Перечень особо опасных, высокоопасных, опасных и умеренно опасных веществ для уникальной экологической системы озера Байкал (проект)

Проект представлен Научно-исследовательским институтом биологии при Иркутском  государственном университете 

Иркутск 2007

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 
к проекту «Перечень особо опасных, высокоопасных, опасных и умеренно опасных веществ для уникальной экологической системы озера Байкал»

В статье 13 ФЗ «Об охране озера Байкал» содержится требование обязательности установления перечня веществ, относящихся к категориям особо опасных, высокоопасных, опасных и умеренно опасных веществ для уникальной экологической системы озера Байкал.
В ФЗ «Об охране озера Байкал» особо отмечено, что категории веществ выделяются не по их токсичности на организменном уровне, а по их опасности для экологической системы озера Байкал, т.е. для сообществ видовых популяций растений, животных и других организмов. Степень опасности веществ, поступающих в уникальную экологическую систему озера Байкал должна оцениваться, с позиции их влияния на ее локальные естественные экосистемы и видовые популяции, образующие биотическое сообщество озера Байкал. 
Стокгольмская Конвенция о стойких органических загрязнителях, подписанная 23 мая 2001 г. полномочными представителями 92 государств и Европейским Союзом, отнесла к  особо опасным следующие 12 веществ: альдрин, хлордин, ДДТ, дильдрин, диоксины, эндрин, фураны, гексахлорбензол, гептахлор, мирекс, ПХБ и токсафен.
Производство альдрина, хлордина, дильдрина, эндрина, гептахлора, гексахлорбензола, мирекса, токсафена, полихлорированных бифенилов (ПХБ) подлежит ликвидации. Предложено ограничение производства ДДТ и минимизация поступления из антропогенных источников диоксинов: полихлорированных дибензопарадиоксинов (ПХДД) и полихлордибензофуранов (ПХДФ).
Исследованиями в рамках международных проектов в водах озера Байкал были обнаружены следующие вещества: токсафен (34-143 пг/дм3), ДДТ (47 пг/дм3), хлордан (28 пг/ дм3), ПХБ (20,0-600,0 пг/дм3; 130,0-2900,0 пг/дм3), гексахлорбензол (10-40 пг/дм3), гептохлор (5 пг/дм3) [Грачев, 2002].
Несомненно, в воде озера Байкал присутствуют и остальные вещества из 12 стойких органических загрязнителей, в том числе и ПХДД и ПХДФ, но их концентрация так низка, что используемые современные методы анализа не позволяют определить их концентрацию в воде озера Байкал.
Из 12 стойких органических загрязнителей только полихлорбифенилы (ПХБ) – продукт промышленности, и ПХДД и ПХДФ – непреднамеренные побочные продукты. Остальные стойкие хлорорганические загрязнители используются как пестициды.
Наличие в воде озера Байкал стойких хлорорганических загрязнителей объясняется их дальним воздушным переносом [Грачев, 2002]. ПХДД и ПХДФ могут попадать в воду озера Байкал как побочный продукт производства целлюлозы с использованием элементарного хлора или образующих  элементарный хлор химических веществ для отбеливания целлюлозы.
Диоксины опасны для экосистемы озера Байкал тем, что они могут накапливаться в воде, донных осадках и живых организмах. Период полураспада диоксинов в почве около 10 лет, в воде и донных отложениях – несколько десятков лет [Hashimito,1990]. Период полувыведения диоксинов из организмов 7,2-9,52 года [Van den Berg et al., 1994; Portier et al., 1999].
Диоксины обладают высокой токсичностью – около 3,1 10-9 моль/кг, но практически как токсиканты не опасны на организменном уровне, так как присутствуют в окружающей среде в концентрациях 10-11 – 10-12 моль/кг (дм3).
Концентрации диоксинов в Байкале очень низки: в донных отложениях около 0,03- 0,05 пг TEQ / г сухого осадка. Предельно допустимые концентрации диоксинов в почве земель сельскохозяйственного назначения составляют: в США 27 пг TEQ / г сухого осадка; в Италии и Нидерландах – 10 пг TEQ / г сухого осадка. 
Концентрации диоксинов в донных осадках пруда-аэратора Байкальского ЦБК достигают 7,7 пг TEQ / г сухого осадка [Mamontov et al., 1998], т.е. в 1,3 раза ниже, чем ПДК для почв сельскохозяйственного назначения в Италии и Нидерландах и в 3,5 раза ниже, чем ПДК в США. БЦБК – единственный на озере Байкал антропогенный источник диоксинов. За 32 года работы в донных осадках пруда-аэратора БЦБК (конечное звено системы очистки сточных вод) было накоплено диоксинов в расчете на 1 грамм сухого осадка меньше, чем ПДК для сельскохозяйственных земель развитых стран.
БЦБК сбрасывает ежегодно около 126 мг  TEQ  диоксинов (за 32 года работы около 4 г TEQ). За 32 года работы БЦБК даже в районе сброса сточных вод концентрации диоксинов в донных осадках в 7 раз ниже, чем в почвах фоновых районов Байкальской природной территории.
Для организмов, населяющих озеро Байкал, диоксины не представляют опасности ни по токсичности (в воде и донных осадках концентрации диоксинов в 105-106 раз ниже, чем действующие на организмы концентрации), ни по степени накопления.
Скорость оборачиваемости популяций (приблизительно равна средней продолжительности жизни) основных таксономических групп животных в озере Байкал следующая:
- микроводоросли (фитопланктон) – около 10 дней;
- планктонные беспозвоночные (зоопланктон) – 6-10 месяцев;
- гаммариды – 6-18 месяцев;
- моллюски – 2-4 года;
- пелагические бычки – 2-3 года;
- омуль – около 5 лет.
Даже у долгоживущих животных, населяющих озеро Байкал, уровень накопления диоксинов в организме будет значительно ниже того уровня, с которого начинают проявляться их негативные действия: возникновение иммунодефицита и раковые заболевания.
В России предельная допустимая доза потребления диоксинов составляет 10 пг TEQ  на 1 кг веса. При такой дозе все рыбы открытого Байкала (пелагические бычковые и омуль) могут без ущерба для своего физиологического состояния потребить в течение 1 года около 620 мг TEQ. Ежегодный выброс диоксинов со сточными водами БЦБК составляет 126 мг TEQ (рассчитано по данным [Тарасова, Мамонтов, Пастухов, 1997]). Около 75% диоксинов поступает в донные отложения. Таким образом, за 32 года работы БЦБК в воды Байкала поступило около 1 г TEQ.
Исследованиями по международным проектам было установлено, что поступление хлорорганических соединений за последние 50 лет не изменило качество вод Байкала и устойчивость функционирования его экосистемы [Грачев, 2005].
В статье 14 ФЗ «Об охране озера Байкал» определено, что количество относящихся к категориям особо опасных и высокоопасных для уникальной экологической системы озера Байкал вредных веществ в сбросах хозяйственных и иных объектов, расположенных в центральной экологической и буферной экологической зонах, не должно превышать такое количество при заборе воды.
Для реализации этой статьи необходимо определить фоновые концентрации стойких хлорорганических загрязнителей в районе каждого водозабора, а также их концентрации в сточных водах каждого источника сброса сточных вод.
Погрешности определения концентраций велики, например, определения ПХДД и ПХДФ по методике EPA US 1613 составляют 55%.
Даже при использовании одной и той же методики результаты оценки концентраций веществ будут различаться. Следовательно, у предприятий. сбрасывающих сточные воды, появятся основания для сомнения в результатах анализов. Итог – нескончаемые обращения в арбитражный суд. Требования статьи 14 ФЗ «Об охране озера Байкал» не могут быть реализованы.
Второй аспект проблемы – чисто экономический. Анализ одного образца для оценки концентрации диоксинов обходится в среднем в 1  тысячу долларов США. Для получения статистически значимой оценки концентрации вещества в природных водах необходимо проанализировать не менее 30 образцов в районе каждого конкретного водозабора. Если измерять концентрации 2 раза в год: в подледный период и в период открытой воды, то стоимость оценки концентрации диоксинов в районе одного водозабора может составить около 60 тыс.долларов США в год.
Кроме того, необходимо определять концентрации диоксинов в сточных водах. Потребуется еще не менее 100 тыс.долларов США для каждого источника сброса сточных вод (расчеты сделаны для БЦБК). Учитывая, что такие определения надо сделать и для предприятий, сбрасывающих сточные воды в реки, впадающие в Байкал, потребуется как минимум, около 500 тыс.долларов США.
Мировой опыт свидетельствует, что для контроля сложных по составу веществ в сточных водах следует использовать обобщенный показатель. Количество сбрасываемых в озеро Байкал стойких хлорорганических загрязнителей можно оценивать по обобщенному показателю – концентрации органического хлора (АОХ – Absorbable Organially-bound Haloger ). Погрешность метода определения концентрации АОХ не более 10%. 
К категории особо опасных для уникальной экологической системы озера Байкал следует отнести стойкие хлорорганические вещества, оцениваемые по интегральному показателю – концентрации абсорбированного органического хлора – АОХ.
К высокоопасным веществам для уникальной экологической системы следует отнести нефтепродукты антропогенного происхождения и синтетические поверхностно активные вещества (СПАВ), образующие пленку на поверхности воды в прибрежной зоне. Сброс сточных вод, содержащих нефтепродукты и СПАВ происходит либо вблизи от берега, либо в приустьевые участки рек, впадающих в озеро Байкал. Течение в прибрежной части озера Байкал в поверхностном слое воды 0-5 м направлено к берегу [Течения в Байкале, 1977]. Вся масса поступающих из всех источников нефтепродуктов и СПАВ, распространяется   в прибрежной зоне озера Байкал. Литораль – прибрежную часть озера Байкал населяют около 70% всех эндемичных видов: донных водорослей и животных [Lake Baikal…, 1998]. Изменения численности эндемичных видов донных животных отмечены на участках дна вблизи от впадения водотоков в озеро Байкал.
Тяжелые металлы традиционно относят к категории высокоопасных веществ. Причина – высокая токсичность ионов тяжелых металлов.
К настоящему времени стало парадигмой положение о том, что нет прямой связи между токсичностью вещества на индивидуальном уровне и его опасностью в природе – на популяционном уровне и уровне биотического сообщества естественной экосистемы.
Опасность тяжелых металлов зависит от формы, в которой они существуют в природных водах, от способности экосистемы нейтрализовать действие вещества за счет физико-химических механизмов (образования комплекса ионов, осаждающихся на дно), комплексообразования (связывания тяжелых металлов молекулами гуминовых кислот), вовлечения веществ в биотический круговорот с последующим осаждением на дно и т.д.
В воде озера Байкал за счет образования комплекса ионов обеспечивается стационарность химического состава вод озера. Ионы железа, марганца связываются полностью, Ca2+ и Mg2+ соответственно на 85,8 и 49,5%. Ион SO42- в свободном виде в воде Байкала не существует, он взаимосвязан с катионом кальция и образует нейтральную молекулу CaSO40 , в которой связано более 96% всей растворенной серы. В виде комплексов осаждается все количество элементов, поступающих за год в озеро Байкал [Кашик, Мазилов, 1991]. 
Ртуть в воде озера Байкал может существовать только в виде гидрооксида  Hg(OH)2 (очень низка концентрация хлора – 0,4-0,6 мг/дм3) и связанной с молекулами гуминовых кислот – в виде гуматов. Токсичность  Hg(OH)2 в 20 раз ниже, чем токсичность HgCl2, а гуматы ртути практически не оказывают токсического действия даже при концентрациях, равных 20 тысяч ПДК [Жилин, Перминова, 2000]. Около 80% ртути в озере Байкал существует в виде гуматов.
Токсичность Cd, Cu, Zn проявляется в полной мере только при pH воды ниже 5-6 [Никаноров, Жулидов, 1991]. Вода Байкала обладает почти нейтральной реакцией, сдвинутой в сторону щелочной реакции.
Тяжелые металлы, обладая высоким уровнем токсичности в лабораторных условиях, не представляют опасности для экологической системы озера Байкал. Какого-либо существенного накопления тяжелых металлов в воде, донных осадках и в живых организмах не обнаружено [Ветров, Кузнецов, 1997; Грачев, 2002]. Даже в зоне интенсивного антропогенного воздействия (в районе сброса сточных вод Байкальского ЦБК) концентрации тяжелых металлов в донных осадках значительно ниже, чем их ПДК для пахотного слоя почв: Hg – в 210 раз;  Cd – более 800 раз; меди – в 10 раз. Нет оснований относить тяжелые металлы к категории высокоопасных веществ для уникальной экологической системы озера Байкал. Кроме того, необходимо учитывать методические трудности при оценке концентраций тяжелых металлов в воде Байкала. Так, например, концентрации ртути в воде Байкала, определенные разными исследователями различаются следующим образом: данные российских исследователей по средним концентрациям в 125 раз, зарубежных исследователей в 8 раз. Различия между минимальными и максимальными концентрациями ртути, определенных различными исследователями, в воде Байкала достигают 100000 раз [Грачев, 2002].
Различия в средних концентрациях тяжелых металлов, определенных разными исследователями в воде Байкала, достигают: по меди – 2,75 раз; кадмию – 295 раз; хрому – 7,6 раз; никелю – 4,25 раз; цинку – 45 раз; свинцу – 7,3 раза.
Оптимально отнести тяжелые металлы к категории опасных для уникальной экологической системы озера Байкал.
К категории опасных для уникальной экологической системы озера Байкал следует отнести и биогенные соединения фосфора и азота. Анализ процессов эвтрофикации крупных озер умеренного пояса планеты показал, что причина изменения сообществ водных объектов в повышенном поступлении в водную толщу соединений фосфора.
В озере Байкал интенсивность развития планктонных водорослей – продуцентов первичного органического вещества лимитирована концентрацией соединений азота. Повышенное поступление соединений азота и фосфора может резко снизить численность эндемичных видов и увеличить численность широко распространенных водорослей (синезеленые водоросли ассимилируют фосфор в 3-7 раз интенсивнее, чем диатомовые водоросли).
В перечень особо опасных, высокоопасных, опасных и умеренно опасных веществ для уникальной экологической системы озера Байкал включены только те вещества, которые обнаружены в сточных водах, поступающих в озеро Байкал, а также в водах притоков озера Байкал, и концентрации которых можно определить аттестованными методами анализа. Поступление в озеро Байкал новых веществ, ранее не присутствующих в сточных водах, ограничено перечнем видов деятельности, запрещенных в центральной экологической зоне БПТ, утвержденных Постановлением Правительства Российской Федерации 30.08.2001 г. № 643.

Перечень особо опасных, высокоопасных, опасных и умеренно опасных веществ для уникальной экологической системы озера Байкал (проект)

1. Перечень особо опасных, высоко опасных, опасных, умеренно опасных веществ для уникальной экологической системы озера Байкал установлен для введения в действие пункта 2 статьи 14 ФЗ «Об охране озера Байкал»: «Количество относящихся к категории особо опасных и высокоопасных для экологической системы озера Байкал вредных веществ в сбросах хозяйственных и иных объектов, расположенных в центральной экологической и буферной экологической зонах, не должно превышать такое количество при заборе воды».
1.1.	Настоящий «Перечень особо опасных, высоко опасных, опасных и умеренно опасных веществ для уникальной экологической системы озера Байкал» (далее  «Перечень») предназначен для органов государственной власти Российской Федерации в сфере отношений, связанных с охраной окружающей среды, для регулирования  поступления в экосистему озера Байкал загрязняющих веществ, в том числе, для определения допустимой массы сбрасываемых со сточными водами веществ, относящихся к категориям «особо опасные», «высокоопасные». 
1.2.	Настоящий «Перечень…» обязывает субъектов хозяйственной и иной деятельности в центральной и буферной экологических зонах БПТ соблюдать требования соответствия концентраций веществ категорий «особо опасные» и «высоко опасные» в сбрасываемых в озеро Байкал и его притоки сточных водах их концентрациям в воде озера Байкал в районе водозаборов (Приложение 1, 2).
1.3.	Настоящий «Перечень…» требует соответствия концентраций сбрасываемых веществ категории «опасные» в контрольных створах в 100 м от мест сброса сточных вод в озеро Байкал и 500 м – в реках их фоновым концентрациям (Приложение 3).  
1.4.	Концентрации сбрасываемых веществ категории «умеренно опасные» в контрольных створах озера Байкал и реках, впадающих в него, не должно превышать фоновые концентрации (Приложение 4).
1.5.	Для реализации требования пункта 2 статьи 14 ФЗ «Об охране озера Байкал» необходимо измерять концентрации веществ, относящихся к категориям «особо опасные» и «высоко опасные», в районе каждого  водозабора.
1.6.	Настоящий «Перечень» используется при осуществлении государственного экологического мониторинга уникальной экологической системы озера Байкал и государственного и производственного экологического контроля за соблюдением  нормативов качества локальных экосистем озера Байкал.
2. Включение в «Перечень» новых веществ, относящихся к категориям «особо опасных» и «высокоопасных» для уникальной экологической системы озера Байкал, происходит только по результатам научных исследований функционирования сообществ растений, животных и других организмов озера Байкал.
3. В настоящий «Перечень» включены только вещества, обнаруженные в сточных водах, сбрасываемых в воды озера Байкал и его притоков, а также обнаруженные в водах озера Байкал.

Приложение 1
Перечень веществ категории «особо опасные» для уникальной экологической системы озера Байкал

1.	Стойкие хлорорганические соединения, определяемые по интегральному показателю АОХ – абсорбированный органический хлор	

В сбрасываемых сточных водах в центральной и буферной экологических зонах БПТ должны содержаться в том же количестве, которое поступило на предприятие с забранной из водного объекта водой.
Приложение 2
Перечень веществ категории «высоко опасные» для уникальной экологической системы озера Байкал

1.	Синтетические поверхностно активные вещества – СПАВ	
2. 	Нефтепродукты антропогенного происхождения	
В сбрасываемых сточных водах в центральной и буферной экологических зонах БПТ должны содержаться в том же количестве, которое поступило на предприятие с забранной из водного объекта водой.

Приложение 3
Перечень веществ категории «опасные» для уникальной экологической системы озера Байкал

Для веществ, сброс которых разрешен в экосистему озера Байкал, концентрации в сточных водах определяются «нормативами допустимых воздействий на экологическую систему озера Байкал». Для остальных веществ допустимые концентрации в воде озера и его притоков определяются фоновыми концентрациями этих веществ в озере Байкал и его притоках.

1.	Ион ртути	
2. 	Ион свинца	
3.	Ион меди	
4.	Ион кадмия	
5. 	Ион никеля	
6.	Ион хрома	
7.	Ион мышьяка	
8.	Фосфор в органической и минеральной форме	
9.	Азот в органической и минеральной форме	
10.	Хлороформ	
11.	Формальдегид	
12.	Фурфурол	
13.	Скипидар	
14.	Метанол	
15.	Лигнин сульфатный	
16.	Резорцин	
17.	Ацетон	
18.	Фторид-анион	

Приложение 4
Перечень веществ категории «умеренно опасные» для уникальной экологической системы озера Байкал
Для веществ, сброс которых разрешен в экосистему озера Байкал, концентрации в сточных водах определяются «нормативами допустимых воздействий на экологическую систему озера Байкал». Для остальных веществ допустимые концентрации в воде озера и его притоков определяются фоновыми концентрациями этих веществ в озере Байкал и его притоках.

1.	Натрий	
2. 	Калий	
3.	Кальций	
4.	Магний	
5. 	Железо	
6.	Алюминий	
7.	Марганец	
8.	Молибден	
9.	Кобальт	
10.	Барий	
11.	Ванадий	
12.	Селен	
13.	Стронций	
14.	Кремний	
15.	Хлорид-анион	
16.	Сульфат-анион	
17.	Метилмеркаптан	
18.	Диметилсульфид	
19.	Диметилдисульфид	
20.	Фенол