые частицы (пыль, дым, туман, дым), газообразные загрязнители (газы и пары) и запахи. Некоторые примеры обычных загрязнителей представлены ниже:
Взвешенные твердые частицы (SPM, PM-10) включает дизельные выхлопы, летучую угольную золу, минеральную пыль (например, угольную, асбестовую, известняковую, цементную), металлическую пыль и пары (например, цинка, меди, железа, свинца) и кислотные туманы (например, , серная кислота), фториды, красящие пигменты, туманы пестицидов, сажа и масляный дым. Взвешенные твердые загрязняющие вещества, кроме того, что они провоцируют респираторные заболевания, рак, коррозию, уничтожение растительной жизни и т. д., могут также причинять неудобства (например, скопление грязи), мешать солнечному свету (например, образование смога и дымки из-за светорассеяние) и действуют как каталитические поверхности для реакции адсорбированных химических веществ.
Газообразные загрязнители включают соединения серы (например, диоксид серы ( SO2) и триоксид серы ( SO3)), окись углерода, соединения азота (например, окись азота (NO), двуокись азота (NO2), аммиак), органические соединения (например, углеводороды (HC), летучие органические соединения (ЛОС), полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), альдегиды), соединения галогенов и производные галогенов (например, HF и HCl), сероводород, сероуглерод и меркаптаны (запахи).
Вторичные загрязнители могут образовываться в результате термических, химических или фотохимических реакций. Например, при термическом воздействии диоксид серы может окисляться до триоксида серы, который при растворении в воде приводит к образованию сернокислотного тумана (катализируется оксидами марганца и железа). Фотохимические реакции между оксидами азота и химически активными углеводородами могут производить озон ( O3), формальдегид и пероксиацетилнитрат (ПАН); реакции между HCl и формальдегидом могут привести к образованию бисхлорметилового эфира.
В то время как некоторые запахи известно, что они вызваны конкретными химическими агентами, такими как сероводород ( H2S), сероуглерод (CS2) и меркаптаны (R-SH или R1-S-R2), другие трудно определить химически.
Примеры основных загрязнителей, связанных с некоторыми промышленными источниками загрязнения воздуха, представлены в таблице 1 (Economopoulos 1993).
Таблица 1. Распространенные загрязнители атмосферы и их источники
Категории |
Источник |
Выбросы загрязняющих веществ |
Сельское хозяйство |
Открытое горение |
СПМ, CO, ЛОС |
Горное дело и |
Добыча угля Сырая нефть Добыча цветных руд Каменный карьер |
СПМ, СО2НЕТx, ЛОС SO2 СПМ, Pb SPM |
Производство |
Еда, напитки и табак Текстильная и кожевенная промышленность Изделия из дерева Бумажная продукция, полиграфия |
СПМ, CO, ЛОС, H2S СПМ, ЛОС СПМ, ЛОС СПМ, СО2, CO, ЛОС, H2С, Р-Ш |
Производство |
Фталевый ангидрид Хлор-щелочной соляная кислота Плавиковая кислота Серная кислота Азотная кислота Фосфорная кислота Оксид свинца и пигменты аммоний Карбонат натрия Карбид кальция Адипиновая кислота Алкил свинец Малеиновый ангидрид и Удобрения и Нитрат аммония Сульфат аммония Синтетические смолы, пластик Краски, лаки, лаки Мыло Углеродная сажа и типографская краска Тринитротолуол |
СПМ, СО2, CO, ЛОС Cl2 HCl ВЧ, СиФ4 SO2, SO3 НЕТx СПМ, Ф2 СПМ, Pb СПМ, СО2НЕТx, CO, ЛОС, NH3 СПМ, Нью-Хэмпшир3 SPM СПМ, НЕТx, CO, ЛОС Pb CO, летучие органические соединения СПМ, Нью-Хэмпшир3 СПМ, Нью-Хэмпшир3, ХНО3 ЛОС СПМ, ЛОС, H2С, КС2 СПМ, ЛОС SPM СПМ, СО2НЕТx, CO, ЛОС, H2S СПМ, СО2НЕТx, SO3, ХНО3 |
Нефтеперерабатывающие заводы |
Разные продукты |
СПМ, СО2НЕТx, CO, ЛОС |
Неметаллический минерал |
Стеклянные изделия Изделия из структурной глины Цемент, известь и гипс |
СПМ, СО2НЕТx, CO, ЛОС, F СПМ, СО2НЕТx, CO, ЛОС, F2 СПМ, СО2НЕТx, CO |
Основная металлургическая промышленность |
Железо и сталь Цветная металлургия |
СПМ, СО2НЕТx, CO, ЛОС, Pb СПМ, СО2, Ф, Рб |
Выработка энергии |
Электричество, газ и пар |
СПМ, СО2НЕТx, CO, летучие органические соединения, SO3, Свинец |
Оптом и |
Хранение топлива, заправочные работы |
ЛОС |
Транспорт |
СПМ, СО2НЕТx, CO, ЛОС, Pb |
|
Коммунальные услуги |
Муниципальные мусоросжигательные заводы |
СПМ, СО2НЕТx, CO, ЛОС, Pb |
Источник: Экономопулос, 1993 г.
Планы внедрения чистого воздуха
Управление качеством воздуха направлено на сохранение качества окружающей среды, устанавливая допустимую степень загрязнения, оставляя на усмотрение местных органов власти и загрязнителей разработку и осуществление мер, гарантирующих, что эта степень загрязнения не будет превышена. Примером законодательства в рамках этого подхода является принятие стандартов качества атмосферного воздуха, очень часто основанных на рекомендациях по качеству воздуха (ВОЗ, 1987 г.) для различных загрязнителей; это принятые максимальные уровни загрязняющих веществ (или индикаторы) в целевом районе (например, на уровне земли в определенной точке сообщества) и могут быть как первичными, так и вторичными стандартами. Первичные стандарты (ВОЗ, 1980 г.) представляют собой максимальные уровни, соответствующие достаточному запасу прочности и сохранению здоровья населения, и они должны соблюдаться в течение определенного срока; вторичные стандарты считаются необходимыми для защиты от известных или ожидаемых неблагоприятных воздействий, помимо опасностей для здоровья (главным образом на растительность), и должны соблюдаться «в разумные сроки». Стандарты качества воздуха представляют собой краткосрочные, среднесрочные или долгосрочные значения, действительные в течение 24 часов в сутки, 7 дней в неделю, и для ежемесячного, сезонного или годового воздействия на всех живых существ (включая чувствительные подгруппы, такие как дети, пожилые люди и люди старшего возраста). больные), а также неживые объекты; это отличается от максимально допустимых уровней профессионального облучения, которые относятся к частичному еженедельному облучению (например, 8 часов в день, 5 дней в неделю) взрослых и предположительно здоровых рабочих.
Типичными мерами по управлению качеством воздуха являются меры контроля у источника, например, принудительное использование каталитических нейтрализаторов в транспортных средствах или норм выбросов в мусоросжигательных заводах, планирование землепользования и закрытие заводов или сокращение движения транспорта во время неблагоприятных погодных условий. . Наилучшее управление качеством воздуха подчеркивает, что выбросы загрязнителей воздуха должны быть сведены к минимуму; в основном это определяется стандартами выбросов для отдельных источников загрязнения воздуха и может быть достигнуто для промышленных источников, например, с помощью закрытых систем и высокоэффективных коллекторов. Стандарт выбросов – это предел количества или концентрации загрязнителя, выбрасываемого из источника. Этот тип законодательства требует решения для каждой отрасли о наилучших средствах контроля ее выбросов (т. е. установление стандартов выбросов).
Основной целью управления загрязнением воздуха является разработка плана внедрения чистого воздуха (или плана борьбы с загрязнением воздуха) (Schwela and Köth-Jahr 1994), который состоит из следующих элементов:
Некоторые из этих вопросов будут описаны ниже.
Инвентаризация выбросов; Сравнение со стандартами выбросов
Инвентаризация выбросов представляет собой наиболее полный перечень источников на данной территории и их отдельных выбросов, максимально точно оцененных от всех точечных, линейных и площадных (диффузных) источников выбросов. Когда эти выбросы сравниваются со стандартами выбросов, установленными для конкретного источника, сначала даются намеки на возможные меры контроля, если стандарты выбросов не соблюдаются. Инвентаризация выбросов также служит для оценки списка приоритетных важных источников в зависимости от количества выбрасываемых загрязняющих веществ и указывает относительное влияние различных источников, например, дорожного движения по сравнению с промышленными или бытовыми источниками. Инвентаризация выбросов также позволяет оценить концентрации загрязняющих веществ в воздухе для тех загрязнителей, для которых измерение концентрации в окружающей среде затруднено или слишком дорого для выполнения.
Инвентаризация концентраций загрязняющих веществ в воздухе; Сравнение со стандартами качества воздуха
Инвентаризация концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе обобщает результаты мониторинга загрязнителей атмосферного воздуха с точки зрения среднегодовых значений, процентилей и трендов этих величин. Соединения, измеренные для такой инвентаризации, включают следующее:
Сравнение концентраций загрязнителей воздуха со стандартами или рекомендациями по качеству воздуха, если они существуют, указывает на проблемные области, для которых необходимо провести причинно-следственный анализ, чтобы выяснить, какие источники несут ответственность за несоблюдение. При выполнении этого причинного анализа необходимо использовать дисперсионное моделирование (см. «Загрязнение воздуха: моделирование дисперсии загрязнителей воздуха»). Приборы и процедуры, используемые в современном мониторинге загрязнения атмосферного воздуха, описаны в разделе «Мониторинг качества воздуха».
Моделируемые концентрации загрязнителей воздуха; Сравнение со стандартами качества воздуха
Начиная с инвентаризации выбросов, включающей тысячи соединений, которые невозможно контролировать в атмосферном воздухе из соображений экономии, использование моделирования рассеивания может помочь в оценке концентраций более «экзотических» соединений. Используя соответствующие метеорологические параметры в подходящей модели рассеяния, можно оценить среднегодовые значения и процентили и сравнить их со стандартами или рекомендациями по качеству воздуха, если они существуют.
Инвентаризация воздействия на здоровье населения и окружающую среду; Причинный анализ
Другим важным источником информации является инвентаризация эффектов (Ministerium für Umwelt 1993), которая состоит из результатов эпидемиологических исследований в данной местности и эффектов загрязнения воздуха, наблюдаемых в биологических и материальных рецепторах, таких как, например, растения, животные и строительные объекты. металлы и строительные камни. Наблюдаемые эффекты, связанные с загрязнением воздуха, должны быть проанализированы с точки зрения причинно-следственной связи компонента, ответственного за конкретное воздействие, например увеличение распространенности хронического бронхита в загрязненном районе. Если соединение или соединения были зафиксированы в причинно-следственном анализе (составно-причинный анализ), необходимо провести второй анализ, чтобы выяснить ответственные источники (источник-причинный анализ).
меры контроля; Стоимость мер контроля
Меры контроля для промышленных объектов включают адекватные, хорошо спроектированные, хорошо установленные, эффективно эксплуатируемые и обслуживаемые устройства для очистки воздуха, также называемые сепараторами или коллекторами. Сепаратор или коллектор можно определить как «устройство для отделения любого одного или нескольких из следующих веществ от газообразной среды, в которой они взвешены или смешаны: твердые частицы (фильтр и пылеуловители), жидкие частицы (фильтр и каплеуловитель) и газы (газоочиститель)». К основным типам оборудования для контроля за загрязнением воздуха (подробнее см. «Контроль за загрязнением воздуха») относятся следующие:
Мокрые коллекторы (скрубберы) могут использоваться для одновременного сбора газообразных загрязняющих веществ и твердых частиц. Кроме того, некоторые типы устройств сжигания могут сжигать горючие газы и пары, а также некоторые горючие аэрозоли. В зависимости от типа сточных вод может использоваться один коллектор или их комбинация.
Борьба с химически идентифицируемыми запахами основывается на контроле химического агента(ов), от которого они исходят (например, путем абсорбции, путем сжигания). Однако, когда запах не определяется химическим путем, или уровень продуцирующего агента находится в чрезвычайно низких количествах, могут использоваться другие методы, такие как маскировка (с помощью более сильного, более приятного и безвредного агента) или противодействие (с помощью добавки, которая нейтрализует или частично нейтрализует запах). нейтрализует неприятный запах).
Следует иметь в виду, что адекватная эксплуатация и техническое обслуживание необходимы для обеспечения ожидаемой эффективности коллектора. Это должно быть обеспечено на этапе планирования как с точки зрения ноу-хау, так и с финансовой точки зрения. Энергетические потребности не должны игнорироваться. Всякий раз, когда вы выбираете устройство для очистки воздуха, следует учитывать не только первоначальную стоимость, но и эксплуатационные расходы и расходы на техническое обслуживание. При работе с высокотоксичными загрязняющими веществами необходимо обеспечить высокую эффективность, а также специальные процедуры содержания и утилизации отходов.
К основным мерам контроля на промышленных объектах относятся:
Замена материалов. Примеры: замена высокотоксичных растворителей менее токсичными, используемыми в некоторых промышленных процессах; использование топлива с более низким содержанием серы (например, промытого угля), что приводит к меньшему количеству соединений серы и т.д.
Модификация или изменение производственного процесса или оборудования. Примеры: в сталелитейной промышленности переход от необработанной руды к окатышей из аглоруды (для уменьшения образования пыли при обработке руды); использование закрытых систем вместо открытых; замена топливных систем отопления на паровые, водогрейные или электрические; использование катализаторов на выходе отработанного воздуха (процессы горения) и т.д.
Изменения в процессах, а также в компоновке установки могут также облегчить и/или улучшить условия для рассеивания и сбора загрязняющих веществ. Например, другая планировка установки может облегчить установку местной вытяжной системы; выполнение процесса с более низкой скоростью может позволить использовать определенный коллектор (с ограничениями по объему, но в остальном адекватный). Модификации процесса, которые концентрируют различные источники сточных вод, тесно связаны с объемом обрабатываемых сточных вод, а эффективность некоторого оборудования для очистки воздуха увеличивается с концентрацией загрязняющих веществ в сточных водах. Как замена материалов, так и модификация процессов могут иметь технические и/или экономические ограничения, и их следует учитывать.
Правильный уход и хранение. Примеры: строгие санитарные нормы при переработке пищевых продуктов и продуктов животного происхождения; избегать открытого хранения химикатов (например, куч серы) или пылевидных материалов (например, песка), или, в противном случае, обрызгивание куч сыпучих частиц водой (если возможно) или нанесение поверхностных покрытий (например, смачивающих агентов, пластик) к грудам материалов, которые могут выделять загрязняющие вещества.
Адекватное удаление отходов. Примеры: недопущение простого накопления химических отходов (например, отходов из реакторов полимеризации), а также сброса загрязняющих веществ (твердых или жидких) в водные потоки. Последняя практика не только вызывает загрязнение воды, но также может создать вторичный источник загрязнения воздуха, как в случае с жидкими отходами заводов по производству сульфитной целлюлозы, которые выделяют газообразные загрязнители с неприятным запахом.
Обслуживание. Пример: хорошо обслуживаемые и хорошо настроенные двигатели внутреннего сгорания производят меньше угарного газа и углеводородов.
Практика работы. Пример: учет метеорологических условий, особенно ветра, при распылении пестицидов.
По аналогии с адекватной практикой на рабочем месте, передовая практика на уровне сообщества может способствовать контролю за загрязнением воздуха, например, изменения в использовании автотранспортных средств (более коллективный транспорт, малолитражные автомобили и т. д.) и контроль за отоплением (лучше теплоизоляция зданий для уменьшения потребности в отоплении, лучшего топлива и т.д.).
Мерами по контролю выбросов транспортных средств являются адекватные и эффективные программы обязательного осмотра и технического обслуживания, которые применяются к существующему автопарку, программы принудительного использования каталитических нейтрализаторов в новых автомобилях, агрессивная замена автомобилей, работающих на солнечных батареях / батареях, автомобилями, работающими на топливе. , регулирование дорожного движения, концепции транспорта и планирования землепользования.
Выбросы автотранспортных средств контролируются путем контроля выбросов на пройденную милю транспортного средства (VMT) и посредством контроля самого VMT (Walsh 1992). Выбросы в расчете на VMT можно уменьшить, контролируя характеристики автомобиля — аппаратное обеспечение, техническое обслуживание — как новых, так и бывших в употреблении автомобилей. Топливный состав этилированного бензина можно контролировать, уменьшая содержание свинца или серы, что также оказывает благотворное влияние на снижение выбросов углеводородов от транспортных средств. Снижение содержания серы в дизельном топливе как средство снижения выбросов дизельных частиц имеет дополнительный положительный эффект, заключающийся в повышении потенциала каталитического контроля выбросов дизельных частиц и органических углеводородов.
Еще одним важным инструментом управления для снижения выбросов в результате испарения и заправки топливом является контроль летучести бензина. Контроль летучести топлива может значительно снизить выбросы углеводородов в результате испарения автомобиля. Использование оксигенированных присадок в бензине снижает выбросы HC и CO до тех пор, пока не увеличивается летучесть топлива.
Снижение VMT является дополнительным средством контроля выбросов транспортных средств с помощью таких стратегий контроля, как
Хотя такие подходы способствуют экономии топлива, они еще не приняты населением в целом, и правительства серьезно не пытались их реализовать.
Все эти технологические и политические решения автомобильной проблемы, за исключением замены автомобилей на электромобили, все больше компенсируются ростом парка транспортных средств. Проблема транспортного средства может быть решена только в том случае, если проблема роста решается соответствующим образом.
Затраты на общественное здравоохранение и воздействие на окружающую среду; Анализ выгоды и затрат
Оценка затрат на общественное здравоохранение и воздействие на окружающую среду является наиболее сложной частью плана внедрения чистого воздуха, так как очень сложно оценить значение сокращения на протяжении жизни болезней, приводящих к инвалидности, показателей госпитализации и потерянных часов работы. Однако эта оценка и сравнение со стоимостью мер контроля абсолютно необходимы для того, чтобы сбалансировать затраты на меры контроля с затратами на отсутствие таких мер с точки зрения воздействия на здоровье населения и окружающую среду.
Транспорт и планирование землепользования
Проблема загрязнения тесно связана с землепользованием и транспортом, включая такие вопросы, как общественное планирование, проектирование дорог, управление дорожным движением и общественный транспорт; вопросам демографии, топографии и экономики; и к социальным проблемам (Venzia 1977). В целом быстро растущие городские агломерации сталкиваются с серьезными проблемами загрязнения из-за неэффективного землепользования и неэффективного транспорта. Транспортное планирование для борьбы с загрязнением воздуха включает средства контроля за транспортировкой, транспортную политику, расходы на общественный транспорт и заторы на автомагистралях. Транспортный контроль оказывает важное влияние на общественность с точки зрения справедливости, репрессивности и социальных и экономических потрясений, в частности, прямой транспортный контроль, такой как ограничения на использование транспортных средств, ограничения на бензин и сокращение выбросов автотранспортных средств. Сокращение выбросов за счет прямого контроля может быть надежно оценено и проверено. Косвенный транспортный контроль, такой как сокращение пробега транспортных средств за счет улучшения систем общественного транспорта, правила улучшения транспортных потоков, правила парковки, дорожные налоги и налоги на бензин, разрешения на использование автомобилей и стимулы для добровольных подходов, в основном основаны на прошлых испытаниях. опыт ошибок и включает много неопределенностей при попытке разработать жизнеспособный план транспортировки.
Национальные планы действий, предусматривающие косвенный контроль за транспортом, могут повлиять на планирование транспорта и землепользования в отношении автомагистралей, автостоянок и торговых центров. Долгосрочное планирование транспортной системы и территории, находящейся под ее влиянием, позволит предотвратить значительное ухудшение качества атмосферного воздуха и обеспечить соблюдение нормативов качества атмосферного воздуха. Общественный транспорт постоянно рассматривается как потенциальное решение проблемы загрязнения воздуха в городах. Выбор системы общественного транспорта для обслуживания района и различные режимы разделения между использованием автомагистралей и автобусным или железнодорожным сообщением в конечном итоге изменят модели землепользования. Существует оптимальное разделение, которое минимизирует загрязнение воздуха; однако это может быть неприемлемо, если учитывать факторы, не связанные с окружающей средой.
Автомобиль называют величайшим из когда-либо известных генераторов экономических внешних эффектов. Некоторые из них, такие как рабочие места и мобильность, являются положительными, но отрицательные, такие как загрязнение воздуха, несчастные случаи со смертельным исходом и травмами, материальный ущерб, шум, потеря времени и ухудшение состояния здоровья, приводят к выводу, что транспорт не является промышленность с уменьшающимися издержками в урбанизированных районах. Затраты на заторы на автомагистралях - еще один внешний фактор; однако потери времени и затраты на перегрузку трудно определить. Настоящая оценка конкурирующих видов транспорта, таких как общественный транспорт, не может быть получена, если транспортные расходы на рабочие поездки не включают стоимость пробок.
Планирование землепользования для борьбы с загрязнением воздуха включает в себя кодексы зонирования и стандарты эффективности, контроль за землепользованием, жилищное строительство и застройку земель, а также политику планирования землепользования. Зонирование землепользования было первоначальной попыткой обеспечить защиту людей, их собственности и их экономических возможностей. Однако вездесущий характер загрязнителей воздуха требовал большего, чем физическое разделение промышленных и жилых районов для защиты человека. По этой причине стандарты производительности, изначально основанные на эстетических или качественных решениях, были введены в некоторые кодексы зонирования в попытке количественно определить критерии для выявления потенциальных проблем.
Ограничения ассимиляционной способности окружающей среды должны быть определены для долгосрочного планирования землепользования. Затем можно разработать меры контроля за землепользованием, которые будут справедливо распределять пропускную способность между желаемыми местными видами деятельности. Контроль за землепользованием включает в себя системы разрешений на проверку новых стационарных источников, регулирование зонирования промышленных и жилых районов, ограничение права собственности на землю или покупку земли, контроль местоположения реципиентов, зонирование по плотности выбросов и правила распределения выбросов.
Жилищная политика, направленная на то, чтобы сделать владение жильем доступным для многих, кто в противном случае не мог бы себе этого позволить (например, налоговые льготы и ипотечная политика), стимулирует разрастание городов и косвенно препятствует жилой застройке с более высокой плотностью населения. Эта политика в настоящее время оказалась губительной для окружающей среды, поскольку не уделялось внимания одновременному развитию эффективных транспортных систем для удовлетворения потребностей множества новых развивающихся сообществ. Урок, извлеченный из этого развития, заключается в том, что программы, воздействующие на окружающую среду, должны координироваться, а всестороннее планирование должно осуществляться на уровне возникновения проблемы и в масштабе, достаточном для охвата всей системы.
Планирование землепользования должно быть рассмотрено на национальном, провинциальном или государственном, региональном и местном уровнях, чтобы должным образом обеспечить долгосрочную защиту окружающей среды. Государственные программы обычно начинаются с размещения электростанций, участков добычи полезных ископаемых, прибрежного зонирования и развития пустынь, гор или других рекреационных объектов. Поскольку множество местных органов власти в данном регионе не может адекватно решать региональные экологические проблемы, региональные органы власти или агентства должны координировать модели освоения земель и плотности, контролируя пространственное расположение и расположение нового строительства и использования, а также транспортных средств. Планирование землепользования и транспорта должно быть взаимосвязано с соблюдением правил для поддержания желаемого качества воздуха. В идеале контроль загрязнения воздуха должен планироваться тем же региональным агентством, которое занимается планированием землепользования, поскольку внешние факторы, связанные с обоими вопросами, частично совпадают.
План правоприменения, обязательство по ресурсам
План внедрения чистого воздуха всегда должен содержать план обеспечения соблюдения, в котором указывается, как можно обеспечить соблюдение мер контроля. Это подразумевает также обязательство по ресурсам, в котором, согласно принципу «загрязнитель платит», будет указано, что загрязнитель должен реализовать и как правительство поможет загрязнителю в выполнении обязательства.
Прогнозы на будущее
В смысле плана предосторожности план внедрения чистого воздуха должен также включать оценки тенденций в населении, дорожном движении, промышленности и потреблении топлива, чтобы оценить ответы на будущие проблемы. Это позволит избежать стрессов в будущем, применяя меры задолго до предполагаемых проблем.
Стратегии последующих действий
Стратегия последующих мер по управлению качеством воздуха состоит из планов и политик реализации будущих планов внедрения чистого воздуха.
Роль оценки воздействия на окружающую среду
Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) представляет собой процесс предоставления ответственным органом подробного заявления о воздействии предлагаемого действия на окружающую среду, существенно влияющего на качество окружающей человека среды (Lee 1993). ОВОС – это инструмент предотвращения, направленный на рассмотрение окружающей человека среды на ранней стадии разработки программы или проекта.
ОВОС особенно важна для стран, разрабатывающих проекты в рамках экономической переориентации и реструктуризации. ОВОС стала законом во многих развитых странах и в настоящее время все чаще применяется в развивающихся странах и странах с переходной экономикой.
ОВОС является интегративной в смысле комплексного экологического планирования и управления с учетом взаимодействия между различными средами окружающей среды. С другой стороны, ОВОС интегрирует оценку экологических последствий в процесс планирования и тем самым становится инструментом устойчивого развития. ОВОС также сочетает в себе технические и партисипативные свойства, так как собирает, анализирует и применяет научно-технические данные с учетом контроля качества и обеспечения качества, и подчеркивает важность консультаций перед процедурами лицензирования между природоохранными агентствами и общественностью, которые могут быть затронуты конкретными проектами. . План внедрения чистого воздуха можно рассматривать как часть процедуры ОВОС применительно к воздуху.
Целью моделирования загрязнения воздуха является оценка концентраций загрязняющих веществ на открытом воздухе, вызванных, например, промышленными производственными процессами, аварийными выбросами или дорожным движением. Моделирование загрязнения воздуха используется для определения общей концентрации загрязнителя, а также для выяснения причин чрезвычайно высоких уровней. Для проектов, находящихся на стадии планирования, можно заранее оценить дополнительный вклад в существующую нагрузку и оптимизировать условия выбросов.
Рисунок 1. Глобальная система мониторинга окружающей среды/Управление загрязнением воздуха
В зависимости от стандартов качества воздуха, установленных для рассматриваемого загрязнителя, интерес представляют среднегодовые значения или кратковременные пиковые концентрации. Обычно концентрации приходится определять там, где люди активны, то есть вблизи поверхности на высоте около двух метров над землей.
Параметры, влияющие на рассеивание загрязняющих веществ
Два типа параметров влияют на рассеивание загрязняющих веществ: параметры источника и метеорологические параметры. Для параметров источника концентрации пропорциональны количеству выбрасываемого загрязняющего вещества. Если речь идет о пыли, необходимо знать диаметр частиц, чтобы определить седиментацию и осаждение материала (VDI 1992). Поскольку поверхностные концентрации ниже при большей высоте штабеля, этот параметр также необходимо знать. Кроме того, концентрации зависят от общего количества выхлопных газов, а также от их температуры и скорости. Если температура выхлопных газов превышает температуру окружающего воздуха, газ будет подвержен термической плавучести. Его скорость истечения, которая может быть рассчитана по диаметру внутренней трубы и объему выхлопных газов, вызовет динамическую плавучесть. Для описания этих особенностей можно использовать эмпирические формулы (VDI 1985; Venkatram and Wyngaard 1988). Следует подчеркнуть, что не масса рассматриваемого загрязняющего вещества, а масса всего газа отвечает за тепловую и динамическую плавучесть.
Метеорологическими параметрами, влияющими на рассеивание загрязняющих веществ, являются скорость и направление ветра, а также вертикальная тепловая стратификация. Концентрация загрязняющих веществ обратно пропорциональна скорости ветра. В основном это связано с ускоренным транспортом. Причем турбулентное перемешивание усиливается с ростом скорости ветра. Поскольку так называемые инверсии (т. е. ситуации, когда температура увеличивается с высотой) препятствуют турбулентному перемешиванию, максимальные поверхностные концентрации наблюдаются при высокоустойчивой стратификации. Наоборот, конвективные ситуации усиливают вертикальное перемешивание и поэтому имеют самые низкие значения концентрации.
Стандарты качества воздуха — например, среднегодовые значения или 98 процентилей — обычно основаны на статистике. Следовательно, необходимы данные временных рядов для соответствующих метеорологических параметров. В идеале статистика должна основываться на десятилетних наблюдениях. Если доступны только более короткие временные ряды, следует убедиться, что они репрезентативны для более длительного периода. Это можно сделать, например, путем анализа более длинных временных рядов с других точек наблюдения.
Используемые метеорологические временные ряды также должны быть репрезентативными для рассматриваемого участка, т. е. должны отражать местные характеристики. Это особенно важно в отношении стандартов качества воздуха, основанных на пиковых долях распределения, таких как 98 процентилей. Если таких временных рядов нет, можно использовать метеорологическую модель потока для расчета одного из других данных, как будет описано ниже.
Международные программы мониторинга
Международные агентства, такие как Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), Всемирная метеорологическая организация (ВМО) и Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП), учредили мониторинговые и исследовательские проекты для выяснения вопросов, связанных с загрязнением воздуха, и содействия мерам по предотвращению дальнейшее ухудшение здоровья населения и эколого-климатических условий.
Глобальная система мониторинга окружающей среды GEMS/Air (ВОЗ/ЮНЕП, 1993 г.) организована и спонсируется ВОЗ и ЮНЕП и разработала комплексную программу предоставления инструментов рационального управления загрязнением воздуха (см. рис. 55.1. [EPC01FE] Ядро этой программы). представляет собой глобальную базу данных о концентрациях загрязнителей воздуха в городах, таких как двуокись серы, взвешенные твердые частицы, свинец, оксиды азота, окись углерода и озон. Однако столь же важной, как и эта база данных, является предоставление инструментов управления, таких как руководства по оперативной инвентаризации выбросов, программы для моделирования рассеивания, оценки воздействия на население, мер контроля и анализа затрат и результатов. В этом отношении GEMS/Air предоставляет справочники по обзору методологии (ВОЗ/ЮНЕП, 1994, 1995), проводит глобальные оценки качества воздуха, облегчает обзор и проверку оценок , выступает в качестве посредника данных/информации, выпускает техническую документацию в поддержку всех аспектов управления качеством воздуха, способствует установлению в целях мониторинга, проводит и широко распространяет ежегодные обзоры, а также создает или определяет региональные центры сотрудничества и/или экспертов для координации и поддержки деятельности в соответствии с потребностями регионов. (ВОЗ/ЮНЕП, 1992, 1993, 1995)Программа Глобальной службы атмосферы (ГСА) (Миллер и Судин, 1994 г.) предоставляет данные и другую информацию о химическом составе и соответствующих физических характеристиках атмосферы, а также их тенденциях, с целью понимания взаимосвязи между изменением состава атмосферы и изменениями глобального и региональный климат, дальний атмосферный перенос и осаждение потенциально вредных веществ над наземными, пресноводными и морскими экосистемами, естественный круговорот химических элементов в глобальной системе атмосфера/океан/биосфера и антропогенное воздействие на них. Программа ГСА состоит из четырех областей деятельности: Глобальная система наблюдения за озоном (GO3OS), глобальный мониторинг фонового состава атмосферы, включая Сеть мониторинга фонового загрязнения воздуха (BAPMoN); рассеивание, перенос, химическое преобразование и осаждение атмосферных загрязнителей над сушей и морем в различных временных и пространственных масштабах; обмен загрязняющими веществами между атмосферой и другими компонентами окружающей среды; и интегрированный мониторинг. Одним из наиболее важных аспектов ГСА является создание центров научной деятельности по обеспечению качества для надзора за качеством данных, получаемых в рамках ГСА.
Концепции моделирования загрязнения воздуха
Как упоминалось выше, рассеивание загрязняющих веществ зависит от условий выброса, переноса и турбулентного перемешивания. Использование полного уравнения, описывающего эти особенности, называется эйлеровым дисперсионным моделированием (Pielke 1984). При таком подходе поступления и потери рассматриваемого загрязняющего вещества должны определяться в каждой точке воображаемой пространственной сетки и на отдельных временных шагах. Поскольку этот метод очень сложен и требует компьютерного времени, его обычно нельзя использовать в обычном порядке. Однако для многих приложений его можно упростить, используя следующие предположения:
В этом случае упомянутое выше уравнение может быть решено аналитически. Полученная формула описывает шлейф с гауссовым распределением концентрации, так называемая модель гауссовского шлейфа (VDI 1992). Параметры распределения зависят от метеорологических условий и расстояния по ветру, а также от высоты штабеля. Их необходимо определять эмпирически (Venkatram and Wyngaard 1988). Ситуации, когда выбросы и/или метеорологические параметры значительно изменяются во времени и/или пространстве, могут быть описаны с помощью модели гауссовой затяжки (VDI 1994). При таком подходе отдельные затяжки испускаются через фиксированные временные интервалы, каждая из которых следует своим собственным путем в соответствии с текущими метеорологическими условиями. На своем пути каждая затяжка растет согласно турбулентному перемешиванию. Параметры, описывающие этот рост, опять-таки должны определяться на основе эмпирических данных (Venkatram and Wyngaard, 1988). Однако следует подчеркнуть, что для достижения этой цели входные параметры должны быть доступны с необходимым разрешением во времени и/или пространстве.
Что касается аварийных выбросов или исследований отдельных случаев, лагранжева модель или модель частиц (Руководство VDI 3945, Часть 3) рекомендуется. Таким образом, концепция состоит в том, чтобы рассчитать траектории многих частиц, каждая из которых представляет собой фиксированное количество рассматриваемого загрязняющего вещества. Отдельные пути состоят из переноса средним ветром и случайных возмущений. Из-за стохастической части траектории полностью не согласуются, а изображают смесь турбулентностью. В принципе, лагранжевы модели способны учитывать сложные метеорологические условия, в частности ветер и турбулентность; поля, рассчитанные с помощью описанных ниже моделей течения, можно использовать для моделирования лагранжевой дисперсии.
Моделирование рассеивания в сложной местности
Если необходимо определить концентрации загрязняющих веществ на структурированной местности, может оказаться необходимым включить в моделирование топографические эффекты рассеивания загрязняющих веществ. Такими эффектами являются, например, перенос, следующий за топографической структурой, или тепловые ветровые системы, такие как морской бриз или горный ветер, которые меняют направление ветра в течение дня.
Если такие эффекты имеют место в масштабе, значительно превышающем площадь модели, это влияние можно учитывать с использованием метеорологических данных, отражающих местные характеристики. Если таких данных нет, то трехмерную структуру, наложенную на поток топографией, можно получить, используя соответствующую модель течения. На основе этих данных может быть выполнено само моделирование дисперсии в предположении горизонтальной однородности, как описано выше в случае модели гауссового шлейфа. Однако в ситуациях, когда ветровые условия значительно меняются внутри моделируемой области, само моделирование рассеивания должно учитывать трехмерный поток, на который влияет топографическая структура. Как упоминалось выше, это можно сделать, используя гауссовский слой или лагранжеву модель. Другой способ - выполнить более сложное эйлерово моделирование.
Чтобы определить направление ветра в соответствии с топографически структурированной местностью, можно использовать согласованное с массой или диагностическое моделирование потока (Pielke 1984). Используя этот подход, поток подгоняется к топографии, варьируя начальные значения как можно меньше и сохраняя постоянство его массы. Поскольку это подход, который дает быстрые результаты, его также можно использовать для расчета статистики ветра для определенного участка, если нет доступных наблюдений. Для этого используется геострофическая статистика ветра (т. е. аэрологические данные, полученные с помощью зондов).
Однако, если необходимо более детально рассмотреть тепловые ветровые системы, следует использовать так называемые прогностические модели. В зависимости от масштаба и крутизны моделируемой области подходит гидростатический или еще более сложный негидростатический подход (VDI 1981). Модели этого типа требуют больших вычислительных мощностей, а также большого опыта применения. Эти модели, как правило, не позволяют определить концентрации на основе среднегодовых значений. Вместо этого можно провести исследования наихудшего случая, рассматривая только одно направление ветра и те параметры скорости ветра и стратификации, которые приводят к самым высоким значениям приземной концентрации. Если эти значения для наихудшего случая не превышают стандарты качества воздуха, в более подробных исследованиях нет необходимости.
Рис. 2. Топографическая структура модельного региона
На рис. 2, рис. 3 и рис. 4 показано, как можно представить перенос и распространение загрязняющих веществ в зависимости от влияния рельефа и климатологии ветра, полученных на основе учета частот приземного и геострофического ветра.
Рис. 3. Распределение поверхностной частоты, определенное по геострофическому распределению частоты.
Рис. 4. Среднегодовые концентрации загрязняющих веществ для гипотетического региона, рассчитанные по геострофическому частотному распределению неоднородных полей ветра.
Моделирование дисперсии в случае малых источников
Принимая во внимание загрязнение воздуха, вызванное низкими источниками (например, высота дымовых труб порядка высоты здания или выбросы от дорожного движения), необходимо учитывать влияние окружающих зданий. Выбросы от дорожного движения в определенной степени будут задерживаться в уличных каньонах. Для описания этого были найдены эмпирические формулировки (Ямартино и Виганд, 1986).
Загрязняющие вещества, выбрасываемые из низкой трубы, расположенной на здании, будут улавливаться в циркуляцию с подветренной стороны здания. Степень этой подветренной циркуляции зависит от высоты и ширины здания, а также от скорости ветра. Поэтому упрощенные подходы к описанию рассеивания загрязняющих веществ в таком случае, основанные исключительно на высоте здания, в целом не годятся. Вертикальная и горизонтальная протяженность подветренной циркуляции была получена в результате исследований в аэродинамической трубе (Hosker 1985) и может быть реализована в диагностических моделях, согласованных с массой. Как только поле течения определено, его можно использовать для расчета переноса и турбулентного перемешивания выбрасываемого загрязняющего вещества. Это можно сделать с помощью моделирования лагранжевой или эйлеровой дисперсии.
Более подробные исследования, например, в отношении аварийных выбросов, можно провести только с использованием негидростатических моделей потока и рассеивания вместо диагностического подхода. Поскольку это, как правило, требует высокой вычислительной мощности, перед полным статистическим моделированием рекомендуется использовать описанный выше подход для наихудшего случая.
Мониторинг качества воздуха означает систематическое измерение загрязнителей атмосферного воздуха, чтобы иметь возможность оценить воздействие на уязвимые реципиенты (например, людей, животных, растения и произведения искусства) на основе стандартов и руководств, основанных на наблюдаемых воздействиях, и/или установить источник загрязнения атмосферного воздуха (причинный анализ).
На концентрацию загрязняющих веществ в атмосферном воздухе влияет пространственная или временная изменчивость выбросов вредных веществ и динамика их рассеивания в воздухе. Как следствие, возникают заметные суточные и годовые колебания концентраций. Определить единым образом все эти различные вариации качества воздуха (на статистическом языке — совокупность состояний качества воздуха) практически невозможно. Таким образом, измерения концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе всегда носят характер случайных пространственных или временных выборок.
Планирование измерений
Первым шагом в планировании измерения является как можно более точная формулировка цели измерения. Важные вопросы и области деятельности по мониторингу качества воздуха включают:
Измерение площади:
Измерение объекта:
Целью планирования измерений является использование адекватных процедур измерения и оценки для получения ответов на конкретные вопросы с достаточной определенностью и с минимально возможными затратами.
Пример параметров, которые следует использовать для планирования измерений, представлен в таблице 1 применительно к оценке загрязнения воздуха в районе планируемого промышленного объекта. Признавая, что формальные требования различаются в зависимости от юрисдикции, следует отметить, что здесь делается конкретная ссылка на немецкие процедуры лицензирования промышленных объектов.
Таблица 1. Параметры планирования измерений при измерении концентраций загрязнений атмосферного воздуха (с примером применения)
Параметр |
Пример применения: Процедура лицензирования |
Постановка вопроса |
Измерение предшествующего загрязнения в процедуре лицензирования; репрезентативное случайное измерение зонда |
Область измерения |
Обведите вокруг места с радиусом, в 30 раз превышающим фактическую высоту дымохода (упрощенно) |
Стандарты оценки (в зависимости от места и времени): |
Пороговые пределы IW1 (среднее арифметическое) и IW2 (98-й процентиль) TA Luft (Техническая инструкция, воздух); расчет I1 (среднее арифметическое) и I2 (98-й процентиль) по измерениям на 1 км2 (поверхность оценки) для сравнения с IW1 и IW2 |
Заказ, выбор и плотность |
Обычное сканирование 1 км2, что приводит к «случайному» выбору мест измерения |
Период измерения |
1 год, не менее 6 месяцев |
Высота измерения |
от 1.5 до 4 метров над землей |
Частота измерения |
52 (104) измерения газообразных загрязняющих веществ на площадь оценки в зависимости от высоты загрязнения |
Продолжительность каждого измерения |
1/2 часа для газообразных загрязнителей, 24 часа для взвешенной пыли, 1 месяц для осаждения пыли |
Время измерения |
Случайный выбор |
Измеряемый объект |
Загрязнение воздуха, выбрасываемое планируемым объектом |
Порядок измерения |
Национальная стандартная процедура измерения (рекомендации VDI) |
Необходимая достоверность результатов измерений |
High |
Требования к качеству, контроль качества, калибровка, техническое обслуживание |
Руководство по VDI |
Запись данных измерений, проверка, архивирование, оценка |
Расчет количества данных I1V и I2V для каждой области оценки |
Расходы |
Зависит от области измерения и целей |
Пример в таблице 1 показывает случай измерительной сети, которая должна максимально репрезентативно контролировать качество воздуха в конкретной области для сравнения с установленными пределами качества воздуха. Идея, лежащая в основе этого подхода, заключается в том, что производится случайный выбор мест измерения, чтобы охватить одинаковые места в районе с разным качеством воздуха (например, жилые районы, улицы, промышленные зоны, парки, центры городов, пригороды). Этот подход может быть очень дорогостоящим на больших территориях из-за необходимого количества точек измерения.
Таким образом, другая концепция измерительной сети начинается с репрезентативно выбранных измерительных участков. Если измерения различного качества воздуха проводятся в наиболее важных местах и известна продолжительность пребывания защищаемых объектов в этих «микросредах», то можно определить воздействие. Этот подход можно распространить на другие микроокружения (например, внутренние помещения, автомобили) для оценки общего воздействия. Моделирование диффузии или скрининговые измерения могут помочь в выборе правильных мест измерения.
Третий подход заключается в измерении в точках предполагаемого наибольшего воздействия (например, для NO2 и бензол в уличных каньонах). Если стандарты оценки соблюдены на этом сайте, существует достаточная вероятность того, что это будет иметь место и на всех других сайтах. Этот подход, основанный на сосредоточении внимания на критических точках, требует относительно небольшого количества точек измерения, но они должны быть выбраны с особой тщательностью. Этот конкретный метод рискует переоценить реальное воздействие.
Параметры периода времени измерения, оценки данных измерений и частоты измерений, по существу, задаются в определении стандартов оценки (пределов) и желаемого уровня достоверности результатов. Пороговые пределы и периферийные условия, которые следует учитывать при планировании измерений, взаимосвязаны. Используя непрерывные процедуры измерения, можно достичь практически непрерывного во времени разрешения. Но это необходимо только при мониторинге пиковых значений и/или для предупреждений о смоге; например, для мониторинга среднегодовых значений достаточно прерывистых измерений.
Следующий раздел посвящен описанию возможностей процедур измерения и контроля качества как дополнительного параметра, важного для планирования измерений.
Гарантия качества
Проведение измерений концентраций загрязнителей атмосферного воздуха может быть дорогостоящим, а результаты могут повлиять на принятие важных решений с серьезными экономическими или экологическими последствиями. Поэтому меры по обеспечению качества являются неотъемлемой частью процесса измерения. Здесь следует различать два направления.
Процедурно-ориентированные меры
Каждая полная процедура измерения состоит из нескольких этапов: отбор проб, подготовка проб и очистка; разделение, обнаружение (заключительный аналитический этап); сбор и оценка данных. В некоторых случаях, особенно при непрерывном измерении неорганических газов, некоторые этапы процедуры могут быть опущены (например, разделение). При проведении измерений следует стремиться к полному соблюдению процедур. Процедуры, которые стандартизированы и, таким образом, всесторонне задокументированы, должны соблюдаться в форме стандартов DIN/ISO, стандартов CEN или руководств VDI.
Меры, ориентированные на пользователя
Использование стандартизированного и проверенного оборудования и процедур для измерения концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе само по себе не может обеспечить приемлемое качество, если пользователь не использует адекватные методы контроля качества. Серия стандартов DIN/EN/ISO 9000 (стандарты управления качеством и обеспечения качества), EN 45000 (определяет требования к испытательным лабораториям) и ISO Guide 25 (общие требования к компетентности калибровочных и испытательных лабораторий) важны для пользователей. целенаправленные меры по обеспечению качества.
Важные аспекты мер контроля качества пользователя включают:
Процедуры измерения
Процедуры измерения неорганических газов
Существует множество процедур измерения для широкого диапазона неорганических газов. Мы будем различать ручные и автоматические методы.
Ручные процедуры
В случае ручных процедур измерения неорганических газов измеряемое вещество обычно адсорбируется во время отбора проб в растворе или твердом материале. В большинстве случаев фотометрическое определение проводят после получения соответствующей цветовой реакции. Несколько ручных процедур измерения имеют особое значение в качестве эталонных процедур. Из-за относительно высоких затрат на персонал эти ручные процедуры сегодня редко проводятся для полевых измерений, когда доступны альтернативные автоматические процедуры. Наиболее важные процедуры кратко описаны в таблице 2.
Таблица 2. Процедуры ручного измерения неорганических газов
Материалы |
Процедура |
Типы |
Комментарии |
SO2 |
Процедура ТКМ |
Абсорбция в растворе тетрахлормеркурата (промывной флакон); реакция с формальдегидом и парарозанилином до красно-фиолетовой сульфокислоты; фотометрическое определение |
эталонная процедура измерения ЕС; |
SO2 |
Процедура с силикагелем |
Удаление мешающих веществ концентрированным H3PO4; адсорбция на силикагеле; термодесорбция в H2-поток и приведение к H2С; реакция на молибден-синий; фотометрическое определение |
DL = 0.3 мкг SO2; |
НЕТ2 |
Процедура Зальцмана |
Абсорбция в реакционном растворе с образованием красного азокрасителя (промывной флакон); фотометрическое определение |
Калибровка с нитритом натрия; |
O3 |
Йодистый калий |
Образование йода из водного раствора йодида калия (промывной флакон); фотометрическое определение |
DL = 20 мкг/м3; |
F– |
Процедура с серебряными бусами; |
Отбор проб пылеотделителем; обогащение F– на серебряных шариках, покрытых карбонатом натрия; элюирование и измерение с помощью ионочувствительной цепочки электродов из фторида лантана |
Включение неопределенной части иммиссии твердых частиц фтора |
F– |
Процедура с серебряными бусами; |
Отбор проб мембранным фильтром с подогревом; обогащение F– на серебряных шариках, покрытых карбонатом натрия; определение электрохимическим (вариант 1) или фотометрическим (ализарин-комплексон) методом |
Опасность снижения показателей из-за частичной сорбции газообразных фторидных выбросов на мембранном фильтре; |
Cl– |
роданид ртути |
Абсорбция в 0.1 н растворе гидроксида натрия (промывной флакон); реакция с роданидом ртути и ионами Fe(III) с образованием тиоцианатного комплекса железа; фотометрическое определение |
DL = 9 мкг/м3 |
Cl2 |
Процедура с метилоранжем |
Реакция отбеливания раствором метилового оранжевого (промывная бутылка); фотометрическое определение |
DL = 0.015 мг/м3 |
NH3 |
Индофеноловая процедура |
Поглощение в разбавленном H2SO4 (Импинджер/промывочная бутылка); конверсия фенолом и гипохлоритом в индофенольный краситель; фотометрическое определение |
DL = 3 мкг/м3 (импинджер); частичный |
NH3 |
Процедура Несслера |
Поглощение в разбавленном H2SO4 (Импинджер/промывочная бутылка); перегонка и реакция с реактивом Несслера, фотометрическое определение |
DL = 2.5 мкг/м3 (импинджер); частичный |
H2S |
Молибденово-синий |
Абсорбция в виде сульфида серебра на стеклянных шариках, обработанных сульфатом серебра и гидросульфатом калия (сорбционная трубка); выделяется в виде сероводорода и превращается в молибденовый синий; фотометрическое определение |
DL = 0.4 мкг/м3 |
H2S |
Процедура с метиленовым синим |
Абсорбция в суспензии гидроксида кадмия с образованием CdS; преобразование в метиленовый синий; фотометрическое определение |
DL = 0.3 мкг/м3 |
DL = предел обнаружения; с = стандартное отклонение; отн. s = относительное s.
Особым вариантом отбора проб, используемым в основном в связи с ручными процедурами измерения, является трубка для диффузионного разделения (денудер). Метод денудера направлен на разделение фаз газа и частиц за счет использования их различных скоростей диффузии. Таким образом, он часто используется для сложных задач разделения (например, аммиак и соединения аммония; оксиды азота, азотная кислота и нитраты; оксиды серы, серная кислота и сульфаты или галогениды/галогениды водорода). В классическом методе денюдера тестовый воздух всасывается через стеклянную трубку со специальным покрытием, в зависимости от собираемого(ых) материала(ов). Техника денюдера получила дальнейшее развитие во многих вариациях, а также частично автоматизирована. Он значительно расширил возможности дифференцированного отбора проб, но в зависимости от варианта может быть очень трудоемким, а правильное использование требует большого опыта.
Автоматизированные процедуры
На рынке существует множество различных мониторов непрерывного измерения диоксида серы, оксидов азота, монооксида углерода и озона. По большей части они используются, в частности, в измерительных сетях. Наиболее важные особенности отдельных методов собраны в таблице 3.
Таблица 3. Автоматизированные процедуры измерения неорганических газов
Материалы |
Принцип измерения |
Комментарии |
SO2 |
Кондуктометрическая реакция SO2 с H2O2 в разбавленном H2SO4; измерение повышенной проводимости |
Исключение помех селективным фильтром (KHSO4/AgNO3) |
SO2 |
УФ флуоресценция; возбуждение SO2 молекулы с УФ-излучением (190–230 нм); измерение флуоресцентного излучения |
Помехи, например, углеводородами, |
НЕТ НЕТ2 |
хемилюминесценция; реакция NO с O3 НЕТ2; регистрация хемилюминесцентного излучения фотоумножителем |
НЕТ2 измеряется только косвенно; использование преобразователей для восстановления NO2 на НЕТ; измерение NO и NOx |
CO |
Недисперсионное инфракрасное поглощение; |
Ссылка: (а) ячейка с N2; (б) окружающий воздух после удаления СО; (c) оптическое удаление поглощения CO (корреляция газового фильтра) |
O3 |
УФ-поглощение; ртутная лампа низкого давления в качестве источника излучения (253.7 нм); регистрация УФ-поглощения по закону Ламберта-Бера; детектор: вакуумный фотодиод, светочувствительный клапан |
Ссылка: окружающий воздух после удаления озона (например, Cu/MnO2) |
O3 |
хемилюминесценция; реакция О3 с этиленом в формальдегид; обнаружение хемилюминесцентного излучения с |
Хорошая избирательность; этилен необходим в качестве газа-реагента |
Здесь следует подчеркнуть, что все автоматические процедуры измерения, основанные на химико-физических принципах, должны быть откалиброваны с использованием (ручных) эталонных процедур. Поскольку автоматическое оборудование в измерительных сетях часто работает в течение длительных периодов времени (например, несколько недель) без непосредственного контроля со стороны человека, необходимо, чтобы их правильное функционирование регулярно и автоматически проверялось. Как правило, это делается с использованием нулевого и контрольного газов, которые могут быть получены несколькими способами (подготовка окружающего воздуха, газовые баллоны под давлением, проницаемость, диффузия, статическое и динамическое разбавление).
Методики измерения пылеобразующих загрязнителей воздуха и их состава
Среди твердых загрязнителей атмосферного воздуха выделяют пыль и взвешенные частицы (ВВ). Пыль состоит из более крупных частиц, которые оседают на землю из-за своего размера и толщины. SPM включает в себя фракцию частиц, которая рассеяна в атмосфере квазистабильным и квазигомогенным образом и поэтому остается во взвешенном состоянии в течение определенного времени.
Измерение взвешенных твердых частиц и соединений металлов в ВЗМ
Как и в случае с измерениями газообразных загрязнителей воздуха, можно различать непрерывные и периодические процедуры измерения SPM. Как правило, взвесь сначала отделяют на стекловолоконных или мембранных фильтрах. Это следует за гравиметрическим или радиометрическим определением. В зависимости от отбора проб можно провести различие между процедурой измерения общего количества взвешенных частиц без фракционирования по размеру частиц и процедурой фракционирования для измерения мелкодисперсной пыли.
Преимущества и недостатки измерения фракционированной взвешенной пыли оспариваются на международном уровне. В Германии, например, все пороговые значения и стандарты оценки основаны на общем количестве взвешенных частиц. Это означает, что по большей части выполняются только общие измерения SPM. В США, наоборот, очень распространена так называемая процедура PM-10 (твердые частицы £10 мкм). В эту процедуру включаются только частицы с аэродинамическим диаметром до 10 мкм (50-процентная часть включения), которые вдыхаются и могут попасть в легкие. План состоит в том, чтобы ввести процедуру PM-10 в Европейский Союз в качестве эталонной процедуры. Стоимость фракционированных измерений взвешенных частиц значительно выше, чем для измерения общей взвешенной пыли, поскольку измерительные устройства должны быть оснащены специальными, дорогостоящими пробоотборными головками, которые требуют дорогостоящего обслуживания. Таблица 4 содержит подробную информацию о наиболее важных процедурах измерения СЗМ.
Таблица 4. Процедуры измерения взвешенных твердых частиц (ВЧ)
Процедура |
Принцип измерения |
Комментарии |
Небольшое фильтрующее устройство |
нефракционированный отбор проб; расход воздуха 2.7–2.8 м3/час; диаметр фильтра 50 мм; гравиметрический анализ |
Простота в обращении; контрольные часы; |
LIB-устройство |
нефракционированный отбор проб; расход воздуха 15-16 м3/час; диаметр фильтра 120 мм; гравиметрический анализ |
Отделение крупной пыли |
Пробоотборник большого объема |
Включение частиц до прибл. диаметр 30 мкм; расход воздуха ок. 100 м3/час; диаметр фильтра 257 мм; гравиметрический анализ |
Отделение крупной пыли |
ФХ 62 я |
Устройство непрерывного радиометрического измерения пыли; нефракционированная выборка; расход воздуха 1 или 3 м3/час; регистрация пылевой массы, отделившейся на фильтрующей ленте, путем измерения ослабления β-излучения (криптон 85) при прохождении через открытый фильтр (ионизационная камера) |
Гравиметрическая калибровка путем запыления одиночных фильтров; устройство также работает с предсепаратором ПМ-10 |
Пылемер BETA F 703 |
Устройство непрерывного радиометрического измерения пыли; нефракционированный отбор проб; расход воздуха 3 м3/час; регистрация пылевой массы, отделившейся на фильтрующей ленте, путем измерения ослабления β-излучения (углерод-14) при прохождении через открытый фильтр (счетчик Гейгера-Мюллера) |
Гравиметрическая калибровка путем запыления одиночных фильтров; устройство также работает с предсепаратором ПМ-10 |
ТЭОМ 1400 |
Устройство непрерывного измерения пыли; нефракционированный отбор проб; расход воздуха 1 м3/час; пыль, собранная на фильтре, являющемся частью саморезонирующей вибрационной системы, в боковом потоке (3 л/мин); регистрация снижения частоты за счет увеличения пылевой нагрузки на фильтр |
Связь между частотой
|
В последнее время также были разработаны автоматические устройства смены фильтров, которые вмещают большее количество фильтров и подают их в пробоотборник один за другим через определенные промежутки времени. Открытые фильтры хранятся в магазине. Пределы обнаружения для процедур фильтрации составляют от 5 до 10 мкг/м.3 пыли, как правило.
Наконец, следует упомянуть метод черного дыма для измерений SPM. Поступивший из Великобритании, он был включен в руководящие принципы ЕС для SO.2 и взвешенная пыль. В этой процедуре почернение фильтра с покрытием измеряется рефлекторным фотометром после отбора проб. Значения черного дыма, полученные таким образом фотометрически, переводятся в гравиметрические единицы (мкг/м3) с помощью калибровочной кривой. Поскольку эта калибровочная функция в значительной степени зависит от состава пыли, особенно от содержания в ней сажи, преобразование в гравиметрические единицы проблематично.
В настоящее время соединения металлов часто рутинно определяют в иммиссионных пробах взвешенной пыли. Как правило, за сбором взвешенной пыли на фильтрах следует химическое растворение отделенной пыли, поскольку наиболее распространенные конечные аналитические стадии предполагают преобразование металлических и металлоидных соединений в водном растворе. На практике наиболее важными методами являются атомно-абсорбционная спектроскопия (ААС) и спектроскопия с плазменным возбуждением (ИСП-ОЭС). Другими методами определения металлических соединений во взвешенной пыли являются рентгенофлуоресцентный анализ, полярография и нейтронно-активационный анализ. Хотя металлические соединения измеряются уже более десяти лет как компонент взвешенных частиц в наружном воздухе в определенных точках измерения, важные вопросы остаются без ответа. Таким образом, обычный отбор проб путем отделения взвешенной пыли на фильтрах предполагает, что отделение соединений тяжелых металлов на фильтре завершено. Однако в литературе были обнаружены более ранние указания, ставящие это под сомнение. Результаты очень неоднородны.
Еще одна проблема заключается в том, что при анализе металлических соединений во взвешенной пыли с использованием обычных методик измерения невозможно различить разные формы соединений или отдельные соединения соответствующих элементов. Хотя во многих случаях можно провести адекватные общие определения, желательно провести более тщательную дифференциацию с некоторыми особенно канцерогенными металлами (As, Cd, Cr, Ni, Co, Be). Часто существуют большие различия в канцерогенном действии элементов и их отдельных соединений (например, соединения хрома в степенях окисления III и VI - канцерогенными являются только соединения шестой степени). В таких случаях желательно конкретное измерение отдельных соединений (видовой анализ). Несмотря на важность этой проблемы, в измерительной технике предпринимаются лишь первые попытки видового анализа.
Измерение пылевых осадков и металлических соединений в пылевых осадках
Для сбора пыли используются два принципиально разных метода:
Популярной процедурой измерения выпадения пыли (осаждаемой пыли) является так называемая процедура Бергергофа. При этой процедуре все атмосферные осадки (сухие и влажные отложения) собираются в течение 30 ± 2 дней в сосуды на высоте от 1.5 до 2.0 м над землей (объемное отложение). Затем сосуды для сбора доставляют в лабораторию и готовят (фильтруют, выпаривают воду, сушат, взвешивают). Результат рассчитывается на основе площади поверхности собирающего сосуда и времени воздействия в граммах на квадратный метр и дня (г/м2г). Относительный предел обнаружения 0.035 г/м2d.
Дополнительные методы сбора пыли включают устройство Лизеганга-Лёбнера и методы сбора осевшей пыли на клейкой пленке.
Все результаты измерений пылепада являются относительными величинами, которые зависят от используемого устройства, поскольку на отделение пыли влияют условия потока на устройстве и другие параметры. Различия в значениях измерений, полученных с помощью различных процедур, могут достигать 50 %.
Немаловажным является и состав осажденной пыли, например содержание свинца, кадмия и других металлических соединений. Аналитические процедуры, используемые для этого, в основном такие же, как и для взвешенной пыли.
Измерение специальных материалов в виде пыли
Специальные материалы в виде пыли включают асбест и сажу. Сбор волокон в качестве загрязнителей воздуха важен, поскольку асбест классифицируется как подтвержденный канцерогенный материал. Волокна диаметром D ≤ 3 мкм и длиной L ≥ 5 мкм, где L:D ≥ 3, считаются канцерогенными. Процедуры измерения волокнистых материалов заключаются в подсчете под микроскопом волокон, которые были отделены на фильтрах. Только электронно-микроскопические методы могут рассматриваться для измерений в атмосферном воздухе. Волокна разделяются на пористых фильтрах с золотым покрытием. Перед исследованием в электронном сканирующем микроскопе образец освобождается от органических веществ путем плазменного сжигания прямо на фильтре. Волокна подсчитываются на части поверхности фильтра, выбираются случайным образом и классифицируются по геометрии и типу волокна. С помощью энергодисперсионного рентгеновского анализа (EDXA) волокна асбеста, волокна сульфата кальция и другие неорганические волокна можно дифференцировать по элементному составу. Вся процедура чрезвычайно дорогая и требует максимальной осторожности для достижения надежных результатов.
Сажа в виде частиц, выбрасываемых дизельными двигателями, стала актуальной, поскольку дизельная сажа также была отнесена к канцерогенным. Из-за ее изменяющегося и сложного состава, а также из-за того, что различные компоненты также выбрасываются из других источников, для дизельной сажи не существует специальной процедуры измерения. Тем не менее, чтобы сказать что-то конкретное о концентрациях в окружающем воздухе, сажу условно определяют как элементарный углерод, как часть общего углерода. Его измеряют после отбора проб и этапа экстракции и/или термической десорбции. Определение содержания углерода осуществляется сжиганием в токе кислорода и кулонометрическим титрованием или недисперсионным ИК-детектированием образующегося в процессе углекислого газа.
Так называемый эталометр и фотоэлектрический датчик аэрозолей также используются для измерения сажи, в принципе.
Измерение влажных отложений
Наряду с сухими отложениями, мокрые отложения в виде дождя, снега, тумана и росы представляют собой важнейшие средства, с помощью которых вредные вещества попадают из воздуха в почву, воду или поверхности растений.
Чтобы четко отличить влажные отложения во время дождя и снега (туман и роса представляют особую проблему) от измерения общего осаждения (объемное осаждение, см. выше раздел «Измерение пылевых осадков и металлических соединений») и сухих осаждений, отверстие для сбора прикрыто, когда нет дождя (мокрый пробоотборник), используются для отбора проб. В датчиках дождя, которые в основном работают по принципу изменения проводимости, крышка открывается, когда начинается дождь, и снова закрывается, когда дождь прекращается.
Образцы переносятся через воронку (открытая площадь около 500 см2 и более) в затемненный и по возможности изолированный сборный контейнер (из стекла или полиэтилена только для неорганических компонентов).
Как правило, анализ собранной воды на неорганические компоненты можно проводить без пробоподготовки. Воду следует отцентрифугировать или отфильтровать, если она заметно мутная. Электропроводность, значение pH и важные анионы (NO3 – , SO4 2- Cl–) и катионы (Ca2+К+Mg2+На+, NH4 + и так далее) регулярно измеряются. Нестабильные микроэлементы и промежуточные состояния, такие как H2O2 или HSO3 – также измеряются в исследовательских целях.
Для анализа используются процедуры, которые обычно доступны для водных растворов, такие как кондуктометрия для определения проводимости, электроды для значений pH, атомно-адсорбционная спектроскопия для катионов (см. раздел «Измерение специальных материалов в виде пыли» выше) и все чаще ионообменная хроматография. с определением проводимости для анионов.
Органические соединения извлекаются из дождевой воды, например, дихлорметаном или выдуваются аргоном и адсорбируются с помощью трубок Tenax (только легколетучие вещества). Затем материалы подвергают газохроматографическому анализу (см. «Методики измерения органических загрязнителей воздуха» ниже).
Сухое осаждение напрямую связано с концентрацией в окружающем воздухе. Однако разность концентраций переносимых по воздуху вредных веществ во время дождя относительно невелика, поэтому для измерения влажных отложений достаточно широкоячеистых измерительных сетей. Примеры включают европейскую сеть измерений ЕМЕП, в которой данные о поступлении сульфатных и нитратных ионов, некоторых катионов и значений pH осадков собираются примерно на 90 станциях. В Северной Америке также существуют обширные измерительные сети.
Процедуры оптических измерений на больших расстояниях
В то время как методы, описанные до сих пор, улавливают загрязнение воздуха в одной точке, методы оптических измерений на больших расстояниях измеряют интегрированным образом на световых путях в несколько километров или определяют пространственное распределение. Они используют характеристики поглощения газов в атмосфере в УФ-, видимой или ИК-области спектра и основаны на законе Ламберта-Бера, согласно которому произведение пути света и концентрации пропорционально измеренному поглощению. Если отправитель и получатель измерительной установки меняют длину волны, то можно параллельно или последовательно измерять несколько компонентов одним прибором.
На практике системы измерения, указанные в таблице 5, играют наибольшую роль.
Таблица 5. Процедуры измерений на больших расстояниях
Процедура |
Применение |
Преимущества недостатки |
Фурье |
ИК-диапазон (около 700–3,000 см-1), световой путь в несколько сотен метров. |
+ Многокомпонентная система |
Дифференциальный |
Легкий путь до нескольких км; меры ТАК2НЕТ2, бензол, HNO3; контролирует линейные и поверхностные источники, используемые в измерительных сетях |
+ Простота в обращении |
Длинная дистанция |
Зона исследований, в кюветах низкого давления для ОН- |
+ Высокая чувствительность (до ppt) |
Дифференциальный |
Мониторинг поверхностных источников, измерения иммиссионного излучения на больших поверхностях |
+ Измерения пространственных |
LIDAR = Обнаружение света и определение дальности; DIAL = лидар с дифференциальным поглощением.
Процедуры измерения органических загрязнителей воздуха
Измерение загрязнения воздуха органическими компонентами осложняется, прежде всего, разнообразием материалов этого класса соединений. Несколько сотен отдельных компонентов с очень разными токсикологическими, химическими и физическими характеристиками охвачены общим названием «органические загрязнители воздуха» в реестрах выбросов и планах качества воздуха в густонаселенных районах.
В частности, из-за больших различий в потенциальном воздействии сбор соответствующих отдельных компонентов все больше и больше заменяет ранее использовавшиеся процедуры суммирования (например, пламенно-ионизационный детектор, метод общего содержания углерода), результаты которых не могут быть оценены токсикологически. Однако метод FID сохранил определенное значение в связи с короткой разделительной колонной для выделения метана, фотохимически не очень реакционноспособного, и для сбора прекурсоров летучих органических соединений (ЛОС) для образования фотоокислителей.
Частая необходимость разделения сложных смесей органических соединений на соответствующие индивидуальные компоненты превращает их измерение в практическую задачу прикладной хроматографии. Хроматографические процедуры являются методами выбора, когда органические соединения достаточно стабильны термически и химически. Для органических материалов с реакционноспособными функциональными группами отдельные процедуры, использующие физические характеристики функциональных групп или химические реакции для обнаружения, продолжают оставаться в силе.
Примеры включают использование аминов для превращения альдегидов в гидразоны с последующим фотометрическим измерением; дериватизация 2,4-динитрофенилгидразином и выделение образовавшегося 2,4-гидразона; или образование азокрасителей с p-нитроанилин для обнаружения фенолов и крезолов.
Среди хроматографических процедур газовая хроматография (ГХ) и жидкостная хроматография высокого давления (ВЭЖХ) чаще всего используются для разделения часто сложных смесей. Для газовой хроматографии сегодня почти исключительно используются разделительные колонки очень узкого диаметра (примерно от 0.2 до 0.3 мм и длиной от 30 до 100 м), так называемые капиллярные колонки высокого разрешения (HRGC). Доступен ряд детекторов для обнаружения отдельных компонентов после разделительной колонны, таких как вышеупомянутый FID, ECD (детектор захвата электронов, специально для электрофильных заменителей, таких как галоген), PID (детектор фотоионизации, который особенно чувствителен к ароматическим углеводородам и другим системам p-электронов) и NPD (термоионный детектор специально для соединений азота и фосфора). В ВЭЖХ используются специальные проточные детекторы, которые, например, выполнены в виде проточной кюветы УФ-спектрометра.
Особенно эффективным, но и особенно дорогим является использование в качестве детектора масс-спектрометра. Действительно достоверная идентификация, особенно с неизвестными смесями соединений, часто возможна только по масс-спектру органического соединения. Качественная информация о так называемом времени удерживания (времени пребывания материала в колонке), содержащаяся в хроматограмме с обычными детекторами, дополняется специфическим обнаружением отдельных компонентов масс-фрагментограммами с высокой чувствительностью обнаружения.
Отбор проб должен быть рассмотрен до фактического анализа. Выбор метода отбора проб определяется в первую очередь летучестью, а также ожидаемым диапазоном концентраций, полярностью и химической стабильностью. Кроме того, для нелетучих соединений необходимо выбирать между измерениями концентрации и осаждения.
В таблице 6 представлен обзор общих процедур мониторинга воздуха для активного обогащения и хроматографического анализа органических соединений с примерами их применения.
Таблица 6. Обзор распространенных хроматографических методик измерения качества воздуха органических соединений (с примерами применения)
Группа материалов |
Концентрация |
Отбор проб, подготовка |
Заключительный аналитический шаг |
Углеводороды С1-С9 |
мкг/м3 |
Газовые мыши (быстрый отбор проб), газонепроницаемый шприц, холодовые ловушки перед капиллярной колонкой (фокусирование), термодесорбция |
ГХ/ПИД |
Низкокипящие углеводороды, высоко |
нг/м3–мкг/м3 |
Вакуумированный, пассивированный цилиндр из высококачественной стали (также для измерения чистого воздуха) |
ГХ/ПИД/ДЗЭ/ФИД |
Органические соединения при температуре кипения |
мкг/м3 |
Адсорбция на активированном угле, а – десорбция CS2 (б) десорбция растворителями (в) парофазный анализ |
капиллярный |
Органические соединения при температуре кипения |
нг/м3–мкг/м3 |
Адсорбция на органических полимерах (например, Tenax) или молекулярном углеродном сите (карбопак), термическая десорбция с холодным улавливанием перед капиллярной колонкой (фокусирование) или экстракция растворителем |
капиллярный |
Модификация для низкокипящих |
нг/м3–мкг/м3 |
Адсорбция на охлажденных полимерах (например, термоградиентная трубка), охлажденных до –120 ºC, использование карбопака |
капиллярный |
Высококипящие органические соединения |
фг/м3–нг/м3 |
Отбор проб на фильтры (например, маленькое фильтрующее устройство или пробоотборник большого объема) с последующими полиуретановыми картриджами для газовой части, десорбция растворителем фильтра и полиуретана, различные этапы очистки и подготовки, для ПАУ также сублимация |
капиллярный |
Высококипящие органические соединения, |
фг/м3–нг/м3 |
Адсорбция на органических полимерах (например, цилиндр из пенополиуретана) с предварительными фильтрами (например, из стекловолокна) или неорг. адсорбировать (например, силикагель), экстракция растворителями, различные этапы очистки и подготовки (включая многоколоночную хроматографию), дериватизация хлорфенолов |
HRGC/ECD |
Высококипящие органические соединения |
нг/м3 |
Разделение аэрозолей на фильтрах из стекловолокна (например, пробоотборник большого или малого объема) или сбор пыли на стандартных поверхностях, экстракция растворителями (также для осаждения оставшейся отфильтрованной воды), различные этапы очистки и подготовки |
HRGC/МС |
ГХ = газовая хроматография; ГХ-МС = ГХ/масс-спектроскопия; ПИД = пламенно-ионизационный детектор; HRGC/ECD = ГХ/ECD высокого разрешения; ECD = детектор захвата электронов; ВЭЖХ = высокоэффективная жидкостная хроматография. ФИД = фотоионизационный детектор.
Измерения осаждения органических соединений с низкой летучестью (например, дибензодиоксинов и дибензофуранов (ПХДД/ПХДФ), полициклических ароматических углеводородов (ПАУ)) приобретают все большее значение с точки зрения воздействия на окружающую среду. Поскольку пища является основным источником потребления человеком, большое значение имеет воздушно-капельный перенос веществ на пищевые растения. Однако есть свидетельства того, что перенос материала в виде осаждения твердых частиц менее важен, чем сухое осаждение квазигазообразных соединений.
Для измерения общего осаждения используются стандартные устройства для осаждения пыли (например, метод Бергергофа), которые были слегка модифицированы путем затемнения в качестве защиты от проникновения яркого света. Важные технические проблемы измерения, такие как ресуспендирование уже отделенных частиц, испарение или возможное фотолитическое разложение, в настоящее время систематически исследуются с целью улучшения неоптимальных процедур отбора проб органических соединений.
Ольфактометрические исследования
Ольфактометрические исследования иммиссии используются при мониторинге для количественной оценки жалоб на запах и для определения исходного уровня загрязнения в процедурах лицензирования. Они служат в первую очередь для оценки того, следует ли классифицировать существующие или ожидаемые запахи как значимые.
В принципе можно выделить три методологических подхода:
Первая возможность сочетает измерение выбросов с моделированием и, строго говоря, не может быть отнесена к термину «мониторинг качества воздуха». В третьем методе в качестве детектора используется нос человека со значительно меньшей точностью по сравнению с физико-химическими методами.
Подробная информация об инспекциях, планах измерений и оценке результатов содержится, например, в правилах охраны окружающей среды некоторых земель Германии.
Процедуры скрининговых измерений
Упрощенные процедуры измерения иногда используются для подготовительных исследований (скрининг). Примеры включают пассивные пробоотборники, пробирки и биологические процедуры. При использовании пассивных (диффузионных) пробоотборников испытуемый материал собирается с помощью свободно протекающих процессов, таких как диффузия, проникновение или адсорбция, в простые формы коллекторов (трубки, пластины) и обогащается пропитанными фильтрами, сетками или другими адсорбционными средами. Таким образом, так называемый активный отбор проб (всасывание пробы воздуха насосом) не происходит. Обогащенное количество материала, определяемое аналитически по определенному времени выдержки, переводится в единицы концентрации на основе физических законов (например, диффузии) с помощью времени сбора и геометрических параметров коллектора. Методология основана на области гигиены труда (индивидуальный отбор проб) и измерения воздуха в помещениях, но она все чаще используется для измерения концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Обзор можно найти в Brown 1993.
Детекторные трубки часто используются для отбора проб и быстрого предварительного анализа газов. Через стеклянную трубку, заполненную адсорбирующим реагентом, соответствующим поставленной задаче, всасывается определенный объем испытуемого воздуха. Содержимое трубки меняет цвет в зависимости от концентрации определяемого материала, присутствующего в исследуемом воздухе. Небольшие пробирки часто используются при мониторинге рабочих мест или в качестве быстрой процедуры в случае несчастных случаев, таких как пожары. Они не используются для рутинных измерений концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе из-за, как правило, слишком высоких пределов обнаружения и слишком ограниченной селективности. Детекторные пробирки доступны для множества материалов в различных диапазонах концентраций.
Среди биологических процедур в рутинном мониторинге приняты два метода. При стандартизированной процедуре воздействия лишайника уровень смертности лишайника определяется в течение времени воздействия 300 дней. В другой процедуре французская пастбищная трава подвергается воздействию в течение 14 ± 1 дня. Затем определяется величина прироста. Обе методики служат для суммарного определения влияния концентраций загрязняющих веществ в воздухе.
Сети мониторинга качества воздуха
Во всем мире используются самые разнообразные типы сетей контроля качества воздуха. Следует проводить различие между измерительными сетями, состоящими из автоматических, управляемых компьютером измерительных станций (измерительных контейнеров), и виртуальными измерительными сетями, которые лишь определяют места измерения для различных типов измерений концентрации загрязняющих веществ в воздухе в виде заданной сетки. Задачи и концепции измерительных сетей обсуждались выше.
Сети непрерывного мониторинга
Постоянно действующие измерительные сети основаны на автоматических измерительных станциях и служат в основном для мониторинга качества воздуха в городских районах. Измеряются загрязнители воздуха, такие как диоксид серы ( SO2), пыль, монооксид азота (NO), диоксид азота (NO2), окись углерода (CO), озон (O3), и в некоторой степени также сумма углеводородов (свободный метан, CnHm) или отдельные органические компоненты (например, бензол, толуол, ксилолы). Кроме того, в зависимости от необходимости включаются метеорологические параметры, такие как направление ветра, скорость ветра, температура воздуха, относительная влажность, осадки, глобальная радиация или радиационный баланс.
Измерительное оборудование, используемое в измерительных станциях, обычно состоит из анализатора, блока калибровки и управляющей электроники, которая контролирует все измерительное оборудование и содержит стандартизированный интерфейс для сбора данных. В дополнение к измеренным значениям измерительное оборудование выдает так называемые сигналы состояния об ошибках и рабочем состоянии. Калибровка устройств автоматически проверяется компьютером через регулярные промежутки времени.
Как правило, измерительные станции подключаются стационарными линиями передачи данных, телефонными соединениями или другими системами передачи данных к компьютеру (технологическому компьютеру, рабочей станции или ПК, в зависимости от объема системы), в который вводятся, обрабатываются и отображается. Компьютеры измерительной сети и, при необходимости, специально обученный персонал постоянно контролируют превышение различных пороговых значений. Таким образом, критические ситуации с качеством воздуха могут быть распознаны в любое время. Это очень важно, особенно для мониторинга критических ситуаций со смогом зимой и летом (фотооксиданты) и для текущей информации населения.
Сети измерений для случайных выборок
Помимо сети телеметрических измерений, в различной степени используются и другие измерительные системы для мониторинга качества воздуха. Примеры включают (иногда частично автоматизированные) измерительные сети для определения:
Ряд веществ, измеренных таким образом, были классифицированы как канцерогены, такие как соединения кадмия, ПАУ или бензол. Поэтому мониторинг их особенно важен.
В качестве примера комплексной программы в таблице 7 приведены результаты мониторинга качества воздуха, систематически проводимого в земле Северный Рейн-Вестфалия, которая с населением 18 миллионов человек является самой густонаселенной землей Германии.
Таблица 7. Систематический мониторинг качества воздуха в Северном Рейне-Вестфалии (Германия)
Непрерывное измерение |
Частично автоматизировано |
Прерывистое измерение |
Сернистый газ |
Состав СЗМ: |
Бензол и другие |
Управление загрязнением воздуха
Задача менеджера системы контроля загрязнения воздуха состоит в том, чтобы гарантировать, что чрезмерные концентрации загрязнителей воздуха не достигнут восприимчивой цели. Целями могут быть люди, растения, животные и материалы. Во всех случаях мы должны иметь дело с наиболее чувствительными из каждой из этих групп. Загрязнители воздуха могут включать газы, пары, аэрозоли и, в некоторых случаях, биологически опасные материалы. Хорошо спроектированная система предотвратит попадание на цель вредных концентраций загрязнителя.
Большинство систем контроля за загрязнением воздуха включают комбинацию нескольких методов контроля, обычно комбинацию технологических и административных мер контроля, а в более крупных или сложных источниках может применяться более одного типа технологического контроля.
В идеале выбор соответствующих элементов управления будет производиться в контексте решаемой проблемы.
В таблице 1 описаны этапы этого процесса.
Таблица 1. Этапы выбора контроля за загрязнением
Шаг 1: |
Первая часть — определить, что будет освобождено из стека. |
Шаг 2: |
Все уязвимые цели должны быть идентифицированы. Сюда входят люди, животные, растения и материалы. В каждом случае необходимо определить наиболее восприимчивого члена каждой группы. Например, астматики возле завода, выделяющего изоцианаты. |
Шаг 3: |
Приемлемый уровень воздействия на наиболее чувствительную целевую группу должен |
Шаг 4: |
На шаге 1 определяются выбросы, а на шаге 3 определяются допустимые значения. |
* При установке уровней воздействия на шаге 3 следует помнить, что эти воздействия являются общими воздействиями, а не только воздействием растения. Как только допустимый уровень установлен, фоновые уровни и вклады от других предприятий просто вычитаются, чтобы определить максимальное количество, которое завод может выбрасывать, не превышая допустимый уровень воздействия. Если этого не сделать и трем заводам будет разрешено выбрасывать максимальное количество, целевые группы будут подвергаться воздействию в три раза превышающего допустимый уровень.
** Некоторые материалы, такие как канцерогены, не имеют порогового значения, ниже которого вредные воздействия не проявляются. Таким образом, пока часть материала попадает в окружающую среду, существует некоторый риск для целевых групп населения. В этом случае уровень отсутствия эффекта не может быть установлен (отличный от нуля). Вместо этого должен быть установлен приемлемый уровень риска. Обычно это устанавливается в диапазоне от 1 неблагоприятного исхода на 100,000 1,000,000 до XNUMX XNUMX XNUMX человек, подвергшихся воздействию.
Некоторые юрисдикции проделали часть работы, установив стандарты, основанные на максимальной концентрации загрязнителя, которую может получить восприимчивая цель. С этим типом стандарта менеджеру не нужно выполнять Шаги 2 и 3, так как это уже сделал регулирующий орган. В рамках этой системы менеджер должен установить только стандарты неконтролируемых выбросов для каждого загрязняющего вещества (этап 1), а затем определить, какие средства контроля необходимы для соблюдения стандарта (этап 4).
Имея стандарты качества воздуха, регулирующие органы могут измерять индивидуальное воздействие и, таким образом, определять, подвергается ли кто-либо воздействию потенциально вредных уровней. Предполагается, что стандарты, установленные в этих условиях, достаточно низкие, чтобы защитить наиболее восприимчивую целевую группу. Это не всегда безопасное предположение. Как показано в таблице 2, общие стандарты качества воздуха могут сильно различаться. Стандарты качества воздуха для диоксида серы варьируются от 30 до 140 мкг/м.3. Для менее часто регулируемых материалов этот разброс может быть еще больше (от 1.2 до 1,718 мкг/мXNUMX).3), как показано в таблице 3 для бензола. Это неудивительно, учитывая, что экономика может играть такую же большую роль в установлении стандартов, как и токсикология. Если стандарт не установлен на достаточно низком уровне для защиты уязвимых групп населения, никто не получает должного обслуживания. Облученные группы населения имеют чувство ложной уверенности и могут неосознанно подвергаться риску. Эмитент может сначала почувствовать, что он выиграл от мягкого стандарта, но если влияние в сообществе потребует от компании перепроектировать свои средства контроля или установить новые средства контроля, затраты могут быть выше, чем при правильном выполнении в первый раз.
Таблица 2. Диапазон стандартов качества воздуха для обычно контролируемого загрязнителя воздуха (диоксид серы)
Страны и территории |
Двуокись серы длительного действия |
Австралия |
50 |
Канада |
30 |
Финляндия |
40 |
Germany |
140 |
Венгрия |
70 |
Тайвань |
133 |
Таблица 3. Диапазон стандартов качества воздуха для менее контролируемого загрязнителя воздуха (бензола)
Город / Штат |
24-часовой стандарт качества воздуха для |
Коннектикут |
53.4 |
Массачусетс |
1.2 |
Мичиган |
2.4 |
Северная Каролина |
2.1 |
Невада |
254 |
New York |
1,718 |
Филадельфия |
1,327 |
Виргиния |
300 |
Уровни были стандартизированы для времени усреднения 24 часа, чтобы облегчить сравнение.
(Адаптировано из Calabrese and Kenyon 1991.)
Иногда этот поэтапный подход к выбору средств контроля за загрязнением воздуха не дает результатов, и регулирующие органы и проектировщики сразу переходят к «универсальному решению». Одним из таких методов является наилучшая доступная технология управления (BACT). Предполагается, что при использовании наилучшего сочетания скрубберов, фильтров и передовых методов работы с источником выбросов будет достигнут достаточно низкий уровень выбросов, чтобы защитить наиболее восприимчивую целевую группу. Часто результирующий уровень выбросов будет ниже минимума, необходимого для защиты наиболее уязвимых целей. Таким образом, все ненужные воздействия должны быть устранены. Примеры BACT приведены в таблице 4.
Таблица 4. Отдельные примеры наилучших доступных технологий контроля (BACT), показывающие используемый метод контроля и предполагаемую эффективность
Процесс |
загрязнитель |
способ управления |
Расчетная эффективность |
Рекультивация почвы |
углеводороды |
Термический окислитель |
99 |
Завод по производству крафт-целлюлозы |
макрочастиц |
электростатический |
99.68 |
Производство копченых |
Монооксид углерода |
Хорошая практика |
50 |
Автомобильная покраска |
углеводороды |
Дожигатель печи |
90 |
Электродуговая печь |
макрочастиц |
Рукавный фильтр |
100 |
Нефтеперерабатывающий завод, |
Вдыхаемые частицы |
Циклон + Вентури |
93 |
Медицинский мусоросжигатель |
Хлорид водорода |
Мокрая скруббер + сухая |
97.5 |
Угольный котел |
Сернистый газ |
Распылительная сушка + |
90 |
Утилизация отходов |
макрочастиц |
Циклон + конденсатор |
95 |
Асфальтовый завод |
углеводороды |
Термический окислитель |
99 |
BACT сама по себе не обеспечивает адекватных уровней контроля. Хотя это лучшая система управления, основанная на средствах управления очисткой газа и передовых методах эксплуатации, BACT может оказаться недостаточно эффективной, если источником является крупное предприятие или если оно расположено рядом с чувствительной целью. Следует протестировать наилучшую доступную технологию контроля, чтобы убедиться, что она действительно достаточно хороша. Полученные стандарты выбросов следует проверить, чтобы определить, могут ли они по-прежнему быть вредными даже при использовании наилучших средств контроля очистки газа. Если стандарты выбросов по-прежнему вредны, возможно, придется рассмотреть другие основные средства контроля, такие как выбор более безопасных процессов или материалов или перемещение в менее чувствительную зону.
Еще одно «универсальное решение», позволяющее обходить некоторые этапы, — стандарты производительности исходного кода. Многие юрисдикции устанавливают стандарты выбросов, которые не могут быть превышены. Стандарты выбросов основаны на выбросах в источнике. Обычно это работает хорошо, но, как и BACT, они могут быть ненадежными. Уровни должны быть достаточно низкими, чтобы поддерживать максимальные выбросы на достаточно низком уровне, чтобы защитить восприимчивые целевые группы населения от типичных выбросов. Однако, как и в случае с наилучшей доступной технологией контроля, этого может быть недостаточно для защиты всех, где есть крупные источники выбросов или близлежащие уязвимые группы населения. В этом случае необходимо использовать другие процедуры для обеспечения безопасности всех целевых групп.
И BACT, и стандарты выбросов имеют основную ошибку. Они предполагают, что при соблюдении определенных критериев на заводе целевые группы будут автоматически защищены. Это не обязательно так, но как только такая система принята законом, воздействие на цель становится второстепенным по сравнению с соблюдением закона.
В качестве минимальных критериев контроля следует использовать стандарты BACT и стандарты выбросов источников или критерии проектирования. Если BACT или критерии выбросов защитят восприимчивые цели, то их можно использовать по назначению, в противном случае необходимо использовать другие административные меры.
Контрольные меры
Контроль можно разделить на два основных вида контроля - технологический и административный. Технологический контроль определяется здесь как оборудование, установленное на источнике выбросов для снижения содержания загрязняющих веществ в газовом потоке до уровня, приемлемого для населения и обеспечивающего защиту наиболее чувствительной цели. Административный контроль определяется здесь как другие меры контроля.
Технологический контроль
Системы газоочистки размещаются у источника перед дымовой трубой для удаления загрязняющих веществ из газового потока перед его выбросом в окружающую среду. В таблице 5 приведены краткие сведения о различных классах систем газоочистки.
Таблица 5. Методы газоочистки для удаления вредных газов, паров и твердых частиц из промышленных технологических выбросов
способ управления |
Примеры |
Описание |
Эффективность |
Газы/пары |
|||
Конденсация |
Контактные конденсаторы |
Пар охлаждается и конденсируется в жидкость. Это неэффективно и используется в качестве предобуславливателя для других методов. |
80+% при концентрации >2,000 частей на миллион |
Поглощение |
Мокрые скрубберы (в упаковке) |
Газ или пар собираются в жидкости. |
82–95% при концентрации <100 частей на миллион |
адсорбция |
Carbon |
Газ или пар собираются на твердом теле. |
90+% при концентрации <1,000 частей на миллион |
сжигание |
Вспышки |
Органический газ или пар окисляют, нагревая их до высокой температуры и выдерживая при этой температуре в течение некоторого времени. |
Не рекомендуется, когда |
макрочастиц |
|||
инерционный |
Циклоны |
Газы с твердыми частицами вынуждены менять направление. Инерция частиц заставляет их отделяться от газового потока. Это неэффективно и используется как |
70-90% |
Мокрые скрубберы |
Вентури |
Капли жидкости (воды) собирают частицы за счет столкновения, захвата и диффузии. Затем капли и их частицы отделяются от газового потока. |
Для частиц размером 5 мкм 98.5% при массе 6.8 г; |
электростатический |
Пластина-проволока |
Электрические силы используются для перемещения частиц из газового потока на сборные пластины. |
95–99.5 % для частиц размером 0.2 мкм |
Фильтры |
Рукавный фильтр |
Пористая ткань удаляет твердые частицы из газового потока. Пористая лепешка пыли, которая образуется на ткани, фактически |
99.9% для частиц размером 0.2 мкм |
Газоочиститель является частью сложной системы, состоящей из вытяжек, воздуховодов, вентиляторов, очистителей и дымовых труб. Конструкция, производительность и техническое обслуживание каждой части влияют на производительность всех других частей и системы в целом.
Следует отметить, что эффективность системы сильно различается для каждого типа очистителя в зависимости от его конструкции, подводимой энергии и характеристик газового потока и загрязняющего вещества. В результате эффективность выборки в таблице 5 является лишь приблизительной. Различия в эффективности мокрых скрубберов показаны в таблице 5. Эффективность улавливания мокрых скрубберов увеличивается с 98.5 % для частиц размером 5 мкм до 45 % для частиц размером 1 мкм при том же перепаде давления в скруббере (6.8 дюймов вод. )). Для частиц того же размера, 1 мкм, эффективность повышается с 45% при 6.8 вес. до 99.95 при 50 вес. Использование универсальных устройств не рекомендуется.
удаление отходов
При выборе и проектировании систем газоочистки необходимо уделить особое внимание безопасной утилизации собранного материала. Как показано в таблице 6, некоторые процессы производят большое количество загрязняющих веществ. Если большая часть загрязняющих веществ собирается газоочистным оборудованием, может возникнуть проблема утилизации опасных отходов.
Таблица 6. Примеры уровней неконтролируемых выбросов для выбранных промышленных процессов
Промышленный источник |
Скорость выбросов |
Электропечь на 100 тонн. |
257 тонн твердых частиц в год |
1,500 млн БТЕ/час масляная/газовая турбина |
444 фунта / час SO2 |
Инсинератор 41.7 т/ч |
208 фунтов/час НЕТx |
100 грузовиков/день прозрачное покрытие |
3,795 фунтов органических веществ в неделю |
В некоторых случаях отходы могут содержать ценные продукты, которые могут быть переработаны, например, тяжелые металлы с плавильного завода или растворитель с покрасочной линии. Отходы можно использовать в качестве сырья для другого промышленного процесса — например, диоксид серы, собранный в виде серной кислоты, можно использовать в производстве удобрений.
Там, где отходы не могут быть переработаны или повторно использованы, удаление может быть непростым. Не только объем может быть проблемой, но они могут быть опасны сами по себе. Например, если серную кислоту, извлеченную из котла или плавильного завода, нельзя использовать повторно, перед утилизацией ее необходимо будет дополнительно обработать для нейтрализации.
Дисперсия
Рассеивание может снизить концентрацию загрязняющего вещества в мишени. Однако следует помнить, что дисперсия не снижает общего количества материала, покидающего растение. Высокий стек позволяет шлейфу только распространяться и растворяться до того, как он достигнет уровня земли, где, вероятно, существуют уязвимые цели. Если загрязняющее вещество в первую очередь неприятно, например, имеет запах, дисперсия может быть приемлемой. Однако, если материал стойкий или кумулятивный, например, тяжелые металлы, разбавление может не решить проблему загрязнения воздуха.
Дисперсию следует использовать с осторожностью. Необходимо учитывать местные метеорологические и земные условия. Например, в более холодном климате, особенно при наличии снежного покрова, могут возникать частые температурные инверсии, которые могут задерживать загрязняющие вещества близко к земле, что приводит к неожиданно высокому воздействию. Точно так же, если завод расположен в долине, шлейфы могут перемещаться вверх и вниз по долине или быть заблокированы окружающими холмами, так что они не распространяются и не рассеиваются, как ожидалось.
Административный контроль
В дополнение к технологическим системам существует еще одна группа элементов управления, которые необходимо учитывать при общем проектировании системы контроля загрязнения воздуха. По большей части они исходят от основных инструментов промышленной гигиены.
подмена
Одним из предпочтительных методов гигиены труда для контроля опасностей окружающей среды на рабочем месте является замена более безопасных материалов или процессов. Если можно использовать более безопасный процесс или материал и избежать вредных выбросов, тип или эффективность контроля становится академическим. Лучше избежать проблемы, чем пытаться исправить плохое первое решение. Примеры замещения включают использование более чистых видов топлива, покрытия для бестарного хранения и снижение температуры в сушилках.
Это относится как к мелким закупкам, так и к основным критериям проектирования завода. Если приобретаются только экологически безопасные продукты или процессы, не будет риска для окружающей среды, как внутри, так и снаружи. Если сделана неправильная покупка, оставшаяся часть программы состоит из попыток компенсировать это первое решение. Если приобретается недорогой, но опасный продукт или процесс, могут потребоваться специальные процедуры обращения и оборудование, а также специальные методы утилизации. В результате недорогостоящий товар может иметь только низкую цену покупки, но высокую цену его использования и утилизации. Возможно, более безопасный, но более дорогой материал или процесс были бы менее затратными в долгосрочной перспективе.
Местная вентиляция
Необходимы средства контроля для всех выявленных проблем, которых нельзя избежать путем замены более безопасных материалов или методов. Выбросы начинаются на отдельном рабочем месте, а не в штабеле. Система вентиляции, которая улавливает и контролирует выбросы в источнике, поможет защитить сообщество, если она правильно спроектирована. Вытяжки и воздуховоды вентиляционной системы являются частью общей системы контроля загрязнения воздуха.
Предпочтение отдается местной системе вентиляции. Он не разбавляет загрязняющие вещества и обеспечивает концентрированный газовый поток, который легче очистить перед выбросом в окружающую среду. Газоочистное оборудование более эффективно при очистке воздуха с повышенной концентрацией загрязняющих веществ. Например, улавливающий колпак над разливочным желобом металлической печи предотвратит попадание загрязняющих веществ в окружающую среду, а дымовые газы направит в систему газоочистки. В таблице 5 видно, что эффективность очистки для абсорбционных и адсорбционных очистителей увеличивается с концентрацией загрязнителя, а конденсационные очистители не рекомендуются для низких уровней (<2,000 частей на миллион) загрязняющих веществ.
Если загрязняющие вещества не улавливаются в источнике, а выходят через окна и вентиляционные отверстия, они становятся неконтролируемыми неконтролируемыми выбросами. В некоторых случаях эти неконтролируемые летучие выбросы могут оказать значительное влияние на ближайшие окрестности.
Isolation
Изоляция — расположение предприятия вдали от уязвимых целей — может быть основным методом контроля, когда технические меры сами по себе неадекватны. Это может быть единственным средством достижения приемлемого уровня контроля, когда необходимо полагаться на наилучшую доступную технологию контроля (BACT). Если после применения наилучших доступных мер контроля целевая группа все еще находится в группе риска, необходимо рассмотреть вопрос о поиске альтернативного места, где нет уязвимых групп населения.
Изоляция, как указано выше, является средством отделения отдельного растения от восприимчивых мишеней. Другая система изоляции — это когда местные власти используют зонирование, чтобы отделить классы отраслей от уязвимых целей. После того как предприятия отделены от целевых групп населения, им нельзя разрешать переселяться рядом с объектом. Хотя это кажется здравым смыслом, оно не используется так часто, как следовало бы.
Рабочие процедуры
Рабочие процедуры должны быть разработаны для обеспечения правильного и безопасного использования оборудования без риска для работников или окружающей среды. Сложные системы загрязнения воздуха должны правильно обслуживаться и эксплуатироваться, если они хотят выполнять свою работу должным образом. Важным фактором в этом является обучение персонала. Персонал должен быть обучен тому, как использовать и обслуживать оборудование, чтобы уменьшить или устранить количество опасных материалов, выбрасываемых на рабочее место или в общество. В некоторых случаях BACT полагается на передовую практику для обеспечения приемлемых результатов.
Мониторинг в реальном времени
Система, основанная на мониторинге в реальном времени, не популярна и не используется повсеместно. В этом случае непрерывный мониторинг выбросов и метеорологический мониторинг можно сочетать с моделированием рассеивания для прогнозирования воздействия с подветренной стороны. Когда прогнозируемые воздействия приближаются к допустимым уровням, информация используется для снижения производительности и выбросов. Это неэффективный метод, но он может быть приемлемым методом временного контроля для существующего объекта.
Наоборот, объявлять предупреждения для населения, когда условия таковы, что могут существовать чрезмерные концентрации загрязняющих веществ, чтобы население могло принять соответствующие меры. Например, если разослано предупреждение о том, что атмосферные условия таковы, что уровни диоксида серы с подветренной стороны от плавильного завода являются чрезмерными, восприимчивые группы населения, такие как астматики, будут знать, что им нельзя выходить на улицу. Опять же, это может быть приемлемым временным контролем, пока не будут установлены постоянные меры контроля.
Атмосферный и метеорологический мониторинг в режиме реального времени иногда используется, чтобы избежать или уменьшить крупные случаи загрязнения воздуха, когда могут существовать несколько источников. Когда становится очевидным, что вероятны чрезмерные уровни загрязнения воздуха, использование автомобилей в личных целях может быть ограничено, а основные предприятия, производящие выбросы, закрываются.
Техническое обслуживание/уборка
Во всех случаях эффективность средств контроля зависит от надлежащего обслуживания; оборудование должно работать по назначению. Необходимо поддерживать и использовать не только средства контроля загрязнения воздуха по назначению, но и процессы, генерирующие потенциальные выбросы, должны поддерживаться и должным образом эксплуатироваться. Примером промышленного процесса является сушилка для щепы с неисправным регулятором температуры; если сушилка работает при слишком высокой температуре, она будет выделять больше материалов и, возможно, другой тип материала из сушащейся древесины. Примером технического обслуживания газоочистки, влияющего на выбросы, может быть плохо обслуживаемый рукавный фильтр со сломанными рукавами, которые позволяют твердым частицам проходить через фильтр.
Ведение домашнего хозяйства также играет важную роль в контроле общих выбросов. Пыль, которая не удаляется быстро внутри установки, может повторно уноситься и представлять опасность для персонала. Если пыль выносится за пределы предприятия, она представляет опасность для населения. Плохое ведение хозяйства на заводском дворе может представлять значительный риск для общества. Непокрытые сыпучие материалы, растительные отходы или пыль, поднятая транспортными средствами, могут привести к тому, что загрязняющие вещества будут переноситься ветром в населенные пункты. Поддержание двора в чистоте, использование надлежащих контейнеров или складских площадок важно для снижения общего объема выбросов. Система должна быть не только правильно спроектирована, но и должным образом использоваться, если нужно защитить сообщество.
Наихудшим примером плохого технического обслуживания и уборки может быть установка по извлечению свинца со сломанным конвейером для свинцовой пыли. Пыли позволяли выходить из конвейера до тех пор, пока куча не стала настолько высокой, что пыль могла соскальзывать по куче и вылетать в разбитое окно. Затем местные ветры разнесли пыль по окрестностям.
Оборудование для отбора проб выбросов
Исходный отбор проб может выполняться по нескольким причинам:
Тип используемой системы отбора проб будет зависеть от причины отбора проб, затрат, наличия технологий и подготовки персонала.
Видимые выбросы
Если есть желание уменьшить загрязняющую способность воздуха, улучшить видимость или предотвратить попадание аэрозолей в атмосферу, стандарты могут быть основаны на видимых излучениях.
Видимые выбросы состоят из мелких частиц или окрашенных газов. Чем непрозрачнее шлейф, тем больше материала выбрасывается. Эта характеристика очевидна с первого взгляда, и для оценки уровней выбросов можно использовать обученных наблюдателей. Использование этого метода оценки стандартов выбросов имеет несколько преимуществ:
Экстрактивный отбор проб
Гораздо более строгий метод отбора проб требует, чтобы образец газового потока был взят из дымовой трубы и проанализирован. Хотя это звучит просто, это не означает простой метод выборки.
Пробу следует отбирать изокинетически, особенно при сборе твердых частиц. Изокинетический отбор проб определяется как отбор проб путем втягивания образца в пробоотборный зонд с той же скоростью, с которой материал движется в штабеле или воздуховоде. Это делается путем измерения скорости газового потока с помощью трубки Пито и последующего регулирования частоты отбора проб таким образом, чтобы проба поступала в зонд с той же скоростью. Это важно при отборе проб твердых частиц, поскольку более крупные и тяжелые частицы не будут следовать за изменением направления или скорости. В результате концентрация более крупных частиц в пробе не будет репрезентативной для газового потока, и проба будет неточной.
Схема отбора проб диоксида серы показана на рис. 1. Она непростая, и для правильного отбора проб требуется обученный оператор. Если необходимо отобрать пробу, отличную от двуокиси серы, импинджеры и ледяную баню можно снять и вставить соответствующее устройство для сбора.
Рис. 1. Схема изокинетической линии отбора проб диоксида серы
Экстрактивный отбор проб, особенно изокинетический отбор проб, может быть очень точным и универсальным и имеет несколько применений:
Упрощенная и автоматизированная система отбора проб может быть подключена к непрерывному анализатору газа (электрохимический, ультрафиолетовый фотометрический или пламенно-ионизационный датчик) или анализатору твердых частиц (нефелометр) для непрерывного мониторинга выбросов. Это может предоставить документацию о выбросах и мгновенное рабочее состояние системы контроля загрязнения воздуха.
Отбор проб на месте
Выбросы также могут быть отобраны в стеке. На рис. 2 представлен простой трансмиссометр, используемый для измерения содержания материалов в газовом потоке. В этом примере луч света проецируется через стопку на фотоэлемент. Частицы или окрашенный газ будут поглощать или блокировать часть света. Чем больше материала, тем меньше света попадет на фотоэлемент. (См. рис. 2.)
Рис. 2. Простой трансмиссометр для измерения содержания твердых частиц в дымовой трубе
Используя различные источники света и детекторы, такие как ультрафиолетовый свет (УФ), можно обнаружить газы, прозрачные для видимого света. Эти устройства могут быть настроены на конкретные газы и, таким образом, могут измерять концентрацию газа в потоке отходов.
An на месте Преимущество системы мониторинга перед экстракционной состоит в том, что она может измерять концентрацию по всей дымовой трубе или воздуховоду, в то время как экстракционный метод измеряет концентрацию только в точке, из которой была извлечена проба. Это может привести к значительной ошибке, если поток анализируемого газа плохо перемешан. Однако экстрактивный метод предлагает больше методов анализа и, следовательно, может использоваться в большем количестве приложений.
С на месте обеспечивает непрерывное считывание, его можно использовать для документирования выбросов или для точной настройки операционной системы.
Эта статья предназначена для того, чтобы дать читателю представление о доступных в настоящее время технологиях борьбы с загрязнением воды, основываясь на обсуждении тенденций и случаев, представленных Хеспанхолем и Хелмером в главе Опасности для здоровья из окружающей среды. В следующих разделах рассматриваются проблемы борьбы с загрязнением воды, сначала под заголовком «Контроль за загрязнением поверхностных вод», а затем под заголовком «Контроль за загрязнением подземных вод».
Контроль загрязнения поверхностных вод
Определение загрязнения воды
Загрязнение воды относится к качественному состоянию загрязнения или нечистоты в гидрологических водах определенного региона, например водораздела. Это происходит в результате события или процесса, который вызывает снижение полезности земных вод, особенно в отношении воздействия на здоровье человека и окружающую среду. Процесс загрязнения подчеркивает потерю чистоты из-за загрязнения, что также подразумевает вторжение или контакт с внешним источником в качестве причины. Термин «испорченный» применяется к чрезвычайно низким уровням загрязнения воды, например, к их первоначальному повреждению и распаду. Осквернение является результатом загрязнения и предполагает нарушение или осквернение.
Гидрологические воды
Природные воды Земли можно рассматривать как непрерывно циркулирующую систему, как показано на рис. 1, который дает графическую иллюстрацию вод в гидрологическом цикле, включая как поверхностные, так и подземные воды.
Рисунок 1. Гидрологический цикл
В качестве эталона качества воды можно использовать дистиллированную воду (H2О) представляют собой высшее состояние чистоты. Воды в гидрологическом цикле можно рассматривать как естественные, но не чистые. Они загрязняются как в результате естественной, так и человеческой деятельности. Эффекты естественной деградации могут возникать из множества источников - от фауны, флоры, извержений вулканов, ударов молнии, вызывающих пожары и т. д., которые в долгосрочной перспективе считаются преобладающими фоновыми уровнями для научных целей.
Антропогенное загрязнение нарушает естественный баланс, накладывая друг на друга отходы, выбрасываемые из различных источников. Загрязняющие вещества могут попасть в воды гидрологического цикла в любой момент. Например: атмосферные осадки (дожди) могут быть загрязнены загрязнителями воздуха; поверхностные воды могут загрязняться в процессе стока с водосборов; нечистоты могут сбрасываться в ручьи и реки; а подземные воды могут загрязняться в результате инфильтрации и подземного загрязнения.
На рис. 2 показано распределение гидрологических вод. Загрязнение затем накладывается на эти воды и поэтому может рассматриваться как неестественное или несбалансированное состояние окружающей среды. Процесс загрязнения может протекать в водах любой части гидрологического цикла и более выражен на земной поверхности в виде стока с водосборов в ручьи и реки. Однако загрязнение подземных вод также оказывает серьезное воздействие на окружающую среду и обсуждается после раздела, посвященного загрязнению поверхностных вод.
Рисунок 2. Распределение осадков
Водосборные источники загрязнения воды
Водоразделы являются источником загрязнения поверхностных вод. Водосборный бассейн определяется как участок земной поверхности, на который падают, накапливаются, используются, утилизируются и в конечном итоге сбрасываются в ручьи, реки или другие водоемы гидрологические воды. Он состоит из дренажной системы с окончательным стоком или сбором в ручье или реке. Водосборными бассейнами обычно называют водосборные бассейны крупных рек. На рисунке 3 представлен гидрологический цикл на региональном водоразделе. Для региона расположение различных вод может быть записано в виде простого уравнения, которое является основным уравнением гидрологии, написанным Виссманом, Льюисом и Кнаппом (1989); типичные единицы мм/год:
П - Р - Г - Э - Т = ±S
где:
P = осадки (т.е. дождь, снегопад, град)
R = сток или поверхностный сток водораздела
G = подземные воды
E = испарение
T = транспирация
S = поверхностное хранение
Рисунок 3. Региональный гидрологический цикл
Осадки рассматриваются как инициирующая форма вышеуказанного гидрологического бюджета. Термин сток является синонимом течения реки. Под хранилищем понимаются резервуары или системы задержания, в которых собирается вода; например, искусственная плотина (заграждение) на реке создает резервуар для хранения воды. Подземные воды собираются как система хранения и могут перетекать из одного места в другое; он может быть входящим или выходящим по отношению к поверхностным водотокам. Испарение — это явление с поверхности воды, а транспирация связана с передачей от биоты.
Хотя водосборные бассейны могут сильно различаться по размеру, некоторые дренажные системы по определению загрязнения воды классифицируются как городские или негородские (сельскохозяйственные, сельские, неосвоенные) по своему характеру. Загрязнение, происходящее в этих дренажных системах, происходит из следующих источников:
Источники точек: сброс сточных вод в принимающий водный объект в определенном месте, например, в канализационной трубе или каком-либо концентрированном выпускном отверстии системы.
Неточечные (рассеянные) источники: загрязнение, поступающее в принимающий водный объект из рассредоточенных источников в водосборе; характерен слив несобранных дождевых стоков в ручей. Неточечные источники также иногда называют «рассеянными» водами; однако термин «рассредоточенный» рассматривается как более описательный.
Перемежающиеся источники: из точки или источника, который разряжается при определенных обстоятельствах, например, в условиях перегрузки; типичны комбинированные переливы канализационных стоков в периоды сильных ливневых стоков.
Загрязнители воды в ручьях и реках
Когда вредные отходы из вышеуказанных источников сбрасываются в ручьи или другие водоемы, они становятся загрязняющими веществами, которые были классифицированы и описаны в предыдущем разделе. Загрязнители или загрязняющие вещества, которые попадают в водоем, можно дополнительно разделить на:
Правила контроля за загрязнением воды
Широко применимые правила контроля загрязнения воды обычно обнародуются национальными правительственными агентствами, а более подробные правила - штатами, провинциями, муниципалитетами, водными районами, заповедными районами, комиссиями по санитарии и другими. На национальном уровне и уровне штата (или провинции) эту ответственность обычно несут агентства по охране окружающей среды (EPA) и министерства здравоохранения. При обсуждении правил ниже формат и некоторые части следуют примеру стандартов качества воды, применяемых в настоящее время в штате Огайо США.
Обозначения использования качества воды
Конечной целью борьбы с загрязнением воды будет нулевой сброс загрязняющих веществ в водные объекты; однако полное достижение этой цели обычно экономически нецелесообразно. Предпочтительным подходом является установление ограничений на выбросы отходов для разумной защиты здоровья человека и окружающей среды. Хотя эти стандарты могут сильно различаться в разных юрисдикциях, обозначения использования для конкретных водоемов обычно являются основой, как кратко описано ниже.
Водоснабжение включает в себя:
Рекреационные мероприятия включают в себя:
Общественные водные ресурсы классифицируются как водные объекты, которые находятся в пределах парковых систем, водно-болотных угодий, территорий дикой природы, диких, живописных и рекреационных рек и государственных озер, а также воды, имеющие исключительное рекреационное или экологическое значение.
Среда обитания водных обитателей
Типичные обозначения будут варьироваться в зависимости от климата, но относятся к условиям в водоемах для поддержки и поддержания определенных водных организмов, особенно различных видов рыб. Например, обозначения использования в умеренном климате в соответствии с положениями Агентства по охране окружающей среды штата Огайо (EPA) перечислены ниже без подробных описаний:
Критерии контроля загрязнения воды
Природные воды и сточные воды охарактеризованы с точки зрения их физического, химического и биологического состава. Основные физические свойства, химические и биологические компоненты сточных вод и их источников составляют длинный список, приведенный в учебнике Меткалфом и Эдди (1991). Аналитические методы для этих определений приведены в широко используемом руководстве, озаглавленном Стандартные методы исследования воды и сточных вод Американской ассоциацией общественного здравоохранения (1995 г.).
Каждый назначенный водный объект должен контролироваться в соответствии с правилами, которые могут состоять как из основных, так и из более подробных числовых критериев, как кратко описано ниже.
Базовая свобода от загрязнения. Насколько это практически возможно, все водоемы должны соответствовать основным критериям «Пяти свобод от загрязнения»:
Критериями качества воды являются числовые ограничения и рекомендации по контролю химических, биологических и токсичных компонентов в водоемах.
Поскольку сегодня используется более 70,000 XNUMX химических соединений, нецелесообразно определять контроль каждого из них. Однако критерии для химических веществ могут быть установлены на основе ограничений, поскольку они в первую очередь относятся к трем основным классам потребления и воздействия:
Класс 1: Химические критерии защиты здоровья человека имеют первостепенное значение и должны устанавливаться в соответствии с рекомендациями государственных органов здравоохранения, ВОЗ и признанных организаций, занимающихся исследованиями в области здравоохранения.
Класс 2: Химические критерии контроля подачи сельскохозяйственной воды должны основываться на признанных научных исследованиях и рекомендациях, которые защитят от неблагоприятного воздействия на сельскохозяйственные культуры и домашний скот в результате орошения сельскохозяйственных культур и поения скота.
Класс 3: Химические критерии защиты водной флоры и фауны должны основываться на признанных научных исследованиях чувствительности этих видов к определенным химическим веществам, а также в связи с потреблением человеком рыбы и морепродуктов.
Критерии сточных вод связаны с ограничениями на загрязняющие компоненты, присутствующие в сточных водах, и являются еще одним методом контроля. Они могут быть установлены как в зависимости от водохозяйственного назначения водоемов, так и в связи с указанными выше классами по химическим признакам.
Биологические критерии основаны на условиях обитания в водоемах, которые необходимы для поддержания водной жизни.
Органическое содержание сточных вод и природных вод
Валовое содержание органического вещества наиболее важно для характеристики загрязняющей способности как сточных, так и природных вод. Для этой цели обычно используются три лабораторных теста:
Биохимическая потребность в кислороде (БПК): пятидневный БПК (БПК5) является наиболее широко используемым параметром; этот тест измеряет растворенный кислород, используемый микроорганизмами в биохимическом окислении органического вещества за этот период.
Химическая потребность в кислороде (ХПК): этот тест предназначен для измерения органических веществ в бытовых и промышленных отходах, которые содержат соединения, токсичные для биологической жизни; это мера кислородного эквивалента органического вещества, которое может быть окислено.
Общий органический углерод (TOC): этот тест особенно применим к небольшим концентрациям органических веществ в воде; это мера органического вещества, которое окисляется до двуокиси углерода.
Правила антидеградационной политики
Правила политики предотвращения деградации - это еще один подход к предотвращению распространения загрязнения воды за пределами определенных преобладающих условий. Например, политика предотвращения деградации стандартов качества воды Агентства по охране окружающей среды штата Огайо состоит из трех уровней защиты:
Tier 1: существующие виды использования должны поддерживаться и защищаться. Не допускается дальнейшее ухудшение качества воды, которое могло бы помешать существующим целевым видам использования.
Tier 2: Далее, качество воды должно быть лучше, чем то, которое необходимо для защиты использования, если только не будет доказано, что более низкое качество воды необходимо для важного экономического или социального развития, как это определено директором EPA.
Tier 3: Наконец, необходимо поддерживать и защищать качество водных ресурсов. Существующее качество окружающей воды не должно ухудшаться из-за каких-либо веществ, признанных токсичными или препятствующими любому использованию по назначению. Допускается сброс в водные объекты повышенных загрязняющих веществ, если они не приводят к снижению существующего качества воды.
Зоны смешивания сбросов загрязнителей воды и моделирование распределения сточных вод
Зоны смешивания — это области в водоеме, которые позволяют сбросу очищенных или неочищенных сточных вод достичь стабилизированных условий, как показано на рисунке 4 для текущего потока. Сток изначально находится в переходном состоянии, которое постепенно разбавляется от исходной концентрации до условий принимающей воды. Его не следует рассматривать как объект лечения, и он может быть очерчен с определенными ограничениями.
Рисунок 4. Зоны смешивания
Как правило, зоны смешивания не должны:
Исследования по распределению нагрузки сточных вод стали важными из-за высокой стоимости контроля биогенных элементов в сбросах сточных вод, чтобы избежать эвтрофикации в русле (определение приведено ниже). В этих исследованиях обычно используется использование компьютерных моделей для моделирования условий качества воды в ручье, особенно в отношении питательных веществ, таких как формы азота и фосфора, которые влияют на динамику растворенного кислорода. Традиционные модели качества воды этого типа представлены моделью QUAL2E Агентства по охране окружающей среды США, которая была описана Брауном и Барнуэллом (1987). Более поздняя модель, предложенная Taylor (1995), представляет собой вседневную модель (ODM), которая включает моделирование воздействия корневой растительности на динамику питательных веществ и растворенного кислорода в потоке.
Положения об отклонении
Все правила контроля за загрязнением воды ограничены в совершенстве и поэтому должны включать положения, которые допускают оценочное отклонение на основе определенных условий, которые могут помешать немедленному или полному соблюдению.
Оценка и управление рисками, связанными с загрязнением воды
Вышеупомянутые правила контроля загрязнения воды являются типичными подходами правительства во всем мире для достижения соответствия стандартам качества воды и лимитам сброса сточных вод. Как правило, эти правила были установлены на основе факторов здоровья и научных исследований; там, где существует некоторая неопределенность в отношении возможных эффектов, часто применяются коэффициенты безопасности. Выполнение некоторых из этих правил может быть неразумным и чрезвычайно дорогостоящим как для общества в целом, так и для частного предприятия. Поэтому растет озабоченность по поводу более эффективного распределения ресурсов для достижения целей по улучшению качества воды. Как указывалось ранее при обсуждении гидрологических вод, первозданной чистоты не существует даже в природных водах.
Растущий технологический подход поощряет оценку и управление экологическими рисками при установлении правил загрязнения воды. Концепция основана на анализе экологических выгод и издержек при соблюдении стандартов или ограничений. Parkhurst (1995) предложил применять оценку водного экологического риска в качестве вспомогательного средства при установлении контрольных пределов загрязнения воды, особенно применительно к защите водной флоры и фауны. Такие методы оценки риска могут применяться для оценки экологических последствий химических концентраций для широкого диапазона условий загрязнения поверхностных вод, включая:
Предлагаемый метод состоит из трех уровней; как показано на рисунке 5, который иллюстрирует этот подход.
Рисунок 5. Методы проведения оценки риска для последовательных уровней анализа. Уровень 1: уровень проверки; Уровень 2: Количественная оценка потенциально значительных рисков; Уровень 3: Количественная оценка риска для конкретного объекта
Загрязнение воды в озерах и водохранилищах
Озера и водохранилища обеспечивают объемное накопление притока водосбора и могут иметь длительные периоды промывки по сравнению с быстрым притоком и оттоком на участке протекающего ручья. Поэтому они вызывают особую озабоченность в отношении удержания определенных компонентов, особенно питательных веществ, включая формы азота и фосфора, которые способствуют эвтрофикации. Эвтрофикация – это естественный процесс старения, при котором содержание воды обогащается органическими веществами, что приводит к доминированию нежелательной водной растительности, такой как водоросли, водяной гиацинт и так далее. Эвтрофический процесс имеет тенденцию к сокращению водной жизни и оказывает пагубное воздействие на растворенный кислород. Как естественные, так и культурные источники питательных веществ могут способствовать этому процессу, как это показано Преулом (1974) на рисунке 6, на котором схематично показаны источники и поглотители питательных веществ для озера Санапи в американском штате Нью-Гемпшир.
Рисунок 6. Схематический перечень источников и поглотителей питательных веществ (азота и фосфора) для озера Сунапи, штат Нью-Гэмпшир (США).
Озера и водохранилища, конечно, могут быть отобраны и проанализированы для определения их трофического статуса. Аналитические исследования обычно начинаются с базового баланса питательных веществ, такого как:
(питательные вещества, поступающие в озеро) = (питательные вещества, выходящие из озера) + (задержание питательных веществ в озере)
Этот базовый баланс можно дополнительно расширить, включив в него различные источники, показанные на рисунке 6.
Время промывки является показателем относительной удерживающей способности озерной системы. Мелкие озера, такие как озеро Эри, имеют относительно короткое время промывки и связаны с усиленной эвтрофикацией, поскольку мелководные озера часто более благоприятны для роста водных растений. Глубокие озера, такие как озеро Тахо и озеро Верхнее, имеют очень длительные периоды промывки, которые обычно связаны с озерами с минимальной эвтрофикацией, поскольку до настоящего времени они не были перегружены, а также потому, что их крайние глубины не способствуют интенсивному росту водных растений. кроме эпилимниона (верхняя зона). Озера в этой категории обычно классифицируются как олиготрофные на том основании, что они относительно бедны питательными веществами и поддерживают минимальный рост воды, такой как водоросли.
Представляет интерес сравнить время промывки некоторых крупных озер США, как сообщает Pecor (1973), используя следующую основу расчета:
время промывки озера (LFT) = (объем водохранилища)/(отток из озера)
Некоторые примеры: озеро Вабеса (Мичиган), LFT = 0.30 года; Хоутон-Лейк (Мичиган), 1.4 года; Озеро Эри, 2.6 года; Озеро Верхнее, 191 год; Озеро Тахо, 700 лет.
Хотя взаимосвязь между процессом эвтрофикации и содержанием питательных веществ сложна, фосфор обычно считается ограничивающим питательным веществом. Основываясь на полностью смешанных условиях, Сойер (1947) сообщил, что цветение водорослей имеет тенденцию происходить, если значения азота превышают 0.3 мг/л, а фосфора превышает 0.01 мг/л. В стратифицированных озерах и водохранилищах низкий уровень растворенного кислорода в гиполиминионе является ранним признаком эвтрофикации. Vollenweider (1968, 1969) разработал критические уровни нагрузки по общему фосфору и общему азоту для ряда озер, исходя из нагрузки по питательным веществам, средней глубины и трофического состояния. Для сравнения работы по этому вопросу Диллон (1974) опубликовал критический обзор модели баланса питательных веществ Волленвейдера и других родственных моделей. Также доступны более современные компьютерные модели для моделирования азотно-фосфорных циклов при колебаниях температуры.
Загрязнение воды в эстуариях
Эстуарий — промежуточный проход воды между устьем реки и морским побережьем. Этот проход представляет собой участок устья реки с притоком реки (пресной воды) вверх по течению и сбросом воды вниз по течению в постоянно меняющийся нижний бьеф морской воды (соленой воды). Эстуарии постоянно подвергаются воздействию приливных колебаний и являются одними из самых сложных водоемов, с которыми приходится сталкиваться в борьбе с загрязнением воды. Доминирующими особенностями эстуария являются переменная соленость, соляной клин или граница между соленой и пресной водой, а также часто большие участки мелководья с мутной водой, лежащие над илистыми отмелями и солончаками. Питательные вещества в основном поступают в эстуарий из впадающей реки и в сочетании с морской средой обитания обеспечивают обильное производство биоты и морской жизни. Особенно желательны морепродукты, добытые в устьях рек.
С точки зрения загрязнения воды эстуарии по отдельности сложны и обычно требуют специальных исследований с использованием обширных полевых исследований и компьютерного моделирования. Для дальнейшего базового понимания читатель может обратиться к Reish 1979, посвященному загрязнению морской среды и эстуариев; и Reid and Wood 1976 по экологии внутренних вод и устьев рек.
Загрязнение воды в морской среде
Океаны можно рассматривать как конечное место приема воды или поглотителя, поскольку отходы, переносимые реками, в конечном итоге попадают в эту морскую среду. Хотя океаны представляют собой обширные массы соленой воды с, казалось бы, неограниченной способностью к ассимиляции, загрязнение, как правило, портит береговые линии и еще больше влияет на морскую жизнь.
Источники морских загрязнителей включают многие из тех, которые встречаются в наземных сточных водах, а также другие источники, связанные с морскими операциями. Ограниченный список приведен ниже:
Каждое из вышеперечисленных требует особого обращения и методов борьбы. Сброс бытовых сточных вод и осадков сточных вод через стоки в океан, возможно, является основным источником загрязнения морской среды.
Чтобы узнать о современных технологиях по этому вопросу, читатель может обратиться к книге Bishop (1983) о загрязнении морской среды и борьбе с ним.
Методы снижения загрязнения при сбросе сточных вод
Крупномасштабная очистка сточных вод обычно осуществляется муниципалитетами, санитарными районами, промышленными предприятиями, коммерческими предприятиями и различными комиссиями по контролю загрязнения. Цель здесь состоит в том, чтобы описать современные методы очистки городских сточных вод, а затем дать некоторое представление об очистке промышленных отходов и более передовых методах.
В общем, все процессы очистки сточных вод могут быть сгруппированы по физическим, химическим или биологическим типам, и один или несколько из них могут использоваться для получения желаемого продукта сточных вод. Эта классификационная группировка является наиболее подходящей для понимания подходов к очистке сточных вод и представлена в таблице 1.
Таблица 1. Общая классификация операций и процессов очистки сточных вод
Физические операции |
Химические процессы |
Биологические процессы |
Измерение расхода |
Атмосферные осадки |
Аэробное действие |
Современные методы очистки сточных вод
Охват здесь ограничен и предназначен для предоставления концептуального обзора современных методов очистки сточных вод во всем мире, а не подробных проектных данных. В отношении последнего читатель отсылается к Metcalf and Eddy 1991.
Муниципальные сточные воды вместе с некоторой примесью промышленных/коммерческих отходов очищаются в системах, обычно использующих первичную, вторичную и третичную очистку следующим образом:
Система первичной обработки: Предварительная обработка ® Первичное отстаивание ® Обеззараживание (хлорирование) ® Сточные воды
Система вторичной очистки: Предварительная обработка ® Первичное отстаивание ® Биологическая установка ® Вторичное отстаивание ® Дезинфекция (хлорирование) ® Сток в поток
Система третичной очистки: Предварительная обработка ® Первичное отстаивание ® Биологическая установка ® Вторичное отстаивание ® Третичная установка ® Обеззараживание (хлорирование) ® Сток в поток
На рис. 7 дополнительно показана схема традиционной системы очистки сточных вод. Далее следуют обзорные описания вышеуказанных процессов.
Рисунок 7. Принципиальная схема традиционной очистки сточных вод
Первичное лечение
Основная цель первичной очистки муниципальных сточных вод, включая бытовые сточные воды, смешанные с некоторыми промышленными/коммерческими отходами, заключается в удалении взвешенных твердых частиц и осветлении сточных вод, чтобы сделать их пригодными для биологической очистки. После некоторой предварительной обработки, такой как просеивание, удаление песка и измельчение, основным процессом первичного осаждения является отстаивание неочищенных сточных вод в больших отстойниках на период до нескольких часов. Этот процесс удаляет от 50 до 75% всех взвешенных твердых частиц, которые удаляются в виде нижнего шлама, собираемого для отдельной обработки. Сливной сток из процесса затем направляется на вторичную очистку. В некоторых случаях для повышения степени первичной очистки могут применяться химические вещества.
Вторичная обработка
Та часть органического содержимого сточных вод, которая мелко взвешена или растворена и не удалена в ходе первичного процесса, подвергается вторичной очистке. Общепринятые формы вторичной очистки, которые обычно используются, включают капельные фильтры, биологические контакторы, такие как вращающиеся диски, активный ил, пруды для стабилизации отходов, системы аэрируемых прудов и методы обработки земли, включая системы водно-болотных угодий. Все эти системы будут признаны использующими биологические процессы в той или иной форме. Наиболее распространенные из этих процессов кратко обсуждаются ниже.
Биологические контакторные системы. Капельные фильтры являются одной из самых ранних форм этого метода вторичной очистки и до сих пор широко используются с некоторыми усовершенствованными методами применения. При этой очистке сточные воды из первичных резервуаров равномерно наносятся на слой наполнителя, такого как камень или синтетический пластик. Равномерное распределение обычно достигается за счет просачивания жидкости из перфорированного трубопровода, периодически или непрерывно вращающегося над слоем, в соответствии с желаемым процессом. В зависимости от уровня органической и гидравлической нагрузки капельные фильтры могут удалять до 95% органического содержимого, обычно анализируемого как биохимическая потребность в кислороде (БПК). Существует множество других более современных биологических контакторных систем, которые могут обеспечить удаление при очистке в том же диапазоне; некоторые из этих методов обладают особыми преимуществами, особенно применимыми в определенных ограничивающих условиях, таких как пространство, климат и т.д. Следует отметить, что последующий вторичный отстойник считается необходимой частью завершения процесса. При вторичном отстаивании некоторое количество так называемого гумусового шлама отводится как нижний сток, а верхний сток сбрасывается как вторичный сток.
Активированный ил. В наиболее распространенной форме этого биологического процесса первично очищенные сточные воды поступают в резервуар с активным илом, содержащий ранее существовавшую биологическую суспензию, называемую активным илом. Эта смесь называется взвешенными твердыми веществами в смешанной жидкости (MLSS), и период контакта обычно составляет от нескольких часов до 24 часов или более, в зависимости от желаемых результатов. В течение этого периода смесь сильно аэрируется и перемешивается для повышения аэробной биологической активности. По мере завершения процесса часть смеси (MLSS) отбирается и возвращается в приток для продолжения процесса биологической активации. После блока активного ила предусмотрено вторичное отстаивание с целью отстаивания взвеси активного ила и сброса осветленного стока в качестве стока. Процесс способен удалять до 95% входящего БПК.
Третичное лечение
Третий уровень очистки может быть обеспечен, если требуется более высокая степень удаления загрязняющих веществ. Эта форма очистки обычно может включать песчаную фильтрацию, стабилизационные пруды, методы захоронения, водно-болотные угодья и другие системы, которые дополнительно стабилизируют вторичные стоки.
Обеззараживание стоков
Дезинфекция обычно требуется для снижения количества бактерий и патогенов до приемлемого уровня. Хлорирование, диоксид хлора, озон и ультрафиолетовое излучение являются наиболее часто используемыми процессами.
Общая эффективность очистных сооружений
Сточные воды включают широкий спектр компонентов, которые обычно классифицируются как взвешенные и растворенные твердые вещества, неорганические компоненты и органические компоненты.
Эффективность системы очистки можно измерить с точки зрения процентного удаления этих компонентов. Общие параметры измерения:
Очистка промышленных сточных вод
Виды промышленных отходов
Промышленные (не бытовые) отходы многочисленны и сильно различаются по составу; они могут быть сильно кислыми или щелочными и часто требуют подробного лабораторного анализа. Перед выпиской может потребоваться специальное лечение, чтобы обезвредить их. Токсичность вызывает большую озабоченность при удалении промышленных сточных вод.
Типичные промышленные отходы включают: целлюлозно-бумажные, скотобойни, пивоваренные, кожевенные, пищевые, консервные, химические, нефтяные, текстильные, сахарные, прачечные, мясные и птицеводческие отходы, кормление свиней, переработку и многие другие. Начальным этапом разработки схемы очистки является обследование промышленных отходов, которое позволяет получить данные об изменениях характеристик потока и отходов. Нежелательные характеристики отходов, перечисленные Экенфельдером (1989), можно резюмировать следующим образом:
Агентство по охране окружающей среды США дополнительно определило список токсичных органических и неорганических химических веществ с конкретными ограничениями при выдаче разрешений на сброс. Список включает более 100 соединений и слишком велик, чтобы его можно было перепечатать здесь, но его можно запросить в Агентстве по охране окружающей среды.
Методы лечения
Обращение с промышленными отходами является более специализированным, чем обращение с бытовыми отходами; однако там, где они поддаются биологическому восстановлению, они обычно обрабатываются с использованием методов, аналогичных ранее описанным (подходы вторичной/третичной биологической очистки) для муниципальных систем.
Пруды для стабилизации отходов являются распространенным методом органической очистки сточных вод при наличии достаточной площади земли. Проточные пруды обычно классифицируют в зависимости от их бактериальной активности как аэробные, факультативные или анаэробные. Аэрируемые пруды снабжаются кислородом с помощью диффузионных или механических систем аэрации.
На рис. 8 и 9 показаны эскизы прудов-стабилизаторов отходов.
Рисунок 8. Двухкамерный стабилизационный пруд: схема поперечного сечения
Рисунок 9. Типы аэрируемых лагун: принципиальная схема
Предотвращение загрязнения и минимизация отходов
Когда промышленные отходы внутризаводских операций и процессов анализируются у их источника, их часто можно контролировать, чтобы предотвратить значительные выбросы загрязняющих веществ.
Методы рециркуляции являются важными подходами в программах предотвращения загрязнения. Примером тематического исследования является план рециркуляции сточных вод кожевенного завода, опубликованный Preul (1981), который включал восстановление/повторное использование хрома наряду с полной рециркуляцией всех сточных вод кожевенного завода без сброса стоков в какой-либо поток, за исключением чрезвычайных ситуаций. Блок-схема этой системы показана на рисунке 10.
Рисунок 10. Блок-схема системы рециркуляции сточных вод кожевенного завода.
Чтобы узнать о последних инновациях в этой технологии, читатель может найти публикацию по предотвращению загрязнения и минимизации отходов, подготовленную Федерацией водной среды (1995 г.).
Передовые методы очистки сточных вод
Существует ряд передовых методов для более высокой степени удаления компонентов загрязнения, которые могут потребоваться. Общий список включает:
фильтрация (песочная и мультимедийная)
химическое осаждение
адсорбция углем
электродиализ
дистилляция
нитрификация
сбор водорослей
рекультивация стоков
микронапряжение
отгонка аммиака
обратный осмос
ионный обмен
заявка на землю
денитрификация
заболоченные.
Наиболее подходящий процесс для любой ситуации должен быть определен на основе качества и количества неочищенных сточных вод, требований к получаемой воде и, конечно же, затрат. Для получения дополнительной информации см. Metcalf and Eddy 1991, в котором есть глава о усовершенствованной очистке сточных вод.
Тематическое исследование передовой очистки сточных вод
Тематическое исследование Проекта очистки сточных вод региона Дан, обсуждавшееся в другом месте этой главы, представляет собой прекрасный пример инновационных методов очистки и регенерации сточных вод.
Тепловое загрязнение
Термическое загрязнение представляет собой форму промышленных отходов, определяемую как вредное повышение или понижение нормальной температуры воды в принимающих водах, вызванное отведением тепла от искусственных сооружений. Основными отраслями промышленности, производящими сбросное тепло, являются электростанции, работающие на ископаемом топливе (нефть, газ и уголь), а также атомные электростанции, сталелитейные заводы, нефтеперерабатывающие заводы, химические заводы, целлюлозно-бумажные комбинаты, винокуренные заводы и прачечные. Особую озабоченность вызывает электроэнергетика, которая обеспечивает энергией многие страны (например, около 80% в США).
Воздействие сбросного тепла на приемные воды
Влияние на способность ассимиляции отходов
Влияние на водную жизнь
Многие виды имеют предельные температурные пределы и нуждаются в защите, особенно на участках ручья или водоема, подверженных тепловому воздействию. Например, в ручьях с холодной водой обычно водится самая крупная спортивная рыба, такая как форель и лосось, тогда как в теплых водах обычно обитают крупные популяции рыбы, а некоторые виды, такие как щука и окунь, обитают в водах с промежуточной температурой.
Рис. 11. Теплообмен на границах приемного сечения воды
Термический анализ в приемных водах
На рис. 11 показаны различные формы естественного теплообмена на границах принимающей воды. Когда тепло сбрасывается в принимающую воду, например, в реку, важно проанализировать способность реки к тепловым добавкам. Температурный профиль реки можно рассчитать, решив тепловой баланс, аналогичный тому, который используется при расчете кривых понижения содержания растворенного кислорода. Основные факторы теплового баланса показаны на рис. 12 для участка реки между точками А и В. Каждый фактор требует отдельного расчета в зависимости от определенных тепловых переменных. Как и в случае с балансом растворенного кислорода, температурный баланс представляет собой просто сумму температурных активов и пассивов для данного раздела. Другие более сложные аналитические подходы доступны в литературе по этому вопросу. Результаты расчетов теплового баланса могут быть использованы для установления ограничений по расходу тепла и, возможно, определенных ограничений по использованию водоема.
Рисунок 12. Мощность реки для тепловых добавок
Контроль теплового загрязнения
Основными подходами к контролю теплового загрязнения являются:
Там, где физические условия благоприятны в определенных пределах окружающей среды, гидроэлектроэнергия должна рассматриваться как альтернатива выработке энергии на ископаемом топливе или атомной энергии. При производстве гидроэлектроэнергии не происходит утилизации тепла и сброса сточных вод, вызывающих загрязнение воды.
Контроль загрязнения подземных вод
Важность подземных вод
Поскольку мировые запасы воды широко добываются из водоносных горизонтов, очень важно, чтобы эти источники снабжения были защищены. Подсчитано, что более 95% запасов пресной воды на Земле находится под землей; По данным Геологической службы США за 50 год, в Соединенных Штатах примерно 1984% питьевой воды поступает из колодцев. Поскольку загрязнение и движение подземных вод носят тонкий и невидимый характер, анализу и контролю этой формы деградации воды иногда уделяется меньше внимания, чем загрязнению поверхностных вод, которое гораздо более очевидно.
Рисунок 13. Гидрологический цикл и источники загрязнения подземных вод
Источники подземного загрязнения
На рис. 13 показан гидрологический цикл с наложенными источниками загрязнения подземных вод. Полный список потенциальных источников подземного загрязнения обширен; однако для иллюстрации наиболее очевидными источниками являются:
Конкретные загрязняющие вещества в подземном загрязнении далее классифицируются как:
Из вышеперечисленного нитраты вызывают особую озабоченность как в грунтовых, так и в поверхностных водах. В подземных водах нитраты могут вызывать метгемоглобинемию (детский цианоз). Они также вызывают пагубные последствия эвтрофикации в поверхностных водах и встречаются в широком диапазоне водных ресурсов, как сообщает Preul (1991). Преул (1964, 1967, 1972) и Преул и Шрёпфер (1968) также сообщали о подземном перемещении азота и других загрязняющих веществ.
Путешествие загрязнения в подземном домене
Движение подземных вод чрезвычайно медленное и малозаметное по сравнению с движением поверхностных вод в гидрологическом цикле. Для простого понимания движения обычных подземных вод в условиях идеального стационарного потока закон Дарси является основным подходом к оценке движения подземных вод при низких числах Рейнольдса. (R):
V = K(dh/dl)
где:
V = скорость грунтовых вод в водоносном горизонте, м/сут.
К = коэффициент проницаемости водоносного горизонта
(dh/dl) = гидравлический градиент, который представляет собой движущую силу движения.
При перемещении загрязняющих веществ под землей обычные подземные воды ( H2O) обычно является несущей жидкостью и может быть рассчитана для движения со скоростью в соответствии с параметрами закона Дарси. Однако скорость перемещения или скорость загрязняющего вещества, такого как органическое или неорганическое химическое вещество, может различаться из-за процессов адвекции и гидродинамической дисперсии. Некоторые ионы движутся медленнее или быстрее, чем общая скорость потока подземных вод в результате реакций в среде водоносного горизонта, поэтому их можно разделить на «реагирующие» и «нереагирующие». Реакции, как правило, имеют следующие формы:
Для реагирующих и не реагирующих подземных загрязнителей характерны следующие характеристики:
Сначала может показаться, что реагирующие загрязнители являются наихудшим типом, но это может быть не всегда так, потому что реакции задерживают или замедляют перенос концентраций загрязняющих веществ, в то время как перемещение нереагирующих загрязнителей может быть в значительной степени беспрепятственным. В настоящее время доступны некоторые «мягкие» бытовые и сельскохозяйственные продукты, которые со временем биологически разлагаются и, следовательно, исключают возможность загрязнения грунтовых вод.
восстановление водоносного горизонта
Предотвращение подземного загрязнения, очевидно, является лучшим подходом; однако о неконтролируемом существовании загрязненных грунтовых вод обычно становится известно уже после их возникновения, например, по жалобам местных водопользователей. К сожалению, к тому времени, когда проблема будет распознана, может быть нанесен серьезный ущерб, и потребуется устранение. Реабилитация может потребовать обширных гидрогеологических полевых исследований с лабораторным анализом проб воды, чтобы установить степень концентрации загрязняющих веществ и распространение шлейфов. Часто для первоначального отбора проб можно использовать существующие колодцы, но в тяжелых случаях может потребоваться обширное бурение и отбор проб воды. Затем эти данные можно проанализировать, чтобы установить текущие условия и сделать прогнозы будущих условий. Анализ распространения загрязнения подземных вод является специализированной областью, часто требующей использования компьютерных моделей для лучшего понимания динамики подземных вод и прогнозирования при различных ограничениях. Для этой цели в литературе имеется ряд двух- и трехмерных компьютерных моделей. За более подробными аналитическими подходами читатель может обратиться к книге Freeze and Cherry (1987).
Предотвращение загрязнения
Предпочтительным подходом к защите ресурсов подземных вод является предотвращение загрязнения. Хотя стандарты питьевой воды обычно применяются к использованию запасов подземных вод, запасы сырой воды требуют защиты от загрязнения. Государственные органы, такие как министерства здравоохранения, агентства по природным ресурсам и агентства по охране окружающей среды, как правило, несут ответственность за такую деятельность. Усилия по контролю загрязнения подземных вод в основном направлены на защиту водоносных горизонтов и предотвращение загрязнения.
Предотвращение загрязнения требует контроля за землепользованием в форме зонирования и определенных правил. Законы могут применяться к предотвращению конкретных функций, особенно применимых к точечным источникам или действиям, которые потенциально могут вызвать загрязнение. Контроль с помощью зонирования землепользования является инструментом охраны подземных вод, который наиболее эффективен на муниципальном или окружном уровне управления. Программы защиты водоносных горизонтов и устьев колодцев, как обсуждается ниже, являются яркими примерами предотвращения загрязнения.
Программа защиты водоносного горизонта требует установления границ водоносного горизонта и областей его питания. Водоносные горизонты могут быть безнапорными или напорными, и поэтому для принятия такого решения их необходимо проанализировать гидрологом. Большинство основных водоносных горизонтов в целом хорошо известны в развитых странах, но в других районах могут потребоваться полевые исследования и гидрогеологический анализ. Ключевым элементом программы по защите водоносного горизонта от ухудшения качества воды является контроль землепользования над водоносным горизонтом и зонами его питания.
Защита устья скважины представляет собой более точный и ограниченный подход, который применяется к области пополнения запасов конкретной скважины. Федеральное правительство США в соответствии с поправками, принятыми в 1986 г. к Закону о безопасной питьевой воде (SDWA) (1984 г.), теперь требует, чтобы для колодцев общественного водоснабжения были установлены специальные зоны защиты устья колодца. Защитная зона устья колодца (WHPA) определяется в SDWA как «участок поверхности и недр, окружающий колодец или колодезное поле, снабжающий общественную систему водоснабжения, через который загрязняющие вещества с достаточной вероятностью могут двигаться к такому колодцу или колодцу и достигать его». поле." Основной целью программы WHPA, как указано Агентством по охране окружающей среды США (1987 г.), является оконтуривание зон защиты скважин на основе выбранных критериев, эксплуатации скважин и гидрогеологических соображений.
Концепция и дизайн
Проект рекультивации муниципальных сточных вод Данского региона является крупнейшим проектом такого рода в мире. Он состоит из сооружений по очистке и пополнению подземных вод городских сточных вод из столичного региона региона Дан - конгломерата из восьми городов, сосредоточенных вокруг Тель-Авива, Израиль, с общим населением около 1.5 миллиона жителей. Проект создан с целью сбора, очистки и утилизации городских сточных вод. Восстановленные стоки после относительно длительного пребывания в подземном водоносном горизонте перекачиваются для неограниченного использования в сельском хозяйстве, орошая засушливый Негев (южная часть Израиля). Общая схема проекта представлена на рисунке 1. Проект был основан в 1960-х годах и постоянно развивается. В настоящее время система собирает и обрабатывает около 110 x 106 m3 в год. Через несколько лет, на завершающем этапе, система будет обрабатывать от 150 до 170 x 106 m3 в год.
Рисунок 1. Станция очистки сточных вод Данского региона: схема
Известно, что очистные сооружения создают множество проблем для окружающей среды и гигиены труда. Проект «Регион Дан» представляет собой уникальную систему национального значения, которая сочетает в себе национальную пользу со значительной экономией водных ресурсов, высокой эффективностью очистки и производством недорогой воды, не создавая при этом чрезмерных профессиональных вредностей.
При проектировании, установке и повседневной эксплуатации системы особое внимание уделялось санитарии воды и гигиене труда. Приняты все необходимые меры предосторожности, чтобы очищенные сточные воды были практически такими же безопасными, как обычная питьевая вода, в случае их случайного употребления или проглатывания людьми. Аналогичным образом, надлежащее внимание было уделено вопросу сведения к минимуму любого потенциального воздействия аварий или других биологических, химических или физических опасностей, которые могут затронуть либо рабочих на самих очистных сооружениях, либо других рабочих, занятых удалением и использованием в сельском хозяйстве. исправленной воды.
На первом этапе проекта сточные воды подвергались биологической очистке системой прудов факультативного окисления с рециркуляцией и дополнительной химической очисткой известково-магниевым процессом с последующим задержанием стоков с высоким рН в «полировочных прудах». Частично очищенные сточные воды пополнялись в региональный подземный водоносный горизонт через распределительные бассейны Сорек.
На втором этапе сточные воды, поступающие на очистные сооружения, подвергаются механо-биологической очистке методом активного ила с нитрификацией-денитрификацией. Вторичные стоки пополняются в подземные воды посредством отстойников Явне 1 и Явне 2.
Полная система состоит из ряда различных элементов, дополняющих друг друга:
Описание системы рекультивации
Общая схема системы рекультивации представлена на рисунке 1, а блок-схема на рисунке 2. Система состоит из следующих сегментов: очистные сооружения, поля подпитки, восстановительные колодцы, транспортно-распределительная система, установка хлорирования и комплексный мониторинг. система.
Рисунок 2. Блок-схема проекта Dan Region Project
Станция очистки сточных вод
Станция очистки сточных вод агломерации области Дан принимает бытовые отходы восьми городов региона, а также перерабатывает часть их промышленных отходов. Завод расположен в песчаных дюнах Ришон-Ле-Цион и основан в основном на вторичной очистке отходов методом активного ила. Часть отходов, в основном во время пиковых стоков, обрабатывается в другой, более старой системе прудов-окислителей, занимающих площадь 300 акров. Две системы вместе могут обрабатывать в настоящее время около 110 x 106 m3 в год.
Поля перезарядки
Сточные воды очистных сооружений перекачиваются на три разных участка, расположенных в пределах региональных песчаных дюн, где они распределяются по песку и просачиваются вниз в подземный водоносный горизонт для временного хранения и дополнительной обработки в зависимости от времени. Два из распределительных бассейнов используются для подпитки стоков механо-биологических очистных сооружений. Это Явне 1 (60 акров, расположен в 7 км южнее завода) и Явне 2 (45 акров, 10 км южнее завода); третий бассейн предназначен для подпитки смеси стоков бассейнов окисления и определенной фракции биомеханических очистных сооружений, необходимой для повышения качества стоков до необходимого уровня. Это участок Сорек площадью около 60 акров, расположенный к востоку от прудов.
Восстановительные скважины
Вокруг мест подпитки имеется сеть наблюдательных колодцев, через которые осуществляется повторная откачка подпиточной воды. Не все из 74 скважин, находящихся в эксплуатации в 1993 г., работали в течение всего проекта. В 1993 году из скважин системы было извлечено около 95 миллионов кубометров воды, которые были закачаны в Третью линию Негева.
Системы транспортировки и распределения
Вода, откачиваемая из различных добывающих скважин, собирается в транспортно-распределительную систему Третьей линии. Транспортная система состоит из трех участков общей протяженностью 87 км и диаметром от 48 до 70 дюймов. Вдоль транспортной системы были построены шесть различных оперативных резервуаров, «плавающих» на основной линии, чтобы регулировать расход воды в системе. Эксплуатационный объем этих резервуаров составляет от 10,000 XNUMX м3 в 100,000 м3.
Вода, поступающая в систему Третьей линии, поставлялась потребителям в 1993 году по системе из 13 основных напорных зон. К этим напорным зонам подключены многочисленные водопотребители, в основном фермерские хозяйства.
Система хлорирования
Целью хлорирования, проводимого на Третьей линии, является «разрыв связи человека», что означает устранение любой возможности существования микроорганизмов человеческого происхождения в воде Третьей линии. В ходе мониторинга установлено, что во время пребывания исправленной воды в водоемах происходит значительное увеличение фекальной микрофлоры. Поэтому было решено добавить больше точек хлорирования вдоль линии, и к 1993 году в обычном режиме работали три отдельных точки хлорирования. В ближайшее время к системе добавятся еще два пункта хлорирования. Остаточный хлор колеблется от 0.4 до 1.0 мг/л свободного хлора. Этот метод, при котором в различных точках системы поддерживаются низкие концентрации свободного хлора, а не разовая массивная доза в начале линии, обеспечивает разрыв связи между людьми и в то же время позволяет рыбам жить в водоемах. . Кроме того, этот метод хлорирования будет обеззараживать воду на нижних участках транспортно-распределительной системы в случае попадания загрязняющих веществ в систему в точке ниже по течению от начальной точки хлорирования.
Система мониторинга
Работа системы мелиорации Третьей линии Негева зависит от рутинного функционирования установки мониторинга, которая контролируется и контролируется профессиональной и независимой научной организацией. Этим органом является Научно-исследовательский институт Техниона - Израильский технологический институт в Хайфе, Израиль.
Создание независимой системы мониторинга является обязательным требованием Министерства здравоохранения Израиля, местного органа власти в соответствии с Постановлением об общественном здравоохранении Израиля. Необходимость создания такой системы мониторинга связана с тем, что:
Таким образом, основная роль системы мониторинга заключается в обеспечении химического и санитарного качества воды, подаваемой системой, и в предупреждении о любых изменениях качества воды. Кроме того, группа мониторинга отслеживает весь проект рекультивации региона Дан, а также исследует некоторые аспекты, такие как обычная работа завода и химико-биологическое качество воды. Это необходимо для того, чтобы определить пригодность воды Третьей линии для неограниченного орошения не только с санитарной, но и с сельскохозяйственной точки зрения.
Предварительный план мониторинга был разработан и подготовлен компанией Mekoroth Water Co., основным израильским поставщиком воды и оператором проекта Dan Region. Специально назначенный руководящий комитет периодически пересматривал программу мониторинга и модифицировал ее в соответствии с накопленным опытом, полученным в ходе рутинной работы. Программа мониторинга касалась различных точек отбора проб вдоль системы Третьей линии, различных исследуемых параметров и частоты отбора проб. В предварительной программе речь шла о различных сегментах системы, а именно о добывающих скважинах, транспортной магистрали, резервуарах, ограниченном количестве подключений к потребителям, а также о наличии колодцев с питьевой водой в непосредственной близости от завода. Перечень параметров, включенных в график мониторинга Третьей очереди, приведен в таблице 1.
Таблица 1. Список исследуемых параметров
Ag |
Серебро |
мкг / л |
Al |
алюминий |
мкг / л |
ALG |
морские водоросли |
№/100 мл |
АЛКМ |
Щелочность как CaCO3 |
мг / л |
As |
мышьяк |
мкг / л |
B |
Бор |
мг / л |
Ba |
барий |
мкг / л |
БПК |
Биохимическая потребность в кислороде |
мг / л |
Br |
бромистый |
мг / л |
Ca |
кальций |
мг / л |
Cd |
Кадмий |
мкг / л |
Cl |
Хлорид |
мг / л |
КЛДЭ |
Потребность в хлоре |
мг / л |
КЛРЛ |
Хлорофил |
мкг / л |
CN |
цианидов |
мкг / л |
Co |
Кобальт |
мкг / л |
ЦВЕТ |
Цвет (платиново-кобальтовый) |
|
Наложенный платеж |
Химическая потребность в кислороде |
мг / л |
Cr |
Chromium |
мкг / л |
Cu |
Медь |
мкг / л |
DO |
Растворенный кислород в виде O2 |
мг / л |
DOC |
Растворенный органический углерод |
мг / л |
DS10 |
Растворенные твердые вещества при 105 ºC |
мг / л |
DS55 |
Растворенные твердые вещества при 550 ºC |
мг / л |
EC |
Электрическая проводимость |
мкмос/см |
ENTR |
энтерококк |
№/100 мл |
F– |
Фторид |
мг / л |
ФКОЛ |
Фекальные колиформы |
№/100 мл |
Fe |
Утюг |
мкг / л |
ЖЕСТКИЙ |
Твердость как CaCO3 |
мг / л |
HCO3 – |
Бикарбонат в виде HCO3 – |
мг / л |
Hg |
ртутный |
мкг / л |
K |
Калий |
мг / л |
Li |
Литий |
мкг / л |
MBAS |
Моющие средства |
мкг / л |
Mg |
Магний |
мг / л |
Mn |
Марганец |
мкг / л |
Mo |
Молибден |
мкг / л |
Na |
Соль |
мг / л |
NH4 + |
Аммиак в виде NH4 + |
мг / л |
Ni |
Никель |
мкг / л |
НКЖТ |
Общий азот по Кьельдалю |
мг / л |
НЕТ2 |
Нитриты как NO2 – |
мг / л |
НЕТ3 |
Нитрат как NO3 – |
мг / л |
ЗАПАХ |
Порог запаха номер запаха |
|
OG |
Масло и смазка |
мкг / л |
Pb |
Вести |
мкг / л |
ФЕН |
Фенолы |
мкг / л |
ПХФД |
pH измеряется в полевых условиях |
|
PO4 |
Фосфат в виде ПО4 -2 |
мг / л |
ПТОТ |
Общий фосфор в виде P |
мг / л |
РЦКЛ |
Остаточный свободный хлор |
мг / л |
SAR |
Коэффициент адсорбции натрия |
|
Se |
Селен |
мкг / л |
Si |
Кремнезем как H2SiO3 |
мг / л |
Sn |
Оловянирование |
мкг / л |
SO4 |
сульфат |
мг / л |
Sr |
стронций |
мкг / л |
SS10 |
Взвешенные вещества при 100 ºC |
мг / л |
SS55 |
Взвешенные вещества при 550 ºC |
мг / л |
СТРП |
Стрептококк |
№/100 мл |
T |
Температура |
º C |
ТКОЛ |
Всего колиформ |
№/100 мл |
ТОТБ |
Всего бактерий |
№/100 мл |
TS10 |
Общее количество твердых веществ при 105 ºC |
мг / л |
TS55 |
Общее количество твердых веществ при 550 ºC |
мг / л |
ТУРБ |
мутность |
NTU |
UV |
УФ (поглощение при 254 нм) (/см x 10) |
|
Zn |
Цинк |
мкг / л |
Мониторинг восстановительных скважин
Программа отбора проб из добывающих скважин основана на двухмесячном или трехмесячном измерении нескольких «параметров-индикаторов» (таблица 2). Когда концентрация хлоридов в отобранной скважине превышает более чем на 15 % исходный уровень хлоридов в скважине, это интерпретируется как «значительное» увеличение доли извлеченных стоков в составе подземных водоносных вод, и скважина переводится в следующая категория выборки. Здесь определяются 23 «параметра-характеристики» один раз в три месяца. В части скважин раз в год проводится полное исследование воды, включающее 54 различных параметра.
Таблица 2. Различные параметры, исследованные в добывающих скважинах
Группа А |
Группа B |
Группа C |
Параметры индикатора |
Характерные параметры |
Параметры полного теста |
1. Хлориды |
Группа А и: |
Группы А+В и: |
Мониторинг системы транспортировки
Транспортная система протяженностью 87 км контролируется в семи центральных точках вдоль линии сточных вод. В этих точках один раз в месяц отбираются образцы по 16 различным параметрам. Это: ПХФД, ДО, Т, ЕС, СС10, SS55, УФ, ТУРБ, НЕТ3 +, PTOT, ALKM, DOC, TOTB, TCOL, FCOL и ENTR. Параметры, изменение которых в системе не предполагается, измеряются только в двух точках отбора проб – в начале и в конце транспортной линии. Это: Cl, K, Na, Ca, Mg, HARD, B, DS, SO.4 -2, NH4 +НЕТ2 – и МБА. В этих двух точках отбора проб раз в год отбираются пробы различных тяжелых металлов (Zn, Sr, Sn, Se, Pb, Ni, Mo, Mn, Li, Hg, Fe, Cu, Cr, Co, Cd, Ba, As, Ал, Аг).
Мониторинг водоемов
Схема мониторинга водохранилищ Третьей линии основана в основном на изучении ограниченного числа параметров, которые служат индикаторами биологического развития водоемов, а также для определения поступления внешних загрязняющих веществ. Раз в месяц отбираются пять резервуаров для: PHFD, T, DO, Total SS, Volatile SS, DOC, CLRL, RSCL, TCOL, FCOL, STRP и ALG. В этих пяти резервуарах также раз в два месяца отбираются пробы кремния. Все эти параметры также замеряются на другом водохранилище, Зохар Б, с периодичностью шесть раз в год.
Обзор
Проект мелиорации региона Дан поставляет высококачественную регенерированную воду для неограниченного орошения израильского Негева.
Первый этап этого проекта находится в частичной эксплуатации с 1970 г. и в полной эксплуатации с 1977 г. С 1970 по 1993 г. общий объем неочищенных сточных вод в пруды факультативного окисления составил 373 млн куб. 243 млн м1974 было выкачано из водоносного горизонта в период 1993–1993 гг. и поставлено на юг страны. Часть воды была потеряна, в основном из-за испарения и просачивания из прудов. В 6.9 г. эти потери составили около 1994% неочищенных сточных вод, поступающих на завод первой очереди (Канарек, XNUMX г.).
Механо-биологические очистные сооружения второй очереди проекта находятся в эксплуатации с 1987 года. За период эксплуатации 1987-1993 годов на механико-биологические очистные сооружения было передано в общей сложности неочищенных сточных вод 478 млн м1993. В 103 году около 95 млн м8 воды (XNUMX млн мXNUMX регенерированной воды плюс XNUMX млн мXNUMX питьевой воды) было передано через систему и использовано для неограниченного орошения Негева.
Вода восстановительных скважин представляет собой качество воды подземного водоносного горизонта. Качество воды водоносного горизонта постоянно меняется в результате просачивания в него сточных вод. Качество воды водоносного горизонта приближается к качеству сточных вод по тем параметрам, на которые не влияют процессы очистки почвенно-водоносного горизонта (SAT), в то время как параметры, на которые влияет прохождение через слои почвы (например, органический углерод и так далее) показывают значительно более низкие значения. Обращает на себя внимание содержание хлоридов в воде водоносного горизонта, которое за последние четыре года увеличилось на 15-26%, о чем свидетельствует изменение качества воды в восстановительных скважинах. Это изменение указывает на постоянное замещение воды водоносного горизонта сточными водами со значительно более высоким содержанием хлоридов.
На качество воды шести водохранилищ системы Третьей линии влияют биологические и химические изменения, происходящие в открытых водоемах. Содержание кислорода повышено в результате фотосинтеза водорослей и за счет растворения атмосферного кислорода. Концентрации различных видов бактерий также увеличиваются в результате случайного загрязнения водоемов разнообразной водной фауной, проживающей вблизи водоемов.
Качество воды, подаваемой потребителям по системе, зависит от качества воды из добывающих скважин и водохранилищ. Обязательное хлорирование воды в системе представляет собой дополнительную защиту от ошибочного использования воды в качестве питьевой. Сравнение данных по воде Третьей линии с требованиями Министерства здравоохранения Израиля к качеству сточных вод, которые будут использоваться для неограниченного сельскохозяйственного использования, показывает, что в большинстве случаев качество воды полностью удовлетворяет требованиям.
В заключение можно сказать, что система рекуперации и утилизации сточных вод «Третья линия» стала успешным экологическим и национальным израильским проектом. Это решило проблему санитарной утилизации сточных вод Данского района и в то же время увеличило водный баланс страны примерно на 5%. В такой засушливой стране, как Израиль, где запасы воды, особенно для сельскохозяйственных целей, весьма ограничены, это реальный вклад.
Затраты на подпитку и техническое обслуживание очищенной воды в 1993 г. составляли около 3 центов США за мXNUMX.3 (0.093 шекеля/м3).
Система работает с конца 1960-х годов под строгим контролем Министерства здравоохранения Израиля и отдела безопасности и гигиены труда Mekoroth. Сообщений о каких-либо профессиональных заболеваниях, вызванных работой этой сложной и всеобъемлющей системы, не поступало.
ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: МОТ не несет ответственности за контент, представленный на этом веб-портале, который представлен на каком-либо языке, кроме английского, который является языком, используемым для первоначального производства и рецензирования оригинального контента. Некоторые статистические данные не обновлялись с тех пор. выпуск 4-го издания Энциклопедии (1998 г.)».