6.4. Экологическое (экосистемное) нормирование содержанияхимических веществ в природных средах
Экологическое (экосистемное) нормирование содержания химических веществ в природных средах проводится природохран- ными службами. Современная концепция экологического нормирования опирается на экосистемный подход.
Экосистемное нормирование призвано обеспечить сохранение биогеохимических циклов химических элементов и целостности экосистемы. В основе его методологии лежат представления не о пороговости в изменении состояния живых организмов, а об устойчивости к внешним воздействиям экосистемы в целом и о ее роли в функционировании каждого компонента. При поражении более чувствительных компонентов и ослаблении их деятельности повышается активность более устойчивых, что ведет к сглаживанию эффекта внешнего воздействия, к снятию порогов.Экосистемные нормативы должны обеспечить сохранение природы в целостности и возможность существования всех живые организмов. Такой подход обеспечит сохранение и человека (популяция, индивидуум) как компонента экосистемы. Человек отличается от других организмов, в частности тем, что является конечным консументом в большинстве трофических цепей. Воздействие на человека любого потребляемого им вещества зависит от того, находится ли уровень содержания этого вещества в пределах его природного содержания или выходит за его пределы.
Несколько принципов лежит в основе экосистемного нормирования. Принцип «слабого звена» означает, что нагрузки, допустимые для самого уязвимого компонента системы, принимаются за допустимые для экосистемы в целом. Принцип дифференцированности предполагает разработку допустимых нагрузок на экосистему, дифференцированных на основе формирования региональных (зональных, бассейновых) потоков химических веществ в ландшафте, на основе вида использования контролируемых объектов (воды разного назначения, земли разного вида использования). Принцип дифференцированности реализуется и путем учета устойчивости экосистемы к данному виду внешнего воздействия.
Методической основой является обязательное сочетание натурных полевых наблюдений и лабораторных экспериментов.Цель экосистемного нормирования — защита биоразнообразия и ограничение антропогенного воздействия на уровне, приемлемом для сохранения природной среды. Для определения допустимых нагрузок применимы биологический (биоценотический) и ландшафтный (геоэкологический) подходы. Например, предлагается в качестве критериев экологического состояния экосистемы использовать показатели сохранности вертикальной и горизонтальной структур фитоценоза, показатели завершенности круговорота веществ (конечным результатом чего является плодородие почв). Для лесных экосистем в качестве контролируемых биологических параметров предлагают использовать фитомассу, жизненное состояние древостоя, проективное покрытие, массу подстилки, видовое разнообразие почвенной мезофауны, микроорганизмов, биомассу, баланс гумуса в почве и др. Ландшафтный подход ориентирован на обеспечение сохранения всех компонентов биотопа.
Задача экосистемного нормирования сводится к установлению допустимой антропогенной нагрузки на экосистему того вида негативного воздействия, который лимитирует развитие экосистемы. Загрязнение окружающей среды очень часто выступает как лимитирующий экологический фактор.
В оценке состояния экосистемы все шире применяются критерии экологической нормы, экологического риска, экологического кризиса, экологического бедствия. Зона экологической нормы — состояние среды удовлетворительное, значения прямых критериев значимо не отличаются от ПДК, ОДК или фоновых уровней. Зона экологического риска — состояние среды неблагополучное, значения прямых критериев слабо превышают ПДК, ОДК или фоновые уровни (деградация экосистемы 5—20 % площади). Зона экологического кризиса — состояние среды весьма неблагоприятное, значения прямых критериев значительно превышают ПДК, ОДК или фоновые уровни (деградация экосистемы 20—50 %). Зона экологического бедствия — состояние среды катастрофическое, значения прямых критериев значительно превышают ПДК, ОДК или фоновые уровни (деградация экосистемы gt; 50 %).
Выделяются зоны экологической напряженности на основе изменения различных показателей функционирования экосистемы. Например, привлекается для экологического нормирования отношение C:N органических веществ различных природных объектов. Это отношение характеризует активность процесса трансформации органических веществ. Уменьшение показателя ниже оптимального свидетельствует о деградации почвенного органического вещества, об усилении накопления органического азота в почвах, водах, в сельскохозяйственной продукции. Нарушение сбалансированности потоков вещества в ходе белкового и углеводного питания отражается в увеличении отношения C:N в пищевых продуктах. На изменение соотношения этих элементов в почвах чутко реагирует почвенная микрофлора. Вследствие высокой информативности этого показателя, он может быть использован для выявления зон различной экологической напряженности (табл. 6.13).
Таблица 6.1 3
Выделение зон экологической напряженности по изменению соотношения C:N в различных звеньях биологической пищевой цепи
(Биогеохимические основы нормирования..., 1993)
| Отношение C:N | Звенья биогеохимической цепи, | зоны экологической напряженности | |||
| почвы | поверхностные воды | растения | рационы | циклы в целом | |
| gt;4 | 5 | 4 | 5 | 4 | 5 |
| 4-8 | 3 | 4 | 4 | 1 | 4 |
| 8-12 | 1 | 1 | 1 | 1-2 | 3 |
| 12-16 | 1 | 2-3 | 2 | 3-4 | 2 |
| 16-20 | 1 | 4 | 2 | 4-5 | 4 |
О нарушении цикла углерода в почве свидетельствует ферментативная активность почв, тесно связанная с процессами гумификации.
На этом основании этот показатель также привлекается для выявления зон экологического напряжения (табл. 6.14).Таблица 6.14
Выделение зон экологического напряжения по степени уменьшения активности инвертазы в почве по сравнению с фоном
(Биогеохимические основы нормирования..., 1993)
| Степень уменьшения показателя ферментативной активности почв | Площадь проявления уменьшения показателя, (% от общей площади), зона экологической напряженности | |||
| lt;5 | 5-20 | 20-50 | gt;50 | |
| lt;1,2 | 1 | 3 | 1 | 1 |
| 1,2-1,5 | 1 | 2 | 2 | 3 |
| 1,5-2,0 | 2 | 3 | 4 | 4 |
| 2,0-5,0 | 3 | 4 | 4 | 5 |
| gt;5 | 3 | 4 | 5 | 5 |
О нарушении циклов кальция и фосфора, кальция и стронция свидетельствует изменение соотношении их концентраций в природных средах, в звеньях пищевых цепочек. При нарушении отношения Са:Р в растениях, в растительных кормах в организме позвоночных животных возникают признаки остеопороза, остеолиза, при нарушении соотношения Ca:Sr — признаки рахита.
Соотношение этих элементов в растениях является дополнительным основанием для выделения зон экологической напряженности (табл. 6.15).
Таблица 6 1 5
Выделение зон экологического напряжения по изменению соотношения содержаний элементов С, Р, Sr в растениях
(Биогеохимические основы нормирования . , 1993)
| Показатель соотношения содержания элементов в растениях | Площадь проявления изменения уровня показателя (% от общей площади), зона экологической напряженности | ||||
| Са:Р | Ca:Sr | lt;5 | 5-20 | 20-50 | gt;50 |
| 1 2 | gt; 100 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| lt; 1-0,8, gt;2-3 | 100-50 | 1 | 1 | 1 | 2 |
| lt; 0,8-0,4; gt; 3-5 | gt;50-10 | 2 | 3 | 3 | 3 |
| lt; 0,4-0,1; gt; 5-1 | lt; 10-1 | 3 | 3 | 3 | 4 |
| lt;0,1; gt; 10 | lt; 1 | 3 | 4 | 4 | 5 |
Методика экологического нормирования постоянно совершенствуется.
Еще по теме 6.4. Экологическое (экосистемное) нормирование содержанияхимических веществ в природных средах:
- Ландшафтная индикация динамики природной среды и антропогенных изменений экологических УСЛОВИЙ
- Глава 5. ОСНОВНЫЕ ВЕЩЕСТВА, ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ, ИХ ИСТОЧНИКИ И ОСОБЕННОСТИ БИОИНДИКАЦИИ
- Глава V. НОРМИРОВАНИЕ В ОБЛАСТИ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
- Экологическое воздействие предприятия на окружающую природную среду
- ПРИНЦИПЫ ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ядовитых ВЕЩЕСТВ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ Ф. Корте
- РАЗДЕЛ 1. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
- Нормирование в области охраны окружающей среды
- Методологические подходы оценки экологически устойчивого развития ПТС «Природная среда — Объект деятельности — Население»
- Основные экологические терминыи определения в природообустройстветерриторий бассейновых геосистем
- Радиоактивные вещества в окружающей среде
- Предмет и система экологического права
- Нормирование качества окружающей природной среды
- НОРМИРОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ХИМИЧЕСКИХВЕЩЕСТВ В ПРИРОДНЫХ СРЕДАХ