ДИАГНОСТИКА СОСТОЯНИЯ ЭКОСИСТЕМ

<

061414 2128 1 ДИАГНОСТИКА СОСТОЯНИЯ ЭКОСИСТЕМПод диагностикой понимают систему наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей среды. Основной принцип диагностики — непрерывное слежение.

Диагностика является важнейшей частью экологического контроля, которое осуществляет государство. Главная цель диагностики — наблюдение за состоянием экососистем и уровнем ее загрязнения. Не менее важно своевременно оценить и последствия антропогенного воздействия на биоту, экосистемы и здоровье человека, а также эффективность природоохранных мероприятий. Но диагностика — это не только слежение и оценка фактов, но и экспериментальное моделирование, прогноз и рекомендации по управлению состоянием окружающей природной среды.

По территориальному охвату различают три ступени или блока современного диагностики за экосистемами — локальный (биоэкологический, санитарно-гигиенический), региональный (геосистемный, природно-хозяйственный и глобальный (биосферный, фоновый). В программу биоэкологической (санитарно-гигиенического) диагностики, проводимого на локальном уровне входят наблюдения за изменением в различных сферах содержания загрязняющих веществ, обладающих канцерогенными, мутагенными и иными неблагоприятными свойствами. Постоянным наблюдениям подвергаются следующие загрязняющие вещества, наиболее опасные для природных экосистем и человека:

  • в поверхностных водах — радионуклиды, тяжелые металлы, пестициды, бенз(а)пирен, рН, минерализация, азот, нефтепродукты, фенолы, фосфор;
  • в атмосферном воздухе — оксиды углерода, азота, диоксид серы, озон, пыль, аэрозоли, тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды, бенз(а)пирен, азот, фосфор, углеводороды;
  • в биоте — тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды, бенз(а)пирен, азот, фосфор.

    Тщательно исследуют и такие вредные физические воздействия, как радиацию, шум, вибрацию, электромагнитные поля и др.

    Пункты экологических наблюдений располагают в местах концентрации населения и районах интенсивной его деятельности с таким расчетом, чтобы они контролировали основные линии связи человека (трофические и др.) с естественными и, искусственными компонентами окружающей среды. Это могут быть территории промышленно-энергетических центров, атомных электростанций, нефтепромыслов, агроэкосистем с интенсивным применением ядохимикатов и др.

    Таблица 1

    Система наземного мониторинга окружающей среды

    Ступени мониторинга

    Объекты мониторинга

    Характеризуемые показатели

    Локальный (санитарно-гигиени-ческий, биоэкологический)


     

    Приземной слой воздуха

    ПДК токсических веществ

    Поверхностные и грунтовые воды, промышленные и бытовые стоки и различные выбросы

    Физические и биологические раздражители (шумы, аллергены и др.)

    Радиоактивные излучения

    Предельная степень радиоизлучения

    Региональный (геосистемный, природно-хозяйственный)

    Исчезающие виды животных и растений

    Популяционное состояние видов

    Природные экосистемы

    Их структура и нарушения

    Агроэкосистемы


     

    Урожайность сельскохозяйственных культур

    Лесные экосистемы

    Продуктивность насаждений

    Глобальный (биосферный, фоновый)

    Атмосфера

    Радиационный баланс, тепловой перегрев, состав и запыление

    Гидросфера

    Загрязнение рек и водоемов; водные бассейны, круговорот воды на континентах

    Растительные и почвенный покровы, животное население

    Глобальные характеристики состояния почв, растительного покрова и животных. Глобальные круговороты и баланс СО2, О2′, и других веществ

     

     

    В составе биоэкологической (санитарно-гигиенического) диагностики состояния экосистем большое внимание уделяют наблюдениям за ростом врожденных дефектов в популяциях человека и динамикой генетических последствий загрязнения биосферы, в первую очередь мутагенами. Экологическую опасность их, трудно переоценить, ибо, как подчеркивают Д. П. Никитин и Ю. В. Новиков, «мутагены поражают самое драгоценное, что создано эволюцией живой материи, — генетическую программу человека, а также генофонды популяций всех видов животных, растений, бактерий и вирусов, населяющих биосферу».

    На региональном (геосистемном) уровне наблюдения ведут за состоянием экосистем крупных природно-территориальных комплексов (бассейнов рек, лесных экосистем, агроэкосистем и т. д.), где имеются отличия параметров от базового фона ввиду антропогенных воздействий. Изучают трофические связи (биологические круговороты) и их нарушения, оценивают возможность использования ресурсов природных экосистем в конкретных видах деятельности, анализируют характер и количественные показатели антропогенных воздействий на окружающую природную среду в этих регионах. Например, ведут контроль за популяционным состоянием исчезающих видов животных в пределах какого-либо региона, и т. д.

    Обеспечить наблюдение, контроль и прогноз возможных изменений в биосфере в целом — задача глобального мониторинга. Его называют еще фоновым или биосферным. Объектами глобального мониторинга являются атмосфера, гидросфера, растительный и животный мир и биосфера в целом как среда жизни всего человечества. Разработка и координация глобального мониторинга окружающей природной среды осуществляется в рамках ЮНЕП (орган ООН) и Всемирной метеорологической организации (ВМО).

    Основными целями этой программы являются:

  • организация расширенной системы предупреждения об угрозе здоровью человека;
  • оценка влияния глобального загрязнения атмосферы на климат;
  • оценка количества и распределения загрязнений в биологических системах, особенно в пищевых цепочках;
  • оценка критических проблем, возникающих в результате сельскохозяйственной деятельности и землепользования;
  • оценка реакции наземных экосистем на воздействие окружающей среды;
  • оценка загрязнения океана и влияния загрязнения на морские экосистемы;
  • создание системы предупреждений о стихийных бедствиях в международном масштабе.

    При выполнении работ по программе глобального мониторинга особое внимание уделяют наблюдениям за состоянием природной среды из Космоса. Космический мониторинг позволяет получить уникальную информацию о функционировании экосистем как на региональном, так и на глобальном уровнях. В сравнении с другими видами мониторинга космический имеет ряд практически значимых преимуществ. С его помощью возможно, в частности, оперативно получать информацию о природной среде с больших территорий Земли, что особенно важно при возникновении ураганов, наводнений и других стихийных бедствий. Чрезвычайно важным является создание системы космического мониторинга лесных пожаров для малозаселенных пространств.

    В России функционирует разветвленная общегосударственная служба наблюдения по всем ступеням мониторинга — локальном, региональном и глобальном. Обобщая результаты наблюдения на всех трех уровнях мониторинга, получают объективную картину антропогенных и природных процессов в различных регионах страны. С этой целью на многочисленных станциях, створах контроля, стационарных постах, в химических лабораториях, на самолетах, вертолетах и космических аппаратах наблюдают за загрязнением атмосферы, вод, почв, донных отложений, околоземного пространства, организуют слежение за состоянием земель, минерально-сырьевых ресурсов недр, сохранностью животного и растительного мира и т. д.

    Основной объем наблюдений выполняют службы Комитета по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Роскомгидромет России). С 1995 г. в России с целью радикального повышения эффективности службы наблюдения введена Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГ-СЭМ). К основным ее задачам, в частности, относятся ведение специальных банков данных, характеризующих экологическую обстановку и гармонизация их с международными эколого-информационными системами, а также оценка и прогноз состояния объектов и антропогенных воздействий на них, откликов экосистем и здоровья населения на изменение состояния окружающей природной среды.

    Задачи по программированию изменений в окружающей среде и принятию управляющих решений, т. е. решений, предотвращающих негативные изменения среды, в системе мониторинга решают с помощью математического моделирования на ЭВМ. Используется динамическая постоянно действующая модель (ПДМ), входящая в автоматизированную информационную систему (АИС) мониторинга. Особенность ПДМ — циклическое функционирование: по мере поступления новых данных в АИС они загружаются в ПДМ и на модели «проигрывается» вариант развития моделируемой системы, затем при исходных данных цикл повторяется уже с учетом предыдущего варианта развития и т. д. Отсюда следует очень важное свойство ПДМ: чем дольше функционирует система мониторинга, тем полнее информация и тем ближе модель к моделируемому объекту.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    <

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    2. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ

     

     

    Под качеством окружающей природной среды понимают степень соответствия ее характеристик потребностям людей и технологическим требованиям. В основу всех природоохранных мероприятий положен принцип нормирования качества окружающей природной среды. Этот термин означает установление нормативов (показателей) предельно допустимых воздействий человека на окружающую природную среду.

    Согласно природоохранному закону Российской Федерации (1991) соблюдение экологических нормативов, т. е. нормативов, которые определяют качество природной среды, обеспечивает:

    — экологическую безопасность населения;

    — сохранение генетического фонда человека, растений и животных;

    — рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития.

    Чем меньше пороговая величина экологических 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 развития общества имеют тенденцию к ужесточению.

    Основные экологические нормативы качества и воздействия на окружающую природную среду:

    санитарно-гигиенические:

    — предельно допустимая концентрация вредных веществ (ПДК);

    — допустимый уровень физических воздействий (шума, вибрации, ионизирующих излучений и др.)

    производственно-хозяйственные:

    — допустимый выброс вредных веществ;

     

    — допустимый сброс вредных веществ;

    — допустимое изъятие компонентов природной среды;

    — норматив образования отходов производства и потребления;

    комплексные показатели:

    — допустимая антропогенная нагрузка на окружающую природную среду.

    Предельно допустимая концентрация (ПДК) — представляет собой количество загрязнителя в почве, воздушной или водной среде, которое при постоянном или временном воздействии на человека не влияет на его здоровье и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства. В последнее время при определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнения на здоровье человека, но и воздействие этих загрязнений на диких животных, растения, грибы, микроорганизмы, а также на природные сообщества в целом.

    В настоящее время в нашей стране действуют более 1900 ПДК вредных химических веществ для водоемов, более 500 для атмосферного воздуха и более 130 для почв. ПДК устанавливают на основании комплексных исследований и постоянно контролируют органами гидрометеорологической службы Госкомсанэпиднадзора. ПДК не остаются постоянными, их периодически пересматривают и уточняют. После утверждения норматив становится юридически обязательным.

    Для нормирования содержания вредного вещества в атмосферном воздухе установлены два норматива — разовый и среднесуточный ПДК. Максимально разовая предельно допустимая концентрация (ПДК м. р.) — это такая концентрация вредного вещества в воздухе, которая не должна вызывать при вдыхании его в течение 30 мин рефлекторных реакций в организме человека (ощущение запаха, изменение световой чувствительности глаз и др). Среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК с. с.) — это такая концентрация вредного вещества в воздухе, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом (годы) воздействии.

     

    Значения ПДК наиболее часто встречающихся загрязнителей атмосферного воздуха указаны в табл. 2.

     

    Таблица 2

    Предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов, мг / м3

    Вещество

    Максимально разовая

    Среднесуточная

    Азота оксид

    0,6

    0,06

    Азота диоксид

    0,085

    0,085

    Аммиак

    0,2

    0,04

    Ацетон

    0,35

    0,35

    Бензол

    1,5

    0,8

    Бенз(а)пирен


    0,000001

    Пыль нетоксичная

    0,5

    0,15

    Ртуть металлическая


    0,0003

    Сероводород

    0,008

    0,008

    Сероуглерод

    0,03

    0,005

    Углерода оксид

    5,0

    3,0

    Фенол

    0,01

    0,003

    Формальдегид

    0,035

    0,003

    Хлор

    0,1

    0,03

     

    При содержании в воздухе нескольких загрязняющих веществ, обладающих суммацией действия (синергизмом), например, диоксидов серы и азота; озона, диоксида азота и формальдегида, сумма их концентраций не должна превышать при расчете единицы:

    С1/ПДК1 + СДК2 +….+ Сn/ПДКn < 1,

    где С1, С2,.Ст — фактические концентрации вредных веществ в воздухе или воде; ПДК1, ПДК2,…ПДК2 — максимально разовые предельно допустимые концентрации вредных веществ, которые установлены для их изолированного присутствия, мг/м3.

     

    Под предельно допустимой концентрацией вредного вещества в почве (ПДК, мг/кг) понимают такую максимальную концентрацию, которая не может вызвать прямого или косвенного влияния на среду, нарушить самоочищающую способность почвы и оказать отрицательное воздействие на здоровье человека.

    Для водной среды ПДК загрязняющих веществ означает такую концентрацию этих веществ в воде, выше которой она становится непригодной для одного или нескольких видов водопользования. ПДК загрязняющих веществ устанавливаются отдельно для питьевых вод и рыбохозяйственных водоемов.

    Требования к качеству вод в водоемах, используемых для рыбохозяйственных целей, специфичны и в большинстве случаев более жестки, чем таковые для водных объектов хозяйственно-бытового назначения. Так, рыбохозяйственные ПДК для ряда моющих веществ в три раза ниже санитарных норм, нефтепродуктов — в шесть раз, а тяжелых металлов (цинка) — даже в сто раз. Объяснить это ужесточение требований к качеству воды в рыбохозяйственных водоемах нетрудно, если вспомнить, что при переходе вредных веществ по пищевой (трофической) цепи происходит ихтиологическое накопление до опасных для жизни количеств.

    Допустимый уровень радиационного воздействия на окружающую среду — это уровень, который не представляет опасности для здоровья человека, состояния животных, растений, их генетического фонда. ПДУ определяется на основании норм радиационной безопасности (НРБ-76/87), основных санитарных правил (ОСП-72/87) и санитарных норм проектирования (СН-254-71).

    Установлены также предельно допустимые уровни (ПДУ) воздействия шума, вибрации, магнитных полей и иных вредных физических воздействий.

    Допустимый выброс или сброс — это максимальное количество загрязняющих веществ, которое в единицу времени разрешается выбрасывать данному конкретному предприятию в атмосферу или сбрасывать в водоем, не вызывая при этом превышения в них предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ и неблагоприятных экологических последствий.

    Нормативами установлено, что если в воздухе городов или других населенных пунктов, где расположены предприятия, концентрации вредных веществ превышают ПДК, а значения допустимых выбросов по объективным причинам не могут быть достигнуты, вводится поэтапное снижение выброса вредных веществ до значений, обеспечивающих ПДК. При этом могут быть установлены временно согласованные выбросы (ВСВ) на уровне выбросов предприятий с наиболее совершенной или аналогичной ей технологией.

    В настоящее время в России на нормативах допустимых выбросов работают лишь 15—20% загрязняющих производств, на ВСВ (временно согласованных выбросах вредных веществ) — 40—50%, а остальные загрязняют среду на основе лимитных выбросов » сбросов, которые определяют по фактическому выбросу на определенном отрезке времени.

    Основным комплексным нормативом качества окружающей природной среды является допустимая норма антропогенной нагрузки.

    Допустимые нормы антропогенной нагрузки на окружающую среду — это максимально возможные антропогенные воздействия на природные ресурсы или комплексы, не приводящие к нарушению устойчивости экологических систем.

    Для оценки общей устойчивости экосистем к антропогенным воздействиям используют следующие показатели: 1) запасы живого и мертвого органического вещества; 2) эффективность образования органического вещества или продукции растительного покрова и 3) видовое и структурное разнообразие.

    Ученые-экологи установили, что стабильность среды обитания не только растительного, но и животного мира, а в конечном счете и человека определяется в первую очередь, массой живого органического вещества и его основной части — фитомассы (древесина, травянистая растительность и др.). Чем значительнее эта масса, тем стабильнее среда. Главенствующее значение при этом имеют фотосинтезирующие организмы, так как они являются основным источником биомассы, а также определяют пищевые условия для всех остальных звеньев экосистемы и в значительной мере состав атмосферного воздуха.

    Способность экосистем в минимальные сроки восстановиться в случае антропогенного нарушения определяется другим показателем — эффективностью образования продукции растительного покрова в результате вторичной сукцессии. Чем выше структурное и видовое разнообразие экосистем, тем большее число комбинаций структурных элементов может создать она в ответ на внешнее антропогенное воздействие. Структурное разнообразие экосистемы можно оценить, сравнивая запасы фитомассы (древесина, травянистая растительности, и др.) и зоомассы (хищники, копытные, грызуны и т. д.).

    Потенциальная способность природной среды перенести ту или иную антропогенную нагрузку без нарушения основных функций экосистем определяется термином «емкость природной среды», или экологическая емкость территории.

    Понятие о предельно допустимой антропогенной нагрузке на природную среду должно лежать в основе всего природопользования. В связи с этим различает экстенсивное и равновесное природопользование. Экстенсивное (расширяющееся) природопользование — когда рост производства осуществляется за счет возрастающей нагрузки на природные комплексы, причем эта нагрузка растет быстрее, чем увеличивается масштаб производства. Экстенсивное природопользование может привести к полному разрушению природного комплекса и подобно тому, как безграничный рост биологической емкости популяции приводит к ее краху, крах потерпит и техносфера. Равновесное природопользование — когда общество контролирует все стороны своего развития, добиваясь того, чтобы совокупная антропогенная нагрузка на среду не превышала самовосстановительного потенциала природных систем.

    Отсюда вытекает важный вывод о том, что регулирование качества природной среды должно начинаться с определения нагрузок, допустимых с экологической точки зрения, а региональное природопользование должно соответствовать экологической «выносливости» территории.

    Пренебрежение основным экологическим комплексным нормативом в инженерно-хозяйственной практике чревато серьезными экологическими просчетами. В 1990 г. тогдашний руководитель Госкомприроды Н. Н. Воронцов сетовал на то, что «такие понятия, как экологическая емкость территории, вообще не использовались до недавних пор.

    При формировании территориально-производственных комплексов, развитии промышленности, строительства, реконструкции городов и т. д. применение допустимые нормы антропогенной нагрузки предусматривается в обязательном порядке. Региональные допустимые нормы антропогенной нагрузки устанавливают предельную хозяйственную нагрузку на территориальные природные комплексы. Отраслевые — на отдельные виды природных ресурсов, например, предельное число домашнего скота на единицу пастбищных угодий, предельное число посетителей в национальном парке и т. д.

    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

     

     

  1. Об охране окружающей природной среды: Закон РСФСР от 19.12.91 № 2060-1. С последующими изменениями// ВСНД. 1992. № 10. Ст. 457; Закон РФ от 21.02.92 № 2397-1// ВСНД. 1992. №10. Ст. 459; Закон РФ от 02.06.93 № 5076-1//ВСДН. 1992. № 29. Ст. 1111.
  2. Об охране окружающей среды: Федеральный закон № 7-ФЗ Российской Федерации// Российская газета. 12 февраля. 2002 г.
  3. Об экологической экспертизе: Федеральный закон от 23.1195 № 174-ФЗ// СЗРФ. 1955. № 48. Ст. 4556// РГ от 30.11.95.
  4. Об охране атмосферного воздуха: Федеральный закон от 04.05.99 г. № 96- ФЗ//РГ 13.05.99.
  5. О Концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию: Указ Президента РФ от 01.04.96 № 440//РГ 09.04.96. Об утверждении положения о лицензировании космической деятельности: постановление Правительства РФ от 02.02.96 № 104// РГ от 17.02.96.
  6. Об организации системы сертификации по экологическим требованиям для предупреждения вреда окружающей природной среде (система экологической сертификации): приказ Минприроды от 23.01.95 № 18.
  7. Акимова Т. А., Хаскин В. В. Экология: Учебник для вузов. Изд. 2-е, преработ. и доп. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. С. 566.
  8. Войткевич Г. В., Вронский В. А. Основы учения о биосфере: Учебное пособие для вузов. Изд. 2-е, переработ. — Ростов н/Д: Феникс, 1996. С. 480.
  9. Гиляров А. М. Популяционная экология. — М.: Изд-во МГУ, 1990.С. 190.
  10. Защита окружающей среды от техногенных воздействий: Учебное пособие / Под. ред. Г. Ф. Невской. — М.: Изд-во МГУ, 1993. С. 216.
  11. Коробкин В. И.. Передельский Л. В. Экология в вопросах и ответах: Учебное пособие. — Ростов н/Д: Феникс, 2002. С. 382.
  12. Кураяссковский Ю. Н. Основы всеобщей экологии. — Ростов н/Д: изд-во РГУ, 2002. С. 144.
  13. Одум Ю. Экология / Пер. с англ. Т. 1—2. — М.: Мир, 1986. С. 328, 376.
  14. Петров В.В. Экологическое право России: Учебник для вузов.-М.: ВЕК, 2001.С. 557.
  15. Реймерс Н. Ф. Экология (теория, законы, правила, принципы и гипотезы). — М.: Россия молодая, 2002. С. 367.
  16. Экологическая доктрина Российской Федерации. Экологическое спасение (газета). 2002. № 6.
<

Комментирование закрыто.

MAXCACHE: 0.95MB/0.00039 sec

WordPress: 23.6MB | MySQL:117 | 1,438sec