Новый взгляд на проблему индикаторов и индексов

Современные методы оценки состояния и качества компонентов природной среды основаны на старых подходах и методиках, которые, как теперь ясно, требуют серьезного пересмотра. Причин тут много. Озвучим только некоторые из них.

Первая причина слабости наших позиций в обеспечении экологической безопасности состоит в том, что показатели состояния и качества, применяемые в настоящее время и характеризующие в основном химический состав контролируемого объекта, базируются преимущественно на простых соотношениях между измеренным значением концентрации какого-либо загрязняющего вещества (ЗВ) и его ПДК.

Причем число контролируемых ЗВ даже в крупных городах мира не превышает 20-ти. В то же время, как показал опыт крупного города мира - Лондона, увеличение числа ЗВ, подлежащих выявлению и измерению их концентраций, практически не улучшает проводимую комплексную оценку экологического состояния и не повышает ее объективность.

Второй важной причиной, не позволяющей добиться улучшения проводимых комплексных оценок уровня экологической безопасности, является несовершенство организационной структуры существующих систем экологического мониторинга и контроля, а также заметное отставание в разработке объекных и информационных моделей, привлекаемых для описания контролируемых объектов, вследствие чего практически невозможно добиться получения нужных данных, необходимой частоты измерений, их качества и количества.

Третьим важным моментом, препятствующим улучшению оценки ситуации в экологическом аспекте, является тот факт, что существующие на сегодняшний день в рамках системы мониторинга и контроля методология и методы оценки экологического состояния и качества главных природных компонентов (атмосферного воздуха, воды, подстилающей поверхности) основаны преимущественно на "загрязняюще - ресурсном" подходе, опирающемся на нормативы ПДК, ПДВ, ПДС и др.

Этот существенный недостаток признается всеми и во всем мире, так как нормативы ПДК экологическими не являются. Но другой базы для отсчета пока нет. Поэтому практически все количественные оценки экологической обстановки (состояния) связаны с манипулированием разными ПДК в разных вариациях.

Примером этому являются показатели качества для атмосферного воздуха и для воды. Так, например, для оценки состояния атмосферного воздуха в Санкт-Петербурге и на Северо - Западе РФ применяются: рассмотренный выше ИЗА – комплексный индекс загрязнения атмосферы, учитывающий несколько примесей; СИ – наибольшая измеренная разовая концентрация примеси, деленная на ПДК; НП – наибольшая повторяемость (в процентах) превышения ПДК одной из примесей за месяц или за год.

Аналогичным показателем для воды является известный и также рассмотренный выше ИЗВ – индекс загрязнения воды, представляющий собой среднее от суммы измеренных концентраций, деленных на ПДК для приоритетных загрязнителей.

Более сложной конструкции показатели созданы, например, на основе тех же ПДК для построения критериев оценки экологической обстановки для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия.

Общими недостатками всех этих показателей являются:

1. Применение ПДК в качестве начала отсчета. ПДК не является экологической величиной, ПДК – санитарно-токсикологические величины.

2. Отслеживание ситуации всего лишь по одной составляющей – химической – и только по направлению состава. Физическая и биотическая составляющие довольно часто игнорируются либо рассматриваются не в том объеме, в котором это должно быть. Не принимаются также во внимание параметры, характеризующие процессы, свойства и явления (эффекты), происходящие в контролируемом объекте.

3. Слабая научная обоснованность вводимых показателей. Недостаточная чувствительность (допустимая ошибка измерений, например, по воздуху может достигать 40 % и более).

4. Отсутствие конструктивизма, то есть невозможность сопоставления результатов, полученных на основе этих показателей, с другими, характеризующими объект в том же аспекте, например с риском.

5. Плохая совместимость этих показателей с требованиями, выдвигаемыми системами принятия решений, а именно простоты интерпретации и возможности принятия оперативных решений на основе этих показателей.

Эти и другие факты говорят о необходимости поиска и разработки новых показателей качества окружающей среды и ее главных компонентов и соответственно – модернизации и пополнения банка данных для систем принятия решений новыми показателями, более адекватно описывающими состояние и качество окружающей среды.

В последнее время все более укрепляется мнение, что наиболее приемлемыми новыми показателями качества, свободными от многих из вышеперечисленных недостатков, могут быть интенсивно продвигаемые в настоящее время экологические (и иные) индикаторы и индексы. Такого рода показатели разрабатываются в ряде стран Европы и Азии, а также в США, они находятся в центре внимания Комиссии по устойчивому развитию и Комиссии по глобальной экологии при ООН.

Факт придания проблеме индикаторов и индексов особого статуса подтверждается тем, что к настоящему времени создан и функционирует специальный Международный Комитет по экологическим индикаторам и индексам (ICEI). На Международном уровне образован и успешно работает вот уже более 10-ти лет Комитет по экологическому моделированию (ICEM). С 2000 года выходит новый международный научный журнал «Экологические индикаторы», издающийся в США. Комиссия по устойчивому развитию при ООН (СSD) периодически выставляет в Интернете специальные «Методологические страницы», посвященные отдельным вопросам индикаторов и индексов, и т. д.

В настоящей части книги в рамках категории - экология внимание будет сосредоточено на методологических и методических аспектах проблемы обоснования индикаторов и индексов экодинамики, имеющих как общий, так и частный характер.

Руководящая идея. Новый подход опирается на основную идею синергетики о неустойчивости динамических систем, каковыми являются естественные и искусственные экосистемы, использует принципы моделирования открытых сложных систем и в качестве инструмента исследования применяет информацию. Это означает, что в открытой сложной системе в результате воздействия человека на систему генерируется новая информация, переводящая ее в новое состояние и придающая ей новое качество. Задача состоит в том, чтобы выделить, систематизировать и упорядочить такую ценную информацию, придав ей форму, требуемую для передачи в системы принятия решений. Если дополнительно при этом выделяемые элементы информации удовлетворяют введенным критериям, то они могут рассматриваться как индикаторы.

Смысловое содержание и определение понятия "индикатор" в новой интерпретации

Одной из важных причин существующей неопределенности и разнообразия в толковании смыслового содержания индикатора может быть не только индивидуальное видение разными авторами этой проблемы, но и связь, в частности, с тем, что с написанием статьи или книги и последующей ее печати появляется шум - пропавшие слова, части предложения, которые оказываются вдруг в других абзацах, неправильно понятые слова или содержание статьи в целом, потеря смысла и т. д.

Среди разнообразных видов шумов семантический шум также преследует любого рода коммуникационные системы, к которым, несомненно, относится и человек. Очень часто нам приходится оправдываться в том, что нас неверно поняли и мы имели в виду нечто другое. Если внимательно присмотреться ко всему этому, то можно заметить, что коммуникационный сбой происходит гораздо чаще, чем мы себе это представляем. Сказанное имеет прямое отношение к определению и смысловому содержанию индикаторов и индексов экодинамики.

Из сказанного следует, что информационное поле, покрываемое экологическим индикатором, может быть представлено следующим образом (рис. 12.1).