20. Тематические, площадные, динамические критерии оценки состояния эгу

При оценке состояния эколого-геологических условий используются показа­тели разных типов. Они могут быть тематическими, площадными (пространствен­ными) и динамическими (рис. 6). Первые - тематические - представляют содер­жательные показатели, характеризующие состояние эколого-геологической систе­мы, биоты или их отдельных компонент. Пространственные критерии оценивают площадь или объем нарушений по перечисленным выше тематическим показате­лям. Динамические критерии характеризуют скорость нарастания неблагоприят­ных изменений, выявленных по тематическим показателям.

С содержательной точки зрения все эти критерии достаточно многообразны: биотические, геологические, медико-санитарные, социально-экономические, при­чем все они включают по несколько показателей. Среди них могут быть как пря­мые, так и индикаторные показатели. Первые регламентируются нормативно-ди­рективными документами и выражаются по отношению к ПДК, ПДВ, ПДС, ПДН либо фону и кларку. Они общеприняты и используются как при эколого-геологи­ческих, так и инженерно-экологических исследованиях.

Индикаторные (индикационные) критерии более специфичны. В ресурсной группе они включают в себя остаточные запасы с учетом достигнутого уровня по­требления (количество лет); для ресурсов, необходимых для жизни биоты, и ре­сурсов геологического пространства критерии оценки пока вообще не разработа­ны. В геодинамической группе они включают в себя помимо площадных, объем­ных (энергетических) и динамических еще и медико-санитарные (для оценки воз­действия катастрофических процессов), ботанические и зоологические. В геохи­мической группе критериев - это оценка степени загрязнения литосферы через геохимические и биохимические показатели (Z_c - суммарный показатель химиче­ского загрязнения; А_к - отношение содержания элемента в золе растений к его со­держанию в горной породе), коэффициент техногенной нагрузки, избыток, недо­статок или дисбаланс элементов в породах, почвах и растительности. В геофизиче­ской группе критерии оценки разработаны крайне слабо, за исключением оценки уровня радиационного излучения, который гостирован. Тематические(биотические) критерии: Ботанические критерии имеют наибольшее значение, поскольку они не толь­ко чувствительны к нарушениям окружающей среды, но и наиболее физиономич-ны и наилучшим образом прослеживают зоны экологического состояния по разме­рам в пространстве и по стадиям нарушения во времени. Ботанические показатели весьма специфичны, так как разные виды растений и разные растительные ассоци­ации в разных географических условиях имеют неодинаковую чувствительность и устойчивость к нарушающим воздействиям, и, следовательно, одни и те же пока­затели для квалификации зон экологического состояния могут существенно варьи­ровать. При этом учитываются признаки негативных изменений на разных уров­нях: организменном (фитопатологические изменения), популяционном (ухудше­ние видового состава и фитоценометрических признаков) и экосистемном (соот­ношение площади в ландшафте).

Биохимические критерии экологического нарушения основаны на измерениях содержания химических веществ в растениях. Для квалификации критического экологического нарушения территории используются показатели изменения соот­ношения содержания токсичных и биологически активных микроэлементов в уко­сах растений с пробных площадок и в растительных кормах. В лесах распростра­ненным токсикантом, воздействие которого на растения приводит к необратимым физиологическим и метаболистическим нарушениям, является диоксид серы. Не­гативное действие тяжелых металлов на растения в основном связано с их проник­новением в клеточные структуры с почвенным раствором. В целом же аэротехно­генный путь поступления полютантов в растения через их ассимиляционные орга­ны является определяющим деградацию лесных биогеоценозов в условиях воз­действия выбросов горно-металлургических предприятий. Накопление металлов в ассимилирующих органах растений увеличивается с увеличением уровней за­грязнения среды их произрастания. Такая закономерность характерна только для тех металлов, которые являются приоритетными для состава выбросов металлур­гических предприятий. Другие металлы (не промышленного происхождения) рас­пределяются по территории равномерно, и зависимостей их аккумуляции от зоны поражения растительности не найдено.

Зоологические критерии и показатели нарушения животного мира могут рас­сматриваться как на ценотических уровнях (видовое разнообразие, простран ственная и трофическая структуры, биомасса и продуктивность, энергетика), так и на популяционных (пространственная структура, численность и плотность, пове­дение, демографическая и генетическая структуры).

По зоологическим критериям может быть выделен ряд стадий нарушения эко­систем. Зона риска выделяется, главным образом, по начальной стадии нарушения -синатропизации, потере стадного поведения, изменении путей миграции, реакции толерантности. Последующие стадии нарушения выделяются также и по про­странственным, демографическим и генетическим критериям. Зона кризиса характеризуется нарушением структуры популяции, групп и стаи, сужением ареала распространения и обитания, нарушением продуктивного цикла. Зона бедствия отличается исчезновением части ареала или местообитания, массовой гибелью возрастных , резким ростом численности синантропных и нехарактерных видов, интенсивным ростом антропозоонозных и зоонозных заболеваний. Ввиду сильной разногодичной изменчивости зоологических показателей (не менее 25%).

Оценивая рассмотренные тематические критерии с позиций экологической геологии, необходимо четко представлять, что фиксируемая ими измененность экосистем в ряде случаев может быть связана не с прямым загрязнением литосфе­ры, а обусловлена аэротехногенным путем поступления полютантов в раститель­ность, а через нее в живые организмы

Почвенные критерии. Здесь они рассматриваются в статусе оценочных крите­риев экосистемы, так как ухудшение свойств почв является одним из наиболее сильных факторов формирования зон экологического риска, кризиса или бедствия (хотя этот критерий по своей природе относится к группе геологических критери­ев). Прежде всего, это снижение плодородия почв на большой площади и с высо­кой скоростью. Почвенно-эрозионные критерии связаны с геологическими про­цессами, ускоренными неблагоприятной хозяйственной деятельностью человека Эти процессы распространены и в естественных условиях, но нарушение челове­ком устойчивости растительного и почвенного покровов (вырубкой лесов, pat пашкой почв, перевыпасом пастбищ и т.п.) вызывает значительное ускорение и расширение площади этих процессов, что и приводит к формированию зон эколс гического риска, кризиса и бедствия. Одним из интегральных показателей загряз нения почвы является ее фитотоксичность (свойство почвы подавлять рост и ра: витие высших растений) и генотоксичность (способность влиять на структурно национальное состояния почвенной биоты). Биолого- медицинские тематические критерии. Критерии этого типа охватывают большую группу показателей, для которых пока нет устоявшейся систематики. В медицинской литературе эти показатели фи­гурируют под названиями медико-демографические, медико-экологические, меди­ко-геохимические, медико-биохимические и др.

В настоящее время с определенной долей условности в составе биолого-ме­дицинских критериев оценки здоровья населения можно выделить две группы. Первая из них - собственно медицинские, или, как их называют сами медики, ме­дико-статистические и медико-демографические. Они дают представление о пространственной приуроченности, частоте и характере заболевания населе­ния. Вторая группа критериев - биосубстратные (медико-экологические, меди­ко-геохимические, медико-биохимические). Они характеризуют содержание ксенобиотиков в субстратах человеческого организма и продуктах его физиоло­гической деятельности.

При использовании медицинских критериев следует учитывать, что заболева­емость населения - явление многофакторное и зависящее не только от качества среды обитания, но и от социально-экономических причин. По данным Всемир­ной организации здравоохранения, выделяются четыре группы факторов, влия­ющих на состояние здоровья населения с процентной оценкой их вклада:

образ жизни (экология социальной среды) - 50%, включает социальные и бы­товые условия, качество и режим питания, гигиеническую культуру, микроклимат в семье, физическое воспитание и др.;

химическая экопатология - 20%, включает заболевания, связанные с загрязне­нием компонентов окружающей среды;

медицинское обслуживание (уровень обслуживания) - 10-20%;

наследственность - до 20%.

Из этого следует, что при анализе статистических данных по заболеваемости населения необходим критический подход к их оценке с акцентом на динамику и структуру общей заболеваемости.

Общепризнанным положением при выборе медико-демографических кри рнсв оценки является приоритет в анализе детской заболеваемости, что определя­ется большей территориальной стабильностью проживания детей по сравнению с взрослым работающим населением и повышенной детской химической гипер-чувствительностыо.

Подавляющее большинство предложенных критериев оценки не обеспечено количественными показателями и дается на качественном уровне (за исключением зоны экологического бедствия и чрезвычайной ситуации). Проблема требует даль­нейшей разработки, так как пока обоснована только принципиальная возможность использования медико-демографических критериев оценки.

Биосубстрапшые критерии основаны на количественной оценке содержания ксенобиотиков (конкретных химических элементов преимущественно высоких классов токсичности) и величин поглощенной дозы ионизирующей радиации в биосубстратах популяции человека и, особенно, детей. Последние включают в себя биологические жидкости - кровь, мочу, слюну и биологические субстраты волосы, выпавшие зубы, удаленные полипы п миндалины, экскрименты, мозг, костную ткань. Пространственные критерииКроме силы воздействия (нагрузки) на среду, для оценки нарушения экоси­стем большое значение имеет площадь таких нарушений. Если она невелика, то при равной глубине воздействия малая по площади нарушенная система быст­рее восстановится, чем обширная. Если площадь нарушения более предельно до­пустимых размеров, то разрушение среды практически необратимо и относится к уровню катастрофы. Например, выгорание лесов на площади в десятки и сотни гектар практически обратимо, и леса восстанавливаются - это не катастрофа. Од­нако если площадь выгорания лесов или какой-либо формы техногенного разру­шения растительного покрова достигает площади десятков и сотен тысяч гектар, за короткий период эти изменения практически необратимы, и происшествие ква­лифицируется как катастрофа. Таким образом, размер катастрофического экологи­ческого нарушения достаточно велик и превышает, исходя из нашего опыта, пло­щадь 10 000-100 000 га в зависимости от типа растительности и геолого-географн-ческих условий. Чем серьезнее нарушение, тем больше репрезентативная пло­щадь его выявления. По размерности (в км²) зоны экологического нарушения ран­жируются на ряд пространственных иерархических уровней: региональные -10 000; областные - 1000; районные - 100; локальные - 10; эндемические - 1. Динамические критерии. Перечиспенные выше статические критерии выявления зон экологического наоушения при всей их очевидности недостаточны для объективной оценки, по-™ьку они не отражают истинной картины бедствия. Так, известные биогеохи-Гчсские провинции (например, на Южном Урале или на Алтае) могут быть отне­сены по статическим биогеохимическим показателям к зонам экологического кри-иса Вместе с тем по динамическим критериям они таковыми не являются, так как повышенные концентрации металлов в почвах и растениях были там и до ан-т опогена Точно так же не являются зонами экологического бедствия изначаль­но незакрепленные пески (например, Арчадинские, которые таковыми являлись с плейстоцена) и другие устойчивые природные эоловые комплексы. Поэтому не­обходимы и критерии выявления зон экологического нарушения по скорости нара­стания неблагоприятных изменений природной среды (скорости накопления тяже­лых металлов, скорости прироста площади подвижных песков и т.п.). По этому по­казателю можно выделить четыре класса динамизма растительного покрова:

стабильные территории со скоростью изменений менее 0,5% площади в год, подверженные лишь разногодичной и циклической флуктуации;

умеренно динамичные территории со скоростью изменения до 1-2% площади в год, полная смена растительного покрова которых происходит за 50-100 лет и ко­торые формируют слабо выраженные тренды; соответствуют зонам экологическо­го риска;

среднединамичные территории со скоростью изменений до 2-3% в год, полная смена растительного покрова которых происходит в течени с выраженной формой тренда; соответствуют зонам экологического кри якч,

сильнодинамичные территории со скоростью изменений свыше 4% плот; в год, полная смена растительного покрова которых происходит менее чем за 25 j соответствуют зонам экологического бедствия