Критерии оценки степени химического загрязнения поверхностных вод при стабильном сохранении химического загрязнения в течение 3 лет
| Показатель | Зона экологического бедствия | Зона чрезвычайной экологической ситуации | Удовлетворительная ситуация |
| Основные показатели: ПДК и ПХЗ-10 | |||
| Химические вещества классов опасности: | |||
| 1-2-го, ПДК | > 10 | 5-10 | |
| 3-4-го, ПДК | > 100 | 50-100 | |
| 1-2-го, ПХЗ-10 | > 80 | 35-80 | |
| 3-4-го, ПХЗ-10 | > 500 | ||
| Дополнительные показатели | |||
| Запахи и привкусы, баллы | > 4 | 3-4 | |
| Нефть и нефтепродукты | Пленка темной окраски, занимающая 2/з обозримой площади | Яркие полосы или пятна тусклой окраски | Отсутствуют |
| pH | 5,0-5,6 | 5,7-6,5 | > 7,0 |
| ХПК (химическое потребление кислорода), мг Ог/л | 20-30 | 10-20 | < 5,0 |
| Растворенный кислород, % насыщения | 10-20 | 20-50 | > 80 |
| Нитриты, ПДК | > 10 | > 5 | < 1 |
| Нитраты, ПДК | > 20 | > 10 | < 1 |
| Соли аммония, ПДК | > 10 | > 5 | < 1 |
| Фосфаты, ПДК | > 0,6 | 0,3-0,6 | < 0,05 |
| Минерализация, доли регионального уровня | 3-5 | 2-3 | Региональныйуровень |
| КДА | > 104 | 103-104 | |
| К„ | > 105 | 104-105 |
Широко применяется ПХЗ-10 — формализованный суммарный показатель химического загрязнения вод. Он рассчитывается как сумма значений концентраций, нормированных на ПДК рыбохозяйственных водоемов, для 10 загрязняющих веществ с максимальным превышением ПДК.
Расчет ПХЗ-10 проводится по 10 соединениям, максимально превышающим ПДК, по формуле:
ПХЗ-10 = С1/ПДК1 + С2/ПДК2 + С3/ПДК3 + ...+ С10/ПДК10,
где Сi — концентрация i-го химического вещества в воде;
ПДК, — норматив для рыбохозяйственных водоемов;
i = 1 — 10.
Коэффициент донной аккумуляции (КДА) определяют по формуле:
КДА = Сдо/Св,
где Сдо, Св — концентрации загрязняющих веществ соответственно в донных отложениях и воде.
Коэффициент накопления в гидробионтах Кн рассчитывают по формуле:
Кн= Сг/Св ,
где Сг — концентрация загрязняющих веществ в гидробионтах.
Усредненные значения критической концентрации (мг/л) некоторых загрязняющих веществ составляют:
медь 0,001 —0,003
кадмий 0,008 — 0,02
цинк 0,05 — 0,1
хлорированные углеводороды:
полихлорбензолы 0,005
бенз(а)пирен 0,0005
При оценке состояния водных экосистем достаточно надежными показателями являются характеристики состояния и развития всех экологических групп водного сообщества. На практике оценка этих индикаторов представляет значительные сложности из-за нарушения рядов наблюдений и малого числа точек наблюдений. Основные показатели по фито- и зоопланктону, а также по зообентосу, характеризующие степень деградации пресноводных экосистем, представлены в табл. 6.5.
Таблица 6.5
Критерии оценки состояния пресноводных экосистем*
| Показатель | Зона экологического бедствия | Зона чрезвычайной экологической ситуации | Относительно удовлетворительнаяситуация |
| Концентрация хлорофилла, мг/л | > 0,05 | 0,03-0,05 | < 0,01 |
| Среднелетняя биомасса фитопланктона, мг/л | > 100 | 50-100 | < 10 |
| Фитомасса нитчатых водорослей, мг/м3 | > 3 | 2,6-3,0 | < 2 |
| Биотический индекс по Вуди вису, баллы | < 1 | 1-2 | > 6 |
| Олигохетный индекс, % числа всего зообентоса | > 100 | 100-86 | < 50 |
В системе Роскомгидромета для оценки состояния поверхностных водных объектов применяют индекс загрязнения воды (ИЗВ). С его помощью сравнивают водные объекты между собой, характеризуют изменения качества воды.
Индекс загрязнения воды есть сумма нормированных к ПДК значений концентрации шести главных поллютантов: в качестве обязательных — биологическое потребление кислорода (БПК5) и растворенный кислород, а также четыре ингредиента с максимальными значениями. Оценка качества воды базируется на сравнении со шкалой из семи градаций: от «очень чистая» (ИЗВ < 0,3) до «чрезвычайно грязная» (ИЗВ > 10,0). Она дополняется санитарными показателями (коли-индекс, патогенные микроорганизмы).
Сокращение ресурсов поверхностных вод. В качестве основного показателя степени истощения водных ресурсов принята норма безвозвратного изъятия поверхностного стока — предельно допустимый объем безвозвратного изъятия, составляющий 10 —20 % среднемноголетнего значения естественного стока. Она включает безвозвратное водопотребление в коммунальном хозяйстве, промышленности, теплоэнергетике, сельхозводоснабжении, орошении и промышленном рыбоводстве с учетом потерь на испарение, межбассейновой переброски стока рек и др. Оценка объема безвозвратного изъятия стока проводится для замыкающих створов рек.
Загрязнение подземных вод. Побочно загрязнение хозяйственных объектов характеризуют концентрацией загрязняющих веществ и площадью области загрязнения подземных вод на участках зоны влияния. Оценивают содержание нитратов, фенолов, тяжелых металлов, нефтепродуктов, хлорорганики, бенз(а)пирена.
Загрязнение и деградация почв. Выбор критериев экологической оценки состояния почв определяется спецификой их местоположения, генезисом, буферностью, а также разнообразием их использования. В оценке экологического состояния почв основными показателями степени экологического неблагополучия являются критерии физической деградации, химического и биологического загрязнения, площадь выведенных из землепользования угодий в результате деградации почв (эрозия, дефляция, вторичное засоление, заболачивание). За комплексный показатель загрязнения почвы принимают фитотоксичность.
Признаком биологической деградации почв является снижение жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, о котором можно судить по уменьшению уровня активной микробной биомассы, а также по более распространенному, но менее точному показателю — дыханию почвы. Кратность превышения предельно допустимых норм загрязняющих веществ в почве оценивают по их подвижным (растворимым) формам. Радиоактивное загрязнение оценивают по мощности экспозиционной дозы (мкР/ч) и степени радиоактивного заражения (Бк/м2).
Для оценки химического загрязнения широко используют показатель суммарного загрязнения почв Zc. Значения этого показателя табулированы для восьми элементов: Си, Zn, Pb, Cd, Ni, Fe, Со, Hg, а категории загрязнения, сопоставленные с показателями здоровья населения, были утверждены в 1989 г. Главным санитарным врачом СССР в качестве нормативного документа. С тех пор оценка загрязнения почв по значениям Zc выполняется некорректно (для произвольного набора поллютантов).
Изменения геологической среды. Геодинамические показатели деформации геологической среды с экологическими последствиями могут быть представлены в форме интенсивности и масштаба проявления современного напряженно-деформированного состояния верхних частей литосферы. Эти показатели определяются параметрами критических скоростей деформации и масштабом ожидаемого сейсмического эффекта. При оценке аномальных техногенных деформаций в качестве предельного критического уровня геодинамического воздействия объектов используют значение относительной деформации 0,00001. Этот уровень деформации может быть достигнут в локальных зонах в течение 15 — 30 лет, что соизмеримо с минимальными сроками эксплуатации особо ответственных объектов и сооружений. Нарушение их функционирования может привести к критическим экологическим последствиям. Уровень деформации 0,0001 приводит к таким нарушениям геологической среды, которые можно отнести к зонам геологического бедствия.
Деградация наземных экосистем. Оценка степени деградации наземной экосистемы проводится по критериям, которые определяют негативные изменения в структуре и функционировании экосистем и учитывают их пространственную дифференциацию по степени нарушенности, а также динамику процессов деградации. При оценке экологического состояния территории учитывают как площадь проявления негативных изменений (так как при равной степени деградации участка возможность восстановления обратно пропорциональна его площади), так и пространственную неоднородность распределения участков разной степени деградации на исследуемой территории. Скорость деградации экосистем рассчитывается по рядам наблюдений за 5 — 10 лет.
Фитоценозы и флора. Растительность как биотический компонент любой природной экосистемы играет решающую роль в структурно-функциональной организации экосистемы и определении ее границ. Фитоценоз не только весьма чувствителен к нарушениям окружающей среды, но и наиболее наглядно отражает изменение экологической обстановки территории в результате антропогенного воздействия. Индикаторы оценки состояния растительности различаются в зависимости от географических условий и типов экосистем. При этом учитывают негативные изменения как в структуре растительного покрова (уменьшение площади коренных ассоциаций, изменение лесистости), так и на уровне растительных сообществ и отдельных видов (популяций): изменение видового состава, ухудшение ассоциированности и возрастного спектра ценопопуляций.
Плотность популяции видов-индикаторов — один из важнейших показателей состояния экосистемы, высокочувствительный к основным антропогенным факторам. В результате антропогенного воздействия плотность популяции «отрицательных» видов- индикаторов снижается, а «положительных» видов-индикаторов — возрастает. Пороговым значением антропогенной нагрузки следует считать снижение (или повышение) плотности популяции вида-индикатора на 20 %, а критическим значением — на 50 %.
Одним из существенных параметров популяции является возрастной аспект — доля участия особей разных возрастных состояний. Возрастные состояния устанавливают на основании комплекса морфологических признаков или абсолютного возраста в тех случаях, когда его определение не представляет особых затруднений.
Состояние растительности можно рассматривать как индикатор уровня антропогенной нагрузки на природную среду обитания (повреждение древостоев или хвои техногенными выбросами, уменьшение проективного покрытия и продуктивности пастбищной растительности). Изменение проективного покрытия происходит в результате антропогенного воздействия на растительность разных типов, главными из которых являются механическое нарушение фитоценоза (выпас, рекреация и т.д.) и химическое воздействие, приводящее к изменению жизненного состояния видовых популяций через изменение процессов метаболизма и водного баланса.
Уменьшение запаса древесины основных лесообразующих пород свидетельствует о процессе деградации лесных экосистем в результате неудовлетворительной лесохозяйственной деятельности. Лесные пожары приводят к деградации значительных площадей лесных экосистем. Обширные гари, на которых лес не восстанавливается в течение как минимум 10 лет, являются признаком необратимых изменений в экосистеме.
Изменения качественных и количественных характеристик растительного покрова могут быть объективно интерпретированы только в сравнении с естественным состоянием растительных сообществ. При этом под фоновыми понимают относительно ненарушенные участки, аналогичные по своим природно-ландшафтным характеристикам исследуемой территории.
Зооценозы. Критерии и индикаторы состояния животного мира рассматривают на уровне зооценоза или отдельных популяций животных. При расчете изменений разнообразия как критерия оценок состояния зооценоза в целом необходимо учитывать, что данный критерий связан с оценкой обилия, а численность многих животных подвержена циклическим изменениям. За временной шаг для оценки принимают десятилетние периоды сравнения. Индикатором могут быть как массово гнездящиеся птицы, так и, напротив, относительно редкий вид, имеющий экотопически узкий диапазон условий обитания (например, черный коршун). При оценке изменения плотности популяции видов — индикаторов антропогенной нагрузки необходимо учитывать их различную реакцию на воздействие: популяции устойчивых видов будут увеличивать свою численность, а популяции видов, чувствительных к антропогенной нагрузке, — уменьшать ее.