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 «Кри-
терии оценки экологической обстановки территорий для выявле-
ния зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологиче-
ского 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 пе-

речень выбранных для схемы региональных экологических индикаторов (РЭИ). В соответствии с «Критериями...» экологическая обстановка классифицируется по возрастанию степени экологичекого 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, био-

логического);

уровнем загрязнения питьевой воды и источников питьевого и

рекреационного назначения (химического, биологического);

загрязнением почв селитебных территорий (химическое, био-

логическое, радиоактивное);

системой обращения с отходами.

Экологическая оценка изменения природной среды террито-

рии характеризуется:

уровнем загрязнения воздушной среды;

загрязнением водных объектов, истощением ресурсов вод, де-

градацией водных экосистем;

степенью деградации почв;

уровнем угнетения растительности;

биоразнообразием животного мира.

Загрязнение воздушной среды. Основными показателями загряз-
нения атмосферного воздуха, характеризующими воздействие на
природную среду (растительность, почвы, поверхностные и под-
земные воды), являются критические нагрузки и критические уров-
ни загрязняющих веществ. Под ними понимают максимальные зна-
чения выпадений или соответственно концентраций в атмосфер-
ном воздухе загрязняющих веществ, которые не приводят к вред-
ным воздействиям на структуры и функции экосистемы в долго-
временном плане. Критические уровни, максимально допустимые
для серы и азота, опубликованы в 1995 г. для всех стран Европы по
ЕМЕП-сети (сети панъевропейской программы мониторинга окру-
жающей среды) 150 х 150 км. В табл. 6.3(справа)приведены критические значения диоксида серы, диоксида азота, фторида водорода и озона, влияющих на наземную растительность,а также крити-
ческие нагрузки по соединениям серы, азота и ионов водорода,
влияющие на лесные и водные экосистемы для европейской час-
ти России.

Оценка качества атмосферного воздуха в нашей стране прово-
дится по двум наиболее широко используемым критериям: индек-
су загрязнения атмосферы (ИЗА) и комплексному показателю заг-
рязнения атмосферного воздуха (Р).

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

Комплексный показатель Р рассчитывается по среднегодовым
концентрациям для любого числа ингредиентов по аналогичным
принципам с применением коэффициента изоэффективности
класса опасности веществ и с учетом эффекта частичной сумма-
ции их токсического действия. Его значения табулированы от до-
пустимого уровня загрязнения до состояния экологического бед-
ствия.

Загрязнение водных объектов. В качестве основных показателей
оценки состояния поверхностных вод выбраны токсичные, при-
оритетные загрязняющие вещества, в том числе обладающие свой-
ствами накопления в органах и тканях гидробионтов. Критерии
оценки степени химического загрязнения поверхностных вод при
стабильном сохранении химического загрязнения в течение трех
лет приведены в табл. 6.4. Широко применяется ПХЗ-10 — форма-
лизованный суммарный показатель химического загрязнения вол.
Он рассчитывается как сумма значений концентраций, нормиро-
ванных на ПДК рыбохозяйственных водоемов, для 10 загрязняю-
щих веществ с максимальным превышением ПДК.

Расчет ПХЗ-10 производится по формуле

где С_i — концентрации химических веществ в воде; ПДК_i — пре-
дельно допустимая концентрация для 10 веществ в рыбохозяйственных водоемах.
Коэффициент донной аккумуляции (КДА) определяется по

формуле:

где С_д.о и С_в — концентрации загрязняющих веществ соответствен-
но в донных отложениях и в воде.

Коэффициент накопления в гидробионтах К_н рассчитывается
в формуле

где С_г — концентрация загрязняющих веществ в гидробионтах.
Усредненные значения критической концентрации некоторых
загрязняющих веществ, мг/л:

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

В системе Роскомгидромета для оценки состояния поверхност-
ных 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 показателя-
ми (коли-индекс, патогенные микроорганизмы).

Таблица6.5
Критерии оценки состояния пресноводных экосистем*

 

Показатель	Зона экологическо- го бедствия	Зона чрезвычайной экологической ситуации	Относительно удовлетворитель- ная ситуация
Концентрация хлорофилла, мг/л	> 0,05	0,03-0,05	< 0,01
Среднелетняя био- масса фитопланкто- на, мг/л	> 100	50-100	< 10
Фитомасса нитчатых водорослей, мг/м3	> 3	2,6-3,0	< 2
Биотический индекс по Вудивису, баллы	< 1	1-2	>6
Олигохетный индекс (% от числа всего зообентоса)	> 100	100-86	< 50

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

Сокращение ресурсов поверхностных вод. В качестве основного
показателя оценки степени истощения водных ресурсов принята
норма безвозвратного изъятия поверхностного стока. Норма — это
предельно допустимый объем безвозвратного изъятия поверх-
ностного стока, составляющий 10 —20 % среднемноголетнего зна-
чения естественного стока.

Безвозвратное изъятие поверхностного стока включает безвозв-
ратное водопотребление в коммунальном хозяйстве, промышлен-
ности, теплоэнергетике, сельхозводоснабжении, орошении и про-
мышленном рыбоводстве с учетом потерь на испарение, межбас-
сейновой переброски стока рек и др. Оценка его объема проводит-
ся для замыкающих створов рек.

Загрязнение подземных вод. Загрязнение подземных вод на уча-
стках зоны влияния хозяйственных объектов характеризуется кон-
центрацией загрязняющих веществ и площадью области загрязне-
ния. Оценивается содержание нитратов, фенолов, тяжелых метал-
лов, нефтепродуктов, хлорорганики, бенз(а)пирена.

Загрязнение и деградация почв. Выбор критериев экологической
оценки состояния почв определяется спецификой их местополо-
жения, генезисом, буферностью, а также разнообразием исполь-

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/м²).

Для оценки химического загрязнения широко используется
показатель суммарного загрязнения почв Z _С. Градации значений
этого показателя были табулированы для следующих восьми эле-
ментов: Сu, Zn, РЬ, Сd, Ni Fе, Со, Нg, а категории загрязне-
ния, сопоставленные с показателями здоровья населения, были
утверждены в 1989 г. Главным санитарным врачом СССР в каче-
стве нормативного документа. С тех пор оценка загрязнения почв
по значениям Z _С выполняется неккорректно (для произвольного
набора поллютантов).

Изменения геологической среды. Геодинамические показатели
деформации геологической среды с экологическими последствия-
ми 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 применятся 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 экологической среды, что районы с этими нарушениями можно
отнести к зонам геологического бедствия.

Деградация наземных экосистем. Оценка степени деградации
экосистемы проводится по критериям, которые определяют нега-
тивные изменения в структуре и функционировании экосистем и
учитывают их пространственную дифференциацию по степени
нарушенности, а также динамику процессов деградации.

При оценке экологического состояния территории учитывает-
ся как площадь проявления негативных изменений (так как при
равной степени деградации участка территории возможность вос-
становления обратно пропорциональна его площади), так и про-
странственную неоднородность распределения участков разной
степени деградации на исследуемой территории. Скорость деграда-
ции экосистем рассчитывается по 5—10-летним рядам наблюде-
ний.

Фитоценозы. Растительность как биотический компонент лю-
бой природной экосистемы играет решающую роль в структур-
но-функциональной организации экосистемы и определении ее
границ.

Фитоценоз не только весьма чувствителен к нарушениям окру-
жающей среды, но и наиболее наглядно отражает изменение эко-
логической обстановки территории в результате антропогенного
воздействия. Индикаторы оценки состояния растительности раз-
личаются в зависимости от географических условий и типов эко-
систем. При этом учитываются негативные изменения как в струк-
туре растительного покрова (уменьшение площади коренных ас-
социаций, изменение лесистости), так и на уровне растительных
сообществ и отдельных видов (популяций): изменение видового
состава, ухудшение ассоциированности и возрастного спектра це-
нопопуляций.

Плотность популяции видов-индикаторов — один из важней-
ших показателей состояния экосистемы, высокочувствительный к
основным антропогенным факторам. В результате антропогенного
воздействия плотность популяции «отрицательных» видов-инди-
каторов снижается, а «положительных» — возрастает. Пороговым
значением антропогенной нагрузки следует считать снижение (или
повышение) плотности популяции вида-индикатора на 20%, а
критическим значением — на 50%.

Одним из существенных параметров популяции является воз-
растной аспект — доля участия в ней особей разных возрастных
состояний. Возрастные состояния устанавливают на основании
комплекса морфологических признаков или абсолютного возраста
в тех случаях, когда его определение не представляет особых за-
труднений.

Состояние растительности можно рассматривать как индика-
тор уровня антропогенной нагрузки на природную среду обита-
ния (повреждение древостоев или хвои техногенными выброса-
ми, уменьшение проективного покрытия и продуктивности паст-

бищной растительности). Изменение проективного покрытия про-
исходит в результате антропогенного воздействия на раститель-
ность разных типов, главными из которых являются механичес-
ское нарушение фитоценоза (выпас, рекреация и т.д.) и хими-
ческое воздействие, приводящее к изменению жизненного со-
стояния видовых популяций через изменение процессов метабо-
лизма и водного баланса.

Уменьшение запаса древесины основных лесообразующих по-
род свидетельствует о процессе деградации лесных экосистем в
результате неудовлетворительной лесохозяйственной деятельно-

сти.

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

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 оце-
нок состояния зооценоза в целом необходимо учитывать, что дан-
ный критерий связан с оценкой обилия, а численность многих
животных подвержена циклическим изменениям.
За временной шаг для оценки принимают десятилетние перио-
ды 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 — индика-
торов антропогенной нагрузки — необходимо учитывать их раз-
личную реакцию на воздействие: популяции устойчивых видов будут
увеличивать свою численность, а популяции видов, чувствитель-
ных к антропогенной нагрузке, — уменьшать ее.