4.7. Комплексное экологическое картографирование

В. И. Стурман
Экологическое
картографирование
Рекомендовано Учебно-Методическим
Объединением
по классическому университетскому образованию
РФ
в качестве учебного пособия для студентов
высших учебных заведений по географическим
и экологическим специальностям
АСПЕНТ
ПРЕСС
Москва
2003
УДК 528
ББК 26.17
С 88
Федеральная целевая программа «Культура России»
(подпрограмма «Поддержка полиграфии
и книгоиздания России»)
Рецензенты:
УДК 528 ББК
26.17
зав. кафедрой картографии и геоинформатики
МГУ им. М. В. Ломоносова, докт. геогр. наук, профессор А. М.
Берлянт
зав. кафедрой биогеоценологии и охраны природы Пермского
госуниверситета, докт. геогр. наук, профессор Г. А. Воронов
Стурман В. И.
С 88
Экологическое картографирование: Учебное пособие /
В. И. Стурман. — М.: Аспект Пресс, 2003. — 251 с.
ISBN 5-7567-0288-1
Экологическое картографирование — одна из ключевых дисциплин при
обучении по экологическим специальностям. Задача курса — соединить знания о принципах экологии и закономерностях функционирования экосистем с широким географическим кругозором, основанным на знании пространственной структуры биосферы. Основными разделами курса экологического картографирования являются теоретические основы экологического
картографирования, эколого-картографическое источниковедение, методология экологического картографирования, содержание и методы составления экологических карт, прикладное экологическое картографирование и
использование экологических карт. Учебное пособие включает как теоретический материал, так и разработки по практическим заданиям.
Предназначено для студентов географических и экологических специальностей университетов. Может быть полезно практическим работникам в
области охраны окружающей среды, экологов-общественников и экологически ориентированных журналистов, интересующихся методами создания и использования экологических карт.
ISBN 5—7567—0288—1
2003.
© ЗАО Издательство «Аспект Пресс»,
Все учебники издательства «Аспект Пресс» на
сайте www.aspectpress.ru
Введение
Экологическое картографирование — сравнительно молодая
учебная и научная дисциплина. Ее история насчитывает лишь немногим более двух десятилетий, однако она (с различными вариациями названия) уже прочно вошла в учебные планы подготовки
картографов и экологов, а по числу научно-теоретических публикаций и реально созданных карт не уступает многим давно сложившимся подразделениям в тематической картографии. Подобно
другим областям тематической картографии, экологическое картографирование представляет собой «стыковую» дисциплину и образует сложное единство специфических, в данном случае экологических (геоэкологических), методов получения и территориальной
интерпретации данных о состоянии окружающей среды, и общекартографических приемов географически корректного отображения информации. Основное отличие экологического картографирования состоит в том, что его развитие не ограничивается собственными отраслевыми рамками, а проявляется в экологизации содержания
карт едва ли не всех других тематических областей.
В исследовании и решении экологических проблем участвуют специалисты разных, подчас очень далеких областей знания (биологи,
географы, медики, инженеры, юристы, социологи и политологи).
В такой ситуации карта часто является едва ли не единственным
универсальным языком общения специалистов разных наук.
Карта была и остается наиболее эффективным способом
показа любых явлений, характеристики которых изменяются
в пространстве. Расселение человека, распространение живых
организмов, так же как и состояние среды их обитания, обладают
свойством пространственной изменчивости. Поэтому анализ
экологической обстановки неотделим от ее картографирования.
Анализ карт позволяет учитывать свойства природных ландшафтов,
их воздействие на миграцию загрязняющих веществ и
устойчивость экосистем. Однако недостаточный учет природных
особенностей при кар3
тографировании, к сожалению, пока широко распространен и способствует формированию неверных представлений, когда характеристики выбросов и сбросов загрязняющих веществ, заболеваемости и т. п. относят к административно-территориальным единицам, без учета их внутренних различий. Неверные или неточные
представления о пространственной локализации экологических проблем ведут к ошибкам при выборе путей их решения.
Для обеспечения корректности экологических карт и формируемых на основе их анализа выводов решающее значение имеет
анализ физического смысла и факторов пространственной и временной изменчивости показателей, применяемых для_характеристики экологической обстановки, а также условий корректности
этих показателей. Сопоставление разнообразных показателей создает предпосылки для выработки навыков анализа пространственно-временной динамики экологических ситуаций, а также влияющих на них природных и техногенных факторов.
В настоящее время сложилось два основных подхода к пониманию содержания экологического картографирования и его места в
профессиональной подготовке по географическим и экологическим специальностям. В рамках первого (геоинформационного или
технологического подхода) экологическое картографирование рассматривается как разновидность тематического; при этом упор делается на применении современных геоинформационных технологий к готовым материалам экологического содержания (базы
данных об объемах загрязнения, результаты мониторинга,
материалы дистанционных съемок и др.).
В рамках второго (географического) подхода экологическое
картографирование, как указывалось выше, предстает как интегративная дисциплина, призванная соединить знания о принципах экологии и природопользования, закономерностях функционирования природных и социальных систем с широким географическим кругозором, основанным на знании вертикальной
(покомпонентой и горизонтальной (ландшафтной или геосистемной) структуры биосферы. Оба подхода друг другу не противоречат; первый более оправдан при подготовке картографов, а второй — в обучении по экологическим специальностям.
Основные разделы курса экологического картографирования:
• теоретические основы экологического картографирования (место
и роль картографирования в охране окружающей среды,
значение для картографирования экологических законов и
принципов других наук, в частности квалиметрии
как_науки об оценке и измерении качества);
* эколого-картографическое источниковедение (особенности,
преимущества и ограничения источников информации об эко
логической обстановке, таких как дистанционное зондиро
вание, параметры источников загрязнения и математическое
моделирование процессов рассеяния, показатели загрязнен
ности компонентов природной среды, биоиндикаторы);
♦ методология экологического картографирования (смысловая
нагрузка и способы картографического изображения показа
телей экологической обстановки, их территориальная интер
претация, пространственная и временная интеграция);
* содержание и методы составления экологических карт (учет и
картографическое представление долговременного и кратко
временного загрязнения воздуха, химических и биологичес
ких параметров поверхностных и подземных вод, физических
факторов среды, биологических и геолого-геоморфологичес
ких аспектов экологических проблем, комплексное экологи
ческое картографирование);
• прикладное экологическое картографирование и использова
ние экологических карт (картографическое обеспечение ин
женерно-экологических изысканий, картографирование при
выполнении ОВОС, экологические аспекты кадастрового кар
тографирования, географический анализ экологических проблем).
Глава 1
Теоретические основы
экологического
картографирования
1.1. Предмет и задачи экологического
картографирования
1.1.1. Роль экологического картографирования в
науке и практике
Целью экологического картофафирования является анализ экологической обстановки и ее динамики, т.е. выявление
пространственной и временной изменчивости факторов
природной среды, воздействующих на здоровье человека и
состояние экосистем, для дос тижения этой цели требуется
выполнить сбор, анализ, оценку, интефацию, территориальную
интерпретацию
и
создать
географи-чески
корректное
картографическое представление весьма многообразной, нередко
трудносопоставимой экологической информации.
Экологическое картографирование — наука о способах
сбора, анализа и картографического представления
информации о состоянии среды обитания человека и
других биологических видов, т.е. об экологической
обстановке.
Экологическое картографирование традиционно в наибольшей
степени ориентировано на обеспечение государственных, региональных и местных программ и проектов природоохранной направленности. Между тем любая природоохранная деятельность
осуществляется в рамках конкретных территорий. Поэтому планирование, реализация и контроль результатов природоохранных
мероприятий требуют объективных данных об экологической обстановке и ее динамике в разных частях территории, что невозможно без использования картографической формы представления информации.
Эколог
ическа
я
инфор
мация
крайн
е
много
образ
на как
по
происхож
дению
, так и
по
содер
жанию
. Она
поступ
ает из
офици
альных и
неофи
циаль
ных
источн
иков,
добыв
ается в
резуль
тате
иссле-
дований с использованием различных методов. К ней
относятся материалы дистанционного_зондирования,
качественные и количественные характеристики загрязняющих
веществ и статистические данные об объемах и условиях их
поступления в окружающую среду, пространственная и
временная динамика фактически измеренных уровней и состава
загрязнения, данные о состоянии здоровья населения,
растительном покрове и животном_мире и многое другое.
Часто единственным, что объединяет столь разнородные сведения,
остается их принадлежность к определенной территории.
Поэтому одним из событий начавшегося в I960—1970-е годы современного этапа охраны окружающей среды стало развитие
экологического картографирования как универсального метода
анализа экологической информации.
В рамках природоохранной деятельности выделяются [123]
следующие
основные
составные
части,
требующие
картографического обеспечения:
♦ научно-исследовательская работа (с подразделениями по
компонентам природной среды, методам исследования,
территориальным единицам разного иерархического
уровня или в глобальном масштабе);
*
практическая деятельность по охране атмосферного
возду-ха поверхностных и подземных вод, почв и недр,
растительности и животного мира, ландшафтов
(экосистем)
в
целом
(включая
юридические,
экономические,
технологические,
гигиенические
аспекты; в локальном, региональном, национальном и
международном масштабах);
♦
экологическое образование и воспитание (включая преподавание,
пропаганду
экологических
знаний
и
осуществление прав личности и общества на
информацию).
Картографическое обеспечение научно-исследовательских
работ природоохранной направленности принципиально не
отличается от аналогичной задачи других наук о Земле и является
одним из проявлений познавательной функции карт. В ходе
научно-исследовательских работ карты выполняют функции:
* средства исследования (в этом качестве выступает, главным
образом, топооснова), используемого для решения вопросов
организации работ и территориальной привязки результатов;
*
пре
дме
та
исс
лед
ова
ния
(как
упр
още
нна
я
мод
ель
объ
ект
ив
но
сущ
ест
вую
щег
о
явл
ени
я).
Для
это
й
цел
и
мог
ут
исп
оль
зо
ват
ься
как
топ
огр
афи
чес
кие
,
так и тематические карты, по
своему содержанию и точности пригодные для решения
научных и прикладных задач.
Эти оба варианта использования карт предполагают максималь
но жесткие требования к геометрической точности и полноте. Тре
бование полноты (в исследовании всегда относительной) застав
ляет рассматривать такое распространенное явление, как
создание
экологических карт на основе интерпретации и интеграции ранее
созданных тематических, как приемлемое лишь в самом начале
становления нового направления. Составление новых карт на ос
нове ранее созданных предполагает допущение, что в последних
уже содержится вся необходимая информация и ее требуется
лишь
соответствующим образом скомпоновать. Кроме того, необходимо
учитывать естественное старение карт.
Картографическое обеспечение практической природоохранной
деятельности в наиболее полном объеме реализуется при разработке и выполнении целевых программ того или иного территориального охвата и направленности. Экологические карты, предназначенные для практической деятельности, по направленности
подразделяются на:
* инвентаризационно-оценочные (содержат показатели и оцен
ки состояния отдельных компонентов и ландшафтов в це
лом, характеристики территориального распределения вли
яющих факторов);
* прогнозные (представляют гипотетические результаты разви
тия к некоторым датам в будущем, при сохранении действу
ющих тенденций или в рамках определенных сценариев);
* рекомендательные (показывают территориальное размеще
ние предлагаемых мероприятий в целях оптимизации эко
логических ситуаций);
* контрольные, или карты мониторинга (предназначаются для
отслеживания ситуаций по мере реализации рекомендован
ных мероприятий).
Такое деление не является специфическим свойством экологических карт, так как может быть приложено едва ли не ко всем
картам, предназначенным для обеспечения решения практических задач [153].
Наиболее распространенными региональными программами
являются:
♦ территориальные комплексные схемы охраны природы
(ТерКСОП или ТерКСООС);
♦ целевые комплексные программы регионального или муниципального уровня;
♦ природоохранные разделы схем районной планировки и генеральных планов городов.
К
наиболее
распространенным
природоохранным
программам локального уровня природопользования относятся
комплексы природоохранных мероприятий по отдельным
объектам хозяйствования: 1) в рамках оценки воздействия на
окружающую среду (ОВОС) для вновь проектируемых объектов; 2)
планы мероприятий по охране окружающей среды на
действующих предприятиях.
В большинстве случаев карты и планы являются основной частью материалов. При этом от региональных программ к локальным
масштабы картографических приложений закономерно укрупняются, тогда как разнообразие их тематики сокращается. На уровне
предприятий роль картографических материалов выполняют планы размещения и чертежи природоохранных объектов. Качество
исполнения картографических материалов природоохранных программ (как и программ в целом) зависит от того, опирается ли
инвентаризационно-оценочный блок информации на результаты
специально проведенных исследований (инженерно-экологических изысканий [138]), или на фондовые и статистические материалы. В последнем случае становится неизбежным использование
таких показателей, как средние по административно-территориальным единицам, с соответствующим снижением детальности и
обоснованности выводов и рекомендаций гигиенического, экономического, юридического и технологического характера.
Обоснованность и эффективность реализации рекомендательных блоков комплексных схем, напротив, существенно повышаются, когда инвентаризационно-оценочный и прогнозный блоки
завершаются гигиеническими и экономическими оценками последствий антропогенных воздействий. Гигиенические оценки заключаются в расчетах риска возникновения заболеваний по отдельным болезням и их группам, при существующих и прогнозируемых
уровнях антропогенного воздействия, для территориальных
единиц и отдельных точек [177]. Экономические оценки имеют в
виду перевод характеристик загрязнения и других видов антропогенных воздействий в стоимостные показатели.
Новый Федеральный закон Российской Федерации «Об охране
окружающей среды» [161] декларирует переход от господствовавшего до сих пор гигиенического нормирования к экологическому, что предполагает учет природных особенностей территорий
и акваторий при установлении нормативов качества окружающей
среды, допустимого воздействия на окружающую среду, допустимой антропогенной нагрузки на окружающую среду, а также учет
географических, природных, социальных, экономических и иных
особенностей территорий субъектов Российской Федерации при
установлении дифференцированных размеров платы за
негатив-
ное воздействие на окружающую среду. Однако конкретный механизм учета природных особенностей, как и перечень особенностей, подлежащих учету, пока не разработан.
Требования к картографическому обеспечению природоохранной
практики существенно различаются в зависимости от
конкретного назначения карт. Содержание и оформление
рекомендательных карт проектируемых природоохранных
объектов (как и оформление соответствующих базовых
инвентаризационно-оценочных
и
прогнозных
карт)
регламентируются
общими требованиями
к
проектной
документации. Создание (как правило, в перспективе) контрольных карт не жестко регламентировано. В процессе мониторинга наибольшее значение приобретает оперативность, поэтому
данная составная часть экологического картографирования особенно интенсивно компьютеризируется.
Сокращенный вариант картографического обеспечения при
меняется в заповедном деле, где, как правило, ограничиваются
исследовательской работой и мониторингом. На картах особо ох
раняемых территорий обычно показывают ландшафтную характе
ристику (в том числе динамическую), а также размещение место
обитаний редких видов, научно-исследовательских и хозяйствен
ных объектов.
/
Картографическое обеспечение экологического просвещения, образования и воспитания заключается в создании картографических
материалов, согласованных с учебными программами курсов экологии и охраны природы, а также соответствующими разделами
географии. Учебные экологические карты служат иллюстративным
материалом, выполняющим коммуникативную функцию, и по
особенностям оформления принципиально не отличаются от других учебных карт. Общим для учебных карт любого содержания
является приоритет наглядности перед точностью и полнотой,
использование контрастных цветов, крупных обозначений и надписей и т.п., как это практикуется на настенных и включенных в
атласы учебных картах охраны природы. Недостаток таких карт
обычно состоит в отсутствии важной для учебно-воспитательных
целей информации об устойчивости и нарушенности ландшафтов.
Это объясняется невысоким уровнем изученности этих вопросов.
Новым элементом экологического просвещения является издание соответствующих специальных карт и атласов, ориентированных на широкие слои общественности. Традиции такого рода
изданий только складываются; идет поиск характеристик, показателей и сюжетов, которые вызывали бы интерес и оказывали позитивное влияние на общественное мнение через адекватное понимание экологической ситуации. Для широких слоев обществен10
ности наибольший интерес представляет сравнительная характеристика территориальных единиц по комфортности проживания,
по возможности с гигиеническими и экономическими оценками.
По мере развития рынка недвижимости оценки экологической
обстановки оказывают все более существенное влияние на стоимость жилья и земельных участков. Это обстоятельство определяет как спрос на такого рода информацию, так и ответственность
составителей и издателей карт за ее достоверность.
1.1.2. Экологическое и эколого-географическое
картографирование
Термины «экологическое» и «геоэкологическое» в применении к
картографированию практически употребляются как синонимы.
Частица слова «гео» предполагает учет пространственного аспекта
[83], что вообще-то далеко не всегда оказывается целью исследования. Поэтому для более точного обозначения исследований, включающих анализ пространственного распределения каких-либо характеристик, предпочтителен термин «геоэкологические». Картографирование же внепространственным не бывает, поэтому употребление
частицы «гео» становится в данном случае излишним.
Согласно традиционному взгляду на классификацию карт по
тематике, основными подразделениями являются карты природных явлений (физико-географические) и карты общественных явлений (социально-экономические) [134]. Такое положение в тематической картографии соответствовало характерному для большей
части XX в. раздвоенному состоянию географической науки, когда
при физико-географических исследованиях стремились абстрагироваться от антропогенного фактора и показать ландшафты в их условно первозданном виде, а при социально-экономических — от природных факторов. Ситуация начала смягчаться в 1970—1980-е годы,
когда на грани социально-экономической и физико-географической картографии зародилось новое «стыковое» направление — картографирование взаимодействия человека и окружающей среда
[134], или экологическое в современном понимании.
Сложилось два альтернативных подхода к содержанию понятия экологических карт:
* широкий, включающий едва ли не все виды географических
карт;
* узкий, ограничивающийся использованием того или иного
типа их, со значительными расхождениями в отношении
того, какому именно типу следует отдать предпочтение.
11
Экологическое картографирование отличается от ряда других
отраслей тематического (геологического, геоморфологического,
почвенного и др.) картографирования сложностью определения его
предмет-ной области [152]. В качестве основного объекта
экологического (эко-лого-географического) картографирования
разными авторами рассматриваются: экосистемы разного ранга,
масштабы
антропогенного
давления
на
среду,
биота,
природоохранные мероприятия, взаимоотношения организмов и
среды, экологические ситуации.
Задачи экологического картографирования решаются как в рамках традиционных, сложившихся тематических отраслей, с соответствующей адаптацией содержания, так и путем создания карт с
полностью оригинальным специальным содержанием. Соответственно, целесообразно различать эколого-географическое и собственно
экологическое картографирование.
Эколого-географическое картографирование включает
в себя создание новых разновидностей карт в рамках
существующих областей тематического
картографирования (экологизация тематического
картографирования).
Содержанием эколого-географических карт является показ ландшафтов в их современном (с учетом антропогенного воздействия)
виде, а также деятельности человека с учетом условий, в которых
она протекает, и последствий, к которым приводит.
Собственно
экологическое
картографирование
посвящено про-странственной характеристике процессов
взаимодействия дея тельности человека с окружающей
средой.
1.2. Исторические корни и современные
концепции экологического
картографирования
1.2.1. Антропоцентризм и биоцентризм
ал ьтернативные подходы к оценке и
картографированию экологической
обстановки
Термины
«экологическая
карта»,
«экологическое
картографирование» были впервые введены французскими
геоботаниками в 70-е годы XX столетия применительно к картам
состояния растительности и антропогенного воздействия на нее
[107]. Близкие по содержанию
12
картографические работы примерно в то же время начали проводиться и в России (научная школа академика В. Б. Сочавы) [150].
Картографирование состояния растительности и условий для
нее, постепенно развиваясь, сформировало биоцентрическое направление в экологическом картографировании. Биоцентрический
подход базируется на классическом геккелевском понимании предмета экологии и нацелен на картографическое исследование взаимосвязей между биологическими видами и средой их обитания,
что в наиболее концентрированном виде было сформулировано
Сочавой: «Экологические карты как карты экосистем должны отражать их критические компоненты и основные связи между животными и растениями. Человек в экосистему не входит. Она
картируется как одна из составляющих среды человека, а не как
среда в целом со многими ее компонентами, поэтому в отношении последнего расширять содержание экологических карт нет
надобности» [150, с. 38]. Практически в рамках биоцентрического
подхода получило развитие создание фито- и зооэкологических
карт, характеризующих условия жизни организмов.
В некоторых теоретических работах встречаются высказывания о
картографировании экосистем как основной функции экологического картографирования. Однако практическое решение этой
задачи затруднено вследствие пространственной неопределенности понятия экосистемы [66]. Понятие экосистемы не ограничено
определенными пространственными рамками и может быть приложено к болотной кочке, участку леса, биосфере в целом. С другой
стороны, одна и та же точка пространства может одновременно
входить в экосистемы разных биологических видов.
Реализация биоцентрического направления сдерживается также
в связи с отсутствием четких экологических критериев для сравнения
реально существующего с допустимым и желательным. Если для
человека такие критерии (ПДК, ПДУ) при всех недостатках
существуют, то для отдельных биологических видов и особенно для
экосистем в целом отсутствуют. Более того, согласно закону
внутреннего динамического равновесия него следствиям,
предполагающим учет состояния популяций [124, для экосистем
подобные показатели в принципе не могут иметь универсального
Характера. Роль более или менее универсального критерия может
выполнять природный фон (при максимально широкой_трактовке
этого понятия). К нему, согласно закону экологической корреляции, приспособлены все компоненты экосистем. Понятно, что допустимая величина отклонения от природного фона имеет межвидовые и внутривидовые различия. Это также предполагает множе-
13
ственность оценок последствий одних и тех же отклонений и,
проблематичным выработку универсальных критериев.
Другим «источником и составной частью» экологического кар
тографирования (антропоцентрическое направление) стали при
кладные работы по учету природных ресурсов, оценке экологи
ческой обстановки и разработке путей ее оптимизации. Обычно
такие работы реализовываются в региональных целевых програм
мах природоохранной направленности (территориальные комплекс
ные схемы охраны природы, соответствующие разделы схем районных планировок и генеральных планов). Эти работы отличаются
от биоцентрических тем, что оценки состояния среды выполняются с точки зрения воздействия факторов окружающей среды на
здоровье человека и возможности хозяйственного использования
природных ресурсов.
Антропоцентрический подход по своему содержанию ближе к
традиционному географическому, при котором биота рассматривается как один из равноправных компонентов ландшафта. На картах, относящихся к данному направлению, обычно содержатся
сведения о ландшафтах территории, особо охраняемых
природных территориях и объектах, источниках и последствиях
антропогенного воздействия на среду (объемы и состав выбросов
и сбросов загрязняющих веществ, уровни и ареалы загрязнения).
Соотношения антропоцентризма и биоцентризма дифференцированы по разновидностям экологических карт: гигиенические
и экономические оценки антропоцентричны, а охрана природы
биоцентрична по определению. Сочетание биоцентрического и
антропоцентрического подходов означает практически необходимость создания двух видов карт: базовых и оценочных. Первые должны характеризовать величины отклонений показателей от природных, фоновых, вторые — давать гигиенические или экологические оценки последствий этих отклонений.
1.2.2. Значение для экологического
картографирования законов и принципов
экологии
Адекватное картографическое отображение информации, относящейся к определенной области знания, предполагает учет
действующих в этой области специфических законов и
закономерностей. В географических науках в силу ряда как
объективных, так и субъективных причин не сложилось
теоретических
основ
в
виде
логически
стройной,
общепризнанной системы аксиом и законов.
14
В географии — науке сложной, комплексной законов природы
(т.е. необходимых, существенных, устойчивых, повторяющихся
отношений между явлениями) нет, а есть лишь закономерности,
общее число которых не поддается даже приблизительным оценкам [5]. Иная ситуация (по крайней мере с внешней, формальной
стороны) имеет место в экологии и природопользовании. Несмотря на то что степень сложности объектов изучения географических
и биологических наук существенно не различается [5], сложилась
своего рода международная традиция возведения эмпирических
закономерностей и даже единичных, но весьма важных фактов
(таких как ограниченность природных ресурсов, равнозначность
всех условий жизни), в ранг экологических законов, принципов
и т.п. Однако очевидно, что очень многие из них не соответствуют
приведенному выше определению закона природы.
Анализируя этот материал, Н. Ф. Реймерс [124] систематизировал около 300 обобщений, сформулированных разными авторами.
Они подразделяются по уровням (аксиома, гипотеза, принцип,
закон, правило) и сферам применения:
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
общесистемные обобщения;
физико-химические и молекулярно-биологические основы
существования живого;
эколого-организменные закономерности;
закономерности системы «организм — среда»;
популяционные законы;
биогеографические закономерности;
законы функционирования биоценозов и сообществ;
экосистемные законы;
общие закономерности экосферы и биосферы Земли;
закономерности эволюции биосферы;
законы системы «человек — природа»;
законы социальной экологии;
законы природопользования;
принципы охраны среды жизни, социальной психологии и
поведения человека.
Важнейшим свойством экологических обобщений, определяющим возможность их применения при решении задач экологического картографирования, является их территориальность или
внетерриториальность. Преобладающая часть экологических законов и закономерностей относится к внетерриториальным, т.е. действующим одинаково, вне зависимости от особенностей территорий. Но могут быть выделены обобщения, действие которых носит
15
территориально дифференцированный характер, что делает
необходимым их учет при картографировании.
Значение закона внутреннего динамического равновесия для
экологического картографирования. Закон, сформулированный
Реймерсом [123], гласит: «Вещества, энергия, информация и динамические качества отдельных природных (экологических) систем в их иерархии взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функционально-структурные количественные перемены, сохраняющие
общую сумму вещественно-энергетических, информационных и
динамических качеств экосистем, где эти изменения происходят,
или в их иерархии». Следствием данного закона являются природные цепные реакции, как правило, имеющие нелинейный характер и направленные на нейтрализацию изменений или на формирование, в том числе необратимое, новых экосистем. Будучи важнейшим для учета при практическом природопользовании, этот
закон стал фактически методологической основой экологической
экспертизы проектов и решений.
Важнейшее
следствие
закона
внутреннего
динамического равновесия для картографирования —
необходимость выявлять и отражать на карте состояние
экосистем:
устойчивое,
неустойчиво-равновесное
(напряженное),
неравновесное;
с
возможным
подразделением по факторам воздействия.
Рассматриваемый закон имеет весьма сложный, многоаспектный характер. Число его проявлений даже за непродолжительное
время и на небольшой территории может быть неограниченным.
Полный учет последствий того или иного решения в природопользовании часто требует многолетних специальных исследований и является предметом длительных дискуссий. Вследствие этого
рассматриваемый закон в настоящее время практически не поддается количественному выражению. Поэтому может быть выделено
два пути учета закона внутреннего динамического равновесия при
картографировании:
♦ качественные оценки состояния экосистем;
♦ количественные экологические критерии.
Первое выражается в использовании качественных оценок экологических ситуаций (условно благоприятные, удовлетворительные, напряженные, критические и катастрофические) [79]. Второе заключается в использовании в качестве оценочных единиц
для картографирования (количественных ориентиров) величин,
соответствующих качественным изменениям в состоянии экосис-
16
тем. Наиболее простыми и распространенными величинами
такого рода являются ПДК. Однако их соблюдение или
превышение может рассматриваться как оценочный критерий
лишь с медико-гигиенических, антропоцентрических позиций и
далеко недостаточно для оценки состояния экосистем в целом.
Использование ПДК и в качестве собственно гигиенических
критериев
имеет
ряд
недостатков:
неполнота
учета
взаимодействия веществ, зависимость здоровья от природных и
социальных факторов, некорректность переноса на человека
результатов экспериментов с подопытными животными [14]. Тем
не менее широкое использование ПДК и производных от них
величин ПДВ, ДДС в нормативной документации, при решение
юридических и экономических вопросов природопользования,
заставляет ориентироваться на них в рамках прикладного
экологического картографирования.
Значение законов экологической корреляции и толерантности для картографирования. Согласно закону экологической
корреляции (в формулировке, приведенной Реймерсом [123]), в
экосистеме, как и в любом другом природно-системном
образовании, особенно в биотическом сообществе, все виды
живого
и
абиотические
компоненты
функционально
соответствуют друг другу. При этом, согласно закону
толерантности В. Шелфорда, лимити-рующим фактором
процветания организма и вида в целом может быть как
минимум, так и максимум воздействующего фактора; диапазон
между ними определяет интервал выносливости (толерантности) организма [124].
Отсюда вытекают важные для картографического
исследования следствия. В каждой экосистеме (и соответственно в
пределах каждой территориальной единицы любого уровня)
биота, и человек в том числе, приспособлены к определенным
интервалам геофизических и геохимических параметров. В
условиях
повышенных
или
пониженных
концентраций
химических элементов в среде поселяются специфические виды;
в популяциях выявляются организмы с разной степенью
устойчивости, причем изменения могут иметь наследственную
природу [71]. Поэтому понятия экстремальности или
оптимальности природных условий могут рассматриваться лишь по
отношению к обитателям конкретных территорий и в целом
носят относительный характер. Длительное проживание в
определенных природных условиях, приверженность образу
жизни, традициям и т.д. сопровождаются выработкой
приспособительных реакций как психологического, так и
физиологического характера. У папуасов и эскимосов, например,
17
понятия об оптимальных природных условиях едва ли совпадают.
С другой стороны, не нарушенное антропогенным воздействием состояние экосистемы (с соответствующими этому состоянию
геофизическими и геохимическими характеристиками) может рассматриваться как эталон; т.е. последнее понятие также является
относительным и территориально конкретным. Поэтому при картографировании оптимально принимать за точку отсчета для данной местности природный фон (понимая под ним всю совокупность геофизических и геохимических параметров при отсутствии
антропогенного воздействия). Величина отклонения от природного фона (по отдельному показателю на аналитической карте или
по совокупности их на синтетической) может рассматриваться как
естественная характеристика антропогенной нагрузки. Такая постановка задачи придаст дополнительный смысл традиционным
физико-географическим исследованиям, нацеленным на реконструкцию естественных ландшафтов.
Значение закона физико-химического единства живого
вещества для экологического картографирования. Согласно
данному закону, сформулированному В. И. Вернадским, все живое Земли в физико-химическом отношении едино: «Вся биосфера распределяется... на различные комбинации однородного
живого вещества» [27, с. 236]; живое вещество бывает
разнородным и однородным, разнородное состоит из
организмов разных видов [там же, с. 224]. Вследствие этого
вредное для одной части живого вещества не может быть
безразлично для других [124].
Существование такого закона обусловливает возможность разнообразной
интерпретации
данных
картографирования
загрязнения
среды
отдельными
веществами:
с
антропоцентрических позиций, с точки зрения устойчивости
конкретных видов или экосистем в целом. Поэтому содержание
аналитических
(покомпонентно-по-ингредиентных)
карт
загрязненности безотносительно к конкретным биологическим
видам образует фактологическую основу для последующей
интерпретации.
Обобщение
же
покомпонентно-поингредиентных данных на синтетических картах не может не носить характера оценки с антропоцентрических или биоцентрических позиций.
Физико-химическое единство биосферы достигается благодаря
круговороту веществ. Современная биогеохимическая концепция
биосферы строится на признании единства жизни и геохимической среды. Процесс загрязнения окружающей среды — это процесс формирования техногенных потоков и ореолов рассеяния [34].
Загрязнения, поступающие в окружающую среду, носят много-
фазный (газообразная,
многокомпо18
жидкая
и
твердая
фазы)
и
нентный характер: химически чистые вещества вообще нехарактерны для естественных условий, тем более не относится это к производственным и бытовым отходам. Поллютанты, попав в окружающую
среду, подвергаются транспортировке в составе геохимических потоков, депонированию в составе ореолов и разрушению
процессами самоочищения. Благодаря общности источников,
возникают геохимические корреляционные связи между
поллютантами в составе потоков и ореолов. Это имеет особенно
важное значение для картографирования, так как ореолы являются
значительно более удобными для изучения объектами, нежели
потоки.
Значение закона равнозначности всех условий жизни для
экологического картографирования. Согласно данному закону,
все природные условия среды, необходимые для жизни, играют
равнозначную роль [124]. Учет этого закона необходим при синтетическом картографировании, нацеленном на получение интегральных характеристик состояния среды. Закон равнозначности
всех условий жизни не позволяет подразделять экологические
факторы на важнейшие, второстепенные и т.д.
Согласно закону минимума, любой фактор может оказаться
лимитирующим. В то же время интервалы толерантности организма к разным факторам различны, в том числе и по отношению к
диапазонам их изменений. Например, естественный радиационный фон практически нигде на Земле не выходит за безопасные
рамки, поэтому данный фактор до появления атомного оружия и
энергетики не воспринимался как биологически значимый.
Разнообразие интервалов толерантности к разным факторам
обусловливает возможность и необходимость оценки их относительной значимости. Вместе с тем полный учет всех экологических
факторов едва ли является осуществимой задачей, так как одна
из составляющих научно-технического прогресса — обнаружение
все новых из них (пример радиации иллюстрирует это).
Значение правил топографического кружева ареала и географической изменчивости кружева ареала для экологического картографирования. Эти биогеографические закономерности могут рассматриваться как конкретные советы по интерпретации
ландшафтных данных. Так, расположение благоприятных для определенных видов участков подчиняется определенным местным географическим закономерностям: теплолюбивые виды могут
расселяться по южным склонам, влаголюбивые — по понижениям
и т.п. Для одного и того же вида расположение таких участков в
разных частях ареала бывает неодинаково: у северных границ
ареала — на южных склонах, у южных границ — на северных
склонах.
19
Значение принципов инстинктивного отрицания — признания и удаленности события для экологического картографирования. Согласно первому принципу, факты и закономерности, противоречащие концепции, которой придерживается разработчик, подсознательно исключаются из модели, тогда как фактам,
укладывающимся в концепцию, неосознанно придается больший
вес, чем они имеют в действительности. Согласно второму принципу, явления, отдаленные в пространстве и во времени, по психологическим причинам кажутся менее существенными, чем в действительности, и наоборот.
Указанные принципы должны учитываться разработчиками карт
в процессе интерпретации материалов как эмпирические закономерности психологии научно-экспертной работы. Психологические
закономерности, выражаемые данными принципами, часто служат источником ошибок, например таких, как показ широко распространенных явлений (загрязнение поверхностных вод и почв,
эрозионные процессы и др.) лишь в тех местах, где они специально изучались.
1.2.3. Принципы и методы квалиметрии и
их реализация в экологическом
картографировании
Принципы квалиметрии и их реализация при экологическом картографировании. Квалиметрия как научная дисциплина, охватывающая методологические и практические вопросы
оценки качества, начала разрабатываться в конце 60-х годов XX в. в
связи с проблемой совершенствования промышленной продукции. Тем не менее принципы и методические подходы, разработанные в рамках этой дисциплины, вышли за их первоначальные
пределы и применяются, например, в практике гигиенической
оценки атмосферного загрязнения [55]. Поэтому их тоже целесообразно использовать в экологическом картографировании, учитывая при этом специфику предмета.
Рассмотрим последовательно принципы квалиметрии, предложенные Г. Г. Азгальдовым и Э. П. Райхманом [2].
1. Качество рассматривается как некоторая иерархическая совокупность свойств, причем таких свойств, которые представляют
интерес для потребителя данного продукта [21. Для целей экологического картографирования формулировку данного принципа целесообразно уточнить: качество окружающей среды может быть
оценено как некоторая совокупность свойств окружающей среды,
20
являющихся важными для субъекта оценки (биологического вида).
Подразделение свойств среды по иерархическим уровням противоречит рассмотренному выше закону равнозначности всех условий жизни, хотя и не исключает относительной оценки их значимости. Разрешение противоречия представляется следующим.
Подразделение характеристик антропогенного воздействия по
компонентам среды, отдельным ингредиентам загрязнения и времени осреднения обусловливает наличие ряда иерархических
уровней показателей. В то же время закон равнозначности всех
условий жизни не позволяет абстрагироваться от какого-либо из
этих уровней. Поэтому содержанием данной иерархической
системы является процедура последовательной интеграции
показателей, но не возможность раздельного проведения оценок
для разных уровней. Показатели вышестоящих уровней
складываются из показателей нижестоящих, являющихся
первичными. Каждый из последних вносит свой «вклад» в
окончательный результат и при большом отклонении (например,
кратковременное многократное повышение концентрации хотя бы
одного поллютанта при залповом выбросе) способен существенно
повлиять на интегральный показатель.
Иерархические уровни, таким образом, носят условный характер и предназначаются для удобства процедуры оценки и выдачи результатов по компонентам среды в связи с особенностями
организации природоохранных служб. Этим оценка состояния окружающей среды отличается от оценки качества продукции, где
возможен раздельный учет и анализ, например, эстетических
свойств и показателей надежности. В свою очередь, состояние окружающей среды в целом как свойство определенного (достаточно
высокого) иерархического уровня является составной частью оценки земель при кадастровом картографировании.
Отдельные свойства, составляющие иерархическую структуру
качества, путем измерений или вычислений могут получить
числовые характеристики Pii_— абсолютные показатели. Однако
такие характеристики (например, концентрации отдельных веществ) абсолютно ничего не говорят о свойствах с точки зрения
«много — мало», «хорошо — плохо» и т.д. Поэтому измерение отдельных_свойств или самого качества в целом должно завершаться
вычислением относительных показателей J2J. ~~Данный принцип
квалиметрии, будучи объективно существующим, широко
применяется в практике картографирования как стандартный
прием нормирования на ПДК и иные близкие по смыслу
нормативы. Процедура гигиенической оценки параметров
окружающей среды является частным проявлением указанного
принципа.
21
3) Показатели качества рассматриваются с точки зрения потребностей большей части членов общества [2]. Этот принцип подразумевает, что требования к качеству носят субъективный характер, в связи с чем следует ориентироваться на усредненные запросы. Справедливость данного принципа вызывает сомнения даже
применительно к оценке продукции: мировой тенденцией
является стремление учесть именно индивидуальные запросы,
что, однако, не исключает массового производства дешевого
«ширпотреба» при наличии спроса на него. Практика
природоохранной работы фактически соответствует этому
принципу, поскольку ПДК и тому подобные нормативы
безотносительны к природным условиям и к возрастным,
социальным и иным особенностям. Использование данного
принципа в природоохранной работе не позволяет отказаться от
него и в экологическом картографировании.
4)Разные шкалы абсолютных показателей должны быть трансформируемы в общую шкалу [2]. Нормирование по ПДК и другим
подобным нормативам с последующей интеграцией в покомпонентные показатели обеспечивает реализацию и этого принципа.
5) Любое свойство качества определяется двумя числовыми параметрами: относительным показателем и весомостью \2\.
Относи-тельными
показателями
являются
концентрации
поллютантов, уровни физических полей, нормированные на
ПДК, ПДУ. Показатели весомости учитываются на всех
иерархических уровнях. Их роль выполняют: период осреднения,
класс опасности поллютан-та, относительная значимость
компонента окружающей среды.
Интеграция на каждом из иерархических уровней может быть
произведена тремя математически возможными способами: в
виде средней арифметической с использованием показателей
взвешивания; средней геометрической; средней гармонической [2].
Практически используются все три способа. Математические или
фактологические доказательства преимуществ какого-либо из
трех способов получения обобщающих оценок отсутствуют. Более
того, вопрос о преимуществах тех или иных средних дискутировался
еще в XVII в.; проведенные недавно эксперименты также не дали
однозначного ответа на этот вопрос [2]. В этих условиях в
соответствии с общенаучным принципом, известным под
названием
«бритва
Оккама»,
целесообразно
отдавать
предпочтение наиболее простому решению — показателям
первого типа (суммы произведений на коэффициенты
взвешивания и т.п.). При этом целесообразно вместо сумм
использовать средние арифметические, как рекомендует квалиметрический подход. В этом случае величины комплексных показателей, определенных по разному числу компонентов, будут
сопоставимы.
22
6-7) Сумма весомостей одного уровня есть величина
постоянная. Весомость и оценка свойств i-ro уровня определяются
требованиями со стороны связанных с ними свойств (i—1), т.е.
более высокого уровня [2]. Указанные принципы вполне
очевидны и подразумевают элементарную унификацию методов
измерений и обработки их результатов.
Использование методов квалиметрии в экологическом картографировании. Непосредственное определение параметров окружающей среды, как количественных, так и качественных, составляет содержание методов физико-географических (в максимально
широкой трактовке этого понятия) исследований. Учет социально-экономических характеристик требует привлечения методов
демографии и социологии. Обеспечение корректности и сопоставимости результатов тех и других составляет предмет метрологии.
Использование квалиметрических методов необходимо_на стадии
перехода от поингредиентных и покомпонентных характеристик к
интегральным, охватывающим разнородную и потому трудносопоставимую информацию.
Ключ к комплексной оценке состояния среды состоит в
определении относительной значимости ее отдельных
компонентов
для
здоровья
человека
(при
антропоцентрическом
подходе)
или
устойчивости
отдельных видов и экосистем в целом (при биоцентрическом подходе).
С точки зрения законов экологии вполне очевидно, что каждый из компонентов среды является жизненно важным. Но
разнообразие интервалов толерантности к разным факторам
обусловливает различия в их значимости.
В квалиметрии известны следующие основные методы
определения
весомости
отдельных
свойств
качества:
стоимостный, экспертный, вероятностный и смешанный
(комбинации трех предыдущих [2]).
? Стоимостный метод предполагает корректную оценку сла
гаемых качества в денежном выражении. Такой подход едва
ли приемлем для экологического картографирования, по
крайней мере в качестве основного, в силу вторичности
экономических оценок в природопользовании по отноше
нию к экологическим и гигиеническим.
? Экспертный метод (метод «Дельфи») включает участие
группы из 10—12 экспертов, отвечающих на поставленный
вопрос. Ответы должны носить количественный характер,
даваться в несколько туров со взаимным ознакомлением с
23
результатами, обменом мнениями в целях выработки усредненного коллективного решения [2]. При современном
уровне развития геоэкологических исследований данный
метод является наиболее распространенным [15]. ♦
Вероятностный метод. В рамках антропоцентрического подхода предметом вероятностной оценки оказывается риск возникновения заболеваний в зависимости от состояния окружающей среды и ее компонентов. Такой подход применяется
в рамках методики оценки риска и в целом может быть
оценен как наиболее перспективный. Его распространение
сдерживает необходимость накопления и обработки значительных объемов медико-географической информации
применительно к конкретным социально-экономическим
условиям. Создает трудности для математической обработки и
неоднозначность связей «доза—эффект», в частности наличие
скачков на определенных уровнях [15], а также возможное
влияние на восприимчивость этносоциальных, возрастных и
индивидуальных особенностей организма. Практически
вероятностный метод реализуется на основе использования
статистических зависимостей между характеристиками состояния
компонентов среды и показателями здоровья человека либо
состояния популяций отдельных видов.
1.2.4. Экологизация тематической картографии
Общий смысл экологизации картографии заключается в переходе от традиционных попыток показа как бы реконструированного состояния природной среды к целенаправленному
отображению содержания и последствий воздействия человека.
Экологизация, являющаяся общей тенденцией развития
современной науки [124], проявилась во многих отраслях
тематической картографии.
Геологическое картографирование претерпело значительные
изменения в области задач и методов съемочных исследований. Были
разработаны новые методические руководства [23 и др.],
изменившие общую направленность геологических исследований
с нацеленности на обнаружение полезных ископаемых на
изучение современного состояния геологической среды и
тенденций ее изменения. При этом в число объектов изучения,
согласно новым методическим руководствам, вошли даже
характеристики
загрязнения
атмосферного
воздуха
и
поверхностных вод.
В рамках экологизации геологического картографирования повышенное внимание уделяется показу на общих и специальных
24
картах техногенно-образованных. техногенно-переотложенных и
техногенно-измененных пород, а также сущности физических и химических изменений в них (подробнее см. в разделе 4.5.2).
Геоморфологическое картографирование в последние годы также ориентируется на изучение и решение экологических проблем.
По выражению А. Н. Ласточкина [83], если раньше геоморфологи
уделяли основное внимание изучению всего того геологического,
что отражается в рельефе, то сейчас необходимо сместить акцент
на то географическое, что рельефом контролируется. Литогенная
основа ландшафта (геологическое строение и рельеф) в значительной
степени
предопределяет
пространственное
распределение почвенных разностей и биотопов, их внешние
границы.
Поэтому
границы
территорий
с
разными
экологическими ситуациями во многих случаях целесообразно
согласовывать с геоморфологическими границами.
Практическая реализация этой идеи заключается в разработке
геотопологической основы для интерполяции и экстраполяции
фактических данных о загрязнении окружающей среды и транс
формации экосистем, т.е. в создании детальных карт элементар
ных ребер и граней рельефа и оценки их положения по отноше
нию к источникам техногенных воздействий
Рельеф непосредственно влияет на процессы геодинамики в
том числе являющиеся факторами экологического риска (обвалы,
оползни, лавины, сели, наводнения). Поэтому геоморфологические карты, в том числе с адаптированным содержанием, нашли
применение при оценке риска различных опасных явлений, контролируемых рельефом и поверхностными отложениями.
Климатическое картографирование эволюционирует в направлении отображения метеорологических факторов экологической
обстановки: рассеивающей способности и потенциала загрязнения атмосферы [12]. При этом следует отметить, что традиционное
для
изучения
атмосферных
процессов
создание
мелкомасштабных карт на основе редкой сети постов, хорошо
зарекомендовавшее себя при анализе и прогнозе глобальных и
региональных ситуаций, оказалось недостаточным в условиях
сложной, мозаичной картины загрязнения урбанизированных
территорий [34]. В связи с этим получило широкое
распространение создание компьютерных, в том числе
оперативных, карт на основе математического моделирования
циркуляционных процессов в условиях города.
Гидрологическое картографирование также приобрело
нацеленность на отображение состояния водных ресурсов, в том
числе в аспектах
загрязнения.
риска
высоких
паводков,
истощения,
25
Почвенное картографирование традиционно было ориентировано на отображение не только типов, подтипов и разновидностей почв, но также их состояния и тенденций изменений (выделение смытых и намытых почв). В рамках экологизации почвенное
картографирование трансформируется в мониторинг земельных
ресурсов, в задачи которого входит отслеживание изменений: эродированности почв, содержания гумуса, микроэлементов, рН,
остаточных концентраций пестицидов, загрязнения тяжелыми
металлами и нефтепродуктами.
Объектом почвенного картографирования становятся техногенные и антропогенно-преобразованные почвы: агросерые, агролесные; ацефалоземы («обезглавленные» почвы) и т.д. [154]. В новой
классификации почв России [70] выделены на уровне отдельных
типов почвы, сформировавшиеся под влиянием интенсивного воздействия интенсивных факторов (стратоземы, агростратоземы).
Свойства почв непосредственно влияют на интенсивность процессов миграции загрязняющих веществ и самоочищения, коррозионную активность. Поэтому получило распространение создание специальных почвенных карт, на которых дается интерпретация типов и разновидностей почв с точки зрения их влияния на
миграцию поллютантов. Таким образом, почвенное картографирование смыкается с эколого-геохимическим.
Геоботаническое картографирование (включая лесное, как его
прикладное направление) послужило одним из источников современного экологического картографирования. Современной тенденцией в геоботаническом картографировании стало внимание,
уделяемое показу динамики растительности, включая прогноз ее
состояния с учетом сукцессионной смены сообществ [66]. Состояние растительного покрова является одним из показателей экологической обстановки в целом, в связи с чем получило развитие
биоиндикационное картографирование (подробнее см. раздел
4.6.2).
Социально-экономическое картографирование. Экологизация
проявляется в создании специализированных карт для показа последствий хозяйственной деятельности: объемов и структуры выбросов и сбросов загрязнений, в том числе с подразделением по
отраслям экономики, масштабов применения удобрений и пестицидов и т.д. Наряду с абсолютными характеристиками поступления загрязняющих веществ объектами картографирования могут
быть многочисленные относительные показатели: величины выбросов и сбросов в расчете на одного жителя, на единицу
площади, на объем выпускаемой продукции в натуральном или
денежном выражении. Величины платежей за загрязнение
(экологического
26
налога) и, соответственно, поступлений в территориальные экологические фонды также могут быть объектом картографирования.
Состояние среды стало одним из важных факторов кадастровой
оценки земель [127], определения стоимости недвижимости
(подробнее см. раздел 5.4). Это предполагает составление специальных карт экономической оценки экологической обстановки,
таких как карты величин отклонений стоимости недвижимости под
влиянием экологических факторов и, соответственно, потерь или
приобретений владельцев.
1.2.5- Классификации экологических карт
Вопросы классификации экологических карт решаются по-разному, в зависимости от того, что положено в основу классификации: анализ и обобщение фактически существующих картографических материалов либо теоретические предпосылки. Число классификационных признаков практически так же безгранично, как
и число экологических проблем и подходов к их изучению. Относительно устоявшейся и общепризнанной в настоящее время
является упомянутая выше классификация экологических карт по
научно прикладной направленности [ПО], в рамках которой
выделяются карты:
?
?
?
?
инвентаризационные, т.е. нацеленные на учет и описатель
ные характеристики природных объектов;
оценочные, т.е. характеризующие соответствие состояний
и условий природной среды каким-либо критериям и/или
нормативам;
прогнозные, т.е. отображающие предполагаемые и/или не
доступные для непосредственного изучения природные
объекты и их свойства;
рекомендательные, т.е. направленные на оптимизацию и гармонизацию отношений в природной среде, предотвраще
ние или смягчение неблагоприятных явлений и их послед
ствий.
Географы Института географии РАН, составившие наиболее
полный каталог фактически существующих отечественных карт
экологического содержания по состоянию на декабрь 1994 г. [73],
подразделили их на следующие группы:
?
?
карты оценки природных условий и ресурсов для жизни и
деятельности человека;
карты неблагоприятных и опасных природных условий и
процессов;
27
?
?
?
?
?
?
карты антропогенных воздействий и изменений природной
среды;
карты устойчивости природной среды к антропогенным воздействиям;
карты охраны природы и природоохранных мероприятий;
медико-географические карты;
карты рекреации;
комплексные экологические (эколого-географические, гео
экологические карты).
Географы МГУ [75] разработали несколько иную классификацию экологических карт, в целом близкую по содержанию, но
отличающуюся отсутствием ряда достаточно традиционных тематических групп:
?
?
?
?
?
?
карты воздействий на природную среду и их последствий;
карты оценки состояния природной среды;
карты прогноза состояний природной среды и оценки ее
прогнозируемого состояния;
общие эколого-географические карты;
карты существующей системы природоохранных меропри
ятий, природоохранных организаций, природоохранных тех
нических устройств;
комплексные карты охраны природы.
Классификации, построенные на основе анализа практики,
успешно «работают» в достаточно давно сложившихся тематических областях с устоявшейся внутренней структурой. В экологическом картографировании, все еще находящемся в стадии
формирования, освоены далеко не все практически необходимые
сюжеты. Поэтому целесообразно, основываясь на тех или иных
теоретических представлениях, дополнять классификации,
построенные на основе анализа практики, перспективными, но
еще недостаточно разработанными разделами. Так географы
Института географии Сибири и Дальнего Востока [171] предлагают
следующие классы экологических карт:
?
?
?
28
карты факторов и условий среды (физико-географические
карты, характеризующие условия жизнедеятельности, кар
ты природно-ресурсного и экологического потенциала тер
риторий, устойчивости геосистем);
карты процессов (распространения загрязнений, миграций,
эрозии, опасных природных явлений);
карты состояний (современного и прогнозируемых, в том
числе карты антропогенных изменений);
?
?
карты проблем (остроты экологических ситуаций);
карты организации охраны природы и ресурсопользования
(контроля и управления природопользованием).
Классификация экологических карт по назначению, рассмотренная выше, включает:
карты для научно-исследовательских работ природоохран
ной направленности (с дальнейшими подразделениями со
образно структуре научных дисциплин об окружающей среде
и ее охране);
? карты для практической природоохранной деятельности
(в том числе инвентаризационно-оценочные, прогнозные,
рекомендательные, контрольные);
♦ карты для экологического просвещения, образования и воспитания.
?
Вполне очевидны также классификации экологических и эколого-географических карт по масштабу и территориальному охвату, по широте темы (общие и частные, аналитические и синтетические). Специфическим для экологических карт является их подразделение по источникам исходной информации на карты,
составленные на основе:
?
?
дистанционного зондирования;
статистических данных и их обработки; полевого
картографирования и мониторинга;
?
?
изучения состояния биоиндикаторов
обобщения материалов из разных источников
Глава 2
Эколого-картографическое
источниковедение
Использование ранее созданных тематических карт в качестве
источника информации об экологической обстановке оправдано
лишь в части, касающейся наиболее устойчивых во времени характеристик. Во всем остальном более целесообразно обращение
непосредственно к картографическим источникам. Любой картографический источник является первичным или вторичным по отношению к результатам исследования, проведенного тем или
иным методом. Поэтому подразделение картографических
источников по К. А. Салищеву [134] на астрономо-геодезические,
съемочно-кар-тографические и тематические (графические,
текстовые и цифровые), либо по С. Е. Сальникову и др. [135] на
съемочно-картогра-фические, документальные и справочнолитературные, может быть детализировано по методам
исследования
экологической
обстановки.
Источники
информации об экологической обстановке могут быть
классифицированы:
?
?
по ведомственной принадлежности (материалы государ
ственных органов, предприятий, научно-исследовательских
учреждений, общественных организаций);
по научным методам и техническим приемам, использо
ванным при получении информации.
2.1. Классификация информационных
источников по ведомственной
принадлежности
При классификации информационных источников по ведомственной принадлежности обращают внимание на специфику деятельности соответствующих организаций и ее влияние на характер получаемых данных. Среди организаций—источников экологической информации различают [166]: государственные организации
(в том числе ведомства и научные организации), производственные (коммерческие) организации, общественные (некоммерческие) организации.
30
2.1.1. Государственные органы
Государственные органы собирают информацию в основном
для того, чтобы исполнять функции управления и контроля. Поэтому каждый орган, у которого есть четко определенный круг
полномочий и обязанностей, собирает именно ту информацию,
которая необходима для выполнения его функций, и систематизирует эту информацию в наиболее удобном для себя виде. Таким
образом, экологическая информация, содержащаяся в государственных органах, собрана, организована, проанализирована и
оформлена в соответствии с их внутренними нуждами и требованиями, и возможность ее использования для других целей (в том
числе картографических) ограничена не только наличием необходимых сведений, но и формами представления [166].
Государственные органы, являющиеся источниками экологической информации, в настоящее время включают: Федеральную службу
России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды
(Росгидромет), Федеральную службу охраны окружающей среды Министерства природных ресурсов (МПР), Департамент государственного санитарно-эпидемиологического надзора Министерства здравоохранения (Госсанэпиднадзор), Министерство сельского хозяйства и продовольствия. Ниже приводятся сведения об особенностях
экологической информации указанных организаций [166].
Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет). Осуществление
мониторинга состояния и загрязнения окружающей среды является прямой обязанностью этого ведомства; слово «мониторинг» входит и в его полное название. Росгидромет обеспечивает участие
России в Глобальной системе мониторинга окружающей среды. Одна
из важнейших задач Росгидромета — отражать общую картину состояния окружающей среды, в том числе ее загрязнения.
На организацию измерений в Росгидромете существенно влияет характер антропогенного загрязнения окружающей среды. Так,
многие посты на реках установлены ниже сбросов крупных предприятий. Действуют стационарные, передвижные, подфакельные
посты наблюдения за качеством атмосферного воздуха, ориентированные на выбросы определенных предприятий. Программы
измерений для конкретных пунктов зависят также от
приоритетных Для данного места загрязняющих веществ.
Измерения в системе Росгидромета выполняются систематически и регулярно. Так, посты наблюдения за качеством воздуха в
населенных пунктах должны проводить измерения несколько раз
в
31
день. Органы Росгидромета располагают систематизированными данными измерений, проводившихся в одних и тех же точках по единым методикам в течение многих лет. Эти ряды данных по своей
полноте и продолжительности являются уникальными, по ним можно
судить о долговременной динамике тех или иных показателей.
Сеть постов Росгидромета, проводящих измерения состояния
окружающей среды, оказывается относительно редкой. На субъект
федерации обычно приходится несколько десятков постов, обычно в крупнейших городах. Территориальную структуру Росгидромета образуют Управления по гидрометеорологии и мониторингу
окружающей среды (УГМС), каждое из которых охватывает несколько субъектов федерации. Им подчинены центры мониторинга окружающей среды областного (краевого, республиканского)
уровня. Этим центрам могут быть подчинены лаборатории, обслуживающий персонал постов, однако предоставлением информации сами лаборатории и посты не занимаются.
Предоставление информации в системе
довольно
сильно
коммерциализировано.
Росгидромета
Существуют
установленные прейскуранты, причем система ценообразования
на конкретные результаты измерений является довольно
жесткой. Доступ к информации, особенно первичной, может быть
затруднен по материальным соображениям. В некоторых
ситуациях диалог с держателем информации может существенно
смягчить эти условия [166], в частности для учебных заведений,
общественных организаций.
Первичные данные наблюдений фактически закрыты; доступны лишь обобщенные характеристики за тот или иной период.
Росгидромет регулярно издает справочники, посвященные состоянию природной среды: «Обзор загрязнения окружающей
среды в Российской Федерации», «Ежегодник состояния
загрязнения атмосферы в городах на территории России» [58],
«Ежегодник качества поверхностных вод Российской Федерации»
[57], «Ежегодник состояния экосистем поверхностных вод»
(информация по гидробиологическим показателям), «Ежегодник.
Загрязнение почв Российской Федерации токсикантами
промышленного происхождения».
Управления гидрометеослужбы издают ежемесячники и ежегодники загрязнения атмосферы и выбросов вредных веществ на
территории деятельности. Ежегодники и ежемесячники содержат
сведения о концентрациях загрязняющих веществ по постам и
(иногда) о выбросах и сбросах по городам. Значительный объем
данных о загрязнении накоплен НПО «Тайфун» (г. Обнинск), однако не опубликован и распространяется в электронном виде, на
коммерческой основе.
32
Росгидромет в течение ряда лет ведет также наблюдения за
загрязнением почв. К сожалению, при характеристике загрязнения почв в Росгидромете обычно ограничиваются приближенной
административной привязкой мест отбора проб, тогда как для загрязнения почв характерна очень резкая изменчивость уровней и
состава.
Федеральная служба охраны окружающей среды Министерства природных ресурсов (МПР). Территориальные подразделения МПР занимаются непосредственными измерениями качества воды и воздуха лишь в незначительной степени, как правило, в связи с конкретным предприятием-загрязнителем. Это
соответствует разделению обязанностей в рамках Единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ), которая
поручает МПР «организацию мониторинга источников антропогенного воздействия», в отличие от Росгидромета, к чьим обязанностям относится организация мониторинга состояния и
загрязнения окружающей среды.
Определение качества воды и воздуха проводится органами
МПР, прежде всего, в связи с функционированием экономического механизма природопользования — платежами предприятий
за загрязнение окружающей среды (экологический налог), штрафами и т.п. Эти платежи устанавливаются исходя из объемов выбросов и сбросов предприятия и их соответствия установленным
предельно допустимым. В существующей системе предприятие само
осуществляет контроль за своими выбросами и сбросами. Основной источник определения их объемов — статистическая отчетность
предприятия (статистические формы 2-ТП (воздух), 2-ТП (водхоз), 2ТП (токсичные отходы)).
Целью измерений, проводимых органами МПР, являются, как
правило, не систематические наблюдения, а выборочный контроль за достоверностью статистической отчетности, за выполнением требований нормирования. По своим задачам эти
измерения находятся в одном ряду с такими мероприятиями,
как, например, периодические посещения предприятия для
проверки
работы
очистных
сооружений.
Измеряются
определенные параметры отходящих газов или сточных вод, а
также характеристики состояния воздуха и водного объекта.
Чтобы обеспечить возможность таких измерений, на областном уровне создаются аналитические инспекции, располагающие
соответствующими средствами. На районном уровне такие средства отсутствуют, поэтому инспектор пользуется данными, полученными областной (республиканской) инспекцией. Результаты
33
собственных измерений системы МПР не обладают такой степенью систематичности, как сведения Росгидромета, но могут оказаться полезными в случаях, когда в центре проблемы находится
предприятие-загрязнитель.
Подразделения
Министерства
природных
ресурсов,
связанные с использованием и охраной недр (бывшее
Министерство геологии), проводят радиационные съемки,
налаживают
мониторинг
подземных
вод,
экзогенных
геологических процессов, издают карты радиационного и/или
химического загрязнения почв. Департамент лесного хозяйства
МПР путем регулярного обновления соответствующих карт
отслеживает состояние лесов, включая возрастной и породный
состав, плотность стояния деревьев, бонитет лесонасаждений.
Следует отметить, что органы МПР могут также располагать
ценной информацией о состоянии окружающей среды, полученной от других ведомств. В рамках разделения обязанностей, установленного в ЕГСЭМ, именно МПР отвечает за координацию
деятельности всех министерств и ведомств в области мониторинга
окружающей среды. В МПР должны стекаться результаты всех видов мониторинга, связанного с окружающей средой. МПР РФ и
его подразделения в регионах ежегодно издают «Государственные
доклады о состоянии окружающей природной среды» — наиболее
общие документы об экологическом состоянии территорий. Данные Росгидромета, комитетов по земельным ресурсам, комитетов
по недрам, органов Госсанэпиднадзора занимают существенное
место в ежегодных докладах о состоянии окружающей среды.
Государственные доклады изобилуют цифровыми характеристиками выбросов и сбросов, почерпнутыми из обобщения отчетности
предприятий, а также обобщающими данными о загрязнении воздуха, воды, почв, состоянии растительности и животного мира по
материалам соответствующих ведомств. Существенный недостаток
государственных докладов, так же как и иных источников статистических данных, состоит в том, что информация в них обобщается по
административно-территориальным единицам, и при этом в значительной степени обезличивается, а иногда и искажается.
Так, г. Норильск в административном отношении подчинен
Красноярскому краю и его выбросы включают в суммарный выброс по краю [49], тогда как территориально город расположен
внутри Таймырского автономного округа и воздействует главным
образом на природу именно этого округа. Соответственно выброс
по Красноярскому краю получается многократно завышенным, а
по Таймырскому автономному округу — заниженным.
34
Департамент государственного санитарно-эпидемиологического надзора Министерства здравоохранения (Госсанэпиднадзор). К компетенции системы Госсанэпиднадзора относятся
вопросы, связанные с инфекционными заболеваниями, а также
заболеваниями, вызванными воздействием факторов состояния окружающей среды. Поэтому в обязанности данного ведомства входит и мониторинг состояния окружающей среды в той мере, в
какой оно связано со здоровьем населения. Органы Госсанэпиднадзора измеряют параметры качества воздуха внутри и на границах санитарно-защитных зон хозяйственных объектов.
Отбор проб обычно проводится под факелом выброса промышленных зон и крупных предприятий (подфакельные наблюдения).
В отличие от Росгидромета, Госсанэпиднадзор проводит контроль
выборочно (раз в сутки, в течение одного месяца в квартал), либо
эпизодически, по заявкам предприятий, осуществляющих мониторинг. Программа измерений обычно включает 4—6 веществ (концентрации СО, SO2, NOX), а также параметры, установленные с
учетом местного перечня приоритетных загрязняющих веществ.
К компетенции Госсанэпиднадзора относится прежде всего
контроль качества питьевой воды. Проводятся химические и бактериологические анализы воды у водозаборов, после водоподготовки, в некоторых местах водоразборной сети. В сферу внимания
Госсанэпиднадзора попадают также используемые для питьевых
целей родники, колодцы, водоемы официально установленных
рекреационных зон (пляжи и т.п.), сбросы муниципальных очистных сооружений и предприятий, находящихся в пределах населенных пунктов.
Госсанэпиднадзор — единственная система, которая занимается контролем качества воздуха внутри помещений, в частности
в рабочей зоне предприятий. К компетенции этого ведомства относятся также измерения, связанные с «экологией жилища», т.е.
определение качества воздуха в жилых помещениях и качества
питьевой воды.
Органы системы Госсанэпиднадзора действуют как на уровне
субъекта федерации (республики, края, области), так и на уровне
района, причем система Госсанэпиднадзора — единственная из
ведомственных
систем,
которая
имеет
районные
подразделения со штатными средствами измерений и
лабораториями. Однако эти лаборатории обычно оснащены
устаревшим
оборудованием
и
имеют
только
внутриведомственную
аккредитацию.
Как
следствие,
концентрации одних и тех же веществ, по данным Росгидромета
и Госсанэпиднадзора, могут сильно различаться в одних и тех же
местах.
35
Информация системы органов Госсанэпиднадзора обобщается
в федеральных и региональных докладах о санитарноэпидемиологической обстановке, а также используется при
составлении государственных докладов о состоянии окружающей
природной среды.
Министерство сельского хозяйства и продовольствия. Министерство и его подразделения на местах владеют информацией
о загрязнении сельскохозяйственных угодий, главным образом
остаточными количествами
минеральных удобрений
и
пестицидов. Соответствующие исследования выборочно проводят
сельскохозяйственные научно-исследовательские институты.
Государственный комитет по статистике. Комитет и его подразделения на местах систематизируют многочисленные социально-экономические характеристики по регионам, административным районам, населенным пунктам. Во многих административных районах регулярно издаются сборники «Паспорт ... района за ...
год»; на региональном и федеральном уровнях издаются статистические сборники.
Для экологического картографирования наибольший интерес
представляют параметры, прямо или косвенно характеризующие
техногенную нагрузку на природную среду: количество жителей в
населенных пунктах, поголовье скота, число единиц сельскохозяйственной и транспортной техники, обеспеченность водопроводом и канализацией, наличие и мощность предприятий по переработке сельскохозяйственного сырья, количество внесенных удобрений и пестицидов.
В федеральных и региональных статистических сборниках обычно
имеются разделы «Охрана окружающей среды», где с большей или
меньшей полнотой приводятся данные об объемах выбросов и
сбросов загрязняющих веществ, образовании твердых отходов,
обеспеченности очистными сооружениями и эффективности их
работы, размерах платежей предприятий за загрязнение,
количестве
и
структуре
правонарушений
в
сфере
природопользования и размерах наложенных и взысканных
штрафов и др.
Таким образом, в статистических сборниках содержится довольно обширная информация, пригодная для составления обзорных мелкомасштабных карт, в том числе с использованием
распространенных пакетов прикладных программ (Maplnfo) и др.
Однако недостатком информации органов Госкомстата является
ее недостаточная дифференцированность по территории. В
федеральн
ых
сборни
ках
обычн
о
приво
дятся
данны
е лишь
по
регион
ам
в
целом,
в
регион
альных
— по
админ
истрат
ивным
района
м и городам.
36
2.1.2. Научные учреждения
Большим количеством информации о качестве окружающей
среды располагают научные учреждения, как подчиненные указанным выше ведомствам, так и входящие в систему РАН и в высшие учебные заведения. Нередко эти учреждения выполняют научно-исследовательские работы (НИР) по проблемам качества
окружающей среды и обладают материалами, исключительно
ценными в связи с экологической ситуацией в пределах тех или
иных территорий. Однако сбор материалов научных учреждений
сильно затруднен в связи с тем, что результаты НИР,
выполненных даже в рамках одной ведомственной системы,
находятся в распоряжении различных учреждений и их
подразделений. Единого каталога, как правило, не существует.
НИР в настоящее время выполняются за счет средств из разных источников финансирования. Ограничения на доступ к результатам нередко накладываются заказчиками, поэтому узнать о
существовании нужного исследования бывает непросто. Некоторая информация о работах научных организаций иногда содержится в официальных докладах федерального и территориального уровней. Кроме того, научные учреждения выпускают журналы и сборники научных трудов.
Результаты исследований разных организаций находят отражение в материалах научных конференций соответствующей тематики, а также обобщаются в реферативных журналах. По содержанию публикаций можно судить о тематике исследований научных
учреждений и отдельных научных школ в тот или иной период и
при необходимости решать вопросы доступа к материалам непосредственно с соответствующими научными подразделениями.
Перечни экологических карт, созданных различными организациями, опубликованы в обзорах Института географии РАН [174] и
Российской государственной библиотеки [168]. Однако экологическое картографирование развивается быстро и к настоящему
времени оба каталога в значительной степени устарели. Кроме того,
в них практически не нашли отражения электронные карты.
2.1.3. Коммерческие организации
К ним относятся организации, которые занимаются определением качества воды, воздуха или почвы на коммерческой основе.
Некоторые такие фирмы организованы при подразделениях госу-
дарств
енных
органи
заций,
напри
мер
Госсан
эпидна
дзора.
Другие
Действ
уют
при
научно
исслед
овател
ьских
инстит
утах,
или же
сами
37
институты выполняют за плату соответствующие измерения. Ряд
подобных организаций сотрудничает с риэлтерскими агентствами, поскольку проблема качества окружающей среды является
актуальной в связи с обменом или приобретением недвижимости.
Возможности использования информации коммерческих организаций в значительной степени зависят от того, располагает ли
она аккредитованной лабораторией или сотрудничает с такими
лабораториями, может ли оформить результаты измерений в
виде официального документа; имеет ли на это лицензию.
Предполагается, что в ближайшие годы по мере формирования
нормативной базы экологического аудита роль коммерческих
организаций будет возрастать и к ним постепенно перейдут
функции контроля отчетности предприятий об объемах выбросов,
сбросов и размещения токсичных отходов.
2.1.4. Некоммерческие организации
Некоммерческие (общественные) организации могут отбирать
и направлять в аккредитованные лаборатории пробы воздуха,
воды и почв, а при значительных масштабах деятельности и
финансовых возможностях даже выступать заказчиками научноисследовательских работ и обладать их результатами.
Общественные организации редко располагают систематическими сводами материалов, сколько-нибудь сопоставимыми с массивами данных, которые накапливают государственные организации. Лишь немногим из них по силам организация масштабных
научных исследований, например с целью прогнозирования развития экологической ситуации.
Многие материалы, создаваемые общественными организациями, профессионалы квалифицируют как «не научные, а научнопопулярные», что, впрочем, не является недостатком, а определяется целью создания таких материалов, их предполагаемой
аудиторией. Информация общественных организаций может
быть полезной в отношении локальных ситуаций — состояния
озера или леса, экологической ситуации микрорайона. Их работа
заключается в сборе информации об экологической обстановке
из различных источников и ее анализ. Общественная организация
может работать и с проблемами большего масштаба, но именно
на локальном уровне эта ниша практически свободна [166]. Таким
образом,
материалы
общественных
организаций
могут
использоваться
для
картографических
целей
при
крупномасштабных
работах,
на
локальном
уровне
природопользования, преимущественно для образовательных и
просветительских целей.
38
2.2. Классификация информационных
источников экологического
картографирования по применяемым
научным методам и техническим
приемам
2.2.1. Общие вопросы обеспечения
комплексности эколого-картографического
исследования
Любая информация, привлекаемая для характеристики экологической обстановки, оказывается в большей или меньшей степени косвенной и, в силу сложности взаимосвязей в природных
системах, неполной. Каждый из компонентов окружающей среды — это предмет изучения соответствующей науки (метеорологии, гидрологии, почвоведения и т.д.), в то же время методы их
исследования (физические, химические, экономико-статистические и др.) в значительной степени заимствуются из иных областей знания.
Экологическая обстановка, отображаемая с помощью
экологических
карт,
является
синтетическим,
обобщающим
понятием
и
не
может
быть
непосредственно измерена.
Во всех науках, касающихся как компонентов среды, так и
путей их изучения, наряду с общенаучными действуют специфические законы, методы и связанные с ними ограничения, относящиеся к возможностям получения и интерпретации результатов.
Поэтому, прежде чем рассматривать методы создания экологических карт, следует проанализировать источники исходной информации. Их анализ включает:
?
?
?
?
выявление естественно-научной и социально-гуманитарной
сущности показателей и характеристик;
рассмотрение факторов, в том числе естественных, антро
погенно-преобразованных, антропогенно-определяющих
эти показатели и характеристики;
поиск возможностей выделения тех составляющих показа
телей и характеристик, которые отражали бы величину ан
тропогенной преобразованности геосистем;
оценку достоверности, объективности, пространственной
и временной изменчивости показателей.
39
Поскольку получаемая из разных источников информация об
экологической обстановке не всегда поддается сопоставлению, а
нередко и противоречива, необходимо выработать некоторые
правила ее проверки и сопоставления на основе разграничения
функций информационных источников.
Дистанционные методы исследования подразделяются на
пассивные, т.е. основанные на улавливании излучений от
естественных источников (Солнца, Луны, звезд, земной
поверхности и мих изучаемых объектов), и активные, т.е.
предполагающие ис
При классификации источников информации по использованным научным методам и техническим приемам полезно
различать первичные данные, специфика которых определяет
возможности и области применения, и методы последующей
обработки, в значительной мере относящиеся к общенаучным.
40
Дистанционные методы разрабатываются комплексом наук (физические, в том числе оптика, географические и биологические, в
том числе ландшафтная индикация). Математико-статистические
методы исследований опираются на характеристики источников загрязнения окружающей среды, физико-химические методы — на
опробование природных объектов, медико-биологические — на наблюдения за состоянием биоиндикаторов.
Таким образом, в общей сложности может быть выделено четыре источника информации об экологической обстановке:
?
?
?
?
дистанционное зондирование;
характеристики источников и объемов техногенных нагрузок;!
экспедиционные и стационарные исследования
состояния!
компонентов природной среды;
состояние биоиндикаторов.
Наибольший эффект дает комплексное использование информации из всех названных источников. Комплексность исследования не равнозначна сумме информационных источников и должна обеспечиваться:
?
?
?
разграничением функций информации из разных источни
ков, исходя из их возможностей и особенностей;
взаимопроверкой и сопоставлением данных;
интеграцией материалов в обобщающие характеристики.
2.2.2. Дистанционное зондирование
Дистанционное зондирование природных объектов базируется
на использовании электромагнитных излучений, исходящих от
предмета исследования.
пользование искусственных источников излучения (ламп накаливания, газоразрядных ламп, лазеров).
Наибольшее применение среди пассивных дистанционных методов получили исследования в оптической области электромагнитного спектра (фотографирование), в том числе в разных диапазонах. Получаемые фотографические материалы доступны для
непосредственного зрительного восприятия и анализа с помощью
всего арсенала средств, разработанных в рамках картографического метода исследования. Космические и аэрофотоснимки обеспечивают территориально полное и непрерывное изучение больших
площадей, состояние которых зафиксировано на единый момент
времени [33]. Это наиболее эффективно при работах, связанных с
проблемами охраны земельных, водных и растительных ресурсов
(состояние лесов, пастбищ и пахотных угодий; эрозия; засоление;
заболачивание).
Возможности изучения загрязнения с помощью космо- и аэрофотографических методов в целом скромнее и относятся в большей мере к территориальной, чем к количественной характеристике. В частности, имеется опыт картирования ореолов загрязнения снежного покрова вокруг городов [62], дымовых шлейфов
различного происхождения [50], нефтяных пленок на морских
поверхностях [90], запыленности городской атмосферы [76]. Хотя в
процессе загрязнения атмосферы городов участвуют не только
твердые частицы, вследствие общности источников загрязнения,
запыленность обнаруживает удовлетворительную сходимость с расчетными значениями индекса загрязнения атмосферы (ИЗА) [31].
Осаждение взвешенных частиц из атмосферы формирует достаточно устойчивые зоны хронического загрязнения.
Загрязняемые площади располагаются в форме ореолов вокруг
городов и в виде разнообразных полос вдоль всех дорог. В обычных
условиях эти пятна невидимы и оконтурить их трудно. Благоприятные условия для их обнаружения складываются весной, когда
загрязненные участки вскрываются снеготаянием и становятся
видимыми на фоне чистых снегов. Съемки с искусственных спутников Земли в этот период делают ситуацию наглядной и обеспечивают картографирование как контуров зон влияния городов,
промышленных предприятий, транспортных магистралей, так и
различий в уровнях загрязнения внутри таких зон [116].
Спектральная яркость снежного покрова может быть количественно охарактеризована как с помощью оптических приборов,
так и посредством компьютерных программ обработки изображений. Характеристики спектральной яркости могут быть проинтерпретированы в категориях качества окружающей среды путем со-
41
поставления с данными наземных исследований о загрязнении
атмосферного воздуха, почв, состоянии растительности, заболеваемости населения.
Ч '-•
Возможности решения задач на основе космо- и аэрофотоснимков для разных территорий неравнозначны как вследствие неодинаковой обеспеченности соответствующими материалами (изза особенностей траекторий космических аппаратов и различий в
повторяемости благоприятных для съемок условий), так и ввиду
зависимости возможностей дешифрирования от комплекса физико-географических факторов (облачность, растительный покров).
В силу указанных причин наибольшие успехи в изучении из космоса геологического строения, экзогенных процессов, состояния
растительности относятся к семиаридной и аридной зонам. С другой стороны, дешифрирование снежного покрова, наиболее информативное в отношении характеристик загрязнения, возможно
лишь при наличии устойчивого снежного покрова.
Высокая оперативность дистанционных методов, будучи неоценимым достоинством при решении задач мониторинга, превращается в недостаток, когда речь идет о картографировании осредненных за длительный период показателей. В литературе пока практически не затрагивается вопрос об условиях сопоставимости
результатов повторных съемок, без чего невозможно, например,
изучение закономерностей распространения дымовых и пылевых
шлейфов в зависимости от метеорологических условий.
В отечественной и зарубежной литературе пока преобладает
тенденция отождествления дистанционных и космоаэрофотографических методов исследования. Между тем более полное
понимание дистанционных методов еще в 1983 г. сформулировали И.
М. Назаров, А. И. Николаев и др. [101].
Возможности дистанционного получения количественных характеристик загрязненности природных сред появились в связи
с развитием активных методов зондирования. Толчком к этому
послужило создание лазерных источников излучения (лидаров).
Индикаторами состава атмосферы, в том числе присутствия лоллютантов, служат явления, возникающие при прохождении лазерного луча через газовую среду: поглощение, рассеяние. Флуоресценция [1011. Прибором анализируется вторичный сигнал от
искусственных (зеркальных) или естественных отражателей, в том
числе стен зданий, деревьев. Преимущества лидарных методов
мониторинга воздушного бассейна связаны с их высокой
оперативностью, возможностью непрерывного контроля. Однако
в основе их лежат весьма тонкие физические эффекты, что
делает лидары сложными
отношении устройствами.
42
в
научном
и
конструктивном
Их
широк
ое
приме
нение
станет
возмо
жным
лишь
тогда,
когда
они из
уникал
ьных
лабора
торных
прибо
ров,
эксплу
атируе
мых
научны
м
персон
алом,
будут
превра
щены
в
серий
ные,
достат
очно
прост
ые и
надеж
ные
[24].
Лид
арные
метод
ы
быстро
соверш
енству
ются и в перспективе способны привести к революции в
организации мониторинга воздушной среды. В то же время они
едва ли в обозримой перспективе вытеснят традиционные методы
вследствие
сложности
их
аккредитации
как
методов
количественного химического анализа, а также из-за недискретного
(линейного) характера локализации получаемых величин. Кроме
того, у лидарных методов и традиционных методов мониторинга
разные
условия
наибольшей
эффективности:
первые
применяются поверх застройки и вдоль магистралей; вторые —
внутри застройки, где отсутствуют протяженные трассы для
измерения.
Из других методов дистанционного зондирования, нашедших
применение в экологическом картографировании, следует отметить гамма-спектрометрический. Его использование позволило перейти к сплошному картографированию радиационных полей [101].
2.2.3. Характеристики источников и объемов
антропогенных нагрузок
Общие вопросы. Понятие источника загрязнения_окружающей
среды неоднозначно. В качестве такового могут рассматриваться:
? технологический процесс;
? точка выброса — труба, вентиляционный фонарь;
? региональная единица — промышленная зона, город, ре
гион [21].
Первая концепция рассматривается в технологических дисциплинах. Методы мониторинга и картографирования подразумевают вторую или третью концепцию источника загрязнения, сообразно масштабу работ. Те же концепции лежат в основе существующей государственной системы учета загрязнений окружающей
среды.
Объемы выбросов и сбросов определяют расчетным путем на
основе отраслевых нормативов, с учетом продолжительности работы единиц оборудования и удельных выбросов от них, и лабораторно-инструментальным путем, на основе отбора и анализа проб
отходящих газов и жидкостей, применительно к каждой точке
выброса и сброса. Далее в статистических формах 2-ТП (воздух), 2ТП (водхоз), 2-ТП (токсичные отходы) данные обобщаются для
43
предприятий; в Государственных докладах и Ежегодниках — на
местном, региональном и общегосударственном уровнях. Поскольку
информация об объемах образования и выделения загрязняющих
веществ используется для оформления разрешений на выброс
(сброс, захоронение) отходов и определения размеров платы за
них, недостатка в такой информации не ощущается.
Формой разрешения является устанавливаемый для каждого
конкретного источника и предприятия в целом предельно допустимый выброс (ПДВ), предельно допустимый сброс (ПДС), пересматриваемый раз в пять лет, или (до его установления) временно согласованный выброс (ВСВ). ПДВ определяется расчетным
путем, с использованием типовой методики ОНД-86 [92] и реализующих ее стандартных (сертифицированных) программных средств.
За ПДВ по каждому веществу принимается выброс, который с учетом мощности источника, климатических характеристик, фонового уровня загрязнения атмосферы, не приведет к превышению
ПДКмр в 95% случаев.
Контроль источников и объемов загрязнения атмосферы.
Он осуществляется в рамках действующей системы экологического
нормирования. Количество учитываемых источников (точек) выброса на крупных предприятиях достигает сотен и тысяч; по каждому из них определяется выделение до нескольких десятков веществ. При наличии в России 18,6 тыс. предприятий, включающих
более 955 тыс. источников загрязнения атмосферы [172], каждый
из которых выбрасывает, как минимум, 5—10 ингредиентов, ориентировочное количество ежегодно определяемых и контролируемых параметров загрязнения только воздушной среды составляет
(не принимая в расчет автотранспорт) величину порядка и-107, что
на четыре-пять порядков превышает число контролирующих работников природоохранной службы. Проведенные в последние годы
сокращения штатов лишь увеличили данное соотношение. В перспективе проблема контроля достоверности отчетности предприятий будет решаться путем внедрения экологического аудита.
Математическая обработка предполагает создание и использование баз данных, состоящих из большого числа показателей. Показатели определяются в большинстве случаев работниками природоохранных служб предприятий, на основе многочисленных ведомственных методик. Эти методики разрабатываются отраслевыми
НИИ и предполагают нормальную эксплуатацию технически исправного оборудования. Факты, когда из-за нарушений технологической дисциплины, износа оборудования, неполноты и несовершенства системы учета фактические выбросы многократно
-■***<§»»-
44
Рис. 1. Распределение значений коэффициента А, учитывающего
климатические особенности [71]
превышали расчетные, многочисленны и общеизвестны. Лишь
отдельные, наиболее мощные источники выбросов, такие как дымовые трубы тепловых электростанций, иногда оборудуются специализированными газоанализаторами. Для определения объемов загрязнений от групповых, площадных и передвижных источников расчетные методы являются едва ли не единственно возможными.
Методика ОНД-86 [92] предусматривает выполнение расчетов и
построение изолиний концентрации загрязняющих веществ на
основе решения полуэмпирического уравнения турбулентной диффузии, с введением ряда упрощений в виде коэффициентов и степенных зависимостей.
Коэффициент А, учитывающий климатические особенности,
принимается единым для крупных регионов, границы которых
увязаны не с климатическим районированием, а с политико-административным делением (рис. 1). Сходимость зон с разными значениями коэффициента А с районированием по величине потенциала загрязнения атмосферы [12] (рис. 2) практически отсутствует.
Влияние рельефа на перенос загрязняющих веществ должен учитывать «коэффициент рельефа» А. Однако при перепадах до 50 м/км
он принимается равным единице, что на практике означает исключение из расчета влияния городской застройки. В последних
Разработках программных продуктов, реализующих методику, предусматривается учет застройки, что резко повышает требования к
возможностям используемой вычислительной техники.
Внедрение усовершенствованных расчетных методик сдерживается также в связи с необходимостью использования громоздких
45
46
Рис. 2. Потенциал загрязнения атмосферы СССР (по Э. Ю. Безуглой, [12]): 1
— низкий (до 2,4); 2 — умеренный (2,4-2,7); 3 — повышенный (2,7-3,0); 4 —
высокий (3,0-3,3); 5 — очень высокий (3,3-3,6); 6 — наиболее высокий (3,6-4,0)
цифровых моделей местности, в которых элементы застройки рассматривались бы как формы рельефа с соответствующими морфометрическими
характеристиками.
Однако
многократно
возросшие за последние годы (и продолжающие расти
впечатляющими темпами) достижения вычислительной техники
уже сейчас делают возможным постановку и решение подобных
задач.
Методика ОНД-86 была разработана для одной конкретной
задачи: расчета ПДВ, исходя из максимально возможных приземных концентраций при наихудших условиях рассеяния 5% повторяемости. В связи с этим в ней не предусмотрен расчет полей загрязнения при конкретных метеоусловиях [170].
Методика ОНД-86, будучи единственной официально сертифицированной в России, в то же время оказывается одной из многих
методик
математического
моделирования
переноса
загрязняющих веществ в атмосфере. Так, в США для аналогичных
целей применяются многочисленные модификации уравнения
турбулентной диффузии Гаусса; в России разработаны как более
простые, так и более сложные методики, например
гидротермодинамическая модель А. С. Гаврилова.
Сопоставление полей концентраций от постоянно действующих точечных источников, рассчитанных с помощью разных методик, выявило значительные различия: отличаются даже формы
факелов, а концентрации примесей в конкретных точках могут
расходиться на целые порядки. Общими чертами существующих
методов математического моделирования процессов переноса загрязнений в атмосфере являются: полная зависимость результатов
от достоверности параметров источников загрязнения, а также
отсутствие всесторонней экспериментальной проверки. Последняя
требует масштабных полигонных измерений с использованием
наземных, лидарных, аэрологических и самолетных наблюдений,
что по причине высокой стоимости трудноосуществимо [170].
Перечисленные недостатки системы нормирования загрязнения атмосферы не могут не сказываться на результатах. По материалам исследования в г. Кирово-Чепецке [89] оказалось, что удовлетворительная сходимость между рассчитанными с помощью методики ОНД-86 (том ПДВ города) и фактически измеренными (по
данным мониторинга) максимальными концентрациями 5% повторяемости — не правило, а исключение (3 случая из 21). Совпадения или близкие значения были отмечены дважды по ртути (за
два разных года) и один раз по аммиаку. Еще в девяти случаях
(пыль, диоксид серы, оксид углерода, аммиак) расчетные и измеренные концентрации оказались величинами одного порядка,
различающимися в 2—10 раз. В девяти случаях, для малораспространенных специфических веществ, расхождения превысили один
порядок.
Контроль источников и объемов загрязнения поверхностных
вод. В значительной степени схож с контролем атмосферных
выбросов: предприятия представляют данные о водопотреблении
и водоотведения для определения соответствующих платежей (форма 2-ТП (водхоз)); природоохранные органы периодически проверяют их достоверность. Показатели содержания загрязняющих веществ в сточных водах определяются аналитическим или расчетным путем.
Следует отметить, что статистическая форма 2-ТП (водхоз) в
части, касающейся сбросов поллютантов, менее детализирована,
чем форма 2-ТП (воздух), так как в ней предусмотрены лишь графы
для 10 учитываемых веществ вместо открытого списка. В обеих
формах не предусмотрен учет временной динамики выбросов и
сбросов. Если для атмосферного воздуха предельно допустимые
выбросы (ПДВ) определяются на основе математического моделирования процессов турбулентной диффузии [92] (хотя и с применением ряда упрощений), то предельно допустимые сбросы
(ПДС) в водоемы определяются как произведение концентрации
поллютанта на расход сточных вод [97], т.е. процессы перерас47
пределения загрязнений в водоемах не учитываются, а принимаются во внимание лишь колебания расхода воды и некоторые
гидрологические параметры. К числу таких параметров относится
коэффициент смешивания в максимально загрязненной струе, причем задача определения местоположения такой струи не ставится.
Это означает, что в отличие от расчета ПДВ расчет ПДС не имеет
картографической направленности и не предполагает построения
изолиний концентраций.
Загрязнение водных объектов имеет ряд особенностей, затрудняющих контроль. Хотя количество точек сброса сточных вод на
1—2 порядка уступает числу точек атмосферных выбросов, через
каждый источник (коллектор) в водоемы обычно поступают стоки
разного происхождения (коммунально-бытовые, ливневые,
производственные от разных предприятий), состава и форм нахождения поллютантов (растворенные, нерастворенные, коллоидные). Баланс загрязняющих веществ в системе «источник загрязнения — водоем» искажается в связи с наличием промежуточных объектов, играющих неоднозначную роль: пруды-накопители
и донные отложения могут как связывать поллютанты, с выведением их из геохимического потока рассеяния, так и служить источниками вторичного загрязнения.
Контроль объемов и состава твердых отходов. Ведется по
местам их образования, а потому еще менее пригоден для эколого-картографических целей. Форма 2-ТП (токсичные отходы), паспорта отходов предусматривают определение объемов и классов
опасности, а также учет перемещения отходов (направление на
переработку, на захоронение, временное хранение на территории
предприятия). Учет отходов по месту их хранения пока практически не ведется, поэтому в выявлении загрязнения почв решающая
роль принадлежит полевым исследованиям (эколого-геохимическим съемкам, радиометрическим обследованиям) и сигналам с
мест.
Возможности использования характеристик источников
загрязнения как исходных данных для экологического кар
тографирования. Они определяются массовостью и доступнос
тью этой информации, с одной стороны, и относительно невысо
кой надежностью и объективностью — с другой. Данные об объе
мах загрязнений представляются организациями, объективно не
заинтересованными в их полноте, на основе далеких от совершен
ства расчетных методик. Особенно далек от полноты учет выбросов
и сбросов специфических веществ. Так, по официальным источ
никам [105], выбросы свинца в России составляют 0,7% мировых,
48
тогда
как
потреб
ление
в
промы
шленн
ости —
2—3%
миров
ого.
При
этом
технич
еский
уровен
ь
предп
риятий
не
дает
основа
ний
для
предполож
ения о
величи
не
потерь
свинца
в 3—4
раза
ниже
миров
ого
уровня
[166].
Для
некото
рых
классо
в
источн
иков
загряз
нения (пылящие поверхности, передвижные источники, диффузное
загрязнение от сельскохозяйственных предприятий и сельских
населенных пунктов) имеются лишь очень приблизительные
методики, основанные на нормативных оценках, предполагающих
допущения и упрощения.
Таким образом, в силу недостаточной достоверности
исходных данных картографирование на основе характеристик
источников загрязнения должно рассматриваться как не
столько научная, сколько прикладная задача по приведению
статистической отчетности к удобному для проверки
картографическому виду. Эта задача решается путем
математического моделирования процессов рассеяния.
2.2.4. Экспедиционные и стационарные
исследования загрязненности компонентов
природной среды
Экспедиционные и стационарные исследования загрязненности
компонентов природной среды включают:
?
?
?
отбор проб;
анализ проб с помощью методов количественного хими
ческого анализа;
камеральную обработку результатов.
Методы отбора, анализа проб и статистической обработки результатов подробно регламентируются в ГОСТах. Важнейшая задача,
менее поддающаяся регламентации и обычно решаемая географами, — выбор мест отбора проб. Задачи опробования по-разному решаются для динамичных (транспортирующих загрязнения) и
депонирующих (накапливающих загрязнения) компонентов природной среды.
К первым относятся: атмосферный воздух, поверхностные и
подземные воды (в пределах зоны активного водообмена); ко вторым — почвы, донные отложения, снег и лед, глубинные подземные
воды (зона замедленного водообмена), растительные ткани.
Естественная деконцентрация поллютантов в реках происходит в 70,
а в почвах в 1400 раз медленнее, чем в воздухе [14]. Различие между
динамичными и депонирующими компонентами среды имеет
49
—
не столько количественный, сколько качественный характер. Оно
Ме
0,055,
обусловлено разными соотношениями скоростей поступления и тоды
контр
деконцентрации поллютантов. Следствием этого являются:
оля
? сложная изменчивость концентраций в динамичных компо загряз
нентах среды и относительное накопление в депонирующих; ненно
? разная роль в биосфере, так как динамичные
сти
компоненты
возду
среды оказываются непосредственно жизнеобеспечивающи шной
ми, тогда как депонирующие влияют на здоровье
и
человека
водно
и состояние биоты в целом более или менее
й среопосредованно.
ды.
Депонирующие компоненты среды имеют разный срок суще- Они
ствования. Результаты их опробования могут характеризовать за- опира
грязненность за весь период антропогенного воздействия (почвы, ются
донные отложения), за ряд лет (древесные ткани, кора) либо за на
проб по единой проодин сезон (снежный покров, зеленые растительные ткани). сложи
вшуюс
Физико-химические методы анализа, применяемые для
в 50
определения
концентраций
поллютантов, по
точности, я
разработанности методик выполнения заведомо несопоставимы рамках
метео
со всеми иными способами контроля природной среды.
рологи
и
Сопоставимость результатов, получаемых разными лаборато- и
гидриями, в настоящее время обеспечивается системой их государственной аккредитации. Для выявления грубых и систематических рологи
ошибок предусмотрены процедуры статистической обработки ре- и
зультатов. Все это обеспечивает наибольшую, по сравнению с дру- практи
гими источниками, объективность и достоверность информации. ку
исполь
Проблемы, связанные с использованием аналитических дан- зовани
ных об экологической обстановке, — это прежде всего проблемы я
сравни
обеспечения репрезентативности.
тельно
По сравнению с другими способами получения редко
экологической информации опробование в наибольшей й сети
степени дискретно: в пространстве, во времени и по стацио
составу ингредиентов.
нарны
х
Следствие этого — неполнота, фрагментарность информации. постов
На практике это означает возможность недоучета: источника за- с
грязнения, оказавшегося в стороне от точек опробования; едино
залпового выброса в интервале времени между отбором проб; време
поллютанта, не контролируемого в данной точке. Размеры такого нным
рода потерь информации обратно пропорциональны детальности отбор
работ: густоте расположения точек, частоте отбора проб, ом
полноте анализа.
Рис. 3.
С
х
е
м
а
т
и
ч
е
с
к
а
я
к
а
р
т
а
з
а
г
р
я
з
н
е
н
и
я
в
о
з
д
у
ш
н
о
г
о
б
а
с
с
е
й
на Москвы диоксидом азота, по данным стационарных постов
[13]
грамме. Так, согласно действующей методике мониторинга, в городе с населением от 500 тыс. до 1 млн жителей организуется 5—10 постов; более 1 млн — от 10 до 20 постов, с отбором проб три-четыре
раза в сутки. Гидрохимию поверхностных вод контролируют посты
на крупных реках, удаленные друг от друга на сотни километров, с
интервалами между отбором проб порядка месяцев. В результате
обобщения этих данных получается весьма генерализованная
картина, характеризующая степень загрязнения районов и городов
в целом, протяженных отрезков крупных рек и их бассейнов (рис.
3,4).
Современная мировая тенденция в организации контроля динамичных геокомпонентов заключается в широком внедрении систем автоматизированных датчиков, объединенных в сети и позволяющих отслеживать динамику загрязнения в режиме реального времени. Так, на сервере Агентства по охране окружающей среды
(ЕРА) США http://www.epa.gov/airnow можно получить информацию о содержании озона, уровнях загрязнения атмосферного воздуха по штатам США, а также отдельным районам Австралии,
Великобритании, Мексики; на сервере http://www.cma.caan.es/ —
аналогичные данные по городам Андалусии (Испания); http://
www.aeat.co.uk/netcen/airqual/ — материалы мониторинга по территории Бельгии; http://www.slb.mf.stockholm.se/ — результаты
мониторинга воздушного бассейна Стокгольма и т.д.
Количество подобных серверов в настоящее время лавинообразно растет; внутренняя структура их разнообразна. При этом число
51
Годовое поступление загрязнений в условных кг с 1 км2 водосбора: 27 — < I; 28 — от 1
до 50; 29 — от 50 до 100; 30 - от 100 до 500; 31 — от 500 до 1000; 32 - от 1000 до
5000; 33 - > 5000. Прочие обозначения: 34 — границы водосборов.
52
NH, 13 8
С и 1 4 Мп
15 Орг. 16 10
О2 ,7
29
30
31
34
J27fV'j28f
РИС. 4. Фрагмент мелкомасштабной карты, характеризующей
качество поверхностных вод России по данным стационарных
постов наблюдения и отчетности об объемах сточных вод по
городам [88]: Классы водоемов по качеству воды: 1 — относительно чистые (ИЗВ
<1); 2 — умеренно загрязненные (1-2,5); 3 — загрязненные (2,5-4); 4 — грязные
(4-10); 5 — чрезвычайно грязные (> 10).
Максимальные превышения ПДК: 6 — в 1-10 раз; 7 — в 10-30; 8 — в 30-60; 9 — в
60-100; 10 — > 100; 11-17 — ингредиенты.
Годовой объем сброса сточных вод в городах (млн м3): 18 — от 5 до 25; 19 — от 25 до 50;
20 —от 50 до 100; 21 —от 100 до 500; 22 — от 500 до 1000; 23 - от 1000 до 2000; 24—26
— виды сточных вод: 24 — загрязненные без очистки; 25 — недостаточно
очищенные; 26 — нормативно чистые.
загрязнения по данным опробования
снежного покрова [34]:
1-4 Уровни загрязнения: 1 — низкий (Z менее 64); 2 — средний (Z от 64 до 128); 3
— высокий (Zc от 128 до 256); 4 — очень высокий (Zc более 256); 5 — промышленные
зоны с очень высоким уровнем загрязнения; 6 — зеленые насаждения, неудобья и
неосвоенные земли
характеризуемых точек в городах обычно невелико, а совершенствование технических средств получения и обработки данных о
загрязнении практически не сопровождается увеличением густоты
сетей опробования и числа контролируемых ингредиентов.
Методы контроля депонирующих компонентов среды. Они
сложились, главным образом, в рамках геологических (сплошное
картирование путем «захаживания» территорий с густотой, отвечающей масштабу) и биологических (сопоставление показателей основной и контрольной групп) наук. При этом следует различать депонирующие компоненты разного характера распространения, исследование которых направлено на решение разных задач. Так, почвы,
снег, донные отложения пригодны для территориально-непрерывного картографирования с получением максимально дифференцированной, мозаичной картины распределения загрязнений (рис. 5).
Рис.
5
.
Р
а
с
п
р
е
д
е
л
е
н
и
е
у
р
о
в
н
е
й
53
Исследование растительных тканей проводится выборочно, для
межтерриториальных и хронологических сопоставлений, изучения
миграции и динамики концентраций поллютантов. Методологическая и метрологическая несопоставимость результатов, получаемых разными составными частями существующей системы экологического мониторинга [69], — следствие их межведомственной и
междисциплинарной разобщенности. При этом практически не
рассматривается вопрос о способах размещения контрольных точек, разработанный в географических науках [9] (простая случайная, районированная, систематическая и районированная систематическая неуравновешенная выборки).
Получаемая на основе данных опробования пространственновременная
и
поингредиентная
картина
распределения
концентраций поллютантов будет адекватна реальности лишь в
том случае, если размеры потерь информации вследствие
дискретности опробования окажутся меньше флуктуации
загрязнений по территории, времени и составу. Полнота изучения
территориальной структуры загрязнения лимитируется густотой
опробования. Для депонирующих компонентов среды, в отличие
от динамичных, она практически не ограничена.
2.2.5. Биоиндикаторы
Общие вопросы. Состояние биоиндикаторов, т.е. организмов,
чутко реагирующих на изменения внешней среды, — это своеобразный результирующий показатель экологической обстановки.
К числу их очевидных достоинств относится постоянный характер
восприятия внешних воздействий и объективность реакций на эти
воздействия. В принципе биоиндикационной является всякая реакция организма на состояние среды. Однако информация о содержании такого воздействия может быть получена только при изучении специфической реакции, т.е. такой, при которой происходящие изменения могут быть связаны с определенным фактором [20].
Характер же реакций организма, как и содержание его связей с
внешней средой вообще, тем сложнее и неоднозначнее, чем
сложнее сам организм.
Биоиндикация может осуществляться на разных уровнях организации живой материи:
?
?
?
?
по биохимическим и физиологическим реакциям;
анатомическим, морфологическим и поведенческим откло
нениям;
флористическим и фаунистическим изменениям;
биогеоценотическим изменениям [20].
54
Биоиндикация на уровне отдельного вида способна выявить по
специфической реакции действие конкретного загрязнения; биоиндикация на уровне сообщества нацелена на оценку общего уровня
загрязненности [7].
Совершенствование методов биоиндикации направлено на
выявление механизма проявления реакций на загрязнение. При этом
выявляются особенности влияния на биоиндикационные реакции
как со стороны внешних по отношению к организму факторов,
так и собственно физиологических процессов. Так, Н. В. Гетко [36]
показал, что поступившие в листья фитотоксиканты неравномерно
распределяются в пределах листовой пластины и всего растения,
концентрируясь в верхушках и краях. Общеизвестны факты
неравномерного воздействия токсичных веществ на разные органы человека и животных, концентрации их в определенных тканях. Поэтому важнейшая сторона биоиндикационных исследований — обеспечение генетической однородности материала и стандартизация условий выращивания [7], что плохо сочетается с
территориальной дифференциацией результатов и, следовательно, возможностью их картографического использования.
Общее число видов и их ассоциаций, применяемых в биоиндикационных целях, едва ли поддается количественной оценке.
При этом не всегда легко провести грань между биоиндикационными исследованиями и чисто биологическими. Достаточно часто
объектом исследования становятся не те параметры, которые необходимы для характеристики экологической обстановки, а те,
которые удобнее и привычнее измерять. В качестве индикаторных
групп и видов специалисты обычно предлагают те, на которых
сами специализируются, хотя информативность их может оставаться неизвестной [32]. В целом преобладает использование растительных биоиндикаторов и данных медицинской статистики о
состоянии здоровья населения. Реже практикуются биоиндикационные наблюдения за животными.
Реакции растений на загрязнение воздуха. Они изучаются с
50-х годов XIX столетия [61]; по данному вопросу имеется многочисленная литература. Преимущества растительных биоиндикаторов,
как инструментов мониторинга загрязнения атмосферы, заключаются в относительной дешевизне, хорошей воспроизводимости результатов, непрерывности восприятия внешних воздействий.
Реакции растений на загрязнения изучались как в естественных, так и в искусственных условиях, в том числе в камерах с
Регулируемым режимом. При этом был установлен сложный (неоднозначный или нелинейный) характер таких реакций:
55
?
?
?
?
Мл
экспоненциальный рост площади поражения листа по мере
повышения концентраций фитотоксикантов;
вытеснение острых реакций хроническими по мере роста
продолжительности воздействия;
восстановительные процессы при прерывании воздействия
(в случае если не превышен определенный порог);
сложные зависимости характера реакций от геофизических
факторов, питания растения, стадии его развития, видо
вых и сортовых различий [51, 100].
Эффекты воздействия загрязнений на растения подразделяются на острые, т.е. возникающие при кратковременном
воздействии экстремальных концентраций (хлороз или некроз
тканей, опадание листьев, плодов, лепестков цветов,
свертывание листьев, искривление стеблей), и хронические, т.е.
имеющие место при длительном воздействии относительно
невысоких концентраций (замедление или прекращение роста)
[61], хотя различить в конкретных случаях непосредственные
реакции на загрязнения и их отдаленные (постстрессовые)
последствия не всегда возможно [141].
В качестве биоиндикаторов практически используются растения, имеющие определенные пределы газоустойчивости, в том
числе к конкретным веществам: ряд видов лишайников (наиболее
чувствительны к диоксиду серы); высшие растения, такие как кизил (индикатор хлора), гладиолус и тюльпан (индикаторы фторида
водорода), латук, шпинат и свекла листовая (индикаторы
основного
компонента
фотохимического
смога
—
пероксиацетилнитра-та) [61] и др.
Разработаны
методы
определения
количественных
показателей биоиндикационных реакций. К ним относятся
показатели степени повреждения листовых пластин (в процентах
от площади) [51]; индекс повреждения хвои, равный отношению
средней длины опаленной части хвоинок к средней длине
иголок, выраженный в процентах [78]. Подобные показатели либо
балльные оценки применяются на уровне высших растений в
целом и их сообществ. В частности, широкое распространение
получила пятибалльная шкала оценки состояния деревьев:
?
?
?
?
здоровые;
ослабленные (поврежденные);
сильно ослабленные (сильно поврежденные);
отмирающие; сухостой [51].
При биоиндикации по низшим растениям в большей степени
используются показатели видового разнообразия, такие как число
видов лишайников,
выделенного
56
встреченных
в
пределах
условно
квадра
та
городс
кой
террит
ории.
Однак
о
показа
тели
видово
го
разнообрази
я
в
полной
мере
проявл
яются
на
достато
чно
больш
их (5—
6 км2 и
более)
площа
дях,
при
числе
видов
350—
400 и
более
[141],
что не
создае
т
благоп
риятн
ых
предп
осыло
к для
высоко
й
разрешающей способности получаемых в итоге карт.
В Германии [147] была установлена четкая прямая зависимость
между размерами городов и видовым разнообразием
растительности в их пределах. Поэтому правомерность
использования показателей видового разнообразия для оценки
экологической обстановки вызывает сомнения.
Ограничения возможностей биоиндикации загрязнений обусловлены также неоднозначностью дозо-ответных реакций растений. Так, чувствительность лишайников к сернистым соединениям
зависит от влажности [61], характера субстрата и других факторов.
Смеси загрязняющих веществ влияют на организмы иначе, чем те
же ингредиенты по отдельности: возможны взаимоотношения
аддитивности (суммирования воздействий), синергизма (взаимоусиления) и антагонизма (взаимоослабления) [61]. В связи с
этим предлагается изучать воздействия на растения смесей поллютантов, характерных для определенных типов производств [141-].
Однако практическая реализация этого предложения затруднена в
связи с долговременной неоднородностью состава выбросов крупных предприятий в рамках технологических циклов, а также вследствие изменений технологии и осуществления природоохранных
мероприятий. Поэтому карты разнообразия флоры лишайников,
отражающие загрязненность городской атмосферы (лихеноиндикационные), составленные для Стокгольма [118], Монреаля [176],
Таллина [56], Санкт-Петербурга [42], опираются на местные закономерности и позволяют решать локальные задачи.
Для того чтобы данные о состоянии биологических объектов
могли быть проинтерпретированы в категориях качества среды,
необходимо обеспечить:
?
?
генетическую однородность материала;
высокую избирательность биоиндикационных реакций.
Обе задачи могут быть эффективно решены лишь в искусственных условиях. Так, в Нидерландах, имеющих площадь 41,5 тыс. км2,
кроме 220 обычных станций мониторинга на основе физико-химических методов анализа существуют 40 станций биомониторинга,
где ведутся наблюдения за растениями, полученными из эталонных семян и произрастающими в искусственно поддерживаемых
стандартных условиях [61]. Без соблюдения указанных условий,
обеспечивающих возможность интерпретации результатов в кате57
гориях качества среды, биоиндикационные исследования имеют
тенденцию сводиться к чисто биологическим (изучение морфологических особенностей, структуры и состояния популяций, устойчивости популяций к внешним воздействиям). Решение же задач экологического нормирования на основе изучения реакций на
организменном уровне, с полным перебором видов, «...хотя и обеспечит полную занятость биологов на длительную перспективу,
но получить нормативы для экосистем позволит не раньше, чем
они, возможно, станут не столь актуальными ввиду исчезновения
объекта нормирования» [53, с. 95]. Сложность процедур
обеспечения репрезентативности ведет к тому, что получить
результаты удается для единичных пунктов.
Параллельно с биоиндикацией атмосферных загрязнений кар| тографирование состояния растительности в Западной Европе развивается как самостоятельное направление экологических исследований и контроля качества среды. Наибольший опыт накоплен в
Германии, где регулярно проводятся обследования лесов с оценкой состояния деревьев по пятибалльной шкале, с составлением ]
соответствующих карт. Эти исследования не нацелены на получение однозначных результатов (в отношении поллютантов и их источников), но являются методом получения интегральной полу количественной оценки экологической обстановки.
Использование растительных биоиндикаторов в экологическом
картографировании в целом сдерживается характером их распространения. Возможности их выбора резко уменьшаются по мере
роста степени нарушенности экосистем и достигают минимума на
густонаселенных, сильно загрязненных территориях, т.е. там, где
потребность в индикаторах максимальна.
Применение медико-статистических характеристик. В эколого-картографических целях применение медико-статистических
характеристик тем эффективнее, чем выше плотность населения.
Состояние здоровья населения характеризуют:
?
?
величины смертности и заболеваемости (общие или по от
дельным заболеваниям и их группам; для всего населения
территорий или по половозрастным и социально-профес
сиональным группам);
показатели физического развития, а также обобщающие их
интегральные показатели здоровья.
Несмотря на длительную историю медицинской статистики
(в России, начиная с работ земских врачей 1870-х годов) и боль-
шой объем накопленной информации, картографирование на
этой
58
основе не получило большого развития в силу ряда субъективных
объективных причин.
и
К субъективным относится преобладание в медико-географических
исследованиях внепространственных подходов, с ориентацией На
сопоставление показателей «опытных» и «контрольных» (относительно
чистых) районов. При этом, как правило, сравниваются показатели
разных частей одного крупного промышленного города, где чистота
даже окраинных «контрольных» районов бывает весьма
относительной. В медико-статистических исследованиях, выполненных
разными организациями, имеют место разные подходы к группировке данных, к возрастному составу изучаемых контингентов и
т.п., вследствие чего обнаруживается несопоставимость результатов.
Кроме того, при различиях в социально-экономическом положении
и структуре локальных экологических проблем сопоставление
показателей разных городов и выявление общих закономерностей
становится проблематичным.
Объективные факторы, сдерживающие медико-географическое
картографирование:
?
?
сложный характер взаимоотношений человека, как суще
ства биосоциального, с окружающей средой;
проблема территориальной привязки показателей.
Первое проявляется уже на стадии выбора показателей, характеризующих заболеваемость. Ее величины существенно различаются в
зависимости от использования сведений по обращаемости либо по
данным медосмотров. Последнее значительно полнее и объективнее, но более узко по охвату населения. Постановка того или
иного диагноза зависит от состояния здравоохранения на территории (оснащенность и доступность медицинских учреждений, квалификация медперсонала) и даже от своего рода «моды» на
диагнозы [26].
В связи с тем, что учесть влияние всех факторов, оказавших
влияние на здоровье взрослого человека на протяжении его жизни,
практически невозможно, в нашей стране преобладают медикогеографические исследования на основе сопоставления показателей здоровья детских коллективов. В дальнем зарубежье, где
нет развитой сети детских учреждений, медико-статистические показатели определяют для репрезентативных групп или корректируют
с учетом возрастного состава населения территориальной единицы
[164]. Ни тот, ни другой подход, однако, не позволяет абстрагироваться от социально-экономических факторов, тем более
что они имеют свойство вступать во взаимоотношения синергизма
с экологическими факторами по схеме: «концентрация оксида
угле59
рода в атмосферном воздухе + городской шум + низкий уровень дохода семьи-» [34].
Влияние природно-территориальных различий на здоровье является предметом изучения медицинской географии. Неоднозначность реакций организма на природные и техногенно-преобразованные факторы окружающей среды дополнительно усиливается»!
зависимостью от культурного уровня, традиций, соотношении
коренного и приезжего населения.
Проблема территориальной привязки медико-статистически
данных связана с противоречием между необходимостью
определять показатели для достаточно больших (представительных)
групп населения, численностью 25 тыс. человек и более [63], и
желатель- ностью использовать для картографирования как можно
более мел-кие территориальные единицы.
Эту проблему усугубляет существующая система статистического
учета, позволяющая определять показатели для единиц административно-территориального деления или, в лучшем случае и при
больших трудозатратах, для территорий деятельности поликлиник и
детских дошкольных учреждений. Такой выбор территориальных единиц для картографирования является, как будет показано ниже,
наименее удачным вариантом. Разрешение или, по крайней мере,
смягчение отмеченного противоречия в принципе возможно на основе точной локализации места проживания каждого пациента, в
рамках компьютеризации медико-статистического учета.
Исследования особенностей иных биологических объектов. Исследования (птиц, почвенных беспозвоночных, зародышей
рыб и др.) многочисленны, но в целом имеют эпизодический характер. Их общая черта — выявление фаунистических и/или физиологических и морфологических различий между априорно выбранными районами с заведомо разной экологической обстановкой, что относится к области биологии.
Биоиндикационные и медико-статистические исследования
ориентированы на собственные задачи в рамках биологии и медицины. Эти исследования начали развиваться задолго до зарожден
ния экологического картографирования и даже до оформления
экологии в самостоятельную науку. Картографическая интерпретация — сравнительно новое практическое приложение этих научных направлений. Для экологического картографирования биоиндикационные данные важны не столько как картографический
источник (их возможности ограничены невысокой дифференци-
рованностью показателей по территории), сколько как ориентир
общего характера при оценке экологической обстановки.
Глава 3
Методология экологического
картографирования
Экологическое картографирование — отклик на общественную
потребность в информации о состоянии и динамике качества среды,
окружающей человека, в условиях экологического кризиса. Как
показано выше, расширение предмета и тематическая дифференциация экологического картографирования произошли вследствие
невозможности удовлетворить эту потребность без привлечения всей
совокупности данных наук о Земле, человеке и обществе.
Задача экологического картографирования состоит в непосредственной характеристике состояния среды, подвергающейся антропогенному воздействию. Важнейшие свойства картографируемых
показателей — их содержательная, пространственная и временная
локализация. При этом информация, заключенная в карте, всегда
беднее исходной природной. Поэтому для обеспечения объективности и репрезентативности результатов необходимо соблюдение
ряда процедур, среди которых целесообразно различать общекартографические приемы получения, локализации, интеграции и
интерпретации показателей и особенности их применения, обусловленные спецификой объекта картографирования.
3.1. Территориальная интерпретация
эколого-географической информации
3.1.1. Оценка проницаемости географических
границ
Границы природно-территориальных единиц важны для экологического картографирования постольку, поскольку они образуют геохимические и орографические барьеры на путях миграции
поллютантов. Степень прозрачности границ для поллютантов должна рассматриваться как основной критерий их учета при пространственной интерпретации показателей. При отсутствии препятствий загрязнения должны равномерно распространяться по
всем направлениям; в этом случае уровень их концентрации ста-
61
новится функцией расстояния и оказывается возможным только
выделение условных границ на основе количественных критериев
(например, превышения или непревышения ПДК). Практическим
средством выделения геоэкологически значимых границ может быть
мысленный эксперимент, в ходе которого воображаемые
преград ды размещают на разных природных рубежах [125] и
определяя их реальность по отношению к тем или иным
вещественно-энер-гетическим потокам.
Характер переноса загрязнений в атмосфере. Он опреде
ляется в первую очередь циркуляционным фактором. Территории
с разной направленностью атмосферного переноса разграничиваются своеобразными «атморазделами» [40]. Высокая
динамичность воздушной среды предопределяет существование
климатических rpa ниц, являющихся наиболее расплывчатыми по
сравнению с дру-| гими природными границами [6]. Количество
таких границ на Земле невелико; их ширина (порядка сотен км)
сопоставима с макси мальной дальностью переноса большинства
поллютантов. Поэтому геоэкологическое значение климатических
границ определяется их влиянием на глобальное загрязнение
атмосферы наиболее устой- чивыми поллютантами (например,
роль атмосферных фронтов в изоляции Антарктиды и
формировании «озоновой дыры»).
Для региональных и локальных особенностей загрязнения атмосферы наибольшее значение имеют расположение и
параметры источников выбросов, а также их перераспределение
под воздей- ствием элементов подстилающей поверхности, тогда
как элемен ты общей циркуляции образуют общий фон. Элементы
подстилав ющей поверхности, влияющие на местную циркуляцию:
рельеф, растительный покров, водоемы. Барьеры на пути местной
цирку- ляции поллютантов (особенно переноса аэрозолей в
приземном слое) создают:
? линейные положительные формы рельефа;
? побережья водоемов, размеры которых достаточны для формирования бризовой циркуляции;
? границы лесных массивов (при достаточно выраженных различиях в степени шероховатости поверхности в предела
леса и вне его).
С точки зрения влияния на местную циркуляцию, искусственные сооружения могут рассматриваться как формы рельефа. Cooт
ветственно границы участков высотной застройки принимают характер локальных орографических рубежей, воздействующих на
местную циркуляцию.
62
Условия переноса загрязнений в гидросфере. Они резко
различны для разных ее составных частей: морей и океанов (в данном пособии не рассматриваются), водоемов суши, подземных вод.
Для рек (как однонаправленных потоков) с развитой поперечной
циркуляцией и русловыми деформациями устойчивы лишь поперечные границы, разделяющие разные отрезки русла.
Различия экологических ситуаций в пределах отрезков русел
обусловливаются неравномерностями поступления загрязнений и
интенсивности процессов самоочищения. Створы источников сбросов и устья сильно загрязненных притоков образуют верхние границы экологически неблагополучных участков русел. Загрязненные участки русел подразделяются на зоны смешения с неустойчивыми характеристиками загрязнения и зоны распределения, в
которых происходят процессы транспортировки поллютантов и
самоочищения, приводящие к постепенному уменьшению их концентраций вниз по течению [34], что не предполагает обособления границ.
Аккумуляция поллютантов в донных отложениях контролируется гидродинамическими особенностями водотоков, от чего зависит также распределение литологических разностей. Известно
повышенное накопление большинства металлов в техногенных илах
[34], в связи с чем границы тел заиления выражаются в различиях
уровней загрязненности. Расположение тел заиления, в свою очередь, подчиняется определенным гидродинамичским закономерностям: в виде сегментов по выпуклым участкам берегов меандрирующего русла либо в виде относительно равномерного чехла на
непроточных и слабопроточных участках.
Заиление оказывает неоднозначное влияние на экологическую
обстановку. С одной стороны, скопления ила концентрируют поллютанты (особенно металлы), с другой — интенсивно зарастают
макрофитами и в связи с этим могут выполнять роль биофильтров.
В обоих случаях границы заиленных участков приобретают то или
иное геоэкологическое значение.
Перенос загрязнений в подземной гидросфере. Происходит в гидродинамических зонах аэрации и активного водообмена и
подчиняется закономерностям миграции в данных ландшафтах, с
накоплением на тех или иных геохимических барьерах. Типы барьеров определяются зональными факторами [39]. Для всех зон характерна также повышенная аккумуляция поллютантов в донных
отложениях и понижениях различного происхождения, с непромывным режимом почв, что определяет важность их выделения по
материалам
наблюдений.
дистанционного
зондирования
и
полевых
63
Воздействия на недра, в частности в связи с добычей нефти и
газа, приводят к активизации процессов в зонах замедленного и
весьма затрудненного водообмена и осолонению пресных горизонтов. Формы и размеры образующихся зон загрязнения подземных вод определяются направлениями потоков в зоне активного
водообмена и их трансформациями в связи с техногенными воздействиями [1]; при этом концентрации изменяются постепенно,
без обособления резких границ. Тектонические нарушения
обычно не ограничивают зоны загрязнения подземных вод, а
выступают в роли естественных факторов их образования
вследствие
повышенной
проницаемости
для
высокоминерализованных глубинных вод.
Степень трансформации биоты и почв. Она в наибольшей
степени зависит от характера использования территории. Выделяются следующие основные функции использования территорий:
заповедная, рекреационная, лесохозяйственная, сельскохозяйственная, промышленно-урбанистическая [10]. Фактически любая территория используется многообразно, что не исключает возможности выделения для конкретных территорий ведущих и второстепенных функций [135]. Расположенные в приведенной выше
последовательности, функциональные типы использования территорий образуют объективно существующие ступени уровней преобразованности почв и биоты: от почти полной сохранности природного фона (изменения обусловливаются глобальными и региональными антропогенными воздействиями) в пределах ООПТ
до практически полного уничтожения естественных и создания
(стихийного или целенаправленного) искусственных почв, флоры
и фауны в городах.
Обособлению границ территорий с различным типом хозяйственного (или иного) использования способствует их юридическое оформление, а иногда и охрана (государственные гранит
военные объекты, ООПТ, землевладения). Различия в плотности
населения, уровнях развития технологии производства и охран!
окружающей среды, сглаживающие влияния вышеперечисленны?
функциональных типов использования территорий, обычно проявляются по разные стороны отмеченных выше границ, что также
способствует приобретению ими объективного характера и геоэкологического значения. В общем случае, чем выше юридически!
статус и эффективнее охрана границы землепользовании, тем существеннее ее геоэкологическое значение в части, касающейся
сохранности биоты и почв. Так, в печати многократно указывалось
на существенные различия в состоянии лесов, находящихся в ведении Гослесфонда и сельскохозяйственных предприятий. Таким
64
образом, различия в характере землепользования могут
превращать условные границы в объективно существующие.
Степень трансформации рельефа и геологической среды.
Она определяется сочетанием сложно взаимодействующих
природных и техногенных факторов. Взаимодействие факторов
проявляется:
?
?
?
в геологической предопределенности районов
наибольшей
антропогенной нагрузки (горнодобывающая промышлен
ность);
в зависимости функционального использования террито
рий от геолого-геоморфологических условий;
в разнообразии проявлений антропогенно
обусловленных
и антропогенно ускоренных геодинамических процессов,
связанных со всем комплексом эндогенных и экзогенных
факторов.
Территориальная дифференциация геологической среды обусловливает различия как в предрасположенности к определенным
видам хозяйственного освоения, так и в характере реакций самой
среды на антропогенные воздействия. При типизации (районировании) геологической среды выделяются геологические тела
(горные породы с заключенными в них водами, газами, органическими и неорганическими включениями), в которых по-разному протекают естественные, техногенные и техногенно-измененные процессы [41].
Геологические границы, обусловленные как последовательностью напластования различных по составу и свойствам пород (стратиграфические), так и возникшие вследствие их последующих деформаций (тектонические), относятся к числу наиболее четких
среди природных границ. При различии свойств разграничиваемых
пород геологические границы проявляются в других компонентах
ландшафта.
3.1.2. Территориальные единицы экологического
картографирования
Выбор территориальных единиц должен определяться
однородностью их свойств и, как следствие этого, — возможностью
распространения на них геоэкологических характеристик. В
практике картографирования нашли применение шесть
вариан
тов
решен
ия
вопрос
а
о
выбор
е
опера
ционн
ых
террит
ориаль
ных
едини
ц.
1
Выбор
очная
харак
терис
тика,
т.е.
привяз
ка
показа
телей
непосре
дстве
нно к
точка
м
и
линия
м, для
котор
ых
они
получ
ены,
5 - 9532
65
практикуется в процессе работ на картах фактического материала.
При недостатке данных, обусловливающем невозможность территориально полной характеристики, такой прием находит применение
и на итоговых картах (рис. 6, 7). Такое решение, очевидно, лучше,
чем недостоверная интерполяция, однако при этом не выполняется
общекартографическое требование непрерывности изображения.
2. Геометрически правильные сетки, обычно квадратной фор
мы, нашли применение, главным образом, при построении част
ных карт, характеризующих состояние компонентов среды по от
дельным ингредиентам. Данный подход получил
распространение
в связи с тем, что ограниченные возможности компьютеров пер
вых поколений не позволяли использовать полноценную карто
графическую основу.
Недостатки геометрически правильных сеток очевидны и связаны с их случайным характером по отношению к внутренней организации пространства. Вследствие этого характеристики, относящиеся к конкретным точкам пространства, оказываются в зависимости от размещения сетки. Так, в Экологическом атласе
Санкт-Петербурга [169] при размерах ячеек 1x1 км «зоны влияния» автомагистралей на загрязнение атмосферного воздуха получаются шириной от 0 до 0,9 км, в зависимости от их прохождения
через середину или угол квадрата (рис. 8). Уменьшение размеров, с
одной стороны, сокращает размеры подобных искажений, с другой — увеличивает число пустых ячеек. Это по существу не является
решением вопроса об операционных территориальных единицах.
3. Политико-административное и хозяйственное деление исполь
зуют в качестве единиц картографирования, когда исходными дан
ными служат материалы официальной статистики, примером чего
служат картосхемы в Государственных докладах о состоянии окру
жающей природной среды. Такой подход к выбору территориаль
ных единиц наиболее прост в методическом отношени_и_отвечает
текущим запросам отдельных категорий потребителей картографической продукции (главным образом, работников органов управления). Простота построения карт такого типа (картограммы и
картодиаграммы, отражающие средние и суммарные показатели,
получаемые на основе элементарной обработки типовых форм
учета) способствует высокой оперативности их создания. При этом
нельзя не выразить сомнений в высоком качестве принимаемых на
основе подобных карт управленческих решений, поскольку средние и суммарные показатели затушевывают различия внутри единиц районирования и создают иллюзию контрастов на их границах (рис. 9), что географически некорректно.
66
нная; 5 — очень сильно загрязненная. Первые квадраты характеризуют
кислородный режим и органические загрязнения; вторые квадраты — тяжелые
металлы, нефть и др.; третьи квадраты —
бактериальное
загрязнение
/О SI) ДЬ
■;7 T :....-.-. V .-:. S '•-:.■■:
ДО 70 дБ
81-85
дБ
Рис. 7. Фрагментарная характеристика уровней шума в Экологическом
атласе Санкт-Петербурга [169]
T T T T i i i i i i i i i U H H i i i i i i i n 71~75дЬ
67
1
2
3
4
5
Рис. 6.
Фрагме
нтарная
характе
ристика
загрязн
енности
речных
вод [8]:
1_
чистая;
2—
слабо
загрязне
нная; 3
—
умеренн
о
загрязне
нная; 4
—
сильно
загрязне
Исп
ользование административно-территориальных единиц может
быть оправданным в случаях, когда картографируемый показатель
решающим образом зависит от антропогенных факторов и
является контролируемым административно (организация здравоохранения, охраны лесов, количество используемых удобрений
и пестицидов и др.)- Однако и в этом случае необходим учет не
только административного, но и функционального деления территорий (например, отнесение количеств удобрений и пестицидов только к площади обрабатываемых земель).
4. Бассейновый подход (бассейны I, II и т.д. порядков, по клас
сификации Стралера-Философова, а также разделяемые ими
межбассейновые пространства). Этот вариант территориального деления наиболее удобен, когда объектами картографирования
являются водотоки, экзогенные геодинамические процессы и весь
комплекс связанных с тем и другим вопросов.
Разделяющие речные бассейны водоразделы образуют барьеры
для транспортировки поллютантов с поверхностным и грунтовым
стоком, а при достаточной морфологической выраженности и для
воздушного переноса в наиболее загрязненном приземном слое. В
условиях преобладающего долинного типа расселения бассейны, а
также группы смежных бассейнов, в значительной степени совпадают с контурами хозяйств, характеризующихся разными типами и уровнями антропогенной нагрузки, т.е. бассейны разных
порядков преобразуются в природно-хозяйственные территориальные системы разных таксономических рангов.
Ограничения возможностей данного подхода связаны с неоднородностью бассейнов, каждый из которых представляет собой
закономерное сочетание водораздельных, склоновых и долинных
ландшафтов. Разделяющие бассейны водоразделы не всегда
имеют четкую морфологическую выраженность. Вследствие этого
при равнинном рельефе и значительной ширине однородных в
ландшафтном отношении междуречных пространств выделение
водораздельных линий становится не вполне 'корректной
задачей. Поэтому бассейновый принцип локализации показателей
экологической обстановки в целом целесообразно рассматривать
как необходимый, но недостаточньм.
5. Ландшафтно-географический подход (ориентация на едини
цы физико-географического или ландшафтного районирования)
в наибольшей степени отвечает задачам экологического картогра
фирования, так как понятия трансформированности и устойчиво
сти ландшафта вторичны по отношению к самому ландшафту; их
характеристика возможна только в пределах некоторой простран-
69
ственной общности, образованной сочетанием и взаимодействием
геокомпонентов.
Ландшафтный принцип деления территории реализован на
большинстве изданных в России экологических карт [4, 15]. При
этом в характеристику территориальных единиц включаются как
природные особенности (единицы ландшафтного районирования,
леса, в том числе с подразделением по преобладающим породам),
так и характер природопользования (выделение сельскохозяйственных земель, урбанизированных и горнопромышленных ландшафтов) (рис. 10).
Проблемы, связанные с реализацией данного подхода, обусловлены современным состоянием ландшафтного районирования и
картографирования. Выбор определенного (т.е. единственного из
бесконечно многих) природного рубежа в качестве границы ландшафтов — волевой акт, и ввиду этого неизбежно субъективен [5].
Субъективным является и не основанный на природных закономерностях принцип чередования зональных и азональных признаков, лежащий в основе наиболее распространенной схемы таксономических единиц: страна — зона — провинция — подзона — округ —
район [64].
Реально выполненное на единой методической основе ландшафтное картографирование в пределах бывшего СССР заканчивается наиболее крупным масштабом 1:4 000 000; выделы на карте
этого масштаба недостаточно дробны даже для мелкомасштабного
картографирования. Для крупномасштабного картографирования на
основе полевых исследований наиболее важны элементарные
ландшафтные единицы — фации как территориальные ячейки, на
которые могут быть распространены дискретные характеристики
загрязненности среды и состояния биоты. Однако они не оказываются основными объектами изучения даже при наиболее детальных
ландшафтных съемках масштаба до 1:10 000 [147].
Попытку синтеза природно-территориального и административно-хозяйственного подходов к выделению территориальных
единиц предпринял Г. И. Швебс [165], сформулировав понятие о
природно-хозяйственных территориальных системах (ПХТС). Их
выделение на локальном уровне вполне объективно и однозначно:
предприятия и промышленные зоны, кварталы городской застройки, отдельные поля, пастбища и т.д. первоначально размещаются адаптированно к рельефу и другим геокомпонентам либо
трансформируются настолько, что сами становятся решающим
фактором районирования (в пределах урбанизированных территорий). В то же время выделение ПХТС более высоких рангов, включающих и относительно слабо измененные ландшафты, в значи70
нено по лесхозам, однако использование тех же территориальных
единиц для характеристики атмосферных выпадений и их последствий географически некорректно.
6. Отсутствие территориальных единиц становится
возможным при непрерывной количественной характеристике на
основе применения способа изолиний. Преимущества этого
подхода связаны с отсутствием осреднения показателей по
площади при отказе от наперед заданных границ. Однако отсутствие
территориальных единиц на итоговой карте не должно означать
отказа от их учета в процессе составления при географической
интерполяции показателей. В последнем случае территориальные
единицы, различающиеся по функциональному использованию и
устойчивости ландшафтов, выявляются по распределению
количественных характеристик, подобно тому как, благодаря
географическим закономерностям^ крупные формы рельефа
выделяются на климатической карте, тектонические структуры — на
геологической и т.д.
Так, на Карте загрязнения природной среды Московской области (рис. 11) [167] выделяются зоны повышенного загрязнения,
приуроченные к городам и транспортным магистралям, поймам
значительных рек ниже городов и т.п. Это по существу означает
присутствие на карте единиц природ но-территориального районирования в неявной форме. Неучет этого обстоятельства при линейной интерполяции резко снижает ценность карт, примером чего
является проведение изолиний между малочисленными постами
наблюдения за загрязнением атмосферы в городах (см. рис. 3), в
результате чего получается крайне схематичная картина, неадекватная реальному территориальному распределению уровней загрязнения.
3.1.3. Ландшафтная основа экологических карт
Необходимость использования ландшафтно-географической
основы при экологическом картографировании очевидна и общепризнанна. Менее однозначен вопрос о роли этой основы в процессе исследования и на итоговой карте, что целесообразно разграничивать.
На комплексных экологических картах основное изобразительное средство — фоновая окраска — используется для показа ландшафтных характеристик: единиц физико-географического районирования, растительности. Антропогенное воздействие передается
менее выразительными изобразительными средствами — оттенка-
ми цветов (балльные оценки преобразованности ландшафтов),
контурными, линейными и внемасштабными знаками (распрост72
случае следует использовать наиболее выразительное
изобразитель- ное средство для показа уровней загрязнения.
Однако показ с по- мощью фоновой окраски уровней
загрязненности территорий ог-раничивает возможности их
ландшафтной характеристики исполь- зованием штриховых
обозначений. Этими средствами могут быть переданы только
главные черты современного растительного покрова: леса
(зеленый крап), болота (традиционное обозначение
топографических карт), сельскохозяйственные земли (отсутствие
штриховых обозначений).
Использование ландшафтно-географической
экологическом картографировании двоякое:
основы
в
♦ для территориальной привязки характеристик загрязнен
ности;
Рис. 11. Фрагмент Карты загрязнения природной среды Московской
области [167] с ландшафтной основой, присутствующей в неявном виде:
1—3 — кратность суммарных превышений фоновых концентраций тяжелых металлов в
почвах: 1 — 10-30; 2 — 30-100; 3 — 100-300; 4-5 — загрязнение почв диоксидами: 4
— значительное; 5 — большое
ранение отдельных поллютантов, обычно без количественных характеристик концентраций).
Если исходить из задачи показа геосистем как объектов антропогенного воздействия и локализации природоохранных мероприятий [135], то такое распределение изобразительных средств
представляется не только оправданным, но едва ли не единственно
возможным. Если же исходить из задачи картографирования
загрязнения и других экологических проблем, то одинаковые уровни их
проявления должны быть изображены одинаково, вне зависимости
от ландшафтного облика территорий. Это предполагает иные
приоритеты при распределении изобразительных средств. В этом
73
♦ для пространственной интерпретации дискретных
величин.
В первом случае элементы ландшафтной характеристики
выполняют роль общегеографической основы тематической
карты и потому закономерно сливаются с ней, присутствуя на
карте в явном виде.
Во втором случае роль ландшафтной характеристики значительно сложнее. Характеристика техногенной нагрузки на карте
всегда
основывается
на
выборочных
данных.
Их
репрезентативность зависит от того, является ли данная выборка
случайной, систематической или районированной. Единицы
ландшафтного районирования, различающиеся по условиям
транспортировки,
депонирования
и
деконцентрации
поллютантов, являются теми пространственными ячейками,
тщательный учет которых необходим как при размещении
точек опробования, так и при интерполяции характеристик
между ними.
Использование в процессе создания экологической карты
детальной ландшафтной основы в качестве рабочего
инструмента не означает необходимости ее подробного показа
на итоговой карте, так как это привело бы к ее перегрузке.
Элементы ландшафтов, которые оказывают влияние на
экологическую обстановку, должны находить отражение в ее
характеристиках. Если природные и техногенные ландшафты
(поймы, террасы, склоны и водоразделы, залесенные и
незалесенные, заболоченные и незаболоченные местности в
естественных
ландшафтах;
селитебные,
промышленные,
транспортные и т.д. зоны в урбанизированных ландшафтах)
отличаются друг от друга по условиям аккумуляции загрязнений и
самоочищения от них, то они должны находить отражение в распределении уровней загрязнения. Границы участков с его разными
уровнями во многих случаях совпадают с контурами ландшафтов и
74
угодий. Поэтому на хорошо составленной карте, характеризующей
загрязнение, детальная ландшафтная основа должна присутствовать в неявном виде, как контуры территорий с разными уровнями концентрации поллютантов.
3-1.4. Показатели экологического
картографирования и их репрезентативность
Исследования природных объектов практически всегда имеют
выборочный характер. Поэтому их результаты бывают корректны
настолько, насколько удается обеспечить репрезентативность, т.е.
отображение в выборке всех свойств полной совокупности [163].
Обеспечение репрезентативности включает в себя метрологические и методические аспекты.
Метрологические аспекты репрезентативности. Они касаются непосредственного получения показателей путем наблюдений и измерений. Наблюдения и измерения в интересах экологического картографирования, как и любые другие, должны отвечать классическим общенаучным требованиям: быть точными,
сравнимыми и воспроизводимыми [115], что является предметом
регламентации ГОСТов, методических руководств и иных нормативных документов. Вопросы регламентации измерений наибольшей степени разработаны для контроля загрязнения атмосферы
[46, 47, 92, 128, 129, 143], гидросферы [45] и систем водоснабжения [113], где строго закреплены методы отбора, анализа проб и
представления результатов. В меньшей степени стандартизировано
определение характеристик, относящихся к педосфере [44, 48, 94]
и состоянию здоровья населения [26, 149]: методы отбора проб и
получения количественных характеристик закреплены на уровне
ГОСТов. Методы обработки данных и получения обобщающих характеристик разработаны теоретически и в значительных масштабах опробованы на практике, но не закреплены в государственных
нормативных документах, и вследствие этого имеются различия в
способах обработки и представления данных [85]. Не регламентированы находящиеся в стадии разработки методы определения
показателей, относящихся к биосфере [56, 95], а также приемы
межингредиентной и межкомпонентной интеграции (см. ниже).
Методические аспекты репрезентативности. Они касаются
возможностей использования элементарных и интегрированных
показателей в качестве характеристик степени трансформированное геосистем. Сложность, синтетичность данного поня75
тия исключает, по крайней мере в обозримой перспективе, де тальную регламентацию этой составляющей репрезентативности.
Значимость показателей экологической обстановки в принципе
может быть экспериментально определена путем синхронного отслеживания геофизических, геохимических и биологических характеристик ландшафтов, путем дополнения выполняемых на стационарах детальных ландшафтно-динамических исследований [15,
86], определением концентраций возможно более широкого круга
поллютантов в аэро-, фито-, морт-, педо- и гидромассах, в том
числе по разным геогоризонтам, с последующей статистической]
обработкой результатов и анализом взаимосвязей. Альтернативой j
такому подходу может быть использование общенаучного принципа «черного ящика»: контроль входных (определение количеств поллютантов по компонентам среды) и выходных (продуктивность
экосистем, состояние здоровья населения) параметров, а также
связей между ними.
' Методические аспекты репрезентативности включают в себя
также выбор точки пространства и момента времени для проведения наблюдений и измерений. Цель выбора — обеспечение типичности результатов, поскольку «если практические выводы распространяются на площади, то научные привязаны к точке» [5, с. 167], |
причем данное положение может быть распространено и на время.
Для обеспечения пространственной составляющей репрезентативности показателей экологического картографирования большое значение имеет идея Ю. К. Ефремова [59] и Д. Л. Арманда [5] об
очагировании ландшафтов, или о выделении в них ядер типичности. Данная идея вполне приложима не только к природным, но и к
техногенным ландшафтам. Ядра типичности могут быть выделены и
внутри городов, районов, микрорайонов и т.д., а также агроландшафтов.
Типичные точки желательно выбирать при проведении полевых
маршрутов. В первом приближении типичность может быть оценена
по внешним (физиономическим) особенностям ландшафта, однако
для большей точности целесообразно рассматривать типичность по
компонентам среды. При этом признаки типичное- 1 ти достаточно
субъективны и регламентации не поддаются. Вполне | очевидна
предпочтительность определения показателей именно в ядрах
типичности ландшафтов любого происхождения и ранга, с
последующим распространением результатов на соответствующую
территориальную единицу.
Временная составляющая репрезентативности изучена в меньшей степени. В практике организации мониторинга пока преобладает ориентация на стандартизированные моменты времени
и 76
«круглые» цифры интервалов опробования. Такая организация наблюдений сложилась исторически и сыграла большую роль в обеспечении сопоставимости результатов, но в настоящее время пришла в противоречие с достигнутым уровнем исследования динамики ландшафтов. Каждый процесс и явление в ландшафте
характеризуются своей временной структурой, из чего складываются состояния природно-территориальных комплексов разной
продолжительности [19], сказывающиеся в том числе и на устойчивости ландшафтов к антропогенным воздействием и, следовательно, на характеристиках экологической обстановки. Поэтому
определение характеристик динамичных геокомпонентов в стандартные сроки (если таковые установлены) целесообразно дополнять наблюдениями (измерениями, опробованием) в типичные
моменты природных и производственных циклов. Однако на практике, к сожалению, в рамках существующей организации контроля
загрязнения атмосферы [128] с отбором проб в стандартные
сроки 7, 13, 19 или 1, 7, 13, 19 часов по местному времени остаются ^охарактеризованными наиболее резко выраженные на автомагистралях утренние часы «пик». Более того, все указанные сроки
приходятся на часы, когда большинство предприятий, работающих в одну смену, не функционируют.
Учет в сроках наблюдений ритмики природных процессов наиболее важен при изучении фоновых характеристик и динамики
вещественно-энергетических потоков. Необходимость учета производственных циклов выходит на первый план при практическом
картографировании, особенно в районах с высокой антропогенной нагрузкой.
3-1.5. Интеграция показателей экологического
картографирования
Элементарные показатели характеризуют состояние одного
компонента среды, в одной точке, по одному из параметров, в
единичный момент времени. Их примерами могут быть:
?
?
данные замеров концентрации поллютантов и уровней фи
зических полей (покомпонентно-поингредиентные показа
тели);
мощности илистых образований и величины смыва почв;
случаи заболеваний;
♦
оценки состояния единичных биологических объектов и др.
?
За исключением экстремальных значений (как правило,
впоследствии многократно перепроверяемых), отдельные элемен-
77
тарные показатели практически не уменьшают степень неопреде
ленности экологической обстановки и, следовательно, с точки
зрения потребителей сведений, не являются информативными.
Требуемый уровень информативности достигается путем интеграции показателей, которая осуществляется в несколько приемов.
Методологическая основа интеграции — квалиметрический прин
цип [2], согласно которому любое свойство качества определяется
двумя числовыми параметрами: относительным показателем и ве
сомостью. При этом относительными показателями являются концентрации поллютантов, уровни физических полей, нормированные на ПДК, ПДУ либо на характеристики природного фона. Показатели весомости учитываются на всех иерархических уровнял
интеграции. Их роль выполняют: период осреднения, класс onacности поллютанта, относительная значимость компонента окружающей среды.
♦ Временная интеграция представляет собой рутинную операцию осреднения показателей, а также получения характеристик
изменчивости и распределения, что может проводиться как для
отдельных точек и линий, так и для территориальных единиц.
Элементарные показатели, относящиеся к депонирующим ком
понентам среды, характеризуют экологическую обстановку за некоторый интервал времени: весь период антропогенного воздействия (почвы, донные отложения), ряд лет (кора, древесные ткани). Элементарные показатели депонирующих компонентов среды
первично интегрированны во временном отношении, т.е. данный
вид интеграции не неизбежен.
♦ Территориальная интеграция, т.е. переход от элементарных
показателей к средним величинам, характеристикам изменчивости и распределения в пределах некоторой территории, также
одна из наиболее распространенных, традиционных операций и
осуществляется с соблюдением общепринятых процедур по
обеспече-нию репрезентативности: упорядоченного размещения
точек, фор-мирования и обработки статистически значимых
выборок.
Данный вид интеграции осуществляется в пределах территориальных единиц, избранных для картографирования в определенных
масштабах, и, следовательно, выполняется после районирования.
Территориальная интеграция, как и временная, широко распространена, но это не неизбежная операция. Характеристики, полученные
с помощью дистанционных методов исследования, могут относиться непосредственно к контурам и, следовательно, быть первич-
но интегрированными в пространственном отношении.
78
? Территориальная и временная интеграция показателей эко
логического картографирования принципиально не отличается от
подобных процедур в других областях тематического картографи
рования. Результаты временной и территориальной интеграции —
элементарно обобщенные показатели. Они характеризуют состоя
ние среды по одному из параметров (аналогичных приведенным
выше) за определенный период осреднения, в точке или в преде
лах избранной для картографирования территориальной единицы.
От элементарно обобщенных показателей по характеру последую
щего использования принципиально не отличаются первично-ин
тегрированные показатели, непосредственно относящиеся к еди
ницам площади и интервалам времени.
? Межингредиентная интеграция осуществляется с целью по
лучения более или менее полной локальной характеристики со
стояния одного из компонентов среды. Элементарные или обоб
щенные в пространственном и временном отношении показатели
интегрируются в обобщающие показатели через получение отно
сительных величин (нормированных на гигиенические или эколо
гические нормативы — ПДК, ПДУ, фоновые характеристики) и
арифметические действия с ними. Примерами межингредиентноинтегрированных показателей служат: комплексный индекс за
грязнения атмосферы (ИЗА), индекс загрязнения воды (ИЗВ), сум
марный показатель загрязнения почвы Z., интегральные коэффи
циенты сохранности (ИКС) биоразнообразия [151].
? Межкомпонентная интеграция, так же как и предшествую
щая ей межингредиентная, может осуществляться безотноситель
но к территориальным рамкам. При разнообразии размерностей
показателей состояния отдельных компонентов среды их интегра
ция не может не носить оценочного характера. Объектом оценки
при этом является относительная значимость отдельных компо
нентов среды; субъектом оценки — человек, иной биологический
вид, экосистема. Ключом к комплексной оценке состояния среды
служит определение относительной значимости ее отдельных ком
понентов для здоровья человека (при антропоцентрическом под
ходе) или устойчивости отдельных видов и экосистем в целом (при
биоцентрическом подходе). Основные методы определения весо
мости отдельных свойств качества рассмотрены в разделе 1.2.3.
Получаемые на основе стоимостного, экспертного, вероятностного и смешанного методов интегральные (суммарные) оценки
еще не могут рассматриваться как комплексные, так как комплексность предполагает учет не только совокупности, но и взаимосвязей
компонентов среды согласно аксиомы эмерджентности П241.
79
Весь комплекс воздействий на окружающую среду находит отражение в первично-интегрированных показателях состояния биоиндикаторов. Невозможность их включения в суммарные показатели антропогенной нагрузки на основе гигиенической оценки
предопределяет, наряду с другими обстоятельствами, не столько!
информационную, сколько контрольную роль в картографиро вании. Это, однако, не исключает самоценности, а в отдельных
случаях и самодостаточности показателей функционирования экосистем как индикаторов наиболее общих и масштабных (в про странственном и временном аспектах) тенденций изменений экологической обстановки. Среди показателей такого рода следует отметить характеристики биопродуктивности, распространения
индикаторных видов и видового разнообразия.
♦ Межфакторная интеграция, в рамках которой экологический
фактор ценности земель интегрируется с другими факторами, входит в практику кадастрового картографирования (см. ниже, раздел 5.3).
При этом экологическая обстановка в целом, включая состояние
всех геокомпонентов и реакции на них биоты и человека, рассматривается как один из факторов ценности земель, наряду с географическим положением, инженерно-геологическими условиями, обеспеченностью объектами инженерной инфраструктуры [127].
Относительная значимость указанных факторов для определения ценности земель устанавливается экспертным путем; по мере
развития
земельных
отношений
вероятно
внедрение
стоимостного подхода. При этом значимость экологического
фактора для оценки земель зависит от их назначения: вклад
экологической составляющей максимален для селитебных и
рекреационных земель и минимален для промышленных зон.
Однако для промышленных зон значимость экологической
обстановки также достаточно велика, поскольку действующие
нормативные документы [85, 136] ограничивают или
запрещают дальнейшее промышленное освоение экологически
неблагополучных территорий.
3.2. Картографическая семантика
в экологическом картографировании
Предмет картографической семантики — соотношение
условных знаков с отображаемыми объектами и
явлениями.
Поэтому вопросы специфики содержания экологических
карт и ее влияния на выбор изобразительных средств
рассматриваются в рамках картографической семантики.
80
Картографическая
семантика
—
составная
часть
картографической семиотики— раздела науки, в рамках
которого
разрабатываются
вопросы
теории
картографических знаков как языка карт [18].
Два других раздела картографической семиотики — картографическая синтактика (изучает правила построения и употребления знаковых систем, их структурные свойства, грамматику языка
карт) и картографическая прагматика (изучает информационную
ценность знаков как средства передачи информации и особенности их восприятия читателями карты) [18] носят общекартографический характер и не столь связаны с вопросами специфики содержания экологических карт.
3.2.1. Объекты экологического
картографирования и их локализация
Общее количество явлений, показываемых на экологических
картах, весьма велико и в настоящее время продолжает довольно
быстро увеличиваться. Основные классы явлений на экологических
картах подразделяются, согласно принятому [80] делению экологических проблем, на атмосферные, водные, земельные, биологические, геолого-геоморфологические и комплексные (ландшафтные).
Методы их отображения рассматриваются в разделе о прикладных
методиках экологического картографирования. Однако до рассмотрения конкретных методик необходимо остановиться на общих правилах использования графических средств языка экологических карт.
Все множество объективно существующих природных и общественных явлений, отображаемых на картах, с картографической
точки зрения, подразделяется [134] на пять больших групп, в зависимости от характера пространственной локализации:
?
?
?
явления, локализованные в пунктах (например, места отбо
ра проб, посты мониторинга, предприятия и города на мел
комасштабных картах), для которых объектом показа явля
ются их точные местоположения и, иногда, качественные
или количественные характеристики;
явления, локализованные на линиях (например, дороги, тру
бопроводы, различные границы), для которых объекты по
каза — точные местоположения, качественные и количе
ственные характеристики;
*
явления, локализованные на площадях, т.е. присутствующие
на одних частях картографируемой территории и отсутству
ющие на других (например, предприятия, города и их час-
81
ти на крупномасштабных картах, особо охраняемые природные территории), для которых объектом показа на картах служат районы распространения и, иногда, качественные или количественные характеристики;
явления сплошного распространения (например, атмосфера
и ее характеристики, горные породы и их свойства), для
которых объект показа на картах не факт наличия, а про
странственная изменчивость качественных или количествен
ных характеристик;
?
Система способов картографических изображений [77]
Тип локализации явления
на местности
Характер
передаваемой
информации
явления рассеянного распространения, т.е. состоящие из мно
жества мелких объектов, индивидуальный показ которых
невозможен (например, биологические виды, посевы сель
скохозяйственных культур), для которых объектом показа
также являются, главным образом, территории и плотность
распространения.
Рассмотрим табл. 1, которая систематизирует способы картографических изображений с учетом ведущих, «способообразующих» факторов, таких как локализация явления, характер передаваемой информации, используемые условные обозначения.
Площадные знаки
Способы картографических изображений
Впунктах
Качественный
Значки
Количественный
На линиях
Качественный
Количественный
Сплошное
Качественный
распространение
Количественный
3.2.2. Способы картографических изображений и их
использование в экологическом
картографировании
Для показа размещения, качественных и количественных характеристик экологических сюжетов, их взаимосвязей и динамики
используются традиционно наиболее употребительные способы
картографического изображения: значки (внемасштабные знаки),
82
Линейные
знаки
Внемасштабные
знаки
Графические средства на экологических картах применяются те
же, что и на картах иной тематики, — внемасштабные (значковые,
буквенные и цифровые), линейные, площадные. При разработке
легенд графические средства перечисленных групп реализуются в
виде многочисленных графических переменных — элементарных
обозначений, различающихся по форме, размеру, ориентировке,
цвету, насыщенности цвета, внутренней структуре изображения.
Соотношения типа локализации картографируемых явлений,
характера информации (качественный или количественный) и
примененных графических средств образуют способы картографических изображений. В экологическом картографировании употребляют те же способы картографических изображений, что и в других тематических областях; специфика заключается лишь в содержательных особенностях картографируемых явлений (раздел 3.2.2).
Условные обозначения
Рассеянное
Качественный
Линейные
Локализован- знаки
ные диаграммы
Качественный фон
ЛокализованИзолинии
ные диаграммы
Знаки движения (векторы)
?
Таблица 1
Количественный фон
—
Качественный фон
распространение
Точечный
На площадях
Количественный
Качественный
Любой
Количественный
Количественный
—
Картограммы
Количественный фон
Ареалы
Псевдоизолинии
—
Картограммы
линейные знаки, изолинии, качественный фон, ареалы, картограммы и картодиаграммы; реже употребляются точечный способ,
линии движения, локализованные диаграммы. Теоретически возможно применение способа количественного фона, однако, как
показано ниже, особенности объектов экологического картографирования не создают благоприятных предпосылок для употребления этого способа.
Чтобы уметь правильно выбирать, способы изображения для того
или иного экологического сюжета, специалист, занимающийся
составлением карт, должен хорошо представлять возможности и
пределы применения каждого способа.
♦ Способ значков используется для передачи планового положения, количественных и качественных характеристик объектов,
по своим размерам не выражающихся в масштабе карты, но име83
ющих четкую точечную локализацию. Форма и цвет значка чаще
всего несут качественную информацию об изображаемом объекте,
а размер и внутренняя структура — количественную информацию.
В экологическом картографировании значками обозначаются
пункты мониторинга и места отбора проб, места обитания редких
видов флоры и фауны, памятники природы и другие небольшие
по геометрическим размерам, но важные для содержания карт
объекты. На мелкомасштабных картах структурными значками обозначаются объемы и состав выбросов и сбросов загрязняющих веществ от городов и крупных промышленных объектов либо состав и
степень остроты экологических проблем городов.
♦ Способ линейных знаков используется для передачи линий в
их геометрическом понимании: границ, береговых линий, текто
нических нарушений. Иногда этот способ путают со способом зна
ков движения. Необходимо отметить особенность способа линей
ных знаков: он должен показывать либо линии, реально существу
ющие в природе (например, дороги), либо линии протяженности
вытянутых статичных или динамичных объектов (хребты на оро
графических схемах, линии фронта). Перемещение динамичных
объектов (например, атмосферных фронтов) можно передавать
системой линейных знаков, отнесенных к разным датам. В целом
линейные знаки как способ изображения следует отличать от ли
ний как изобразительных средств, относящихся к другим спосо
бам изображений (изолинии, границы ареалов и выделов).
Линейные знаки могут передавать количественные и качественные характеристики. Количественные показатели (мощность грузопотоков) передаются с помощью ширины линии или полосы, а
качественные (состав грузопотоков) — структурой линии, цветом.
Ориентировка
линейных
знаков
отображает
реальное
положение линии на местности.
В экологическом картографировании способ линейных знаков
употребляют для показа линейных источников воздействия на окружающую среду: автомобильных и железных дорог, трубопроводов, ЛЭП и иных транспортных коммуникаций, а также линейно
вытянутых реципиентов воздействий, таких как реки, в том числе
с характеристикой качества воды и состояния экосистем.
♦ Способ качественного фона используется для качественной ха
рактеристики явлений сплошного (почвы, геологическое строение,
ландшафты) или, реже, рассеянного распространения (население,
народы). При его использовании территория делится на качественно
однородные контуры (выделы), которые окрашиваются или штри
хуются в соответствии с качественной характеристикой.
84
Графическим средством в данном способе могут служить цвет
(ровные фоновые окраски разных цветовых тонов, разных степеней
светлоты, насыщенности), полутона, штриховки различных рисунков
и интенсивности, заполняющие обозначения, буквенно-цифровые
индексы (но из-за малой наглядности они широкого распространения не получили и применяются главным образом как дополнительное обозначение, разновидность пояснительной подписи).
Границы выделенных контуров при реализации этого способа
могут быть барьерными, четкими, т.е. при переходе через них качественный признак меняется резко. Но чаще бывает так, что выделенная граница бывает переходной, условной, т.е. изменение качества происходит постепенно. В последнем случае давать рисунок
границ между участками четким линейным знаком нецелесообразно, лучше использовать полосчатую окраску.
В экологическом картографировании способ качественного фона
один из самых употребительных. Он образует основное содержание на картах оценки экологических ситуаций, используется на
комплексных экологических картах для показа распространения
ландшафтов и характера использования земель, устойчивости ландшафтов к техногенным нагрузкам и т.п.
Способ количественного фона применяется для показа
количественных характеристик. Однако в природе практически
отсутствуют такие явления, которые имели бы одинаковые
количественные значения в пределах каких-то контуров и резко
меняли их на границах.
♦ Способ изолиний. Изолинии, т.е. линии, соединяющие точки с одинаковыми значениями каких-либо количественных показателей,
используются для количественной характеристики сплошных и
постепенно изменяющихся в пространстве явлений, таких как
температура воздуха, количество осадков, рельеф. С точки зрения
использования изобразительных средств здесь преобладают линии
различных структур, цветов и ширины и площадные фоны для
послойной окраски промежутков между определенными
изолиниями — ровные фоновые окраски либо штриховки на чернобелых картах.
Подбор цветов для послойной окраски должен учитывать содержание картографируемых явлений. Так, на гипсометрических
картах используется шкала, которая дает зрительную иллюзию приближения высоких ступеней. В экологическом картографировании
принят «принцип светофора» — сочетание оттенков зеленого, желтого и красного цветов, сменяющих друг друга по мере обострения
экологической обстановки. При необходимости шкалу дополняют
синими и голубыми тонами для наиболее чистых мест,
оранжевыми или розовыми для промежуточных ступеней и бордовыми для самых неблагополучных.
85
К числу достоинств способа изолиний также относится его
простота и доступность. На картах, построенных с помощью данного способа, легенды бывают очень просты по содержанию и
обычно сводятся к шкалам.
ill
in
Способ изолиний очень удобен для применения количественных
методов обработки, преобразования и анализа картографических
изображений: определения характеристик заданных контрольных
точек и расчета статистических зависимостей и эмпирических уравнений, сложения и вычитания изолиний, разложения на составляющие и др. Поэтому с помощью данного способа могут передаваться и
явления, по своему содержанию неподходящие или малоподходящие для данного способа. Для количественной характеристики явлений, имеющих ограниченное по площади распространение (например, источники выбросов и сбросов), могут быть использованы
псевдоизолинии. Псевдоизолинии как бы распространяют дискретные
явления (например, источники выбросов и сбросов) на всю площадь
картографирования и таким образом приводят их к виду, удобному
для сопоставления с другими количественными характеристиками.
В экологическом картографировании способ изолиний — один из
наиболее употребительных. С его помощью картируют многочисленные физико-географические параметры, частные и общие количественные характеристики загрязнения и устойчивости компонентов природной среды к загрязнению, интенсивность геодинамических процессов и др.
♦ Способ ареалов используется для передачи области распространения явлений, имеющих ограниченное по площади распространения
причем в пределах этой площади картографируемое явление может
быть дискретным (т.е. встречаться в изолированных пунктах и на участках), сплошным или рассеянным. Главное отличие способа ареалов от способа качественного фона: во-первых, — тип локализации,
во-вторых, — необязательность рисовки границ. По отношению к
используемым условным обозначениям способ ареалов универсален:
он может быть реализован с помощью внемасштабных рисунков (не
имеющих четкой координатной привязки), линейных или площадных обозначений и даже буквенно-цифровых индексов. Способ ареалов в «чистом виде», как правило, не несет информации о конкретных
качественных или количественных характеристиках, он
отображает форму и местоположение площади распространения
картографируемого явления, поэтому с определенной долей
условности характер передаваемой информации можно считать
качественным.
В экологическом картографировании способ ареалов применяется по своему прямому назначению: для показа ареалов биологи-
86
ческих
видов,
особо
охран
яемых
приро
дных
террит
орий,
участк
ов
распр
остран
ения
опред
еленн
ых
видов
загряз
нения,
геоди
намич
еских
проце
ссов.
♦
Т
очечны
й
способ
исполь
зуется
для
переда
чи
явлени
й рассе
янного
распро
стране
ния
(сельск
ое
населе
ние, поголовье скота, по
севные площади). Изобразительным средством является множество
точек одинакового размера, каждая из которых имеет определен
ный «вес» — значение количественного показателя.
В экологическом картографировании точечный способ пока
практически не нашел применения. Возможно его использование
для показа распространения редких и охраняемых либо опасных
для человека видов.
Способ локализованных диаграмм используется для передачи на
карте сезонной или иной динамики явлений, имеющих сплошное или
линейное распространение. Динамика явлений изображается с
помощью графиков или диаграмм, характеризующих явление в
пунктах его изучения.
В экологическом картографировании способом локализованных
диаграмм передается сезонная, межгодовая или иная изменчивость
показателей заболеваемости, концентрации отдельных веществ,
общих уровней загрязнения атмосферы или гидросферы, условия
рассеяния или потенциала самоочищения.
У способов значков и локализованных диаграмм есть общая
черта: рисунки, выражающие количественные и качественные особенности объектов, на карте оказываются привязанными к точке.
Однако при использовании способа значков этой точкой является
пункт фактической локализации явления, а при использовании
способа локализованных диаграмм — пункт наблюдения за явлением (метеостанция, гидропост и т.п.).
♦ Способ картодиаграмм предполагает изображение суммарной
величины каких-либо явлений с помощью графиков или диаграмм,
помещаемых внутри единиц территориального деления, чаще всего
административного. При использовании этого способа карта в целом
показывает распределение явления по исследуемой территории. Тип
локализации явления в данной ситуации может быть любым, но с
учетом жесткой привязки количественной информации к площади
административно-территориальной или какой-либо другой ячейки.
Условно его можно считать ограниченным по площади.
Картодиаграммы, так же как и картограммы, географически
несовершенны по содержанию, поскольку не позволяют отражать
различия характеристик внутри территориальных единиц и создают
иллюзию резких перепадов на их границах. Однако картодиа87
граммы очень легко и быстро поддаются автоматизированному построению и их использование оправдано, если требуется быстро
получить территориальное распределение статистических данных»
По своему содержанию этот способ можно рассматривать как статистическую таблицу, наложенную на схематическую карту.
■N1 «
Несмотря на отмеченные недостатки, способ картодиаграмм
пользуется широким распространением в экологическом картографировании, особенно в официальных изданиях. Картодиаграммами показываются объемы выбросов и сбросов, количество отходов, объемы внесения удобрений и пестицидов и т.д., заболеваемость
по единицам территориального деления.
? Картограммы графически передают среднюю интенсивность
какого-либо явления (т.е. количественную характеристику) в преде
лах определенных территориальных единиц, чаще всего админист
ративных, не связанных с действительным распространением этого
явления в природе. Таким образом, тип локализации отображаемого
явления может быть любым: точечным, линейным, сплошным, рас
сеянным, ограниченным по площади, но графическая интерпрета
ция «привязывает» количественную информацию к ограниченной
площади, по аналогии со способом картодиаграмм.
? Знаки движения (линии движения, векторы) используются
для показа перемещений объектов различной локализации. Движение
точечных объектов создает линию (например, маршрут морского
судна), движение воздушных масс образует сплошное повсемест
ное перемещение в пространстве, миграция животных имеет рас
сеянный характер распространения, океанические и морские те
чения создают перемещение, ограниченное по площади.
Основным средством при передаче такого рода информации
являются векторы (стрелки) разных форм и величины, которые
могут нести качественные и количественные характеристики.
Локализация
векторов может
показывать
и
реально
существующие линии передвижения, в частности если они
даются параллельно путям сообщения, и абстрактные, например:
связи культурные, финансовые и т.п. Ориентировка векторов в
этой ситуации определяется фактическим направлением движения
(реальным или абстрактным). Качественные характеристики
передаются с помощью формы, цвета и структуры вектора, а
количественные — с помощью размеров (длины и ширины).
В экологическом картографировании способ знаков движения
употребляется сравнительно редко. С его помощью передаются на-
правления распространения загрязняющих веществ, пути
миграции животных.
свойств способов картографических изображений (СКИ),
применяемых на экологических картах.
Пра
кти
ческ
ая
рабо
та 1
2.
3.
Материалы для работы:
1. Изданные экологические атласы регионов и городов Рос
сии: Мурманской области, Кировской области, Санкт-Пе
тербурга и др.
2. Однолистные изданные экологические карты России, ре
гионов России.
3. Рукописные прикладные экологические и эколого-географические карты (эколого-почвенная, эколого-геоморфологическая и др.).
Це
л
ь
Задание:
р
а
б
о
т
ы
1. Обратив особое внимание на легенду, проанализировать специальную нагрузку карт экологической тематики на предмет
определения СКИ.
2. Оценить степень соответствия выбранных СКИ особенностям
отображаемых явлений. Дать собственные предложения по
выбору СКИ для графической интерпретации отображенных
явлений.
—
и
з
у
ч
е
н
и
е
п
р
и
з
н
а
к
о
в
и
3. Результаты анализа и оценки представить в виде таблицы
следующей формы (табл. 2):
Таблица 2
Форма представления результатов анализа и
оценки использования СКИ
Название Картогра- Тип локакарты,
фируемое лизации
выходные явление
явления
сведения
1.
1.
2.
1.
2.
3.
Характер
передаваемой информации
ИспольСКИ
зованные
условные
обозначения
Оценка степени соответствия СКИ
содержанию
явления и
собственные
предложения
Глава 4
Содержание и методы
составления экологических
карт
4.1. Картографирование атмосферных
проблем
4.1.1. Общие закономерности загрязнения
атмосферы
Атмосфера как наиболее динамичная среда
характеризуется сложной пространственно-временной
динамикой уровней содер- жания примесей. В каждый данный
момент времени уровень за- грязненности атмосферы над
некоторой территорией или в той, или иной точке определяется
балансом по отдельным поллютан- там и их совокупности. В
приходной части баланса находятся:
?
?
?
поступление загрязняющих веществ от совокупности техногенных и естественных источников в пределах рассматриваемой территории;
поступление загрязняющих веществ от источников за пределами рассматриваемой территории, в том числе отдален
ных (дальний перенос);
образование загрязняющих веществ в результате вторичных химических процессов, протекающих в самой атмосфере.
В расходной части баланса находятся:
вынос загрязняющих веществ за пределы рассматриваемо!
территории;
? осаждение загрязняющих веществ на земную поверхность;
? разрушение загрязняющих веществ в результате процессов
самоочищения.
При этом динамика выделения разных веществ часто определяется ходом одних и тех же производственных и естественных
(вулканических, дефляционных) процессов.Поля концентраций
?
90
отдельных ингредиентов непрерывно меняются, причем не только в силу неравномерности поступления поллютантов, но и вследствие турбулентного характера их переноса. Воздушный поток, взаимодействующий с неровной подстилающей поверхностью, носит
не стационарный, а квазипериодический характер, что проявляется в попеременном усилении и ослаблении циркуляции вокруг
зданий и иных неровностей, с периодическим формированием и
срывом вихрей с их подветренных кромок [170]. Поэтому в каждой точке, на каждой территории ход концентраций отдельных
ингредиентов и общего уровня загрязненности имеет некоторую
специфику.
Факторы интенсивности осаждения и самоочищения для разных веществ в значительной степени совпадают. Поэтому концентрации разных веществ обычно меняются относительно согласованно, подчиняясь одним и тем же временным и пространственным закономерностям.
Выделение загрязняющих веществ от техногенных источников
усиливается:
? с ростом числа работающих единиц производственного оборудования и транспортных средств, увеличением интенсив
ности их работы;
? при ухудшении технического состояния и авариях;
? при неэффективной работе или отключении очистного обо
рудования.
Поступление загрязняющих веществ от естественных и техногенных пылящих источников усиливается при усилении ветра (в сочетании с наличием незакрепленных поверхностей), при вулканических процессах.
Интенсивность выноса загрязняющих веществ зависит от скорости ветра и характера атмосферной стратификации; интенсивность самоочищения — от температуры, влажности, интенсивности ультрафиолетового излучения, шероховатости подстилающей
поверхности [39]. При этом тенденции загрязнения атмосферы для
территорий в целом и отдельных их частей могут не совпадать. Так,
при устойчивых сильных ветрах снижение загрязненности воздушного бассейна городской территории может сопровождаться локальным ростом в пригородной местности, с подветренной стороны от города.
Сочетание естественных факторов, обусловливающих высокий
Уровень загрязнения, образует потенциал загрязнения атмосферы
(ПЗА). Степень реализации потенциала загрязнения атмосферы зависит от наличия и мощности источников загрязнения.
91
Таким образом, картографирование загрязнения атмосферы
скла дывается из:
? картографирования потенциала загрязнения атмосферы;
? картографирования источников загрязнения;
? картографирования уровней загрязнения.
С эколого-гигиенической точки зрения наибольший интерес
для картографирования представляют следующие характерные уровни загрязнения атмосферного воздуха:
? средний годовой (многолетний) уровень, который формируется при наличии динамического равновесия между эмиссией и рассеянием атмосферных загрязнений;
? уровень загрязнения, складывающийся при сочетании обычного (или скорректированного согласно плана мероприя
тий при НМУ) режима работы предприятий — источников
загрязнения атмосферы, и неблагоприятных для рассеяния
метеоусловий (5% повторяемости, согласно действующей
системы экологического нормирования [106]);
? уровень загрязнения, который может возникнуть при аварий
ном выбросе от потенциально опасного объекта при определенных заданных (обычно неблагоприятных) метеоусловий
? фактически существующий текущий уровень загрязнения.
4.1.2. Картографирование потенциала
загрязнения атмосферы
Картографирование потенциала загрязнения атмосферы (ПЗА)
проводится на основе данных стационарных метеорологических наблюдений, в мелких и средних масштабах. Величина ПЗА показы
вает, во сколько раз средний уровень загрязнения
атмосферного воздуха в конкретном районе, с определенной
повторяемостью неблагоприятных для рассеивания примесей
метеорологических условий (НМУ), будет выше или ниже, чем в
некотором другом районе, принятом за эталон.
Поскольку состояние атмосферы претерпевает как внутри-,
так и межгодовые изменения, различают климатический и
метеорологический потенциал загрязнения атмосферы.
Климатический П3А отражает среднюю повторяемость и степень
выраженности НМУ, определяется исходя из средних многолетних
характеристик и является стабильной характеристикой.
Метеорологический потенциал загрязнения атмосферы (MПА)
определяется конкретными метеоусловиями и постоянно изменяется. Поскольку климатический и метеорологический потенцалы
92
загрязнения атмосферы обладают повсеместным распространением и характеризуются количественно, для их картографирования
используется способ изолиний.
где Рш — повторяемость слабых ветров (0—1 м/с); Рт — повторяемость дней с туманом; Ро — повторяемость дней с осадками 0,5 мм
и более; Рв — повторяемость скорости ветра 6 м/с и более.
♦ Климатический потенциал загрязнения атмосферы зависит
от основных климатических параметров, определяемых за длитель
ные промежутки времени. Для расчета климатического ПЗА требу
ются данные аэрологических наблюдений, выполняемых в весьма
ограниченном числе пунктов. Так, на территориях, где преоблада
ют низкие источники выбросов и высокие с холодными выброса
ми, климатический ПЗА может быть рассчитан по формуле:
Карты МПА могут создаваться для средних многолетних характеристик того или иного месяца (или иного интервала), осреднен-
ПЗА = 2,5 • exR {[0,04/(z2 - z,)2] - [0,4z,/(z2 - z,)]} [12],
где z, и z2 — аргументы интеграла вероятности Ф(г), при которых
Ф(г) связан с Р, и Р 2 соотношениями
ФЦ) = 1 - 2Р,; Ф(г 2) = 1 - 2Р 2.
В свою очередь:
Р
= Р +р —р + р - р = р + Р
где Рт — повторяемость приземных инверсий; Р^ — повторяемость"слабых ветров (0-1 м/с); Рз — повторяемость застоев воздуха;
Рт — повторяемость туманов.
Картографирование ПЗА включает вычисление его значений для
метеостанций, с использованием соответствующих формул, и географическую интерполяцию, с вычерчиванием изолиний. При мелкомасштабном картографировании климатического ПЗА выявляется
влияние циркуляционных особенностей глобального и регионального
масштаба, воздействие крупных форм рельефа. На территории
бывшего СССР было выделено пять зон: низкого, умеренного, повышенного, высокого и очень высокого ПЗА (см. рис. 2) [12].
♦ Метеорологический потенциал загрязнения атмосферы
(МПА) характеризуется значительно большей пространственной
и временной изменчивостью и является предметом среднемасштабного картографирования. Для определения МПА используют
ся параметры, определяемые на значительно большем числе ме
теостанций. Для определения МПА была предложена формула
Т. Г. Селегей [140]:
МПА = (РЫ+РТ)/(РО + РВ),
93
ных величин за конкретный отрезок времени, либо по состоянию на
определенные моменты (день и час). При составлении таких карт
весьма важно придерживаться географического подхода к интерполяции данных, поскольку величины параметров, определяющих
МПА, даже при равнинном рельефе могут различаться в несколько
раз, в зависимости от расположения метеостанции на
водоразделе, склоне или в долине. При этом данными наблюдений
на метеостанциях обеспечены лишь единицы из многих тысяч
конкретных элементов рельефа. В то же время такое
картографирование — весьма важная прикладная задача, поскольку
позволяет количественно охарактеризовать различия в уровнях
загрязнения при одном и том же выбросе, в зависимости от места
размещения источника.
Практическая работа 2
Цель работы — освоить анализ пространственной и временной
изменчивости потенциала загрязнения атмосферы.
Материалы для работы:
1. Данные наблюдений на метеостанциях населенных пунк
тов региона и ближайших пунктов смежных регионов. Со
ответствующие данные можно заимствовать из метеороло
гических ежегодников или справочников по климату [81а
и др.]; пример — данные табл. 3.
2. Контурная карта на территорию региона.
3. Калькуляторы, чертежные принадлежности.
Задание:
По данным наблюдений на метеостанциях рассчитать МПА
за какой-либо период года (для года в целом, теплого или
холодного полугодия, отдельных сезонов, отдельных
месяцев). Результаты вычислений оформить в виде таблицы
(см. табл. 4).
Возможные варианты заданий.
1. Построить карту распределения значений МПА за год, один
месяц или какой-либо другой период времени способом
изолиний.
2. Построить карту распределения значений МПА в течение
определенного периода времени способом
локализованных
диаграмм.
3. Построить отдельные диаграммы распределения значений
МПА для каждого населенного пункта в течение года. Диаг
раммы могут быть представлены в виде простейших дву
мерных графиков либо в виде «роз».
94
Таблица 3
Параметры для расчета МПА по метеостанции Вятские Поляны
[102]
Месяцы
Повторяемость
слабых ветров
(0-1 м/с)
(PJ
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
год
Повторяемость Повторяемость
дней с туманом дней с осадками 0,5 мм и
(Рт)
более (Ро)
Повторяемость
скорости ветра 6
м/с и более
(Рв)
31,7
9,7
48,4
21,0
35,9
30,2
34,4
31,3
34,8
44,6
46,1
37,5
29,4
28,4
30,1
34,5
10,7
6,4
6,7
1,6
0,7
2,6
6,4
10,0
9,7
6,7
6,4
6,6
50,0
74,2
96,7
74,2
66,7
38,7
41,9
56,7
77,4
76,7
67,7
64,1
18,1
24,6
16,6
20,6
16,5
10,5
11,2
17,2
22,0
20,3
24,2
18,8
Таблица 4
Результаты расчета МПА по средним многолетним за декабрь
Метеостанции
Рш
Р
Ро
Р.
МПА
Глазов
14,7
6,4
64,5
33,7
0,21
Юкаменское
Дебессы
13,6
14,9
14,9
Й,1
26.5
15,8
16Г6
29.3
24.5
20.1
5,7
6,4
12,9
9,7
6,4
3.2
16Г1
6.4
12.9
6.4
64,5
80,6
67.7
67,7
67,7
51.6
71,0
71.0
58.1
67.7
33,5
34,7
10.2
37,5
21,2
21.7
22,5
25.1
14.6
25.5
0,21
0,18
0,70
0,25
0,37
0,30
0.35
0.37
0.25
0.28
Игра_
СРЯТЫ
Боткинек
_ Вавож
Ижевск
Можга
Сарапул
Кильмезь
Вятские Поляны
30,1
6,4
67,7
24,2
0,40
95
Рис. 12. Пример карты распределения значений МПА [77]
4.1.3. Картографирование источников
загрязнения атмосферы
Картографирование источников загрязнения атмосферы проводится на основе данных инвентаризаций, статистической отчетности
об объемах выбросов и обобщающих материалов. Данные инвентаризаций получают при разработке материалов экологического нормирования (тома ПДВ предприятий, материалы ОВОС) на генеральных
планах предприятий, в масштабах 1:500—1:5000. При этом показывается плановое положение источников выбросов, включенных в
инвентаризацию, и их номера по списку. Характеристика источников
(наименование, удельные выбросы отдельных ингредиентов в г/с,
режим работы источника) дается в табличных материалах и используется для расчетов рассеяния максимальных разовых выбросов.
Картографирование на основе данных статистической отчетности (форма 2-ТП (воздух)) выполняется в крупных масштабах
(1:25 000—1:50 000), для территорий городов и их частей. При этом
для показа объемов и структуры выбросов обычно используются
структурные значки (рис. 15, 16). Размер знака должен соответствовать суммарной величине выбросов, а внутренняя структура —
раскрывать состав выброса по основным ингредиентам.
Картографирование на основе обобщающих материалов по городам и крупным регионам выполняется в средних и мелких масштабах, обычно с использованием соответственно значков и картограмм. Вследствие ряда причин информативность подобных карт
обычно бывает невысока.
Во-первых, при картографировании суммарных выбросов по городам и регионам, как правило, ограничиваются арифметическими
суммами выбросов по всем веществам, без учета различий в степени
их экологической опасности. Между тем для таких распространенных веществ, как оксид углерода и 3,4 бенз(а)пирен, величины ПДК
различаются в 5 млн раз, ПДКсс — в 3 млн раз (!), т.е. 1 кг бенз(а)пирена эквивалентен 3-5 тыс. т оксида углерода. Поэтому информативными оказываются не абсолютные, а приведенные (с учетом различий значений ПДК) суммы выбросов. Как видно из сопоставления
рис. 15 и 16, учет состава и степени токсичности выбросов существенно меняет картину в сравнении с простыми суммами.
Во-вторых, до сих пор широко распространено картографирование таких географически бессмысленных показателей, как выбросы в расчете на одного жителя или на единицу площади. Между тем очевидно, что ни численность населения, ни площадь территории на интенсивность рассеяния и самоочищения не влияют.
Например, по выбросам на одного жителя в одну градацию 200—
98
Рис. 15. Использование структурных значков для обозначения
атмосферных выбросов промышленных предприятий
[54]:
Предприятия: А — ремонтный завод; Б — МПО «Фурнитура»; В — нефтемасловый
завод; Г — МПО «Детская мебель»; Д — МПО по выпуску зонтов. Состав
выбросов: 1 — окись углерода; 2 — окислы азота; 3 — сернистый ангидрид; 4 —
смесь углеводорода; 5 — окись свинца; 6 — пыль; 7 — бенз(а)пирен
400 кг вошли такие экологически неблагополучные, многонаселенные регионы, как Свердловская, Челябинская и Кемеровская
области, и практически не освоенные, малонаселенные Эвенкийский и Корякский автономные округа (см. рис. 9). Нормирование
выбросов на единицу площади бессмысленно потому, что не учитывает трансграничный перенос.
Повысить информативность мелкомасштабных карт выбросов
может использование структурных значков и картодиаграмм, с
ориентацией на приведенные выбросы. Приведение обычно осуществляется к диоксиду серы через соотношение величин ПДК.
99
100
Рис. 16. Пропорциональное изображение степени токсичности
выбросов предприятий (условные площади, которые бы
заняли объемы
воздуха, необходимые для разбавления промышленных
выбросов [54]): Состав выбросов: 1 - окислы азота; 2 - смесь углеводорода;
3 - пыль- 4 - окись свинца; 5 - бенз(а)пирен; 6 - эффект суммации веществ:
окись углерода + окислы азота + сернистый ангидрид.
Практическая работа 3
Цель работы — научиться экологически грамотно и географически корректно представлять данные о техногенных воздействиях
на атмосферный воздух.
Материалы для работы:
1. Данные о выбросах загрязняющих веществ по городам региона.
2. Таблица величин ПДК основных загрязняющих веществ
(имеются в большинстве учебников и учебных пособий по
экологии, геоэкологии, природопользованию).
101
3. Контурная карта на территорию региона, города.
4. Калькуляторы, чертежные принадлежности.
Задание:
1. По данным о суммарных выбросах отдельных загрязняю
щих веществ по крупным предприятиям, городам и адми
нистративным районам вычислить приведенные (к диок
сиду серы) выбросы отдельных веществ и сумм веществ,
в условных тоннах. Коэффициенты приведения для неко
торых распространенных веществ (исходя из соотношений
ПДКсс): оксид углерода — 0,017; взвешенные вещества —
0,33; аммиак — 0,33; сероводород — 0,625; диоксид азо
та — 1,25; формальдегид — 16,67; фенол — 16,67; 3,4 бенз(а)пирен — 50 000.
2. С учетом диапазона колебаний объемов выбросов в регионе
разработать шкалу размеров значков (абсолютную или ус
ловную, непрерывную или ступенчатую) и построить кар
ту с использованием структурных значков (по городам или
предприятиям) или круговых секторных картодиаграмм (по
административным районам).
4.1.4. Картографирование уровней загрязнения
атмосферы
Показатели загрязнения атмосферного воздуха. Они могут
быть подразделены на поингредиентные (частные) и интегральные (комплексные). Поингредиентные показатели включают: абсолютные значения концентраций поллютантов в мг/м3, значения, нормированные на ПДК (ПДКмр или ПДКсс), показатели
повторяемости превышений ПДК в процентах. В справочной литературе (Ежегодники состояния загрязнения атмосферы городов
России [58]) используются следующие поингредиентные характеристики:
?
?
?
?
?
Аср — средняя концентрация примеси в воздухе;
Qм — наибольшая наблюдавшаяся концентрация примеси
в
воздухе;
g — повторяемость разовых концентраций выше ПДК;
gj — повторяемость разовых концентраций выше 5 ПДК;
g2 — повторяемость разовых концентраций выше 10 ПДК.
Основным, наиболее употребительным, интегральным показателем является индекс загрязнения атмосферы (ИЗА):
3Cpl
Косвенными
данными,
позволяющими
оценивать
долговременное загрязнение воздуха, являются материалы
лихеноиндикации
102
где qcp. — среднегодовая концентрация i-ro вещества; ПДКсс| —
среднесуточная предельно допустимая концентрация i-ro вещества;
Ц — безразмерная константа (показатель степени), позволяющая
учесть различия в степени опасности отдельных веществ, и принимающая значения: 1,7 для веществ 1-го класса опасности; 1,3
для веществ 2-го класса опасности; 1,0 для веществ 3-го класса
опасности; 0,9 для веществ 4-го класса опасности [128].
Картографирование уровней загрязнения атмосферы выполняется для разных временных интервалов.
Долговременное (осредненное за длительный период) загрязнение воздуха. Оно может быть охарактеризовано по прямым или косвенным данным.
Картографирование по прямым данным наблюдений на стационарных постах дает наиболее точную количественную характеристику загрязнения, но степень ее детальности лимитируется малым числом таких постов. В Российской Федерации по состоянию
на 1995 г. такие наблюдения велись на 664 постах в 284 городах
[173], главным образом силами территориальных подразделений
Росгидромета.
Число постов в городах зависит от их населения и объемов промышленных выбросов и составляет от 1 до 10—20. Из-за ограниченности числа постов при картографировании по прямым данным интерполяция выполняется схематично, практически без учета
планировочной структуры городов (см. рис. 3). Необходимо также
отметить, что сопоставление характеристик загрязнения по разным постам не всегда бывает корректным вследствие разнообразия условий размещения постов. Посты могут размещаться вблизи
предприятий и промышленных зон, на автомагистралях, в жилых
и зеленых зонах и т.д., причем количество функциональных зон
каждого типа намного превышает число приуроченных к ним постов. Это позволяет решить задачу получения общегородских характеристик, дифференцированных по функциональным зонам,
но делает весьма проблематичной возможность интерполяции между
постами. Расстояние между постами в городах обычно бывает порядка километров, и функциональные зоны между ними сменяют
друг друга неоднократно.
(см. раздел 4.6.2), а также результаты картографирования загрязнения почв. Твердые вещества, загрязняющие почвы, и газообразные соединения, загрязняющие атмосферу, часто выделяются из
одних и тех же источников. Возможность оценки уровня загрязнения атмосферы, по данным изучения загрязненности депонирующих компонентов среды хорошо известна [34] и вошла в Руководство по контролю загрязнения атмосферы [128] (п. 3.4.6. «Косвенные методы исследования уровня загрязнения атмосферы»).
103
На основе сопоставления многолетних данных о загрязнении
атмосферного воздуха по данным стационарных постов (37 пунктов в 8 городах России и Украины) и о загрязнении почв в ближайших пунктах, опробованных при эколого-геохимических съемках, было получено уравнение, связывающее значения суммарного
показателя загрязнения почв Zc и индексы загрязнения атмосферы
(учитывающие оксиды азота, серы, углерода и пыль) [152]: ИЗА =
3,466Zc0123 (r = 0,556).
При наличии материалов эколого-геохимических исследований данная формула позволяет проводить оценочное картографирование уровней загрязнения атмосферы с высокой степенью
детальности. При этом расчетные значения ИЗА не должны определяться для точек, геохимическое загрязнение которых обусловлено твердыми отходами (вейстогенные аномалии) или осаждением поллютантов из загрязненных вод (гидрогенные аномалии).
Кратковременное загрязнение воздуха при неблагоприятных метеоусловиях. Оно контролируется в крупных городах
значительно более полно, чем долговременное, так как на решение этой задачи направлены подфакельные наблюдения и контроль санитарно-защитных зон предприятий. Обобщение материалов подфакельных и ведомственных наблюдений позволяет охарактеризовать кратковременное загрязнение воздуха при НМУ в
крупном масштабе, по прямым данным. При этом важнейшее значение приобретает анализ условий возникновения высоких концентраций поллютантов, а также картографирование этих концентраций и условий их возникновения.
Неблагоприятные для рассеяния выбросов метеоусловия могут
формироваться как в городе в целом, под воздействием макрометеорологических процессов, так и на локальных участках вследствие влияния мезо- и микрометеорологических процессов.
В первом случае определяющими факторами являются повторяемости приземных и приподнятых инверсий, слабых ветров, застоев воздуха, туманов, составляющие в совокупности потенциал
12-3
I больше 3
загрязнения атмосферы [12]. Наличие этих условий приводит к
формированию над городом шапки загрязненного воздуха, в
пределах которой перепады концентраций относительно
невелики [148].
Во втором случае речь идет о локальном повышении
приземных концентраций при опасной скорости ветра,
величина которой растет по мере удаления от источника
загрязнения [16]. В зависимости от скорости и направления ветра
зоны максимальных приземных концентраций от конкретных
источников постоянно смещаются. Положение точки по
отношению к источникам загрязнения атмосферы определяет,
какое сочетание скоростей и направлений ветра является для этой
точки опасным. Поэтому понятие неблагоприятных метеоусловий
для города в целом может быть не вполне однозначно. В связи с
этим карта, представляющая максимальное загрязнение воздуха в
городе,
должна
характеризовать
не
определенную
неблагоприятную ситуацию, а их совокупность.
Такая общая карта должна быть расчленяема по конкретным
метеорологическим ситуациям (в первую очередь — сочетаниям
скоростей и направлений ветра), в целях разработки
профилактических мероприятий, применительно к этим
ситуациям. Необходимая для этого метеорологическая
информация заимствуется из данных метеостанции того же города.
Вычисляются средние значения концентраций отдельных
ингредиентов и величины ИЗА для сочетаний направлений и
интервалов скоростей ветра (до 2 м/с, 3-4 м/с, 5—6 м/с и т.д.).
Этот подход может быть реализован по материалам мониторинга (рис. 17) и в рамках математического моделирования. Сочетание обобщающих карт (ИЗА при неблагоприятных метеоусловиях) и поингредиентных, составленных аналогично, позволяет проанализировать структуру атмосферных проблем по районам
урбанизированной территории. Результатом такого анализа должна становиться конкретизация понятия неблагоприятных метеоусловий по районам города, ингредиентам и, соответственно, источникам загрязнения атмосферы.
Расчетные значения уровней загрязнения атмосферного воздуха при неблагоприятных условиях 5%-ной повторяемости получаются при выполнении расчетов согласно типовой методики ОНД86 [92]. При этом следует иметь в виду, что данная методика не
предусматривает учет конкретных метеорологических ситуаций.
«Опасные» направления и скорости ветра для разных точек неодинаковы. Поэтому расчет по методике ОНД-86 создает картину распределения уровней загрязнения, которая может сложиться не единовременно, а как совокупность экстремальных значений, возможных в разных точках в разное время.
Рис. 17. Карта индексов загрязнения атмосферы при неблагоприятных
для данного района метеоусловиях
Распределение концентраций при НМУ с определенными параметрами может быть смоделировано в рамках более сложных моделей, предусматривающих учет конкретных метеоусловий. К числу
таких моделей относится гидротермодинамическая модель А. С. Гаврилова [170] и реализующий ее программный комплекс «ZONE»,
в том числе его учебная версия. Данная модель основана на решении уравнений переноса масс, импульса движения, потенциальной температуры, массовой доли водяного пара и предусматривает учет вихревых структур, возникающих при обтекании сооружений и связанной с ними пульсации скоростей атмосферного потока
и соответственно концентраций примесей.
Практическая работа 4
Работа с программным комплексом «ZONE» (режим работы с
базами данных, корректировка баз данных примесей, корректировка баз данных источников, корректировка баз данных застройки, задание данных для варианта расчета). Выполняется при наличии учебной версии программного комплекса «ZONE» в соответствии с руководством пользователя.
104
105
4.2. Картографирование загрязнения вод
суши
4.2.1. Общие закономерности загрязнения
поверхностных вод суши
Загрязнение водных объектов, так же как и загрязнение атмосферы, сложный, многофакторный и весьма динамичный про цесс. Концентрации различных загрязняющих веществ, присутствующих в водной среде, характеризуются сложной временной динамикой и зависят от:
?
?
?
интенсивности поступления в водоемы;
скорости процессов самоочищения и осаждения;
объема водной массы, характера и скорости ее движения.
Каждый из перечисленных факторов загрязнения относительно независим от других и обладает собственной динамикой. Загрязняющие вещества поступают в водоемы со сточными водами
от промышленных и сельскохозяйственных предприятий, коммунально-бытовой сферы, с поверхностным стоком за счет смыва с
загрязненных территорий, при осаждении из атмосферы, от вторичных химических процессов трансформации поллютантов, от
естественных источников.
Объемы сточных вод определяются ходом процессов их образования и накопления на предприятиях и в быту. Особенностью
процессов загрязнения водных объектов является резкая
изменчивость, связанная с возможностью залповых сбросов из
емкостей-накопителей, как технологически обусловленных, так и
аварийных. Смыв с загрязненных территорий также крайне
неравномерен во времени и происходит при стоке дождевых и
талых вод, а также во время паводков. Осаждение из атмосферы
определяется присутствием в ней осаждающихся (вымывающихся)
примесей и наличием соответствующих метеорологических
условий.
Интенсивность процессов самоочищения зависит от состояния
экосистемы водоема, температуры воды и скорости течения. Объемы воды в водных объектах зависят от комплекса гидрологических
факторов и характеризуются внутри- и межгодовой изменчивостью. Поэтому уровни загрязнения водных объектов в разных регионах изменяются по сезонам неодинаково, в зависимости от гидрологического режима, а также характера загрязнения и его источников. Формирование сравнительно повышенных уровней
загрязнения отмечается в следующих случаях:
106
при относительно стабильном поступлении загрязнения и
пониженном расходе воды, в условиях низкой летней или
зимней межени;
? при массированном поступлении загрязнений (в том числе
взвешенных частиц) с поверхностным стоком, во время
весенних и дождевых паводков;
? при залповых сбросах, вне зависимости от состояния водоема.
В последнем случае последствия определяются как масштабами сброса, так и интенсивностью самоочищения. Известно, что
последствия аварийных сбросов многократно усугубляются, когда
их воздействию подвергаются холодные воды умеренного пояса
зимой либо арктического и субарктического поясов в любой сезон [29].
?
Нормирование загрязнения гидросферы базируется на гигиеническом принципе. Предельно допустимые концентрации устанавливаются, исходя из минимальных возможностей вредных воздействий. Но вредные воздействия на человека или ихтиофауну достаточно часто бывают связаны не только с техногенными, но и с
природными причинами. Едва ли не в любом геохимическом ландшафте имеет место дефицит одних элементов и избыток других.
С другой стороны, известно, что для водной среды ПДК тяжелых металлов установлены по валовым содержаниям, тогда как
токсичны лишь свободные ионы [32]. В результате по ряду веществ
ПДК фактически установлены на уровне природного фона или
даже ниже его, что искажает картину распределения уровней загрязнения и затрудняет использование интегральных показателей
качества воды.
4.2.2. Картографирование самоочищения
поверхностных вод
Картографирование самоочищения поверхностных вод может
выполняться на качественном или количественном уровне исследования. Первое используется в мелко- и среднемасштабных, оценочных работах, выполняемых для больших территорий. Второе
становится возможным при крупномасштабных исследованиях,
посвященных анализу конкретных ситуаций, прогнозированию
последствий возможных и реальных случаев загрязнения.
♦ Качественное картографирование условий самоочищения
включает [75] подразделение водных объектов на ряд категорий по
параметрам, определяющим условия самоочищения:
107
Для передачи указанных характеристик самоочищения приме?
?
?
интенсивности перемешивания;
температурам воды в летние месяцы;
условиям разбавления загрязняющих веществ.
Интенсивность перемешивания воды в реках зависит от турбулентности потока, что, в свою очередь, контролируется характером рельефа и донных отложений. По этим условиям реки подразделяются на равнинные, предгорные (низкогорные) и горные; им
соответствует слабая, средняя и сильная интенсивность перемешивания. По температурным характеристикам выделяется три категории рек со средними температурами в летнее время до 15°,
15-20°, выше 20°.
Сочетание характеристик перемешивания и температур позволяет выделить четыре категории условий самоочищения за счет
трансформации
загрязняющих
веществ:
благоприятные,
относительно благоприятные, средние, неблагоприятные. Условия
разбавления
загрязняющих
веществ
определяются
по
среднегодовым расходам воды; по этому показателю реки
подразделяются на шесть категорий. По сочетанию условий
трансформации поллютантов и разбавления выделяется [75]
шесть градаций интегральных условий самоочищения: очень
хорошие, хорошие, относительно хорошие, средние, плохие, очень
плохие (рис. 18).
Для озер основной фактор перемешивания воды — ветровое
волнение. Оно оценивается через показатель относительной мелководности, определяемый как отношение средней ширины или
(для изометричных водоемов) квадратного корня из площади к
средней глубине.
По сочетанию этого показателя и средних температур за летние месяцы выделяются те же четыре градации условий трансформации поллютантов, что и для рек. В качестве показателя условий
разбавления загрязняющих веществ для озер используется их
объем (шесть градаций).
По сочетанию условий трансформации и разбавления поллютантов для озер выделяются [75] те же шесть градаций интегральных условий самоочищения: очень хорошие, хорошие, относительно
хорошие, средние, плохие, очень плохие. Градации, выделяемые по
указанным признакам, относятся к довольно крупным регионам
(рис. 19) [145], что позволяет решать задачи малкомасштабного
картографирования.
Условия трансформации загрязняюодоносность рек (м3/с)
Крупнейшие > 10 000 Очень
крупные 1 000-10 000
Крупные 500-1000 Средние
250-500 Средние 100-250
Относительно малые > 100
няют линейные знаки (для рек) и ареалы (для водоемов), с использованием на многокрасочных картах «принципа светофора»: оттенков зеленого, желтого и красного цветов, сменяющих друг друга
108
Рис. 18. Легенда карты условий самоочищения рек [75]: а) за счет
трансформации загрязняющих веществ: 1 — благоприятные; 2 — относительно
благоприятные; 3 — средние; 4 — неблагоприятные; б) с учетом их
разбавляющей способности: 1 — очень хорошие; 2 — хорошие; 3 — относительно
хорошие; 4 — средние; 5 — плохие; 6 — очень плохие
по мере ухудшения условий. На черно-белых картах используются
штриховки, густота которых увеличивается по мере ухудшения
условий (см. рис. 19).
♦ Количественное картографирование самоочищения выполняется при крупномасштабных работах и базируется на прогнозе на
основе известных зависимостей скоростей трансформации конкретных веществ от температуры среды (табл. 5).
При количественном картографировании предметом изображения являются не параметры самоочищения (их перевод из табличной формы в картографическую, с учетом температурных характеристик, возможен, но обычно нецелесообразен), а
прогно-
Таблица 5
Ориентировочные коэффициенты скорости самоочищения от
загрязняющих веществ при разных температурах водоемов [103]
Ингредиенты
БПК 5
0,30
БПКполн
0,15
0,20
0,50
0,12
0,04
0,15
0,08
0,02
хпк
Азот аммонийный
Фенолы
Нефтепродукты
СПАВ
Пестициды
Пестициды
хлорорганические
фосфорорганические
109
110
Рис. 19. Карта условий самоочищения поверхностных вод
Условия самоочищения: I - очень благоприятные; II, 2 - умеренно благоприятные; III, 3 - средние; IV, 4 - умеренно неблагоприятные; V, 5 - крайне неблагоприятные. Арабские цифры относятся к условиям самоочищения в результате
трансформации загрязняющих веществ без учета их разбавления, римские цифры — с учетом разбавления [145]
Температура воды
выше 15°
ниже 10°
10-15°
0,20
0,10
0,10
0,15
0,30
0,08
0,03
0,10
0,06
0,01
0,05
0,10
0,20
0,04
0,01
0,05
0,04
0,01
зируемые результаты процессов самоочищения. Рассчитывается
распространение веществ от мест их поступления в реку к определенным датам и ожидаемые концентрации по створам.
Имеется ряд классификаций вод по сочетанию большого числа физических, гидрохимических, биологических характеристик
{классификация СЭВ, классификация Жукинского, классификация
Наиболее эффективным средством решения такой задачи является математическое моделирование потоков загрязнений с визуализацией результатов методом фафической мультипликации в виде
карт-фильмов [99]. Использование такой методики наиболее целесообразно при определении последствий реальных или возможных
аварийных залповых сбросов, когда можно пренебречь
поступлением аналогичных поллютантов от диффузных источников.
111
4.2.3. Показатели экологического состояния
водоемов
Экологическое состояние водоемов складывается в результате
взаимодействия факторов самоочищения и техногенной нагрузки
и определяется, главным образом, путем стационарных и экспедиционных исследований. Показатели экологического состояния
водоемов включают значительное число гидрохимических и гидробиологических характеристик. Для водоемов, используемых в
хозяйственно-питьевых и рекреационных целях, установлено 11 основных показателей состава и свойств воды {содержание взвешенных веществ, плавающие примеси, запахи и привкусы, окраска,
температура, рН, минерализация, растворенный кислород,
биохимическое потребление кислорода, содержание бактерий,
содержание токсичных веществ), в том числе ПДК для 420
веществ.
Для водоемов, используемых в рыбохозяйственных целях, установлено девять основных показателей состава и свойств воды
{содержание взвешенных веществ, плавающие примеси, запахи и
прц-вкусы, окраска, температура, рН, растворенный кислород,
биохимическое потребление кислорода, содержание токсичных
веществ), в том числе ПДК для 72 веществ [29].
В биоэкологических исследованиях используются характеристики видового разнообразия, наличия и доли индикаторных видов.
Роль индикаторных организмов могут выполнять виды, наиболее
чувствительные к загрязнению и (чаще) малочувствительные к
нему — сапробионты. Для оценки состояния водоемов употребляется индекс сапробности, по Пантле и Буку в модификации Сладечека [159].
СанПиН 4630-88). Возможности использования сложных классик
[жкаций для картографических целей незначительны по причини
ороговизны и трудоемкости соответствующих исследований и
как следствие, малого числа пунктов определения.
Для целей картографирования необходимы более простые
по^ :азатели, определяемые в возможно большем числе
пунктов щ беспечивающие возможность сравнения разных
водных объектов^ i качестве такого показателя чаще всего
используется инде рязненности воды (ИЗВ):
где С — концентрация каждого из 6 учитываемых ингредиентов
(кцследод, БПК 5, 4 вещества с наибольшими превышениями;
ПДК); ПД1С — предельно допустимый показатель по соответству
ющему веществу.
В качестве косвенных характеристик, относящихся к техногенной нагрузке на бассейны, используются данные об объемах и структуре сточных вод, в том числе отнесенные к единице площади
бассейна или к объему стока воды.
4.2.4. Источники информации о загрязнении
поверхностных вод
Мониторинг загрязнения поверхностных вод ведется с помощью стационарных постов. Периодичность отбора проб и состав
контролируемых ингредиентов определяются в зависимости от ка; тегории поста (I—IV категории), согласно ГОСТу 17.1.3.07-82 [75].г
Обязательная программа, реализуемая на постах, включает:
?
?
?
визуальные наблюдения (гибель рыбы и других организмов
появление посторонних окрасок, запаха, пены, пленок и т.п.),
гидрологические измерения (уровень и расход воды, ско
рость течения, температура воды, цветность, прозрачность,
мутность);
гидрохимические определения (рН, Eh, ХПК, БПК 5, мине
рализация, содержание кислорода и углекислого газа, главных ионов, биогенных веществ, основных поллютантов).
Определения по обязательной программе проводятся во все
фазы водного режима: весенние половодье, дождевые паводки,
летнюю и зимнюю межень. На постах I—I I I категорий, кроме того,
ежеме- сячно проводятся наблюдения по сокращенной
программе, без
112
определения веществ, концентрации которых обычно не
превышают ПДК. На постах I и II категорий проводится также
ежедекадный и ежедневный контроль по отдельным параметрам.
Программа наблюдений по гидробиологическим показателям
является рекомендательной и включает определение с той или
иной периодичностью показателей по фитопланктону,
зоопланктону, зоо-бентосу, перефитону.
Стационарные посты общегосударственной сети наблюдений
дополняются ведомственными, функционирующими с различной
периодичностью на водоемах, используемых для рыбоводства, а
также для водоснабжения и водоотведения. Водоемы — источники
питьевого водоснабжения, а также рекреационные контролируются санитарно-эпидемиологической службой. Обобщенные результаты наблюдений на гидропостах публикуются в «Гидрологических
ежегодниках», «Гидрохимических бюллетенях», «Ежегодниках
качества поверхностных вод Российской Федерации» [57], «Ежегодниках состояния экосистем поверхностных вод», «Государственных докладах о состоянии окружающей природной среды».
Исходные данные об объемах и основных ингредиентах, содержащихся в сточных водах, сбрасываемых крупными водопользователями, имеются в статистических формах 2-ТП (водхоз) и
обобщающих материалах (Государственные доклады о состоянии
окружающей среды, Ежегодники). При картографировании диффузного загрязнения от малых рассредоточенных источников следует использовать расчетные методы, поскольку даже в тех случаях, когда по сельскохозяйственным предприятиям имеются статистические формы 2-ТП (водхоз), содержащиеся в них сведения не
конкретизируются по объектам в пределах территорий хозяйств.
4.2.5. Методы картографирования загрязнения
поверхностных вод
Информационные источники и методы картографирования загрязнения поверхностных вод различны для карт разных масштабов.
Для создания обзорных мелкомасштабных карт бывает достаточно
публикуемой в ежегодниках информации о средних многолетних
уровнях загрязнения по гидропостам, а также об объемах и структуре сбросов по городам. В этом случае линейными знаками (для рек)
и ареалами (для озер и водохранилищ, выражающихся в масштабе
карты) характеризуются классы качества воды для протяженных
участков крупных рек и озер, структурными знаками — уровни и
состав загрязнения, объемы и состав сбросов, картограммами —
113
техногенная нагрузка на речные бассейны (см. рис. 4). При
более детальном картографировании линейные знаки,
характеризующие качество воды, дифференцируются по
веществам (рис. 20).
При средне- и крупномасштабных исследованиях данные,
заимствованные из статистических источников, целесообразно
дополнять
расчетными
характеристиками
диффузного
загрязнения
114
Рис. 20. Картографирование загрязнения поверхностных
вод
отдельными веществами [122]
Образование и отведение сточных вод. Кратность разбавления загрязненных
сточных вод речными водами в лимитирующий сезон по административным
районам, число раз: 1 — более 100; 2 — 200-1000; 3 - 10-100. Объем сточных
вод, млн м3/год: 4 — 100—1000; 5 — 1—10. Категория сбрасываемых сточных вод по
состоянию очистки: 6 — неочищенные; 7 — недостаточно очищенные; 8 —
нормативно чистые (без очистки); 9 — нормативно очищенные. Уровень
экологической нагрузки на водные объекты: 10 — очень высокий. Оценка
качества поверхностных вод. 11 — обобщенные гидрохимические характеристики
качества воды: а — биохимическое потребление кислорода (БПК полн.); б
— рыбохозяйственный ЛПВ; в —токсикологический ЛПВ; г — санитарнотоксикологический ЛПВ; д — взвешенные вещества; е — створы выпуска сточных
вод. Качество воды (единицы измерения обобщенных гидрохимических
характеристик): 12 — чистая (менее 1); 13— слабо загрязненная (1—5); 14 —
сильно загрязненная (5-10); 15 — весьма грязная (10-50); 16 — опасно грязная
(более 50). Условия разбавления сточных вод в водных объектах
(минимальный расход воды в лимитирующий сезон, м 3/с): 17 — очень
благоприятные (более 1000); 18 — благоприятные (15-1000); 19 —
ограниченно благоприятные (1-15).
от сельскохозяйственных источников и сельских населенных пунктов, с использованием коэффициентов разбавления (КР).
При изучении диффузного загрязнения от источников в сельской местности картографируемая территория подразделяется на
водосборные бассейны определенного порядка, в зависимости от
масштаба исследования. Так, при картографировании масштаба
1:200 000 целесообразно выделение бассейнов третьего порядка
(по Стралеру-Философову), а также оконтуриваемых ими
межбассейновых
пространств
(территорий,
относящихся
непосредственно к бассейну основной реки или к бассейнам
более низкого порядка, чем рассматриваемый). В пределах
каждого бассейна путем анализа картографических источников и
статистических данных определяют все действующие источники
загрязнения
поверхностных
вод:
населенные
пункты,
животноводческие комплексы и фермы, промышленные и
коммунально-бытовые
предприятия,
места
размещения
сельскохозяйственной и транспортной техники.
Отдельно учитываются и обозначаются на карте потенциально
опасные объекты: нефтепромыслы, трубопроводы, хранилища пестицидов, удобрений, горючего и др. Объемы и состав сточных вод
от действующих источников определяются по укрупненным нормативам водоотведения [30, 157, 158] (табл. 6). Для потенциально
опасных источников может быть указана территория, подвергавшаяся их воздействию в прошлом (при наличии данных об имевших место авариях) либо могущая быть загрязненной (при наличии соответствующих расчетов).
Определение
коэффициентов
разбавления.
Для
определения коэффициентов разбавления объемы сточных вод от
всех источников в пределах бассейна делят на сток воды в
замыкающем створе за ту же единицу времени. Сведения о стоке
воды могут быть получены из данных Государственного водного
кадастра (Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных
вод суши; Ресурсы поверхностных вод СССР. Основные
гидрологические характеристики), а при их отсутствии — из данных
региональных гидрологических исследований либо расчетнографическим путем на основе региональных зависимостей между
гидрологическими и морфологическими параметрами [3, 71, 120].
Показатели разбавления могут определяться, исходя из разных
величин расходов воды в замыкающем створе: среднегодовых,
характерных для определенных фаз водного режима; 95% обеспеченности, как того требуют нормативные документы по установлению предельно допустимых сбросов [93].
При картографировании показателей разбавления по
водосборным бассейнам целесообразно учитывать и отображать
на карте с
115
Таблица 6
Укрупненные нормативы образования сточных вод от
некоторых источников
Тип источника
Единица
Количество
измерения
сточных вод от
единицы, м3/год
Сельские населенные пункты:
без водопровода и канализации
1 житель
с водопроводом, без
сканализации
водопроводом и канализацией
Животноводство:
крупный рогатый скот и свиньи
1 голова
овцы и козы
Сельскохозяйственная и
ная техника:
транспортгрузовые автомобили, трактора
1 машина
легковые автомобили
автобусы
Хлебозаводы
более 30 т/сут.
1 т продукции
производительностью:
от 15 до 30 т/сут.
до 15 т/сут.
Молокозаводы производительностью:
более 10 т/сут.
1т продукции
до 10 т/сут.
Маслозаводы
1 т продукции
5,5
22
44
10,95
0,51
79
63
103
1,33
2,87
6,66
3,0
4,28
2,6
помощью знаков, картограмм, картодиаграмм не только общий
объем, но и состав сточных вод по их происхождению:
?
?
?
?
от промышленных предприятий (с подразделением по от
раслям);
животноводческих комплексов и ферм;
жилищно-коммунального хозяйства;
транспортной и сельскохозяйственной техники.
Для оценки информативности коэффициентов разбавления
было проведено сопоставление их с характеристиками качества
воды по данным наблюдений на гидропостах и по материалам аналитического отдела Госкомприроды Удмуртии. Коэффициенты корреляции между КР и характеристиками качества воды составили:
116
? для индексов загрязнения воды (ИЗВ) 0,732 по стационар
ным гидропостам и 0,603 по точкам эпизодического опро
бования аналитического отдела Госкомприроды УР;
? для среднегодовых концентраций отдельных
ингредиентов
от 0,427 (сульфаты) до 0,985 (азот нитритов) по стацио
нарным гидропостам и от 0,006 (азот нитратов) до 0,863
(азот нитритов) по точкам эпизодического опробования.
КР и ИЗВ, будучи интегрированными показателями, характеризуют общий уровень загрязнения, но не его состав, и поэтому коррелируют в целом лучше, чем КР и концентрации отдельных веществ.
Картографирование загрязнения поверхностных вод на основе
данных натурных измерений при экспедиционных исследованиях
распространения не получило в силу высокой подвижности водной среды и, соответственно, быстрой изменчивости показателей
загрязнения.
Практическая работа 5
Цель работы — освоение методики мелкомасштабного картографирования качества поверхностных вод на основе статистических данных.
Материалы для работы:
1. Данные о качестве поверхностных вод региона (Гидроло
гические ежегодники, Гидрохимические бюллетени, Еже
годники качества поверхностных вод Российской Федера
ции, Ежегодники состояния экосистем поверхностных вод,
Государственные доклады о состоянии окружающей при
родной среды. При отсутствии или при недостатке опубли
кованных текстов могут использоваться материалы, нахо
дящиеся на сайте Министерства природных ресурсов РФ:
http://www.mnr.gov. ru/index.php?4+2).
2. Контурная карта на территорию региона.
3. Калькуляторы, чертежные принадлежности.
Задание:
В зависимости от обеспеченности данными, работа может выполняться в двух вариантах.
1. Картографирование классов качества воды по образцу
(см. рис. 4, с использованием обозначений соответствующей
легенды).
2. Картографирование концентраций отдельных веществ по
образцу (см. рис. 19, с использованием обозначений соот
ветствующей легенды).
117
3. Выделить на карте участки рек, охарактеризованные данными из имеющихся информационных источников, и, используя соответствующие обозначения (легенды рис. 4 и 20),
закартировать показатели качества воды.
Практическая работа 6
Цель работы — освоение методики крупномасштабного картографирования качества поверхностных вод на основе статистических данных.
Материалы для работы:
1. Данные о расходах воды рек региона (Региональный том
серий: Многолетние данные о режиме и ресурсах поверх
ностных вод суши; Ресурсы поверхностных вод СССР. Ос
новные гидрологические характеристики).
2. Статистические данные о сельских населенных пунктах ре
гиона (количество жителей, поголовье скота, число еди
ниц сельскохозяйственной и транспортной техники, обес
печенность водопроводом и канализацией, наличие и мощ
ность предприятий по переработке сельскохозяйственного
сырья). Указанные характеристики обычно заимствуются из
учетно-статистических данных районных органов управле
ния или из изданий серии «Паспорт района», выпускаемых
органами Госкомстата.
3. Табл. 6 настоящего пособия.
4. Топографическая карта на территорию региона масштаба
1:200 000.
5. Калькуляторы, чертежные принадлежности.
Задание:
1. Сделать выкопировку гидросети на кальке, желательно с
подписями названий рек третьего порядка.
2. Выделить границы водосборных бассейнов третьего поряд
ка и межбассейновых пространств.
3. На основе статистических данных и материалов водного
кадастра определить показатели техногенной нагрузки и гид
рологические характеристики по бассейнам.
4. По нормативам (см. табл. 6) определить объем отходящих
сточных вод.
5. Рассчитать среднегодовые и меженные значения коэффи
циентов разбавления.
6. С учетом фактического размаха колебаний разработать шкалу
значений КР.
7. Построить картограмму значений КР (рис. 21).
118
количество КРС и свиней — 3922; овец и коз — 867. Тогда, соглас-но
табл. 6, объем сточных вод от животноводства — 43 388 м3/год.
Общее число тракторов — 15, грузовых автомобилей — 33, легко
вых автомобилей — 27. Тогда, согласно табл. 6, объем сточных вод!
от обслуживания техники — 5493 м3/год. Итого объем сточных вол
от всех источников 59 171 м3/год. Среднегодовой расход 0,5 м3/с;
меженный (95% обеспеченности) 0,06 м 3/с.
Среднегодовой коэффициент разбавления определяем через
годовой сток. Годовой сток воды составляет:
0,5 м3/с (среднегодовой расход) х 60 с х 60 мин х 24 ч х 365 сут. =
= 15 768 000м3Дод. Тогда среднегодовой
коэффициент разбавления составит:
59 171 м3/год : 15 768 000 м3/год = 0,00375.
Меженный коэффициент разбавления определяем через расход сточных вод, в м3/с. Для этого годовое количество сточных вод!
делим на число секунд в году:
59 171 м3Дод : 31 536 000 с/год = 0,00188 м3/с. Тогда
меженный коэффициент разбавления составит:
0,00188 м3/с : 0,06 м3/с « 0,031.
По карте Удмуртской Республики масштаба 1:200 000 определено, что в пределы бассейна р. Арлеть (створ д. Чашкагурт) входят
следующие населенные пункты: Мугло, Вутно, Гобгурт, Аяшур, Стар.
Монья, Чашкагурт. В д. Гобгурт имеется водопровод; в остальных
населенных пунктах водопровода и канализации нет. Население д.
Гобгурт — 470 человек; остальных населенных пунктов, не
оборудованных водопроводом и канализацией, — в общей сложности 313 человек. Согласно данным табл. 6, объем коммунальнобытовых сточных вод по д. Гобгурт — 10 340 м3/год; по остальным
населенным пунктам — 1721,5 м3/год; итого 12 061,5 м3/год. Общее
119
Из сопоставления расчетных характеристик загрязнения с
материалами мониторинга следует, что при таких значениях КР (по
рядка 103 в годовом исчислении и 10~2 в летнюю межень) на дан-|
ной реке вероятны устойчивые превышения ПДК по БПК и нефтепродуктам.
4.3. Картографирование физического
загрязнения
К физическим факторам окружающей среды, подверженным
трансформации в результате деятельности человека и являющимся
предметами гигиенической регламентации, относятся: шумовое
загрязнение, электромагнитные и радиационные поля.
Картографирование физических факторов, с одной стороны,
облегчается возможностью их непосредственного измерения с помощью соответствующих приборов, с другой — осложняется вследствие высокой пространственной и временной изменчивости. Поэтому физические факторы среды становятся предметами картографирования там, где существуют устойчивые источники
соответствующих влияний: в районах радиоактивного загрязнения;
120
в зонах воздействия автомагистралей, аэропортов и других источников шума; вблизи излучателей радиоволн и ЛЭП. Вследствие высокой временной и пространственной изменчивости определяемые и
картографируемые параметры относят к некоторым условным моментам (конкретные даты для уровней радиации; утренние часы «пик»
для характеристики шумовой нагрузки) и элементам местности (трассы ЛЭП для электрических полей; линии в 7,5 м от оси ближайшей
полосы движения при характеристике автотранспортного шума).
4.3-1. Картографирование радиационной
обстановки
Карты радиационной обстановки получили широкое распространение после Чернобыльской катастрофы. При этом была использована приборная и методическая база, сложившаяся за долгие годы радиометрических съемок при геологических исследованиях, а также в атомной промышленности и энергетике.
При изучении радиационной обстановки используют полевые
и дистанционные методы. Измерение уровней гамма-фона
проводится с помощью радиометров (дозиметров), при
выполнении наземных маршрутов с заданной густотой
расположения точек, либо дистанционно (с летательных
аппаратов, оборудованных соответствующими приборами).
♦ Единицы измерения радиоактивности. Исходной величиной в
системе СИ является беккерель (Бк) — 1 распад в секунду.
Дозой облучения называется количество энергии
излучения, переданной тканям организма.
Поглощенные дозы измеряются в греях (Гр), 1 грей равен 1 джоулю на килограмм массы. Однако при одинаковой поглощенной
дозе ос-излучение в 20 раз опаснее, чем (3- и ^-излучение. Скорректированная с учетом этого доза называется эквивалентной дозой,
измеряемой в зивертах (Зв) [72].
Широко используются также внесистемные единицы, такие
как кюри, бэр, рад.
В кюри (Ки) измеряется количество предстоящих радиоактивных распадов, с учетом количества и изотопного состава радиоактивных веществ, 1 кюри соответствует числу распадов в 1 грамме
226
Ra, равняющееся 3,7- 1010Бк.
Рад — единица поглощенной дозы: 1 рад = 0,01 Гр.
Бэр (биологический эквивалент рентгена) — единица
эквивалентной дозы: 1 бэр = 0,01 Зв. Безопасной дозой для
взрослого
121
человека, подверженного воздействию излучений в связи с профессиональной деятельностью, считается 50 миллизивертов (мЗв) в
год [72]. Уровень радиоактивного загрязнения измеряется в Ки/км2.
Загрязненной считается территория, содержащая 1
Ки/км2 и
'
более.
Рентген — внесистемная единица измерения энергии экспозиционной дозы ионизирующих излучений, определяемой по ионизирующему воздействию на воздух. Дозе в один рентген соответствует образование 2,08-109 пар ионов в 1 см3 воздуха при нормальных условиях. Интенсивность излучения чаще всего измеряется в
рентгенах в час.
? Измерение уровней радиоактивности. В отличие от выбора пред
ставительных точек при других видах полевых исследований, из
мерения гамма-фона обычно проводят в узлах геометрически пра
вильных сеток. В результате выявляется общий уровень радиацион
ного фона (обычно в мкр/ч), обусловленный как естественными
причинами, так и техногенным загрязнением: выпадением аэро
золей, образовавшихся при ядерных испытаниях и авариях; ано
малиями от локальных источников. В пределах выявленных участ
ков повышенного фона для определения их происхождения и сте
пени опасности определяется (на основе отбора и анализа проб)
содержание отдельных радионуклидов в поверхностном слое почв,
донных отложениях, растительных тканях.
? Картографическое представление результатов.
Радиационная
обстановка обычно характеризуется на картах с использованием
способа изолиний. Изолиниями могут передаваться уровни гаммафона, содержание отдельных радионуклидов, мощность дозы об
лучения за определенный период. Аномалии, не выражающиеся в
масштабе карты, обозначаются значками. В результате исследова
ний изотопного состава радионуклидов создаются карты радиаци
онного загрязнения, на которых характеризуется общее содержа
ние радионуклидов в почвах и донных отложениях, обычно в кюри
на км2. На упрощенных картах, ориентированных на массовую ауди
торию, иногда изображаются ареалы радиационного загрязнения,
в том числе без количественной характеристики.
4.3.2. Картографирование шумового загрязнения
Картографирование шумового загрязнения может проводиться
по результатам натурных измерений, на основе расчетных данных
либо с использованием сочетаний того и другого. В первом случае
122
используют результаты инструментальных измерений уровней шума
шумомерами I или II класса. При этом, поскольку шумы с разными
частотами при одинаковой интенсивности оказывают неодинаковое физиологическое воздействие, измеряют в дБ, нормируют и
картографируют эквивалентные уровни звука, т.е. скорректированные с учетом частотных характеристик.
Во втором случае картографирование ведется на основе данных о величине автотранспортной нагрузки, структуре потока,
дорожных условиях и характере застройки [96]. Для получения этих
данных проводятся наблюдения за напряженностью и структурой
транспортных потоков в часы «пик» в рабочие дни недели; при
этом фиксируются также дорожные условия, характер застройки
и озеленения.
При оценочных работах может использоваться расчетная методика [133], которая позволяет определить приближенные значения уровней шума в зависимости от численности населения города, уровня автомобилизации (число автомобилей на тысячу жителей) и значимости улиц (магистрали общегородского значения,
районного значения и т.д.), с внесением поправок для учета особенностей планировки города, уклона улиц, доли грузового и общественного транспорта в потоке. Аналогичными табличными методами определяется шум вблизи железнодорожных и трамвайных
линий, аэродромов, судоходных путей.
Сочетание инструментальных и расчетных определений уровней шума включает использование того и другого, в том числе в
одних и тех же контрольных точках, в количестве, достаточном
для получения статистически значимой выборки. Для учета местных особенностей городской среды проводится расчет уравнений
регрессии, связывающих измеренные и расчетные значения уровней шума, и корректировка последних.
Методика создания карт шума при разработке генеральных
планов и проектов детальной планировки 1132] предусматривает
использование линейных знаков и соответственно характеристику
только в пределах улично-дорожной сети. Однако расчетная методика [96] предусматривает возможность приближенной характеристики и внутриквартальных пространств. В этом случае оправдано
применение изолиний. На основе изолинейных карт выделяют зоны
шумового дискомфорта, в пределах которых превышаются гигиенические стандарты (рис. 22).
123
Задание:
1. Используя табл. 7—14, следует определить уровни шума внут
ри кварталов, на расстояниях 25, 50, 100, 200 и 300 м от
участков магистральных улиц, где проводились наблюде
ния.
2. Результаты расчетов нанести на план района города, при
легающего к учебному заведению.
3. Провести интерполяцию и вычертить карту в изолиниях.
Рекомендации по выполнению задания:
Работа выполняется группой студентов, проводящей одновременные наблюдения за транспортными потоками, дорожными условиями и характером застройки в намеченных точках района города, прилегающего к учебному заведению. Обработка результатов
наблюдений проводится на основе методического руководства по
расчету шумового загрязнения от автотранспорта в городских населенных пунктах [96]. Уровень шума в децибелах (дБ) определялся
для условных точек, расположенных на расстоянии 7,5 м от оси
движения, на высоте 1,2 м, по формуле:
LA = LЛAi + Lхар.потока + Lдорож.усл. + Lхар.застр., где LA —
величина расчетного эквивалентного уровня звука, определяемая
по числу транспортных единиц в час;
LA] — исходная величина расчетного эквивалентного уровня
звука [ЭБ], зависящая только от числа движения транспортных
единиц; определяется по табл. 7;
Lхар.потока — поправка, отражающая особенности характера
транспортных потоков;
L дорож.усл. — поправка, учитывающая дорожные условия;
Lхар.застр. — поправка, учитывающая характер застройки.
Методы определения исходной величины и поправок к ней
излагаются ниже.
Таблица 7
Практическая работа 7
Цель работы — освоение методики создания шумовой карты
на основе расчетных данных.
Материалы для работы:
1. Схематический план района города, прилегающего к учеб
ному заведению.
2. Табл. 7—14 настоящего пособия.
3. Калькуляторы, чертежные принадлежности.
Расчетный эквивалентный уровень звука
60 10 20
Интенсив0
0
ность, авт/час
300 50 70 900 1000 1500 2000 3000 4000 500 10 000
0 0
0
LA7
73 7 7 75, 76 77 77,5 78 79 8
4 5 5
0
6 70 7
9
2
81
Lхар.потока — поправка, отражающая особенности характера
транспортных потоков. Она состоит из суммы двух поправочных
параметров, которые учитывают:
125
?
?
особенность структуры транспортного потока (количество
грузового и общественного транспорта в потоке, в том чис
ле с карбюраторными и дизельными двигателями,
количе
ство трамваев в потоке);
среднюю скорость потока.
Таблица 10
Поправки на скорости транспортных потоков
Средняя скорость
потока, км/ч
Поправки определяются согласно табл. 8—10.
30
33
40
47
53
60
67
73
80
100
120
Таблица
Поправки на характер структуры транспортных потоков
Влияющий фактор
Возможные условия
Поправка, [ЭБ]
Количество грузового
и общественного
транспорта в потоке,
с карбюраторными
двигателями, %
7 20
33 47
60
73
87
100
-4
-3 2 10
+1
+2
+3
Количество грузового
и общественного
транспорта в потоке,
с дизельными
двигателями, %
Менее 10
10 20 30 40
50
0
?
?
?
Таблица 9
Поправка
(более 50% грузо- (менее 50% грузовых автомобилей) вых автомобилей)
_______ ^
-1
0
+1
+2
+3
+4
+5
+6
+7
+8
-3
-2
_
1
0
+1
+2
+3
+4
+5
+6
+7
Lдорож.усл. — поправка, учитывающая дорожные условия. Состоит из суммы пяти поправочных параметров, которые учитывают:
?
?
+1
+2
+3
+4
+5
Поправка
Возможные
условия
продольный уклон улицы, %;
разделительную полосу между проезжими частями различ
ной ширины, м;
тип дорожного покрытия при определенной средней ско
рости (асфальтобетон, бетон, брусчатка, булыжный камень);
тип перекрестка (регулируемый или нерегулируемый);
характер потока автотранспорта (одинаковой интенсивнос
ти и состава, различной интенсивности и состава).
Поправочные параметры определяются по табл. 11—12.
Поправки на участие трамваев в транспортном потоке
Количество
трамваев в потоке,
пар/час
Возможные
условия
Поправка для
трамваев типа
«ТАТРА 5» [ЭБ]
Поправка для
трамваев типа
«МТБ 82» [ЭБ]
Менее 10 10
20 30 40 50
00
+1 +
1
0
+2
+2
+2
+3
+4
+5
+1
Таблица 11
Поправка на характер дорожного покрытия
40
60
80
0
0
+1
+2
+3
+1
+3
+2
+5 +
10
+5
Тип дорожного покрытия проезжей
части при средней
скорости, км/ч
126
Асфальтобетон [ЭБ]
Бетон
[ЭБ]
Брусчатка
[ЭБ]
Булыжный
камень [ЭБ]
127
Таблица 12
Поправка на дорожные условия
Влияющий фактор
Продольный
уклон улицы, %
Разделительная
полоса
между
проезжими частями
шириной, м
Возможные условия
Поправка, [ЭБ]
0
2
4
6
8
0 +1
ДоЗ
3-7 715 1530
01
Перекресток с регулируемым движением
Пересечение
в Потоки одинаковой
разных уровнях
интенсивности и
состава
+2
+3
+4
-2
-3
+3
+3
+ 1; +2
Потоки различной
интенсивности и
Lхар.застр. — поправка,
учитывающая характер застройки, косостава
торая в условиях города может быть:
?
?
двусторонняя, при различной ширине улицы между линия
ми застройки с учетом изменения расстояния между
домами;
односторонняя, при различном расстоянии между линией
застройки и краем проезжей части с учетом изменения рас
стояния между домами.
Величины поправок на характер застройки определяются согласно табл. 13.
По результатам наблюдений, обработанным с помощью табл. 7—
13, вычисляются расчетные значения уровней шума для условных
точек, расположенных на расстоянии 7,5 м от осей движения магистральных улиц, на высоте 1,2 м.
Уровни звука на прилегающих к автомагистралям территориях, за пределами 7,5-метровой зоны, рассчитываются по другой
формуле [160]:
LATepp = LA — LАрасст [ЭБ],
где LA — расчетный уровень звука, создаваемый транспортным
потоком в 7,5 м от магистрали, на высоте 1,2 м, с учетом поправок (табл. 7-13) [ЭБ];
128
Таблица 13
Поправка на
Тип застройки
застройк
Расстояние
у между
цомами, поправка [Т[Б]
30-20 м 20-10 м
Двусторонняя, при
не улицы между
ширизастройки, м
линиями
Более 50
50-40
40-30
30-20
20-10
Односторонняя, при
стоянии между
расзастройки
линией и проезжей
сти,
ча- м
Более 40
40-25
25-12
12-6
Менее 10 м
>30м
0
+1
+2
+3
+4
0
+1
+2
+3
+5
0
+2
+3
+4
+5
0
+2
+3
+5
+6
0
0
+1
+1
0
0
+1
+1
0
+1
+2
+3
0
+1
+2
+3
LАрасст. — расчетное изменение эквивалентного уровня звуков транспортных потоков с увеличением расстояния от автомагистрали до расчетной точки, [ЭБ].
Параметр LАрасст. представляет из себя сумму поправок:
? снижение уровней звука в идеальной неограниченной и непоглощающей среде за счет расхождения фронта звуковой
волны с расстоянием;
? снижение уровня звука в атмосфере за счет поглощения и
рассеивания звука в воздухе вследствие инерции масс мо
лекул воды в воздухе, а также действия метеорологических
факторов реальной среды;
? изменение уровня звука в приземном слое атмосферы
за
счет взаимодействия звуковой волны с поверхностным по
кровом грунта.
Приближенные
значения
для
использования
при
составлении карты шумового загрязнения сведены в табл. 14.
129
9 - 9532
Таблица 14
Изменения уровня шума с увеличением
расстояния от автомагистрали
Начальный
уровень
шума, [ЭБ]
83
79
78
77
75
73
70
Уровни шума [ЭБ] на расстоянии, м
78
25
74
73
72
70
68
65
50 75 10
0
75 73 71
71 69 67
70 68 66
69 67 65
67 65 63
65 63 61
62 60 58
12
5
70
66
65
64
62
60
57
15
0
69
65
64
63
61
59
56
17
5
68
64
63
62
60
58
55
200 22
5
67,5 67
63,5 63
62,5 62
61,5 61
59,5 59
57,5 57
54,5 54
25
0
66
62
61
60
58
56
53
27 30
50
65,7 65
61,7 61
60,7 60
59,7 59
57,7 57
55,7 55
52,7 52
4.3-3. Картографирование электромагнитных
полей
Картографирование электромагнитных полей не приобрело пока
значительного распространения. Хотя уровни напряженности электрических и электромагнитных полей являются предметом гигиенической регламентации [133], публикации по методике составления
соответствующих карт единичны. На карте электромагнитных полей
в Экологическом атласе Санкт-Петербурга [169] (едва ли не первой
такого рода) способом линейных знаков изображены примерные
значения электромагнитных полей вдоль городских улиц, т.е. на оценочном уровне охарактеризовано лишь воздействие воздушных линий электропередач. Подобная методика реализована также в Экологическом атласе Тольятти. Для локальных источников электромагнитных полей (радио- и телепередатчики, локаторы) показывается
окружающая зона (сектор), в пределах которой при работе источников превышаются гигиенические стандарты (рис. 23) и иногда количественные характеристики напряженности.
Характеристики физического загрязнения на специализированных картах принято изображать в соответствующих единицах измерения: дБ, В/м2, мкр/ч, Ки/км2. При интеграции физических характеристик в суммарные показатели антропогенной нагрузки требуется нормирование фактических уровней на предельно допустимые,
т.е. переход к долям соответствующих ПДУ. Объединение в одном
показателе разных видов физических полей не практикуется.
130
Зона влияния иередаю-fl'-v'j
щего устройства радио '
«Европа»
Зона влияния
передаюше го
устройства аэропорта
Жилые дома
Г^п Киарталы
Рис. 23. Изображение зон электромагнитного загрязнения
от
радиопередающих устройств в районе аэропорта г.
[Т"] Промышленные зоны
Саратова [60]
4.4. Картографирование загрязнения почв
и других депонирующих сред
4.4.1. Задачи изучения загрязнения почв
Проблема загрязнения почв имеет широкое распространение,
особенно в промышленно развитых странах. Загрязняющие вещества способны сохраняться в почвах многие годы и десятилетия,
создавая непосредственную угрозу здоровью населения. Наличие
остаточного загрязнения на месте старых промышленных зон, складов, свалок часто становится причиной конфликтных ситуаций при
жилищном строительстве и рекреационном освоении территорий,
при сделках с недвижимостью. Поэтому в настоящее время в нормативных документах по инженерно-экологическим изысканиям [138]
предусмотрено
обязательное
определение
показателей
загрязнения почв тяжелыми металлами, ввиду их индикационного
значения. В случаях когда их концентрации не превышают фоновых,
исследования на предмет других видов загрязнения не проводят.
Загрязнение почв исследуется в двух аспектах:
?
?
как самостоятельная экологическая проблема;
как индикатор общего экологического неблагополучия тер
риторий.
131
Загрязнение почв как самостоятельная экологическая проблема изучается выборочно, где имеются основания ожидать высоких уровней содержания тех или иных специфических веществ,
как правило, высоких классов опасности (радионуклидов, пестицидов, ПАУ и др.)- Такие исследования обычно проводятся на
1 ограниченных площадях, они отличаются высокой
детальностью (масштабы от 1:10 000 до 1:500) и имеют целью
удаление и захоронение выявленных скоплений веществ,
представляющих непосредственную опасность. По окончании
работ по очистке организуют повторные обследования в целях
контроля.
Исследования загрязнения почв, направленные на
сравнительную оценку общего уровня экологического
неблагополучия территорий (эколого-геохимические съемки),
проводятся в крупных и средних масштабах (от 1:200 000 до 1:10
000) и охватывают территории городов и их частей, а в отдельных
случаях целых регионов.
4.4.2. Методика эколого-геохимической съемки
Методика эколого-геохимической съемки была разработана в
России в 80-е годы XX в. [34]. При этом была успешно использована приборная и нормативно-методическая база, ранее
применявшаяся при геологических съемках и поисках
месторождений рудных полезных ископаемых (литогеохимические исследования). Наибольшее внимание при
эколого-геохимических съемках обычно уделяется тяжелым
металлам. Это обусловлено широким распространением и
индикационным значением данного вида загрязнения, а также
наличием хорошо отработанных и достаточно дешевых
аналитических методов (преимущественно спектральных),
позволяющих определять концентрации нескольких (до 30—40)
элементов одновременно. Составными частями экологогеохимических съемок являются: отбор проб, аналитическая
обработка, интерпретация результатов и составление карт.
♦ Отбор проб проводится с площадок размером 10 х 10 м,
по «конверту», т.е. для осреднения по площадке каждая проба
должна состоять из кусочков грунта, отобранных по углам и в
центре.
Опробованию
обычно
подлежит
верхний
десятисантиметровый слой; для районов распространения
дерново-подзолистых почв — пятисантиметровый. При этом
плотность опробования определяется масштабом работ и может
составлять от 1 и менее до 50-100 проб на 1 км2.
Выбор
мест
опробования
определяется
задачами
исследования. В некоторых случаях (преимущественно вне
городской застройки либо при инженерно-экологических
изысканиях на площадках размещения проектируемых объектов) используются геометрически
правильные сетки заданного размера. В условиях плотной городской застройки такая методика неосуществима, местность
подвержена быстрым изменениям, и выбор мест опробования
целесообразно проводить непосредственно при выполнении
маршрута. При этом рекомендуется опробовать:
? характерные точки в замкнутых и полузамкнутых простран
ствах дворов, в скверах и на газонах, т.е. там, где существу
ют благоприятные условия для длительного накопления
атмосферных выпадений;
? места с наиболее высокой вероятностью нахождения опас
ных веществ: несанкционированные свалки, внешний об
лик которых дает основание предполагать наличие промыш
ленных отходов; места расположения опасных объектов, в
том числе в прошлом;
? места наиболее вероятного поступления почвенных
частиц
в организм человека (геофагия), т.е. игровые площадки в
детских дошкольных учреждениях и во дворах, спортпло
щадки и школьные стадионы, рекреационные зоны.
? Аналитическая обработка выполняется с использованием од
ного из методов количественного химического анализа (спектраль
ный, рентгеноспектральный, рентгеноспектральный флуоресцент
ный, атомно-адсорбционный и др.). При этом важнейшее
условие
достоверности результатов — это соблюдение комплекса метроло
гических требований, что предполагает выполнение анализов акк
редитованными лабораториями, с использованием
сертифициро
ванного оборудования, аттестованных стандартных образцов
и
методик анализа. Для обеспечения достоверности ведется постоян
ный внутрилабораторный и внешний контроль результатов.
? Интерпретация результатов проводится путем
сравнения
данных анализов с фоновыми концентрациями тех же элементов
в
аналогичных почвах и почво-грунтах ландшафтов-аналогов, рас
положенных заведомо вне зон техногенного воздействия. При
этом
определяют поэлементные показатели концентрации Кс и суммар
ные показатели концентрации Z, по формулам:
Опасный
32-128 Функционально-морфологические отклонения
+30-100
+20-60
+50-100
134
Суммарный показатель загрязнения Zc относится к числу важнейших и наиболее информативных параметров экологической
обстановки. Шкала значений Zc, включающая четыре градации
(табл. 15), вошла во многие нормативные документы по оценке
экологической обстановки, в том числе в Критерии для выявлеТаблица
15 Оценочная шкала опасности загрязнения почв (по [34])
Уровни загрязнения почв
Значения Z
Изменения показателей состояния здоровья (%)
Детское
население
1
Допустимый
2
до 16
Умеренно опасный
16-32 Функционально-морфологические отклонения
Взрослое
население
3
4
5
Уровень
заболеваемости
фоновый
Реакции организма
+ 10-30
+10-20
+ 10-50
Суммарная заболеваемость
Заболевания органов дыхания
Сердечно-сосудистые заболевания
Патологии беременности и
родов
Онкологические заболе-
фон
f
фон
фон
фон
Суммарная заболеваемость
Заболевания органов дыхания
Сердечно-сосудистые заболевания
Патологии беременности
и родов
Онкологические заболевания
Временные утраты трудоспособности
+50
+20-30
фон
фон
Продолжение табл. 15
1
Чрезвычайно
опасный
2
более
128
3
Функционально-морфологические отклонения
4
5
+ 100
+30-100
+ 100-300
Суммарная заболеваемость
Заболевания органов дыхания
Сердечно-сосудистые заболевания
Патологии беременности и
родов
Онкологические заболевания
Временные утратыситуаций
трудоэкологических
способности
до 300400
до +100
до +100
до +100
ния зон чрезвычайных
и экологического
бедствия. В районах с опасным и чрезвычайно опасным уровнями
загрязнения должны осуществляться комплексы специальных
мероприятий по реабилитации территорий и оздоровлению населения.
Градации значений Zc на картах принимаются в соответствии с
данной шкалой; при детальном картографировании возможно выделение дополнительных градаций (например, 0—8, 8—16, 32—64,
64—128). Для значений Кс интервалы градаций не являются общепринятыми и устанавливаются для разных элементов с учетом
фактических интервалов колебаний.
Поскольку основным источником загрязнения поверхностного
слоя почв являются атмосферные выпадения, по величине Zc
можно оценивать общий уровень загрязнения воздуха (см. выше).
Среднегодовое содержание отдельных металлов в атмосферном
воздухе (у, в мкг/м3) может быть оценено по их содержанию в
почвах (х, в мг/кг) с использованием эмпирических зависимостей
(по [34]). Так, для свинца:
У= х-165
840
Изучение загрязнения почв позволяет выявить последствия техногенных воздействий за весь период хозяйственного освоения
территории. В одних случаях это является достоинством метода, в
Других — недостатком, прежде всего вследствие сложности определения продолжительности этого периода.
135
4.4.3. Особенности изучения загрязнения
снежного покрова
Изучение загрязняющих веществ, содержащихся в снеге, позволяет охарактеризовать атмосферные выпадения за конкретный
сезон. Отбор снеговых проб целесообразно проводить в конце зимы,
чтобы охарактеризовать по возможности более длительный период, но до начала снеготаяния, чтобы избежать выщелачивания
растворимых компонентов.
Пробы снега отбирают из шурфов; в состав пробы включается
весь извлеченный снег, на всю мощность снежного покрова. Для
достоверности результатов важно исключить попадание в пробу
частиц подстилающего грунта, мусора и т.п. Поэтому места отбора
выбираются вне дорог, троп и других мест, где вероятно попадание механических примесей. При отборе необходимо фиксировать дату и площадь шурфа.
Для получения характеристик интенсивности атмосферных
выпадений важно определить абсолютное содержание твердых и
растворимых примесей в пробе. Поэтому при обработке проб анализируется весь объем полученной воды и твердого нерастворимого материала. По известной массе твердых (пылевых) частиц
определяют величину пылевой нагрузки Рп (в мг/м2 в сут.) по
формуле:
где PQ — масса пыли в пробе (мг); S — площадь шурфа (м2); t —
время от установления устойчивого снежного покрова (сут.). Аналогичным образом по массе растворенных веществ в пробе определяют интенсивность их выпадения.
Интерпретацию результатов анализа снеговых проб проводят
аналогично с почвенными пробами, путем сравнения с фоновыми показателями, с определением поэлементных показателей Кс и
суммарных Z. Размах колебаний результатов при снеговой съемке
значительно выше, чем при почвенной. Поэтому оценочная шкала
для снега имеет иные градации:
? допустимому уровню загрязнения соответствуют значения
Z. до 64;
? умеренно опасному — от 64 до 128;
? опасному — от 128 до 256;
? чрезвычайно опасному — более 256 [34].
136
4.4.4. Особенности изучения загрязнения донных
отложений
Состав донных отложений отражает геологическое строение,
Для объективной характеристики водотоков и водоемов рекомендуется отбирать осредненные пробы, состоящие из нескольких
частных проб [34]. На небольших и неглубоких водотоках, русло
которых слагается однородным материалом, отбирают осредненные по поперечному профилю пробы. На крупных водоемах и водотоках пробы отбирают вблизи уреза воды, в местах видимой аккумуляции наносов. При наличии илистых отложений отбирают
вертикальные колонки илов, по возможности на всю мощность.
При значительных мощностях илов может проводиться изучение
их вертикального разреза.
Загрязнение донных отложений оценивается путем сравнения
с природным фоном, с определением Кс и Zc, аналогично оценке
загрязнения почв и снега. Важнейшее условие объективности
оценок — однотипность фациального состава сравниваемых отложений.
4.4.5. Составление эколого-геохимических карт
В результате эколого-геохимических съемок создают моноэлементные карты и карты суммарных показателей загрязнения Zc.
Карты составляются с использованием способа изолиний с послойной окраской или штриховкой (рис. 24). Интерполяция между
значениями выполняется с учетом пространственных закономерностей (географическая интерполяция). При этом необходимо учитывать, что в условиях городов и горнопромышленных зон широко
распространены поверхности, которые не могут быть охарактеризованы данными опробования (застройка, асфальтированные
поверхности). Во многих случаях такие объекты — источники загрязнения. При расположении вблизи от них точек с высокими
значениями Кс соответствующий контур высокого загрязнения распространяют на весь вероятный источник (промышленное предприятие, магистральную улицу) или часть его, но чтобы это не
противоречило другим точкам.
137
рельеф и экологическое состояние водосборного бассейна. В формировании загрязнения донных отложений велика перераспределяющая роль водного потока. Загрязняющие вещества неодинаково концентрируются в отложениях разного гранулометрического
состава. Поэтому при опробовании донных отложений необходимо
учитывать фациальные особенности.
Обязательные требования при выполнении интерполяции —
расположение всех точек, охарактеризованных количественными
данными, в пределах контуров соответствующих градаций, а
также последовательная смена градаций. Изолинии уровней
загрязнения, как и любые другие изолинии, не должны
соприкасаться, пересекаться, прерываться. Исключением из этого
правила
является
резкая
смена
искусственных
(преобразованных)
и
естественных
грунтов,
с
резко
различающимися уровнями загрязнения. Участки распространения
таких грунтов могут выделяться особо, с исполь-138
зованием способа ареалов. Мелкие аномалии, не выражающиеся
в масштабе карты, обозначают значками.
Цветовая гамма послойной окраски подбирается согласно
«принципу светофора».
4.4.6. Анализ эколого-геохимических карт
На картах загрязнения почв, снежного покрова, донных отложений выделяются техногенные геохимические аномалии различного происхождения, территориального охвата, степени выраженности и.опасности. Важнейшая задача анализа эколого-геохимических карт — выявление причин образования аномалий, что
служит предпосылкой целенаправленной, адресной разработки
планов природоохранных мероприятий. Эта работа должна
опираться на сбор и анализ имеющихся в природоохранных
органах материалов о технологии производства на предприятиях,
составе используемого сырья и отходов.
При анализе эколого-геохимических карт может применяться
весь арсенал средств картографического метода исследования:
?
?
?
?
?
?
визуальный;
графический;
картометрический;
математико-статистический метод анализа;
математическое моделирование;
использование приемов теории информации [17].
Хорошие результаты дает сопоставление эколого-геохимических карт с геологическими, гидрогеологическими и тектоническими, геоморфологическими, микроклиматическими, геоботаническими, ландшафтными, а также картами землепользования. При
совместном использовании карт разной тематики определяют и
сравнивают эколого-геохимические параметры (средние значения
Кс и Zc, показатели изменчивости) для представленных на картах
выделов различного характера. Их сопоставление между собой и с
характеристиками, снимаемыми с соответствующих карт, позволяет качественно и количественно оценивать роль различных факторов в формировании техногенных геохимических аномалий.
Наибольшим разнообразием происхождения отличаются педогеохимические аномалии. Среди них различают [34]: аэрогенные
(обусловленные осаждением пылегазовых выбросов), гидрогенные
(сформированные
загрязненными
водами),
агрогенные
(образовавшиеся вследствие агротехнических воздействий) и
вейстогенные (связанные с твердыми отходами).
139
Для аэрогенных аномалий характерны следующие признаки:
поверхностный характер, относительно значительные размеры,
постепенность изменения элементного состава и концентраций. При
этом максимумы концентраций могут отстоять от источника на
расстояние до нескольких километров (от 10 до 40 высот в случае
высоких источников горячих выбросов [12]).
В составе аэрогенных аномалий обычно преобладают элементы, отражающие специфику производства на предприятии —
источнике загрязнения (легирующие добавки вблизи предприятий черной металлургии, профилирующие элементы вблизи предприятий по производству и переработке цветных металлов, ванадий и никель в зонах воздействия тепловых электростанций).
На урбанизированных территориях, вне зависимости от производственной специализации, обычно наблюдаются повышенные концентрации элементов, характерных для автотранспортного загрязнения и общераспространенных технофильных (свинец, цинк,
медь, марганец).
Гидрогенные аномалии выделяются приуроченностью к поймам
рек, днищам оврагов и балок. Для них обычно свойственно значительное участие элементов, характерных для стоков гальванических производств и очистных сооружений (серебро, никель, хром).
Агрогенные аномалии приурочиваются к сельскохозяйственным
землям. Для них характерно присутствие фосфора и элементовпримесей, содержащихся в апатитах и фосфоритах (фтор, стронций, иногда также мышьяк, свинец, цинк, редкоземельные) [34].
Вейстогенные аномалии отличаются резкими перепадами состава
и концентраций. При их детальном изучении нередко удается
выявить частицы — носители загрязнения.
Сопоставление карт загрязнения почв и снежного покрова позволяет выявлять характер динамики аномалий. Различают аномалии: реликтовые (выявляются по почвам, но не обнаруживаются
по снегу), растущие (выявляются как по почвам, так и по снегу),
формирующиеся (выражены в снегу, но отсутствуют в почвах).
Эколого-геохимические параметры многообразны, Сложны и
далеко не всегда поддаются однозначному объяснению. Анализ
эколого-геохимических карт должен не усложнять, а упрощать
понимание причин формирования территориальных различий в
уровнях загрязненности, указывать на пути решения существующих проблем. Показатель эффективности эколого-геохимического
исследования — четкие и конкретные выводы о наличии (или отсутствии) и характере связи между загрязнением и определенными природными и техногенными факторами, с соответствующими практическими предложениями.
140
4.5. Картографирование геологогеоморфологического загрязнения
Картографирование геолого-геоморфологического загрязнения не
оформилось как самостоятельное научное направление по причине
сложности разграничения естественных, техногенно-преобразованных и собственно техногенных процессов внешней и внутренней
лито- и геодинамики. Принято считать, что, с точки зрения практической направленности картографирования, характеристика
(а также прогноз) процессов и их результатов важнее анализа их
происхождения. Однако очевидно, что переход от стратегии реагирования на негативные последствия к стратегии их профилактики
невозможен без анализа причин и факторов.
Становлению картографирования геолого-геоморфологического
загрязнения препятствует и междисциплинарная разобщенность
практических работ по изучению процессов на поверхности и в
недрах. Между тем очевидна и хорошо известна тесная связь тех и
других, выражающаяся в явлениях геоморфогенной изостазии и
тектонического предопределения геоэкологических ситуаций [109].
Однако внутреннее единство явления, выражающееся в тесной
взаимосвязанности его разнообразных проявлений, не исключает
его структурированности. В данном случае элементами структурированности являются:
?
?
?
лито- и геодинамические процессы (с дальнейшим много
ступенчатым подразделением);
вещественные результаты геодинамических процессов (от
ложения, жидкие и твердые включения, нарушения сплош
ности пород);
внешние влияния (последствия) геолого-геоморфологичес
кого загрязнения. Ключевая проблема в картографировании
всех проявлений геолого-геоморфологического загрязне
ния — выделение антропогенной составляющей.
4.5.1. Картографирование геодинамических
процессов
Практические вопросы картографирования процессов современной геодинамики решаются без их подразделения на естественную и техногенную составляющие. Считают, что имеются достаточные основания сопоставлять основной период проявления современных процессов с временем научно-технической революции,
141
начавшейся еще в конце XIX в. (С. К. Горелов и Д. А. Тимофеев [43]).
Картографирование интенсивности и результатов развития процессов может проводиться на основе специально разработанных
классификаций, показателей и способов изображения либо
путем показа состояний явлений в разные интервалы времени,
т.е. на качественном или количественном уровне изучения.
Качественное картографирование включает выявление факта
протекания процесса, его локализацию и (иногда) балльную
оценку интенсивности.
Процессы современной геодинамики затрагивают рельеф, почвы, растительность, поверхностные и подземные воды; каждое
изменение геокомпонентов может рассматриваться как
дешифро-вочный признак. Поэтому выявление и локализация
геодинамических процессов и их последствий наиболее
эффективнее
применения
методов
дистанционного
зондирования
в
разных
спектральных
диапазонах.
Дешифровочные признаки, представляющие собой взаимосвязи
между содержанием геодинамических процессов и их внешними
проявлениями в фотоизображениях, имеют локальный или
региональный характер распространения. Поэтому общепринятая методика картографирования процессов геодинамики
включает выборочное полевое дешифрирование съемочных
материалов на ключевых участках в целях выявления
дешифровочных
признаков
и
последующее
сплошное
дешифрирование в
камеральных
условиях. Выявлению
техногенной составляющей процессов, а также характеристики их
динамики
способствует
сопоставление
разновременных
снимков. Отдешифрированные контуры могут характеризоваться
наличием одного ведущего и ряда сопутствующих либо двух и
более равнозначных процессов.
Существует два возможных подхода к качественному
картографированию геодинамических процессов:
?
?
характеристика отдешифрированных контуров (перечень
процессов, выделение среди них ведущих, оценка интен
сивности);
прослеживание контуров проявления процессов, иногда
с
выделением участков их наиболее активного протекания.
Первый
подход
отвечает
задачам
комплексных
исследований, второй предпочтительнее при выполнении
специализированных работ по изучению одного или нескольких
процессов. При картографировании по контурам наиболее
употребителен способ качественного фона; при прослеживании
контуров проявления процессов используются ареалы.
142
Количественное картографирование может опираться на натурные измерения проявлений процессов за определенные
интервалы времени, проводимые при экспедиционных,
стационарных и полевых экспериментальных исследованиях.
Методы количественной характеристики геодинамических процессов по техническому уровню применяемой аппаратуры
подразделяются на простые, средние и сложные; при этом первые
численно преобладают и наиболее применимы в
исследованиях, нацеленных на территориально непрерывное
картографирование. В очень редких случаях предметом
исследования становится комплекс процессов, преобладающая
же часть исследований посвящена эро-зионно-аккумулятивным
процессам в речных бассейнах. Характеристиками их
интенсивности служат:
?
?
?
?
143
объем смытого материала (определяемый с помощью мето
да шпилек при изучении плоскостного смыва, путем на
блюдений за продвижением вершин оврагов и денудацион
ных уступов);
интенсивность транспорта наносов и растворенного веще
ства (определяется через показатели твердого и/или ионно
го стока, на основе регулярного опробования водотоков);
объем и/или мощность новообразованных отложений (оп
ределяется по накоплению илистых образований в прудах,
руслах, на поймах и в искусственных ямах — ловушках);
остаточное содержание гумуса (определяется по результа
там почвенных исследований).
Важнейшее условие сопоставимости результатов — нормирование их на интервалы времени с определением соответствующих
количественных характеристик, таких как модули твердого стока,
в т/км2 в год.
При наличии больших объемов эмпирических данных о факторах
развития и интенсивности геодинамических процессов становится
возможным их прогнозирование. Так, получило распространение использование уравнения почвенной эрозии, которое связывает величину смыва с единицы площади за единицу времени с рядом
климатических, геоморфологических, почвенных и хозяйственноагрономических характеристик. Имеются подобные уравнения для
характеристики дефляции. При создании прогнозных количественных карт геодинамических процессов вначале составляют серию
факторных карт, характеризующих распределение всех параметров
и эмпирических коэффициентов, а затем путем их наложения делят территорию на выделы и рассчитывают для них количественные характеристики интенсивности процессов [75].
Картографирование
интенсивности
геодинамических
процессов проводится с использованием способа изолиний, как
обобщение результатов многолетних стационарных и
экспедиционных
исследований
(рис.
25).
Выделение
антропогенной
составляющей
эрозионно-аккумулятивных
процессов основывается на сопоставлении современных и
доагрикультурных
показателей
либо
на
сравнении
характеристик, относящихся к территориям с разными
уровнями хозяйственной освоенности (прием подстановки
времени пространством).
Характеристики первого типа фрагментарны, во втором
случае всегда присутствует проблема сопоставимости
ландшафтов-аналогов. Поэтому характеристики антропогенной
активизации геодинамических процессов даются в глобальных
обобщениях [53] и относятся к природным зонам и крупным
регионам, уровня природных зон и физико-географических
стран,
что
соответствует
мелкомасштабному
картографированию.
На
крупномасштабных
картах
интенсивность процессов характеризуется без подразделения
на природную и техногенную составляющие.
144
4.5-2. Картографирование техногенных
и техногенно-измененных отложений и
форм рельефа
Выявление и картографирование последствий техногенных воздействий на геологическую среду — составная часть крупномасштабных геолого-экологических исследований. Методика их проведения [155] предусматривает показ следующих подразделений
техногенных отложений:
?
?
?
техногенно-измененные (находящиеся в зонах влияния транс
портных сооружений и коммуникаций, гидротехнических со
оружений, отвалов, инженерно-строительных сооружений,
горнодобывающих предприятий, водозаборов и
водопонижающих скважин, сельскохозяйственных угодий, коммуналь
но-складских территорий, селитебных систем, свалок);
техногенно-переотложенные (намывные и насыпные грун
ты гидротехнических, транспортных и промышленных со
оружений, селитебных систем, отвалы горнодобывающих
предприятий);
техногенно-образованные (отвалы теплоэнергетических, ме
таллургических и химических предприятий, свалки промыш
ленных и строительных отходов).
Выделение техногенно-переотложенных и техногенно-образованных пород ввиду их малого возраста и специфического состава не
вызывает затруднений как при наземных маршрутных наблюдениях,
так и при дешифрировании аэро- и космофотоснимков с достаточным разрешением. Вопрос о картографировании техногенно-измененных пород требует дополнительных исследований, нацеленных
на достижение большой определенности. Отдельные виды изменений (водопонижение, загрязнение грунтов) имеют четкие критерии
выделения, другие влияния (сельскохозяйственной деятельности)
менее однозначны. Различают необратимые (загрязнение металлами) и обратимые (изменения уровней грунтовых вод) влияния. Выявление загрязнения фунтов в зонах влияния предприятий и коммуникаций является самостоятельной задачей, которая решается в
рамках методики эколого-геохимической съемки (см. раздел 4.4.2).
Картографирование антропогенных изменений геологической
среды было бы неполным без адекватного отображения искусственных сооружений (по выражению Л. Л. Розанова [126] — рельефоидов), а также покрытий (асфальта и т.п.). То и другое включается в естественные круговороты и оказывает заметные воздей-
ствия на перераспределение воздушных потоков в приземном
слое,
145
соотношение между подземным и поверхностным стоками, геодинамические процессы.
Новейшие версии методик расчета рассеяния атмосферных загрязнений предусматривают учет влияния застройки. Для рельефоидов важнейшими характеристиками, подлежащими картографированию, оказываются: высотность, материал постройки и проницаемость (сплошность). Техногенные отложения и формы рельефа
обычно изображаются способом ареалов или (при повсеместном
распространении и территориально-дифференцированном характере) способом качественного фона. Количественная характеристика изменений пород передается способом изолиний.
4.53. Картографирование последствий
геолого-геоморфологического загрязнения
Отображение последствий техногенных изменений геологической среды в значительной степени обособлено от других направлений экологического картографирования. Причины этого заключаются в многообразии последствий и сложности интеграции их
оценок с другими показателями. Среди прикладных работ преобладает оценка риска возникновения техногенно спровоцированных и техногенных аварий и катастроф с человеческими жертвами
или нарушениями функционирования геотехнических систем.
Оценка риска техногенно спровоцированных катастроф — это
часть более общей задачи географической оценки состояния территорий. Первая составляющая оценки риска — выделение потенциально
неустойчивых состояний геосистем, что на практике осуществляется
на интуитивном уровне [117], путем визуального анализа топографических, инженерно-геологических или геоморфологических
карт и учета информации о прошлых событиях на данной и аналогичных территориях. Это означает разработку перечней чрезвычайных ситуаций (землетрясение, извержение вулкана, цунами, наводнение, обвал, карстовый провал, смерч и т.д.), возможных в пределах
рассматриваемых территориальных единиц, с оценкой вероятности
их возникновения в терминах лингвистических переменных типа
«много», «средне», «мало» [22] и составлением способом качественного фона соответствующих оценочных карт. Территориальные единицы выделяются преимущественно по геоморфологическому
признаку (поймы, террасы, склоны различных уровней крутизны и
т.д.).
Вторая составляющая оценка риска — анализ мест размещения
потенциально опасных объектов (атомные электростанции, места
произв др.), с оценкой вероятности возникновения перечисленных выше и
одства иных
и
хранен 146
ия
опасн
ых
вещест
в,
трубоп
ровод
ы
и
Рис 26 Фрагмент эколого-геоморфологической карты теризующей
удельную аварийность промысловых нефтепроводов в разных геологогеоморфологических условиях
чрезвычайных ситуаций [4]. При этом фактором, определяющим
вероятность чрезвычайных ситуаций, обычно выступают геологогеоморфологические условия. Поэтому контуры территорий с разными характеристиками риска определяются по материалам геологического и геоморфологического картографирования (рис. 26).
147
юПри наличии достаточно длительных рядов наблюдений или
исторических данных вероятность аварийных ситуаций той или иной
степени тяжести оценивается количественно, как число возможных ситуаций в год или как обратная величина — возможность
чрезвычайной ситуации один раз за определенный ряд лет [82].
Сочетание природных и техногенных составляющих возможных
катастроф позволяет оценить эколого-географическое положение
конкретных объектов и экологический риск для соответствующих
территорий.
Составные части крупномасштабного картографирования факторов риска — это состояние геотехнических систем (ГТС), их
инжен
ерная
защит
а
и
устойч
ивость
[121],
что
оцени
вается
соглас
но
данны
м
табл.
16 и
картог
рафир
уется
в
указан
ной
логич
еской
после
доват
ельно
сти.
Таблиц
а 16
ки состояния геотехнических систем [121]
Категории состояния
Критерии отнесения
Опасность состояния ГТС
Опасное
Относительно
опасное
Безопасное
Состояние ГТС, при котором развитие
геологических процессов приводит к
нарушению динамического равновесия и
способствует возникновению критических
ситуаций в эксплуатации
Состояние ГТС, при котором развитие геологических процессов приводит к нарушению динамического равновесия и может
способствовать возникновению критических
ситуаций в эксплуатации
Состояние ГТС, при котором развитие геологических процессов не может привести к нарушению динамического равновесия
Состояние инженерной защиты
НеудовлетворительУровень обеспечения ГТС средствами
ное
инженерной защиты при опасном и
относительно опасном состояниях ГТС
недостаточен для обеспечения
безаварийного функционирования
УдовлетворительноУровень обеспечения ГТС средствами инженерной защиты при опасном и относительно
е
опасном состояниях ГТС достаточный для безаварийного функционирования
148
К
р
и
т
е
р
и
и
о
ц
е
н
тографирования
4
. Биота может картографироваться в аспектах естественного (реального или реконструированного) существования и его внешних
6
условий либо в аспектах содержания и последствий антропоген. воздействий и/или собственного влияния на человека. В роли
ных
основного, ведущего компонента биоты выступает растительный
покров; ему при экологическом картографировании традиционно
Б
уделяется первостепенное внимание [150].
и
картографированию может быть различен: отоо Подход к его
бражение
состояния
растительности,
подверженной
э
антропогенному
воздействию, может выступать как цель
либо
к как средство картографирования. В первом случае
(собственно биоэкологическое картографирование) в центре
о
внимания
оказываются доминантные и субдоминантные виды,
л
группировки
в целом, редкие виды, являющиеся предметом
охраны,
а
также
условия их существования. Во втором случае
о
(биоиндикационное
картографирование)
изучаются
виды,
г
имеющие
индикационное значение, вне зависимости от их роли в
ассоциациях.
Влияние условий существования исследователи
и
стремятся снивелировать путем подбора равноценных. В обоих
ч
случаях источник информации — дистанционные, картографичесе или полевые исследования биоты, и указанные разновидноские
ти
с картографирования при практической реализации тесно переплетаются между собой. Составная часть биоэкологических прок — изучение влияния (главным образом негативного) биоты
блем
и человека, что входит в задачи медико-географического картограна
фирования.
е
4.6.1. Биоэкологическое картографирование
а
с Основы теории и методики биоэкологического картографироразработаны В. Б. Сочавой [150] и его научной школой. В рампвания
ках этого научного направления картографирование осуществляеется на основе качественных оценок растительных сообществ, подна абсолютно коренные, практически коренные,
кразделяемых
условно
коренные,
длительно-производные
и
ткратковременно-производные.
ы
Коренные типы лесов различаются в зависимости от породного состава (рис. 27). Источники данной информации — материалы
кдистанционного зондирования в сочетании с полевыми исследона ключевых участках при мелкомасштабном картограаваниями
фировании, маршрутные наблюдения при крупномасштабных ис-
р
149
следованиях. В последнем случае объектом картографирования становятся также состояние и тенденции развития растительных комплексов: восстановительные сукцессии после пожаров и рубок, серийные смены древостоев, стабилизация и др.
Выявление тенденций позволяет картографировать прогнозируемые будущие состояния растительности и ландшафтов в целом
в рамках ландшафтно-динамических сценариев [66]. Те или иные
ландшафтно-динамические сценарии, в свою очередь, могут быть
следствием выбора форм природопользования, что обычнр делается в рамках процедуры ОВОС.
Схожий характер имеет методика картографирования степени
деградации почв [144], для которых определяются виды деградации
(физическая, химическая, биологическая) с балльными оценками
их уровня. Основной способ изображения — качественный фон.
Ус эффективно вследствие существенных различий в значимости отловия
произ 150
растан
ия
оцени
ваются
по
много
числен
ным
показате
лям
теплои
влагоо
беспеч
енност
и,
ресурс
ов
питате
льных
элеме
нтов.
Наибо
лее
распр
остран
енный
прием
интегр
ации
показателе
й
—
сумми
рован
ие
баллов
[111],
что,
однак
о,
недост
аточно
дельных параметров. Более корректно интеграция биоэкологических параметров может быть осуществлена с помощью метода взвешенных баллов [156]. Его сущность заключается в установлении и
использовании корреляционных связей между частными показателями на отдельных картах (плотности популяций, нарушенности растительного и почвенного покрова, эродированности и др.)
и картах, характеризующих ландшафты в целом:
где C(Z) — показатель синтетической оценки в точке z;
K.t — вес i-ro признака, соответствующий коэффициенту корреляции между показателями на данной частной и ландшафтной
картах;
L. — значение i-ro признака (баллы) в точке z.
Картографирование состояния животного населения и условий его обитания распространено значительно меньше,
вследствие весьма трудоемких работ по определению численности
и плотности популяций. Состояние фауны характеризуется в
категориях видового разнообразия и ареалов отдельных видов,
включая их динамику. В отношении редких, наиболее строго
охраняемых видов проводится полевое картографирование
местообитаний, с последующей разработкой и юридическим
оформлением охранных мероприятий. При полевых работах
весьма эффективно применение в целях определения координат
местообитаний охраняемых видов современных приборов,
использующих GPS-технологии.
Биоэкологическое картографирование, как и биоэкологические исследования в целом, направлено на решение задач изучения и охраны
биоты и выполняются вне рамок географической науки. В связи с этим
потенциал последней используется недостаточно. Так, для анализа причин негативной динамики видового разнообразия и отдельных ареалов, а также при разработке соответствующих природоохранных мероприятий перспективен широко применяемый в географических исследованиях метод наложения карт, в частности,
ландшафтных и социально-экономического содержания.
4.6.2. Биоиндикационное картографирование
Биоиндикационное картографирование, как распространенный
метод мониторинга состояния атмосферы и гидросферы, относи-
тельно ются расхорош
о
обеспе
чено
метод
ическо
й
литера
турой.
Для
урбанизир
ованн
ых
террит
орий
основн
ой
биоин
дикато
р
—
состоя
ние
здоров
ья
населе
ния, в
перву
ю
очеред
ь
детско
го. В
сельск
ой
местно
сти и
относи
тельно
слабо
измен
енных
ландш
афтах
изуча
151
тения с определенными пределами газоустойчивости; для водоемов — наиболее устойчивые или, наоборот, чувствительные к
загрязнению организмы.
Основные элементы биоиндикационного картографирования:
?
?
?
?
выбор территориальных единиц;
выбор биоиндикаторов;
наблюдение за состоянием биоиндикаторов;
обработка и картографическое представление результатов
наблюдений.
Выбор территориальных единиц. Он определяется характером используемых в данном исследовании биоиндикаторов. В случаях
когда биоиндикаторы выбираются и изучаются непосредственно в
ходе картографирования, имеется возможность формирования
оптимальной сети районирования. Общее требование к территориальным единицам — объективность их обособления в силу барьерной роли разделяющих их границ. Ведущий (по отношению к другим геокомпонентам) фактор перераспределения величин антропогенных воздействий — рельеф. Разработанная методика создания
морфологической основы ландшафтно-геоэкологических исследований подразумевает подразделение территории на однородные
грани, сочленяющиеся по ребрам рельефа (геотопологическое
районирование) (А. Н. Ласточкин [109]). Эти грани образуют
территориальные ячейки, в пределах которых может
производиться выбор биоиндикационных объектов. Биота, обладая
динамикой саморазвития, способна формировать собственную сеть
территориальных ячеек. Их образуют растительные ассоциации,
находящиеся на разных стадиях сукцессии. Сочетание
территориальных ячеек, выделенных по геоморфологическим
признакам и по длительновременным состояниям геокомплексов,
— наиболее эффективное решение проблемы районирования, но
в силу трудоемкости осуществимо лишь при очень детальных
полевых исследованиях.
В случаях когда для картографических целей используется
индикационный потенциал объектов, изучаемых с некартографической направленностью (медицинская статистика, материалы лесотаксации и др.), выбор территориальных единиц вынужденно
определяется организацией соответствующей ведомственной статистики (административные районы, территории обслуживания поликлиник, врачебные участки; лесничества, лесхозы, лесные кварталы). Сетки районирования, как чужеродные по отношению к
техногенным потокам и ореолам загрязнения, способны искажать
территориальную структуру последнего, вызывая появление на
карте искусственных границ.
152
При биоиндикационном картографировании (особенно в случаях, когда в его выполнении не принимают участия географы)
вопрос выбора территориальных единиц может оставаться вообще
нерешенным либо решаться формально, с использованием геометрически правильных сеток (растровое картографирование). В первом случае результаты исследований на отдельных участках произвольно экстраполируются на неопределенные площади; во
втором
случае
на
карте
появляются
искусственные
прямолинейные границы. Избежать того и другого можно при
показе на карте местоположений биоиндикационных объектов
(обследованных деревьев и их групп и т.п.), с отнесением
характеристик непосредственно к ним и возможностью проводить
различия между интерпретацией (изолинии, в том числе на
участках отсутствия биоиндикаторов) и фактическими данными.
Выбор биоиндикаторов. В большинстве случаев выбор биоиндикаторов также определяется состоянием медико-статистического
учета, естественным распространением или культивированием биоиндикационных объектов. В принципе всякая реакция организма на
загрязнение является биоиндикационной; но задача исследования
заключается в выявлении специфических реакций, позволяющих установить характер и масштабы воздействия [20]. Как показано выше,
биоиндикационные
закономерности
имеют
региональный
характер. Поэтому выбор биоиндикационных видов и реакций
применительно к условиям конкретной территории должен
опираться на результаты биоэкологических и геогигиенических
исследований.
Проблема выбора конкретных биоиндикаторов определенных
фитотоксикантов широко освещена в научной литературе. К растениям, используемым в качестве биоиндикаторов, предъявляют
следующие общие требования [61]:
? воздействия загрязнений должны приводить к хорошо за
метным реакциям;
? эффекты воздействия должны быть хорошо воспроизводи
мы при использовании растений генетически подобных по
пуляций;
? эффекты воздействия должны характеризоваться специфи
ческими симптомами, свойственными воздействию опре
деленных веществ;
? растения должны быть чувствительны даже к низким кон
центрациям поллютантов;
? растения должны быть устойчивыми к заболачиванию, бо
лезням и иным неблагоприятным влияниям, не
связанным
с загрязнениями.
153
Наблюдение за состоянием биоиндикаторов. Это — одна из
1 разновидностей медицинских и биологических исследований,
которая осуществляется в процессе медицинской и
лесохозяйственной практики, а также целенаправленно с
использованием критериев оценки степени проявления
характерных реакций на загрязнение.
Обработка и картографическое представление результатов наблюдений. По содержанию они представляют собой
интеграцию показателей. Эти процедуры существенно
дифференцированы
по
типам
биоиндикаторов;
с
использованием
способа
ареалов
картографируется
распространение отдельных видов. При этом разные приемы
графического представления ареалов (линии разного рисунка,
штриховки, крап, в том числе разреженный) позволяют учесть
степень пространственной определенности границ.
Количественные
и
качественные
характеристики
биоиндикационных реакций на уровне отдельных видов,
будучи локализуемыми в пределах территориальных единиц,
наиболее адекватно картируются с помощью картограмм и
картодиаграмм. Картограммами передают относительные
характеристики, осредненные по площадям территориальных
ячеек; картодиаграммами — абсолютные характеристики или их
структуру, обычно по административно-территориальным
единицам.
Биоиндикационные реакции на уровне сообществ
выражаются с помощью показателей флористического и/или
фаунистического разнообразия, что наиболее адекватно
отображается с помощью картодиаграмм. При этом наряду с
относительно
простыми
показателями
числа
видов
определенных
систематических
групп
применяются
производные оценочные показатели, такие как индекс чистоты
атмосферы (ИЧА) по данным лихеноиндикации:
где ц — коэффициент токсикотолерантности вида i (среднее
число видов, сопровождающих вид i по всем пунктам); /. —
степень покрытия, отнесенная к частоте вида i в каждом пункте
|20]. Подобный показатель (индекс экологической ценности
ландшафтов — ИЭЦ) применяется при биоиндикации на уровне
биогеоценозов:
где п — число биоценозов;
Е — доля биоценоза i в общей площади; R —
относительная редкость биоценоза i; S —
богатство видов растений в биоценозе i; V —
богатство видов животных в биоценозе Г.
154
4.6.3. Медико-географическое
картографирование
Медико-географическое картографирование нацелено на отображение факторов среды, как позитивно, так и негативно влияющих
на здоровье человека. В зависимости от показа факторов среды или
результатов их воздействия (патологии), карты могут быть отнесены
к разным группам медико-географической классификации [130]:
?
?
медико-географические карты и близкие к ним по содер
жанию оценочные карты окружающей среды, отображаю
щие природные и социальные предпосылки болезней;
нозогеографические карты, характеризующие фактическое
распространение болезней.
Среди факторов болезней, составляющих предмет медико-географического картографирования, различают [84]:
?
?
ческие карты отдельных параметров (продолжительность и
степень выраженности комфортных и дискомфортных периодов,
отдельные факторы комфорта и дискомфорта). На синтетических
картах способом качественного (количественного) фона
показываются
обобщающие
качественные
или
полуколичественные (балльные) оценки благоприятности
климата и ландшафтов в целом (рис. 28).
географические предпосылки, обусловленные социальны
ми, историческими и физико-географическими причина
ми (потенциальные ареалы заболеваний);
области источников заболеваний, связанные с видовым и
количественным составом переносчиков, интенсивностью
циркуляции возбудителя в природном очаге (фактические
нозоареалы).
Реализация природных предпосылок для заболеваний зависит от
населенности территорий, образа жизни населения, организации
здравоохранения. Поэтому фактическое распространение болезней
(предмет нозогеографического картографирования) может отличаться
от распространения соответствующих природных факторов.
Медико-географическое картографирование абиотических
факторов среды. Оно осуществляется главным образом на
основе метеорологических данных. При создании таких карт проводится интерпретация климатических параметров (годовые, сезонные, месячные и др. средние, максимальные и минимальные
температуры, суммы осадков, скорости ветров, параметры радиационного режима) и других характеристик (таких, как обеспеченность микроэлементами, повторяемость опасных геодинамических
процессов и т.п.), с точки зрения экологии человека.
В целях такой интерпретации в рамках медико-биологических
исследований определяются оптимальные для человека
интервалы характеристик, а фактические их величины в тех или
иных пунктах рассматриваются как отклонения от оптимума. При
этом
составляются
многочисленные
(преимущественно
изолинейные) аналити155
Рис. 28. Карта оценки экологического потенциала ландшафтов
по мезорегионам [65]
Легенда к карте оценки экологического потенциала
ландшафтов по мезорегионам
№ Уровень
п/ экологичесп кого потенциала
1
2
Наиболее
1
Баллы
Зональные типы
ландшафтов
Сравнительная
оценка природных условий
обитания
3
4
5
30-42
Субсредиземно- Наиболее бламорские и север- гоприятные
ные влажнотро(оптимальные,
пические
Основные факторы экологического дискомфорта
6
Предкавказские
степные и частично широколиственно-лесные
ВЫСОКИЙ
2
24-30
комфортные)
Некоторый недостаток влаги в
степях
Продолжение легенды
1
3
4
3
20-24
Относительно
высокий
18-20
5
18-20
6
16-18
7
16-18
8
156
2
Средний
12-16
9
12-16
10 Низкий
8-12
11
8-12
12
8-10
4
Широколиственно-
5
6
Некоторый не-
лесные, восточдостаток влаги
ноевропейские лев лесостепи
состепные и частично подтаежные
южные
Подтаежные (кроме Благоприятные Пониженная
южной части вос(близкие к
теплообеспеточноевропейских) оптимальным, ченность, изп ре комфортбыточное увные)
лажнение
Западносибирские
Недостаточное
лесостепные, восувлажнение
точноевропейские
степные типичные
Южнотаежные
Пониженная
(кроме среднеситепло-обеспебирских)
ченность, избыточное увлажнение
Приволжские и миНедостаточная
нусинские степные
влагообеспечентипичные
ность
Среднетаежные
Условно благо- Низкая тепло(кроме центральприятные (пе- обеспеченноякутских), сред- реходные от
пость, избыточнесибирские южмалоблагоное увлажнение
нотаежные
приятных к
Восточноевропейс- благоприятНизкая влагокие сухостепные.
ным)
обсспсчснность
западносибирские
и заволжские степные типичные
Севсротаежные
МалоблагоЗначительный
(кроме восточноприятные (ги- недостаток тепсибирских)
покомфортла, избыток
ные)
влаги
Полупустынные,
Значительный
сибирские сухонедостаток властепные
ги, избыток
тепла
Це нтрал ьноя кутНедостаток тепские среднетаежла и атмосферные
ной влаги,
мощная многолетняя мерзлота
157
Продолжение легенд
1
2
13 Очень низ-
3
6-8
кий
4
5
Лесотундровые, во-
Неблагоприят-
Значительный
сточносибирские
северотаежные
ные (дискомфортные)
недостаток
тепла, избыток
влаги
Крайний недостаток влаги,
избыток тепла
Крайний недо-
14
6-8
Пустынные
15
<6
Тундровые
16 Экстремаль- 0
но низкий
17 От относи- 22-25
тельно высокого до
экстремального,
18 изменчи14-20
вый по
высотным
поясам
19
10-12
20
5-10
Арктические
158
6
статок тепла и
избыток влаги
Экстремально
низкая тештообеспеченност!
Абсолютно неблагоприятные (экстремальные)
Горные в зонах
От благоприРасчлененный
широколиственных ятных в нижрельеф, дестлесов и предсубнем поясе до
руктивные
тропических стеэкстремальприродные
пей
ных в верхнем процессы, резОтносительно
кое уменьшеГорные в южной
благоприятние теплообестайге, подтайге и
ные в нижнем печенности с
лесостепи
поясе, маловысотой, часто
благоприятнедостаток
ные в средне- влаги в котлогорье
винах и на
От малоблаподветренных
Горные в средней
гоприятных в
склонах
тайге, средне- и
котловинах до
высокогорные в
экстремальстепной зоне Юж- ных в высоконой Сибири
горьях
Крайне неблаГорные в северной гоприятные и
тайге и Субарктиэкстремальке
ные, в котловинах неблагоприятные
Медико-географическое картографирование биотических
факторов среды. Оно осуществляется на основе обобщения данных медицинской статистики, преимущественно в мелких масштабах. При этом нозоареалы показывают иногда с подразделением по разновидностям болезней либо по степени риска
заражения
Условия для циркуляции лейшманий:
— оптимальные
— малоблагоприятные
— пессимальные или отсутствуют
Рис. 29. Изображение качественным фоном структуры потенциального
нозоареала кожных лейшманиозов [ 130]
(рис. 29). Соответственно, способы изображения для них — ареалы, качественный фон, иногда также значки.
Крупно- и среднемасштабное картографирование распространено меньше, так как предполагает значительно большую полноту
фактических данных. Крупномасштабные карты создаются в значительной мере на основе специальных полевых работ. Например,
при полевых исследованиях распространения иксодовых клещей
(переносчиков энцефалита) учитывается численность клещей (число
экземпляров на белом полотнище стандартного размера за 1 км
пешего маршрута), а также дается характеристика их местообитаний. Для обеспечения сопоставимости маршруты проводятся в весенний период максимальной активности.
При камеральной обработке проводится сопоставление полевой
карты распространения клещей с ландшафтными, зоогеографическими, геоботаническими, геоморфологическими картами, в целях
отнесения данных наблюдений к внутренне однородным территориальным единицам. Однако возможности интерпретации, как правило,
лимитируются недостаточной детальностью имеющихся в наличии
соответствующих карт. Так, минимальной таксономической единицей, в пределах которой наблюдаются закономерности распределения иксодовых клещей, является группа фаций и соответствующая
единица растительного покрова [28] — элементарный выдел, число
159
которых может достигать нескольких сотен в одном квартале. Такая
детальность достижима в масштабах 1:10 000 и крупнее, в то время
как в территориальных фондах обычно имеются лишь карты съемочных масштабов 1:200 000 и, частично, 1:50 000.
При среднемасштабном картографировании снижается роль
полевых работ и возрастает использование картографических, литературных и медико-статистических источников информации.
Основные способы изображения при крупно- и среднемасштабном картографировании — качественный фон (характеристика насыщенности территориальных единиц вредными организмами),
значки (характеристика заболеваемости по населенным пунктам),
картограммы (характеристика заболеваемости по административным районам), картодиаграммы (структура и динамика
заболеваемости).
Следует отметить, что использование административных районов в качестве единиц районирования крайне неудачно в силу их
внутренней неоднородности. Например, при крупномасштабном
картографировании
опасности
заражения
клещевым
энцефалитом в Удмуртии [112] было выявлено, что
неоднородными в этом отношении являются даже территории
сельсоветов и отдельных лесничеств. Более оправдано
использование в качестве территориальных единиц элементов
специального
медико-географического
районирования,
выполняемого на основе гигиенической оценки физикогеографических
(климатических,
геохимических,
гидрогеохимических) факторов [162] либо детального физико-географического районирования (рис. 30).
В то же время необходимо отметить, что картографирование
распространения вредных видов только по данным обращаемости
пострадавших недостаточно для получения объективных результатов, так как вне учета остаются меж- и внутрирегиональные различия в посещаемости людьми различных ландшафтов, а также в
степени доступности медицинских учреждений. Экспериментально
не доказана и обязательность совпадения различий в
численности и активности отдельных видов (в том числе
переносчиков
возбудителей
болезней)
с
природнотерриториальным районированием, что априорно используется
при территориальной интерпретации полевых материалов.
Нозогеографическое картографирование. Это картографирование фактического распространения болезней и групп болез-
Среднее число случаев на 100 тыс.
-5-Ю
человек И
ЕШ - 15-20
[*[*]*] — 20 и выше
ней ведется на основе данных медицинской статистики. Исходные
данные — отчеты лечебно-профилактических учреждений по форме № 1, отчеты-вкладыши по обслуживанию отдельных групп насе160
Рис. 30. Характеристика заболеваемости сельского населения раком кожи
по медико-географическим районам и подрайонам Молдавии [162]
В силу сложности интерпретации медико-статистических данных (раздел 2.2.5) информативность таких карт в отношении экологической обстановки обычно остается невысокой. Поэтому по
мере
компьютеризации
учреждений
здравоохранения
разрабатываются более совершенные методы обработки медикостатистических данных, в частности путем использования
индивидуального адресного учета, с возможностью гибкого
выбора территориальных единиц, по которым производится
осреднение.
ления и групп больных по формам № 1, 2, 3, 6, 039У, 071/У [63], а
также сводки по территориям обслуживания поликлиник, административным районам, городам и т.д. На основе статистических данных, с использованием несложных программных средств (Maplnfo)
либо ручной технологии, достаточно легко составляются картограммы и картодиаграммы заболеваемости. Территориальные
ячейки выбираются соответственно иерархическим уровням
организации здравоохранения.
161
1
В этом случае становится возможным получение
характеристик по отдельным домам, группам домов,
микрорайонам, исторически сложившимся частям городов и т.д. и
формирование самоорганизующихся территориальных ячеек,
например по градациям уровней заболеваемости. Это позволяет
избежать использования неестественных территориальных ячеек
и иллюзий контрастов на их границах. Однако сохраняются
проблемы содержательного характера, связанные со сложностью
взаимоотношений человека с окружающей его природной и
социальной средой (также см. раздел 2.2.5).
4.7. Комплексное экологическое
картографирование
4.7.1. Задачи комплексного экологического
картографирования
/
Комплексность
экологического
картографирования
предполагает одновременное отображение:
?
?
?
географической среды (ландшафтов), в которой происхо
дит взаимодействие и развиваются экологические отноше
ния между природными и социально-экономическими си
стемами;
техногенных и антропогенных воздействий и реакции
средьГна~них;
оценок результатов взаимодействия, т.е. экологического со
стояния элементов природной среды.
П
ри
этом
объе
ктом
карто
графи
рова
ния
може
т
быть
как
совре
менн
ое,
так и
^тро
шлое
(в
опре
деле
нный
моме
нт
врем
ени)
или
буду
щее
(в
рамк
ах принимаемых сценариев развития) состояние среды.
Исключительная
сложность
комплексного
экологического
картографирования обусловлена, прежде всего, множественностью характеристик, которые требуется принимать во внимание.
В этом отношении комплексное экологическое картографирование сравнимо не с какой-либо другой тематической областью
(геологическим, почвенным, социально-экономическим и т.п. картографированием), а с тематической картографией в целом.
Практически задача комплексного экологического картографирования решается путем создания атласов и серий взаимосвязанных карт экологического содержания либо составлением отдельных комплексных карт, содержание которых включает в минимально допустимом объеме все перечисленные элементы [75]. В атласах
162
и сериях карт преобладающая часть объема приходится на карты,
В
х экологических карт:
? инвентаризационные,
? инвентаризационно-оценочные,
? комплексные оценочные.
На инвентаризационных картах (см. рис. 10) показываются элементы природной среды (природные зоны, ландшафтные районы,
ландшафты) и характер их использования (сельское и лесное хозяйство и др.), а также источники техногенного воздействия на них —
города, предприятия, транспортные магистрали, иногда с характеристикой объемов и структуры отходящих от них выбросов и сбросов.
На инвентаризационно-оценочных картах (рис. 31) добавляется
(нередко за счет сокращения других элементов содержания) характеристика реакции среды на техногенные воздействия на нее. Оценки
носят приближенный, качественный характер и основываются главным образом на биоиндикационных данных (состояние лесов, лугов и
т.п.) или, реже, на материалах опробования геокомпонентов.
На комплексных оценочных картах основным элементом содержания становятся оценки экологических ситуаций, которые могут
характеризовать состояние как отдельных геокомпонентов, так и
среды в целом. При этом под экологической ситуацией понимается
[80] сочетание различных, в том числе позитивных и негативных с
точки зрения проживания и состояния здоровья человека, условий
и факторов, создающих определенную экологическую обстановку
на территории, разной степени благополучия или неблагополучия.
Содержание понятия экологической ситуации как предмета
картографирования^аскрывает следующая схема [79]:
Принцип комплексности оценки состояния среды предполагает пространственно дифференцированный учет всей системы
характеризующие состояние отдельных компонентов среды, что настоя взаимосвязей между организмами и средой, что кратко, в символическом виде представлено в приведенной схеме формирования
было рассмотрено в предыдущих разделах./Гласное картографи- щее
рование обычно опирается на результаты комплексных исследова- время экологической ситуации. Практически решение этой задачи может
ний (нередко проводимых специально) и позволяет глубоко и все- выдел быть достигнуто либо на основе количественных исследований
состояния всех геокомпонентов, либо на уровне качественных
сторонне охарактеризовать экологическую обстановку на террито- яется
(экспертных) оценок. При этом необходимо отметить, что, как
рии. Однако выводы из всесторонней характеристики, включающие [75]
следует из приведенной схемы, важнейшим фактором форсравнительные оценки и обычно вызывающие наибольший обще- три
ственный и практический интерес, следует представлять на от- разнов мирования экологических ситуаций является устойчивость ланддельной обобщающей карте. Поэтому особенности комплексного идност шафта.
экологического картографирования наиболее полно раскрываются и
компв создании комплексных экологических карт.
лексны
4
ойчивости ландшафтов
.
7 Понятие устойчивости ландшафтов широко вошедшее в научный оборот, по своему содержанию неоднозначно. Существует '
. основных подхода к содержанию этого понятия:
три
2
. ? инертность, т.е. способность сохранять при внешних воз
?
действиях исходное состояние в течение некоторого времени;
пластичность, т.е. способность переходить из одного состоянюГв другое, сохраняя при этом внутренние связи;
восстанавливаемость, т.е. способность возвращаться в исходноё"состояние после прекращения воздействия [137].
П
о?
д
хАнализ и оценка устойчивости ландшафтов приобрели больо практическое значение в связи с распространением процедушое
рыд оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС). Устойчивость
ы ландшафтов может быть определена_по отношению_к конк-
ретным видам воздействий, как^х^пособиосп^пртытъ и
рассеять
^(обезвредить,
очистить,
захоронить)
к
определённое~количество
веществ и энергии, без утраты
cnoco6HOCTHj<_caMOBOcnpoH3BOfl-ству7Т1ри~этом
проблема
усложняется
тем,
что
устойчивость
одних
и
тех
же
природных
систем
к
к разным
воздействиям
может
быть
весьма
различной
[109].
а
р М. А. Глазовской [39] проведено районирование территории
т
бывшего
СССР по вероятной интенсивности разложения продуко техногенеза в атмосфере и почвах, рассеяния с водными и возтов
душными
потоками, самоочищения от твердых, жидких и газообг
разных
загрязнений,
на основе комплекса физико-географических
р
параметров. Выделенные районы, различающиеся по интенсива процессов самоочищения, характеризуются закономерным
ности
ф
сочетанием
зональности, секторности и высотной поясности
и
(рис.
р 32).
о В дальнейшем подобный подход, включающий качественные
в
оценки
на основе комплекса физико-географических характеристик,
а реализован при создании ряда специальных карт: условий самобыл
о^иш№ияповерхностных
вод (см. рис. 18 [145]), чувствительности
н
поверхностных
вод
к
загрязнению
нефтью [68], условий разложения
и
имиграции
нефтепродуктов
в
почвах
[11, 104], устойчивости растию
тельности к пожарам [74], интенсивности биодеградации пестицидов в почве, оцениваемой по комплексу почвенно-ландшафтных
у
показателей
[81] либо по величине подстилочно-опадного коэффициента
[146]. Оценки устойчивости при этом имеют качественный и в
с
значительной
степени условный характер. В умеренном поясе, в
т
165
Пр
и
отсутст
вии
количе
ственн
ых
характе
ристик
интенс
ивност
и
процес
сов
выноса
поллют
антов и
самооч
ищени
я от
них на
основе
166
Рис. 32. Районирование территории бывшего СССР по
вероятной интенсивности процессов самоочищения, по М. А.
Глазовской [39].
условиях континентального климата, фактический размах колебаний интенсивности самоочищения по сезонам превышает пространственную изменчивость тех же параметров на одну и ту же дату. Однако приводимые в упомянутых работах количественные параметры
факторов самоочищения (интенсивность солнечной радиации, показатели увлажнения и др.) позволяют выполнять расчеты применительно к конкретным ситуациям.
ландшафтного районирования могут быть выполнены
приближенные
оценки,
с
выделением
ландшафтов,
обладающих
повышенной
средней
и
пониженной
устойчивостью к загрязнению атмосферы и гидросферы. При
этом в качестве ведущих и наиболее доступных для изучения по
картам факторов устойчивости принимают зо внимание глубину и
густоту расчленения рельефа, а также за-лесенность Конкретные
методы учета факторов самоочищения при картографировании
атмосферных и водных проблем рассмотрены соответственно в
разделах 4.1.2 и 4.2.2.
Наряду
с
vcT0H4HB0CTbrojmH^ma^T0gjcKgHKpeTHbiM
видаг^воз; действий может быть охарактеризована и
собственная устойчивость ландшафтов, биоцентрическая по
своему содержанию. Ье основной фактор - состояние биоты:
условия существования и динамика составляющих ее
популяций, т.е. устойчивость экосистемы Для оценки состояния
экосистемы требуется учет значительного количества факторов,
состав которых определяется характером биогеоценозов:
содержание
питательных
веществ,
теплои
влагообеспеченностъ, трофическая структура биоты и т.д. - всего
29 параметров (по В. В. Снакину и П. П. Кречетову [144]). Показатели состояния и устойчивости экосистем несопоставимы по единицам измерения; некоторые из них носят качественный характер либо требуют дополнительной интерпретации. Поэтому их
учет осуществляется в форме балльных оценок, а интеграция путем
суммирования баллов.
Проблемы^ка^тофаг^ава^^ия^тойчивости экосистем —
следствие пространственной неоднозначности этого понятия.
Практически это означает, что картографированию должно
предшествовать ландшафтное районирование, с последующей
характеристикой каждого ландшафтного выдела, ранг которого
определяется масштабом. Полное определение всего набора
показателей, таких как запас живой биомассы в г/м2 или т/га;
скорость оборота органического вещества; скорость деструкции
органического вещества (опадо-подстилочный коэффициент);
поверхностный сток с выявлением внутри-годовой структуры
жидкой и твердой составляющих; морфологическая структура
ландшафтов (соотношение основных типов урочищ); характеристики почвенного покрова, био- и зооценоза и др. 1111 ],
реально выполнимо лишь в результате многолетних наблюдений
на специально оборудованных полевых стационарах.
Т
акие
хара
ктер
истик
и (с
незн
ачите
льны
ми
попр
авка
ми,
нацеленн
ыми
на
учет
мест
ных
геогр
афич
еских
особ
енно
стей
и
качествен
ных
оцен
ок
степе
ни
антр
опог
енно
й
нару
шенн
ое™)
расп
ростра
няют
на
типы
ландшафтов,
выделяемые
по
материалам
дешифрирования космо- и аэрофотоснимков, а также по
геобо167
таническим и ландшафтным картам. Получаемые в результате оценки устойчивости касаются ландшафтов в целом и их компонентов:
литогенной основы, почв, биоты, атмосферного воздуха и вод [98].
Все оценки имеют характер балльных.
Непосредственный учет устойчивости возможен в виде картографирования количественных характеристик самоочищающей способности среды по отношению к определенным воздействиям (например, в килограммах поллютанта, за единицу времени, на км2
территории или на км водотока). Это позволяет перейти от статичного картографирования загрязнения к динамичному, с наиболее
полным раскрытием возможностей геоинформационных технологий: математическим моделированием потоков загрязнений, с визуализацией методом графической мультипликации в виде картфильмов [99].
4.7.3- Качественные оценки экологических
ситуаций
Качественные оценки экологических ситуаций выполняются
экспертным путем, на основе ряда критериев. Наиболее употребляемыми являются пяти-шестичленные классификации экологических ситуаций, различающихся по степени остроты. В рамках этих
классификаций ситуации подразделяются на удовлетворительные
(относительно удовлетворительные), напряженные, критические
(предкризисные), кризисные, катастрофические либо на условно
благоприятные, удовлетворительные, напряженные, критические,
катастрофические (имеются и другие варианты названий).
Оценки могут даваться для единиц административнотерриториального деления или, что более методически
правильно,
ландшафтного
(физико-географического)
районирования.
Согласно сформулированным [80] критериям, при удовлетворительной ситуации из-за отсутствия прямого или косвенного антропогенного воздействия все показатели свойств ландшафтов не
изменяются.
Конфликтная ситуация заключается в незначительных в пространстве и во времени изменениях в ландшафтах, в том числе в
средо- и ресурсовоспроизводящих свойствах. Это ведет к сравнительно небольшой перестройке структуры ландшафтов и восстановлению в результате процессов саморегуляции природного
комплекса или проведения несложных природоохранных мер.
При напряженной ситуации отмечаются негативные изменения в отдельных компонентах ландшафтов, что ведет к наруше168
нию или деградации отдельных природных ресурсов и в ряде случаев к ухудшению условий проживания населения. При соблюдении природоохранных мер напряженность экологической ситуации, как правило, спадает.
Для отображения экологических ситуаций используется наиболее яркое изобразительное средство — фоновая окраска.
Содержание экологических ситуаций разной степени остроты
передается с по-
При критической ситуации возникают значительные и слабокомпенсируемые изменения ландшафтов, происходит быстрое
нарастание угрозы истощения или утраты природных ресурсов (в
том числе генофонда), уникальных природных объектов, наблюдается устойчивый рост числа заболеваний из-за резкого ухудшения условий проживания. Антропогенные нагрузки, как правило,
превышают установленные нормативные величины и экологические требования. При уменьшении или прекращении антропогенных воздействий и проведении природоохранных мероприятий возможна нормализация экологической обстановки, улучшение условий проживания населения, повышение качества отдельных
природных ресурсов и частичное восстановление ландшафтов.
169
Кризисная ситуация приближается к катастрофической. В ландшафтах возникают очень значительные и слабо компенсируемые
изменения, в результате которых происходит полное истощение
природных ресурсов. Антропогенные нагрузки, как правило, устойчиво и многократно превышают установленные нормативные
величины и экологические требования, вследствие чего резко ухудшается здоровье населения. Если не принять срочных кардинальных мер, то переход к катастрофической ситуации может произойти в течение небольшого промежутка времени (три—пять лет).
Катастрофическая ситуация характеризуется глубокими и
частсГнёобратимыми изменениями природы, утратой природных
ресурсов и резким ухудшением условий проживания населения,
вызванными в основном многократным превышением антропогенных нагрузок на ландшафты региона. Важный признак катастрофической ситуации — угроза жизни людей и их наследственности, а также утрата генофонда и уникальных природных объектов. Она может наступить внезапно, например при аварии на АЭС,
или сформироваться постепенно при нарастающем изменении
природы.
Дополнительные критерии оценки экологических ситуаций
представлены в табл. 17, 18.
Состояние отдельных компонентов оценивается в баллах, дается общая оценка экологических ситуаций в пределах территориальных единиц в виде сумм баллов (рис. 33).
ступен
ям.
Испол
ьзование
такого
крите
рия,
как
мощью составных буквенных индексов, индивидуальных для каждо- загряз
го выдела и включающих наборы из следующих обозначений:
нение
(в
А — загрязнение атмосферы;
велич
инах
В — истощение и загрязнение вод суши, нарушение водного ПДК),
режима;
затрудне
Вш — загрязнение морей;
но
извест
Пэ — эрозия почв;
ными
недос
Пд — дефляция почв;
татка
ми
Пс — засоление почв;
дейст
вующ
Л — обезлесивание (переруб лесов);
ей
Лд — деградация лесов под влиянием техногенных воздействий; систе
мы
Д — деградация пастбищ;
экологическ
Р — истощение рыбных ресурсов;
ого
норми
М — нарушение мерзлотного режима почвогрунтов;
рован
ия:
Н — комплексное нарушение ландшафтов;
У — отчуждение продуктивных земель, потеря рекреационных
ресурсов;
К — нарушение режима особо охраняемых природных территорий [80].
Проблемы использования приведенных критериев оценки
экологических ситуаций связаны с их неоднозначностью,
недостаточной
определенностью
и
со
значительной
возможностью противоречий, когда для одного и того же района
разные признаки могут соответствовать разным оценочным
ного фона;
? недостаточный учет различных форм нахождения веществ.
Вследствие этого широко распространены превышения ПДК
металлов (валовые содержания) в природных почвах и водах, в
том числе вне зависимости от техногенных воздействий [32]. При
недостаточной строгости критериев проблематичны и межрегиональные сопоставления оценок экологических ситуаций. На практике в каждом регионе, исходя из местных критериев, обычно
выделяют весь или почти весь спектр оценок, хотя реальное содержание одинаковых оценок в разных регионах может быть
разным (подобно неодинаковой весомости «двоек» и «пятерок» в
разных школах).
? о
тсу
тст
ви
е
уче
та
пр
ир
од
совокупности покомпонентных и поингредиентных характеристик.
Наряду с самими количественными покомпонентными
4.7 исследованиями,; выполнение комплексных оценок включает процедуру свертывания данных [32], т.е. переход от множества частных
.4. показателей к одному обобщающему, без произвольного усечения
Реализуемый на практике вариант этой процедуры
Ко информации.
сводится к определению суммарных показателей загрязненности
ли воздуха, воды, почв и их обобщению на основе характеристик значимости каждого из геокомпонентов в суммарные показатели соче стояния среды в целом. Известные и апробированные методики
ств позволяют количественно оценить значимость состояния геокомпонентов лишь на основе гигиенических критериев, т.е. с позиций
ен оценки влияния на здоровье населения.
ны Такой подход применим в пределах урбанизированных террие торий, в то время как для природных и квазиприродных ландшафтов выполнение количественных интегральных оценок сдерживаоц ется отсутствием подходящих экологических критериев (ПДК,
с точки зрения воздействия загрязнений на экосиен определенные
стемы, что на практике не достигнуто). Для территорий (прежде
ки всего, урбанизированных), достаточно охарактеризованных количественными данными о загрязнении геокомпонентов и о состоясос нии здоровья населения, может быть проведена интеграция пото компонентных показателей в суммарный показатель антропогенной нагрузки.
ян
Суммарный показатель антропогенной нагрузки (СПАН).
ия
принципам квалиметрии [2], он может быть определен
ср Согласно
на основе обобщающих показателей предшествующего иерархиед ческого уровня, при условии определения их весомости с точки
зрения конечного результата. В роли показателей предшествующеы го иерархического уровня могут находиться обобщающие показатели загрязнения атмосферного воздуха (ИЗА), воды (ИЗВ), почв
Кол (Z.) и др., в качестве обобщающего параметра для урбанизироичеств ванных территорий принимаются характеристики состояния здоенные ровья населения. Определение показателей весомости (характериоценки зующих вклад уровней загрязненности геокомпонентов в состоясостоя ние здоровья) может быть выполнено с помощью известных из
квалиметрии методов — экспертного и вероятностного.
ния
среды
Определение суммарного показателя антропогенной нагрузки
не
на
основе
экспертного
метода
оценки
значимости
могут
геокомпонентов
быть
сведе173
ны к
(СПАНэ) было осуществлено в 1984 г., при разработке ТерКСОП г.
Ярославля [15]. В результате экспертной оценки по методу «дельфи»
было принято, что влияние отдельных факторов среды на здоровье
населения составляет (принимая сумму за единицу): продолжительное загрязнение воздуха — 0,27; шум — 0,18; химическое загрязнение питьевой воды —- 0,18; кратковременное загрязнение
воздуха — 0,14; бактериальное загрязнение питьевой воды — 0,14;
ветровой режим территории — 0,09. Тогда СПАНэ может быть рассчитан по формуле:
где ИЗАсг и ИЗАнму — индексы загрязнения атмосферы: среднегодовой и при неблагоприятных для рассеяния выбросов метеоусловиях (НМУ) соответственно; Пш и Пш пду — уровни шума: средний и
предельно допустимый соответственно; ИЗВхим и ИЗВбак — индексы
загрязнения воды, химического и бактериологического
соответственно; К и Ко — среднегодовые скорости ветра для данной точки: измененная под влиянием застройки и климатическая
среднегодовая соответственно.
При геоэкологических и медико-географических исследованиях
в г. Ижевске [35] было выяснено, что для рассчитанных с помощью приведенной формулы значений СПАН э теснота связи с показателями заболевания по участкам обслуживания оказалась
ниже, чем для одного из покомпонентных показателей — ИЗАнм,
т.е. данный метод определения весомости покомпонентных
показателей себя не оправдал.
Определение суммарного показателя антропогенной нагрузки
на основе вероятностного метода оценки значимости
геокомпонентов (СПАНв) по содержанию представляет собой
модификацию метода взвешенных баллов, предложенного А. М.
Трофимовым, Н. П. Торсуевым и др, [156]. Его сущность заключается
в установлении и использовании корреляционных связей между
частными показателями на отдельных картах (плотности
популяций, нару-шенности растительного и почвенного покрова,
эродированнос-ти и др.) и картах, характеризующих ландшафты
в целом. На урбанизированных территориях вместо баллов,
представляющих значения признаков, могут использоваться
покомпонентные показатели загрязненности (ИЗА, ИЗБ, Z c ), а в
качестве весовых
174
характеристик — коэффициенты корреляции между данным видом загрязнения и заболеваемостью.
Для определения показателей весомости перечисленных индексов загрязненности использовались значения коэффициентов
корреляции между общей заболеваемостью детей по участкам обслуживания детских поликлиник и соответствующими показателями экологической обстановки на территориях тех же участков.
Как показало исследование, проведенное в г. Ижевске [35], коэффициенты корреляции составили:
— 0,21 для индекса загрязнения атмосферы в
среднегодовом
исчислении (ИЗАсг);
— 0,54 для индекса загрязнения атмосферы при неблагопри
ятных метеоусловиях (ИЗАнм);
— 0,07 для индекса загрязнения питьевой воды (ИЗВ);
— 0,12 для суммарного показателя загрязнения почв (Z).
Поскольку сумма приведенных выше показателей весомости
(коэффициентов корреляции) составляет 0,94, для удобства интерпретации результатов все они были пропорционально увеличены, так чтобы их сумма составила единицу. В этом случае в
гипотетической ситуации соответствия всех показателей загрязнения предельно допустимым с гигиенической точки зрения значениям величина СПАН составит единицу. Эта условная величина
может рассматриваться как соответствующая максимально допустимой нагрузке (МДН) с точки зрения воздействия на человека [37].
Для приведения показателей загрязнения к единому смысловому содержанию (кратность превышения или доля предельно допустимых значений) величины ИЗАсг и ИЗАнм следует делить на число
учитываемых ингредиентов, а суммарный показатель загрязнения
почв Z — на соответствующую предельно допустимую величину 16;
для Zc и ИЗВ учет числа ингредиентов предусмотрен в
соответствующих формулах, приведенных ранее. Таким образом,
суммарные показатели антропогенной нагрузки при вероятностном методе определения весомости (СПАН в) рассчитывались по
формуле:
ИЗАниуи ИЗАсгсоответственно.
Для значений СПАН вкоэффициент корреляции с показателями детской заболеваемости составил 0,65 и, таким образом,
ока175
тики состава экологических проблем, используются относящиеся
к ландшафтным и/или административно-территориальным выделам сложные буквенные индексы.
Изолинии применяются для количественной характеристики
состояния среды (уровни загрязнения атмосферного воздуха, значения СПАН и др.).
Ареалами традиционно обозначают территории распространения охраняемых видов, особо охраняемые природные
территории, а также поддающиеся оконтуриванию области
распространения отдельных видов загрязнения (запыленность
снежного покрова, выпадение кислотных осадков и т.п.).
Техногенная
нагрузка на
ландшафты
или
территории
административно-территориальных образований количественно
характеризуется с помощью картограмм и картодиаграмм.
Картограммами обычно передаются объемы выбросов, сбросов, твердых отходов, пестицидов и т.д. на единицу площади (либо
в расчете на численность населения, величину стока).
Рис. 34. Схематическая карта суммарных показателей антропогенной
нагрузки (СПАН )
зался выше, чем для любого из частных показателей. Построенная
по данной методике карта представлена на рис. 34.
4.7.5. Легенды комплексных экологических карт
Легенды комплексных экологических карт отличаются большой сложностью и включают значительную часть арсенала изобразительных средств тематической картографии.
Значками (в том числе структурными) изображаются источники, ^также иногда объемы и структура техногенных и антропогенных воздействий (города, предприятия), а также не выражающиеся в масштабе карты уникальные природные объекты.
Линейными знаками показываются элементы географической
основы, имеющие значение для характеристики экологической
обстановки: гидросеть (в том числе с характеристикой качества
воды), коммуникации (в том числе с характеристикой напряженности использования и/или воздействия на среду).
Картодиаграммами — абсолютные характеристики воздействий
в пределах территориальных единиц.
Качественным фоном может передаваться как характеристика
ландшафтов и природопользования, так и оценки экологической
обстановки. При этом на комплексных экологических картах часто
используют одновременно две системы качественного фона: окраску и штриховые обозначения. Дополнительно, для характерис-
Глава 5
Прикладное экологическое
картографирование
и использование
экологических карт
5.1. Экологическое картографирование
при обосновании инвестиций
Под прикладным картографированием (вне зависимости от его
предметной области) традиционно понималось картографирование, направленное на решение каких-либо практических задач.
Формирование нормативной базы экологического обоснования инвестиций наполнило понятие прикладного экологического
картографирования более конкретным содержанием. В
настоящее время значительное число карт вошло в перечни
обязательных или рекомендуемых материалов в составе
документов по экологическому обоснованию инвестиций, на
разных стадиях инвестиционного процесса. Основными стадиями
экологического
обоснования
инвестиций,
требующими
картографического
обеспечения,
являются
инженерноэкологические изыскания и оценка воздействия на окружающую
среду (ОВОС). Инженерно-экологические изыскания, наряду с
инженерно-геологическими изысканиями, должны выполняться
до принятия проектных решений и до разработки рабочей
проектной документации, в целях создания соответствующей
информационной базы. На основе собранной информации
выполняется ОВОС. Оценка воздействия при обосновании
инвестиций в строительство проводится для определения
негативных последствий намечаемой хозяйственной деятельности
на предпроектной стадии, предупреждения возможной деградации окружающей среды под воздействием проектируемого объекта путем разработки определенных природоохранных мероприятий и должна предшествовать принятию решения об осуществлении проекта хозяйственной деятельности [114]. Материалы и
выводы ОВОС далее реализуются в технических решениях, за-
178
кладываемых в рабочий проект, включая составляющий его
неотъемлемую часть раздел «Охрана окружающей среды», и в
системе мониторинга, функционирующей в ходе реализации
проекта и функционирования объекта.
Свода правил «Инженерно-экологические изыскания для
строительства» (СП 11-102-97) [138] в части, касающейся
использования и создания картографических материалов, по стадиям инженерно-экологических изысканий.
179
5.2. Картографическое обеспечение
12"
инженерно-экологических изысканий
Методика
проведения
инженерно-экологических
изысканий предусматривает использование существующих
картографических материалов и создание новых карт и схем с
использованием ряда полевых и камеральных методов.
Материалы инженерно-экологических изысканий должны
обеспечивать
разработку
соответствующих
проектных
материалов по стадиям проектирования:
на стадии обоснования инвестиций — декларации
(ходатай
ства о намерениях), градостроительной документации, раз
дела «Оценка воздействия на окружающую среду» (ОВОС);
? в проектах строительства хозяйственных и иных объектов
—
раздела «Охрана окружающей среды» (ООС).
Основные положения, связанные с использованием и созданием картографических материалов в процессе инженерноэкологических изысканий, содержатся в Своде правил
«Инженерно-экологические изыскания для строительства» (СП
11-102-97)
[138].
Данный
нормативный
документ
предусматривает проведение в районах, затрагиваемых
намечаемой
деятельностью,
комплексного
изучения
экологической и социально-экономической обстановки, включая
все компоненты окружающей среды.
?
В число общих требований к экологическому обоснованию
намечаемой
деятельности
входит
оценка
состояния
компонентов среды при существующем состоянии, при отказе от
намечаемой
деятельности
(«нулевой
вариант»),
при
строительстве, эксплуатации, выводе из работы и консервации
проектируемых объектов, а также при возможных аварийных
ситуациях. Оценки должны выполняться на альтернативной
основе, в том числе для разных вариантов размещения
проектируемых объектов. Рассмотрим содержание требований
5.2.1. Сбор и анализ существующих материалов
На стадии сбора и анализа имеющихся материалов о природных
условиях района и о существующей техногенной нагрузке анализируются фондовые материалы геоэкологических, климатических, геологических, гидрогеологических, инженерно-геологических, ландшафтных, почвенных, геоботанических, зоогеографических, медикобиологических исследований, включая соответствующие карты. Их
анализ позволяет сформировать общее представление о районе
намечаемой деятельности и его особенностях. Перечень характеристик, определяемых на основе существующих материалов, включает:
?
?
?
?
?
?
тип климата;
характер грунтов оснований сооружений;
возможные эндо- и экзогенные процессы;
тип ландшафта и его антропогенные модификации;
характер землепользования;
уровень изученности живой природы и направление даль
нейших исследований.
На основе опубликованных и фондовых карт по каждому из
анализируемых компонентов природной среды выявляют характер
влияния особенностей рассматриваемого района на намечаемую
деятельность. На этой основе предварительно оценивается
возможность осуществления намечаемой деятельности в пределах
избранного района, с учетом предусмотренных в нормативных
документах экологических и санитарных ограничений. Цель этой
стадии изысканий— выявить возможные проблемы,с которыми
столкнется осуществление намечаемой деятельности до того, как
в проект будут вложены значительные средства.
При инженерно-экологических изысканиях под крупные объекты
анализ существующих материалов дополняется дешифрированием
аэрокосмических снимков. При этом решаются следующие задачи:
? привязка аэрокосмических снимков к топооснове разных
масштабов и существующим схемам ландшафтного, текто
нического, инженерно-геологического и других видов рай
онирования;
? выявление участков развития опасных геологических, гид
рометеорологических и техногенно-природных процессов и
явлений;
? выявление техногенных элементов ландшафта и инфраструк
туры, влияющих на состояние природной среды (про
мышленных объектов, транспортных магистралей, трубо
проводов, карьеров и др.);
180
?
?
?
предварительная оценка негативных последствий прямого
антропогенного воздействия (ареалов загрязнения, гарей,
вырубок и других нарушений растительного покрова, изъя
тия земель и т.п.);
слежение за динамикой экологической обстановки;
планирование наземных работ: размещение ключевых участ
ков и контрольно-увязочных маршрутов.
На основе результатов анализа фондовых и опубликованных материалов, предварительного дешифрирования составляются схематические экологические карты и схемы хозяйственного использования территории, предварительные легенды, ландшафтно-индикационные таблицы, оценочные шкалы и классификации, а также
планируются наземные маршруты с учетом расположения выявленных источников техногенных воздействий. На схематических экологических картах показывают характер использования земель, расположение существующих источников техногенных воздействий и проектируемых объектов, санитарно-защитных и водоохранных зон,
ООПТ и других территорий с ограниченным режимом природопользования, места проявления опасных геологических процессов.
5.2.2. Полевые инженерно-экологические
исследования
Выполняются для получения качественных и количественных
показателей и характеристик состояния компонентов экологической обстановки (геологической среды, поверхностных и подземных вод, почв, растительности и животного мира, антропогенных
воздействий), а также комплексной ландшафтной характеристики
территории, с учетом ее функциональной значимости и экосистем в целом. Маршрутные наблюдения при необходимости дополняются полевым дешифрированием аэрокосмических снимков, инструментальными измерениями, отбором и последующим
лабораторным анализом проб.
Маршрутное геоэкологическое обследование. Обследование застроенных территорий должно включать:
♦ обход территории (при необходимости совместно со специа
листами местных природоохранных служб) и составление
схемы расположения промышленных предприятий, свалок,
полигонов твердых бытовых отходов, шлако- и хвостохранилищ, отстойников, нефтехранилищ и других потенциальных
источников загрязнения с указанием его предполагаемых
причин и характера;
181
♦ опрос местных жителей о специфике использования территории
(с ретроспективой до 40—50 лет и более) с целью выявления участков
размещения ныне ликвидированных промышленных предприятий,
утечек из коммуникаций, прорывов коллекторов сточных вод,
аварийных выбросов, использования химических удобрений и т. п.; ♦
выявление и нанесение на схемы и карты фактического материала
визуальных признаков загрязнения (пятен мазута, химикатов,
нефтепродуктов, мест хранения удобрений, несанкционированных
свалок пищевых и бытовых отходов, источников резкого химического
запаха, метанопроявлений и т.п.). При инженерно-экологических
изысканиях под крупные объекты маршрутные геоэкологические
наблюдения дополняются рядом специальных видов работ. Состав
специальных работ определяется особенностями территории и характером
ожидаемых воздействий на нее. Основные виды специальных работ
рассматриваются ниже.
Эколого-гидрогеологические исследования. Они обычно
выполняются в комплексе с гидрогеологическими и инженерногеологическими изысканиями. При изучении гидрогеологических
условий, в соответствии с конкретными задачами инженерно-экологических изысканий, следует устанавливать:
♦ наличие водоносных горизонтов, которые могут испытывать
негативное влияние в процессе строительства и эксплуатации
объекта и подлежат защите от загрязнения и истощения;
♦ условия залегания, распространения и естественную защи
щенность этих горизонтов (в особенности первого от по
верхности);
♦ состав, фильтрационные и сорбционные свойства грунтов
зоны аэрации и водовмещающих пород;
♦ наличие верховодки;
? глубину залегания первого от поверхности водоупора;
? закономерности движения грунтовых вод, условия их пита
ния и разгрузки, режим, наличие гидравлической взаимо
связи между горизонтами и с поверхностными водами;
? химический состав грунтовых вод, их загрязненность вред
ными компонентами и возможность влияния на условия
проживания населения;
? возможность влияния техногенных факторов на изменение
гидрогеологических условий; наличие лечебных вод (ресурсов).
Степень и полнота сведений по гидрогеологической и гидрохимической обстановке должны отвечать принятому масштабу
182
инженерно-геологической карты. Глубина изучения разреза регламентируется
положением
выдержанного
регионального
водоупора. В качестве исходных данных для экологогидрогеологической характеристики территории могут быть
использованы
материалы
государственной
комплексной
инженерно-геологической
и
гидрогеологической
съемок
масштабов 1:200 000 — 1:100 000, с последующим уточнением по
материалам масштабов 1:50 000 — 1:25 000. При небольших
территориях и наличии или планировании объектов строительства
рыбного хозяйства детальность работ должна отвечать масштабам
1:10 000 — 1:5 000.
При отсутствии необходимых исходных данных должны быть
выполнены гидрогеологические исследования (полевое обследование естественных проявлений и искусственных вскрытий подземных вод, проходка горных выработок и проведение откачек и
наливов с целью определения фильтрационных и гидродинамических характеристик, гидрогеохимическое опробование и лабораторный анализ проб) с детальностью, отвечающей требуемому
масштабу, с привлечением при необходимости специализированных организаций. На создаваемых в результате эколого-гидрогеологических исследований картах и разрезах показываются:
? распространение водоносных горизонтов (комплексов) и
безводных водопроницаемых пород (способ качественного
фона, соответственно в форме сплошной и полосчатой ок
раски контуров);
? минерализация и химический состав первого от поверхно
сти водоносного горизонта (вторая система качественного
фона, в форме цветного крапа различного рисунка);
? границы распространения водоносных комплексов, залега
ющих глубже первого от поверхности (линейные знаки);
? гидроизогипсы (изолинии);
? направления движения подземных вод (линии движения);
? участки распространения многолетней мерзлоты, таликов,
линз пресных вод среди соленых, верховодки, карста (аб
солютные ареалы);
? участки распространения загрязнения подземных вод раз
личного уровня и состава (относительные ареалы, при вы
сокой детальности исследования — изолинии);
? защищенность подземных вод (качественный фон, в форме
различных штриховок);
? нарушения защищенности подземных вод — скважины, литолргические окна, разрывные нарушения (значки, линей
ные знаки и ареалы, в зависимости от размеров и масштаба
карты).
183
Газогеохимическое картографирование. При наличии геологических предпосылок радоноопасности (распространение определенных петрографических типов пород, разрывных нарушений, сейсмическая активность территории, присутствие радона в
подземных водах и выходы радоновых источников на поверхность)
либо насыпных грунтов с примесью строительного, промышленного мусора и бытовых отходов (участки несанкционированных
бытовых свалок) мощностью более 2,0—2,5 м проводятся газогеохимические исследования, направленные на определение и картографирование количественных характеристик потока радона или
биогаза соответственно. Задача газогеохимических исследований —
поиск и оконтуривание в плане на территории проектируемой застройки тел свалок, сложенных газогенерирующими грунтами. Для
решения этой задачи проводятся:
?
?
?
?
ретроспективный анализ топографических карт разных лет
(для анализа изменений форм рельефа);
изучение архивной инженерно-геологической документа
ции, подтверждающей или опровергающей существование
насыпных грунтов на данной территории. При наличии на
сыпной толщи мощностью не менее 2,0-2,5 м проводятся
полевые газогеохимические исследования, включающие:
шпуровую съемку грунтового воздуха по профилям и сети
(при глубине шпуров 0,8-1,0 м);
газовую съемку приземной атмосферы с эмиссионной съем
кой (измерением интенсивности потоков биогаза к днев
ной поверхности из грунтовой толщи, в л/с • м 2).
Результаты газогеохимических измерений и опробования рекомендуется представлять в виде карт плотности потока радона
или биогаза с использованием способа изолиний.
Почвенное картографирование. Сбору и анализу подлежат
данные о типах и подтипах почв, их положении в рельефе, почвообразующих и подстилающих породах, геохимическом составе, почвенных процессах (засолении, подтоплении, дефляции, эрозии),
степени деградации (истощение, физическое разрушение, химическое загрязнение). При недостаточности фондовых материалов
следует проводить почвенную съемку или почвенно-геоморфологическое профилирование, сопровождаемое опробованием
почв по типам ландшафтов с учетом их функциональной
значимости, оценкой их существующего и потенциального
использования, мощности почвенного слоя, потенциальной
опасности эрозии, дефляции и других негативных почвенных
процессов, параметров
184
загрязненности различными веществами. При этом опробование
н а распространенные и наиболее токсичные тяжелые металлы
(цинк, медь, никель, кобальт, свинец, ртуть, кадмий, мышьяк)
проводится во всех случаях, на другие виды загрязнения — при
наличии оснований предполагать их присутствие.
Исследование вредных физических воздействий. Исследование воздействия электромагнитного излучения, шума, вибрации,
тепловых полей и др. должно осуществляться в первую очередь при
разработке градостроительной документации и проектировании жилищного строительства на освоенных территориях. При этом должны
быть зафиксированы основные источники вредного воздействия, его
интенсивность и выявлены зоны дискомфорта с превышением
допустимого уровня вредного физического воздействия. Физические
воздействия оцениваются на основе специального измерения компонент электромагнитного поля в различных диапазонах частот,
амплитудного уровня и частотного состава шумов и вибраций от
различных промышленных, транспортных и бытовых источников.
Для выявления и оценки опасности источников внешнего гамма-излучения проводятся радиационная съемка (определение мощности эквивалентной дозы внешнего гамма-излучения) и радиометрическое опробование с последующим гамма-спектрометрическим
или радиохимическим анализом проб в лаборатории (определение
радионуклидного состава загрязнений и их активности). Расположение источников и зон дискомфорта от существующих физических
факторов воздействия (радиационного загрязнения, электромагнитного излучения, шумовых нагрузок, тепловых полей и др.)
должно быть показано на картах и схемах способом изолиний, с
детальностью, соответствующей стадии проектирования.
Исследование растительного покрова. При инженерно-экологических изысканиях оно осуществляется в трех аспектах:
?
?
?
в качестве индикатора инженерно-геологических условий и
их изменения под влиянием антропогенного воздействия
(мерзлотных условий, глубины залегания уровня фунтовых
вод, подтопления, осушения, опустынивания);
как биотический компонент природной среды, играющий
решающую роль в структурно-функциональной организа
ции экосистем и определении их границ;
как индикатор уровня антропогенной нафузки на природ
ную среду (вырубки, гари, перевыпас скота, механическое
нарушение, повреждение техногенными выбросами, изме
нение видового состава, уменьшение проективного покры
тия и продуктивности).
185
Материалы по изучению растительного покрова должны
включать:
?
?
?
?
характеристику типов зональной и интразональной растительности в соответствии с ландшафтной структурой территории, их распространение, функциональное значение
основных растительных сообществ;
состав, кадастровую характеристику, использование лесног
фонда;
типы, использование и состояние естественной травянист
той и болотной растительности;
редкие и исчезающие виды, их местонахождение и система
охраны, агроценозы (размещение, урожайность культур).
Для характеристики существующего и оценки ожидаемого состояния растительного покрова проводятся специальные маршрутные обследования. Изменения качественных и количественных
характеристик растительного покрова должны быть объективно интерпретированы в сравнении с естественным состоянием растительных сообществ на фоновых относительно ненарушенных участках, аналогичных по своим природно-ландшафтным характеристикам исследуемой территории.
Характеристика растительного покрова на картах дается спосо-:
бом качественного фона. Ареалы негативных изменений раститель-.
ного покрова показываются на вспомогательных аналитических и;
итоговых синтетических картах.
5.3. Картографическая составляющая
ОВОС
При разработке ОВОС, наряду с результатами инженерно-экологических изысканий, используются проектные материалы, характеризующие намечаемую деятельность (основные проектные решения и размещение проектируемых сооружений, потребности в'
земельных, водных, материальных, энергетических и трудовых ресурсах, технология и оборудование, источники выбросов и сбросов
загрязняющих веществ, отходы). В результате совместного анализа
этих материалов производится оценка состояния среды, которое
будет складываться под влиянием намечаемой деятельности.
Результаты оценки находят отражение, в том числе, в картографических материалах, прилагаемых к тому ОВОС в составе проектной документации.
186
Комплект карт, создаваемых при проведении ОВОС, должен
оценить экологическое состояние и биологические ресурсы территории и дать прогноз ее естественного развития, а также дать второй прогноз возможных изменений в динамике при
наращивании
антропогенной
нагрузки.
Существующие
(фондовые) карты, как правило, мало пригодны для решения
задач ОВОС, так как они не увязаны между собой и увязка их
содержания является одной из задач, решаемых в процессе ОВОС
[139].
Типовая структура тома ОВОС [114] включает следующие основные разделы:
1. Оценка существующего состояния компонентов окружающей
природной среды в районе расположения проектируемого
объекта.
1.1. Атмосфера и загрязненность атмосферного воздуха.
1.2. Гидросфера, состояние и загрязненность поверхностных
водных объектов (прилагаются гидрографические схемы, ука
зываются координаты на карте для водохозяйственных
объек
тов и их контрольных створов).
1.3. Оценка существующего состояния территории и геологи
ческой среды (прилагаются: инженерно-геологическая кар
та масштаба 1:10 000—1:25 000; почвенная карта террито
рии масштаба 1:25 000—1:50 000; картограммы мощности
почв с указанием ареалов их залегания и уровня
техногенного
загрязнения, механического состава и степени
эрозионного
поражения; указываются координаты на карте для место
рождений подземных вод). Для характеристики инженерногеологических условий особо оговорен показ проявлений
оползней, карста, обвалов, суффозии и других активных
инженерно-геологических процессов.
1.4. Характеристика растительности и животного мира (харак
теристики растительности и животного мира района
раз
мещения проектируемого объекта должны отображаться
на
карте территории в масштабе 1:50 000—1:100 000, с указа
нием расположения промышленных предприятий и их санитарно-защитных зон, населенных пунктов, лесов,
заповедни
ков, заказников, водоохранных зон водных объектов и
ареалов
распространения основных видов растительности и живот
ного мира).
1.5. Характеристика сельскохозяйственного использования тер
ритории района размещения промышленного объекта (ха
рактеристики сельскохозяйственного использования терри
тории района должны быть вынесены на карту масштаба
1:50 000—1:100 000, с указанием размещения основных земле187
пользователей — производителей сельскохозяйственной
про дукции, сельхозугодий, объектов производственного,
жилищ но-бытового и другого назначения
сельскохозяйственных пред приятии, расположения
проектируемого объекта и его сани тарно-защитной зоны,
селитебных районов и других элементе картографической
ситуации).
1.6. Общая характеристика существующей техногенной нагрузки
на окружающую среду района расположения проектируемого объекта (прилагается карта существующей техногенной нагрузки в зоне воздействия намечаемого объекта).
2. Воздействие объекта на окружающую природную среду.
2.1. Характеристика проектируемого объекта (прилагаются:
— ситуационный план зоны воздействия объекта с
указанием
промышленных, селитебных территорий, сельскохозяйствен
ных угодий, зон рекреационного использования, особо
охра~
няемых территорий, зон ограниченного использования;
— генеральный план объекта;
— карта-схема размещения источников загрязнения;
— карта-схема размещения источников физических воздей
ствий).
2.2. Воздействие объекта на атмосферный воздух (расчеты рассеяния загрязняющих веществ выполняются на ЭВМ по npoграммам, утвержденным или согласованным ГГО им. А.И.ВоА
ейкова Росгидромета: УПРЗА «ЭКОЛОГ», УПРЗА «ЭКОЛОТПРО», ПРИЗМА и др. Результаты расчетов сводят в таблицы
и выносят на картографическую основу с нанесением изолиний концентраций загрязняющих веществ).
2.3. Воздействие объекта на поверхностные воды.
2.4. Воздействие объекта на территорию, условия землепользования и геологическую среду (иллюстрируется картогра
фическим материалом масштаба 1:25 000—1:50 000, с пока
зам отчуждаемых земель, их существующего и перспективного использования).
2.5. Воздействие отходов промышленного объекта на состояние
окружающей природной среды (сведения о параметрах воз\
действия накопителей отходов на окружающую среду
выносят\
на картографическую основу масштаба 1:10 000—1:50 000).
2.6. Воздействие объекта на растительность и животный мир
(оценку воздействия объекта на флористическое
разнообра
зие растительности, структуру растительного и
почвенного
покрова на различных участках местности, определение
гра188
ниц растительных сообществ и другие характеристики растительного мира выполняют с выносом данных на карту
территории в масштабе 1:50 000 — 1:100 000; оценку
воздействия объекта на фаунистический состав животного
мира и гидрофауну, параметры среды обитания,
количество и размеры популяций животных и рыб
осуществляют с выносом необходимых данных на карту
масштаба 1:50 000-1:100 000).
2.7. Воздействие объекта на социальные условия и здоровье на
селения.
2.8. Воздействие объекта при аварийных ситуациях.
2.9. Общая характеристика воздействия инвестируемого объекта
на окружающую среду.
3. Эколого-экономическая эффективность строительства (реконструкции) объекта.
С учетом специфики территорий и размещаемых объектов к
материалам экологического обоснования инвестиций и проектных
решений дополнительно могут прилагаться:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Ландшафтная карта.
Карта инженерно-геологического районирования.
Геологическая карта.
Гидрогеологическая карта.
Структурно-тектоническая карта.
Карта четвертичных отложений и распространения экзогенных
геологических процессов.
Карта микросейсмического районирования (для сейсмически
опасных районов).
Карта растительности (геоботаническая).
Картографические материалы лесоустройства.
Зоологическая (зоогеографическая) карта, карта животного мира.
Карта (карта-схема) размещения ценных биотопов и путей миг
рации.
Карта модулей стока и линий стекания болотных вод (на заболо
ченных территориях).
Карта охраны природы.
Карта (карта-схема) современного экологического состояния
территории.
Карта (карта-схема) экологического состояния территории в перспективе.
189
Материалы инженерно-экологических изысканий, ОВОС, в
совокупности образуют экологическое обоснование намечаемо
хозяйственной и иной деятельности и в составе проектной документации представляются на экологическую экспертизу.
Экологическое обоснование в полном объеме выполняется,
крупных объектов, воздействие которых затрагивает значительны
территории. Перечень таких объектов (видов деятельности) прила
гается к Руководству по проведению ОВОС [131]. Для неболыш
объектов отдельные виды воздействий могут отсутствовать, вслед
ствие чего допускается совмещение стадий экологического
снования, сокращение числа прилагаемых карт. Преобладаю!
часть объектов, для которых выполняется ОВОС, относится к ка
тегории мелких; для них обычно ограничиваются ситуационнь
ми, инженерно-геологическими, почвенными и геоботанически
ми картами. На ситуационных картах, помимо топоосновы и пр
ектируемых объектов, могут показываться особо охраняемы
природные территории и памятники природы, зоны санитарнс
охраны подземных вод, водоохранные и санитарно-защитные зоны
пункты мониторинга.
В то же время следует отметить, что классификация проекта
руемых объектов и регламентация степени детальности их эколо
гического обоснования в зависимости от масштабов воздейств
на среду пока отсутствуют.
5.4. Экологические аспекты кадастрового
картографирования
Земельный кадастр образует основу системы кадастрового та
ресурсов. В земельном кадастре регистрируются объекты недви
жимости: земельные участки и их границы (в том числе на план с
указанием координат крайних точек), имеющиеся постройки
коммуникации, сведения о владельцах и юридических основах
собственности.
Земельный кадастр — это упорядоченная совокупность
сведе ний о природном, правовом, хозяйственном,
экономическом j пространственном положении
земельной собственности, кот рая представляется в
документах и кадастровых планах или: цифровом виде
[38].
Общая особенность кадастровых карт — привязка картографи
руемых характеристик к объектам недвижимости — земельным
190
участкам, принадлежащим определенным владельцам, или группам таких участков: кварталам застройки, садово-огородным или
гаражным массивам и т.п., что предполагает использование способа картограмм. При небольших размерах участков оценочные
параметры картируются как одинаковые для ряда близ расположенных участков; при значительных размерах (сельскохозяйственные и лесные земли) производится осреднение.
Поскольку разные земельные участки обладают неодинаковой
ценностью, кадастровый учет земель неотделим от их оценки. В современном обществе государственная кадастровая оценка земель
используется в следующих целях:
? в фискальных целях для налогообложения недвижимости,
установления ставок земельного налога и величины аренд
ной платы;
? для информационной поддержки рынка земли,
фондового
рынка ценных земельных бумаг и ипотеки;
? для оценки эффективности существующего функциональ
ного использования территории, расчетной поддержки про
ектных разработок генерального плана города и в планиро
вании крупномасштабных мероприятий общегородского
характера;
? для информирования заинтересованных лиц о стоимости
земель в целях осуществления их прав и обязанностей в от
ношении принадлежащей им недвижимости и планируе
мых сделок с недвижимостью [91].
Стоимость — это свойство, объективно присущее городским
(и иным) землям. Она характеризует меру удобства или выгоды от
занятия данного земельного участка. Понятие стоимости земель
неотделимо от тех функций, под которые они используются в данный момент или могут использоваться [91].
Экологическая обстановка — один из факторов, влияющих на
стоимость недвижимости, наряду с локализационными факторами
(рельеф, несущая способность фунтов, гидрогеологические условия, карстовые явления, сейсмичность), а также факторами стоимости отчуждения из-под существующего использования
(наличие объектов, не отвечающих современным требованиям и
подлежащих сносу, перемещению или переоборудованию),
коммуникационными факторами (обеспеченность транспортными
коммуникациями,
объектами
связи),
инфраструктурными
факторами (обеспеченность тепло-, водо- и энергоснабжением,
социально-культурными объектами), факторами престижа и
репутации районов с точки зрения различных функций [91]. Для
лесных и сельскохозяйственных зе191
мель важнейший фактор их стоимости — бонитет, т.е. потенци
альное плодородие (продуктивность).
Экологическая обстановка оценивается по возможным ущер
бам реципиентам вследствие загрязненности воздуха, почв, шума
электромагнитных излучений. Степень значимости экологической
обстановки для кадастровой оценки земель зависит от характер
их использования. Так, в разработке МГУГиК вклад фактора эко
логической обстановки в ценность земельных участков оценен
20% для жилой застройки, 15% для коммерческих зон и 10%
промышленных зон [127]. Принято считать, что экологическая
обстановка наиболее значима при оценке земель под такие
функ ции, как жилье, здравоохранение, спорт, рекреации и т.д.
Одна- ко значимость экологического состояния территорий велика
и при иных функциях.
Так, строительство или реконструкция промышленных объектов на экологически неблагополучных территориях существеннс
удорожается, поскольку допускается только при условии опережающего осуществления природоохранных мероприятий, обеспечивающих соблюдение гигиенических нормативов. Состояние
сельскохозяйственных земель непосредственно влияет на качестве
получаемой продукции. Для лесных земель и лугов их экологическое состояние непосредственно определяет в том числе и хозяйственную ценность.
Механизм учета экологической обстановки при кадастровой
оценке земель нормативными документами не регламентируется,
хотя на региональном уровне разработан ряд методик, носят
рекомендательный характер. Преобладают балльные оценки по
таким признакам, как загрязнение воздушного бассейна,
загрязнение территории, нарушение шумового режима,
электромагнит ные воздействия. Оценочные критерии аналогичны
принятым при качественных оценках экологических ситуаций
(раздел 4.7.3).
В малых городах и сельских населенных пунктах, при отсутствии данных о фактических уровнях загрязнения, используют
приближенные оценки по принципу «есть—нет», в зависимости!
от наличия или отсутствия предприятий, транспортных магистра-]
лей и иных объектов — источников соответствующих видов загрязнения. Напротив, при хорошей обеспеченности исходными дан-1
ными могут использоваться количественные оценки состояния сре-|
ды (раздел 4.7.4); приведенные там же коэффициенты весомое!
покомпонентных характеристик вполне пригодны и для использования при кадастровой оценке.
192
193
5.5. Географический анализ загрязнения
13-9532
5.5.1. Задачи географического анализа
загрязнения
Развитие географической науки в последние годы характеризуется ростом числа направлений, призванных анализировать пространственные аспекты распространения и факторов развития отдельных
явлений (география конфессий, география сервиса, электоральная
география и т.п.) [65]. Объективно (вне зависимости от оценок этого)
складывается ситуация, когда каждое значимое явление, имеющее
территориальные аспекты, будет изучаться соответствующей
отраслевой «географией». Становление новых отраслевых «географий»
в значительной степени является производным от соответствующих
видов статистики и возможностей ее обработки средствами геоинформационных технологий, с одной стороны, и наличия спроса на
данный вид информации — с другой. Статистические данные о загрязнении окружающей среды не составляют исключения, но наиболее простой способ создания карт загрязнения путем отнесения объемов эмиссии поллютантов к площадям административно-территориальных образований или числу жителей в них далеко не исчерпывает
возможности географического анализа и фактически способствует
формированию у потребителей такой информации искаженных пространственных представлений. К территориям политико-административных образований и их населению корректно относить характеристики явлений, определяемых и контролируемых социально-экономическими факторами. Перенос загрязняющих веществ в атмосфере
и гидросфере явно не относится к их числу.
В ряду новых отраслевых «географий» пока недостает географии
загрязнений как раздела экологической географии, призванного
обеспечить анализ пространственных особенностей и факторов, с
вытекающим географически адекватным представлением данных
о загрязнении окружающей среды химическими, физическими,
биологическими и информационными агентами. Географическая
адекватность данных о загрязнении должна означать соответствие
используемых описательных и количественных характеристик, картографических изображений характеру пространственно-временной локализации процессов эмиссии, транспортировки, трансформации, осаждения и деструкции всех видов загрязнений, в том
числе с учетом особенностей подвергшейся загрязнению территории.
География загрязнений, как и всякая частная географическая
дисциплина, должна пройти стадию первоначального накопления
фактических данных, их систематизации и перейти к анализу пространственных и пространственно-временных причинно-следственных связей. Выявление причин формирования определенных уровней загрязненности в пределах тех или иных пространственновременных единиц является необходимым условием научного
обоснования соответствующих природоохранных мероприятий. Понятие загрязнения при этом трактуется максимально широко, в
соответствии с известным определением Н. Ф. Реймерса [123], что
позволяет понимать под загрязнением любое отклонение от
естественного
хода
природных
физических,
химических,
биологических и геолого-геоморфологических процессов.
Задачу первоначального описания пространственного распределения уровней и состава загрязненности окружающей среды пока
в какой-то мере решают Государственные и региональные доклады. В то же время следствием неразработанности (а точнее отсутствия) географии загрязнений как самостоятельного научного направления является господство в научных публикациях, официальных документах и, как следствие, в практических решениях;
географически неадекватных подходов, в которых локальные и региональные экологические проблемы рассматриваются в отрыве
от конкретных территорий либо по политико-административным
единицам. Формы представления информации во многом
определяют образ мышления ее пользователей.
Экологическое картографирование по своему содержанию и
задачам ориентировано на выработку методов представления
данных. За изложением же методики в науке обычно следуют
результаты и их обсуждение, т.е. в данном случае анализ
содержания отображаемых экологических проблем, путей и
перспектив их решения. Подобно тому как геологическое
картирование
необходимо,
но
не
достаточно
для
прогнозирования
размещения
полезных
ископаемых,
экологическое картографирование создает предпосылки для
пространственного анализа экологических проблем, но не
включает сам анализ. Географический анализ загрязнения включает выявление его территориальной структуры и пространственно-временной динамики.
5-5.2. Территориальная структура загрязнения
Под
территориальной
структурой
загрязнения
понимаются проявления неравномерностей антропогенных
воздействий на геосистемы, отражающие особенности
размещения источников, хода транспортировки и
осаждения поллютантов, других последствий техногенеза.
194
Техногенное загрязнение резко увеличивает пространственную
неоднородность полей концентрации веществ. Так, для тяжелых
металлов коэффициенты вариации их концентраций на площади
1 га при загрязнении увеличиваются с 5—20% до 40—110% для валовых содержаний и с 8-20% до 40-85% для подвижных форм
[142]. Альтернативными объяснениями роста неоднородности являются турбулентный характер воздушного переноса поллютантов
и перераспределение их текучими водами под воздействием микро- и нанорельефа [32]. Ситуации, когда на смену противопоставлению альтернативных гипотез приходил их синтез, в истории
науки встречались достаточно часто. Проблема заключается в определении относительной и абсолютной роли вышеупомянутых
факторов формирования пространственной неоднородности загрязнения, с вытекающими практическими выводами. В то же время на достоверности данных мониторинга сказывается то обстоятельство, что система наблюдения за состоянием атмосферы и гидросферы формировалась несколько десятилетий назад, когда
рассматриваемые особенности полей загрязнения не были известны и не принимались во внимание [34]. Территориальные различия в уровнях проявления антропогенных воздействий образуют
более или менее закономерные сочетания (рис. 35).
?
?
?
Физическое загрязнение (электромагнитные поля), образую
щееся непосредственно вокруг источников, убывает про
порционально квадрату расстояния от них. Если источни
ками физических полей становятся частицы (радиоактив
ное загрязнение), то их пространственное перераспределение
контролируется динамикой соответствующих геокомпонен
тов. В этом случае исчезает разница между территориальной
структурой физического и химического загрязнения.
Химические загрязнения поступают в среду из естественных
и искусственных источников, наиболее активно (по срав
нению с другими видами загрязнений) включаются в био
геохимические круговороты и входят в состав всех геоком
понентов. Характер их динамики (водный и воздушный пе
ренос), наряду с собственно химическими процессами
трансформации поллютантов, определяет пространствен
ное перераспределение уровней загрязненности.
Биологическое загрязнение проявляется преимущественно в ме
стах образования и обладает собственной динамикой разви
тия (изменения численности соответствующих популяций). До
полнительные факторы, определяющие территориальную
структуру биологического загрязнения, — многообразные
195
13*
воздействия на экосистемы и антропогенная (обычно неумышленная) транспортировка соответствующих видов.
♦ Геолого-геоморфологическое загрязнение в наибольшей степени проявляется в местах образования. К расширению областей его проявления приводит искусственная и естественная
транспортировка продуктов техногенеза, формирующих
отложения.
Таким образом, пространственное распределение разных видов
загрязнений контролируется одними и теми же факторами: размещением источников; переносом в атмо-, гидро-, педо-, лито- и биосфере; искусственной транспортировкой; собственной внешней и
внутренней динамикой, в том числе приводящей к самоочищению.
В целях учета собственной динамики процессов загрязнения следует
различать кратковременную структуру, проявляющуюся в динамичных геокомпонентах, и долговременную (суммарную) — в депонирующих геокомпонентах.
Кратковременная структура загрязнения. Она обычно имеет
более или менее сложный струйный (факельный) характер
(см. рис. 35я). В идеальном случае факел имеет в проекции на плоскость форму сильно вытянутого треугольника. Такой вид имеют
поля загрязнения, наблюдаемые непосредственно (от дымовых
труб и других точечных источников) или определяемые расчетным
путем, с использованием тех или иных моделей атмосферного
переноса. Определение параметров подобных полей загрязнения
воздуха путем натурных измерений проблематично, главным
образом по техническим причинам, и становится возможным в
редких случаях фиксации в депонирующих средах продуктов
осаждения разовых выбросов. Таков, например, ВосточноУральский радиационный след, образовавшийся при аварии в
1957 г.
Особенности источника загрязнения и условия переноса определяют
направление,
форму,
размеры
и
степень
выраженности струи (факела). Для линейных и площадных
источников
загрязнения
треугольная
плановая
форма
трансформируется в трапециевидную. При сложной форме и
значительных размерах источника (сеть коммуникаций)
кратковременная структура загрязнения может повторять эту
форму, принимая сетчатый характер (см. рис. 356). Например,
детальное исследование загрязнения воздуха в Лондоне,
выполненное с помощью системы датчиков, выявило резкие
пространственные различия в уровнях загрязненности и их четкую зависимость от напряженности транспортных потоков на улицах [175].
196
Рис. 35. Типы территориальной структуры загрязнения:
а — факельный; б — сетчатый; в — компактный; г — пятнистый; д — концентрический
Долговременная структура загрязнения. Она обусловливается масштабами, направленностью и временной динамикой переноса поллютантов. При незначительных масштабах переноса основная масса поллютантов остается вблизи источника, обусловливая компактный характер загрязнения (см. рис. 35<?). Компактная
структура в целом наиболее характерна для физических
полей, поскольку их интенсивность функционально зависит от
расстояния до источника.
£■:■-;>
В случаях продолжительного переноса поллютантов в водной и
особенно воздушной среде факел многократно меняет свое
местоположение. Продукты осаждения из факела покрывают
более или менее значительную площадь. Решающую роль в
перераспределении уровней загрязнения в этом случае играет
турбулентность, приводящая к образованию вихрей разного
масштаба и временной устойчивости, что в целом предопределяет
пятнистый характер загрязнения (см. рис. 35г). Формирующаяся
под
воздействием
турбулентных
вихрей
пятнистость
дополнительно усложняется в связи с неоднородностью
подстилающей поверхности.
Расположение пятен, в свою очередь, может быть более или
менее закономерным. Осаждение поллютантов обычно
протекает
197
неравномерно, с максимумом в пределах определенного
интервала расстояний. В этом случае за достаточно
продолжительный
интервал
времени
формируется
концентрический характер загрязнения (см. рис. 355). Структура
выпадений с чередованием минимумов и максимумов на разных
расстояниях от источников известна из литературы [34] и
объясняется разнообразием форм нахождения элементов в
выбросах и, соответственно, разной дальностью их переноса.
Известно [12] также, что максимумы приземных концентраций от
высоких источников загрязнения атмосферы отдалены от самих
источников на расстояние, зависящее от высоты источника и
температуры выброса.
Фактически подобная структура загрязнения была выявлена при
картографировании загрязнения почв г. Ижевска, в частности цинком и молибденом [35]. При хионоиндикационном исследовании
в районе размещения двух ТЭЦ г. Тюмени [52] было установлено
смещение максимумов выпадения нитратов на расстояния до 3—5
км от источника. Приведенные примеры показывают, что
осредненные за достаточно продолжительное время зоны
максимальных приземных концентраций, а также выпадений
должны иметь кольцеобразные плановые очертания. При этом
расположение колец и степень их выдержанности зависят от
свойств поллютантов и особенностей подстилающей поверхности.
Явление территориального разрыва между источником загрязнения и зоной максимума приземных концентраций, имеющее
важное практическое значение, находится в противоречии как с
господствующими априорными представлениями о прямой зависимости между расстоянием от источника и степенью его воздействия, так и с практикой установления санитарно-защитных зон.
Последнее отражает недостаточность внимания к территориальным (в отличие от технологических и гигиенических) аспектам
проблемы загрязнения и также является следствием
неразработанности географии загрязнений как научного
направления.
Поскольку в переносе загрязнений участвуют процессы разного масштаба, территориальная структура загрязнения оказывается
разнопорядковой. Так, хионогеохимические аномалии подразделяются на локальные и региональные [68]. Переход от сравнительно
простой модели распространения загрязняющих веществ в воздухе, заложенной в типовую методику ОНД-86, к более сложной
термогидродинамической модели атмосферы позволяет увидеть
вместо однородных ореолов вокруг источников загрязнения сочетания локальных минимумов и максимумов, обусловленных взаи-
модействием турбулентного потока с подстилающей поверхностью [170]. Изучение педогеохимических аномалий обычно приво198
дит к обособлению локальных пятен и участков с пониженной
загрязненностью. Компактное загрязнение при более детальном
изучении нередко оказывается пятнистым, особенно в случаях,
когда речь идет о загрязнении, распределение уровней которого
обусловлено турбулентным переносом.
Изучение закономерностей территориальной структуры загрязнения, в том числе на региональном и локальном уровнях, открывает перспективы прогнозирования экологической обстановки, а
также контроля результатов ее изучения. Учет характера территориальной структуры загрязнения необходим при размещении пунктов экспедиционных наблюдений, при организации мониторинга
и при выборе способов изображения в процессе создания карт.
5-5-3- Анализ пространственно-временной
динамики загрязнения
Анализ пространственно-временной динамики загрязнения
образует следующий этап географического анализа. Для этого проводится сопоставление данных о распределении фактических уровней загрязнения, включая выявленную территориальную структуру, с материалами природно-территориального районирования
на локальном, региональном и глобальном уровнях организации
пространства. Теоретически необходимость такого подхода
общепризнанна, но практическая реализация сдерживается
низким уровнем ландшафтной изученности территорий.
Как показано выше, при изучении атмосферных, водных и
почвенных проблем предметом картографирования являются следующие аспекты:
?
?
?
условия развития нежелательных процессов (картографиро
вание потенциала загрязнения атмосферы, интенсивности са
моочищения водоемов, факторов развития деградации почв);
интенсивность развития нежелательных процессов (уровни
загрязнения, интенсивность смыва почв и т.п.);
результаты и последствия нежелательных процессов (распро
странение экологически обусловленных заболеваний, накоп
ление поллютантов в депонирующих средах, потери гумуса,
проявления деградации экосистем). Сопоставление карт ус
ловий развития и фактической интенсивности нежелатель
ных процессов позволяет контролировать полноту выявления
факторов. Сопоставление карт результатов и последствий с
картами условий развития и современной интенсивности
процессов позволяет оценивать фактор времени.
199
Уровни загрязненности могут меняться как постепенно (при,
беспрепятственном распространении поллютантов), так и скачкообразно (при наличии геохимических и/или орографических бары
еров либо скрытых локальных источников загрязнения). Для выявления последних необходим учет неоднородности природного фона,
что также предполагает сопоставление фактических данных о загрязнении с природно-территориальным районированием. Поэтому ландшафтное и ландшафтно-динамическое картографирование
при ОВОС должно быть направлено на выделение и выявление
факторов формирования природных границ, влияющих на разлив
чия в уровнях загрязненности.
Для динамичных геокомпонентов (атмосфера, гидросфера)
географическое изучение загрязнения должно включать также анализ его временной динамики. Это означает подразделение массивов фактических данных мониторинга не по календарному признаку, а по временным интервалам, различающимся по условиям
эмиссии, транспортировки, осаждения и деструкции поллютантов.
Такие интервалы времени могут определяться как природными
(внутри- и межсуточная, сезонная, межгодовая, долговременная
изменчивость), так и производственными (сменность на предприятиях, часы «пик» на транспорте) ритмами. Следствием неучета
данного обстоятельства, как отмечалось выше, является, например, существующая практика определения концентраций поллютантов на постах наблюдения за загрязнением атмосферы в «круглые» часы: в 0, 7, 13 и 19 часов по местному времени, т.е. до
начала работы большинства предприятий, в обеденный перерыв и
после окончания работы.
Современная техника и программные средства позволяют легко осуществлять перебор вариантов группировки данных, в том
числе по любым территориальным единицам и интервалам
времени. Показателем эффективности подхода к группировке
принято считать достоверность выявляемых различий, для
определения
чего
разработано
достаточное
количество
статистических методов. Последующее выявление причин
формирования уровней содержания поллютантов в пределах
пространственно-временных единиц, с вытекающими выводами
о путях их минимизации, и составляет собственно цель
исследования географии загрязнений. Подходы к разработке
практических мероприятий и программ борьбы с загрязнениями
должны непосредственно вытекать, в числе прочего, из выводов
о пространственно-временных закономерностях загрязненности
и о приоритетности тех или иных видов загрязнения в пределах
определенных территориальных единиц.
200
Практическая работа 8
Цель работы — разработка легенд карт экологического содержания.
Задание:
Выбрать способы изображения для одной из указанных ниже
экологических карт. Дать краткое обоснование избранных способов
и разработать систему условных обозначений.
Результат работы — оформленная с хорошим графическим
качеством легенда и краткий текст с обоснованием выбора способов картографических изображений и изобразительных средств.
Материалы:
ВАРИАНТ 1. Эколого-геоморфологическая карта района нефтедобычи.
Содержание карты:
1. Геолого-стратиграфические комплексы поверхностных отложений:
— выходы коренных пород татарского яруса верхней перми
(P2t);
— среднечетвертичные современные элювиально-делювиаль
ные отложения (edQ]MV);
— средне-верхнечетвертичные делювиально-солифлнжционные отложения (dsQ,,,,,,);
— верхнечетвертичные современные делювиальные отложения
— верхнечетвертичные аллювиальные отложения (aQm);
— современные аллювиальные отложения (aQlv);
— современные пролювиально-аллювиальные отложения
(paQIV).
2. Элементы морфоскульптуры:
— структурные террасы;
— перегибы, приводящие к увеличению скорости крипа;
— перегибы, приводящие к значительному увеличению ско
рости крипа;
— направления стока на участках нефтяного загрязнения дон
ных отложений.
Для справки. Крип — смещение верхнего слоя грунтов на склонах под воздействием периодических изменений объема
вследствие колебаний температуры и увлажнения.
201
ВАРИАНТ 2. Карта оценки экологического состояния лесов.
Содержание карты:
1. Контуры лесов.
.
2. Районирование по пяти лесообразующим породам: ель, со
сна, береза, ольха серая, тополь.
3. Таксономическая нумерация в соответствии с лесохозяйственным устройством территории: номера кварталов ГЛФ (Государ-;
ственного лесного фонда), номера кварталов регионального уп
равления лесами, номера кварталов межлесхозных насаждений.
4. Степень угнетенности леса по пяти категориям:
—
—
—
—
—
здоровые леса;
ослабленные (поврежденные);
сильно ослабленные (сильно поврежденные);
отмирающие;
сухостой.
5. Особо охраняемые лесные территории: заказники, заповедники.
6. Места промышленных и несанкционированных вырубок, гарей.
ВАРИАНТ 3. Почвенно-экологическая карта.
Содержание карты:
1. Распространение генетических типов почв.
2. Распространение комплексов и сочетаний почв.
3. Овражно-балочная сеть: промоины, растущие овраги, зре
лые овраги, балки.
4. Основные структурные линии рельефа: уступы, бровки, по
дошвы склонов.
5. Степень эродированности почв по четырем категориям: силь
ная, средняя, слабая, защищенные (неэродированные) почвы.
ВАРИАНТ 4. Комплексная экологическая карта.
Содержание карты:
1. Среднегодовые фоновые индексы загрязнения атмосферы (ИЗА).
2. Коэффициенты разбавления (отношение суммарных объемов
сточных вод к стоку воды на соответствующих участках рек в лет
нюю межень).
3. Классы вод по многолетним данным мониторинга (опреде
ленные в пунктах постоянного наблюдения за водотоками): уме
ренно загрязненные, загрязненные.
4. Использование земель: залесенные территории, сельскохо
зяйственные земли, селитебные земли.
5. Особо охраняемые природные территории и их номера по
списку.
202
ВАРИАНТ 5. Карта загрязнения атмосферы развитого в промышленном отношении региона, имеющего собственное административное деление.
Содержание карты:
1. Местоположение основных загрязняющих предприятий с
указанием названия. Обеспеченность предприятий очистными со
оружениями. Класс опасности предприятий.
2. Общее количество выбросов в тыс. т по административным рай
онам, степень их очистки (в % к общему количеству). Виды выбра
сываемых веществ (СО, SO2, NO2, углеводороды, твердые и т.д.).
3. Комплексный индекс загрязнения атмосферы по региону в
целом. Шестиступенчатая шкала: менее 0,06; 0,06-0,07; 0,07-0,08;
0,08-0,09; 0,9-0,10; 0,10 и более.
ВАРИАНТ 6. Карта экологической оценки состояния вод крупного
региона, имеющего собственное административное деление.
Содержание карты:
1. Местоположение основных загрязняющих промышленных и
сельскохозяйственных предприятий с указанием названия. Обес
печенность предприятий очистными сооружениями. Класс опас
ности предприятий.
2. Общее количество сбросов в млн м 3 по административным
районам. Степень очистки сбросов (в % к общему количеству). Клас
сы сбрасываемых стоков: без очистки, недостаточно очищенные,
нормативно очищенные, нормативно чистые без очистки.
3. Коэффициенты разбавления (отношение суммарных объемов
сточных вод к стоку воды на соответствующих участках рек в лет
нюю межень) по речным бассейнам третьего порядка.
ВАРИАНТ 7. Ландшафты и оценки экологических ситуаций.
Карта составляется на относительно крупный
регион.
Содержание карты:
1. Виды ландшафтов (пяти категорий).'
2. Комплексные оценки экологических ситуаций: относительно
благоприятные, удовлетворительные, умеренно напряженные, напря
женные, умеренно напряженные в городах, напряженные в городах.
3. Источники повышенной экологической опасности: действу
ющие АЭС, места проведения подземных ядерных взрывов, ядер
ные полигоны, месторождения урана и предприятия по его пер
вичной переработке.
203
ВАРИАНТ 8. Современные экологические изменения поверхностных вод суши.
Содержание карты:
1. Экологическая ситуация по качеству вод: умеренно острая,
острая, очень острая.
2. Сильное истощение вод.
3. Ареал истощения и загрязнения малых и средних рек.
4. Местоположение постоянных постов наблюдения за состоянием поверхностных вод. Классы вод по многолетним данным мониторинга.
ВАРИАНТ 9. Карта загрязнения почв тяжелыми металлами
(крупный промышленный город).
Содержание карты:
1. Основные промышленные предприятия-загрязнители. Класс
опасности предприятий.
2. Структура отходов промышленного производства (выбросы,
сбросы, твердые отходы) по основным предприятиям-загрязнителям.
3. Шкала значений суммарных показателей (Zc) в фоновых кон
центрациях: допустимое (менее 8), повышенное (8—16), умеренно
опасное (16—32), опасное (32—128), чрезвычайно опасное (более 128).
ВАРИАНТ 10. Карта радиационной обстановки в крупном промышленном городе. Содержание карты:
1. Участки радиоактивного загрязнения: дезактивированные; не
подлежащие дезактивации; связанные с выходами на дневную
поверхность горных пород с повышенным содержанием естествен
ных радионуклидов; связанные с естественными радионуклида
ми, содержащимися в гранитной облицовке набережных, памят
ников, зданий.
2. Значения мощности дозы гамма-излучения то-чечных
(не выражающихся в масштабе) источников четырех категорий:
0-1000 мкР/ч, 1-10 мР/ч, 10-100 мР/ч, 100-1000 мР/ч.
3. Шкала мощности дозы гамма-излучения шестиступенчатая:
6-8, 8-10, 10-12, 12-16, 16-20, 20-25 (мкР/ч).
ВАРИАНТ 11. Медико-географическая карта крупного промышленного города. Содержание карты:
1. Местоположение детской поликлиники и её номер.
2. Общая заболеваемость детей по территориям, обслуживаемым
204
детскими поликлиниками, трехступенчатая шкала: 12 000—17 000,
17 000-20 000, 20 000-30 000.
3. Смертность детей до 1 года на 1 тыс. родившихся, три категории: 5,0-10,9; 11,0-16,4; 16,5-27,0.
ВАРИАНТ 12. Карта состояния зеленых насаждений крупного
промышленного города.
Содержание карты:
1. Размещение зеленых насаждений по территории города, три
категории: участки насаждений, не выражающиеся в масштабе;
защитные посадки вдоль дорог; лесопарковые зоны.
2. Состояние зеленых насаждений под воздействием городской
среды: нормальное; почти нормальное (слабо подверженное влия
нию городской среды); угнетенное в средней степени; угнетенное
в сильной степени.
3. Неозелененные жилые и промышленные кварталы.
ВАРИАНТ 13. Ландшафтно-экологическая карта территории
крупного города и его окрестностей.
Содержание карты:
1. Первичные ландшафты, «погребенные» под современной за
стройкой, семь категорий.
2. Сохранившиеся естественные ландшафты, пять категорий.
3. Лесопарковые зоны. Преобладающие лесообразующие дре
весные породы.
4. Территория города, подверженная наводнениям.
5. Болота, осушенные разрабатываемые и выработанные тор
фяники.
6. Речные долины, сухие карстовые долины, карстовые ворон
ки, дюны.
Указания к выполнению задания:
При разработке условных обозначений следует учитывать тип
их локализации, характер передаваемой информации и традиционные, устоявшиеся способы изображения подобных явлений.
Полезно предварительно изучить карты близкой тематики, изданные в составах комплексных региональных атласов и отдельными
листами, а также воспользоваться приведенной выше табл. 1.
Чаще всего на одной карте требуется показать несколько явлений одновременно. В таких случаях следует их проанализировать,
выделив главные и второстепенные, и в легенде расположить в
последовательности убывания значимости. Естественно, для передачи основной информации рациональнее применять
наиболее
205
яркие, легко воспринимаемые способы, например качественн
фон, изолинии с послойной окраской, картограммы. Однако 6
вает и так, что главные элементы содержания карты не могут бь_.
переданы с помощью площадных условных обозначений (фон
вых окрасок или штриховок), для них требуются, например, вне^
масштабные условные знаки (разные типы значков, диаграммные фигуры). В таких ситуациях оформление площадных элементов
должно быть выполнено бледными цветовыми тонами.
Пример выполнения задания
ВАРИАНТ.
Карта загрязненности водных объектов крупно го города.
Содержание карты:
1. Загрязненность рек по гидрохимическим показателям, ше
категорий: умеренно загрязненные, загрязненные, грязные, очень
грязные, чрезвычайно грязные; реки, о состоянии которых отсутствуют данные.
2. Общее количество загрязненных сточных вод (тыс. м3/год), сбрасываемых в каждом административном районе города, пятиступенчатая шкала: до 100, от 100 до 1000, от 1000 до 10 000, от 10 000 до!
100 000, более 100 000.
3. Предприятия, сбрасывающие основные объемы стоков.
4. Расстояния в км от устья водотока по течению рек.
При разработке легенды карты были предложены следующие
способы: линейные знаки, картограмма и значки.
Реки имеют четкую линейную локализацию, поэтому для передачи их зафязненности по гидрохимическим показателям выбран способ линейных знаков: узкие полоски, расположенные вдоль
русел рек. Для того чтобы передать категорию загрязненности,
можно использовать фоновую окраску (если карта будет издана в
цветах), или штриховку (черно-белый вариант издания),' или просто линии разных структур.
Так как для количественной характеристики сбрасываемых загрязненных сточных вод избраны осредненные показатели, рассчитанные для каждого административного района города, фафически интерпретировать такую информацию можно с помощью
способа картофамм: ровной фоновой окраски или штриховки (цвет-,
ной или черно-белый вариант оформления соответственно) в пределах фаниц административных районов. Интенсивность цветового
тона или штриховки должна возрастать в зависимости от значе206
ния передаваемого количественного показателя. Границы административных районов можно дать простейшим линейным контуром
(способ линейных знаков).
Предприятия, сбрасывающие основные объемы стоков, логично
изобразить внемасштабным знаком (способ значков). Если подобных объектов много, целесообразно в качестве дополнительной
информации к карте дать пронумерованный перечень подробных
названий предприятий-зафязнителей. Логично предположить, что
отдельные предприятия-гиганты (например, судостроительные или
машиностроительные заводы) могут быть выражены в масштабе
карты. В таком случае использовать внемасштабный знак нет необходимости, можно просто выделить площадь контура предприятия
цветом, которым даны значки более мелких промышленных
объектов. Наконец, расстояния в км от устья водотока естественно
передать цифрой и пометить простейшим геометрическим знаком
на русле реки, черточкой или точкой (рис. 36).
Приложение
Свод правил
«Инженерно-экологические изыскания
для строительства» (СП 11-102-97)
(извлечения)
Введение
Свод правил «Инженерно-экологические изыскания для стро-2
ительства» (СП 11-102-97) разработан в развитие СНиП 11-02-961
«Инженерные изыскания для строительства. Основные
положения»| и является федеральным нормативным документом
Системы нормативных документов в строительстве (СНиП 10-0194).
Настоящий документ обеспечивает выполнение обязательных
требований СНиП 11-02-96 по экологическому обоснованию хо-\
зяйственной и иной деятельности в предпроектной и проектной
документации в соответствии с действующим российским природоохранительным законодательством и отечественной и зарубежной практикой.
СП 11-102-97 — первый нормативный документ, регламентирующий инженерно-экологические изыскания. Согласно п. 6.6
СНиП 10-01-94 в нем приведены с необходимой полнотой рекомендуемые в качестве официально признанных и оправдавших
себя на практике положения по организации, технологии и
правилам производства работ при инженерных изысканиях для
строительства. Для каждого вида работ указан комплекс
экологических задач, решение которых не входит в другие виды
изысканий или имеет определенную экологическую специфику.
В связи с необходимостью комплексного учета нормативных
документов Госстроя, Министерства природных ресурсов, Госкомприроды России и санэпиднадзора Минздрава России для созда-
ния единой нормативной базы положения и рекомендации
данного свода правил регламентируют требования указанных
ведомств по критериям, показателям и процедурам,
обеспечивающим экологическую безопасность строительства,
рациональное природопользование и охрану окружающей среды.
Свод правил СП 11-102-97 разработан на основе принципов
комплексной оценки воздействия сооружения на окружающую
природную среду и воздействия среды на сооружение и условия
проживания населения.
208
1. Область применения
Настоящий нормативный документ устанавливает основные правила и рекомендуемые процедуры проведения инженерно-экологических изысканий для строительства, обеспечивающие выполнение
обязательных требований, предусмотренных СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения».
Документ предназначен для применения изыскательскими, проектно-изыскательскими организациями, предприятиями, объединениями, а также иными юридическими и физическими лицами,
осуществляющими в области инженерных изысканий для строительства на территории Российской Федерации.
3. Общие положения
3.1. Инженерно-экологические изыскания для строительства вы
полняются для оценки современного состояния и прогноза воз
можных изменений окружающей природной среды под влиянием
антропогенной нагрузки с целью предотвращения, минимизации
или ликвидации вредных и нежелательных экологических и свя
занных с ними социальных, экономических и других последствий
и сохранения оптимальных условий жизни населения.
3.2. Инженерно-экологические изыскания и исследования вы
полняются в соответствии с установленным порядком проведения
проектно-изыскательских работ для поэтапного экологического
обоснования намечаемой хозяйственной деятельности при разра
ботке следующих видов документации:
? прединвестиционной — концепций, программ, схем отрас
левого и территориального развития, комплексного исполь
зования и охраны природных ресурсов, схем инженерной
защиты, районных планировок и т.п.;
? градостроительной — генпланов городов (поселений), про
ектов детальной планировки, проектов застройки функци
ональных зон, кварталов и участков города;
? предпроектной — обоснований инвестиций в строительство
объектов, промпредприятий и комплексов;
? проектной — проектов и рабочей документации для строи
тельства предприятий, зданий и сооружений.
В период строительства, эксплуатации и ликвидации строительных объектов инженерно-экологические исследования и изыскания должны быть при необходимости продолжены посредством
организации экологического мониторинга за состоянием природ-
209
14-9532
но-технических систем, эффективностью защитных и природоохранных мероприятий и динамикой экологической ситуации.
3.3. Задачи инженерно-экологических изысканий определяются особенностями природной обстановки, характером существующих и планируемых антропогенных воздействий и меняются в зависимости от стадии проектно-изыскательских работ.
3.4. Материалы инженерно-экологических изысканий должны
обеспечивать разработку Декларации (ходатайства о намерениях)
градостроительной документации, разделов «Оценка воздействия на
окружающую среду» (ОВОС) на стадии обоснований инвестиций и
«Охрана окружающей среды» (ООС) в проекте строительства.
3.5. Инженерно-экологические изыскания являются самостоя
тельным видом комплексных инженерных изысканий для строи
тельства и могут выполняться как в увязке с другими видами изыс
каний (инженерно-геодезическими, инженерно-геологическими,
инженерно-гидрометеорологическими), так и в отдельности, по
специальному техническому заданию заказчика — для оценки эко
логической обстановки на застраиваемых или застроенных терри
ториях в целях ликвидации негативных экологических последствий
хозяйственной и иной деятельности и оздоровления сложившейся
ситуации.
Изучение отдельных компонентов природной среды (в том числе
исследуемых обычно при инженерно-геологических, гидрометеорологических и других видах изысканий), значимых при оценке
экологической безопасности проектируемого строительства и влияющих на изменение природных комплексов в целом, может
быть включено в состав инженерно-экологических изысканий.
3.6. Инженерно-экологические изыскания для строительства
должны выполняться изыскательскими, проектно-изыскательскими
и другими организациями, независимо от формы собственности,
имеющими лицензию на право проведения таких работ.
Виды работ, ранее не входившие в состав инженерных изысканий и исследований, такие как почвенные, геоботанические, биологические, гидробиологические, исследования по оценке размеров, режима и сроков экологического попуска, санитарно-эпидемиологические и другие, должны производиться с привлечением
специализированных организаций или квалифицированных специалистов в соответствующих предметных областях с соблюдением установленных требований нормативных документов Госкомприроды России, а также государственных стандартов и ведомственных нормативных документов.
3.7. Техническое задание на выполнение инженерно-экологи
ческих изысканий должно содержать:
210
? сведения по расположению конкурентных вариантов разме
щения объекта (или расположение выбранной площадки);
? объемы изъятия природных ресурсов (водных, лесных, ми
неральных), площади изъятия земель (предварительное зак
репление, выкуп в постоянное пользование и т.п.), плодо
родных почв и др.;
? сведения о существующих и проектируемых источниках и
показателях вредных экологических воздействий (располо
жение, предполагаемая глубина воздействия, состав и со
держание загрязняющих веществ, интенсивность и частота
выбросов и т.п.);
? общие технические решения и параметры проектируемых
технологических процессов (вид и количество используе
мого сырья и топлива, их источники и экологическая безо
пасность, высота дымовых труб, объемы оборотного водо
снабжения, сточных вод, газоаэрозольных выбросов, сис
тема очистки и др.);
? данные о видах, количестве, токсичности, системе сбора,
складирования и утилизации отходов;
? сведения о возможных аварийных ситуациях, типах аварий,
залповых выбросах и сбросах, возможных зонах и объектах
воздействия, мероприятиях по их предупреждению и лик
видации.
3.8. Программа инженерно-экологических изысканий состав
ляется в соответствии с техническим заданием заказчика (инвес
тора) согласно требованиям действующих нормативных докумен
тов на инженерные изыскания для строительства.
3.9. Программа инженерно-экологических изысканий, как пра
вило, должна содержать:
♦ краткую природно-хозяйственную характеристику района раз
мещения объекта, в том числе сведения о существующих и
проектируемых источниках воздействия (качественные и при
их наличии — количественные характеристики);
данные об экологической изученности района изысканий;
сведения о зонах особой чувствительности территории к
предполагаемым воздействиям и наличии особо охраняемых объектов;
обоснование предполагаемых границ зоны воздействия (особенно по экологически опасным объектам) и, соответственно, границ территории изысканий;
обоснование состава и объемов изыскательских работ и необходимости организации экологического мониторинга;
211
♦ указания по методике выполнения отдельных видов работ,
предлагаемым методам прогноза и моделирования.
Состав и содержание разделов программы, а также
детальность их проработки могут меняться в зависимости от
местных условий, вида строительства и стадии проектноизыскательских работ.
Примечание. При авариях и стихийных бедствиях, чреватых тяжелыми последствиями для природных объектов и условий проживания населения, экологические изыскания и исследования проводятся по специальным программам, в
том числе по заданиям Министерства по чрезвычайным ситуациям (МЧС),
Госгортехнадзора и др.
3.10. При составлении программы инженерно-экологических
изысканий необходимо предусмотреть работы по выявлению су
ществующих природных и антропогенных изменений окружающей
среды и выделению ее компонентов, наиболее подверженных не
благоприятным воздействиям.
3.11. Номенклатуру показателей и характеристик состояния ок
ружающей природной среды, их наименования и
размерности,
термины и определения при инженерно-экологических изыскани
ях следует принимать в соответствии с требованиями «Системы
стандартов в области охраны природы и улучшения использова
ния природных ресурсов» (ГОСТ 17.0.0.01-76).
Метрологическое обеспечение единства и точности
измерений при инженерно-экологических изысканиях должно
осуществляться по ГОСТ 17.0.0.02-79.
4. Сос тав работ. Общие техничес кие требов ания
4.1. В состав инженерно-экологических изысканий входят:
?
?
?
?
сбор, обработка и анализ опубликованных и фондовых ма
териалов и данных о состоянии природной среды, поиск
объектов-аналогов, функционирующих в сходных природ
ных условиях;
экологическое дешифрирование аэрокосмических матери
алов с использованием различных видов съемок (черно-бе
лой, многозональной, радиолокационной, тепловой и др.);
маршрутные наблюдения с покомпонентным описанием
природной среды и ландшафтов в целом, состояния назем
ных и водных экосистем, источников и признаков загряз
нения;
проходка горных выработок для получения экологической
информации;
?
212
эколого-гидрогеологические исследования;
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
почвенные исследования;
геоэкологическое опробование и оценка загрязненности ат
мосферного воздуха, почв, грунтов, поверхностных и под
земных вод;
лабораторные химико-аналитические исследования;
исследование и оценка радиационной обстановки;
газогеохимические исследования;
исследование и оценка физических воздействий;
изучение растительности и животного мира;
социально-экономические исследования;
санитарно-эпидемиологические и медико-биологические ис
следования;
стационарные наблюдения (экологический мониторинг);
камеральная обработка материалов и составление отчета.
Назначение и необходимость отдельных видов работ и исследований, условия их взаимозаменяемости и сочетания с другими видами изысканий устанавливаются в программе инженерно-экологических изысканий в зависимости от вида строительства, характера
и уровня ответственности проектируемых зданий и сооружений,
особенностей природно-техногенной обстановки, степени экологической изученности территории и стадии проектно-изыскательских работ.
4.2. Сбор имеющихся материалов о природных условиях района
(площадки, участка трассы). Сбор, обобщение и анализ материалов при инженерно-экологических изысканиях для всех стадий
проектирования следует производить в архивах специально уполномоченных государственных органов в области охраны окружающей среды и их территориальных подразделений, центрах по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Росгидромета, центрах санитарно-эпидемиологического надзора Минздрава
России, в фондах изыскательских и проектно-изыскательских организаций Госстроя России, территориальных фондах Министерства
природных ресурсов Российской Федерации, а также в научноисследовательских организациях РАН, организациях других министерств и ведомств, выполняющих тематические ландшафтные,
почвенные, геоботанические, медико-биологические исследования на территории Российской Федерации.
Сведения о техногенной нагрузке на территорию могут быть
получены также в архивах областных, городских и районных органов по делам строительства и архитектуры, проектных и проектноизыскательских институтов, в управлениях действующих предприятий, управлениях водопроводно-канализационного хозяйства
213
городов, службах эксплуатации жилищно-коммунального хозяйства и мелиоративных систем.
♦ предварительное дешифрирование (до проведения
полевых
При инженерно-экологических изысканиях необходимо собирать
и анализировать:
?
?
?
?
опубликованные материалы и данные статистической от
четности соответствующих ведомств;
технические отчеты (заключения) об инженерно-экологи
ческих, инженерно-геологических, гидрогеологических
изысканиях и исследованиях, стационарных наблюдениях
на объектах в районе проектируемого строительства;
литературные данные и отчеты о научно-исследовательских
работах по изучению природных условий территории и со
стояния компонентов природной среды на конкурент
ных площадках размещения объекта;
графические материалы (геологические, гидрогеологичес
кие, инженерно-геологические, ландшафтные, почвенные,
растительности, зоогеографические и другие карты и схе
мы) и пояснительные записки к ним.
4.3. Дешифрирование аэрокосмоснимков (АКС) выполняется с
привлечением собранных картографических и иных материалов для:
?
?
?
?
?
♦
привязки АКС к топооснове разных масштабов и существу
ющим схемам ландшафтного, геоструктурного, инженер
но-геологического и других видов районирования;
выявления участков развития опасных геологических, гидро
метеорологических и техноприродных процессов и явлений;
выявления техногенных элементов ландшафта и инфраструк
туры, влияющих на состояние природной среды (промобъектов, транспортных магистралей, трубопроводов, карье
ров и др.);
предварительной оценки негативных последствий прямого
антропогенного воздействия (ареалов загрязнения, гарей,
вырубок и других нарушений растительного покрова, изъя
тия земель и т.п.);
слежения за динамикой изменения экологической обста
новки;
планирования числа, расположения и размеров ключевых
u
участковой" контрольно-увязочных маршрутов для наземного обоснования.
Рекомендуется выполнять:
работ);
214
? полевое дешифрирование (в процессе проведения полевых
работ)
? окончательное дешифрирование (при камеральной обработ
ке материала, выполнении экстраполяционных операций и
составлении отчета).
4.4. Для повышения достоверности распознавания объектов при
экологическом дешифрировании, исключения технического брака
используемых снимков и отслеживания динамики развития процес
сов следует применять способ сравнительного дешифрирования раз
новременных изображений территории, полученных с различными
временными интервалами и в разные сезоны года, или одновремен
ной съемки на различные типы пленок и другие материалы.
4.5. На основании результатов сбора материалов и данных о со
стоянии природной среды и предварительного дешифрирования
составляются схематические экологические карты и схемы хозяй
ственного использования территории, предварительные легенды, ландшафтно-индикационные таблицы, оценочные шкалы и классифи
кации, а также планируются наземные маршруты с учетом располо
жения выявленных источников техногенных воздействий.
Итоги предполевого этапа используются для корректировки программы работ и составления оптимальной схемы комплексирования дистанционных и наземных исследований.
4.6. Маршрутные наблюдения должны предшествовать другим
видам полевых работ и выполняться после сбора и анализа имею
щихся материалов о природных условиях и техногенном использо
вании исследуемой территории. Маршрутные наблюдения следует
сопровождать полевым дешифрированием, включающим уточне
ние дешифровочных признаков, контроль результатов дешифри
рования, корректировку ландшафтно-индикационных таблиц, эта
лонирование.
4.7. Маршрутные инженерно-экологические наблюдения выпол
няются для получения качественных и количественных показателей
и характеристик состояния всех компонентов экологической обста
новки (геологической среды, поверхностных и подземных вод, почв,
растительности и животного мира, антропогенных воздействий), а
также комплексной ландшафтной характеристики территории с уче
том ее функциональной значимости и экосистем в целом.
4.8. Маршрутное геоэкологическое обследование застроенных тер
риторий должно включать:
♦ обход территории (при необходимости совместно со спе
циалистами природоохранных служб) и составление схемы
расположения промпредприятий, свалок, полигонов твер-
215
дых бытовых отходов (ТБО), шлако- и хвостохранилищ,
отстойников, нефтехранилищ и других потенциальных источников загрязнения с указанием предполагаемых причин
и характера;
? опрос местных жителей о специфике использования тер
ритории (с ретроспективой до 40—50 лет и более) с целью
выявления участков размещения ныне ликвидированных
промышленных предприятий, утечек из коммуникаций,
прорывов коллекторов сточных вод, аварийных выбросов,
использования химических удобрений и т.п.;
? выявление и нанесение на схемы и карты фактического мате
риала визуальных признаков загрязнения (пятен мазута, хи
микатов, нефтепродуктов, мест хранения удобрений, несанк
ционированных свалок пищевых и бытовых отходов, источ
ников резкого химического запаха, метанопроявлений и т.п.).
4.9. Горные выработки следует проходить для:
? оценки инженерно-геологических условий площадок (соста
ва и проницаемости почв, грунтов и горных пород, наличия
водоупоров и гидравлической взаимосвязи между водоносны
ми горизонтами и с поверхностными водами, направлений
и скорости движения потока грунтовых вод) с точки зрения
возможной мобильности и условий аккумуляции загрязнений;
? отбора проб почв, грунтов, подземных вод для определения
химического состава и концентрации вредных компонентов;
? определения опасности эмиссии газообразных загрязните
лей в воздух и грунтовые воды.
4.10. Горные выработки следует размещать по створам, перпен
дикулярным к границам геоморфологических элементов, с учетом
расположения источников загрязнения, а также основных направ
лений воздушных потоков, поверхностного и подземного стока,
уклонов поверхности, состава поверхностных отложений и других
факторов.
Расстояние между выработками должно определяться их назначением, стадией изысканий, особенностями местных
условий и отвечать масштабу выполняемых исследований.
Глубина выработок определяется глубиной залегания и мощностью первого от поверхности водоносного горизонта, глубиной
кровли первого водоупора, мощностью загрязненной зоны.
Примечание. При проведении комплексных инженерных изысканий часть выработок, отвечающих по расположению и глубине комплексу решаемых задач,
должна использоваться одновременно для инженерно-экологических, инженерно-геологических и гидрогеологических наблюдений и опробования.
216
4.11. Эколого-гидрогеологические исследования необходимо вы
полнять в комплексе с гидрогеологическими исследованиями при
инженерно-геологических изысканиях.
При изучении гидрогеологических условий в соответствии с
конкретными задачами инженерно-экологических изысканий следует устанавливать:
? наличие водоносных горизонтов, которые могут испыты
вать негативное влияние в процессе строительства и эксплуа
тации объекта и подлежащих защите от загрязнения и ис
тощения;
? условия залегания, распространения и естественную защи
щенность этих горизонтов (в особенности, первого от по
верхности);
? состав, фильтрационные и сорбционные свойства грунтов
зоны аэрации и водовмещающих пород;
? наличие верховодки;
? глубину залегания первого от поверхности водоупора;
? закономерности движения фунтовых вод, условия их пита
ния и разгрузки, режим, наличие гидравлической взаимо
связи между горизонтами и с поверхностными водами;
? химический состав грунтовых вод, их загрязненность вред
ными компонентами и возможность влияния на условия
проживания населения;
? возможность влияния техногенных факторов на изменение
гидрогеологических условий;
? наличие лечебных вод (ресурсов).
4.12. Гидрогеологические параметры (коэффициенты фильтра
ции и другие характеристики, требующие проведения полевых
опытных работ) при комплексных изысканиях надо определять в
составе гидрогеологических исследований.
4.13. Гидрохимические исследования при инженерно-экологи
ческих изысканиях выполняются для оценки загрязненности по
верхностных вод, выявления ореола загрязнения грунтовых вод,
состава и концентрации загрязнителей, источников загрязнения и
оценки влияния этого загрязнения на состояние экосистем и здо
ровье населения.
Опробование и оценку загрязненности поверхностных и подземных вод следует выполнять в соответствии с пп. 4.31—4.39.
4.14. Почвенные исследования выполняются для:
♦ выбора места размещения площадки строительства на ме
нее плодородных почвах и с целью максимального сохра
нения лесного фонда;
217
?
?
?
?
определения влияния проектируемого сооружения на приле
гающие сельскохозяйственные и лесные угодья для разработки мероприятий по их защите от вредного воздействия промышленных выбросов и сбросов токсичных ингредиентов;
оценки возможности изъятия земель, исходя из их ценнос
ти, а также возможности размещения отходов;
разработки схем озеленения населенных пунктов и созда
ния рекреационных зон;
оценки загрязненности почв на территориях сельскохозяй
ственных угодий и на площадках строительства.
4.15. Исходные характеристики и параметры типов почв следует
определять на основе сбора, обобщения и анализа имеющихся
материалов Государственного земельного кадастра, территориаль
ных комплексных схем охраны природы, мелко- и среднемасштабных ландшафтных, почвенных и других карт, опубликованных
материалов, данных Минсельхозпрода России, научно-исследова
тельских организаций и проектных институтов.
Сбору и анализу подлежат данные о типах и подтипах почв, их
положении в рельефе, почвообразующих и подстилающих породах, геохимическом составе, почвенных процессах (засолении,
подтоплении, дефляции, эрозии), степени деградации (истощение, физическое разрушение, химическое загрязнение).
При недостаточности собранных материалов проводят почвенную съемку или почвенно-геоморфологическое профилирование,
сопровождающееся опробованием почв по типам ландшафтов с
учетом их функциональной значимости, оценкой их существующего и потенциального использования, мощности почвенного слоя,
потенциальной опасности эрозии, дефляции и других негативных
почвенных процессов, параметров загрязненности различными
веществами.
Картирование почв по ареалам их распространения необходимо производить в соответствии с ГОСТ 17.4.2.03-86.
Опробование и оценку загрязненности почв выполняют в соответствии с пп. 4.18-4.30.
4.16. Геоэкологическое опробование атмосферного воздуха, почв,
грунтов, поверхностных и подземных вод в зонах влияния хозяй
ственных объектов и на селитебных территориях для оценки их
загрязнения должно включать набор показателей, контролируе
мых согласно действующим нормативам для промышленного и
гражданского строительства.
Размещение точек опробования устанавливается в
программе изысканий в зависимости от ожидаемой структуры
поля загрязне218
ний, преобладающих направлений движения воздушных масс,
особенностей поверхностного, руслового и подземного стока, геологического строения территории.
Принятая система опробования должна обеспечивать изучение
зоны загрязнения в плане и в вертикальном разрезе по основным
компонентам окружающей среды, выявление источников загрязнения, путей миграции, ареалов и потоков рассеяния и аккумуляции веществ-загрязнителей.
4.17. Опробование атмосферного воздуха должно осуществлять
ся в составе гидрометеорологических изысканий на стационарных,
маршрутных и передвижных постах наблюдения.
Измерения, обработка результатов наблюдений и оценка загрязненности воздуха выполняются в соответствии с ГОСТ 17.2.3.01-86,
ГОСТ 17.2.1.03-84, ГОСТ 17.2.4.02-81, ГОСТ 17.2.6.01-85, ГОСТ 17.2.6.0285
согласно
нормативно-методическим
и
инструктивным
документам Росгидромета и санэпиднадзора Минздрава России.
Степень загрязнения воздуха устанавливается по кратности превышения результатов измерений содержания вредных компонентов над ПДК с учетом класса опасности, суммарного биологического
действия загрязнений воздуха при определенной частоте превышений ПДК.
В соответствии с действующими ПДК для оценки степени загрязнения воздуха используются значения максимально-разовых,
среднесуточных и среднегодовых концентраций загрязняющих веществ (не менее чем за два последних года).
Косвенная оценка загрязненности воздуха осуществляется посредством почвенной и снеговой съемки.
4.18. Опробование почв и грунтов при инженерно-экологичес
ких изысканиях для строительства следует выполнять для их экотоксикологической оценки как компонента окружающей среды,
способного накапливать значительные количества загрязняющих
веществ и оказывать влияние на состояние здоровья населения
непосредственно и через потребляемую сельскохозяйственную
продукцию.
4.19. Отбор проб почвы нужно производить в соответствии с
ГОСТ 17.4.3.01-83, ГОСТ 17.4.4.02-84 и ГОСТ 28168-89.
Опробование рекомендуется производить из поверхностного
слоя методом «конверта» (смешанная проба на площади 20—25 м2)
на глубину 0,0—0,30 м, в полях и огородах — на глубину пахотного
слоя; отбор проб грунтов из скважин — методом индивидуальной
пробы, но не реже чем через 1 м, на глубину зоны загрязнения.
Количество и расположение проб, а также расстояние между
пробами устанавливаются в программе изысканий в зависимости
219
от вида и назначения проектируемого объекта, природно-техногенных условий района исследований и стадии проектно-изыскательских работ.
4.23. Экологическое состояние почв селитебных территорий сле
дует считать относительно удовлетворительным при соблюдении
следующих условий:
4.20. Химическое загрязнение почв и грунтов оценивается по
суммарному показателю химического загрязнения (Zc), являющемуся индикатором неблагоприятного воздействия на здоровье
населения.
220
Суммарный показатель химического загрязнения (Zc) характеризует степень химического загрязнения почв и грунтов обследуемых территорий вредными веществами различных классов опасности и определяется как сумма коэффициентов концентрации
отдельных компонентов загрязнения по формуле:
Zc = Кс, +...+ Кс,+...+ Кс - (п - 1),
где п — число определяемых компонентов, Кс, — коэффициент
концентрации i-ro загрязняющего компонента, равный кратности
превышения содержания данного компонента над фоновым значением.
Для загрязняющих веществ неприродного происхождения коэффициенты концентрации определяют как частное от деления
массовой доли загрязнителя на его ПДК.
4.21. Для получения данных о региональных фоновых уровнях
загрязнения почв должны быть отобраны фоновые пробы почв вне
сферы локального антропогенного воздействия. Отбор фоновых проб
производится на достаточном удалении от поселений (с наветрен
ной стороны), не менее чем в 500 м от автодорог, на землях (лу
гах, пустошах), где не осуществлялось применение пестицидов и
гербицидов. При отсутствии фактических данных по региональнофоновому содержанию контролируемых химических элементов в
почве допускается использование справочных материалов или ори
ентировочных значений, приведенных в таблице 4.1.
Если фактические данные опробования не превышают фоновых величин, дальнейшие исследования и мероприятия можно
не проводить.
4.22. К дополнительным показателям экологического состояния
почв селитебных территорий относятся генотоксичность (рост чис
ла мутаций по сравнению с контрольным, число раз) и показате
ли биологического загрязнения: число патогенных микроорганиз
мов, коли-титр (наименьшая масса почвы в г, в которой содер
жится 1 кишечная палочка) и содержание яиц гельминтов.
— суммарный показатель химического загрязнения (Zc) — не
более 16;
— число патогенных микроорганизмов в 1 г почвы — менее
— коли-титр — более 1,0;
— яйца гельминтов в 1 кг почвы — отсутствуют;
— генотоксичность почвы — не более 2.
4.24 При загрязнении почвы одним компонентом неорганической
природы определяются класс опасности элемента, его ПДК и Кд — по
одному из четырех критериев эколого-токсикологического состояния.
В зависимости от фактического содержания элемента по табл.
4.2 и 4.3 оценивается степень загрязнения почвы. (Оценка степени
загрязнения почв химическими веществами дана в табл. 4.1).
Таблица 4.1
Фоновые содержания валовых форм тяжелых металлов и мышьяка в почвах (мг/кг)
(ориентировочные значения для средней полосы России)
Почвы
Zn
Cd
Pb
Hg
Си
Co
Ni
As
Дерново-подзолистые
песчаные и супесчаные
28
0,05
6
0,05
8
3
6
1,5
Дерново-подзолистые
суглинистые и глинистые
45
0,12
15
0,10
15
10
30
2,2
Серые лесные
Черноземы
Каштановые
Сероземы
60
68
54
58
0,20
0,24
0,16
0,25
16
20
16
18
0,15
0,20
0,15
0,12
18
25
20
18
12
25
12
12
35
45
35
40
2,6
5,6
5,2
4,5
Таблица 4.2
Критерии оценки степени загрязнения почвы неорганическими веществами
Содержание в почве,
мг/кг
Жтах
ОТ ПДК до Ктах
ОТ 2 фоновых значений
до ПДК
Класс опасности соединений
Очень сильная
1
Очень сильная
Слабая
2
Очень сильная
Сильная
Слабая
3
Сильная
Средняя
Слабая
221
Таблица
41 Критерии оценки степени загрязнения почвы органическими веществами
Содержание в почве,
мг/кг
>5ПДК
От 2 до 5 ПДК
Класс опасности соединений
2
3
Очень сильная
Сильная
Средняя
Сильная1
Средняя
Слабая
4.25. При загрязнении почвы одним компонентом органичес
кого происхождения степень загрязнения определяется исходя
его ПДК и класса опасности по табл. 4.3.
При многокомпонентном загрязнении допускается оценка сте«
пени опасности по компоненту с максимальным содержанием.
4.26. Определение классов опасности, предельно допустимых KOHцентраций (ПДК), ориентировочно допустимых концентрации
(ОДК) загрязняющих веществ и общую оценку санитарного
стояния почв следует производить в соответствии с нормативны
ми документами Минздрава (СанПиН 42-128-4433-87) и государ
ственными стандартами Российской Федерации (ГОСТ17.4.2.0181; ГОСТ 17.4.1.02-83; ГОСТ 17.4.1.03-84; ГОСТ 17.4.3.04-85; ГО(
17.4.3.06-86), а также дополнениями, утвержденными заместите
лем Главного санитарного врача СССР 19 ноября 1991 г. № 6229-9
и Постановлением Госкомсанэпиднадзора России № 13 от 27декабря 1994 г. (ГН 2.1.7.020-94).
:
4.27. Согласно п. 4.2 СНиП 10-01-94 в целях обеспечения взаимопонимания при осуществлении всех видов строительной дея
тельности и устранения технических барьеров в международном
сотрудничестве при необходимости (например, по требован
зарубежных инвесторов) может быть выполнена дополнительная
оценка загрязнения и эколого-гигиенической опасности почв в
соответствии с действующими зарубежными нормами.
4.28. В случае, если фактически наблюдаемые концентрации!
загрязняющих веществ превышают максимально допустимые значения, принятие решений о продолжении исследований и необходимости санации почв осуществляется с учетом факторов риска, стоимости рекультивационных мероприятий, реального влияния загрязнений на охраняемые объекты, отсутствия отрицательных!
вторичных последствий санации и других обстоятельств.
4.29. Опробование грунтов на содержание легколетучих токсикантов и других загрязнителей, проникающих в подпочвенные горизонты на глубину до 3—3,5 м (бензол, толуол, ксилол, этилбензол, хлорированные углеводороды, нефть и нефтепродукты), еле-
222
дует производить в шурфах, скважинах и других горных выработках
послойно (с глубины 0-0,2; 0,2-0,5; 0,5-1,0 м и далее не реже чем
через 1,0 м) на всю глубину зараженной области.
4.30. На территории бывших отвалов, вблизи коллекторов, под
земных газовых коммуникаций, хранилищ промышленных и бы
товых отходов должен осуществляться отбор проб почвенного воз
духа для контроля содержания метана, легколетучих хлорирован
ных углеводородов.
Предельно допустимая величина содержания легколетучих хлорированных углеводородов в почвенном воздухе не должна превышать 10 мг/м3.
4.31. Опробование и оценку загрязненности поверхностных и под
земных вод при инженерно-экологических изысканиях следует
производить для:
?
?
оценки качества воды источников водоснабжения и выпол
нения требований к соблюдению зон санитарной охраны
водозаборных сооружений;
оценки качества воды, не используемой для водоснабже
ния, но являющейся компонентом природной среды, под
верженным загрязнению, а также агентом переноса и рас
пространения загрязнений.
Гидрологические исследования водного режима, гидрохимические и гидробиологические исследования водных объектов при
комплексном проведении инженерных изысканий следует выполнять в составе гидрометеорологических изысканий.
4.32. Опробование и оценку качества поверхностных и подзем
ных вод, используемых как источник водоснабжения для хозяй
ственно-питьевых и коммунально-бытовых нужд, рекреационных
и других целей, осуществляют в соответствии с установленными
санитарными нормами и государственными стандартами качества
воды по ПДК применительно к видам водопользования (ГОСТ
17.1.1.03-86; ГОСТ 17.1.1.04-80; ГОСТ 17.1.3.06-82; ГОСТ 17.1.3.0782; ГОСТ 17.1.5.02-80; ГОСТ 17.1.2.04-77; ГОСТ 2761-84; ГОСТ
2874-82; СанПиН 2.1.4.027-95; Сан-ПиН 2.1.4.544-96).
4.33. Общие требования к охране поверхностных вод от загряз
нения определены ГОСТ 17.1.3.13-86. При определении опасности
загрязнения и контроле качества морских вод следует руководство
ваться ГОСТ 17.1.3.08-82 и СанПиН 4631-88.
Общие требования к охране поверхностных и подземных вод
от загрязнения пестицидами, нефтью и нефтепродуктами, мине-
ральными удобрениями устанавливаются в соответствии с ГОСТ
17.1.3.04-82; ГОСТ 17.1.3.05-82; ГОСТ 17.1.3.11-84.
223
4.34. Отбор проб воды из поверхностных водотоков (реки, ру
чьи), водоемов (пруды, озера, водохранилища), накопителей сточ
ных вод, коллекторов и их анализ производят в соответствии с
установленными государственными стандартами, нормативно-ме
тодическими и инструктивными документами Росгидромета, Гос
комприроды, Госкомрыболовства и Минздрава России. При про
ведении комплексных изысканий опробование поверхностных во
дотоков и водоемов производится в составе гидрометеорологических
изысканий.
Отбор, консервацию, хранение и транспортировку проб воды
необходимо выполнять в соответствии с ГОСТ 17.1.5.05-85, ГОСТ
4979-49, ГОСТ 17.1.5.04-81, ГОСТ 24481-80. Объем проб для экологической оценки загрязнения питьевой воды и водоисточников питьевого и рекреационного назначения должен составлять не менее 3
л.
4.35. Показатели санитарно-эпидемиологического состояния
во
доисточников питьевого и рекреационного назначения должны ус
танавливаться в соответствии с действующими санитарными нор
мами Российской Федерации (ГОСТ 2874-82, СанПиН 4630-88,
СанПиН 2.1.4.027-95, СанПиН 2.1.4.544-96). К основным пока
зателям относятся эпидемическая опасность воды (наличие пато
генных микроорганизмов, коли-титр), содержание токсических
веществ 1-го и 2-го классов опасности и наличие возбудителей
паразитарных болезней и микозов человека. Показатели, характе
ризующие загрязнение водоисточников и питьевой воды веще
ствами 3-го и 4-го классов опасности, а также физико-химичес
кие и органолептические характеристики воды относятся к до
полнительным.
4.36. Заключение о степени санитарно-экологического неблаго
получия может быть сделано на основе стабильного сохранения
негативных значений основных показателей за период не менее
одного года, при этом, как правило, отклонения от нормы долж
ны наблюдаться по нескольким критериям, за исключением слу
чаев загрязнения водоисточников питьевого назначения патоген
ными микроорганизмами и возбудителями паразитарных заболе
ваний, а также особо токсичными веществами, когда заключение
может быть сделано на основании одного критерия.
4.37. Геоэкологическое опробование грунтовых вод, не исполь
зуемых для водоснабжения, следует производить преимуществен
но при оценке загрязненности территорий, предназначенных для
жилищного строительства, и установлении необходимости их са
нирования, а также в зонах влияния хозяйственных объектов.
Отбор грунтовых вод производят из верховодки и первого
от
поверхности
водоносного
горизонта
(либо
при
соответствующем
224
обосновании из других водоносных горизонтов), после желонирования или прокачки скважины (шурфа) и восстановления уровня.
Объем пробы должен составлять не менее 3 л.
4.38. Оценку загрязнения грунтовых вод, не используемых
для водоснабжения, на участках жилой застройки, а также в зонах
влияния хозяйственных объектов следует производить в
соответствии с табл. 4.4.
Таблица 4.4
Критерии оценки степени загрязнения подземных вод в зоне
влияния хозяйственных объектов
(Критерии оценки экологической обстановки территории для
выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон
экологического бедствия, утвержденные Минприроды России
30 ноября 1992 г.)
Определяемые показатели
Основные показатели: содержание загрязняющих веществ
(нитраты, фенолы, тяжелые
металлы, синтетические поверхностно активные вещества СПАВ, нефть), ПДК
хлорорганические соединения, ПДК
Зона
Чрезвычайная
экологического экологическая
бедствия
ситуация
Относительно
удовлетворительная
ситуация
>100
10-100
3-5
>3
1-3
<1
канцерогены — бенз(а)пирен,
ПДК
площадь области загрязнения, км2
минерализация, г/л
>3
1-3
<1
>8
3-5
<0,5
>100
10-100
<3
Дополнительные показатели:
растворенный кислород, мг/л
<1
4-1
>4
4.39. При необходимости (например, по требованию зарубеж
ных инвесторов) дополнительная оценка загрязненности грунто
вых вод, не используемых для водоснабжения, может быть выпол
нена в соответствии с действующими зарубежными нормами.
4.40. Лабораторные исследования при инженерно-экологичес
ких изысканиях проводят для оценки загрязнения почв, грунтов,
поверхностных и подземных вод вредными химическими вещества
ми или их соединениями различных классов токсичности, как не
органического, так и органического происхождения, а также оцен
ки сорбционной способности почв и грунтов.
225
15-9532
4.41. Лабораторные химико-аналитические исследования долж
ны выполняться в соответствии с унифицированными методика
ми и государственными стандартами ГОСТ 17.1.3.07-82; ГОСТ
17.1.3.08-82; ГОСТ 2874-82; ГОСТ 17.1.4.01-80; ГОСТ 17.4.3.03-85.
Допускается экспериментальное использование апробированных на практике новых методов при соответствующем обосновании в программе работ.
4.42. Набор анализируемых компонентов устанавливается тех
ническим заданием в зависимости от вида строительства, стадии
изысканий и предполагаемого состава загрязнителей с учетом вида
деятельности, вызывающей загрязнение.
В перечень определяемых химических элементов и соединений
входят: тяжелые металлы, мышьяк, фтор, бром, сера, аммоний,
цианиды, фосфаты, ароматические соединения (бензол, толуол,
ксилол, фенолы), полициклические углеводороды (бенз(а)пирен),
хлорированные углеводороды (алифатические, полихлорбифенилы, полиароматические), хлорорганические и фосфорорганические соединения (пестициды), нефть и нефтепродукты, минеральные масла.
4.43. Все химико-аналитические исследования должны прово
диться в лабораториях, прошедших государственную аттестацию и
получивших соответствующий сертификат (лицензию).
4.44. Исследование и оценка радиационной обстановки в составе
инженерно-экологических изысканий для строительства выполня
ются на основании Федерального Закона «О радиационной безопас
ности населения», 1995 г. и Закона РСФСР «О санитарно-эпидеми
ологическом благополучии населения», 1992 г., в соответствии
с нормами радиационной безопасности НРБ-96 (ГН 2.6.1.054-96)
и основными санитарными правилами работы с радиоактивными
веществами и другими источниками ионизирующих излучений
(ОСП-72/87), а также ведомственными нормативно-методичес
кими и инструктивными документами Минздрава и Госкомпри
роды России, Министерства природных ресурсов Российской Фе
дерации и Росгидромета.
4.45. Радиационно-экологические исследования должны вклю
чать:
? оценку гамма-фона на территории строительства;
? определение радиационных характеристик источников во
доснабжения;
? оценку радоноопасности территории.
4.46. Основными источниками радиоактивного загрязнения ок
ружающей среды служат ядерно-технические установки, предпри-
226
ятия, работающие с радионуклидами, хранилища радиоактивных
отходов, следы ядерных взрывов и др.
227
15*
Радиоактивными загрязнителями являются техногенные радионуклиды (ТРН), аккумулирующиеся на участках захоронений, санкционированных и несанкционированных свалок, аварий, неконтролируемых протечек и газоаэрозольных выбросов, поступающие в
почвы, грунты и фунтовые воды непосредственно на территории
строительства или в процессе миграции с прилегающих территорий.
Радионуклидный состав загрязнений грунтов зависит от источника загрязнений, способа их поступления в грунты (поверхностное, с грунтовыми водами, из подземных захоронений) и
сорбционных свойств грунтов. Глубина проникновения радионуклидов с поверхности на легких грунтах — до 50—100 см; основное
количество техногенных радионуклидов сосредоточено в верхнем
10-сантиметровом слое почвы.
4.47. Степень радиоэкологической безопасности человека, прожи
вающего на загрязненной территории, определяется годовой эффек
тивной дозой радиоактивного облучения от природных и техноген_ных источников. При этом доза от техногенных источников согласно
НРБ-96 не должна превышать 1 мЗв/год (или 0,1 бэр/год) в среднем
за любые последовательные пять лет, что соответствует рекоменда
ции Международной комиссии по радиологической медицине. Тер
ритории, в пределах которых среднегодовые значения эффективной
дозы облучения (сверх естественного фона) находятся в диапазоне
5—10 мЗв/год, необходимо относить к территориям чрезвычайной
экологической ситуации, а более 10 мЗв/год — к зонам экологичес
кого бедствия.
Нормальный естественный уровень мощности эквивалентной
дозы (МЭД) внешнего гамма-излучения на открытых территориях
в средней полосе России составляет от 0,1 до 0,2 мкЗв/час, а в
отдельных, например, в предгорных и горных районах — до
0,3 мкЗв/час. При локальных загрязнениях критерии вмешательства при облучениях, дополнительных к естественному фону, принимаются в соответствии с НРБ — 96.
4.48. Предварительная оценка радиационной обстановки при ин
женерно-экологических изысканиях должна проводиться по дан
ным специальных служб Росгидромета, осуществляющих общий
контроль за радиоактивным загрязнением окружающей среды, а
также по материалам центров санитарно-эпидемиологического
надзора Минздрава России и территориальных подразделений спе
циально уполномоченных государственных органов в области ох
раны окружающей среды, осуществляющих контроль за уровнем
радиационной безопасности населения.
4.49.
Для выявления и оценки опасности источников
внешнего
гамма-излучения проводятся:
? радиационная съемка (определение мощности эквивалент
ной дозы внешнего гамма-излучения);
? радиометрическое опробование с последующим гамма-спек
трометрическим или радиохимическим анализом проб в
лаборатории (определение радионуклидного состава загряз
нений и их активности).
4.50. Маршрутную гамма-съемку территории следует выполнять
с одновременным использованием поисковых гамма-радиометров
и дозиметров. Поисковые радиометры используются в режиме про
слушивания звукового сигнала для обнаружения зон с повышен
ным гамма-фоном. При этом на территории по возможности про
водится сплошное прослушивание при перемещениях радиометра
по прямолинейным или Z-образным маршрутам.
Дозиметры используются для измерения МЭД внешнего гамма-излучения в контрольных точках по сетке, шаг которой определяется в зависимости от масштаба съемки и местных условий.
Измерения проводятся на высоте 0,1 м над поверхностью почвы, а
также в скважинах, вскрывающих насыпные грунты.
4.51. Усредненное, характерное для данной территории число
вое значение МЭД устанавливается местными органами санэпиднадзора. Участки, на которых фактический уровень МЭД превы
шает обусловленный естественным гамма-фоном, рассматрива
ются как аномальные. В зонах выявленных аномалий гамма-фона
интервалы между контрольными точками должны последователь
но сокращаться до размера, необходимого для оконтуривания зон
с уровнем МЭД > 0,3 мкЗв/час. На таких участках для оценки
величины годовой эффективной дозы должны быть определены
удельные активности техногенных радионуклидов в почве и по согла
сованию с органами Госсанэпиднадзора решен вопрос о необходи
мости проведения дополнительных исследований или дезактивационных мероприятий.
Масштабы и характер защитных мероприятий определяются с
учетом интенсивности радиационного воздействия загрязнений на
население.
4.52. Все результаты измерений следует заносить в полевые
журналы и наносить на карту (схему) распределения мощности
доз гамма-излучения, с привязкой контрольных точек к топогра
фическому плану местности.
4.53. Объектами радиометрического опробования должны слу
жить почвы и фунты различных типов ландшафтов, поверхност228
ные и подземные воды (в первую очередь, в зоне действующих
водозаборов), донные осадки водоемов и техногенные объекты
(карьеры, терриконы, свалки, полигоны промышленных и бытовых отходов, склады строительных материалов, а также консервируемые объекты с повышенной радиоактивностью).
4.54. Отбор проб почв и грунтов производится специальными
пробоотборниками, соответствующими необходимой глубине от
бора. Исследование вертикального загрязнения почв и грунтов про
изводится послойно, лабораторным методом по ГОСТ 30108-94.
Отбор проб воды производится с помощью погружного вибронасоса или шланговым пробоотборником типа «Спрут» с одновременным
концентрированием
радионуклидов
и
их
извлечением с помощью различных сорбентов.
Отбор и обработка проб и определение изотопного состава и
концентраций радионуклидов должны производиться в соответствии с установленными методиками Росгидромета и Минздрава
России в лабораториях, имеющих лицензии на производство соответствующих работ.
4.55. Методика отбора проб при радиационном обследовании
подворий, а также объем и порядок радиационного контроля для
оценки внутреннего облучения и определения радионуклидов в
атмосферном воздухе должны приниматься в соответствии с «Ме
тодическими рекомендациями по оценке радиационной обстанов
ки в населенных пунктах», утвержденными Минздравом России и
Росгидрометом (1990 г.), «Инструкцией по измерению гамма-фона
в городах и населенных пунктах» Минздрава СССР № 3255 от
09.04.85 г., а также «Инструкцией и методическими указаниями
по оценке радиационной обстановки на загрязненных территори
ях» Межведомственной комиссии по радиационному контролю при
родной среды (1989 г.).
4.56. Принятие решений по ограничению облучения населения от
природных и техногенных источников ионизирующего излучения
при обращении с почвами, грунтами, твердыми строительными,
промышленными и другими отходами, содержащими гамма-излучающие радионуклиды, должно осуществляться в соответствии с
НРБ-96.
4.57. Источники водоснабжения классифицируются как радиационно-безопасные, если удельные активности радионуклидов в
воде не превышают пределов, указанных в пп. 7.2.4, 7.3.6 и прило
жении П-2 НРБ-96 (ГН 2.6.1.054-96).
4.58. Радоноопасность территории определяется плотностью
потока радона с поверхности грунта и содержанием радона в воз
духе построенных зданий и сооружений.
229
Оценка потенциальной радоноопасности территории осуществляется по комплексу геологических и геофизических признаков. К
геологическим признакам относятся: наличие определенных
петрографических типов пород, разрывных нарушений, сейсмическая активность территории, присутствие радона в подземных
водах и выходы радоновых источников на поверхность. Геофизические признаки включают:
? высокую удельную активность радия в породах, слагающих
геологический разрез;
? уровни объемной активности ОА радона (концентрация) в
почвенном воздухе, ЭРОА радона в зданиях и сооружени
ях, эксплуатируемых на исследуемой территории и в при
легающей зоне. Наличие данных о зарегистрированных зна
чениях эквивалентной равновесной объемной активности
(ЭРОА) радона, превышающих 100 Бк/м 3, в эксплуатиру
емых в исследуемом районе зданиях служит основанием
для классификации территории как потенциально радоноопасной.
4.59. На предпроектных стадиях должна быть выполнена пред
варительная оценка потенциальной радоноопасности территории.
На стадии проекта производится уточнение радоноопасности
площадки и определение класса требуемой противорадоновой
защиты зданий.
4.60. Все результаты обработки измерений физических характе
ристик среды, определяющих радиационно-экологическую обста
новку, должны заноситься в банки данных территориальных изыс
кательских организаций, территориальных подразделений специ
ально уполномоченных государственных органов в области охраны
окружающей среды Государственного комитета Российской Феде
рации по охране окружающей среды и органов санитарно-эпиде
миологического надзора Минздрава России.
4.61. Газогеохимические исследования в составе инженерно-эко
логических изысканий необходимо выполнять на участках распро
странения насыпных грунтов с примесью строительного, промыш
ленного мусора и бытовых отходов (участках несанкционирован
ных бытовых свалок) мощностью более 2,0—2,5 м, использование
которых для строительства требует проведения работ по рекульти
вации территории.
4.62. Основная опасность использования насыпных грунтов в
качестве оснований сооружений связана с их способностью гене
рировать биогаз, состоящий из горючих и токсичных компонентов.
Главными из них являются метан (до 40—60% объема) и двуокись
230
углерода; в качестве примесей присутствуют: тяжелые углеводородные газы, окислы азота, аммиак, угарный газ, сероводород,
молекулярный водород и др. Биогаз образуется при разложении
«бытовой» органики в результате жизнедеятельности анаэробной
микрофлоры в грунтовой толще на глубине более 2,0—2,5 м. В верхних аэрируемых слоях грунтовых толщ происходит аэробное окисление органики и продуктов биогазообразования.
Биогаз сорбируется вмещающими насыпными грунтами и отложениями естественного генезиса, растворяется в грунтовых водах и верховодке и диссипирует в приземную атмосферу.
4.63. При строительстве на насыпных грунтах возникает опас
ность накопления биогаза в технических подпольях зданий и ин
женерных коммуникациях до пожаро-, взрывоопасных концент
раций по метану (5—15% при С02 > 12,1%) или до токсичных со
держаний (выше ПДК) отдельных компонентов.
Потенциально опасными в газогеохимическом отношении считаются грунты с содержанием метана > 0,1% и С02> 0,5%; в опасных
грунтах содержание метана > 1,0% и СО2 до 10%; пожаровзрывоопасные грунты содержат метана > 5,0%, при этом содержание
СО 2 - п х Ю%.
4.64. Для оценки степени газогеохимической опасности насып
ных грунтов, определения возможности и условий использования
данной территории для строительства, а также для разработки си
стемы мер защиты зданий от биогаза и обеспечения экологически
благоприятных условий проживания населения проводятся:
? различные виды поверхностных газовых съемок (шпуровая,
эмиссионная), сопровождающиеся отбором проб грунто
вого воздуха и приземной атмосферы;
? скважинные газогеохимические исследования (с послойным
отбором проб грунтового воздуха, грунтов, подземных вод);
лабораторные исследования компонентного состава свобод
ного фунтового воздуха, газовой фазы грунтов, растворен
ных газов и биогаза, диссипирующего в приземную атмос
феру.
4.65. На основе изучения поверхностной и глубинной структу
ры газового поля следует проводить газогеохимическое райониро
вание территории — выделение в грунтовом массиве зон разной
степени опасности.
Экологически опасные зоны (при содержании СН 4 > 1,0% и
С02 > 10%), из которых грунты полностью удаляются с территории
строительства и заменяются на газогеохимически инертные, а также
потенциально опасные зоны, в которых здания и инженерные сети
231
обустраиваются газодренажными системами или газонепроницаемыми экранами, должны быть показаны на картах и разрезах.
4.66. Исследование вредных физических воздействий (электро
магнитного излучения, шума, вибрации, тепловых полей и др.)
должно осуществляться в первую очередь при разработке градо
строительной документации и проектировании жилищного стро
ительства на освоенных территориях. При этом должны быть
зафиксированы основные источники вредного воздействия, его
интенсивность и выявлены зоны дискомфорта с превышением до
пустимого уровня вредного физического воздействия.
4.67. Для предварительной оценки вредных физических воздей
ствий следует использовать материалы территориальных подразде
лений специально уполномоченных государственных органов в
области охраны окружающей среды и центров санитарно-эпиде
миологического надзора Минздрава России.
Для непосредственной оценки физических воздействий в составе инженерно-экологических изысканий следует производить
специальное измерение компонент электромагнитного поля в
различных диапазонах частот, амплитудного уровня и частотного
состава вибраций от различных промышленных, транспортных и
бытовых источников, шумов и др. силами самой изыскательской
организации (при наличии соответствующих лицензий и сертифицированных технических средств) или привлекать специализированные организации, имеющие лицензии на право проведения
таких работ и сертификаты на технические средства контроля физических воздействий на окружающую среду и здоровье людей.
4.68. Оценка воздействия электромагнитного излучения на орга
низм человека включает оценку воздействия электрического и
магнитного полей, создаваемых высоковольтными линиями элек
тропередачи переменного тока промышленной частоты (ЛЭП), а
также высоковольтными установками постоянного тока (электро
статическое поле) для электромагнитных полей радиочастот, ох
ватывая метровый и дециметровый диапазоны волн телевизион
ных станций.
4.69. Предельно допустимые уровни (ПДУ) напряженности элек
трических полей промышленной частоты (50 Гц), установленные
ГОСТ 12.1.002-84 и СанПиН 2971-84, представлены в табл. 4.5.
4.70. Согласно действующим нормам проектирования границы
санитарно-защитных зон (СЗЗ) вдоль высоковольтных ЛЭП уста
навливаются по величине Е, которая не должна превышать 1 кВ/м,
и отстоят по обе стороны от проекции крайних фазовых проводов
на землю на расстояние:
232
10 м для линий напряжением 20 кВ;
определены письмом № 3206-85 Минздрава бывшего СССР. Ин
тенсивность МП оценивается по величине магнитной индукции в
теслах (ОБУВ 4,0—6,5 МТ) или по амплитудному значению напря
женности в амперах на метр (1 МТ = 800 А/м; ОБУВ 3,2—5,2 кА/м).
4.73. Допустимая напряженность электростатического поля, со
здаваемого высоковольтными установками постоянного тока, уста
новлена Санитарно-гигиеническими нормами № 1757-77 и состав233
15м-»-35кВ;
20 м -»- ПОкВ;
25 м -»- 150, 220 кВ;
30 м -»- 330, 500 кВ;
40 м -»- 750 кВ;
55 м-»- 1150кВ.
Таблица 4.5
Предельно допустимые уровни (ПДУ) напряженности электрического поля
Место, территория
Напряженность
Е, кВ/м
Внутри жилых зданий
0,5
На территории зоны жилой застройки
В населенной местности вне зоны жилой
На
участке пересечения аысоковольтных линий с
застройки
автодорогами I—IV категории
В ненаселенной местности, доступной для
транспорта
В труднодоступной местности
1
5
10
15
20
20
Примечание. Напряженность (Е) электрического поля определяется на
высоте 2,0 м от уровня земли (пола).
4.71. В СЗЗ запрещено строительство жилых и общественных
зданий и отвод земельных участков (включая садовые) для посто
янного пребывания населения.
Расстояние от границ населенных пунктов до оси проектируемых ЛЭП напряжением 750—1150 кВ должно быть не менее 250—
300 м соответственно.
При проведении инженерно-экологических изысканий при необходимости производится проверка соблюдения требований
пп. 4.69-4.71.
4.72. Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ)
переменных магнитных полей (МП) частотой 50 Гц при произ
водстве работ под напряжением на возводимых ЛЭП 220-1150 кВ
ляет 60 кВ/м максимально (при кратковременном воздействии
на человека).
4.74. Воздействие электромагнитных полей, создаваемых радиотехническими объектами, оценивается по ГОСТ 12.1.006-84 и Санитарным нормам № 2963-84, № 4131-86 и № 4262-87. Нормируются показатели: напряженность электрического поля Е, энергетическая нагрузка ЕТ, поверхностная плотность потока энергии.
ПДУ для населения составляет для диапазона частот, МГц:
0,06-3 Е-бООВ/м; ЕТ 28 800 (В/м)2ч;
3-30 Е-ЗООВ/м; ЕТ 7200 (В/м)2ч;
30-300 Е-5-2,5 В/м;
300-3000 — 10 мкВт/см2 (поверхностная плотность потока энергии).
4.75. Допустимые значения характеристик обычного шума, инфра- и ультразвука на территории жилой застройки и в помещениях
установлены ГОСТ 12.1.003-83, ГОСТ 23337-78, ГОСТ 20444-85 и
Санитарными нормами № 3077-84 и № 42-128-4948-89. Расчет СЗЗ
по шуму осуществляется согласно нормам проектирования. В слу
чае превышения нормативных уровней шума за пределами СЗЗ
должны быть предусмотрены мероприятия по снижению шума в
источнике и на местности.
4.76. Критерии вибрационной безопасности принимаются по
ГОСТ 12.1.012-90, ГОСТ 12.4.012-83 и Санитарным нормам
№ 1304-75, № 3044-84. Нормируются показатели виброускорения,
виброскорости и вибросмещения в жилых домах и на рабочих местах.
4.77. Расположение источников и зон дискомфорта от суще
ствующих на территории проектируемого строительства физичес
ких факторов воздействия (радиационного загрязнения, электро
магнитного излучения, шумовых нагрузок, тепловых полей и др.)
должно быть показано на картах и схемах с детальностью, соответ
ствующей стадии проектирования.
4.78. Изучение растительного покрова осуществляется в трех
аспектах:
? в качестве индикатора инженерно-геологических условий и
их изменения под влиянием антропогенного воздействия
(мерзлотных условий, глубины залегания уровня грунтовых
вод, подтопления, осушения, опустынивания);
? как биотический компонент природной среды, играющий
решающую роль в структурно-функциональной организа
ции экосистем и определении их границ;
? как индикатор уровня антропогенной нагрузки на природ
ную среду (вырубки, гари, перевыпас скота, механическое
нарушение, повреждение техногенными выбросами, изме234
нение видового состава, уменьшение проективного покрытия
и продуктивности).
4.79. При изучении растительного покрова проводятся:
?
?
?
сбор, обобщение и анализ опубликованных и фондовых ма
териалов и данных Рослесхоза, Минсельхозпрода России,
научно-исследовательских и лесоустроительных организаций;
дешифрирование аэрокосмических материалов;
полевые геоботанические исследования, при необходимос
ти включая организацию стационарных наблюдений.
Сбор материалов должен осуществляться на основе стандартных
и общепринятых методов, с обязательной статистической обработкой данных.
4.80. Материалы по изучению растительного покрова должны
включать:
?
?
?
характеристику типов зональной и интразональной расти
тельности в соответствии с ландшафтной структурой тер
ритории, их распространение, функциональное значение
основных растительных сообществ;
состав, кадастровую характеристику, использование лесного
фонда; типы, использование и состояние естественной тра
вянистой и болотной растительности;
редкие и исчезающие виды, их местонахождение и система
охраны, агроценозы (размещение, урожайность культур).
4.81. Изменения качественных и количественных характерис
тик растительного покрова должны быть объективно интерпрети
рованы в сравнении с естественным состоянием растительных со
обществ на фоновых, относительно ненарушенных участках, ана
логичных по своим природно-ландшафтным характеристикам
исследуемой территории. Ареалы негативных изменений раститель
ного покрова должны быть показаны на вспомогательных темати
ческих и итоговых синтетических картах.
4.82. Характеристика животного мира дается на основании изу
чения опубликованных данных и фондовых материалов охотничь
их хозяйств Минсельхозпрода России, ветеринарного надзора,
Роскомрыболовства, научно-исследовательских организаций РАН
и других ведомств. При необходимости выполняются полевые ис
следования, включая экологический мониторинг.
4.83. Материалы по изучению животного мира должны вклю
чать:
♦ перечень видов животных по типам ландшафтов в зоне воз
действия объекта, в том числе подлежащих особой охране;
235
? особо ценные виды животных, места обитания (для рыб —
места нереста, нагула и др.), оценку состояния популяций
функционально значимых видов, типичных для данных мест
характеристику и оценку состояния миграционных видов
животных, пути их миграции;
? запасы промысловых животных и рыб в район размещения
объекта; характеристику биотопических условий (мест раз
множения, пастбищ и др.)
4.84. Изменения численности и другие изменения животного
мира, связанные с антропогенным воздействием, должны оцени
ваться на основе длительных наблюдений (в среднем за 10-летний
период) и в соответствии со статистической обработкой данных.
4.85. Социально-экономические исследования должны рассмат
риваться как самостоятельный раздел инженерно-экологических
изысканий для строительства, обеспечивающий перспективы со
циально-экономического развития региона, сохранение его ресурс
ного потенциала, соблюдение исторических, культурных, этни
ческих и других интересов местного населения.
Социально-экономические исследования должны включать:
? изучение социальной сферы (численности этнического со
става населения, занятости, системы расселения и динамики
населения, демографической ситуации, уровня жизни);
? медико-биологические и санитарно-эпидемиологические ис
следования;
? обследование и оценку состояния памятников архитекту
ры, истории, культуры.
4.86. Социально-экономические исследования выполняются на
основе сбора данных статистической отчетности, архивных мате
риалов центральных и местных административных органов, цент
ров санитарно-эпидемиологического надзора Минздрава России и
службы экологического контроля Государственного комитета Рос
сийской Федерации по охране окружающей среды.
4.87. Медико-биологические и санитарно-эпидемиологические ис
следования следует проводить для оценки современного состояния
и прогноза возможных изменений здоровья населения под влия
нием экологических условий и санитарно-эпидемиологического
состояния территории при реализации проектов строительства.
Оценка экологических условий должна включать покомпонентную оценку воздействия состояния среды обитания (воздуха, питьевой воды, почв, продуктов питания, объектов рекреации и других факторов) на здоровье человека на основе установленной системы санитарно-гигиенических критериев.
236
Состояние и степень ухудшения здоровья населения должны
оцениваться на основе установленных медико-демографических
критериев.
4.88. При подготовке отчетных материалов по этому разделу
следует руководствоваться действующими нормативными и инст
руктивно-методическими документами Минздрава России, Госу
дарственного комитета Российской Федерации по охране окружа
ющей среды, Госкомстата России и других министерств и ведомств.
4.89. Стационарные наблюдения при инженерно-экологических
изысканиях (локальный экологический мониторинг или монито
ринг природно-технических систем) выполняются с целью выяв
ления тенденций количественного и качественного изменения со
стояния окружающей природной среды в пространстве и во вре
мени в зоне воздействия сооружений.
Стационарные экологические наблюдения должны включать:
? систематическую регистрацию и контроль показателей со
стояния окружающей среды в местах размещения потенци
альных источников воздействия и районах его возможного
распространения;
? прогноз возможных изменений состояния компонентов ок
ружающей среды на основе выявленных тенденций;
? разработку рекомендаций и предложений по снижению и
исключению негативного влияния строительных объектов
на окружающую среду;
? контроль за использованием и эффективностью принятых
рекомендаций по нормализации экологической обстановки.
4.90. Стационарные экологические наблюдения следует прово
дить в следующих случаях:
? при проектировании и строительстве объектов повышен
ной экологической опасности (предприятий нефтехимичес
кой, горнодобывающей, целлюлозно-бумажной промыш
ленности, черной и цветной металлургии, микробиологи
ческих производств, ТЭЦ, АЭС, установок по обогащению
ядерного топлива, нефте- и газопроводов и др.);
? при проектировании и строительстве жилищных объектов
и комплексов в районах с неблагоприятной экологической
ситуацией;
? при проектировании и строительстве объектов в районах с
повышенной экологической чувствительностью природной
среды к внешним воздействиям (на территориях, подвер
женных действию опасных геологических и гидрометеоро
логических процессов, в районах распространения много237
летнемерзлых грунтов, вблизи особо охраняемых территорий, заповедных и водоохранных зон и т.п.).
Проектирование, организация и проведение мониторинга
требуют
специальных
методических
проработок
и
финансирования.
Смета затрат на проведение мониторинга составляется на
пред-проектной стадии с последующей корректировкой состава и
объемов наблюдений на стадии проекта и при строительстве,
4.9
эксплуатации и ликвидации объекта.
3.
4.91. Оптимальная организация стационарных наблюдений (ло
кального экологического мониторинга) должна предусматривать
четыре последовательных этапа:
опреде
ляются
в
соотве
тствии
с
механи
змом
техног
енного
воздей
-
проведение предварительного обследования с целью уста
новления основных компонентов природной среды, нуж
дающихся в мониторинге, определение системы наблюдае
мых показателей, измерение фоновых значений;
? проектирование постоянно действующей системы эколо
гического мониторинга, ее оборудование и функциональ
ное обеспечение, организация взаимодействия с аналогич
ными системами других ведомств;
? проведение стационарных наблюдений с целью определе 238
ния тенденций изменения показателей состояния среды;
? отслеживание и моделирование экологической ситуации,
составление краткосрочных и долгосрочных прогнозов и
выдача рекомендаций.
4.92. Программа мониторинга разрабатывается совместно со спе
циально уполномоченными территориальными
природоохранными
органами и другими заинтересованными организациями и согласо
вывается с территориальными органами исполнительной власти.
?
Программой мониторинга устанавливаются:
?
?
?
?
?
?
виды мониторинга (инженерно-геологический, гидрогео
логический и гидрологический, мониторинг атмосферного
воздуха, почвенно-геохимический, фитомониторинг, мо
ниторинг обитателей наземной и водной среды);
перечень наблюдаемых параметров;
расположение пунктов наблюдения в пространстве;
методика проведения всех видов наблюдений;
частота, временной режим и продолжительность наблюде
ний;
нормативно-техническое и метрологическое обеспечение на
б
л
ю
д
е
н
и
й
.
Виды мониторинга и перечень наблюдаемых параметров
ствия (физическое, химическое, биологическое) и компонентами
природной среды, на которые распространяется воздействие (атмосферный воздух, недра, почвы, поверхностные и подземные
воды, растительность, животный мир, наземные и водные экосистемы в целом и т.п.).
роднотехног
енных
услови
й
террит
Расположение пунктов наблюдения стационарной сети опре- ории в
деляется содержанием решаемых задач, особенностями природ- соотве
ной обстановки, контролирующими пути миграции, аккумуляции тствии
и выноса загрязнений.
с
требов
Методика проведения наблюдений должна отвечать требова- аниям соответствующих государственных стандартов, общегосудар- ниями
ственных и ведомственных нормативно-правовых и инструктивно- пп.
методических документов.
8.16—
8.29
Частота, временной режим и длительность наблюдений долж- СНиП
ны устанавливаться в соответствии с характером, интенсивностью 11-02и длительностью воздействий, условиями функционирования и 96
сроком эксплуатации производственных объектов, особенностями «Инже
природной обстановки, определяющими скорость распростране- нерны
ния неблагоприятных воздействий и их возможные последствия. е
Стационарные наблюдения следует начинать на предпроектных изыска
стадиях и корректировать в дальнейшем на основе полученных данных. ния
для
Техническое
обеспечение
наблюдений
должно строит
предусматривать предварительное проведение вспомогательных ельств
работ (бурение и обсадку скважин, оборудование реперной сети, а.
наблюдательных постов и створов), установку и отладку Основ
аппаратуры и технических средств автоматической регистрации ные
полож
параметров.
ения».
4.94. Результаты полевого пробоотбора при мониторинге долж
239
ны проходить обработку в стационарных лабораторных условиях,
с соблюдением требований пп. 4.40—4.43. Изменения состояния
флоры и фауны следует регистрировать в типовых условиях их су
ществования в пределах зоны возможного воздействия.
4.95. Результаты стационарных наблюдений должны быть вклю
чены в единую информационную систему (банк данных БД или
геоинформационную систему ГИС).
4.96. По результатам инженерно-экологических изысканий со
ставляется технический отчет (заключение) или раздел в сводном
отчете по комплексным инженерным изысканиям, с текстовыми
и графическими приложениями.
Состав и содержание отчета устанавливаются в зависимости от
вида строительства, стадии проектно-изыскательских работ и при-
Литература
1. Абдрахманов Р. Ф., Попов В. Г. Формирование подземных вод
Баш
кирского Предуралья в условия техногенного влияния. Уфа, 1990.
2. Азгальдов Г. Г., Райхман Э. П. О квалиметрии. М., 1973.
3. АнтиповА. Н., КорытныйЛ. М. Географические аспекты
гидрологи
ческих исследований. Новосибирск, 1981.
4. Арманд А. Д. Рукотворные катастрофы // Изв. РАН. Сер. геогр.
1993.
№ 5. С. 32-39.
5. Арманд Д. Л. Наука о ландшафте. М., 1975.
6. Арманд Д. Л. Происхождение и типы природных границ// Изв.
ВГО.
1955. Вып. 3. С. 266-278.
7. Артамонов В. И. Растения и чистота природной среды. М.,
1986.
8. Архипов Ю. Р., Блажко Н. И., Григорьев С. В., Заботин Я. И.,
Трофи
мов А. М., Хузеев Р. Г. Математические методы в географии. Казань,
1976.
9. Атлас Литовской ССР. М., 1981.
10. БасаликасА. Б. Отображение социально-экономических и
природных
факторов в функционально направленной антропогенизации
ландшафтов
(на примере Литвы) // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1977. № 1. С. 108115.
11. Батоян В. В. Принципы районирования территории СССР
по ус
тойчивости поверхностных вод к загрязнению при нефтедобыче //
Ландшафтно-геохимическое районирование и охрана среды. Вопросы
геогра
фии: Сб. 120. М., 1983. С. 118-130.
12. Безуглая Э. Ю. Метеорологический потенциал и
климатические осо
бенности загрязнения воздуха городов. Л., 1980.
13. Безуглая Э. Ю., Расторгуева Г. П., Смирнова И. В. Чем дышит
про
мышленный город. Л., 1991.
14. Беллер Г. А., Кузнецова Г. Ю., Нарышкина Н. М., УтенковА. Н. К
проб
леме комплексной оценки загрязненности территорий //
Антропоэкологическая оценка и формирование оптимальной городской среды.
Л., 1988.
С. 13-15.
15. Беляева Е. Л. Методика комплексной оценки состояния
окружаю
щей среды города // Проектирование и инженерные изыскания.
1989. № 5.
С. 27-28.
16. Берлянд М. Е. Современные проблемы атмосферной
диффузии и
загрязнения атмосферы. Л., 1975.
17. БерлянтА. М. Картографический метод исследования. М.,
1978.
18. БерлянтА. М. Картография: Учебник для вузов. М., 2001.
19. Беручашвили Н. Л. Геофизика ландшафта. М., 1990.
20. Биоиндикация зафязнений наземных экосистем / Под ред.
Р. Шу
берта: Пер. с нем. М., 1988.
21. Бретшнайдер Б., Курфюрст И. Охрана воздушного бассейна
от за
фязнений. Технология и контроль / Пер. с англ. Л., 1988.
22. БроуновА. К., Пузаченко Ю. Г., Сорокин А. Д., Акимова Е. Д.,
Кулешова
М. В. Картофафическая основа геоинформационной системы
предупрежде
ния чрезвычайных ситуаций // Изв. РАН. Сер. геоф. 1993. № 5. С. 9097.
240
23. БурдэА. И. Геологические карты нового поколения //
Природа. J990.
№9. С. 13-19.
24. Бурмистров В. Б., Козырев А. В., Шаргородский В. Д.
Экологический
контроль воздушных бассейнов городов с помощью лидаров //
Информа
ционные проблемы изучения биосферы. М., 1992. С. 28-35.
25. Бутаков Г. П., Дедков А. П., Двинских А. П., Кологреев Г. Д.,
Мозжерин В. И., Петров Б. Г., Станкевич Е. Д., Шатров Ф. X.
Деструкционные
процессы на территории Татарской АССР и проблемы сохранения
ее зе
мельных ресурсов // Экзогенные процессы и окружающая среда.
М., 1990.
С. 80-89.
26. Буштуева К. А., Случанко И. С. Методы и критерии оценки
состоя
ния здоровья населения в связи с загрязнением окружающей
среды. М.,
1979.
27. Вернадский В. И. Живое вещество. М., 1978.
28. Вершинина Т. А., Байбородин В. Н. Методика
картофафирования на
селения иксодовых клещей — хранителей и переносчиков
болезней //
Вопросы создания медико-геофафических карт на районы нового
освое
ния. Иркутск, 1977. С. 44-57.
29. Владимиров А. М., Ляхин Ю. И., Матвеев Л. Т., Орлов В. Г.
Охрана
окружающей среды. Л., 1991.
30. Вода и сточные воды в пищевой промышленности. М., 1972.
31. Волкотруб Л. П., Егоров И. М. Идентификация зон с
различным
уровнем техногенного зафязнения атмосферного воздуха по
данным кос
мической съемки территории // Гигиена и санитария. 1993. № 6. С.
7—10.
32. Воробейчик Е. Л., Садыков О. Ф., Фарафонтов М. Г.
Экологическое
нормирование техногенных зафязнений наземных экосистем
(локальный
уровень). Екатеринбург, 1994.
33. Востокова Е. А., Сущеня В. А., Шевченко Л. А. Экологическое
картофафирование на основе космической информации. М., 1988.
34. Геохимия окружающей среды / Ю. Е. Сает, Б. А. Ревич, Е. П.
Янин
и др. М., 1990.
35. Геоэкологические проблемы Удмуртии / Под ред. В. И.
Стурмана.
Ижевск, 1998.
36. Гетко Н. В. Растения в техногенной среде: Структура и
функции
ассимиляционного аппарата. Минск, 1989.
37. Гигиена окружающей среды / Под ред. Г. И. Сидоренко. М.,
1985.
38. Гладкий В. И. Кадастровые работы в городах. Новосибирск,
1998.
39. Глазовская М. А. Геохимия природных и техногенных
ландшафтов
СССР. М., 1988.
40. Глазовский Н. Ф. Принципы районирования территорий по
услови
ям природной региональной мифации вещества // Ландшафтногеохимическое районирование и охрана среды. Вопросы геофафии: Сб.
120. М.,
1983. С. 19-28.
41. Голодковская Г. А., Елисеев Ю. Б. Геологическая среда
промышлен
ных регионов. М., 1989.
42. Горелик Д. О., КонопелькоЛ. А. Мониторинг зафязнения
атмосферы
и источники выбросов: Аэроаналитические исследования. М.,
1992.
241
16-9532
43.
Горелов С. К, Тимофеев Д. А. Принципы выделения и
картографиро
вания современных геоморфологических процессов //
Экзогенные про
цессы и окружающая среда. М., 1990. С. 22-28.
44.
ГОСТ 17.0.0.02-79. Охрана природы. Почвы.
Метрологическое обес
печение контроля загрязненности атмосферы, поверхностных
вод и по
чвы. М., 1980.
45.
ГОСТ 17.15.05-85. Охрана природы. Гидросфера. Общие
требования
к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных
осадков.
М., 1985.
46.
ГОСТ 17.2.3.01-86. Охрана природы. Атмосфера.
Правила контроля
качества воздуха населенных пунктов. Общие технические
требования.
М., 1986.
47.
ГОСТ 17.2.4.02-81. Охрана природы. Атмосфера. Общие
требования
к методам определения загрязняющих веществ. М., 1982.
48.
ГОСТ 17.4.4.02-84. Охрана природы. Почвы. Методы
отбора и под
готовки проб для химического, бактериологического и
гельминтологи
ческого анализа. М., 1984.
49.
Государственный доклад «О состоянии окружающей
природной
среды Российской Федерации». М., 2000.
50.
Григорьев А. А., Липатов В. Б. Дымовое загрязнение
атмосферы по
наблюдениям из космоса. Л., 1978.
51.
Гудериан Р. Загрязнение воздушной среды / Пер. с
англ. М., 1979.
52.
Гусейнов А. Н. Хионоиндикационный мониторинг в
районе тепло
электроцентралей города Тюмени (эколого-геохимические
аспекты) //
Экология и промышленность России. 1997. № 5. С. 4—8.
53.Дедков А. П., Мозжерин В. И. Эрозия и сток наносов на Земле.
Ка
зань, 1984.
54.Дронин Н. М., Травина Л. В. Методика картографирования
промыш
ленных выбросов в атмосферу предприятиями городского района
(на при
мере Бабушкинского района Москвы) // Вестн. МГУ. Сер. 5, геогр.
1993.
№ 1.С. 108-112.
55.Евдокимов С. А. О комплексной оценке загрязненности
атмосфер
ного воздуха // Гигиена и санитария. 1990. № 8. С. 15-18.
56.Евтеев О. А., Тикунов В. С, Цирд М. Опыт составления
оценочных и
прогнозных карт загрязнения воздушного бассейна города по
данным
природной индикации // Ландшафтно-экологические
исследования и
практика. М., 1991. С. 35-50.
57. Ежегодник качества поверхностных вод Российской Федерации.
1996.
СПб., 1997.
58.Ежегодник состояния загрязнения атмосферы в городах на
терри
тории России. 1995 г. / Под ред. Э. Ю. Безуглой. СПб., 1996.
59.Ефремов Ю. К. Два логических этапа в процессе физикогеографи
ческого районирования // Вестн. МГУ. Сер. 5, геогр. 1960. № 4. С. 4.
60.Жуков В. Т., Новаковский Б. А., ЧумаченкоА. Н. Компьютерное
гео
экологическое картографирование. М., 1999.
61. Загрязнение воздуха и жизнь растений / Пер. с англ. Л., 1988. С.
295—326.
242
62. Зоны загрязнения снежного покрова вокруг городов на
территории
СССР / В. Г. Прокачева, Н. Н. Чмушова, В. П. Абакуменко, В. Ф. Усачев. Л.,
1988.
63. Изучение показателей здоровья населения в связи с
загрязнением
окружающей среды: Методические рекомендации. Киев, 1985.
64. Исаченко А. Г. Ландшафтоведение и физико-географическое
райо
нирование. М., 1991.
65. Исаченко А. Г. Экологическая география России. СПб., 2001.
66. Исаченко Г. А. Методы полевых ландшафтных исследований и
ландшафтно-экологическое картографирование. СПб., 1998.
67. Карта экологической ситуации промышленных районов
Свердлов
ской области. М., 1993.
68. Касимов Н. С, Батоян В. В., Белякова Т. М., Моисеенков О. В.,
Пиковский Ю. И., Проскуряков Ю. В. Эколого-геохимические оценки
горо
дов// Вестн. МГУ. Сер. 5, геогр. 1990. № 3. С. 5-12.
69. Кимстач В. А., Фридман Ш. Д., Дмитриев Е. С, Язвин Л. С, Нейман Е.
Я.
Концепция системы экологического мониторинга России //
Метеороло
гия и гидрология. 1992. № 10. С. 5-18.
70. Классификация почв России / Сост.: Л. Л. Шишов, В. Д.
Тонконо
гов, И. И. Лебедева. М., 2000.
71. Ковалевский В. В. Геохимическая экология. М., 1974.
72. Козлов В. Ф. Справочник по радиационной безопасности. М.,
1991.
73. Комедчиков Н. Н., Лютый А. А. Экология России в картах:
Аннотиро
ванный библиографический указатель карт и атласов. М., 1995.
74. Комплексное картографирование природной среды
побережья
Финского залива (район Лужской губы) / Е. А. Волкова, В. Н.
Храмцов,
Г. А. Исаченко и др. СПб., 2001.
75. Комплексное экологическое картографирование.
(Географический
аспект) / Под ред. Н. С. Касимова: Учеб. пособие. М., 1997.
76. Коновалова Т. И. Дистанционное исследование экологического
со
стояния городов Сибири // География и природные ресурсы. 1998.
№ 4.
С. 113-121.
77. Корепанова Т. В. Методические указания к выполнению
лаборатор
ных работ по экологическому картографированию: Учебнометодическое
пособие. Ижевск, 2000.
78. Королева Е. Г., Оливерусова Л. Экологические подходы к
классифи
кации городских территорий в природоохранных целях //
Биоиндикация
в городах и пригородных зонах. М., 1993. С. 11-14.
79. Котляков В. М., Кочуров Б. И., Коронкевич Н. И., Антипова
А. В.,
Денисова Т. Б. Подходы к составлению экологической карты СССР //
Изв.
АН СССР. Сер. геогр. 1990. № 4. С. 61-70.
80. Кочуров Б. И. География экологических ситуаций
(экодиагностика
территории). М., 1997.
81. Кочуров Б. И. Оценка устойчивости почв к загрязнению //
Геогра
фия и природные ресурсы. 1983. № 4. С. 55-60.
82. Курбатова А. С, Мягков С. М., Шныпарков А. Л. Природный риск
для
городов России. М., 1997.
243
16*
83. Ласточкин А. Н. Ландшафтно-геоэкологические
исследования на
геотопологической основе. I. Теоретическое обоснование //
Вестн. СПб.
ун-та. Сер. 7. J992. Вып 2 (№ 14). С. 33-47.
84. Лебедева А. Д., Райх Е. Л. Принципы и методы изучения и
картогра
фирования потенциального и фактического ареалов эндемических
инфек
ционных болезней // Медико-географическое картографирование.
Л., 1978.
С. 6-15.
85. Малышева А. Г. Проблема аналитического контроля в гигиене
окру
жающей среды // Гигиена и санитария. 1992. № 9-10. С. 39-41.
86. Мамай И. И. Динамика ландшафтов. М, 1992.
87. Маслов Н. В. Градостроительная экология. М, 2002.
88. Масленикова В. В., Скорняков В. А. Картографирование
качества по
верхностных вод // Вестн. МГУ. Сер. 5, геогр. 1993. № 2. С. 50-57.
89. Медведева В. Н., Островский Н. В. Сопоставление результатов
мони
торинга загрязняющих веществ в атмосферном воздухе города
КировоЧепецка с расчетами по ОНД-86 // Региональные и
муниципальные про
блемы природопользования. Материалы 5-й научно-практической
конфе
ренции. Кирово-Чепецк, 1998. С. 109-111.
90. МелуаА. И. Космические природоохранные исследования. Л.,
1988.
91. Методика государственной кадастровой оценки городских
земель /
Государственный комитет Российской Федерации по земельной
полити
ке. М., 1999.
92. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе
вредных
веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86. Л., 1987.
93. Методика расчета предельно допустимых сбросов (ПДС)
веществ
в водные объекты со сточными водами. Харьков, 1987.
94. Методические рекомендации по геохимической оценке
загрязне
ния территории городов химическими элементами. М., 1982.
95. Методические рекомендации по проведению полевых и
лаборатор
ных исследований почв и растений при контроле загрязнения
окружаю
щей среды металлами. М., 1981.
96. Методические рекомендации по расчету уровней шума
транспорт
ных потоков в условиях городской среды. Киев, 1981.
97. Методические указания по установлению предельно
допустимых
сбросов (ПДС) веществ, поступающих в водные объекты со
сточными
водами. М , 1982,
98. Методические установки по созданию экологогеографической
карты масштаба 1: 2 500 000 / Под ред. О. А. Евтеева. М„ 1992.
99. Молочко А. Н. Картографирование структуры кластеров,
формирую
щих неоднородность полей загрязнения // Экологическое
картографиро
вание на современном этапе. Л., 1991. Кн. 1. С. 146-147.
100. Мэннинг У. Дж., Федер У. А. Биомониторинг загрязнения с
помо
щью растений. Л., 1985.
101. Назаров И. М., Николаев А. И., Фридман Ш. Д. Основы
дистанцион
ных методов мониторинга загрязнения природной среды. Л.,
1983.
102. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 3.
Мно
голетние данные. Ч. 1-6. Вып. 29. СПб., 1992.
244
103. Нежиховский Р. А. Гидролого-экологические основы водного
хо
зяйства. Л., 1990.
104. Никифорова Е. М. Почвенно-геохимические условия
разложения и
миграции нефтепродуктов в ландшафтах СССР // Ландшафтногеохимическое районирование и охрана среды. Вопросы географии: Сб.
120. М.,
1983. С. 130-145.
105. О свинцовом загрязнении Российской Федерации и его
влиянии
на здоровье населения: Государственный доклад. М., 1997.
106. Общесоюзный нормативный документ: Руководство по
контролю
источников загрязнения атмосферы. ОНД-90. СПб., 1992. Ч. 1,2.
107. Озенда П. Экологическое картографирование // Картография.
Вып. 2.
Использование карт в практических целях в зарубежной
картографии. М.,
1983. С. 191-200.
108. ОливерусоваЛ. Оценка состояния окружающей среды методом
ком
плексной биоиндикации // Биоиндикация и биомониторинг. М.,
1991.
С. 39-45.
109.
Основы геоэкологии / Под ред. В. Г. Морачевского. СПб.,
1994.
ПО. Оценка качества окружающей среды и экологическое
картогра
фирование. М., 1995.
111.Оценка состояния и устойчивости экосистем. М., 1972.
112.Панфилова С. <0. Методика составления статистических карт
для
планирования противоэпидемических мероприятий (на примере
терри
тории Удмуртской АССР) // Медико-географическое
картографирова
ние. Л., 1978. С. 73-79.
113.Питьевая вода и водоснабжение населенных мест.
Гигиенические
требования к качеству воды централизованных систем питьевого
водоснаб
жения. Контроль качества. Санитарные правила и нормы. СанПиН
2.1.4.559-96
Госкомсанэпиднадзор России. М., 1996.
114.Практическое пособие по разработке раздела «Оценка
воздействия
на окружающую среду» к СП 11-101-95. М., 1995.
115.Преображенский В. С, Александрова Т. Д., Куприянова Т. П.
Основы
ландшафтного анализа. М., 1988.
116.Прокачева В. Г., Усачев В. Ф. Снежный покров в сфере
влияния
города. Л., 1989.
117.Пузаченко Ю. Г., БроуновА. К., КошкаревА. В., Скулкин В. С.
Географи
ческие основы предупреждения и ликвидации последствий
природно-техногенных катастроф // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1991. № 6. С. 40-54.
118.Рамад Ф. Основы прикладной экологии / Пер. с фр. Л., 1981.
119.Ратанова М. П., Битюкова В. Р. Территориальные различия
степе
ни экологической напряженности Москвы // Вестн. МГУ. Сер. 5,
геогр.
1999. № 1.С. 65-70.
120.Расчеты стока рек и временных водотоков (вопросы теории и
прак
тики) / Под ред. А. Г. Курдова. Воронеж, 1979.
121.РевзонА. Л. Картографирование состояния геотехнических
систем.
М., 1992.
122. Региональный экологический атлас (концепция,
проблематика,
научное содержание) / А. Р. Батуев, А. В. Белов, В. В. Воробьев и др.
Ново
сибирск, 1998.
245
123. РеймерсИ. Ф. Природопользование: Словарь-справочник. М.,
1990.
124. Реймерс Н. Ф. Экология (теории, законы, правила,
принципы и
гипотезы). М., 1994.
125. РетеюмА. Ю. Физико-географическое районирование и
выделе
ние геосистем // Вопросы географии: Сб. 98. М., 1975. С. 5-27.
126. Розанов Л. Л. Теоретические основы геотехноморфологии. М.,
1990.
127. Рудаков Г. В., ЛелюхинаА. М., Михеев А. В. Методика
комплексной
кадастровой оценки городских территорий, разработанная
кафедрой ка
дастра и основ земельного права МГУГиК // Конференция
УРБИС-97.
Москва, МАРХИ, 20-23 октября 1997. М., 1997. С. 122-129.
128. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. РД
52.04.18689. М., 1991.
129. Руководство по контролю источников загрязнения
атмосферы.
ОНД-90. СПб., 1992. Ч. 1, 2.
130. Руководство по медицинской географии / Под ред. А. А.
Келлера,
О. П. Щепина, А. В. Чаклина. СПб., 1993.
131. Руководство по проведению ОВОС при выборе площадки,
разра
ботке ТЭО и проектов строительства (реконструкции, расширения и
тех
нического перевооружения) хозяйственных объектов и комплексов. М.,
1992.
132. Руководство по разработке карт шума улично-дорожной
сети го
родов. М., 1980.
133. Рыбальский Н. Г., Малярова М. А., Горбатовский В. В.,
Рыбальская
В. Ф., Красюкова Т. В., Левин С. В. Экологическая безопасность:
Справоч
ник. М., 1993. Т. 2. Ч. 2; Ч. 4.
134. Салищев К. А. Картоведение. М., 1982.
135. Сальников С. Е., Губанов М. Н., Масленникова В. В.
Комплексные
карты охраны природы: Содержание и принципы разработки. М.,
1990.
136. СанПиН 2.2.1/2.1.1.984-01. Санитарно-защитные зоны и
санитар
ная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. М.,
2001.
137. Светлосанов В. А. Устойчивость и стабильность природных
экосис
тем // Итоги науки и техники. Сер. Теоретические и общие
вопросы гео
графии. 1990. Т. 8.
138. Свод правил «Инженерно-экологические изыскания для
строи
тельства» (СП 11-102-97). М., 1998.
139. Седых Н. В. ОВОС нефтегазовых месторождений // Экология и
про
мышленность России. 2002. Апрель. С. 31-34.
140. Селегей Т. Г. Метеорологический потенциал загрязнения
атмосфе
ры Сибирского экономического района // Труды Зап.-Сиб. НИГМИ.
Вып.
86. М., 1989.
141. Сергейчик С. А., Сидорович Е. А., СергейчикА. А. Методы
фитоконтроля природной среды / БелНИИНТИ. Минск, 1991.
142. Серебренникова Л. Н., Горбатов В. С, Старцева Е. Ф.
Вариабель
ность содержания тяжелых металлов (свинца, цинка, меди,
кадмия) в
почвах и растительности техногенных ландшафтов // Тяжелые
металлы в
окружающей среде. М., 1980. С. 34-39.
143. Система контроля точности результатов измерений
показателей
загрязненности контролируемой среды. РД 52.24.66-86. Л., 1986.
24€
144. Система оценки степени деградации почв / В. В. Снакин, П. П.
Кре
четов, Т. А. Кузовникова и др. Препринт. Пущино, 1992.
145. Скорняков В. А., Доценко Ю. С. Картографирование условий
само
очищения природных вод// Веста. МГУ. Сер 5, геогр. 1997. № 5. С.
62-66.
146. Соколов С. М., Галиуллин Р. В., Белоусов В. С. Прогнознооценочные
карты для экотоксикологических исследований пестицидов // Изв.
РАН.
Сер. геогр. 1994. № 3. С. 137-146.
147.Солнцев В. Н. Системная организация ландшафтов. М., 1981.
148. СонькинЛ. Р. Синоптико-статистический анализ и
краткосрочный
прогноз загрязнения атмосферы. Л., 1991.
149. Сохошко И. А., Брускш 3. 3. Методика расчета интегрального
пока
зателя здоровья для комплексной гигиенической оценки
территорий раз
ного иерархического уровня // Гигиена и санитария. 1988. № 7. С.
63-65.
150. Сочава В. Б. Растительный покров на тематических картах.
Новоси
бирск, 1979.
151. Степанов А. М. Биоиндикация на уровне экосистем //
Биоиндика
ция и биомониторинг. М., 1991. С. 59-64.
152. Стурман В. И. Основы экологического картографирования.
Ижевск,
1995.
153. Суворов А. К. Геоинформационные технологии и
экологическое
картографирование // Геоинформационное картографирование.
М., 1993.
С. 66-84.
154. Тонконогов В. Д., Шуринова В. И. Отображение на обзорных
почвен
ных картах антропогенно-преобразованных почв // География и
карто
графия почв. М., 1993. С. 100-104.
155. Требования к геолого-экологическим исследованиям и
картогра
фированию в масштабе 1:50 000-1:25 000 / ВСЕГИНГЕО. М., 1990.
156. Трофимов А. М., Торсуев Н. П., Байдерин В. В., Ермолаев О.
П.,
Рогова Т. В. Количественный метод определения величины
антропогенной
суммарной экологической нагрузки на территорию // География
и при
родные ресурсы. 1991. № 2. С. 22-88.
157. Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения в
живот
новодстве и сельских населенных пунктах с централизованными
система
ми водоснабжения. Минск, 1980.
158. Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения
для раз
личных отраслей промышленности. М., 1982.
159. Унифицированные методы исследования качества вод. Ч.
III. Ме
тоды биологического анализа вод. М., 1996.
160. Факторович А. А. Автотранспортный шум. М., 1985.
161. Федеральный закон Российской Федерации «Об охране
окружаю
щей среды» // Российская газета. 2002. № 6.
162. Фельдман Е. С. Медико-географические исследования
территории
Молдавии. Кишинев, 1977.
163. Ханвелл Дж., Ньюсен М. Методы географических
исследований:
Физическая география / Пер. с англ. М., 1977. Вып. 2.
164. Хау Д. М. Факторы окружающей среды и болезнь //
Здоровье и
окружающая среда / Пер. с англ. М., 1979. С. 15—51.
247
165.
Швебс Г. И. Природопользование: Теоретические
основы и методы
управления // Физическая география и геоморфология. Киев,
1988. Вып.
35. С. 3-9.
166.
Экологическая информация и принципы работы с ней
/ Под ред.
В. Н. Виниченко; Гусева Т. В., Дайман С. Ю., Хотулева М. В.,
Виниченко В. Н., Веницианов Е. В., Молчанова Я. П., Заика Е. А. М., 1998.
http://
www. ecoline. ru/mc/books/infobook/
Оглавление
Введение ............................................................................................... 3
Глава 1. Теоретические основы экологического картографирования
............................................................................................................... 6
1.1. Предмет и задачи экологического картографирования ..... 6
167.
Экологическая карта Московской области / Под ред. Д.
М. Хомяко
ва, Б. И. Кочурова, Е. П. Сорокиной. М., 1993.
1.1.1.Роль экологического картографирования в науке
168.
Экологические и природоохранные карты и атласы
России и со
предельных государств (в пределах бывшего СССР). М., 1993.
1.1.2.Экологическое и эколого-географическое
картографирование ......................................................... 11
169. Экологический атлас Санкт-Петербурга. СПб., 1992. 10 л.
карт.
170. Экологический программный комплекс для персональных
ЭВМ:
Теоретические основы и руководство пользователя ЭПК «ZONE* / Под
ред.
А. С. Гаврилова. СПб., 1992.
171. Экологическое картографирование Сибири / Под ред. В. В.
Воро
бьева. Новосибирск, 1996.
172. Экологическое состояние территории России / Под ред. С. А.
Уша
кова, Я. Г. Каца. М., 2001.
173. Экология, охрана природы и экологическая безопасность:
Учеб.
пособие / Под ред. В. И. Данилова-Данильяна. М., 1997.
174. Экология России в картах: Аннотированный
библиографический
указатель карт и атласов. М., 1995.
175. Croxford В., Perm A., Hillier В. Spatial Distribution of urban
pollution:
civilizing urban traffic // Fifth Symposium on Highway and Urban
Pollution,
May 22-24, 1995.
176. Le Blanc F., De Sloover J. Relation between industrialization and
the
distribution and growth of epiphytic lichens and mosses in Montreal //
Canadian
Journal of Botany. 1970,48. P. 1485-1496.
177. Risk Assessment. Guidance forSuperfund. Vol. 1. Human Health
Evalution
Manuel. Office of Emergence and Remendial Responce. U. S.
Environmental
Protection Agency. Washington, 1989.
и практике ......................................................................... 6
1.2. Исторические корни и современные концепции
экологического картографирования ................................... 12
1.2.1.Антропоцентризм и биоцентризм как альтернативные
"подходы к оценке и картографированию
экологической
обстановки ....................................................................... 12
1.2.2. Значение для экологического картографирования
законов и принципов экологии ................................... 14
1.2.3. Принципы и методы квалиметрии и их реализация в
экологическом картографировании ............................. 20
1.2.4. Экологизация тематической картографии .................. 24
1.2.5. Классификации экологических карт ............................. 27
Глава 2. Эколого-картографическое источниковедение ...................30
2.1. Классификация информационных источников по
ведомственной принадлежности..........................................30
2.1.1. Государственные органы ................................................31
2.1.2. Научные учреждения ......................................................37
2.1.3. Коммерческие организации..........................................37
2.1.4. Некоммерческие организации .....................................38
2.2. Классификация информационных источников
экологического
картографирования по применяемым научным методам и
техническим приемам........................................................... 39
2.2.1. Общие вопросы обеспечения комплексности экологокартографического исследования ................................ 39
2.2.2. Дистанционное зондирование ..................................... 40
2.2.3. Характеристики источников и объемов антропогенных
нагрузок ........................................................................... 43
2.2.4. Экспедиционные и стационарные исследования
загрязненности компонентов природной среды ....... 49
2.2.5. Биоиндикаторы ............................................................... 54
Глава 3. Методология экологического картографирования............. 61
3.1. Территориальная интерпретация эколого-географической
информации ........................................................................... 61
3.1.1. Оценка проницаемости географических границ ....... 61
249
3.1.2. Территориальные единицы экологического
картографирования ......................................................... 65
3.1.3. Ландшафтная основа экологических карт ................... 72
3.1.4. Показатели экологического картографирования и их
репрезентативность ....................................................... 75
3.1.5. Интеграция показателей экологического
картографирования ........................................................ 77
3.2. Картографическая семантика в экологическом
картографировании ............................................................... 80
3.2.1. Объекты экологического картографирования и их
локализация ....................................................................81
3.2.2. Способы картографических изображений и их
использование в экологическом картографировании 82
Глава 4. Содержание и методы составления экологических карт .. 90
4.1. Картографирование атмосферных проблем ........................ 90
4.1.1. Общие закономерности загрязнения атмосферы ........ 90
4.1.2. Картографирование потенциала загрязнения атмосферы
92
4.1.3. Картографирование источников загрязнения атмосферы
98
4.1.4. Картографирование уровней загрязнения атмосферы 101
4.2. Картографирование загрязнения вод суши ....................... 106
4.2.1. Общие закономерности загрязнения поверхностных
вод суши......................................................................... 106
4.2.2. Картографирование самоочищения поверхностных
вод.... 107
4.2.3. Показатели экологического состояния водоемов ..... 111
4.2.4. Источники информации о загрязнении
поверхностных вод ........................................................ 112
4.2.5. Методы картографирования загрязнения
поверхностных вод ........................................................113
4.3. Картографирование физического загрязнения .................. 120
4.3.1. Картографирование радиационной обстановки ...... 121
4.3.2. Картографирование шумового загрязнения .............. 122
4.3.3. Картографирование электромагнитных полей .......... 130
4.4. Картографирование загрязнения почв и других
депонирующих сред ............................................................. 131
4.4.1. Задачи изучения загрязнения почв ................ i ........... 131
4.4.2. Методика эколого-геохимической съемки .................132
4.4.3. Особенности изучения загрязнения снежного покрова 136
4.4.4. Особенности изучения загрязнения донных отложений ...
137
4.4.5. Составление эколого-геохимических карт ................. 137
4.4.6. Анализ эколого-геохимических карт .......................... 139
4.5. Картографирование геолого-геоморфологического
загрязнения .......................................................................... 141
4.5.1. Картографирование геодинамических процессов ..... 141
4.5.2. Картографирование техногенных итехногенно-
измененных отложений и форм рельефа .................. 145
250
4.5.3. Картографирование последствий геологогеоморфологического загрязнения ............................ 146
4.6. Биоэкологические аспекты картографирования ................ 149
4.6.1. Биоэкологическое картографирование ....................... 149
4.6.2. Биоиндикационное картографирование .................... 151
4.6.3. Медико-географическое картографирование............. 155
4.7. Комплексное экологическое картографирование ............. 162
4.7.1. Задачи комплексного экологического картографиро
вания ............................................................................... 162
4.7.2. Подходы к картографированию устойчивости
ландшафтов ................................................................... 165
4.7.3. Качественные оценки экологических ситуаций ........ 168
4.7.4. Количественные оценки состояния среды ................ 173
4.7.5. Легенды комплексных экологических карт ................ 176
Глава 5. Прикладное экологическое картографирование и
использование
экологических карт............................................................. 178
5.1. Экологическое картографирование при обосновании
инвестиций ............................................................................ 178
5.2. Картографическое обеспечение инженерно-экологических
изысканий .............................................................................. 179
5.2.1. Сбор и анализ существующих материалов .................. 180
5.2.2. Полевые инженерно-экологические исследования .. 181
5.3. Картографическая составляющая ОВОС ............................... 186
5.4. Экологические аспекты кадастрового картографирования 190
5.5. Географический анализ загрязнения .................................. 193
5.5.1. Задачи географического анализа загрязнения ..........193
5.5.2. Территориальная структура загрязнения ....................194
5.5.3. Анализ пространственно-временной динамики
загрязнения ....................................................................199
Приложение. Свод правил «Инженерно-экологические изыскания для
строительства» (СП 11-102-97) (извлечения) .......................... 208
Литература ......................................................................................... 240
Издательство
«Аспект Пресс»
предлагает учебник
Дьяконов К. Н., Дончева А. В.
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРТИЗА
Учебное издание Стурман
Владимир Ицхакович
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ
Учебное пособие
Редактор Р. С. Берлянт
Корректор А. А. Баринова
Художник Д. А. Сенчагов
Компьютерная верстка С. А. Артемьевой
Подписано к печати 08.07.2003. Формат 60х90'/,6.
Гарнитура Тайме. Печать офсетная. Усл. печ.
л. 16. Тираж 5000 экз. Заказ № 9532.
ЗАО Издательство «Аспект Пресс»
111141, Москва, Зеленый проспект, д. 8
E-mail: info@aspectpress.ru; www.aspectpress.ru
Тел. 306-78-01, 306-83-71
Налоговая льгота — общероссийский классификатор
продукции ОК 005-93; 95 3000 — книги, брошюры
Отпечата
но в
полном
соответс
твии с
качество
м
предоста
вленных
диапози
тивов в
ОАО
«Можай
ский
полигра
фически
й
комбина
т»
143200,
Можайс
к, ул.
Мира,
93.
Учебник
«Экологическое
проектирование
и
экспертиза» — первый по
этой дисциплине. В нем
рассмотрены
методы
составления
оценки
воздействия проектируемой
деятельности
на
окружающую среду (ОВОС),
состав
проектной
документации.
Изложена
специфика экологического
обоснования
проектов
основных производств и
процедура
проведения
государственной
экологической экспертизы проектов.
Большое внимание уделено
нию существующих инженерно-технических
объектов на окружающую природную
среду.
Переплет, формат 60x90 '/16, 384 с.
Гриф Минобразования «Учебник для студентов высших учебных
заведений, обучающихся по специальностям "География", "Экология ", "Природопользование ", "Геоэкология "»
в
л
и
я
Все учебники издательства «Аспект Пресс» на сайте
www.aspectpress.ru
Издательство «Аспект Пресс»
предлагает учебное пособие
Дончева А. В.
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРТИЗА
ПРАКТИКА
Учебное пособие посвящено основам практической деятельности в области экологического проектирования и экологических экспертиз. Основные навыки экспертной
Окологичес.ч'о работы и экологического проектирования предлагается развивать студентам в
е
процессе выполнения заданий по экологическому обоснованию
и
хозяйственной деятельности, умению правильно использовать методы
проектирован
ие и 0к.
оценки воздействия объектов на окружающую среду. В пособии даны правовая
и нормативная основы экологических экспертиз и проектирования,
государственная система стандартов по охране природы и экологической
паспортизации, а также дана программа дисциплины «Экологическое
проектирование и экспертиза». Рекомендуются темы зачетных теоретических
рефератов.
Переплет, формат 60*90 '/16, 286 с.
Гриф Минобразования «Учебное пособие для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по специальностям "География", "Экология " "Природопользование ", "Геоэкология "»
Все учебники издательства «Аспект Пресс» на сайте www.aspectpress.ru
Издательство «Аспект Пресс»
предлагает учебник
Востокова А. В., Кошель С. М., Ушакова Л. А.
ОФОРМЛЕНИЕ КАРТ. КОМПЬЮТЕРНЫЙ ДИЗАЙН
В учебнике излагаются теория и методы
художественного проектирования карт и
атласов разных типов. Рассматриваются
изобразительные средства, свойства, восприятие, правила применения технической и
художественной графики, цвета, цветовой и
светотеневой пластики при проектировании
картографических произведений. Книга
оонащена
цветными
иллюстрациями,
подготовленными
компьютерными
методами. Представлены лабораторные
работа в соответствии с программой курса.
Шреплет, формат 60*90 !//6, 288 с.
Гшф Минобразования «Учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по
направлению "География и картография ", спешальностям "Картография ", "Прикладная
информатика (в гео-граоии) "»
Все учебники издательства «Аспект Пресс» на сайте
www.aspectpress.ru