Оптимизация экологического риска экосистем

Ущерб от эксплуатации АС есть количественна характеристика вредных последствий эксплуатации АС, в том числе в результате аварийных воздействий. Обычно различают материальные, радиационные, социальные и экологические компоненты ущерба. Наиболее сложной является задача определения экологического ущерба, под которым следует понимать неблагоприятные изменения в экосистемах - потери их продуктивности, свойств саморегулирования, существенные изменения их видового разнообразия. Можно говорить о радиоэкологическом ущербе как результате облучения элементов экосистем, приводящего к потерям популяций, сдвигам в экологическом равновесии или жизненных циклах компонентов.

Наиболее зримый ущерб - это физические потери, гибель компонентов популяций. К таким последствиям можно относить и болезни, приводящие к потерям функции воспроизводства. В живой природе связи между воздействиями и последствиями формируются под влиянием многочисленных факторов, которые с трудом поддаются детерминированному выявлению. Поэтому исходы следует считать величинами случайными и использовать для их описания методы теории вероятностей. В этой связи часто используют такую вероятностную категорию, как экологический риск, определяемый как вероятность гибели элементов популяций в результате некого воздействия.

На этом пути немедленно встает вопрос о зависимости между величиной воздействия и вероятности гибели особей. Известно, что среди биологов есть много сторонников пороговой концепции воздействий, когда допускается отсутствие последствий при воздействиях, интенсивность которых меньше определенных пороговых значений. Именно так, например, принято описывать токсическое действие вредных веществ.

Много споров вызывает проблема радиационных последствий, которая применительно к человеку, как известно, разрешена в виде принятия безпороговой линейной концепции зависимости доза-эффект. Применительно к экосистемам более правдоподобными выглядят концепции сигмообразных зависимостей эффектов от воздействий. Будем считать, что такие зависимости,

как к(е)=кхВ(е)ъ,

где В - дозовая или иная нагрузка, к - индивидуальный риск, нам известны.

Тогда средний риск от воздействия

к=Ы к (В)т /Т,

где т /Т - относительное число особей, воспринявших нагрузку В.

Стоимостью экологического риска будем называть суммарные потери в пораженных экосистемах, выраженные в некоторой ценностной форме.

где S _i - стоимость единичной потери. Но как оценить эту стоимость?

Ясно, что в стоимость ущерба должны входить не только оценки количества пораженных особей, потери потребительской массы загубленной живой природы (количество древесины, килограммов рыбы, зерна, плодов), но и стоимости их нематериальной сути - потери чистоты рек, озер, воздуха, как необходимых компонентов радостей жизни, ее красоты.

В этом смысле каждую погибшую единицу природы следует оценивать не только с точки зрения материала, товара, продукта, но и с точки зрения элемента здания природы. Можно, как это предложено в работе [9], называть эти две части материальной и субъективной составляющими стоимости ущерба.

Тогда зная реальные расходы на безопасность и оценивая вероятные последствия аварий при эксплуатации АС можно провести оптимизацию безопасности экосферы.

Строго говоря оптимизация безопасности АС - это комплексная задача, цель которой найти оптимальные условия функционирования АС по всем значимым ее компонентам - техническим схемам и параметрам оборудования, защитным системам, правилам эксплуатации и обслуживания, с учетом характеристик площадки и внешнего окружения. При такой оптимизации нужно учитывать все компоненты расходов и возможные потери по всем вариантам развития аварийных процессов. Поскольку задача в такой постановке слишком громоздка, часто расчленяют ее на более элементарные. Так в соответствии с рекомендации МКРЗ говорят об оптимизации радиационной безопасности. Можно подобным образом ставить вопрос об оптимизации безопасности экосистем.

Пусть мы знаем проектные расходы на природоохранные мероприятия. Ясно, что чем меньше выделено средств на защиту природы, тем ожидаемый ущерб экосистемам от разнообразных опасных воздействий будет больше. На компенсацию этого экологического ущерба необходимо истратить некоторые денежные ресурсы, которые должны быть добавлены к проектным расходам. Сумма расходов имеет минимум.

На рис. 4 показаны кривые ущерба при проектных мерах защиты экосистем, стоимость компенсации экологического ущерба и суммарные расходы, имеющие минимум, который и соответствует оптимальному варианту защиты окружающей среды. Разумеется все расходы должны быть исчислены в одной системе цен,должны быть приведены к одному моменту времени, т.е. дисконтированы.

Тогда условием минимума расходов будет равенство производной от суммарной стоимости нулю:

или

Следовательно, минимум затрат реализуется при

Итак, для оценок экологического ущерба экосистем необходимы расчеты переходных процессов в экосистемах при возмущении равновесия, определение пределов устойчивости экосистем. Следует сказать, что допустимые и критические параметры сред должны быть дифференцированы, для того чтобы регулировать безопасность в локальном, региональном и глобальном масштабе.

Нормы защиты окружающей среды должны предусматривать обязательное восстановление качества среды, т.е. необходимую дезактивацию территорий, рекультивацию пахотных земель, oчистку воды водоемов. Желательно, чтобы в проектах АС были предусмотрены средства борьбы с чрезмерным загрязнением окружающей среды и для эффективного восстановления качества окружающей среды. Такие меры как фильтрационная очистка водоемов, промывка загрязненных участков с последующим сбором и очисткой всех сливов с загрязненных участков, временные укрытия особо ценных участков могут быть вполне экономически целесообразны и эффективны. Цель этих мероприятий - недопущение поступлений в элементы экосистем вредных веществ в количествах, превышающих возможности их экологических емкостей. Эти мероприятия составляют тот комплекс, который называют управлением состояния системы Атомная станция + Окружающая среда [10].