Экологические критерии. Что такое экологический критерий

Экологическая безопасность -это состояние защищенности жизненно важных экологических интересов человека и прежде -всего его прав на благоприятную окружающую природную среду.

Научной основой экологической безопасности населения и

рационального природопользования служит теоретическая экология., в«

частности принципы поддержания гомеостаза экологических систем и сохранение экзистенционного потенциала.

Экосистемы имеют следующие пределы такой экзистенции (существования), которые нужно учитывать при антропогенных воздействиях.

Пределы устойчивости:

1)к негативному антропогенному воздействию(например, влиянию
пестицидов)

2) против стихийных бедствий

3) гомеостаза-способности к саморегуляции

4) способность к самовосстановлению.

Для экосферы и ее частей основным критерием

Экологической iбезопасности может служить уровень или степень соответствия общей антропогенной нагрузки на территорию ее экологической техноемкости -предельной выносливости по отношению к повреждающим техногенным воздействиям. Для отдельных экологических систем главными критериями безопасности выступают целостность, сохранность, их видового состава, биоразнообразия и структуры внутренних взаимосвязей.

Для индивидуумов главными критериями безопасности

Являются сохранение здоровья и нормальная жизнедеятельность.

Помимо медико-биологических критериев существуют технические критерии безопасности, определение которых основано на использовании

пространственно-временной функции риска, которая характеризует поле

риска вокруг технического источника.

Экологически приемлемый риск. Оценка экологического риска.

Экологический риск - это оценка на всех уровнях вероятности появления негативных изменений в окружающей среде, вызванных, антропогенным или иным воздействием. Под экологическим риском

понимают также вероятностную меру опасности причинения вреда природной среде в виде возможных потерь за определенное время.

Вред природной среде при различных антропогенных и стихийных
воздействиях неизбежен, однако он должен быть сведен до минимума и быть
экономически оправданным. Любые хозяйственные или иные решения должны
приниматься с таким расчетом, чтобы не превышать пределы вредного
воздействия на природную среду. Хотя пределы эти установить очень сложно.
Поэтому расчеты экологического риска должны быть вероятностными и
многовариантными, с выделением риска для здоровья человека и природной
среды.

Оценка экологического риска-это процесс определения вероятности развития неблагоприятных эффектов со стороны биогеоценозов, в результате изменения среды, происходящих под влиянием хозяйственной деятельности человека. В большинстве случаев оценка экологического риска носит качественный или

описательный характер. План проведения оценки экологического риска включает следующие этапы:

1. Формулировка проблемы

2. Анализ экологической ситуации

3. Обработка данных, формирование выводов. Различают три главные составляющие экологического риска:

Оценку состояния здоровья человека и возможного числа жертв

Оценку состояния биоты по биологическим показателям

Оценку воздействия загрязняющих веществ на человека и окружающую

Помимо оценки риска, необходимо принимать целый комплекс решений (политических, социальных, технических и экономических), направленных" на снижение величины риска до приемлемого уровня. Превышение пределов допустимого экологического риска должны пресекаться по закону.

Фактор экологического, риска существует на любых предприятиях, независимо от мест их расположения. Однако существуют регионы, где, в сравнении с благополучными районами, во много раз превышены вероятность проявления негативных изменений в экосистеме и как следствие, повышаются величины риска потери здоровья и жизни для человека. Эти

регионы получили название зон повышенного экологического риска.

В пределах регионов повышенного экологического риска выделяют зоны:

1) хронического загрязнения окружающей среды

2) повышенной, экологической опасности. 3) чрезвычайной экологической ситуаций и 4)экологического бедствия.

Зонами экологического бедствия называются территории, на которых произошли необратимые изменения окружающей среды, повлекшие за собой существенное ухудшение здоровья населения, разрушение естественных i экосистем, деградацию флоры и фауны.

«Основы медицинской экологии. Человек как экологический фактор. Особенности возникновения и профилактики экологически зависимых

Заболеваний»

1. Известно, что примерно 30% городского населения подвергаются существенному шумовому воздействию (уровень шума 55-70 дБ)

1. Какой предельно допустимый уровень шума в городах (днем и ночью)?

2. Перечислите основные источники шума?

3. Назовите негативные последствия для организма человека, которые может вызвать повышение шума в городах?

4. Какие меры необходимо предпринимать для защиты жителей от шумового воздействия?

2. В летнее время года в крупных мегаполисах, особенно расположенных в низинах, часто возникает так называемый «лос-анжелесский» или фотохимический тип смога.

1. Отметьте причины его возникновения?

2. Укажите его основные компоненты.

3. Каково их патогенное действие на организм человека?

Жители одного из крупных промышленных городов почувствовали недомогание, слабость, сонливость. У некоторых наблюдалась одышка, учащенное сердцебиение. В результате острой дыхательной и сердечной недостаточности 4 тыс. человек погибли, 10 тыс. человек заболели. Причиной таких патологических состояний стал так называемый «лондонский» смог.

1. Назовите причины его возникновения.

2. В какое время года он возникает?

3. Какие вещества наиболее часто входят в его состав?

4. Какое действие оказывает каждый из этих компонентов на организм человека?

4. В связи с бурным развитиемтелевидения, радио, сотовой связи на
организм человека мощное воздействие оказывает электромагнитное
излучение.

1. Какое негативное влияние может оказывать ЭМИ на организм человека?

2. Укажите диапазон, в котором ЭМИ может изменять проницаемость клеточной мембраны?

3. Какие проявления со стороны сердечно-сосудистой, нервной системы и органов зрения характерны для длительного воздействия ЭМИ?

4. Кто наиболее подвержен влиянию этих излучений?

5. Одним из постоянных компонентов дыма ТЭЦ, является пятиокись
ванадия (V2O5). По характеру поражения органов и тканей соединения
ванадия могут быть отнесены к ядам общетоксичного действия.

1. Назовите основные пути поступления этого вещества в организм человека.

2. Отметьте, в каких районах г. Самары его содержание особенно повышено.

3. Какое патогенное действие на организм человека?

6. Одним из основных источников загрязнения атмосферы в крупных
мегаполисах является автотранспорт.

1. Перечислите основные компоненты выхлопных газов автомобилей.

2. Какое патогенное действие оказывает каждый из этих компонентов на организм человека?

7. Одним из наиболее загрязненных районов г. Самары является
Кировский район.

1. Назовите основные источники загрязнения, сосредоточенные в этом районе.

2. Перечислите основные для этого района экотоксиканты.

3. Каков характер влияния на организм приоритетных ксенобиотиков для данного района?

8. В процессе сжигания топлива на ТЗД в атмосферу выделяется дым,
содержащий продукты неполного сгорания (оксиды углерода, серы, азота,
углеводороды и т.д.) и полного сгорания (диоксид углерода и пары воды).

1. К каким последствиям может привести увеличение содержания этих веществ в атмосфере?

2. Укажите, каким патогенным действием обладает оксид углерода?

3. Возможно ли, что увеличение восприимчивости организма к вирусным и бактериальным инфекциям связана с повышением в атмосфере оксида углерода?

9. Бенз(а)перен относится к веществам обладающим мутагенным и
канцерогенным действием. Среди загрязнителей воздуха его доля
составляет 50%. Основным источником его поступления в атмосферу -
выхлопные газы автомобилей.

1. Укажите другие источники поступления бенз(а)перена в атмосферу?

2. Какие пути поступления бен(а) перена в организм человека?

3. Укажите механизм патогенного действия этого вещества?

10. Известно, что одной из причин развития йоддефицитных состояний
человека является недостаток йода в почве, воде и продуктах питания.

1. Является ли Самарская область йоддефицитной провинцинцией?

2. Какие изменения в организме человека могут быть связаны с недостатком йода?

3. Перечислите продукты питания содержащие йод в большом количестве.

4. Назовите основные меры профилактики йоддефицитных заболеваний у населения.

Под качеством окружающей среды понимается степень соответствия её характеристик потребностям людей и технологическим требованиям. В основу всех природоохранных мероприятий положен принцип нормирования качества окружающей среды. Это означает установление нормативов (показателей) допустимых воздействий человеком на окружающую среду.

Критерии оценки окружающей среды. В инженерно-экологических исследованиях для анализа структурно-функциональной зависимости компонентов в сообществе и биогеоценозах применяют количественные и качественные показатели . При проведении экологических исследований, в первую очередь, выявляют определяющие факторы, а затем происходит количественная и качественная их оценка. Устанавливаются, также нормативные показатели как характерные и типичные признаки обеспечения научно-обоснованного использования для охраны природных ресурсов и включают стандарты, нормы и нормативы .

Стандарты – это нормативно-технический документ, устанавливающий комплекс норм, правил, требований, обязательных для исполнения в определенных областях деятельности (ГОСТ 1.06-68).

Норма – это максимально допустимое количество используемого ресурса, необходимое для производства единицы продукции требуемого качества, или выбрасываемого в природную и окружающую среду человека.

В связи с конкретным продуктом различают нормы водопотребления, добычи, выброса, загрязнения, изъятия ресурсов, осушения, промысла, санитарно-гигиенические, содержание твердых и вредных веществ в вентиляционных выбросах, стока и сбросных водах и т.д.

Норматив – это поэлементная составляющая нормы, характеризующая удельный расход природных ресурсов в основных и вспомогательных процессах, размеры безвозвратного потребления и потерь.

В настоящее время практически все производства имеют экологические нормативы, то есть обязательные рамки сохранения структуры и функций экосистемы, биогеоценоза и биосферы в целом, а также всех экологических компонентов, которые жизненно необходимо учитывать при хозяйственной деятельности человека.

При применении экологических нормативов следует учитывать факторы неопределенного риска и принцип неполноты информации.

В зависимости от уровня прогрессивности нормы разрабатываются по двум показателям: балансовому и оценочному . Балансовые нормы (первый уровень прогрессивности) определяют максимально допустимое количество ресурса, потребляемое для изготовления единицы продукции в условиях данного производства, и рассчитываются по данным технической и технологической документации. В соответствии с балансовыми нормами определяются плановые показатели предприятий, устанавливаются лимиты расхода ресурсов, проводятся уточнения баланса ресурсов по разным уровням, осуществляется контроль за эффективностью использования ресурсов. С помощью оценочных норм (второй уровень прогрессивности), разработанных на основании опыта отечественных и зарубежных предприятий по повышению эффективности использования и охраны природных ресурсов, устанавливаются производственные задания, разрабатываются критерии оценки хозяйственной деятельности и перспективные нормы. В соответствии с периодами действия норм производят их разделение на текущие и перспективные с соответствующим их отображением в показателях предприятия.

Нормативные показатели устанавливаются в целом по отрасли, а при их отсутствии – отдельно для каждого предприятия.

Фактические показатели отражают современный уровень эффективности использования и охраны природных ресурсов и служат исходными данными при анализе состояния природной среды и прогноза его изменения, а также при расчете количественных характеристик.

Предельно допустимые концентрации вредных веществ. Классификация инженерно-экологических показателей возможна на основе концепции о предельно допустимой экологической нагрузке на природную среду при воздействии на нее производства. Неотъемлемой составной частью этой концепции является нормирование санитарно-гигиенических и экологических условий путем установления предельно-допустимых концентраций (ПДК), то есть такого количества вредного вещества в окружающей человека среде, которое при постоянном контакте с человеком и при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияет на здоровье человека и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства. В последнее время при определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнителей на здоровье человека, но и воздействие этих загрязнителей на диких животных, растения, грибы, микроорганизмы, а также на природные сообщества в целом.

За пороговуюконцентрацию содержания загрязнителя в воздухе принимается такая концентрация, которая вызывает изменения в характеристике безусловного рефлекса у кроликов при 40-минутном воздействии.

С гигиенической точки зрения, качество природной и окружающей человека среды определяется совокупностью физических, химических, биологических и социальных факторов, влияющих на человека в целом и на его здоровье в особенности. Качество природной и окружающей человека среды оценивается путем сравнения ее фактического состояния с нормативом, который устанавливается на основе концепции пороговой концентрации. Исходя из этой концепции, в настоящее время разработано свыше 1000 значений ПДК для загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, 800 – в воде, 30 – в почве, нормативы уровня шумов, интенсивности ионизирующего излучения, степени освещенности и вибрации.

Ведутся исследования и по определению допустимых концентраций веществ при воздействии на растения и животных. На этой основе рассчитываются инженерно-экологические показатели, которые подразделяются на: производственные (предельно допустимый выброс (ПДВ); предельно-допустимый сброс (ПДС) и др.), санитарно-гигиенические (предельно допустимая концентрация (ПДК), остаточное допустимое количество (ОДК), ориентировочно безопасный уровень вещества (ОБУВ) и др.), экологические (предельно допустимое нарушение (ПДН)).

В общем смысле под экологическим нарушением понимается отклонение от обычного состояния экосистемы любого иерархического уровня ее организации, которое может произойти в одном из экологических компонентов или в системе в целом.

Санитарно-гигиенические показатели устанавливают исходя из требований экологической безопасности населения.

К ним относятся, в первую очередь, ПДК загрязняющих веществ в воздухе, воде, почвах и продуктах питания, на основе которых устанавливаются нормы предельно допустимых выбросов (ПДВ) и сбросов загрязняющих веществ в воздух и водоемы. Имеется большое число нормативов разработанных для различных сред: около 1500 для загрязняющих веществ в водоемах, более 500 веществ и 56 смесей по типу суммации для воздуха.

Контроль в процессе мониторинга ведет к следующим направлениям:

1. Наблюдению должны подлежать вещества, выброс и распределение которых имеет массовый характер. К ним относятся: диоксид серы, пыль, оксиды углерода – для атмосферы; для поверхности водоемов – нефтепродукты, фенолы, соединения тяжелых металлов; для почвы – пестициды. Их содержание должно соответствовать неравенству: ;

2. Наблюдения должны охватывать наиболее токсичные соединения. В воздухе ПДК таких соединений не превышает 5 мкг/см 3 (ванадий, сернистый свинец, ацетофенолы и др.), в водоемах – 2 мкг/л (соли бериллия, ртути и т.д.).

При наличии нескольких токсических веществ определяют суммарный показатель и должно выполняться неравенство: ,

где С i фактическая концентрация i -го загрязнения.

Санитарно-гигиенические показатели соответствуют своему назначению частично, т.к. ПДК территориально не дифференцированы. Санитарно-гигиенические нормы устанавливают исходя из влияния на организм человека, не учитывая реакцию других организмов.

Экологические критерии – рассматриваются как мера антропогенного воздействия на экосистемы и ландшафты, при котором их состояние не выходит за пределы собственных изменений. Выделяют две основные группы экологических показателей – покомпонентные и комплексные.

Покомпонентные относятся индикаторы состояния воздуха, воды, почв и биогеоценотического покрова в целом. Особое место занимают биоиндикаторы, по которым можно судить о состоянии окружающей среды. В качестве экологических показателей выступают жизненность и продуктивность вида или сообщества, видовое разнообразие, присутствие или отсутствие вида и т.д. По их колебанию устанавливают изменение природных комплексов под влиянием естественных и антропогенных факторов.

Ко второй группе экологических критериев относятся суммарные (интегральные) показатели, характеризующие природные системы в целом. Их получают нахождением интегральных индикаторов. Расчет производится по формуле:

,

где X s – суммарный индикатор; n - число покомпонентных нормативов; X i – норматив состояния компонентов; K i – весовой коэффициент норматива.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое экологический мониторинг? Каковы цели и задачи экологического мониторинга?

2. Какие основные типы направления выделяют в экологическом мониторинге?

3. Что является объектом изучения экологического мониторинга?

4. Назовите основные виды экологического мониторинга.

5. Что такое глобальная система мониторинга окружающей среды (ГСМОС)? Что является объектом и параметром наблюдений (ГСМОС)?

6. Какие критерии качества окружающей природной среды (ОПС) существуют?

7. Дайте определение терминам «стандарт», «норма», «норматив». Какие виды нормативов бывают?

8. Что понимают под «предельно допустимой концентрацией», «пороговой концентрацией»?

9. Как осуществляется контроль за ОПС?

10. Какие показатели учитываются при оценке ОПС и как их рассчитать?

Следует отметить, что понятие «природная среда» мало подх дит для условий, окружающих человека в городе. Выброс з грязняющих веществ в воздушный бассейн, высокое тепловыдел ние, изменение условий поглощения и отражения солнечной р~ диации, деградация (вплоть до полного разрушения) почв, обе нения флоры и фауны, высокая запыленность территории, за грязнение водоемов, водотоков и донных отложений, воздейств шумовых источников и электромагнитных излучений и другие фа

6.1.3. Интегральные показатели техногенных воздействий

В Российской Федерации на уровне нормативного документа существуют только несколько схем индикации состояния среды. Это прежде всего критерии устойчивого лесопользования и «Кри­терии оценки экологической обстановки территорий для выявле­ния зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологиче­ского бедствия».

В этом документе предусмотрен единый подход, позволяющий классифицировать обследуемые территории с их спецификой по степени экологического неблагополучия и определен порядок по­этапного проведения оценки экологического состояния террито­рии. Нормативный документ не предназначен для использования как региональная система индикаторов (РСИ), но подбор инди­каторов из имеющегося списка позволяет придать им юридиче­ский статус гораздо быстрее, чем для вновь разработанных пока­зателей.

Ниже дается аннотированный обзор данных нормативов и пе­речень выбранных для схемы региональных экологических инди­каторов (РЭИ). В соответствии с «Критериями...» экологическая обстановка классифицируется по возрастанию степени экологи­ческого неблагополучия в городах и на территориях следующим образом:

относительно удовлетворительная;

напряженная;

критическая;

кризисная (зона чрезвычайной экологической ситуации);

катастрофическая (зона экологического бедствия).

Экологическая оценка изменения среды обитания в городе ха­рактеризуется:

состоянием здоровья населения;

уровнем загрязнения атмосферного воздуха (химического, био­логического);

уровнем загрязнения питьевой воды и источников питьевого и рекреационного назначения (химического, биологического);

загрязнением почв селитебных территорий (химическое, био­логическое, радиоактивное);

системой обращения с отходами.

Экологическая оценка изменения природной среды террито­рии характеризуется:

уровнем загрязнения воздушной среды;

загрязнением водных объектов, истощением ресурсов вод, де­градацией водных экосистем;

степенью деградации почв;

уровнем угнетения растительности;

биоразнообразием животного мира.

Таблица 6

Пример оценки процесса эвтрофикации по индикаторам «воздействие-состояние-отклик»

фикации отражают индикаторы состояния в уязвимых участк экосистем: мелководьях, зонах замедленного водообмена, коне ных водоемах стока.

Наконец, эффективность борьбы с эвтрофикацией характер зуют индикаторы отклика экосистем на защитные меры, котор! наглядно показывают, какие результаты достигнуты (табл. 6.2).

Для избежания конфликтных ситуаций и конфронтации нео ходимо отразить все отраслевые и государственные интересы водопользовании, установив лимиты забора воды; количес~~ воды, которое обязательно остается в живом стоке реки (и может быть изъято) во временном разрезе и по створам ре плату за воду как ресурс, создание необходимых условий образ вания стока на территории бассейна; плату за осуществление во доохранных мероприятий; систему сбора платы всех видов * штрафных санкций за загрязнение поверхностных вод; меропри; ятия по предотвращению ухудшения гидрологического состоя ния реки и водосбора; контроль объема и качества стока в погра ничных створах.

Загрязнение воздушной среды. Основными показателями загря^ нения атмосферного воздуха, характеризующими воздействие природную среду (растительность, почвы, поверхностные и по* земные воды), являются критические нагрузки и критические уро^ ни загрязняющих веществ. Под ними понимают максимальные зн~; чения выпадений или соответственно концентраций в атмосфе; ном воздухе загрязняющих веществ, которые не приводят к вре; ным воздействиям на структуры и функции экосистемы в долг временном плане. Критические уровни, максимально допустимь дая серы и азота, опубликованы в 1995 г. для всех стран Европы ЕМЕП-сети (сети панъевропейской программы мониторинга окр> жающей среды) 150 х 150 км. В табл. 6.3 приведены критичесь значения диоксида серы, диоксида азота, фторида водорода озона, влияющих на наземную растительность, а также кр* ческие нагрузки по соединениям серы, азота и ионов водород влияющие на лесные и водные экосистемы для европейской ча; ти России.

Оценка качества атмосферного воздуха в нашей стране пров: дится по двум наиболее широко используемым критериям: индег су загрязнения атмосферы (ИЗА) и комплексному показателю за рязнения атмосферного воздуха (Р).

Индекс загрязнения атмосферы рассчитывается по пяти осно: ным загрязняющим веществам (сумма средних концентраций, но^ мированных на среднесуточные ПДК, с учетом класса опасности; Применяется пятибалльная шкала оценок: удовлетворительная а туация (ИЗА < 5), относительно напряженная (ИЗА от 6 до 15" существенно напряженная (ИЗА от 16 до 50), критическая (ИЗ* от 51 до 100), катастрофическая (ИЗА свыше 100).

Комплексный показатель Р рассчитывается по среднегодовь концентрациям для любого числа ингредиентов по аналогичны: принципам с применением коэффициента изоэффективност класса опасности веществ и с учетом эффекта частичной сумма ции их токсического действия. Его значения табулированы от д: пустимого уровня загрязнения до состояния экологического бел ствия.

Загрязнение водных объектов. В качестве основных показателе; оценки состояния поверхностных вод выбраны токсичные, пр? оритетные загрязняющие вещества, в том числе обладающие свой ствами накопления в органах и тканях гидробионтов. Критер* оценки степени химического загрязнения поверхностных вод пр стабильном сохранении химического загрязнения в течение тре лет приведены в табл. 6.4. Широко применяется ПХЗ-10 - форма лизованный суммарный показатель химического загрязнения во. Он рассчитывается как сумма значений концентраций, норми ванных на ПДК рыбохозяйственных водоемов, для 10 загрязня щих веществ с максимальным превышением ПДК.

Расчет ГТХЗ-10 производится по формуле

ПХЗ-10 = Q/ПДК, + С 2 /ПДК 2 + Сз/ПДКз + ...

где С/ - концентрации химических веществ в воде; ПДК, - пре­дельно допустимая концентрация для 10 веществ в рыбохозяйствен-ных водоемах.

Коэффициент донной аккумуляции (КДА) определяется по формуле

КДА=С Д. 0 /С В,

где Сд.о иС в - концентрации загрязняющих веществ соответствен­но в донных отложениях и в воде.

Коэффициент накопления в гидробионтах К н рассчитывается по формуле

К н = С г /С в,

где С г - концентрация загрязняющих веществ в гидробионтах.

Усредненные значения критической концентрации некоторых загрязняющих веществ, мг/л:

Медь................................................................ 0,001-0,003

Кадмий............................................................. 0,008-0,02

Цинк................................................................... 0,05-0,1

Хлорированные углеводороды:

ПХБ............................................................................ 0,005

Бенз(а)пирен............................................................. 0,0005

При оценке состояния водных экосистем достаточно надежны­ми показателями являются характеристики состояния и развития всех экологических групп водного сообщества. На практике оценка этих индикаторов представляет значительные сложности из-за на­рушения радов наблюдений и малого числа точек наблюдений. Основные показатели по фито- и зоопланктону, а также по зоо-бентосу, характеризующие степень деградации пресноводных эко­систем, представлены в табл. 6.5.

В системе Роскомгидромета для оценки состояния поверхност­ных водных объектов применяется индекс загрязнения воды (ИЗВ). С его помощью сравнивают водные объекты между собой, харак­теризуют изменения качества воды. Это сумма нормированных к ПДК значений концентрации шести главных поллютантов: в ка­честве обязательных - БПК5 и растворенный кислород, а также четыре ингредиента с максимальными значениями.

Оценка качества воды базируется на сравнении со шкалой из семи градаций: от «очень чистая» (ИЗВ < 0,3) до «чрезвычайно грязная» (ИЗВ > 10,0). Она дополняется санитарными показателя­ми (коли-индекс, патогенные микроорганизмы).

Таблица 6.4 Критерии оценки степени химического загрязнения поверхностных вод

* ПХЗ-10 - формализованный суммарный показатель химического загрязнения вод для 10 максимально превышающих ПДК

Зования. В оценке экологического состояния почв основными по­казателями степени экологического неблагополучия являются кри­терии физической деградации, химического и биологического заг­рязнения. Также в качестве критерия экологического состояния территории используют площадь выведенных из землепользова­ния угодий в результате деградации почв (эрозия, дефляция, вто­ричное засоление, заболачивание). За комплексный показатель заг­рязнения почвы принимают фитотоксичность - свойство загряз­ненной почвы подавлять прорастание семян, рост и развитие выс­ших растений (тестовый показатель).

Признаком биологической деградации почв является снижение жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, о котором мож­но судить по уменьшению уровня активной микробной биомассы, а также по более распространенному, но менее точному показате­лю - дыханию почвы. Кратность превышения предельно допусти­мых норм загрязняющих веществ в почве оценивается по их под­вижным (растворимым) формам. Радиоактивное загрязнение оце­нивается по мощности экспозиционной дозы (мкР/ч) и степени радиоактивного заражения (Бк/м 2).

Для оценки химического загрязнения широко используется показатель суммарного загрязнения почв Z c . Градации значений этого показателя были табулированы для следующих восьми эле­ментов: Си, Zn, Pb, Cd, Ni, Fe, Co, Hg, а категории загрязне­ния, сопоставленные с показателями здоровья населения, были утверждены в 1989 г. Главным санитарным врачом СССР в каче­стве нормативного документа. С тех пор оценка загрязнения почв по значениям Z c выполняется неккорректно (для произвольного набора поллютантов).

Изменения геологической среды. Геодинамические показатели деформации геологической среды с экологическими последствия­ми могут быть представлены в форме интенсивности и масштаба проявления современного напряженно-деформированного состо­яния верхних частей литосферы. Эти показатели определяются параметрами критических скоростей деформации и масштабом ожидаемого сейсмического эффекта. В качестве предельного кри­тического уровня геодинамического воздействия объектов исполь­зуется величина деформации 0,00001 отн. ед., которая применя­ется при оценке аномальных техногенных деформаций. Предель­ный (критический) уровень деформации 0,00001 отн. ед. может быть достигнут в локальных зонах в течение 15 - 30 лет. Эти сроки соизмеримы с минимальными сроками эксплуатации особо ответ­ственных объектов и сооружений. Нарушение их функционирова­ния может привести к критическим экологическим последствиям. Уровень деформации 0,0001 отн. ед. приводит к таким нарушениям геологической среды, что районы с этими нарушениями можно отнести к зонам геологического бедствия.

Критерии оценки состояния пресноводных экосистем* v

* ГОСТ 17.1.3.07-82 «Охрана природы, гидросферы. Правила контроля ка~ ства воды водоемов и водотоков»; Руководство по методам биологического ан~ за поверхностных вод и донных отложений / Под ред. В. А. Абакумова. - Л.: Гид-метеоиздат, 1983.

Сокращение ресурсов поверхностных вод. В качестве основно показателя оценки степени истощения водных ресурсов прик норма безвозвратного изъятия поверхностного стока. Норма - предельно допустимый объем безвозвратного изъятия повер ностного стока, составляющий 10-20 % среднемноголетнего зн чения естественного стока.

Безвозвратное изъятие поверхностного стока включает безвоз ратное водопотребление в коммунальном хозяйстве, промышле ности, теплоэнергетике, сельхозводоснабжении, орошении и п мышленном рыбоводстве с учетом потерь на испарение, межб сейновой переброски стока рек и др. Оценка его объема провод ся для замыкающих створов рек.

Загрязнение подземных вод. Загрязнение подземных вод на уч стках зоны влияния хозяйственных объектов характеризуется ко центрацией загрязняющих веществ и площадью области загрязн ния. Оценивается содержание нитратов, фенолов, тяжелых ме лов, нефтепродуктов, хлорорганики, бенз(а)пирена.

Загрязнение и деградация почв. Выбор критериев экологическ оценки состояния почв определяется спецификой их местопол жения, генезисом, буферностью, а также разнообразием испо

Бищной растительности). Изменение проективного покрытия про­исходит в результате антропогенного воздействия на раститель­ность разных типов, главными из которых являются механичес­кое нарушение фитоценоза (выпас, рекреация и т.д.) и хими­ческое воздействие, приводящее к изменению жизненного со­стояния видовых популяций через изменение процессов метабо­лизма и водного баланса.

Уменьшение запаса древесины основных лесообразующих по­род свидетельствует о процессе деградации лесных экосистем в результате неудовлетворительной лесохозяйственной деятельно­сти.

Лесные пожары являются опасным фактором, приводящим к деградации значительных площадей лесных экосистем. Обширные гари, на которых лес не восстанавливается в течение, как мини­мум, 10 лет, являются признаком необратимых изменений в эко­системе.

Изменения качественных и количественных характеристик рас­тительного покрова могут быть объективно интерпретированы толь­ко в сравнении с естественным состоянием растительных сооб­ществ. При этом под фоновыми понимают относительно ненару­шенные участки, аналогичные по своим природно-ландшафтным характеристикам исследуемой территории.

Зооценозы. Критерии и индикаторы состояния животного мира рассматриваются на уровне зооценоза или популяций отдельных животных. При расчете изменений разнообразия как критерия оце­нок состояния зооценоза в целом необходимо учитывать, что дан­ный критерий связан с оценкой обилия, а численность многих животных подвержена циклическим изменениям.

За временной шаг для оценки принимают десятилетние перио­ды сравнения. Индикатором могут быть как массово гнездящиеся птицы, так и, напротив, относительно редкий вид, имеющий эко-топически узкий диапазон условий обитания (например, черный коршун).

При оценке изменения плотности популяции видов - индика­торов антропогенной нагрузки - необходимо учитывать их раз­личную реакцию на воздействие: популяции устойчивых видов будут увеличивать свою численность, а популяции видов, чувствитель­ных к антропогенной нагрузке, - уменьшать ее.

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-13

В качестве критериев могут выступать показатели исходно­го состояния наблюдаемых объектов, их естественные (фоновые) характеристики, а также различные нормативные показатели, характеризующие допустимые меры воздействия человека на при­родные системы.

Критерии оценки экологического состояния можно разделить на покомпонентные (частные) и комплексные (суммарные, ин­тегральные). Они должны выражать наиболее существенные при­знаки состояния компонентов природной среды и их закономер­ных сочетаний в виде территориальных и аквальных гео- и экоси­стем. Необходимость использованияпокомпонентных критериев связа­на с тем, что во многих случаях оценить природный комплекс в целом очень трудно, не оценив его отдельных сторон. Потреб­ность же в комплексных показателях возникает тогда, когда необ­ходимо дать оценку состояния гео- и экосистем не по одному свойству, а по сочетанию одновременно нескольких свойств. Оп­тимальным следует считать совместное использование покомпо­нентных и комплексных критериев.

В настоящее время в практике оценочных исследований в каче­стве признаков для сравнения чаще всего применяют норматив­ные показатели - санитарно-гигиенические и экологические кри­терии.

Санитарно-гигиенические критерии устанавливают исходя из требований экологической безопасности населения (т.е. приме­нительно к здоровью человека). К ним в первую очередь относят­ся:

нормы предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязня­ющих веществ в воздухе, водах, почвах и продуктах питания. ПДК - это мак­симальная концентрация веществ, не влияющая негативно на здо­ровье людей настоящего и последующих поколений при воздей­ствии на организм человека в течение всей его жизни

нормы предельно допустимых выбросов (ПДВ) в воздух;

нормы предельно допустимых сбросов (ПДС) в водоемы.

ПДВ и ПДС – это максимальные объемы поступающих веществ в единицу времени (соответственно в воздух и водоемы), которые не ведут к превышению их ПДК в сфере влияния источника загрязнения.

В каждом конкретном случае эти объемы рассчитывают исходя из производственных мощностей изучаемого источника загрязнения и данных о вредных последствиях выделяемых ингредиентов. В настоящее время разработано большое число нормативов допусти­мого содержания веществ и энергии различного происхождения (химических, физических, биологических). Только ПДК химиче­ских веществ установлено в воде около 1500, в атмосферном воз­духе - более 450, в почве - более 100.

Степень загрязнения природной среды принято оценивать по кратности превышения ПДК, ПДВ и ПДС, классу опасности (ток­сичности) веществ, допустимой повторяемости концентраций заданного уровня, количеству загрязняющих веществ. В случае од­новременного присутствия нескольких загрязняющих веществ (что весьма распространено) используются так называемые суммар­ные показатели. Так, при наличии веществ с одинаковой степе­нью вредности суммарный показатель загрязнения С s может быть определен по следующей формуле:

С s = S C i / ПДК i

Где С I - фактическая концентрация i -го загрязнителя.

Санитарно-гигиенические критерии, несмотря на широкое их применение в практике природопользования, лишь частично от­вечают требованиям экологической оценки. Значения ПДК тер­риториально не дифференцированы, они не учитывают влияния реальной физико-географической ситуации (климат, геохими­ческие условия, состав природных вод и др.). При их разработке часто не принимаются во внимание процессы превращения за­грязняющих веществ при переходе из одной среды в другую, их миграционные свойства, способность накапливаться в отдель­ных компонентах экосистем и вызывать вторичное загрязнение. Наконец, санитарно-гигиенические нормы, установленные при­менительно к организму человека, не учитывают свойств других организмов. Допустимые для человека уровни загрязнения могут привести к нарушению состояния многих видов растений и жи­вотных, а соответственно их сообществ и экосистем в целом. По­следствия антропогенных изменений природы связаны не только с загрязнением среды, но и с другими формами трансформации (например, механическим нарушением структуры гео- и экосис­тем). В связи с этим для оценки состояния окружающей среды наряду с ПДК, ПДВ и ПДС необходимо использовать и экологи­ческие критерии.

Экологические критерии - структурно-функциональные пока­затели гео- и экосистем, характеризующие их естественное или измененное состояние .

Для части из них установлены экологиче­ские нормативы - максимальные величины нагрузок на гео- и экосистемы, при которых их основные структурно-функциональ­ные характеристики (продуктивность, интенсивность биологического круговорота, видовое разнообразие, устойчивость и др.) не выходят за пределы естественных изменений.

Они призваны определить область и границы допустимого состояния природных систем и дозволенного воз­действия на них со стороны человека. Установлены нормативы сельскохозяйственного, лесохозяйственного, рекреационного воз­действия на гео- и экосистемы, но они имеют преимущественно производственную, а не экологическую направленность (нормы выпаса скота, внесение удобрений и пестицидов, величины рек­реационных нагрузок на ландшафты и др.). Слабо разработаны нормативы допустимых преобразовательных воздействий (распаш­ка, мелиорация, застройка земель), почти отсутствуют норматив­ные показатели, характеризующие функционирование гео- и эко­систем в условиях различных антропогенных нагрузок.

Покомпонентные экологические критерии используют для оценки состояния воздуха, почв, вод, биоты. К ним относятся такие показатели, как содержание диоксида углерода в атмосфер­ном воздухе и биогенных веществ в водах водоемов, процент де­градированных земель, содержание гумуса в почвах, лесистость территорий, видовое разнообразие растений и животных и мно­гие другие. По их колебанию можно с большой достоверностью установить изменения природных систем под влиянием как есте­ственных, так и антропогенных факторов.

К комплексным экологическим критериям относятся показа­тели, характеризующие состояние гео- и экосистем в целом. Они могут быть получены на основе суммирования покомпонентных критериев или путем нахождения общесистемных индикаторов. Один из способов получения суммарного показателя (X s) пред­ставляет собой расчет по следующей формуле:

X s = 1 / п S х I К I

где п - число покомпонентных критериев; х I - показатель ком­понента (в относительных величинах); К I - массовый коэффици­ент показателя.

Поиск общесистемных индикаторов состояния антропогенно­го изменения природной среды - сложная и еще нерешенная задача. Предложен ряд показателей , количественно характеризу­ющих структуру и функционирование гео- и экосистем:

Интенсивность биологического круговорота, оп­ределяемая как отношение массы ежегодной биологической про­дукции к общей биомассе;

Естественная способность гео- и эко­систем к самоочищению, обусловленную особенностями взаимо­связей и скоростью биологического круговорота;

Энерго-вещественный баланс природных систем и др.

В условиях городских геосистем показателем экологического состояния окружающей среды может служить здоровье населения (уровень младенческой смертности, врожденные аномалии развития новорожденных, заболеваемость детей и взрослых и др.).

Рассмотренные критерии дают возможность оценить степень и направление изменений природных комплексов и их компонен­тов как во времени, так и в пространстве. Временные (динамиче­ские) показатели характеризуют скорость нарастания неблаго­приятных изменений природной среды (например, скорость на­копления тяжелых металлов в почве, скорость прироста площадей эрозии и др.). Пространственные критерии характеризуют разме­ры ареалов, в пределах которых проявляются антропогенные на­рушения природных комплексов и их компонентов . Они могут быть выражены как относительными показателями (например, процент площади земель, выведенных из землепользования), так и абсо­лютными величинами (например, в виде площадей деградиро­ванных территорий).

Для оценки состояния окружающей среды с помощью рассмот­ренных критериев необходимо ранжировать их величины по не­скольким градациям относительно неизмененных или, наоборот, полностью нарушенных объектов исследования. Затем каждой гра­дации присваивается определенная степень благоприятности или неблагоприятности последствий изменения природных систем исходя из конкретных условий изучаемой территории.

Нормативы качества окружающей среды устанавливаются для оценки состояния окружающей среды в целях сохранения естественных экологических систем, генетического фонда растений, животных и других организмов.

Человек в процессе своей деятельности до 80 % своего времени проводит в закрытом помещении и около 20 % - на открытом воздухе. Поэтому оценка окружающей среды должна проводиться по критериям, характеризующим состояние как внешней окружающей среды, так и внутренней (помещения промышленных и гражданских зданий). Не вызывает сомнений, что между указанными средами имеется теснейшая связь (рис. 1.3).

Оценка качества окружающей природной среды проводится на основании установленных нормативов. Чем меньше пороговая величина нормативов, тем выше качество окружающей природной среды. Однако более высокое качество требует, соответственно, больших затрат, эффективных технологий и высокочувствительных средств контроля. Поэтому нормативы качества окружающей природной среды по мере подъема уровня общества имеют тенденцию к ужесточению.

Соблюдение установленных норм качества окружающей среды обеспечивает:

• экологическую безопасность населения;
• сохранение генетического фонда человека, растений, животных;
• рациональное использование и воспроизводство природных условий устойчивого развития хозяйственной деятельности.

Рис. 1.3.

В основу нормативов качества положены три показателя (рис. 1.4):

• 1) медицинский - санитарно-гигиеническое назначение (пороговый уровень угрозы здоровью человека, его генетической программе);
• 2) технологический - экологическое назначение (способность технически и экономически обеспечить выполнение установленных нормативов);
• 3) научно-технический - вспомогательное назначение (наличие и возможности средств контроля величин, установленных нормами).

Медицинский показатель нормирует предельные допустимые значения параметров, негативно влияющих на человека и его окружение. В первую очередь сюда относятся предельно допустимая концентрация вредных веществ и предельно допустимый уровень вредных физических воздействий. Как уже говорилось, предельно допустимая концентрация (ПДК) - это количество вредного вещества в окружающей среде, которое при постоянном или временном контакте за определенный период времени практически не влияет на здоровье человека и его потомство. В последнее время при определении ПДК учитывают не только воздействие на человека, но и на биоту в целом. ПДК не являются раз и навсегда установленными нормами: по мере развития общества их количество увеличивается, значения уточняются.

Рис. 1.4.

В основу токсикологической характеристики технологических процессов положены рекомендаций по изменению производственных процессов для уменьшения или исключения количества вредных выделений, санитарно-технические требования к планировке производственных помещений, технологическому оборудованию, в том числе очистному, а в случае необходимости и к индивидуальным средствам защиты. Данные требования и рекомендации основаны на понятии предельно допустимой концентрации вредных веществ в различных средах.

Воздушная среда:

ПДК р1 - предельно допустимая концентрация вещества в воздухе рабочей зоны , мг/м 3 . Это такая концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в пределах 8 часов в течение всего рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или обнаруживаемых современными методами исследования отклонений в состоянии здоровья настоящего и последующего поколений (рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих);

ПДК сс - предельно допустимая среднесуточная концентрация токсичного вещества в воздухе населенных мест, мг/м 3 , - концентрация, не оказывающая прямого или косвенного неблагоприятного воздействия на настоящие или будущие поколения, не снижающая работоспособность человека, не ухудшающая его самочувствие при неограниченно долгом (годы) вдыхании.

ПДК мр - предельно допустимая максимальная разовая концентрация веществ , мг/м 3 , - концентрация, не вызывающая при вдыхании в течение 20-30 мин рефлекторных реакций в организме человека (при том, что возникновение таких реакций зависит не только от содержания вещества в воздухе, но и от длительности вдыхания).

В настоящее время определены предельно допустимые концентрации в атмосферном воздухе для более чем 500 веществ. Значения ПДК мр и ПДК сс для наиболее часто встречающихся в атмосферном воздухе примесей приведены в табл. 1.4. В правой крайней графе таблицы приведены классы опасности веществ: 1 класс - чрезвычайно опасные, 2 класс - высокоопасные, 3 класс - умеренно опасные и 4 класс - малоопасные. Эти классы разработаны для условий непрерывного вдыхания веществ без изменения их концентрации во времени. В реальных условиях возможны значительные увеличения концентраций примесей, способные в короткий интервал времени привести к резкому ухудшению состояния человека.

Таблица 1.4. Предельно допустимые концентрации (ПДК) в атмосферном воздухе населенных мест

Водная среда:

ПДК в - предельно допустимая концентрация вещества в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования , мг/л. Эта концентрация не должна оказывать прямого или косвенного влияния на органы человека в течение всей его жизни, а также на здоровье последующих поколений и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования;

ПДК^ - предельно допустимая концентрация вещества в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей. Это предельный уровень загрязнения для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение мг/л.

Кроме того, установлены следующие интегральные показатели для воды в водоемах:

БПК - биохимическая потребность в кислороде - количество кислорода, использованного при биохимических процессах окисления органических веществ (исключая процессы нитрификации) за определенное время инкубации пробы (2, 5, 20, 120 суток), мг/л воды (БПК^ - за 20 суток, БПК $ - за 5 суток);

ХПК - химическая потребность в кислороде , определенная бихро- матным методом, то есть количество кислорода окисления всех восстановителей, содержащихся в воде, мг/л.

По отношению БПК/ХПК судят об эффективности биохимического окисления веществ.

ПДК п - предельно допустимая концентрация вещества в пахотном слое почвы , мг/кг. Эта концентрация не должна вызывать отрицательного прямого и косвенного влияния на здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы;

ПДК пр (ДОК) - предельно допустимая концентрация (допустимое остаточное количество) вещества в продуктах питания , мг/кг.

Если величина ПДК в различных средах не установлена, то действует временный гигиенический норматив ВДК (ОБУВ) - временно допустимая концентрация (ориентировочно безопасный уровень воздействия) вещества. Временный норматив устанавливается на срок не более 2-3 лет. Для токсичных веществ безопасная концентрация может быть определена в долях единицы:

где с - фактическая концентрация вещества в среде, с пдк - предельно допустимая концентрация.

Различные вещества могут оказывать сходное неблагоприятное (однонаправленное) воздействие на человека или его окружение. Например, существует эффект суммации для диоксида азота и формальдегида, фенола и ацетона, этанола и целой группы органических веществ. В этом случае степень влияния нескольких веществ S определяется так:

где с, с пдю. - соответственно, фактическая и предельно допустимая концентрация /-го вещества.

Если S > 1, то общее загрязнение превышает допустимые нормы.

Пример: допустим, что в воздухе концентрация фенола с. = 0,345 мг/м 3 , ацетона с ац = 0,009 мг/м 3 , а с^. = 0,35 мг/м 3 , с ПДКац = 0,01 мг/м 3 . Таким образом, для каждого из веществ указанное соотношение меньше 1:

но поскольку эти вещества обладают эффектом суммации, то общее загрязнение фенолом и ацетоном превысит предельно допустимое, так как

V I «44" 1ЩМЦ

Возможны случаи, когда источники выбросов и сбросов не превышают нормативов и ПДК отдельных, не однонаправленных загрязняющих веществ в окружающей среде, но в целом экологическая обстановка оценивается как критическая. Это происходит в случае усиления эффекта токсичности воздействия при взаимодействии различных веществ. Такой эффект называется синергизмом. Вопросы синергизма еще мало изучены, хотя необходимость этих знаний для защиты окружающей природной среды очевидна.

Технологический показатель определяет экологичность используемых технологий, применяемого сырья и готовой продукции. Его воздействие на окружающую среду определяют нормативы допустимой антропогенной нагрузки на окружающую среду (НДАН). Эти нормативы устанавливаются в соответствии с величиной допустимого совокупного воздействия всех источников на окружающую среду или на ее отдельные компоненты, и при их соблюдении обеспечивается устойчивое функционирование естественных экологических систем.

Нормативы допустимой антропогенной нагрузки на окружающую среду и нормативы качества окружающей среды определяют нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) для воздуха и предельно допустимых сбросов (ПДС) для водных объектов. ПДВ и ПДС устанавливаются путем расчета с учетом технологических нормативов и фонового загрязнения окружающей среды.

В исключительных случаях, когда по объективным причинам нельзя установить ПДВ или ПДС (освоение на действующих предприятиях новых видов производств, реконструкция предприятий и т. п.)> вводят временные лимиты на выбросы - временно согласованный выброс (ВСВ), и сбросы - временно согласованный сброс (ВСС) вредных веществ и микроорганизмов. Лимиты устанавливаются на период поэтапного достижения предельно допустимых выбросов и предельно допустимых сбросов при условиях соблюдения технологических нормативов и наличия утвержденного плана уменьшения выбросов вредных веществ в атмосферный воздух. Технологический норматив - норматив допустимых выбросов и сбросов веществ и микроорганизмов, который устанавливается для стационарных, передвижных и иных источников, технологических процессов, оборудования и отражает допустимую массу выбросов и сбросов веществ и микроорганизмов в окружающую среду в расчете на единицу выпускаемой продукции.

Технологический показатель тесно связан с градостроительными нормами и прежде всего с санитарными территориальными разрывами. Технологический показатель обобщенно можно представить в виде схемы взаимоувязанных и взаимоподчиненных связей (рис. 1.5).

Рис. 1.5.

Третью группу нормативов - научно-технический показатель (см. рис. 1.4) составляют вспомогательные мероприятия, включающие нормативы терминологии, организационные и правовые нормативы.