Концепции нормативов и критических нагрузок

Экологический кадастр Экологический кадастр - характеристика совокупности особенностей природной среды определенной территории, сопровождающаяся комплексной оценкой их практического значения.

Лесной кадастр Forest cadastre Лесной кадастр - реестр, содержащий сведения об экологических, экономических и иных количественных и качественных характеристиках лесного фонда.

Cadastral parcel Кадастровый участок - основная учетная единица территории, регистрируемая в земельном кадастре или в кадастровой системе.

Кадастровый номер объекта недвижимости - в РФ - уникальный, не повторяющийся во времени и на территории РФ номер объекта недвижимости, который присваивается ему при осуществлении инвентаризации, и сохраняется, пока объект недвижимости существует как единый объект зарегистрированного права.

Анализ значимости экологических воздействий проводится с целью совокупной оценки "качества среды", предметом которой являются:

• в экологическом смысле – вся экосистема региона, состоящая из иерархии соподчиненных биологических компонентов (сообществ), способных сохранять устойчивость путем адаптации к внешним факторам и обеспечивать утилизацию веществ, поступающих извне;
• в прикладном смысле – характеристики ресурсов, обеспечивающие их использование в тех или иных практических целях.

Определенная таким образом цель подразумевает наложение граничных условий (нормативов) как на само воздействие, так и на факторы среды, отражающие и воздействие, и отклики экосистем.

Принцип антропоцентризма верен и в отношении истории развития нормирования: значительно ранее прочих были установлены нормативы приемлемых для человека условий среды (прежде всего, производственной). Тем самым было положено начало работам в области санитарно-гигиенического нормирования. Однако человек – не самый чувствительный из биологических видов и принцип "Защищен человек – защищены и экосистемы", вообще говоря, неверен.

Экологическое нормирование является ключевой проблемой в формировании экологической безопасности. Более чем два десятилетия назад в России был поставлен вопрос о необходимости определения допустимых экологических нагрузок и адекватных ограничений (нормирования) существующих антропогенных воздействий с учетом всей совокупности возможного вредного воздействия многих факторов и природной специфики объектов [Израэль, 1984]. В Законе "Об охране окружающей среды", в числе прочих, предписывается обоснование и использование в практике двух типов нормативов [Федеральный закон.., 2002, ст. 21, 22, 27]:

• нормативов качества окружающей среды – “устанавливаются для оценки состояния окружающей среды в целях сохранения естественных экологических систем, генетического фонда растений, животных и других организмов”;
• нормативов допустимого воздействия на окружающую среду (в т.ч. нормативов допустимой антропогенной нагрузки) – “устанавливаются для субъектов хозяйственной и иной деятельности в целях оценки и регулирования воздействия всех стационарных, передвижных и иных источников воздействия на окружающую среду, расположенных в пределах конкретных территорий и (или) акваторий”.

Экологическое нормирование предполагает учет так называемой предельно допустимой нагрузки на экосистему. Допустимой считается такая нагрузка, “под воздействием которой отклонение от нормального состояния системы не превышает естественных изменений и, следовательно, не вызывает нежелательных последствий у живых организмов и не ведет к ухудшению качества среды” [Израэль, 1984]. Практически идентичное определение дается А.П. Левичем [1994] для обозначения экологически допустимых уровней воздействия (ЭДУ), которые “в отличие от ПДК являются не потенциальными причинами экологического неблагополучия, а непосредственными его симптомами” [Булгаков с соавт., 1995]. Допустимой считается любая нагрузка, не превышающая предельной (т.е. нормативной), которая, в свою очередь, равна критической нагрузке, умноженной на коэффициент запаса (в зависимости от степени "доверия" и потенциальной возможности кумулятивного действия этот коэффициент обычно варьируется от 0.2 до 0.5).

К сожалению, как слишком часто случается в нашей жизни, написать закон или дать основополагающее определение оказывается значительно проще, чем разработать методику измерения частных показателей, закрепленных в законе. Например, кто может решиться хотя бы на, казалось бы, несложное определение, что такое “нормальное состояние экосистемы” и каков у нее “диапазон естественных изменений”? Поэтому, к настоящему времени известны лишь некоторые попытки обоснования "экологических ПДК" [Лукьяненко, 1992, 1996] для растений суши и для сообществ водоемов рыбохозяйственного назначения.

Экологическое нормирование не является подменой санитарно-гигиеническому нормированию, а, в определенном смысле, дополняет его, ужесточая применяемые стандарты. Например, экологическая индикация может дать сведения о степени и характере загрязнения, распределении загрязнения в водоеме, возможном состоянии водной экосистемы в сезонном масштабе. Из этого следует, что вода, качество которой согласно экологическому контролю признано неудовлетворительным, вряд ли может использоваться для питьевых или хозяйственных целей, но экологически доброкачественная вода не всегда может быть признана пригодной с точки зрения здравоохранения [Беляев, 1993]. В последнем случае необходимы специфические микробиологические, токсикологические и химические тесты.

В мировой практике концепция критических нагрузок получила широкое развитие как необходимое руководство по рациональному ограничению антропогенных воздействий [Моисеенко, 1995, 1998]. На рабочем совещании ООН понятие “критическая нагрузка” было определено как “количественная оценка воздействия одного или нескольких загрязняющих веществ, ниже которой не происходит существенного вредного воздействия на специфические чувствительные элементы окружающей среды в соответствии с современными знаниями” [Critical loads.., 1988]. С учетом известных проблем кумуляции небольших воздействий и развитию хронических (отложенных) последствий величина критической нагрузки по В.Н. Башкину [1999]может быть охарактеризована как “максимальное поступление загрязняющих веществ, которое не вызывает необратимых вредных изменений в структуре и функциях экосистем в течение длительного (50-100 лет) периода ”.

Свидетельством критичности нагрузки является возникновение “длительного тренда за пределами естественного колебательного режима” [Логофет, Свирежев, 1983]. К сожалению, разнообразие терминологии и математических моделей гораздо богаче возможностей их практического применения для оценки пороговых реакций реальных экосистем по отношению к антропогенным воздействиям. Причины этому – те же, что и при конструировании критерия A:

• невозможность проведения массового, длительного и крупномасштабного мониторинга биоиндикационных компонентов окружающей среды;
• методологические трудности в конструировании обобщенного интегрального критерия отклика экосистемы S, который адекватно оценивал бы вероятность " отказа чувствительных элементов окружающей среды " и отвечал очевидным требованиям результативности, массовости, детерминированности и непротиворечивости.

Предположим, наконец, что найден способ измерения антропогенной нагрузки A и отклика экосистемы S. Однако последующий ответ на вопрос о том, экосистему с каким значением S следует считать вышедшей за границы биологической нормы и, соответственно, какое значение A принять за "критическое", отнюдь не кажется тривиальным. В этом плане интересны работы С.А. Патина [1979], Г.Д. Замолодчикова [1993] и Г.Т. Фрумина [2000], в различных модификациях использующих математико-статистический подход для определения порогов экологической толерантности. Этот метод состоит в определении пороговых значений на основе естественных колебаний воздействующих факторов среды или параметров, присущих экологическому объекту, с помощью анализа распределений вероятностей.

Одна из таких методик определения критических точек основана на предположении, что критерий нормального состояния экосистемы – нормальный закон распределения ее переменных [Федоров, 1977б; Гродзинский, 1988]. В этом случае максимальные и минимальные критические значения (х_кр^max и х_кр^min) находятся из соотношения:

, (1.1)

где Ф – функция нормированного нормального распределения, s _x – среднеквадратическое отклонение, p(a) – вероятность соответствия нормальному закону (обычно p предлагается принять равным 0.8, 0.9, 0.95 или 0.99 в зависимости от цели исследования и того ущерба, который может быть причинен системе в случае совершения "ошибки I рода").

Для малого числа наблюдений критические значения могут быть определены следующим образом:

х_кр^max = X + k s _x, х_кр^min = X - k s _x, (1.2)

где k – толерантный множитель, используемый в математической теории надежности, Х – среднее значение параметра [Воробейник с соавт., 1994].

Каждый из компонентов среды x, по мнению Г.Т. Фрумина [2000], должен иметь свой биологически допустимый (толерантный) для гидробионтов диапазон концентраций в воде, в пределах которого организмы, их сообщества и популяции располагают возможностями оптимальной реализации своих физиологических, экологических и других функций.

Проблемы использования математико-статистических методов нормирования сводятся к следующему:

• отсутствие каких-либо априорных свидетельств о законе распределения показателя (в частности, о близости к нормальному гауссовскому закону распределения);
• необходимость формирования достаточно репрезентативной выборки наблюдений (для получения экологически допустимых уровней при двух классах – благополучный и неблагополучный – требуется по оценкам экспертов не менее 20 измерений);
• неопределенность понятия “эталон нормального функционирования экосистемы” (см. мем № 7).

Существует два других распространенных подхода для предварительной оценки пороговогозначения фактора при известном отклике:

• выполняется серия измерений (A, S) на условно "чистом" объекте и параллельная серия наблюдений на тестируемом объекте; если при этом зафиксированы статистически значимые отличия S в "опыте" и "контроле", то тестируемый объект считается вышедшим за пределы нормативной стабильности, а нагрузка A – превысившей критическую;
• на одной и той же тестируемой системе (например, на русле реки с разным характером нагрузки, или при наличии долговременных наблюдений) выполняется серия измерений (A, S) и строится традиционная функция Y "воздействие - эффект":

S = Y (A);

если система отвечает модели кинетики 1-го порядка, то эта кривая имеет S-образную форму и ярко выраженную точку перегиба, которой соответствует критическая нагрузка A_крит.

Например, с использованием последнего подхода в рамках Федеральной целевой программы России "Возрождение Волги" коллективом Института экологии Волжского бассейна РАН была выполнена оценка критической антропогенной нагрузки на малые реки бассейна Средней Волги. Интенсивность антропогенной нагрузки на различных участках рек рассчитывалась по " Методике оценки антропогенной нагрузки на малые реки Московской области" [Методика оценки.., 1997], которая учитывала как точечное поступление техногенных веществ со сточными водами, так и загрязнение рек от рассредоточенных источников (смыв с селитебных площадей, сельскохозяйственных полей, животноводческих ферм и пастбищ, рекреационное использование и др.). В качестве исходных данных служили материалы статистической отчетности 2ТП-водхоз (объем сточных вод, количество загрязняющих веществ в них) и сводки "Средволгогипроводхоз" (количество вносимых на поля удобрений, средняя урожайность сельскохозяйственных культур, посевные площади, поголовье домашнего скота). Обобщенная антропогенная нагрузка А рассчитывалась с использованием системы балльных оценок, являющихся составной частью методики.

Для практического решения вопросов, связанных с оценкой экокризисности водных объектов, нами использовался интегральный индекс экологического состояния ИИЭС [Зинченко с соавт., 2000], подробно описанный далее в главе 4 (S = 1/ИИЭС). Его расчет выполнялся на основе данных гидрохимического мониторинга и показателей видового обилия донных организмов, полученных в результате экспедиционных наблюдений. Пары значений { A, S } были вычислены для опорных створов вдоль течения водотоков и критические значения антропогенной нагрузки находились из характера этого распределения. На рис. 1.7 показана зависимость между антропогенной нагрузкой A и обобщенным критерием отклика экосистемы S для створов р. Чапаевка. Полученная кривая по форме и по своему смыслу является типичной функцией "воздействие - эффект" с характерной точкой перегиба. Критичным уровнем антропогенных нагрузок можно считать нагрузки, приходящиеся на участок в районе г. Чапаевска (4) и равные 18 баллов по шкале [Методические указания.., 1997].

Рис 1.7. Зависимость между антропогенной нагрузкой A и интегральным индексом

экологического состояния S = 1/ИИЭС (на примере р. Чапаевка)

Нетрудно прийти к выводу, что в реальных практических исследованиях нельзя ожидать ни длительного мониторинга экосистемы, ни возможностей активного эксперимента с нею, ни предпосылок применения строгого математического аппарата к обработке динамики многомерных наблюдений. Поэтому наиболее реалистичным вариантом оценки критичности воздействий является метод экспресс-оценок, когда некоторый эксперт (либо коллектив экспертов) на основе ограниченного набора данных и некоторых выбранных им натуральных или расчетных показателей определяет зоны благополучия, кризиса или бедствия. При известном опыте и информированности экспертов такой подход может дать определенные результаты и необходимую в рамках

Токсикологические основы нормирования загрязняющих веществ
Следствием попадания в организм чужеродных химических соединений (ксенобиотиков) может быть его отравление, вызвавшее отравление вещество рассматривают в качестве яда.
Ядами называют вещества, которые при поступлении в организм различными путями (через дыхательные органы, кожные покровы, пищеварительный тракт) в незначительных количествах способны вступать во взаимодействие с жизненно важными структурами организма и вызывать нарушение его жизнедеятельности, переходящее при определенных условиях в болезненное состояние, то есть в отравление.
Действие вещества на организм зависит от многих условий: дозы. поступившей в организм, времени воздействия (экспозиции), содержания в окружающей среде и др. Так мышьяк в малых дозах используется в качестве лекарственного средства, а поваренная соль в больших количествах может вызвать отравление. Ртуть постоянно присутствует в организме, но определенные ее соединения при попадании в окружающую среду и далее в организм приводят к тяжелым функциональным расстройствам.
Вещества, содержащиеся в сбросах и выбросах предприятий, также оказываются ядами. Так как источником ксенобиотиков является промышленно-техническая деятельность, то их называют промышленными ядами.
Токсикологией (от греч. токсикон - яд) называют науку, исследующую взаимодействие организма и яда.
Раздел этой науки, касающийся токсичных веществ промышленного происхождения, называется промышленной токсикологией. Последняя, в свою очередь, является разделом гигиены труда, связанным с проблематикой охраны труда и техники производственной безопасности. Однако фактически задачи промышленной токсикологии шире, поскольку воздействию промышленных ядов люди подвергаются не только в условиях трудового процесса, но и в населенных пунктах, которые оказываются в зонах рассеивания промышленных выбросов и сбросов.

Дата добавления: 2015-06-04