Полная версия

Главная arrow Экология arrow ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Оценивание экологических рисков с учетом жизненного цикла промышленных продуктов

Группой компаний и исследовательских организаций Нидерландов были разработаны методики расчета экологических рисков, ориентированные на оценку жизненного цикла основных видов промышленной продукции и процессов (методики «Экоиндикатор 95» и «Экоиндикатор 99»). Их основная идея состоит в детальном учете (инвентаризации) всех потребляемых ресурсов и попадающих в среду обитания загрязнителей в течение жизненного цикла определенного продукта (например, стали, бумаги, пластических материалов и т.д.) или процесса (выработка электрической или тепловой энергии, транспортировка грузов и т.п.).

Методики используют европейский масштаб для оценки ущерба экосистемам и здоровью людей. Это означает, что учитываются потребляемые ресурсы и поступающие в окружающуе среду вещества в результате промышленного производства во всех странах Западной и Восточной Европы. Расчеты показали, что при оценке воздействия жизненного цикла (Life Cycle Impact Assessment) надлежит учитывать девять основных процессов, причиняющих вред здоровью людей и ущерб экосистемам, причем каждому из них приписывается определенный весовой коэффициент (табл. 7.2).

Таблица 72

Процессы, причиняющие вред здоровью людей и среде обитания, их весовые коэффициенты и критерии выявления

Процесс

Весовой

коэффициент

Критерий выявления

Обеднение озонового слоя

100

Вероятность одной смерти в год на 106 жителей

Действие пестицидов

25

5%-я деградация экосистемы

Действие канцерогенных веществ

10

Вероятность одной смерти в год на 106 жителей

Повышение кислотности водоемов

10

5%-я деградация экосистемы

Действие тяжелых металлов

5

Концентрация кадмия — основного экотоксикапта среди тяжелых металлов

Действие смога: зимнего

2,5

Жалобы в период действия смога, особенно среди астматиков и ножи- лых людей

летнего

2,5

Парниковый эффект

2,5

Повышение температуры на 0,1°С, 5%-я деградация экосистемы

Видно, что максимальный и минимальный весовые коэффициенты отличаются в 40 раз, для европейских стран основными факторами экологического риска считаются обеднение озонового слоя, действие пестицидов и канцерогенов, а также повышение кислотности водоемов. Разработанные методики позволяют вычислять значения комплексных индикаторов для основных промышленных продуктов и процессов; при этом используют схему расчета, представленную на рис. 7.1.

Схема расчета комплексных экоиндикаторов

Рис. 7.1. Схема расчета комплексных экоиндикаторов

Комплексный характер экоиндикаторов обусловлен тем, что они учитывают три компонента ущерба — здоровью людей, экосистемам и природным ресурсам.

Ущерб здоровью людей выражается так называемым приведенным количеством потерянных лет (ПКПЛ, или DALYs — disability adjusted life years). Термин «приведенное количество» означает, что суммируются как потерянные годы жизни (YLL — years of life lost), так и годы, прожитые в состоянии инвалидности (YLD — years lived disabled). Полученная сумма делится на число жителей страны.

Ниже приведены показатели ущерба здоровью людей, 11КПЛД., наносимого основными воздействиями (в расчете на одного жителя Европы).

Заболевание органов дыхания

(действие неорганических веществ).........................................................................................0,0108

Изменение климата.......................................................................................................................0,00239

Канцерогенные эффекты.............................................................................................................0,00200

Обеднение озонового слоя.......................................................................................................0,000219

Заболевание органов дыхания

(действие органических веществ).......................................................................................0,0000684

Ионизирующая радиация......................................................................................................0,0000268

Суммарный ущерб здоровью людей............................................................................................0,155

Ущерб экосистемам выражается путем использования двух величин: доли видов, затронутых данным техногенным воздействием, и доли видов, исчезнувших в результате такого воздействия. Эти величины умножаются на площадь экосистемы и время воздействия.

Ниже представлены показатели ущерба экосистемам, наносимого различными видами воздействий (ДЗВ — доля затронутых видов; ДИВ - доля исчезнувших видов). Эти показатели отнесены к одному году длительности каждого техногенного воздействия.

Экотоксиканты, ДЗВ • м2 • г/г.........................................................................................................8110

Экотоксиканты, ДИВ • м2 т/г............................................................................................................811

Подкисление природных вод, ДИВ • м2 • г/г................................................................................375

Землепользование, ДИВ • м2 • г/г..................................................................................................3950

Суммарный ущерб, ДИВ • м2 • г/г.................................................................................................5136

Ущерб, наносимый природным минерально-сырьевым ресурсам,

рассчитан для двух видов ресурсов: минералов и ископаемого топлива. Это означает, что рассматриваемый ущерб учитывается двояким образом. Во-первых, рассчитываются экологические последствия вовлечения в переработку сырья с постоянно уменьшающимся промышленным содержанием добываемого компонента (например, руд со все более низким содержанием меди). Во-вторых, оценивается экологический эффект перехода от традиционных видов ископаемого топлива (нефти и газа) к новым энергоносителям (таким как горючие сланцы и битумные пески), обладающим меньшей теплотворной способностью.

Показатели ущерба, МДж/г., наносимого природным минерально- сырьевым ресурсам, приведены ниже.

Минералы.................................................................................................................................................150

Ископаемое топливо..........................................................................................................................5790

Суммарный ущерб минерально-сырьевым ресурсам.............................................................5940

Видно, что каждый из трех компонентов ущерба характеризуется собственным суммарным показателем, значения которого используются в качестве коэффициентов нормирования для дальнейших расчетов. Кроме того, для этих расчетов вводятся коэффициенты взвешивания, характеризующие относительный вклад каждого из трех компонентов ущерба (их сумма равна единице). Коэффициенты нормирования и взвешивания, используемые в методиках «Экоиндикатор 95» и «Экоиндикатор 99», представлены в табл. 7.3.

Таблица 73

Коэффициенты нормирования и взвешивания, используемые для вычисления показателей ущерба

Показатель ущерба

Коэффициент

нормирования

взвешивания

Здоровью людей

0,0155

0,3

Экосистемам

5130

0,5

Наносим ы й п ри род н ы м м и н ера л ьно-с ы рьевы м ресурсам

5940

0,2

Ниже приведены результаты расчета комплексных экоиндикаторов, уел. ед., характеризующих жизненный цикл некоторых промышленных продуктов и процессов.

нержавеющая сталь..........................................................................................................................17

сталь......................................................................................................................................................4,1

Производство пластических материалов (на 1 кг):

полиуретан...........................................................................................................................................14

поликарбонат......................................................................................................................................13

полипропилен....................................................................................................................................3,3

Производство:

бумаги (на 1 кг).................................................................................................................................3,3

стекла (на 1 кг)..................................................................................................................................2,1

Затраты электроэнергии и тепла: электроэнергия (на 1 кВт • ч):

низкого напряжения.....................................................................................................................0,67

высокого напряжения...................................................................................................................0,57

Тепловая энергия от сжигания:

нефтепродуктов..............................................................................................................................0,15

газа....................................................................................................................................................0,063

Перевозка грузов (на 1 тыс. км):

грузовики до 28 т............................................................................................................................0,34

суда-контейнеровозы.................................................................................................................0,056

товарные поезда...........................................................................................................................0,042

Значения экоиндикаторов выражены в некоторых условных единицах, которые позволяют сравнивать экологические риски, связанные с производством разных продуктов или с различными видами производственной деятельности. Видно, например, что экоиндикатор производства меди в двадцать с лишним раз превышает экоиндикатор производства стали. Это обусловлено обилием выбросов вредных загрязнителей, которыми сопровождается выплавка меди. Некоторые пластические материалы также имеют высокие значения экоиндикаторов, что связано со значительным количеством потребляемой энергии и, следовательно, повышенным загрязнением среды обитания.

Другая группа экоиндикаторов, рассчитанных по методике «Экоиндикатор 99», включает показатели ущерба здоровью людей, наносимого различными загрязнителями. Рассчитывают три величины: фактор ущерба (ФУ), нормированный фактор ущерба (НФУ) и взвешенный фактор ущерба (ВФУ). Нормированный фактор ущерба получают путем деления фактора ущерба па коэффициент нормирования (суммарный ущерб здоровью людей, равный 0,0155 ПКПЛ/г.), а взвешенный — путем умножения нормированного фактора на коэффициент взвешивания (0,3). Значения всех трех факторов ущерба выражают в единицах ПКПЛ и относят к 1 кг вещества, поступившего в один из трех компонентов среды обитания (воздух, вода и почва). В табл. 7.4 приведены показатели ущерба здоровью людей, вызываемого воздействием некоторых канцерогенных веществ.

Видно, что па первом месте по канцерогенному действию стоят диоксины, их факторы ущерба весьма значительны для всех компонентов среды обитания. Среди тяжелых металлов наибольшим канцерогенным эффектом обладает шестивалентный хром.

Показатели ущерба здоровью людей, вызываемого воздействием некоторых канцерогенных веществ

Вещество

Воздух

Вода

Почва

ФУ

НФУ

ВФУ

ФУ

НФУ

ВФУ

ФУ

НФУ

ВФУ

Бензо(а)

пирен

0,004

0,257

0,077

2,59

193

57,9

0,002

0,133

0,04

Диоксины

179

11500

3460

2020

1,3-105

3,9-104

7,06

455

137

Мышьяк

0,025

1,59

0,476

0,066

4,24

1,27

0,013

0,851

0,255

Кадмий

0,135

8,71

2,61

0,071

4,54

1,38

0,004

0,257

0,077

Хром (VI)

1,74

113

33,9

0,343

22.1

6,64

0,27

17,5

52,5

Никель

0,024

1,52

0,455

0,031

2,01

0.602

10,004

0,254

0,076

В табл. 7.5 даны показатели ущерба здоровью людей, вызываемого воздействием неорганических веществ на дыхательные пути. Из перечисленных веществ наибольшую опасность представляет тонкая фракция пыли, находящейся в воздухе. Среди кислотообразующих окислов наибольший вред дыхательным путям наносят NO и N02.

Таблица 7.5

Показатели ущерба здоровью людей, вызываемого воздействием неорганических веществ на дыхательные пути

Вещество

ФУ

НФУ

ВФУ

Пыль, фракция 2,5 мкм

7,0-10-4

0,045

0,0135

Пыль, фракция 10 мкм

3,8-10-4

0024

0,0073

N0

1,4-104

0,0088

0,0026

no2

8,9-105

0,0058

0,0017

so2

5,5-10-5

0,0035

0,0011

so3

4,4-10-5

0,0028

0,00085

NH3

8,5-10-5

0,0055

0,00165

СО

7,3 10 7

4,7-10-5

1,4-10-5

В табл. 7.6 представлены показатели ущерба, наносимого воздействием токсичных веществ воздуху, воде и почве.

Таблица 7.6

Показатели ущерба, наносимого воздействием токсичных веществ компонентам среды обитания

Вещество

Воздух

Вода

Почва

ФУ

НФУ

ВФУ

ФУ

ПФУ

ВФУ

ФУ

ПФУ

ВФУ

Бензо(а)

пирен

142

0,028

0,014

36,8

0,007

0,0036

7250

1,41

0,707

Веще-

ство

Воздух

Вода

Почва

ФУ

НФУ

ВФУ

ФУ

НФУ

ВФУ

ФУ

НФУ

ВФУ

Диоксины

1,3-105

25,7

12,9

1,9-105

36,5

18,2

2,9-Ю5

40,7

20,4

Мышьяк

592

0,115

0,058

11,4

0,0022

0,0011

610

0,119

0,0059

Никель

7100

13,8

0,0692

143

0,0028

0,014

7320

1,43

0,713

Хром

4130

0,805

0,403

68,7

0,013

0,0067

4240

0,827

0,413

Цинк

2890

0,563

0,282

16,3

0,0032

0,0016

2980

0,581

0,296

Медь

1460

0,285

0,142

147

0,285

0,0142

1500

0,1285

0,046

Кадмий

9650

1,88

0,94

480

0,29

0,047

9940

1,94

0,969

Свинец

2540

0,495

0,248

7,39

0,0014

7,2-10 4

12,9

0,0025

0,0013

Ртуть

829

0,216

0,081

197

0,0038

0,019

1686

0,32

0,164

Как и в предыдущих случаях, рассчитывают три вида факторов: ФУ — фактор ущерба, НФУ — нормированный фактор ущерба и ВФУ — взвешенный фактор ущерба; значения всех факторов даны в единицах ДИВ х х м2/г. и рассчитаны на 1 кг токсиканта, поступившего в среду обитания. Из табл. 7.6 видно, что в отношении экологического риска, вызываемого загрязнением воздуха, рассмотренные токсиканты образуют следующий ряд:

диоксины > Cd > Ni > Сг > Zn > Pb > Си > Hg > As > бензо(а)пирен.

При загрязнении воды те же вещества формируют несколько измененный ряд экологического риска:

диоксины > Cd > Hg > Си > Ni > Cr > бензо(а)пирен > Zn > As > Pb.

При загрязнении почвы ряд экологического риска имеет следующий вид:

диоксины > Cd > Ni > бензо(а)нирен > Cr > Zn > Hg > Си > As > Pb.

У большинства рассматриваемых токсикантов значения ВФУ снижаются в последовательности: почва > воздух > вода, только у свинца порядок уменьшения величины ВФУ иной: воздух > почва > вода. В приведенной табл. 7.6 роль хрома учитывается вне зависимости от его валентности. Видно, что среди тяжелых металлов первое место занимает кадмий.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>