Тема 4.2. Критерии оценки состояния геосфер Характеристика

Тема 4.2. Критерии оценки состояния геосфер
Характеристика абиотических критериев
Для оценки состояния геосферных оболочек (абиотической
составляющей экосистем) используются прямые, косвенные и
индикаторные критерии.
Прямые критерии включают в себя:
 геогидрохимические;
 геодинамические;
 медико-санитарные;
 ресурсные критерии.
Геогидрохимические критерии позволяют оценить:
 химическое;
 механическое;
 радионуклидное загрязнение геосфер.
Геодинамические критерии оценивают площадь поражения
геосфер природными и антропогенными геологическими
факторами.
Медико-санитарные
критерии
оценивают
бактериологическое загрязнение геосфер.
Ресурсные критерии применяются для оценки состояния
ресурсов, необходимых для нормального существования биоты,
включая человеческое сообщество.
Косвенные критерии. Позволяют оценить современное
состояние геосфер опосредованно, через критерии оценки
смежных сред (атмосфера/почва, атмосфера/растительность).
Индикаторные критерии. Эти критерии дают общую
картину состояния геосферы.
Особенности оценки состояния отдельных природных
сред (геосферных оболочек)
Атмосфера
Оценка состояния атмосферы основана на интегральной
оценке загрязнения воздушного бассейна территории. Для
оценки используются прямые, косвенные и индикаторные
критерии.
Прямые критерии оценки состояния атмосферы.
Основными критериями оценки состояния загрязнения
82
воздушного бассейна являются величины ПДК – предельно
допустимых концентраций вредных веществ, оказывающих
отрицательное воздействие на здоровье человека. Следует
учитывать, что атмосфера занимает особое положение в
экосистеме. Атмосфера является средой переноса техногенных
загрязнителей и наиболее изменяемой и динамичной из всех
составляющих
абиотических
компонентов
экосистемы.
Атмосферный воздух является начальным звеном в цепочке
загрязнений природных сред и объектов. Почва и
поверхностные воды могут быть источниками вторичного
загрязнения атмосферы или показателем еѐ загрязнения.
Для оценки степени загрязнения атмосферы применяются
максимально разовые ПДКмр – для оценки краткосрочных
эффектов, среднесуточные ПДКсс и среднегодовые ПДКг – для
оценки длительного воздействия.
Степень загрязнения воздуха оценивается по кратности и
частоте превышения ПДК с учѐтом класса опасности, суммации
биологического действия загрязняющих веществ. Уровень
загрязнения воздуха веществами разных классов опасности
определяется «приведением» их концентраций, нормированных
по ПДК, к концентрациям веществ 3-го класса опасности.
Загрязняющие вещества в воздушном бассейне по
вероятности их неблагоприятного влияния на здоровье
населения делятся на 4 класса:
1-й класс – чрезвычайно опасные вещества;
2-й класс – высоко опасные;
3-й класс – умеренно опасные;
4-й класс – мало опасные.
Наиболее общим и информативным показателем загрязнения
воздуха является КИЗА – комплексный показатель
среднегодового загрязнения атмосферы (таблица 6).
83
Таблица 6
Критерии оценки состояния загрязнения атмосферы по
комплексному индексу (КИЗА)
Показатели
1.Уровни
загрязнения
воздуха (Im )*
2.Оценка
уровня
загрязнения
Классы экологического состояния атмосферы
Нормы(Н)
Риска(Р)
Кризиса(К)
Бедствия(Б)
Менее 5
5–8
8 – 15
Более 15
Ниже
среднего
уровня
Средний
уровень
Выше
среднего
уровня
Значительно
выше среднего
уровня
Примечание: Im – коэффициент изоэффективности (мг / м3)
*
КИЗА применяется для сравнения загрязнения атмосферы
различных участков исследуемой территории (городов,
районов), а также для оценки временной (многолетней)
тенденции изменения состояния загрязнения атмосферы.
Ресурсный потенциал атмосферы территории определяется
еѐ способностью к рассеиванию и выведению примесей,
соотношением фактического уровня загрязнения и величиной
ПДК.
Косвенные показатели оценки загрязнения атмосферы
Таких показателей имеется два:
1. интенсивность поступления атмосферной примеси на
почвенный покров и водные объекты;
2. интенсивность вымывания атмосферной примеси
атмосферными осадками.
Критерием этой оценки служит величина допустимых и
критических нагрузок, выраженных в единицах плотности
выпадений с учѐтом временного интервала (длительности) их
поступления.
84
Поверхностная гидросфера
Оценка качества поверхностных вод (степени их
загрязнения)
хорошо
разработана
и
базируется
на
представительном пакете нормативных и директивных
документов, использующих прямые гидрогеохимические
критерии оценки. Мы рассмотрим только две группы оценок
качества поверхностных вод: индикационные и ресурсные.
Индикационные критерии оценки. В настоящее время
биоиндикация получила достаточно широкое распространение
при оценках качества поверхностных вод. По функциональному
состоянию (поведению) тест-объектов биоиндикация позволяет
ранжировать воды по классам загрязнений, даѐт интегральную
оценку их качества и определяет возможность использования
воды для питьевых целей.
Недостатком
метода
биотестирования
является
продолжительный срок проведения анализа (не менее 96 часов)
и отсутствие информации о химическом составе воды
(неизвестно: от чего гибнут животные).
Пример использования биотестов для определения качества
воды приведен в таблице 7 (по Ю.Я. Кислякову).
Таблица 7
Критерии оценки состояния поверхностных и сточных вод
на основе биотестов (по состоянию тест-объектов)
Классы состояния поверхностных вод
Показатели
Нормы
Риска
Кризиса
Нормальная
Малая
Средняя
Бедствия
степень
степень
степень
Катастрофа
загрязнения загрязнения загрязнения
1.Ракообразные* Менее 10%
20%
40%
Более 60%
2.Водоросли*
3.Рыбы*
20%
20%
40%
40%
Более 60%
Более 60%
Менее 10%
Менее 10%
Примечание: для ракообразных (дафнии) дан % гибели в
течение 96 часов; для водорослей (хлорелла) – % уменьшения
числа клеток в тестируемой воде по сравнению с контрольной;
для рыб (гупии) – % гибели в течение 96 часов.
*
85
Ресурсные критерии оценки. В качестве критериев оценки
ресурсов поверхностных вод рекомендуют два показателя:
величину поверхностного или речного стока и объѐм
возможного единовременного отбора (таблица 8).
Таблица 8
Ресурсные критерии оценки поверхностных вод
Показатели
Норма
1.Изменение
речного стока (в %
Менее 15
от первоначального)
2.Объѐм возможного
единовременного
Более 5
водоотбора (куб.м/с)
Риск
Кризис
Бедствие
15 – 20
50 – 75
Более 75
1–5
Менее 1
Отсутствует
Подземная гидросфера (подземные воды)
Оценка качества подземных вод чѐтко регламентирована
нормативными и директивными документами и устанавливается
по отношению к ПДК. Состояние загрязнения подземных вод
даѐтся по двум показателям: качеству подземных вод и
размерам области загрязнения .
Выделяются 4 уровня состояния подземных вод:
Первый уровень: относительного благополучия (норма).
Качество подземных вод не может выходить за рамки ПДК.
Области загрязнения незначительны (менее 0.5 км2) или
отсутствуют.
Второй уровень: наблюдается проявление постоянных
тенденций негативных изменений (класс риска). Качество
подземных вод непрерывно ухудшается, достигает ПДК или
превышает его, но не выше 3 – 5 ПДК на отдельных участках.
Область загрязнения от 0.5 до 5 км2.
Третий уровень: кризисное состояние (класс кризиса).
Качество подземных вод на больших площадях существенно
превышает ПДК (до 10 раз). Размеры площадей загрязнения
изменяются от 5 до 10 км2.
Четвѐртый уровень: бедственное состояние (класс
бедствия). Качество подземных вод в зоне загрязнения более 10
86
ПДК с тенденцией к ухудшению. Размеры площадей
загрязнения более 10 км2 с тенденцией к увеличению.
Какие меры необходимо принимать в каждой зоне?
В первой зоне не требуется никаких специальных
природоохранных мер, кроме соблюдения требований
законодательства и осуществления контроля за состоянием
подземных вод.
Во
второй
зоне
должны
быть
предусмотрены
ограничительные меры.
В третьей и четвѐртой зонах необходимо незамедлительное
осуществление специальных защитных мер.
Для оценки подземных вод применяются также ресурсные
критерии. Это модуль эксплуатационных запасов (литров в
сутки с кв. км. – л / с с кв. км.) и величина сработки водоносных
горизонтов.
Педосфера (почвы)
К прямым критериям оценки состояния почвенного покрова
относятся характеристики его загрязнения различными
токсикантами (таблица 9).
87
Таблица 9
Показатели оценки техногенной загрязнѐнности почвенного
покрова
Показатели
Размерность
1.Содержание
В весовых
легко раство
%
римых солей
2.Содержание
В весовых
токсичных
%
солей
3.Содержание
В ПДК
пестицидов
4.Содержание
В ПДК
поллютантов
5.Содержание
В весовых
нефти и
%
нефтепродуктов
Классы состояния
Нормы
Риска
Кризиса
Бедствия
Менее
0.6
0.6 – 1.0 1.0 – 3.0 Более 3.0
Менее
0.3
0.3 – 0.4 0.4 – 0.6 Более 0.6
Менее
0.1
Менее
0.1
Менее
0.1
1.0 – 2.0 2.0 – 5.0 Более 5.0
1.0 – 3.0 3.0 – 10.0 Более 10.0
1.0 – 5.0 5.0 – 10.0 Более 10.0
Существуют также индикационные критерии оценки
состояния почв. Они основаны на влиянии на биоту и
реализуются через уровень активной микробной биомассы
(снижение еѐ в число раз), через биомассу почвенной
мезофауны и через численность почвенных микроартропод
(коллемболы, арбатидные клещи) от нормального природного
уровня.
Литосфера
Отличительной чертой этой геосферной оболочки является еѐ
многокомпонентность, включающая рельеф, приповерхностную
часть литосферы и развитые на территории природные и
антропогенные геологические процессы.
Прямые критерии оценки. Это группа геохимических
критериев. Их применение основано на сопоставлении
существующего загрязнения литосферы и еѐ компонентов (без
88
подземных вод) с ПДК или фоном с учѐтом токсичности
загрязнителя (таблица 10).
Таблица 10
Оценка состояния загрязнѐнности литосферы
Классы состояния
Показатели
Нормы
Риска
Кризиса
Бедствия
Незагряз Ограниченно
Сильно
Катастрофическ
нѐнного загрязнѐнного загрязнѐнного и загрязнѐнного
Концентрация Фоновые
всех
или
1 – 5 ПДК
5 – 10 ПДК
Более 10 ПДК
определяемых ниже
веществ
ПДК
Предлагаемая таблица позволяет оценить состояние
литосферы и еѐ компонентов по любому загрязнителю или их
сумме.
Геодинамические
критерии.
Используются
преимущественно для оценки состояния рельефа и развития
природных и техногенно активизированных геологических
процессов. Для оценки состояния рельефа и подземного
пространства можно предложить два показателя: площадь и
глубину техногенной переработки (нарушенности, освоенности,
застроенности)(таблица 11).
89
Таблица 11
Оценка нарушенности рельефа
Классы экологического состояния территорий
Показатели
Площадь
техногенного
рельефа к
площади
участка
Нормы
Риска
Кризиса
Бедствия
Благоприят Ограниченно Неблагоприят Катастроф
ное
благоприятное
ное
ическое
До 10%
10 – 25%
25 – 50%
Более 50%
Существуют также способы интегральной оценки
изменѐнности геологической среды:
 метод двурядной матрицы;
 метод учѐта коэффициента площадной поражѐнности;
 метод учѐта коэффициента относительной изменѐнности.
Таковы в общих чертах методические подходы и правила,
которые рекомендуются к использованию при проведении
экологических экспертиз территорий. Они в равной мере
относятся как к составителям и разработчикам ОВОС, так и к
членам экспертных комиссий.
90