Программы наблюдений за качеством воды

Все пункты наблюдений за качеством воды водоемов и водотоков делят на 4 категории,определяемые частотой и детальностью программ наблюдений. Назначение и расположение пунктов контроля определяются правилами наблюдений за качеством воды водоемов и водотоков.

Пункты первой категории располагают на средних и больших водоемах и водотоках, имеющих важное народнохозяйственное значение:

 в районах городов с населением свыше 1 млн. жителей;

· в местах нереста и зимовья особо ценных видов промысловых рыб;

· в районах повторяющихся аварийных сбросов загрязняющих веществ;

· в районах организованного сброса сточных вод, в результате которых наблюдается высокая загрязненность воды.

Пункты второй категории устраивают на водоемах и водотоках в пределах следующих участков:

· в районах городов с населением от 0,5 до 1 млн. жителей;

· в местах нереста и зимовья ценных видов промысловых рыб (организмов);

· на важных для рыбного хозяйства предплотинных участках рек;

· в местах организованного сброса дренажных сточных вод с орошаемых территорий и промышленных сточных вод;

· при пересечении реками Государственной границы;

· в районах со средней загрязненностью воды.

Пункты третьей категории располагают на водоемах и водотоках:

· в районах городов с населением менее 0,5 млн. жителей;

· на замыкающих участках больших и средних рек;

· в устьях загрязненных притоков больших рек и водоемов;

· в районах организованного сброса сточных вод, в результате чего наблюдается низкая загрязненность воды.

Пункты четвертой категории устанавливают:

· на незагрязненных участках водоемов и водотоков,

· на водоемах и водотоках, расположенных на территориях государственных заповедников и национальных парков.

5.

Мониторинг почв - это информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений почв под влиянием природных и антропогенных факторов

Почвенный экологический мониторинг-система регулярного не ограниченного в пространстве и времени контроля почв, который дает информацию об их состоянии с целью оценки прошлого, настоящего и прогноза его изменения в будущем. Почвенный мониторинг - одна из важнейших составляющих экологического мониторинга в целом, он направлен на выявление антропогенных изменений почв, которые могут в конечном итоге нанести вред здоровью человека.

В основе почвенно-экологического мониторинга должны лежать следующие основные принципы:

1) разработка методов контроля за наиболее уязвимыми свойствами почв, изменение которых может вызвать потерю плодородия, ухудшение качества растительной продукции, деградацию почвенного покрова;

2) постоянный контроль за важнейшими показателями почвенного плодородия;

3) ранняя диагностика негативных изменений почвенных свойств;

4) разработка методов контроля за сезонной динамикой почвенных процессов с целью прогноза ожидаемых урожаев и оперативного регулирования развития сельскохозяйственных культур, изменением свойств почв при длительных антропогенных нагрузках;

5) ведение мониторинга за состоянием почв территорий ненарушенных антропогенными вмешательствами (фоновый мониторинг) (Черныш А. Ф., 2003, с.98).

 

Можно вывести две основные цели почвенного мониторинга:

1) своевременное обнаружение неблагоприятных изменений свойств почв и почвенного покрова при различных видах его использования, а также при развитии естественного почвообразовательного процесса;

2) контроль за состоянием почв по сезонам года под сельскохозяйственными культурами для выдачи своевременных рекомендаций по применению регулирующих мероприятий.

Задачи почвенного мониторинга включают в себя:

· контроль за размерами и интенсивностью ежегодных потерь почвы от дождевой и ветровой эрозии;

· выявление регионов с дефицитным балансом главнейших элементов питания растений; обнаружение и оценка скорости потерь гумуса, азота, фосфора и других элементов питания;

· долгосрочный и сезонный (по фазам развития растений) контроль за влажностью, температурой почв и содержанием доступных растениям форм питательных элементов;

· контроль за изменением кислотности и щелочности почв;

· контроль за изменением солевого режима почв;

· контроль за физическим состоянием почв;

· контроль за загрязнением почв ТМ, пестицидами, нефтепродуктами и т.д.;

· экспертная оценка (надзор) за вероятным изменением свойств почв в связи с проектированием гидростроительства, мелиораций;

· инспекторский контроль за правильностью отчуждения пахотопригодных почв для промышленных и коммунальных целей.

Таким образом, целью мониторинга почв и почвенного покрова является определение локальных, региональных и глобальных изменений свойств почв и их пространственного распределения под влиянием как естественных факторов, так и антропогенных воздействий. Последние заслуживают особо пристального внимания.

По результатам многолетней практики Гришина Л. А. и соавторы (1991, с. 82) предлагают разделить показатели почвенно-экологического мониторинга на показатели ранней, кратко- и долгосрочной диагностики.

1. Показатели ранней диагностики негативных изменений свойств почв, позволяют обнаружить и остановить неблагоприятные процессы на начальных стадиях их развития. Это, прежде всего, показатели биологической активности почв - численность и видовой состав микроорганизмов и беспозвоночных животных, их биомасса, ферментативная активность почв, интенсивность выделения углекислого газа почвой, активность азотфиксации и денитрификации, нитрификационная способность почв.

2. Показатели средней устойчивости, характеризующие краткосрочные изменения свойств почв и обеспечивающие текущий контроль за её состоянием. С этой целью целесообразно использовать катионно-обменные свойства почв, содержание доступных для растений форм элементов питания, кислоторастворимых форм соединений кальция, магния, железа и алюминия, подвижных форм соединений тяжелых металлов, скорость деструкционных процессов, мощность и запасы подстилки, фракционный состав гумуса. Измерения должны проводиться через 2-5 лет.

3. Показатели долгосрочной диагностики, отражающие неблагоприятные тенденции антропогенного изменения свойств почв. Это валовой состав почв, включая содержание тяжелых металлов, состав почвенных минералов, содержание и запасы гумуса, морфологические и физические свойства почв (плотность, структурное состояние, водопроницаемость, гранулометрический состав), то есть фундаментальные свойства почв.

Показатели состояния почв

Почву характеризует множество показателей ее состояния, перечень которых необходимо определить и обосновать. Наибольшей информативности можно ожидать от использования относительных показателей, а не абсолютных. В связи с этим среди выбранных должны быть показатели двух видов. Во-первых, показатели наименее устойчивых свойств почв, наиболее чувствительных к антропогенному воздействию. Во-вторых, нужны показатели наиболее стабильных свойств, так как они характеризуют внутренние свойства системы или объекта, находящиеся в состоянии динамического равновесия с окружающей средой.

Контролируемый показатель загрязнения почв должен соответствовать следующим требованиям:

1. Необходима схема поведения загрязняющих веществ и участия их в почвенно-химических процессах, основанная на аналитических и термодинамических методах изучения природы вещества.

2. Показатель должен быть интегральной характеристикой состояния контролируемого химического элемента и физико-химического состояния почв.

3. Показатель должен в достаточной мере чувствительным, чтобы можно было ожидать повышения уровня при увеличении содержания элемента в выпадениях.

4. Показатель должен быть в достаточной мере устойчивым для точки опробывания и умеренно варьировать в пространстве и времени, в противном случае интервал возможных значений его будет так велик, что, во-первых, объект исследования утратит свою индивидуальность, во-вторых, создаст угрозу ошибочно загрязненные почвы с относительно высоким уровнем показателя отнести к незагрязненным.

5. Скорости перехода соединений элемента, которые характеризуют этот показатель, в состав менее подвижных, а следовательно, менее опасных, должны быть таковы, чтобы можно было ожидать отрицательного действия этих соединений на растения прежде, чем они перейдут в состав устойчивых и недоступных растениям соединений.

6. Должны существовать стандартные надежные методы определения показателя, обеспечивающие правильность и требуемую воспроизводимость результатов.

Различают следующие группы показателей:

Показатели химического состояния почв включают: емкость поглощения, состав обменных катионов, степень засоления, валовые содержания элементов, активность ионов в жидкой фазе почвы, содержание органического вещества, групповой и фракционный состав гумуса, отношение Сгк:Сфк, отношение С:N, окислительно-восстановительный потенциал.

Показатели физического состояния почв включают: водопроницаемость, влажность, предельная полевая влагоемкость, полевая влагоемкость, влажность завядания, гранулометрический состав, агрегатный состав, водопрочность агрегатов, плотность почвы, плотность твердой фазы почвы, пористость агрегатов, набухание, температура, электропроводность, намагниченность;

Показатели биологического состояния почв: дыхание почвы, скорость разложения целлюлозы, ферментативная активность, численность и видовое разнообразие микроорганизмов, гено- и фитотоксичность почвы.

Санитарно-бактериологические показатели состояния почв: содержание патогенных бактерий и вирусов, санитарно-энтомологические, санитарно-гельминтологические и комплексные показатели.

Показатели эрозионного воздействия на почвы: мощность гумусового горизонта, наличие погребенных горизонтов.

Каждое из указанных свойств является важной характеристикой почвы и необходимо для полноты знаний о ней. Рассмотрим более подробно эти показатели.

В экологическом нормировании выделяются два существенно различных подхода. Первый сохраняет основные черты методологии гигиенического нормирования, а именно: 1) предельные нагрузки устанавливаются для отдельных веществ (либо для смесей, но с известным соотношением компонентов); 2) лабораторные эксперименты - основа для получения нормативов; 3) используются параметры организменного, а не экосистемного уровня. По сути, такой подход означает полное ассимилирование схемы гигиенического нормирования с той лишь разницей, что объектом выступает не человек, а другие биологические виды. Это тупиковый путь для экологического нормирования. Причины этого заключаются в следующем.

1. Выбросы чаще всего многокомпонентны, что в конкретной ситуации не позволяет оперировать нормативами для отдельных веществ либо их смесей. Реально можно анализировать ситуации для трех-четырех компонентов смеси, тогда как обычно их число не менее чем на порядок больше.

2. Формы нахождения токсикантов в природе могут отличаться от форм, которые использовались в экспериментах и для которых создавались нормативы.

3. В лабораторных экспериментах - обычно краткосрочных - не учитываются адаптационные процессы и тем более популяционные и биоценотические эффекты, которые могут играть ключевую роль в определении судьбы компонентов экосистем.

4. Hахождение предельных нагрузок для отдельных видов, пусть даже "ключевых" или наиболее чувствительных,- слишком долгий путь для определения нормативов для экосистемы в целом (т.е. по экосистемным параметрам). Он требует наличия модели, в которой аргументом для экосистемных параметров выступает численность всех основных видов (что само по себе - сложная задача), и определения предельных нагрузок для этих видов.

 

6.

Методологической основой исследования явился системный подход к анализу и синтезу данных, который включил рассмотрение почвы как компонента экосистемы, функционально тесно связанной с другими компонентами, в первую очередь, с растительностью, почвенной микробиоты и почвенной фауны. Особенностью методологии работы было изучение проблемы кислотности почв на различных иерархических уровнях (Карпачевский, 1977; Воронин, 1979; Розанов, 1983) – почвенного покрова, почвенного профиля, почвенного горизонта и уровня рассмотрения конкретных реакций на ионно-молекулярном уровне (таблица 2.6).

Использование комплексного подхода, как методологического принципа исследования, позволило оценить влияние внешних факторов (климата, рельефа, водного режима) на формирование кислотно-основного состояния почв. Подбор объектов осуществляли по зонально-генетическому принципу. Интерпретацию данных проводили с использованием протолитической теории И. Бренстеда и Т. Лоури (Угай, 1997). При проведении исследований были использованы современные методы полевых и аналитических работ, приемы физического и математического моделирования, обработка проводилась методами параметрической и непараметричнеской статистики.

 

7. Мониторинг - система наблюдений и контроля за состоянием качества окружающей среды, состоит из трех ступеней: наблюдения, оценки состояния и прогноза возможных изменений. Мониторинг осуществляет наблюдение за антропогенными изменениями, а также за естественной, малоизмененной природной средой.

В системе мониторинга различают три уровня:

- санитарно-токсический

- экологический

- биосферный

Санитарно-токсический мониторинг - наблюдение за состоянием качества окружающей cреды, главным образом за степенью загрязнения природных ресурсов вредными веществами и влиянием этого процесса на человека, животный и растительный мир, а также определение наличия физических факторов (шум,пыль), патогенных микроорганизмов, неприятных запахов, сажи, контроль за содержанием в атмосфере окислов серы и азота,СО₂,соединений тяжелых металлов,качество водных объектов.

Экологический мониторинг - определение изменений в экологических системах(биогеоценозах), природных комплексах и их продуктивности, а также выявление запасов(динамика) полезных ископаемых, водных, земельных и растительных ресурсов. Экологическая ступень мониторинга не имеет единой системы учетных показателей. Степень нарушения природных комплексов, биогеоценозов, отдельных составляющих биосферу компонентов определяют путем сравнения их по ряду признаков и характеристик с ненарушенными экосистемами. Наиболее важный показатель - биологическая продуктивность биогеоценоза, единица площади суши или воды за определенный промежуторквремени.

Программа мониторинга

Импактный мониторинг

Состав и уровни концентраций загрязняющих веществ зависят от технологии производств. В данном случае физико-химические процессы в окружающей среде и метеорологические условия начинают играть существенную роль. Уровни загрязнения Среды превышают ПДК_сс в десятки раз. Наблюдается тесная связь между расположением источников, их характеристиками, направлением и скоростью ветра и полями концентраций загрязняющих веществ. Наблюдения осуществляется на стационарных постах.

Региональный мониторинг

Региональный мониторинг дает возможность стыковать данные импактного и глобального фонового мониторинга, а также позволяет выявить основные пути распространения загрязняющих веществ на большие расстояния.

непосредственные сведения о состоянии загрязнения атмосферы на региональном уровне могут быть получены по данным наблюдения в небольших населенных пунктах, расположенных в дали от крупных городов, при условии, что источники загрязнения в этих пунктах отсутствуют.

Глобальный мониторинг

Рост выбросов вредных веществ в атмосферу в результате процессов индустриализации и урбанизации ведет к увеличению содержанию примесей на значительном расстоянии от источников загрязнения и глобальным изменением в составе атмосферы, приводит к изменению климата.

Всемирной метеорологической организацией (ВМО) в 60-е годы была создана мировая сеть станций мониторинга фонового загрязнения атмосферы (БАПМоН). Ее цель состояла в получении информации о фоновых уровнях концентрации атмосферных составляющих долгопериодных изменениях, которых можно судить о человеческой деятельности.

Станции фонового мониторинга атмосферы (станции БАПМоН) ответственны за проведение наблюдений и своевременную отправку полученных первичных данных в курирующие их управления по гидрометериологии (УГМ) и Главную геофизическую обсерваторию (ГГО) им. А. И. Воейково.

Оксид углерода (СО) — самая распространенная и наиболее значительная примесь атмосферы, называемая в быту угарным газом. Содержание СО в естественных условиях от 0,01 до 0,2 мг/м³. Основная масса выбросов СО образуется в процессе сжигания органического топлива, прежде всего в двигателях внутреннего сгорания. Содержание СО в воздухе крупных городе колеблется в пределах 1— 250 мг/м³, при среднем значении 20 мг/м³. Наиболее высокая концентрация СО наблюдается на улицах и площадях городов с интенсивным движением, особенно у перекрестков. Высокая концентрация СО в воздухе приводит к физиологическим изменениям в организма человека, а концентрация более 750 мг/м³ — к смерти. СО — исключительно агрессивный газ, легко соединяющийся с гемоглобином крови, образует карбоксигемоглобин.

Диоксид серы (SO₂) — бесцветный газ с острым запахом. На его долю приходится до 95% от общего объема сернистых соединений, поступающих в атмосферу от антропогенных источников. До 70% выбросов SO₂ образуется при сжигании угля, мазута — порядка 15%.

При концентрации диоксида серы 20—30 мг/м³ раздражается слизистая оболочка рта и глаз, во рту возникает неприятный привкус. Весьма чувстви­тельны к SO₂ хвойные леса. При концентрации SO₂ в воздухе 0,23—0,32 мг/м³ в результате нарушения фотосинтеза происходит усыхание хвои в течение 2— 3 лет. Аналогичные изменения у лиственных деревьев происходят при кон­центрациях SO₂ 0,5—1 мг/м³.

Основной техногенный источник выбросов углеводородов (C_mH_n — пары бензина, метан, пентан, гексан) — автотранспорт. Его удельный вес состав­ляет более 50% от общего объема выбросов. При неполном сгорании топлива происходит также выброс циклических углеводородов, обладающих канцеро­генными свойствами. Особенно много канцерогенных веществ содержится в саже, выбрасываемой дизельными двигателями. Из углеводородов в атмос­ферном воздухе наиболее часто встречается метан, что является следствием его низкой реакционной способности. Углеводороды обладают наркотичес­ким действием, вызывают головную боль, головокружение. При вдыхании в течение 8 часов паров бензина с концентрацией более 600 мг/м³ возникают головные боли, кашель, неприятные ощущения в горле.

Оксиды азота (NO_X) образуются в процессе горения при высоких температурах путем окисления части азота, находящегося в атмосфере. Под общей формулой NO_X обычно подразумевают сумму NOи NO_2.

Основные источники выбросов NO_x: двигатели внутреннего сгорания, топки промышленных котлов, печи.

NO₂ — газ желтого цвета, придающий воздуху в городах коричневатый оттенок. Отравляющее действие NO_x начинается с легкого кашля. При повышении концентрации кашель усиливается, начинается головная боль, возникает рвота. При контакте NO_x с водяным паром, поверхностью слизнете оболочки образуются кислоты HNO₃ и HNO₂, что может привести к отеку легких. Продолжительность нахождения NO₂ в атмосфере — около 3 суток

Размер пылинок колеблется от сотых долей до нескольких десятков мкм Средний размер частиц пыли в атмосферном воздухе — 7—8 мкм. Пыль оказывает вредное воздействие на человека, растительный и животный мир, поглощает солнечную радиацию и тем самым влияет на термический режим атмосферы и земной поверхности. Частицы пыли служат ядрами конденсации при образовании облаков и туманов. Основные источники образования пыли: производство строительных материалов, черная и цветная металлургия (оксиды железа, частицы А1, Си, Zn), автотранспорт, пылящие и тлеющие места складирования бытовых и производственных отходов. Основная масса пыли вымывается из атмосферы осадками.

Выбросы, содержащие примеси в виде частиц пыли, дыма, тумана или пара, называются аэрозолями. Общее число разновидностей загрязняющих атмосферу аэрозолей составляет несколько сотен. [1]

 

 

КОНЦЕПЦИЯ О ПДК

1. Предельно допустимые концентрации (ПДК) — нормативы, устанавливающие концентрации вредного вещества в единице объема (воздуха, воды), массы (пищевых продуктов, почвы) или поверхности (кожа работающих), которые при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияют на здоровье человека и не вызывают неблагоприятных последствий у его потомства.

Концепция ПДК базируется на двух предположениях:

1) эффект любого химического фактора пропорционален его интенсивности и выражается формулой «доза–время–эффект»;

2) биологическое действие любого химического фактора подчиняется принципу пороговости, ниже которого не обнаруживается реакция организма.

 

Санитарно-гигиеническое нормирование редко учитывает комбинированное действие (при одновременном или последовательном действии нескольких веществ) и не учитывает эффектов комплексного воздействия, (когда вредные вещества поступают в организм различными путями — с воздухом, водой, пищей, через кожные покровы), а также сочетания воздействий различной природы (физических, химических, биологических).

По мере накопления наших знаний о безопасности или опасности тех или иных веществ значения предельно допустимых концентраций для некоторых веществ изменяются.

Списки установленных величин ПДК и других нормативов публикуются в специальных сборниках санитарных норм и правил (СанПиН).

К недостаткам системы санитарно-гигиенического нормирования, следует отнести:

- она не указывает, какое именно воздействие на живые организмы будет иметь место, если реальная концентрация в объектах окружающей среды превысит предельно допустимую величину;

- концепция ПДК не учитывает также, что для некоторых веществ существует минимальный порог, ниже которого ощущается недостаток вещества в среде обитания, что может оказывать существенное влияние на живущие в ней организмы;

-не учитываются особенности биогеохимических провинций, где в естественном состоянии ряд веществ уже присутствует в концентрациях, превышающих ПДК. Биогеохимические провинции — территории, где свойства природных сред и организмов отличаются от характерных свойств географической зоны. Такая ситуация прослеживается для рудных аномалий, нефтеносных районов, для территорий распространения торфяников и т.п. В этих случаях оценка качества природной воды, практически не испытывающей антропогенного воздействия, по критериям ПДК приводит к ошибочным выводам.

-не учитывается, что устойчивость организмов (в т.ч. человека) к воздействию веществ различается в зависимости от региона или зоны. Это может быть связано не только с климатическими особенностями, но и другими факторами среды, например, гидрохимическими свойствами используемой воды: минерализацией, буферностью и т.п. В частности, адаптированность к фоновому уровню концентраций металлов, очевидно, наследственно закреплена в поколениях.

- предельно допустимые концентрации, как правило, относятся к валовому содержанию, хотя многие вещества присутствуют в окружающей среде в различных формах. Например, в водных объектах многие тяжелые металлы, большинство которых являются токсикантами, присутствуют и в форме ионов, и в связанном состоянии с органическими веществами природных вод и т.д. Эти комплексные формы обычно менее токсичны, чем ионная.

Санитарно-гигиенические и экологические нормативы не указывают на источник воздействия и не регулируют его деятельность напрямую. Однако они используются при установлении научно-технических нормативов — требований, предъявляемых собственно к источникам воздействия. К научно-техническим нормативам относятся нормативы выбросов и сбросов вредных веществ (ПДВ и ПДС), образования отходов и лимиты их размещения, а также технологические, строительные, градостроительные нормы и правила, содержащие требования по охране окружающей природной среды. В основу научно-технического нормирования положен следующий принцип: при условии соблюдения нормативов всеми предприятиями региона содержание любой примеси в воде,воздухе и почве должно удовлетворять требованиям санитарно-гигиенического нормирования.

Научно-техническое нормирование означает введение ограничений деятельности хозяйственных объектов в отношении источников воздействия на окружающую среду. В том числе, определяются предельно допустимые потоки вредных веществ, которые могут поступать от источников воздействия в воздух, воду, почву. Таким образом, от предприятий требуется не собственно обеспечение тех или иных ПДК, а соблюдение пределов выбросов и сбросов вредных веществ, установленных для объекта в целом или конкретных источников, входящих в его состав.

 

2. ПДК загрязняющих веществ подразделяются на гигиенические и рыбохозяйственные.

Гигиенические ПДК нормируются по трем основным признакам вредности:

1. ПДК по общесанитарному признаку вредности – максимальная концентрация загрязняющего вещества в воде, не приводящая к нарушению процессов естественного самоочищения воды водоема;

2. ПДК по органолептическому признаку вредности – максимальная концентрация загрязняющего вещества в воде, при которой не обнаруживается изменений органолептических свойств (вкус, цвет, запах) воды;

3. ПДК по санитарно-токсикологическому признаку вредности - максимальная концентрация загрязняющего вещества в воде, не оказывающая вредного влияния на здоровье населения.

Рыбохозяйственные ПДК – это такие максимальные концентрации загрязняющих веществ в воде, при которых вода в водоеме остается практически чистой и в водоеме не зарегистрированы случаи гибели рыбы, не наблюдается постепенное исчезновение видов рыб, в водоеме не отмечаются условия, способные в определенные сезоны привести к гибели рыб или замене ценных видов рыб на малоценные и т.д.

Паразитологические показатели оценивают количеством патогенных микроорганизмов (дизентерийная амеба, холерный вибрион и др.). Они не должны обнаруживаться в 25л питьевой воды.

Органическое загрязнение воды определяют косвенным путем – по количеству кислорода, необходимого для окисления органических примесей в 1л воды. Чем больше требуется кислород, тем грязнее воды. Применяются два показателя: биологическая потребность в кислороде за определенное время – БПК (например, БПК₅ – за 5 суток) и химическая потребность в кислороде – ХПК. Причем ХПК – более полная оценка загрязнения, при определении которой вовлекаются в реакцию даже трудноокисляемые органические вещества.

Рыбохозяйственный показатель вредности определяет порчу качеств промысловых рыб.

На качество природных вод влияют природные и антропогенные факторы.

ПДК вещества в воде устанавливается с учетом показателей вредности: а) для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДК_хп) – трех показателей: органолептического, общесанитарного и санитарно-токсикологического; б) для рыбохозяйственного водопользования (ПДК_рх) – пяти: органолептического, общесанитарного, санитарно-токсикологического, токсикологического и рыбохозяйственного.

 

3.Токсичность – способность химических веществ вызывать нарушение жизнедеятельности организма – отравление.

Степень токсичности химических соединений выражают в концентрации, вызывающей гибель 50% гидробионтов в остром опыте. Все вещества, вызывающие в острых опытах гибель 50% рыб, делятся па пять групп:

1) высокотоксичные вещества, вызывающие гибель 50% рыб при концентрации до 1 мг/л;

2) сильно-токсичные – в концентрации 1–10 мг/л;

3) умеренно-токсичные – в концентрации 10–100 мг/л;

4) слаботоксичные – в концентрации свыше 100 мг/л;

5) очень слаботоксичные вещества – в концентрации свыше 1000 мг/л.

При установлении степени токсичности химических веществ для гидробионтов различают:

1) смертельные концентрации (дозы) — вызывают гибель всех (СК₁₀₀) или половины (СК₅₀) животных при остром или хроническом отравлении;

2) токсические – максимально переносимые концентрации (СКо), вызывающие клинические признаки отравления, не обусловливая гибели организма;

3) пороговые концентрации – минимальные концентрации, вызывающие достоверно патологические изменения в организме, регистрируемые наиболее чувствительными методами исследования;

4) предельно допустимые концентрации (ПДК) – допустимые концентрации вредных веществ в рыбохозяйственных водоемах, которые не оказывают отрицательного влияния на режим водоемов, не нарушают нормальную жизнедеятельность рыб и других полезных гидробионтов, не создают опасности накопления токсических веществ в объектах водоема.

Ориентируясь на вышеизложенное, С.А. Патиным был разработан биогеохимический подход к нормированию ПДК тех химических элементов, которые являются одновременно и естественными микрокомпонентами состава воды и распространенными антропогенными примесями в морских экосистемах. Каждый из таких компонентов среды должен иметь свой биологически допустимый (толерантный) для гидробионтов диапазон концентраций в воде, в пределах которого организмы, их сообщества и популяции располагают возможностями оптимальной реализации своих физиологических, экологических и других функций. Границы диапазонов концентраций каждого элемента устанавливают для океанических и морских условий, так как пределы колебаний и причины изменчивости содержания металлов в пелагиали океана и в морских бассейнах различны. Количественная оценка биогеохимических порогов экологической толерантности (L) проводится по формулам:

где Lв и Lн — верхний и нижний пороги экологической толерантности соответственно; С — средняя концентрация металла в морской воде; Sl — стандартное отклонение совокупности результатов, использованных для оценки С.

К пороговым относят концентрации, которые изменяют аналогичные показатели, но в пределах до 50% и, главным образом, в хронических опытах, длительность которых соизмерима с продолжительностью жизненного цикла. В качестве максимально недействующей концентрации принимается такая концентрация токсичного вещества, при которой основные показатели жизнедеятельности гидробионтов в хронических экспериментах отклоняются не более чем на 25% от аналогичных показателей в контрольных опытах.

В общем токсический эффект рассматривается как результат взаимодействия трех основных факторов: организма (или совокупности организмов), концентрации токсичных веществ и времени. При этом изучают зависимость токсического эффекта от концентрации при фиксированном времени и изменение токсического эффекта во времени при определенной концентрации ксенобиотика в водной среде. По полученным результатам, кроме токсичных, пороговых и максимально недействующих (подпороговых) концентрациях, определяют ЛК50 — уровень, вызывающий летальный исход для 50% тест-объектов в острых опытах длительностью от 2 до 9 часов, и ЛК100 — уровень летальных концентраций в острых опытах (табл. 49).

Таблица 49

 

4.

ПДЭН – предельно допустимая экологическая нагрузка – это такая нагрузка, которая не вызывает нежелательных последствий у обитаемых на Земле организмов, и в первую очередь у человека, а также не приведет к ухудшению качества природной среды.

По допустимым антропогенным воздействием на ОС следует понимать воздействия, складывающихся из отдельных однородных и разнородных воздействий, которая не влияет на качество ОС которая изменяет природную среду в допустимых пределах.

Допустимое воздействие должно соответствовать допустимой нагрузке. Величина воздействия зависит от того, какие пределы считать допустимыми, какими целями задается человек при неравномерном воздействии на ОС.

функция состояния экосистемы

На современном этапе развития экологической науки вопрос о математическом определении ПДЭН остается открытым. Рассмотрим более подробно одну из гипотез, предложенную основателем мониторинга в бывшем СССР Израэлем Ю.А. В частности, Израэль Ю.А., ввел некоторую функцию состояния экосистемы или любого элемента биосферы, характеризующую какую-либо отдельную сторону состояния экосистемы (по частному показателю) или ее состояния в целом (по интегральному показателю). Функция меняется в пространстве и во времени. Обобщенная функция состояния экосистемы для региона может быть записана в виде:

, (9.16)

На рис. 9.5 обозначено 1 – «недопустимая» зона, 2 – зона «экологического резерва», η^*_доп.max –допустимый максимальный уровень состояния экосистемы, η^*_доп.min – допустимый минимальный уровень состояния экосистемы, η^*_ант – антропогенное состояние экосистемы (см. формулу 9.18).

Допустимой мерой отклонения от нормального состояния η^*_е1 экосистемы считается такое отклонение, которое со временем может быть ликвидировано самой системой. Достижение критического уровня η^*_кp.max(min) ведет к разрешению расширению данной экосистемы. Изменения η^*(t) во времени обусловлено изменением внешних условий – температуры, влажность и т.д. Множество состояний экосистем η^*_е2 лежит между η^*_кp.max и η^*_кр.min.

2. Для обеспечения достаточно высокого качества окружающей природной среды необходимо:

а) для нормального функционирования экосистем – не превышение ПДЭН на данную экосистему (учитывают все факторы комплексного воздействия);

б) для обеспечения отсутствия нежелательных последствий у отдельных популяций – не превышение таких величин, которые обеспечивают высокое качество природной среды (ПДК для человека, отдельных видов промысловых рыб).

Значение ПДЭН опираются в настоящее время на понятие устойчивости экосистемы или критическое состояние экосистемы, когда резерв прочности отсутствует. При достижении ПДЭН экосистема может начать разрушаться. И в этом случае можно ввести понятие допустимой экологической нагрузки (ДЭН), основанной на схожих с ПДК представлениях. Тогда также возникает резерв прочности (экологический резерв), основанный на разности между ДЭН и ПДЭН

 

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: