Глава 11. Экологические принципы охраны природы

Глава 1 1. Экологические принципы охраны природы

Метод анализа результатов наблюдений и оценка состояния экосистемы зависят от вида мониторинга. Обычно оценка осущест­вляется по совокупности показателей или по условным индексам, разработанным для атмосферы, гидросферы, литосферы. К сожа­лению, нет унифицированных критериев даже для одинаковых элементов природной среды. Для примера рассмотрим лишь от­дельные критерии.

В санитарно-гигиеническом мониторинге обычно исполь­зуют: 1) комплексные оценки санитарного состояния природных объектов по совокупности измеряемых показателей (табл. 11.2, 11.3) или 2) индексы загрязнений. Общий принцип расчета индексов загрязнений следующий: вначале определяется степень отклонения концентрации каждого загрязняющего вещества от его ПДК, а затем полученные величины объединяются в суммар­ный показатель, который учитывает воздействие нескольких ве­ществ.

Приведем примеры расчета индексов загрязнения, используе­мых для оценки загрязненности атмосферного воздуха (ИЗ) и качества поверхностных вод (ИЗВ).

Расчет индекса загрязнения (ИЗ) атмосферного возду­ха начинается с нахождения отношения измеренной концентра­ции i-го вещества С_i к его ПДК_i (A_i):

(11.1)

Величина А_i дает возможность оценивать действие концентра­ций различных веществ в сопоставимых единицах. Далее воздей­ствие веществ учитывают введением весовых коэффициентов и выбором вида функции , которая характеризует закономер­ности влияния определяемых загрязняющих веществ на те или иные объекты. Индекс загрязнения атмосферного воздуха ИЗ рассчи­тывают по формуле

(11.2)

где ф^-1(z) - обратная функция; к - число показателей, используемых в расчете.

Глава 11. Экологические принципы охраны природы

Глава 11. Экологические принципы охраны природы

Таблица 11.3 Комплексная оценка санитарного состояния почв (по Г. В. Стадницкому и др., 1996)

Частными случаями формулы (11.2) являются: - сред-

нее арифметическое, - среднее геометрическое,

- среднее квадратическое.

Далее могут быть рассчитаны индексы загрязнения (ИЗ) с дополнительным взвешиванием членов суммы с помощью весов а_i

(11.3)

где

Таким образом, с помощью а, можно учесть разницу в харак­тере воздействия различных веществ.

При использовании в расчетах взвешенного среднего ариф-метического формула имеет вид:

(11.4)

При квадратическом осреднении, которое подчеркивает вклад веществ с наиболее высокими по отношению к их ПДК концентра­циями, расчет ведут по формуле:

(11.5)

Существует методика расчета ИЗ, учитывающая класс опас­ности загрязняющих веществ. Часто в качестве ИЗ используют максимальный показатель из числа полученных:

(11.6)

На рис. 11.2 показаны значения индексов при арифмети­ческом , геометрическом и квадратическом осредне­нии в случае присутствия в воздухе пяти примесей с различной концентрацией:

Рис. 11.2. Индексы загрязнения воздуха при различных видах функции ф (по О. Ф. Ба-лацкому и др., 1984)

Расчеты индекса загрязнения природных вод (ИЗВ) так­же могут быть выполнены несколькими методами.

Приведем в качестве примера метод, рекомендованный нор­мативным документом -

Измеренные концентрации загрязняющих веществ группируют по ЛПВ (органолептическому, токсикологическому и общесани­тарному). Затем для первой и второй (органолептический и токсикологический ЛПВ) групп рассчитывают степень отклонения [А_i] фактических концентраций веществ [С_i] от их ПДК, так же, как и для атмосферного воздуха (11.1). Далее находят суммы показателей А, для первой и второй групп веществ:

(11.7)

где S - сумма А_i для веществ, нормируемых по органолептическому (S_орг) и токсикологи­ческому [S_токс] ЛПВ; п - число суммируемых показателей качества воды.

Глава 1 1. Экологические принципы охраны природы

Глава 11. Экологические принципы охраны природы

Кроме того, для определения ИЗВ используют величину растворен­ного в воде кислорода и БПК₂₀ (общесанитарный ЛПВ), бактерио­логический показатель - число лактозоположительных кишечных палочек (ЛПКП) в 1 л воды, запах и привкус. Индекс загрязне­ния воды определяется в соответствии с гигиенической классифи­кацией водных объектов по степени загрязнения.

Сопоставляя соответствующие показатели (S_орг, S_токс, БПК₂₀ и т. д.) с оценочными (табл. 11.4), определяют индекс загрязнения, степень загрязнения водного объекта и класс качества воды. Ин­декс загрязнения определяют по наиболее жесткому значению оценочного показателя. Так, если по всем показателям вода отно­сится к I классу качества (ИЗВ = 0), но содержание кислорода в ней меньше 4,0 мг/л (но больше 3,0 мг/л), то ИЗВ такой воды следует принять за 1 и отнести ее ко II классу качества (умеренная степень загрязнения).

Таблица 11.4 Гигиеническая классификация водных объектов по степени загрязнения (по СанПиН-4630-88)

В службах Росгидромета РФ для оценки качества воды исполь­зуют методику расчета ИЗВ только по четырем химическим инг­редиентам, концентрация которых в воде наибольшая. При этом выделяют не 4, а 7 классов качества:

I - очень чистая вода (ИЗВ = 0,3);

II - чистая (ИЗВ = 0,3-1,0);

III - умеренно загрязненная (ИЗВ =1,0- 2,5);

IV - загрязненная (ИЗВ = 2,5 - 4,0);

V - грязная (ИЗВ = 4,0 - 6,0);

VI - очень грязная (ИЗВ = 6,0 - 10,0);

VII - чрезвычайно грязная (ИЗВ более 10,0).

На рис. 11.3 приводится карта-схема оценки качества поверх­ностных вод Санкт-Петербурга и Ленинградской области, выполнен­ная в соответствии с данной методикой расчета ИЗВ. Однако оценка качества воды по этой методике может вводить в заблуж­дение в тех случаях, когда наивысшие концентрации в воде имеют природные вещества (фенолы, марганец, железо), кото­рые свидетельствуют не о загрязнении воды, а о ее изначальной непригодности для некоторых видов водопользования.

Рис. 11.3. Качество поверхностных вод Санкт-Петербурга и Ленинградской области (по данным Ленкомэкологии, 1997 г.)

От степени загрязнения воды водного объекта зависят виды водопользования (табл. 11.5).

Глава 11. Экологические принципы охраны природы

Глава 1 1. Экологические принципы охраны природы

Таблица 11.5 Возможные виды водопользования в зависимости от степени загрязнения водного объекта (по СанПиН-4630-88)

имеет особое значение в глобаль­ной системе мониторинга окружающей среды и, в первую оче­редь, в мониторинге возобновляемых ресурсов биосферы. Он включает наблюдения за экологическим состоянием наземных, водных и морских экосистем.

В качестве критериев, характеризующих изменения состояния природных систем, могут быть использованы: сбалансированность продукции и деструкции; величина первичной продукции, структура биоценоза; скорость круговорота биогенных веществ и др. Все эти критерии численно выражаются различными химическими, биоло­гическими или другими показателями. Так, изменения в растительном покрове Земли могут определяться изменением площади лесов.

Дата добавления: 2015-07-20