Нормирование антропогенных воздействий и нагрузок

Огромное значение для защиты окружающей среды и здоровья человека имеет нормирование допустимых антропогенных воздействий и нагрузок.

Понятие "допустимые воздействия и нагрузки" на окружающую природную среду является достаточно сложным. Любая возникающая за счет какого-либо воздействия нагрузка в экологической системе, способная вывести ее из среднего (нормального) состояния, определяется как экологическая нагрузка. Очевидно, что допустимыми воздействиями можно считать такие воздействия, которые не приводят к превышению допустимой нагрузки на экологические или любые другие природные системы.

В широком смысле под допустимой антропогенной нагрузкой на окружающую природную среду принимают нагрузку (складывающуюся из отдельных однородных и разнородных воздействий), которая не меняет качества окружающей природной среды или меняет ее в допустимых пределах, при которых не нарушается существующая экологическая система и не возникают неблагоприятные последствия в важнейших популяциях. Если нагрузка превышает допустимую, антропогенное воздействие причиняет ущерб популяции, экосистеме или биосфере в целом. Однако понятия допустимые воздействия и нагрузки зависят от того, какие пределы можно считать допустимыми, какими целями задается человек при сознательном или ненамеренном воздействии на окружающую среду.

Считается, что для обеспечения качества окружающей среды предельно допустимая экологическая нагрузка (ПДЭН) не должна вызывать нарушение нормального функционирования данной экосистемы. Для этого должны учитываться все факторы комбинированного или комплексного воздействия на экосистему.

При определении допустимой нагрузки необходимо учитывать фоновое загрязнение биосферы. Должно приниматься во внимание состояние индивида, популяции, сообщества, экологической системы и биосферы в целом.

Значения ПДЭН основываются на понятиях устойчивости экосистемы, или критичности состояния экосистемы, или отдельных ее звеньев и уровней, если резерв прочности отсутствует.

Определение допустимой нагрузки имеет огромное значение при проектировании и осуществлении хозяйственного развития, особенно в условиях развития концепции устойчивого развития государства; строительства городов, рекреационного развития в данном регионе; определении приоритетов в деятельности по защите человека и окружающей его природной среды в зонах интенсивного антропогенного воздействия; для определения экономических последствий воздействия и мер, направленных на уменьшение таких воздействий; построение оптимальных систем мониторинга окружающей природной среды.

Для оценки допустимости воздействия различных факторов на окружающую природную среду весьма важным является вопрос о пороговости вредных эффектов воздействия и характере зависимости "доза-ответная реакция". Пороговость эффекта воздействия на сообщество (биогеоценоз) оценивают по конечному, интегральному эффекту на всю систему. Речь идет о пороге вредного действия, приводящего к выходу реакций экосистемы за пределы нормальных физиологических флуктуаций, а не о пороге проявления отдельных биологических реакций.

Определение допустимых для экосистемы антропогенных воздействий с учетом естественной изменчивости ее состояния основывается на понятии экологического резерва данной системы и интервале допустимых колебаний ее состояния.

Одним из важнейших направлений экологической науки является экологическое нормирование антропогенных нагрузок, при котором необходимо учитывать возможности элементов биосферы, экологических систем; эта работа должна включать определение необходимого качества окружающей среды, допустимых нагрузок на биосферу и ее элементов и выработку нормативов по ограничению антропогенных воздействий.

При экологическом нормировании трудно прогнозировать определенное воздействие антропогенного загрязнителя, при котором произойдет вредное воздействие на экосистему в целом. Важно выявить действие загрязнителей хотя бы на отдельные виды, имеющие важное значение для человека и для всей экосистемы.

В нашей стране наиболее активно разработка нормативов для вредных веществ проводилась в 80-е гг. К концу 80-х гг. в нашей стране были приняты гигиенические нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) для химических веществ, которые могут загрязнять водоемы (более 1000), атмосферный воздух (более 600), воздух производственных помещений (более 1 300), почву (более 100), пищевые продукты (около 200). Гигиенические нормативы защищают человека от воздействия того или иного вредного вещества и не защищают от воздействия этих веществ некоторые виды растений и животных, а следовательно, и экосистему в целом.

Более 400 ПДК установлено для рыбохозяйственных водоемов - для популяций рыб, имеющих промысловое значение. Для наиболее распространенных атмосферных загрязнений разработаны нормативы для растений. Следует отметить, что разработка одних лишь экологических норм качества природных сред является недостаточной. Экологическое нормирование подразумевает еще и определение экологически обоснованных норм допустимой нагрузки загрязняющих веществ на сообщество, экосистему, регион, а также допустимой интенсивности поступления таких веществ в природную среду.

При экологическом нормировании необходимо учитывать совместное, коллективное сопротивление; реакцию экосистемы, биогеоценоза на любое воздействие, хотя при этом "критическим звеном" может оказаться какой-либо отдельный вид. Основным критерием при определении допустимой экологической нагрузки является отсутствие снижения продуктивности, стабильности и разнообразия системы; гибель отдельного организма, особи не представляется в этом случае критической. Такой подход может быть использован для выработки допустимой нагрузки на сообщество, биогеоценоз в пределах района или региона.

Особое внимание при экологическом нормировании необходимо уделять устойчивым загрязнителям, учету возможного перехода загрязнителей из одной среды в другую, множественным путям воздействия таких загрязнителей на популяции и экосистемы.

Отдельные устойчивые загрязнители представляют особую опасность из-за накопления их в пищевых цепочках; это может привести к вредному воздействию на высоких трофических уровнях. К таким веществам относятся хлорорганические пестициды (ДДТ, делдрин и др.), полихлорбифенилы (ПХБ), являющиеся также хлорорганическими соединениями, некоторые тяжелые металлы (ртуть) и радиоактивные продукты. Так, ПХБ входит в состав некоторых смазочных материалов, гидравлических жидкостей, синтетических смол и попадает в окружающую среду при их сбросе на свалки и неполном сгорании.

Коэффициент накопления ПХБ водными беспозвоночными организмами и рыбами достигает 10³-10⁵ (по сравнению с содержанием в водной среде), птицами и млекопитающими, связанными с водной средой, 10⁷-10⁸.

Для выработки допустимых экологических нагрузок необходимо использовать модели с учетом скорости переноса, разложения, биоаккумуляции и трофических превращений; в них должны включаться источники загрязнений, пути перемещения и влияния загрязнителей в региональных и глобальных масштабах. Изучение судьбы загрязняющего вещества от источников его выброса (через процессы его физических, химических и биологических превращений и взаимодействия с другими разнообразными факторами окружающей среды) до попадания в живой организм и воздействие на него может обеспечить разработку научно обоснованных экологических норм допустимых воздействий на живую составляющую биосферы и экосистемы.