Наша планета все ближе и ближе к состоянию экологической катастрофы, поэтому в каждой стране приняты законы, ратифицированы международные Конвенции. В Российской Федерации, главным законом, регулирующим и направляющим экологическую политику, является Экологическая доктрина. Она была принята 31 августа 2002 года, но остается актуальной и сейчас. Как следует из Преамбулы Доктрины: «Современный экологический кризис ставит под угрозу возможность устойчивого развития человеческой цивилизации. Дальнейшая деградация природных систем ведет к дестабилизации биосферы, утрате ее целостности и способности поддерживать качества окружающей среды, необходимые для жизни». Экологическая Доктрина в своей основе имеет Конституцию Российской Федерации, кодексы, федеральные законы и иное экологическое законодательство. Доктрина учитывает роль и значение другого законодательства, тесно соприкасающегося с экологическим. Именно государство и государственные институты регулируют и определяют экологическое состояние территории, где распространяются законы, поэтому данная тема очень важна, тем более сейчас, в условиях кризиса, охлаждения отношений со странами Европы, Северной Америки, Австралии, некоторых азиатских стран.
Экологическая Доктрина РФ состоит из 5 разделов: «ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ», «СТРАТЕГИЧЕСКАЯ ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ И ПРИНЦИПЫ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПОЛИТИКИ В ОБЛАСТИ ЭКОЛОГИИ», «ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПОЛИТИКИ В ОБЛАСТИ ЭКОЛОГИИ», «ПРИОРИТЕТНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ», «ПУТИ И СРЕДСТВА РЕАЛИЗАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПОЛИТИКИ В ОБЛАСТИ ЭКОЛОГИИ».
Целью работы является анализ экологической доктрины, ее некоторых подразделов, имеющих наибольшую актуальность, а также о выполнении государством постановленных целей в доктрине и других нормативно-правовых актов экологического законодательства. Задачами работы установлены:. сбор теоретических данных о биоценозах, биоразнообразии, факторах, ведущих к их деградации, роль государства в сохранении живой природы. практическая составляющая экологического мониторинга, способы и необходимость его проведения в РФ. разбор случаев загрязнения окружающей среды (случайного или систематического), их последствия для природы и человека, и мерах, принятых государством по их ликвидации. Случаи халатности властей.
В работе будут использованы учебные пособия, научные труды, фрагменты научных и публицистических статей, документальных фильмов, ссылки на экологические законы. Для удобства получения информации используются таблицы, схемы, рисунки.
Экологическая политика США
... охране архитектурных и инженерных ансамблей, а также археологических памятников, обеспечивает техническое содействие в планировании и развитии рекреационных ресурсов и т.д. Цель данной работы – рассмотреть государственную экологическую политику США. ... в системе "природа – общество". Экологическая политика ... экологической политики и менеджмента. Только перечисление системы экологических законов ...
Экологическая доктрина РФ ставит своей целью развитие 3 основных направлений: обеспечение устойчивого природопользования, снижение загрязнения окружающей среды и ресурсосбережение, сохранение и восстановление природной среды. Эти направления подразделяются на подпункты, один из них будут рассмотрен в данной главе, наибольший интерес вызвало положение, имеющее высочайшее влияние для сохранения живых организмов (человека в особенности).
Цель этой главы: теоретический анализ вызвавшего интерес направления.
мониторинг экологический нарушение окружающий
Для того чтобы поддерживать жизнь на территории страны и в дальнейшем развивать ее человечество использует в своих целях как растительность так и животный мир, чтобы не допустить полного вымирания или уничтожения вида, у природы существуют особые механизмы.
Биоценоз — сложение растений, животных и микроорганизмов, которые находятся в сложных взаимоотношениях на определенной территории. Структуры биоценоза делятся на пространственную, видовую, функциональную и экологическую.
— Пространственная структура биоценоза включает в себя вертикальную и горизонтальную. В водных экосистемах вертикальная структура экосистемы задается в первую очередь внешними условиями. В пелагиали определяющими факторами оказываются градиенты освещенности, температуры, концентрации биогенов и др. На больших глубинах действует фактор гидростатического давления, в донных биоценозах к этому добавляется разнородность грунтов, гидродинамика придонных слоев воды. Особенности вертикальной структуры выражаются в специфике видового состава, смене доминирующих видов, показателях биомассы и продукции
В наземных экосистемах вертикальная структура образована особыми слоями, которые называются ярусами. Ярус — проживающие вместе группы растений различающиеся по высоте и образованностью жизненных форм. Наиболее четко ярусность выражена в лесных биоценозах: ельниках, сосняках, осинниках. Рассмотрим представителей лесных ярусов:
А) Древостой — высокие деревья с хорошо выраженной листвой (иголками), получающие максимум солнечной энергии, типичными представителями являются ель, сосна, береза, осина и др.
Б) Подлесок — деревья, неспособные пробиться к солнцу из-за угнетенности древостоем, играет большую роль в жизни леса — влияет на формирование стволов деревьев, способствует очищению их от сучьев, Включают в себя рябину, яблоню, грушу и др.
В) Подрост — деревья, выросшие под пологом леса или на свободном от леса месте, способные стать главным ярусом древостоя, состоят из тех же пород что и древостой, только меньшего роста.
Г) Травяной — группы трав и кустарничков таких как кислица, земляника, черника и др.
Д) Мохово — лишайниковый — напочвенный слой мхов и лишайников.
Схематично выделяют вышеописанные слои, но их количество не регламентировано, оно может быть и меньшим (например, отсутствует травяной ярус) и большим (при смешанных древостоях с несколькими древесными породами).
Ярусность характерна и для подземных частей растений, ярусы выделяют по расположению всасывающих частей растений.
Горизонтальная структура биоценозов выражена их мозаичностью и реализуется в виде неравномерного распределения популяций отдельных видов по площади. Это определяется, с одной стороны, особенностями биотопов — неодинаковость почвенно-грунтовых условий, микроклимата и а с другой — взаимоотношениями отдельных видов как внутри их популяций, так и между собой. На этой основе формируются разного рода группировки, в которых видовые популяции связаны между собой более тесными функциональными отношениями, чем с остальной частью биоценоза. К элементарным единицам горизонтальной структуры биоценоза относят микроценозы и микрогруппировки. Микроценозы характеризует обособленность в вертикальном направлении от других окружающих ее микроценозов. Микрогруппировка — сгущение особей одного или нескольких видов в пределах яруса.
Биоценоз и природная среда
... однотипным рельефом, общим климатом, единообразным сочетанием гидротермических условий, почв, биоценозов и определенной структурой, т.е. закономерным сочетанием его морфологических частей (местностей, урочищ, фаций); ... Он моет быть составлен немногими (олигоценоз) и многими (полиценоз) видами. Один вид биоценоз составлять не может: даже в сельскохозяйственной монокультуре (пшеничное поле, яблоневый ...
- Видовая структура выражается в виде следующих основных показателей:
- а) насыщенность — число особей на единицу площади.
Соотношение численности видов характеризуется показателем выравненность. Например, если два биоценоза (А и В) имеют одинаковое видовое богатство (10 видов) и одинаковую численность особей (100 особей), то они могут отличаться по характеру распределения этих особей между видами, т.е. выравненностью: биоценоз А:91:1:1:1:1:1:1:1:1:1 -минимальная выравненность и максимальное доминирование; биоценоз В:10:10:10:10:10:10:10:10:10:10 — максимальная выравненность и минимальное доминирование.
б) постоянство — представляет собой следующую зависимость (1.1)
(1.1)
где р — число выборок, содержащих изучаемый вид, Р — общее число выборок. В зависимости от значения С есть следующие категории видов: постоянные виды встречаются более чем в 50% выборок; добавочные виды встречаются в 25-50% выборок; случайные виды встречаются менее чем в 25% выборок.
в) доминирование — определяется способностью вида занимать в биоценозе главенствующее положение по количеству своих особей, биомассе или скорости продуцирования органического вещества. Характеризуется степенью (отношением числа особей данного вида к общему числу всех особей) и показателем доминирования, который вычисляется следующим образом (1.2)
(1.2)
г) видовое разнообразие — число видов на единицу площади, его показатель высчитывается по формуле (1.3)
(1.3)
для (1.2) и (1.3) n i — степень доминирования каждого вида, N — общая степень доминирования
-Функциональная структура делит организмы в биоценозе на несколько групп: продуценты — организмы сами вырабатывающее первичное органическое вещество в процессе фото- или хемосинтеза, и редуценты — организмы, разлагающие мертвое органическое вещество. Также существуют виды, способные замещать функции других организмов, они называются викарирующими
- Экологическая структура — определяется соотношением экологических групп организмов в биоценозе, которые выделяются в зависимости от степени общности их адаптаций к факторам среды.
Важнейшей характеристикой биоценоза является биоразнообразие. Из определения конвенции о биологическом разнообразии оно означает «вариабельность живых организмов из всех источников, включая, среди прочего, наземные, морские и иные водные экосистемы и экологические комплексы, частью которых они являются; это понятие включает в себя разнообразие в рамках вида, между видами и разнообразие экосистем». Численность, состояние биоразнообразия контролирует сама природа и человек. Главными природными лимитирующими факторами являются температура, влажность и наличие пищевых ресурсов. Очевидно, что в зонах арктических и антарктических пустынь, тундрах, при резком дефиците тепла; в пустынях, степях, при резком дефиците влаги, там где некоторые факторы не соответствуют оптимальному для большинства жизней уровню будет наблюдаться резкое обеднение видов. Также, поскольку особи в биоценозе живут не изолировано друг от друга, между ними существуют различные взаимоотношения, от характера этих связей зависят условия жизни видов в сообществе. Существует несколько оценок отношений между видами, самая распространенная оценивает последствия контакта одного вида с другим. Основные виды взаимодействий можно увидеть в таблице 1.1
Таблица 1.1 — Основные типы взаимодействия между видами в биоценозе и их краткое описание [7]
|
Тип взаимодействия |
Вид «А» |
Вид «Б» |
||
|
Результат |
||||
|
1 |
Хищничество (питание другими организмами, при их умерщвлении) |
+ |
— |
|
|
2 |
Паразитизм (один организм использует другого как источник пищи и места проживания) |
+ |
— |
|
|
3 |
Комменсализм (организм добывает пищу или убежище для другого без вреда для себя) |
+ |
0 |
|
|
4 |
Аменсализм |
0(+) |
— |
|
|
5 |
Конкуренция (борьба между организмами за блага) |
— |
— |
|
|
6 |
Мутуализм (взаимовыгодное существование) |
+ |
+ |
|
Дальше необходимо поговорить об участии Российской Федерации, народа в сохранении или деградации биоразнообразия. На территории нашей страны находится 8 природных зон, включающих в себя множество представителей флоры и фауны. Наиболее высоким уровнем разнообразия отличаются Дальний Восток, юг Сибири и Северный Кавказ. Численность видов и их соотношение представлены в таблице 1.2
Таблица 1.2 — Основные параметры биоразнообразия РФ [15]
|
Таксономическая группа |
Оценка числа видов в России |
% в мировой фауне |
|
Растения |
||
|
Водоросли |
9 500 |
23,8 |
|
Лишайники |
3 000 |
30,0 |
|
Мохообразные |
2 200 |
12,0 |
|
Сосудистые растения |
12 500 |
5,6 |
|
Животные |
||
|
Простейшие |
6 500 |
16,3 |
|
Пресмыкающиеся |
75 |
1,2 |
|
Птицы |
732 |
7,6 |
|
Млекопитающие |
320 |
7,0 |
Значительное большинство таксономических групп находится на грани исчезновения и представлена в Красной Книге России. Основными причинами сокращения биоразнообразия явлются:
- а) огонь и пожары. Эта проблема является самой древней. В наше время все чаще причиной возгораний является человек. Но в результате эволюции некоторые растения — пирофиты приспособились к действию огня и выработали защитные средства такие как: наличие толстого слоя коры у древесных растений, препятствующего обжигу при низовых пожарах;
- высокое расположение кроны, не позволяющее низовому огню достать мелкие ветви и листву;
- лучшее приживание всходов на гарях в отсутствии конкуренции взрослых растений;
— Помимо лесов, пирогенному воздействию подвергаются травяные экосистемы (более подробно о «пале» травы в Сибири в заключении).
Пожары могут быть полезны на ранних этапах зарождения пирогенных экосистем, стимулировал видообразование. В настоящее время несанкционированные «палы» приводит к истреблению биоразнообразия травяных экосистем на больших территориях. В итоге последствия могут быть необратимыми, так как на месте «пепелища» могут возникать субклимаксные экосистемы с обедненным составом.
б) фрагментация местообитаний. Масштабы этого явления поистине катастрофичны: например в Восточной Европе за последние 2 тысячелетия исчезло 2 природных биома — степи и широколиственные леса, биом Аральского моря исчез всего за несколько десятилетий. Наглядным выражением фрагментации является включение в экосистему сельскохозяйственных земель, объектов промышленности, транспортные магистрали. Возникла угроза необратимого разрушения естественного растительного покрова: в поймах крупных и средних рек юга — пойменные леса, в степной зоне — водораздельные степи на пологих участках, в среднегорьях — относительно пологие участки горных долин и т.д. Сами по себе автодороги, особенно старые, не способны привести к уничтожению или фрагментации ландшафтов, тем более некоторые виды растений и животных могут адаптироваться к таким условиям;
- в) «островизация» природных экосистем. Данная ситуация характерна для Кавказа, дубрав Русской равнины. Происходит изменение закономерностей в распространении, структуре и динамике региональной биоты. Для нее становятся равнозначными географические, экологические, эволюционные факторы, происходит выравнивание географической среды и ослабления влияния природы на экосистему, на первую роль становится антропогенное воздействие;
- г) избирательное использование ресурсов биоразнообразия. В истории человечества бывали случаи, когда происходили полные исчезновения ресурсов, например охота на тарпанов и зубров в Восточной Европе. Наши соотечественники в 18-19 века использовали княженику (полянику) для окрашивания полотна в красный цвет, итогом стало практически полное ее исчезновение. Также существует проблема нелегального промысла лекарственного сырья (на Дальнем Востоке ежегодно вывозится в другие страны более 100 тонн продукции).
Ну и конечно сильная зависимость нашей экономики от нефти и газа откладывает неприятный отпечаток на наши недра;
- д) загрязнение биосферы. Более подробно оно рассмотрено в 3 главе, где анализируются последствия загрязнения Чернобыля и Санкт-Петербурга. Самое опасное действие — токсикологическое, приводящее к регрессии активности животных и растений;
- е) изменение климата.
Последствия, в теории, могут быть катастрофичны, так как повысится число «изоляционных» биот, некоторые угнетенные популяции могут исчезнуть безвозвратно, под угрозой оказывается экосистемы с узкой нормой реакции;
- ж) угроза ГМО.
Какую роль должно сыграть государство, чтобы избежать проблем выше? Некоторые решения будут представлены ниже:
- Строгое соблюдение международных (Малавские принципы Конвенции о биологическом разнообразии и Аддис-Абебские принципы Конвенции о биологическом разнообразии) и национальных (экологическая доктрина), проявить заинтересованность населению в сохранении биоразнообразия, исходя из ценности экосистемных услуг (климаторегулирующих, рекреационных, биоресурсных);
- Создание питомников, заповедников, живых коллекций растений и микроорганизмов, криобанков семян;
- Создание экосетей охраняемых природных территорий, то есть совершить территориальную охрану биоразнообразия;
- Экологическое восстановление нарушенных земель;
- Максимальное использование уже имеющихся аграрных, лесных и промышленных земель, с целью предотвращения экспансии новых земель;
Международное сотрудничество, для использования позитивного опыта других
В экологической доктрине РФ экологическому мониторингу уделяется большое внимание, по ней основной задачей является «обеспечение государственных и муниципальных органов, юридических лиц и граждан достоверной информацией о состоянии окружающей среды и ее возможных неблагоприятных изменениях». Также прилагается комплекс мер, способствующих успешному выполнению экологического мониторинга. В данной главе будут обоснованы причины и необходимость его использования, способы его ведения, последние случаи применения.
Способ наблюдения является одним из древнейших возможностей познавать и изучать мир, он основан на длительном целенаправленном восприятии предметов и явлений окружающей среды. Первым опытом по обобщению наблюдений можно считать работу Гая Секунда Плиния «Естественная история» состоящую из 37 томов и включавшую в себе знания по географии, ведению сельского хозяйства, астрономии, зоологии, ботанике и других наук. Уже в ХХ веке, в связи с резким ростом технического прогресса, возник термин «мониторинг» означающий определение системы повторных целенаправленных наблюдений за одним или более элементами окружающей природной среды в пространстве и времени.
В зависимости от задач мониторинг подразделяется на метеорологический, океанологический, гидрологический, промышленный, сельскохозяйственный и экологический. В зависимости от масштабов наблюдений выделяют локальный региональный и глобальный мониторинги. На схеме 2.1 представлена принципиальная работа системы мониторинга
Схема 2.1 — Принципиальная схема работы системы мониторинга [4]
В данной работе наибольший интерес будет вызывать экологический мониторинг. Экологический мониторинг — информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданная с целью выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов.
Существует множество видов классификации (по характеру решаемых задач, по уровням организации, по природным средам, за которыми ведутся наблюдения), помещенная ниже таблица охватывает весь блок экологического мониторинга, наблюдения за абиотическими факторами и ответной реакцией на изменения экосистемами. Классификация в схеме 2.2
Схема 2.2 — Классификация экологического мониторинга [4]
Геофизический мониторинг состоит в наблюдении, контроле, оценке и прогнозе состояния и изменений геофизической среды (как совокупности физических процессов и свойств определенного участка земли) а также в изучении реакции крупных систем: погоды и климата.
Биологический мониторинг определяет состояние биотической составляющей биосферы, ее отклика, реакции на антропогенное воздействие, определение функции состояния и отклонения этой функции от нормы на различных уровнях организации биосистем.
Основными целями экологического мониторинга является накопление, анализ, систематизация информации о:
- состоянии окружающей среды
- причинах наблюдаемых и вероятных изменений состояния (т.e. об источниках и факторах воздействия)
- допустимости изменений и нагрузок на среду в целом
- существующих резервах биосферы
Система мониторинга распространяется на несколько уровней:
- импактный (изучение сильных воздействий в локальном масштабе — И)
- региональный (выявление проблем перемещения и преобразования загрязняющих веществ, совместного воздействия различных факторов, характерных для данного региона — Р)
- фоновый (база биосферных заповедников, где запрещена любая хозяйственная деятельность — Ф)
Импактный мониторинг может быть направлен на изучение деятельности конкретного предприятия. Региональный мониторинг ставит своей целью изучение окружающей среды в пределах региона. Фоновый мониторинг фиксирует фоновое состояние окружающей среды, что необходимо для дальнейшего изучения антропогенного воздействия.
В территориальном масштабе приоритет мониторинга отдан городам, источникам питьевой воды и местам нерестелищ рыб. Из сред наблюдений первоочередного внимания заслуживают атмосферный воздух и вода пресных водоемов. Приоритетность ингредиентов определяется с учетом критериев, отражающих токсичность загрязняющих веществ, поступающий в окружающую среду объем, особенности их трансформации, действие на человека и биоту. Некоторые из загрязняющих веществ(их влияние на живую и неживую среду) будут разобраны в главе 3.
Для получения реальной информации о состоянии и уровне загрязнения различных объектов окружающей среды (согласно подпункту экологической доктрины — «обеспечение достоверности и сопоставимости данных экологического мониторинга по отдельным отраслям экономики и регионам страны») пользуются экологическим контролем. Это осуществляется набором химических, физико-химических, микробиологических анализов, постоянно отслеживаются степень загрязнения атмосферы, водных объектов, почв, а также состояние антропогенных воздействий.
В развитых странах (в том числе и в России) контроль за водной и воздушной средой быстро совершенствуется. Разработаны системы автоматического слежения за концентрацией загрязнителей воздуха, техника автоматического экспресс-анализа стоков, телеметрические спектральные анализаторы эмиссий в устьях источников, а также различные переносные индикаторные приборы. Также сильно помогает Интернет: на серверах находится периодически обновляющаяся информация о данных экологического мониторинга.
Неконтактные методы основаны на использовании свойств зондирующих полей (электромагнитных, акустических, гравитационных) осуществлять взаимодействия с контролируемым объектом и переносить полученную информацию к датчику. Неконтактный контроль атмосферы проводится с помощью радиоакустических и лидарных (лазерного — принцип заключается в том, что лазерный луч рассеивается молекулами, неоднородностями воздуха, меняет свою частоту, поглощается, в результате происходит флюоресцензия, которая и позволяет судить о параметрах воздушной среды).
Структура контактных методов представлена на схеме 2.3
Схема 2.3 — Структура контактных методов наблюдения и контроля за состоянием природной среды. [15]
Неконтактный контроль природных вод происходит с помощью радиояркостного (позволяет контролировать одновременно соленость, температуру, волнение различных вод), радиолокационного (заключается в приеме сигналов, отраженных от взволнованной поверхности) и флуоресцентного (нефтью поглощаются оптические волны, можно различать легкие и тяжелые фракции нефти, благодаря различным спектрам свечения).
Разнообразию различных загрязнителей и других типов техногенных загрязнений соответствует широкая номенклатура средств и методов эколого-аналитического контроля (ЭАК).
Они имеют разные способы контролирования. Для достижения, по доктрине «развитой единой государственной системы экологического мониторинга на всей территории страны» необходимо иметь единые научные и организационные основы, нормативно-техническую документацию, методы и технические средства измерений. Актуальным направлением аналитического приборостроения является создание многоцелевых приборных комплексов, являющиеся совокупностью материальной и технической составляющих анализа. В последнее время стала шире применяться космическая техника.
В общем виде эффективность методов контроля и наблюдения оценивается
- селективность и точность определения
- воспроизводимость получаемых результатов
- предельностью обнаружения вещества
- экспрессивностью выполнения анализа
Основное требование — применимость в широком интервале концентрации элементов: от следов загрязнений в «чистых» районах до высоких концентраций в районах техногенного воздействия.
2.3.1 Мониторинг и контроль состояния атмосферы
Наблюдение за состоянием атмосферного воздуха могут производить как в местах интенсивного техногенного воздействия (городах, промагломерациях) так и в удаленных от источников загрязнения районов. Сеть наблюдающих станций РФ включена в Единую Государственную Службу Экологического Мониторинга (ЕГСЭМ), исследования проводят по физическим, химическим и биологическим показателям.
Для получения информации о изменчивости состояния атмосферного воздуха проводят предварительное обследование состояния атмосферного воздуха на определенной территории с помощью передвижных средств, так можно определить границы промышленных комплексов, окрестности их влияния. После обработки полученной информации устанавливаются границы, контрастность загрязнения. Об общем состоянии воздушного пространства может сообщать наблюдательный пост, также он может контролировать источники выбросов. На таких постах обязательно производят замеры пыли, SO 2 , CO, NO2. Выбор других веществ определяется спецификой производства и частотой превышений ПДК (предельно допустимых веществ).
Пост должен находиться вне аэродинамических тени зданий и зоны зеленых насаждений, территория должна хорошо проветриваться, не подвергаться влиянию источников возможного выброса загрязнителей (автостоянок, мелких предприятий).
Количество таких постов зависит от рельефа, особенностей промышленности, от структуры местности (жилая, промышленная, зеленая зона и т.д.), а также от численности населения. Ниже представлена таблица (2.2), представляющая зависимость количества постов от численности населения
Таблица 2.2 — Зависимость количества постов от численности населения [13]
|
Население, тыс. человек |
50 |
50-100 |
100-500 |
500-1000 |
1000-2000 |
>2000 |
|
Количество постов |
1 |
2 |
3-5 |
5-10 |
10-15 |
20 |
В недавно установленных постах могут быть установлены газоанализаторы и использоваться приборы «Компонент» с узлом отбора проб для определения запыленности воздуха и автоматическим контроля температуры и относительной влажности. Наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха должны проводиться круглогодично и независимо от природных условий.
Самым важным элементом контроля атмосферного воздуха является отбор проб, если он выполнен неправильно, то дальнейший анализ теряет свой смысл. Возможны два способа отбора проб атмосферного воздуха: аспирационный (поглощение воздуха специальным прибором) и заполнением сосудов ограниченной емкости. Для исследования газообразных примесей пригодны оба способа, для контроля за веществами в виде аэрозолей только первый. При аспирационном способе анализируемое вещество концентрируется в поглотительной среде. Для точного определения расход воздуха в приборе должен быть большим: десятки и сотни литров в минуту. Лучшим способом определения концентраций вредных веществ в атмосфере является непрерывный отбор воздуха в течение 24 часов.
2.3.2 Мониторинг и контроль состояния природных вод
Основными задачами по контролю и мониторинга природных является систематическое получение отдельных и/или обобщенных данных о качестве воды и обеспечение этими данными заинтересованные организации. Организация наблюдений ведется комплексно, по физическим, химическим, гидробиологическим показателям, также важна синхронность систем наблюдения, систематичность и согласованность сроков проведения наблюдений.
Пункты наблюдения за водами организуются в первую очередь на водоемах и водотоках имеющих большое народно-хозяйственное значение, а также подверженные загрязнению сточные (с предприятий энергетики или промышленности или с сельскохозяйственных угодий) воды. Также создаются пункты для фоновых наблюдений на участках, не подверженных особо сильному загрязнению. Пункты наблюдений подразделяются на различные категории, которые зависят от хозяйственного значения водоема, качества воды, размера и объема, режима и некоторых других параметров.
Для размещения пункта необходимо провести предварительное обследование, которое определяет направление различных работ. На его основе отмечается источники загрязнения и места сброса сточных вод.
Количество и местоположение пунктов наблюдения должны обеспечивать достоверной информацией сеть ЕГСЭМ. Они включает в себя один или несколько створов. Под ним понимают условное сечение водоема или водотока, в котором производится комплекс работ для получения данных о качестве воды. Их размещают с учетом расположения источника загрязнения, объема и состава сбрасываемых сточных вод.
При мониторинге качества вод устанавливают не менее 3 створов, желательно равномерно распределенных по акватории. На водоемах с интенсивным водообменном один створ устанавливается выше источника загрязнения, и вне зоны его влияния, и не менее двух ниже источника на расстоянии 500 метров от места сброса сточных вод и непосредственно за границей зоны загрязнения. На водоемах с умеренным или замедленным водообменном один створ вне зоны влияния возбудителя или группы возбудителей загрязнения, второй совмещен с местом сброса сточных вод, не менее двух располагают параллельно второму по обе его стороны на расстоянии 500 метров от места сброса сточных вод. В местах смешения сточных вод с водами источника отбор проб происходит в створе, наиболее близко расположенному к источнику загрязнения.
Способы ведения гидрологических и гидрохимических работ должны отвечать задачам наблюдений. Список определяемых показателей качества воды устанавливают с учетом использования, состава сбрасываемых сточных вод. Выделяют 4 вида программ: обязательную (ОП) и 3 сокращенных (ПС1, ПС2, ПС3).
Характеристики воды разбиты по этим программам, они представлены в таблице 2.2
Для всех программ важной составляющей является визуальное наблюдение и определение температуры.
Отбор проб в программе ОП ежедневный, в ПС1 каждые 5 дней, в ПС2 каждые 10 дней, в ПС3 каждый месяц. Количество проб зависит от особенностей водоема (половодье, паводок, межень, горная расположенность).
Отбор проб воды происходит с поверхности (для определения pH, содержания кислорода, диоксида углерода, концентрации нефтепродуктов, фенолов, СПАВ) эмалированным ведром емкостью 10 литров.
Таблица 2.2 — Разделение характеристик по программам [15]
|
Программа |
|
|
ОП |
Температура, цветность, прозрачность, запах Окислительно-восстановительный потенциал Eh. Концентрация главных ионов (хлоридных , гидрокарбонатных, кальция, магния) Концентрация взвешенных частиц и некоторые другие показатели |
|
ПС1 |
Температура Концентрация растворенного кислорода Удельная электропроводность |
|
ПС2 |
Температура Водородный показатель pH Концентрация 2-3 основных загрязняющих веществ |
|
ПС3 |
Концентрация взвешенных веществ. Химическое потребление кислорода бактериями Концентрация всех загрязняющих воду в данном пункте наблюдений веществ |
Для определения содержания пестицидов пользуются бутылочным батометром (на глубине до 3 метров) или батометром Молчанова (свыше 3 метров) в объеме 1 л. При температуре воздуха ниже 0 °C отобранную пробу необходимо сразу перенести в теплое помещение. Объем пробы воды с каждого створа составляет не менее 7-8 литров.
2.3.3 Мониторинг и контроль состояния за почвенным покровом
В качестве загрязнителей почвы рассматривают такие загрязняющие вещества как газы и гидрозоли, сложные органические соединения (бензол, диоксин, пиридин).
Негативные последствия проявляются на региональном и даже глобальном уровне, поэтому необходима разработка программ наблюдения за химическим загрязнением почв. Выделяют следующие виды мониторинга:
- а) режимный, то есть слежение за уровнем содержания химических веществ в течение определенного времени;
- б) комплексный, включает в себя исследования перемещения загрязнителей по системам атмосферный воздух-почва, почва-растение, почва-вода, почва-донные отложения;
- в) изучение перемещения загрязнителей по вертикали (по профилю);
- г) изучение почв в местах, запрос о которых просят соответствующие организации.
При изучении загрязнения почв необходимо иметь представление как о нынешнем состоянии, так и о путях развития процессов , которые могут уменьшить химическое загрязнение почв. Перед проведением полевых работ по наблюдению необходимо провести планирование работ, то есть определить количество точек сбора почв, определить примерный маршрут, проверить наличие тематических карт, собрать сведения об источниках загрязнения почв на территории. С помощью предварительной разведки местности выявляют ландшафтные особенности территории, формы почвообразования, сведения о климате, нарушениях, связанных с содержанием тяжелых металлов в экосистеме. Также, при загрязнении тяжелыми металлами, выгодно и исследовать пути водного и воздушного загрязнения почв. Установлено, что антропогенные выбросы концентрируются в верхних слоях почвы. Загрязнение нижних горизонтов происходит в результате вспашки, культивации, боронования, возможно через пути сообщения растений и животных (трещины на поверхности).
Отбор проб происходит с глубины 0-20 см. на пашне и 0-40 см. на целине или старой залежи. Объединенная проба составляется методом конверта и отправляется на анализ в лабораторию. В городах почва подразделяется на сектора такого масштаба, обеспечивающие взятие 4-5 образцов с 100 га.
При исследовании почв тяжелыми металлами составляются специальные карты — почвенно-технохимические карты. Там указываются классификация почв и степень ее загрязнения. Их составляют после просмотра и аналитической обработки проб, взятых после полевых работ и изучения литературного, отчетного фонда. Они сопровождаются примечаниями, включающих в себя все характеристики региона и источников загрязнения.
2.4 Последние случаи использования экологического мониторинга
Последним глобальным случаем использования экомониторинга можно считать Олимпиаду в Сочи, которая произошла в 2014 году. Наблюдения за состоянием атмосферы, гидросферы и педосферы проводились специалистами «Росгидромета» с 2007 года с помощью 6 автоматических станций контроля атмосферного воздуха (город, поселок Красная Поляна, Кавказский биосферный заповедник и Имретинская низменность), 1 автоматический пункт контроля за атмосферным воздухом и две автоматических станции контроля за водами, две мобильных гидрохимических лабораторий. Уровень проводимых работ значительно превышал аналоги, используемых при проведении Олимпиад в Ванкувере, Турине и др.
Воздух. По данным наблюдений в 2007 году уровень загрязнений был оценен как «низкий». В 2010-2011 до 1,4 ПДК и 0,6 ПДК [Росгидромет, 2011] вырос уровень содержания диоксида азота и взвешенных частиц соответственно, что связано с ростом автопарка в черте города и проведением строительных работ с использованием тяжелой техники. В 2012 году уровень загрязнения остался на показателях 2011 года, а уже со второго полугодия 2013 года наметилась тенденция снижения общего уровня загрязнения до установленных нормативов. В районе Красной Поляны за период 2010-2013 года снизилось содержание диоксида азота с 2,4 ПДК до 1,0 ПДК в связи с улучшением дорожной инфраструктуры.
Вода. С 2007 по 2011 г. произошел значительное увеличение загрязненности вод рек в зоне строительства объектов Олимпиады по параметрам, по данным Росгидромета « химическое потребление кислорода, биохимическое потребление кислорода, медь, цинк, азот нитритный, и азота аммонийный, взвешенные вещества». Наиболее сильному влиянию загрязнителей подверглась река Мзымта. От состояния «загрязненные» в 2007 году она перешла в категорию «грязные» в 2011 году. Концентрация взвешенных частиц выросла в 10 раз, химическое потребление кислорода в 9 раз, азота аммонийного в 2 раза. В 2013 году наметилась тенденция к снижению этих показателей даже ниже чем на уровне 2007 года.
Морские и почвенные объекты пострадали незначительно. В целом, несмотря на многочисленные финансовые и коррупционные скандалы, организаторы бережно и аккуратно отнеслись к богатейшему фонду живых организмов и растений, к состоянию окружающей среды.
Выдержка из экологической доктрины: «Устойчивое развитие Российской Федерации, высокое качество жизни и здоровья ее населения, а также национальная безопасность могут быть обеспечены только при условии сохранения природных систем и поддержания соответствующего качества окружающей среды». И еще, важнейшей целью по данному документу гласит сохранение и восстановление природных систем, рациональное использование природных ресурсов.
В данной главе будут разобраны наиболее интересные с научной и практической точки зрения случаи деградации экологического состояния (по вине властей, техногенного воздействия); влияние на геобиоценозы; меры, способствующие снижению негативных воздействий.
Авария на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС произошла 26 апреля 1986 года. В результате взрыва был полностью разрушен реактор, возник сильнейший пожар и в окружающую среду попали такие вещества как радиоактивный йод-131 в размере 1.8 ЭБк, цезий-137 (0,085 Эбк), стронций-90 (0,01 ЭБк), благородные газы (50% общего объема выбросов), плутоний (0,003 ЭБк), диоксид урана и некоторые другие.
Следует отметить быструю оперативность пожарных, уже через 10 минут (катастрофа случилась в 01.24, первые бригады начали тушить реактор в 01.34) поэтому уже к 5 утра огонь был потушен, но как отмечали очевидцы «над станцией в течение долгого времени наблюдалось жуткое малиновое свечение». Реактор продолжал свою «дьявольскую» работу еще 10 дней, окончательно его смогли остановить лишь 6 мая, для этого его сначала заливали водой пожарные с земли и воздуха (о последствиях для пожарных и населения речь пойдет ниже) затем стали использовать свинец, доломиты и боросодержащие вещества. Саркофаг над реактором сомкнулся в декабре 1986 года. Эвакуация населения началась только через сутки после катастрофы, 27 апреля. Из города Припять (он находится в 3 км от Чернобыля) были вывезены все жители города, 50 тысяч человек. Впоследствии эвакуировали население других пунктов 30-километровой зоны. Чтобы не раздувать панику, советское правительство вообще не посчитало нужным информировать население о возможной угрозе.
Радиоактивное облако в результате воздействия ветра достигло территории Беларуси, России, Финляндии, Норвегии, Швеции, стран Западной Европы, а к 4 мая даже было отмечено на территории США и Китая. Нельзя не упомянуть о беспечности Советской власти: 1 мая в городе Киеве (110 км от Чернобыля) произошла праздничная демонстрация, радиационный фон на Крещатике был превышен в 80 раз (!!!), тогда как уже 28 апреля Европа и Америка знали о возможных последствиях взрыва на ЧАЭС.
В качестве причин аварии рассматривают несколько версий, наиболее предпочтительной, по версии INSAG, является «серьезные проблемы в конструкции реактора». Также есть версии об ошибках технического персонала, землетрясении, искусственной шаровой молнии, диверсии.
Здесь необходимо начать с жертв, ими стали 28 человек, погибших в течении первых 3 месяцев. Точное число жертв определить на сегодняшний день невозможно, так как неизвестно, сильно ли повлияла радиация на смертельные исходы от болезней, о которых пойдет речь ниже и о которых стоит рассказать чуть подробнее.
а) острая лучевая болезнь — было зарегистрировано 134 случая среди ликвидаторов, выполнявших мужественный долг по прекращению работы реактора и выпускания радиоактивных газов, в 1986 году от этой болезни погибло 28 человек. Основные симптомы проявляются не сразу, через некоторый промежуток времени, некоторые из них: лучевая катаракта, радиоканцерогенез, такое любопытное явление как «ядерный загар» — почернение кожи, могущее повторяться многократно, со слов работника ЧАЭС Александра Ивченко «было совершено 15 операций по пересадке кожи».
б) рак щитовидной железы — в 1992-2002 годах было зарегистрировано более 4000 случаев заболеваний раком щитовидной железы у детей в возрасте 0-18 лет. Это произошло потому, что щитовидка в качестве части своего нормального метаболизма захватывает йод из кровотока, выпадение радиоактивного йода (у него быстрый период полураспада) ведет к значительному облучению щитовидной железы, она наиболее чувствительна к индукции рака. Также йод-131 мог попадать в организмы через молоко.
в) другие заболевания — стоит упомянуть о возможном повышении заболеваемостью лейкозом, катарактой, всплеск в 1987 году случаев синдрома Дауна, в Европе, по данным Гринпис за 2006 год, возникло 10 тыс. случаев уродств.
Не наблюдалось резкого снижения репродуктивности женщин и мужчин вследствие загрязнения. Дозы, полученные населением, вряд ли могли значительно повлиять на число мертворожденных, осложнений при родах или на общее состояние детей.
3.1.2 Последствия, нанесенные растительному миру (дикому и сельскохозяйственному)
Основная часть лесов вокруг 15-километровой зоны ЧАЭС составляли 30-40-летние сосняки. Высокая задерживающая способность обусловило аккумуляцию в древесном ярусе 65-90% радиоактивных выпадений. Было выделено 4 зоны, в зависимости от степени загрязнения леса:
летальная площадью 600 га
сублетальная, где подверглось усыханию 35-70% деревьев, площадью 3800 га
среднего поражения площадью 11900 га
слабого воздействия, охватывающая все остальные леса 30-километровой зоны отчуждения
Главные признаки радиационного поражения сосняков — пожелтение и отмирание хвои. Они проявились через 2-3 недели после катастрофы. Также были замечены радиационные ожоги и частичное поражение коры сосен. К концу вегетационного периода 1986 года у облученных дозой 10-60 Гр сосен полностью погибли начавшие рост побеги и генеративные органы, произошел частичный некроз хвои прошлых лет. Отмирание сосущих и тонких проводящих корней началось во второй половине вегетационного периода 1987 года.
Из лиственных деревьев в относительной близости от ЧАЭС произрастают береза, осина, ольха, акация и дуб. Они намного устойчивее хвойных к радиационному воздействию и поэтому поражение крон наблюдалось только у тех, кто находился крайне близко от реактора. У берез получивших дозу 500 Гр, к середине августа погибли молодые побеги, листья пожелтели и осыпались, был замечен некроз отдельных веток. В 1987 году, часть мужских и женских сережек у березы имели разветвленную и скрученную форму, листья приобрели ярко-желтую окраску и необычайно большие размеры, в 1988 году деревья приобрели нормальную окраску и форму листвы. Аномальный морфогенез связывают с изменениями в метаболизме сформировавших морфологические аномалии клеток.
Травянистые растения пострадали куда меньше, радиационного поражения не наблюдали даже в 10-километровой зоне. Частичная и полная стерильность наблюдалась при дозах 40 Гр (вика) и 10 Гр (одуванчик).
Доля полностью стерильных бобов составила 7%, эмбриональных летальных мутаций — 13%. С увеличением мощности гамма-излучения наблюдали снижение всхожести и массы 1000 семян ежи сборной.
У озимой пшеницы при мощности дозы 7.5 мР\ч стерильность растений составила 25%, урожай составил 10 центнеров с гектара. Озимая рожь снизила урожайность на 50% и частично приобрела стерильность зерен. Наибольшую опасность для человека представляет цезий-137, копившейся в зерновых.
Последствия для растительного мира несут разнообразный характер — от поражения на экосистемном уровне до повышенной частоты мутагенеза. Тяжесть повреждений зависела от полученной в первые месяцы дозы. В последующие годы снижение мощности радиационного фона происходило быстрее, чем уменьшение частоты мутаций.
3.1.3 Последствия, нанесенные животному миру
К моменту аварии в пруде-охладителе ЧАЭС водилось более 30 видов рыб. Полученные ими дозы зависят от субстрата, на котором происходит развитие икры, продолжительности эмбриогенеза, у хищных видов концентрация цезия в тканях и органах на порядок выше, чем у фитофагов. В 1983 году на базе водоема-охладителя было создано рыболовное хозяйство, находившейся в момент аварии мальки толстолобика к 1988 году достигли половой зрелости и в ходе исследований были получены результаты: 5.6% полностью стерильны, 15.4% частично, ассиметричное развитие гонад наблюдали у 11.2% особей, также выявили разрушение стенок семенных канальцев, разрастание соединительной ткани. Оплодотворенными стали 94% икринок. В потомстве толстолобика отмечен замедленный рост, увеличенное число особей с нарушением морфологии половых желез и клеток, появления стерильных особей.
Аномальные изменения были замечены и у карпа, окуня (цитогенетические аномалии, нарушения в репродуктивной системе), серебряного карася (нарушения в системе крови).
В популяциях моллюсков 1986-1987 гг. было замечено регрессивное состояние популяций, но к 1991 году ситуация выровнялась.
При исследования водоема вблизи поселка Янов (мощность облучения на поверхности донных отложений 14 мкГр/ч) обнаружена связь между тяжестью цитогенетического поражения и количеством особей в популяции олигохетов, происходит стимуляция к переходу на половое размножение, что увеличивает адаптивные возможности популяций.
Среди млекопитающих самым распространенным семейством на радиоактивной территории были мышевидные грызуны, они в силу высокой численности и плодовитости, возможностью обитания в верхних слоях почвенного покрова, где формируются наиболее высокие дозы облучения, являются наиболее уязвимой мишенью радиационных загрязнителей. Весной 1986 года количество новорожденных мышат составило 13% от контрольного уровня, смертность была равна 34%.
Заметные изменения кровеносной системы были обнаружены через 5-6 месяцев после аварии, эти изменения даже усугубились у последующих поколений. Более 20% рыжих полевок (Clethrionomys glareolus Schreb.) были подвержены морфологической макроцитарной анемии (типичное проявление лучевой болезни), количество лейкоцитов в 2 раза превышало норму.
У отловленных в 1987 году полевых мышей, полевок-экономок и полевок обыкновенных были обнаружены многочисленные деструктивные поражения печени, обедненность липидов антиоксидантами, падение доли фосфолипидов.
У отловленных в 30-километровой зоне ЧАЭС домовых мышей были исследованы генетические нарушения в половых клетках. Только 2 самца из 250 оказались необратимо стерильными, у части это явление было временным. Эмбриональная смертность была характерна для потомства самцов с наиболее грязных участков. Частота реципрокных транслокаций в сперматоцитах имела тенденцию к повышению с ростом мощности дозы, но у гетерозиготных по рецессивным летальным мутациям падала, то есть накопления мутаций со временем не происходило.
Радиационное поражение сельскохозяйственных животных было связано с аналогичным повреждением как у людей щитовидной железы из-за йода-131.Частичную атрофию или полное уничтожение щитовидки наблюдали у коров спустя 4-7 месяцев после эвакуации коров из зоны ЧАЭС и фиксировали смерть отдельных особей с клиническими признаками миксидемы. При морфологическом обследовании щитовидной железы выяснены: спустя 2 недели после аварии отек стромы с кровоизлияниями полость фолликулов, спустя 2 месяца некробиотические изменения эпителия фолликулов с разрастанием соединительной ткани, спустя 5 месяцев уменьшение органа в объеме и некроз спустя 8-11 месяцев. У части крупного рогатого скота диагностирована хроническая лучевая болезнь. Степень радиационного поражения связана с содержанием йода в рационе.
Эвакуация людей из зоны ЧАЭС и прекращение там хозяйственной деятельности привело к значительному росту численности диких птиц и животных. К лету 1988 года численность кабанов в 8 раз превысило доаварийный, многократно возросло число лосей, оленей, аистов, волков, лис.
Экологическая доктрина РФ настаивает на «реабилитации территорий и акваторий, подвергшихся негативному влиянию хозяйственной деятельности, в том числе радиационному и химическому воздействию»
Чтобы предотвратить проникновение радиоактивного расплава в грунт под реактором, шахтерами был вырыт 135-метровый туннель под реактор. Для противодействия заражению грунтовых вод (а также реки Днепр) в грунте была сооружена стена, глубиною до 30 метров, также были построены дамбы на реке Припять. Как указывалось выше, над реактором был установлен саркофаг, в настоящее время ведутся работы над новым, более экранизированным, его постройка окончится в ближайшие годы. В середине 1980-ых СССР принял меры по ограничению индивидуальных годовых доз до 5 мЗв, впоследствии эта величина достигла 1мЗв в год. Данные величины достигаются исключением продуктов, не соответствующих стандартам.
Если говорить о среднесрочных и краткосрочных перспективах, то воздействие радиации будут зависеть от мер государственной политики, ее сил, средств и воли чем от естественных природных процессов. То же самое касается и долгосрочных перспектив, несмотря на снижение уровня загрязнения. Рекомендуемые государственные меры представлены в таблице (3.1)
По результатам бесед и наблюдений, проводимых в Житомирской области в 2001 году, экспертами созданной ЮНИСЕФ и ООН Миссии, также эффективными мерами могут являться:
- очистка домов, снятие верхнего слоя почвы во дворах, подведение газа с целью снижения использования дров, подключение к центральному водопроводу
- улучшение пастбищ, использование дополнительных удобрений и извести по необходимости, применение поглощающих радиацию пищевых добавок (ферроцианидов), отбор подходящих зерновых
Таблица 3.1 — Экологические проблемы в различных зонах, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС [5]
|
Уровни загрязнения цезием-137, Ки/км2 |
Характер экологических проблем |
Основные направления экологической политики государства |
|
1-5 |
Радиация не представляет серьезной угрозы для здоровья ни одной из групп |
Дополнительный радиационный контроль. Расширенная социальная защита населения |
|
5-15 |
Радиация может представлять угрозу для здоровья малочисленных групп повышенного риска |
Радиационный мониторинг. Контрмеры в сельском хозяйстве |
|
15-40 |
Переселение. Радиационный мониторинг. Социальная защита. Контрмеры в сельском и лесном хозяйстве. Лесохозяйственные и водохозяйственные мероприятия |
|
|
>40 |
Риск торфяных и лесных пожаров. Безопасность мест захоронения отходов и покинутых деревень |
Лесохозяйственные мероприятия. Ограничение доступа. Исследования по миграции радиации |
Важной составляющей является экологическое просвещение населения, т.е. публикации и распространении информационных материалов содержащих конкретную информацию по местному загрязнению и советы по снижению облучения. Хорошим примером может служить детская организация «Радимичи — Дети Чернобыля» (Брянская область), это учебно-оздоровительный летний лагерь, для детей-инвалидов и местной молодежи. Стоит надеяться, что проблемам радиационного загрязнения будет уделяться достаточно внимания, по доктрине: «поддержка и публикация материалов по вопросам экологии в СМИ».
Санкт-Петербург является вторым по численности населения в России (после Москвы) и самым северным городом-миллионером, количество жителей составляет чуть более 5 миллионов жителей. Он является один из крупнейших промышленных городов, основу составляет тяжелая промышленность. Тут работают судостроительные предприятия, машиностроительные, производства вооружений, также развиты черная, цветная, химическая, легкая и др. промышленности. К сожалению, в городе существует несколько крайне серьезных экологических проблем, о которых будет упомянуто ниже.
Санкт-Петербург занимает третье место в рейтинге российских городов с самой загрязненной атмосферой, тяжелее ситуация лишь в Москве и Норильске. В нашем городе, по данным на 2013 год, в воздух попало почти 537 тыс. тонн выбросов. Основными источниками загрязнения является подвижный автотранспорт, на его долю пришлось 86,5% выбросов, остальная доля принадлежит деятельности промышленности.
Таблица 3.2 — Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных и передвижных источников на 2013 год, тыс.т. [6]
|
Всего |
Твердые |
SO 2 |
CO |
NO x |
CH x |
ЛОС |
|
|
Стационарные |
72,268 |
1,91 |
3,155 |
22,376 |
27,638 |
8,595 |
8,267 |
|
Передвижные |
464,7 |
0,83 |
2,21 |
374,47 |
39,2 |
2,001 |
45,13 |
|
в том числе: автотранспорт |
464,3 |
0,8 |
2,2 |
374,4 |
38,9 |
2 |
45,1 |
|
ж/д транспорт |
0,4 |
0,03 |
0,01 |
0,07 |
0,3 |
0,001 |
0,03 |
|
Всего |
536,97 |
2,74 |
5,365 |
396,85 |
66,838 |
10,596 |
53,397 |
Основными веществами-загрязнителями являются твердые вещества, диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, летучие органические соединения.
Наблюдается неприятная тенденция увеличения суммарных выбросов загрязняющих веществ, по сравнению с предыдущим годом, от стационарных источников на 5%, от подвижного транспорта на 10%. В атмосферный воздух выбрасываются вещества 466 наименований, наиболее весомый вклад вносят выбросы диоксида азота и оксида углерода, в то же время снизилось количество выбрасываемых серосодержащих веществ, из-за жесткого контроля исследуемого топлива.
Вследствие роста автозаправочных станций (АЗС), увеличилось число выбросов в атмосферу углеводородов, например ароматических (бензол, ксилол, толуол и др.) так и предельные, среди которых наиболее неблагоприятные для здоровья человека тяжелые углеводороды С 12 -С20 , например бензпирен, которому будет уделено особое внимание.
Бензпирен — полициклическое ароматическое соединение первого класса опасности. Его формула С 20 -Н12. Существует два изомера: высокотоксичный канцерогенный 3,4-бензпирен, представляющий собой в чистом виде игловидные кристаллы или пластинки светло-желтого цвета. 4,5-бензпирен канцерогенным и мутагенным свойствами не обладает, поэтому в дальнейшем речь будет идти о 3,4-бензпирене.
Антропогенными источниками 3,4-бензпирена являются промышленные предприятия, ТЭЦ, котельные, а также автотранспорт. Он находится в дымовых газах, копоти, саже, его находят в местах стихийных лесных пожаров, извержений вулканов. Автомобили, с одной стороны, из-за их передвижений на большие расстояния, способствуют равномерному разносу 3,4-бензпирена, с другой, он может оседать вдоль автомобильных дорог и на объектах рядом с ними (например, боковые примагистральные газоны, а в последнее время и просто газоны на территории города, несмотря на то что это нарушение закона, автомобилистов не останавливает).
Попадая в растения, 3,4-бензпирен проникает в растения, которые могут использоваться как корм для скота или использоваться в питании человека. Он легко попадает в круговорот веществ в природе, попадает в водоемы, откуда снова попадает в атмосферу в результате испарения. 3,4-бензпирен обладает биоаккумуляцией, то есть его концентрация в растениях выше чем в почве, а в продуктах питания выше, чем в растениях.
Согласно санитарным нормам содержание бензпирена должно содержать:
- атмосферный воздух населенных мест (городских и сельских поселений): среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК) бензпирена не более 0,1 мкг / 100 куб.м. (ГН 2.1.6. 1338-03)
- вода питьевого качества (независимо от источника ее получения) безопасная для здоровья — не более 0,005 мкг / л.
(из п.1.2.2.2. СанПиН 2.1.4.1074-01)
- пищевые продукты, не более 0,001 мкг/л
Итак, ПДК 3,4-бензпирена составляет 0,1 мкг/ 100 куб.м. или 10 -9 г/м3 для атмосферного воздуха. Из данных, представленных Правительством Санкт-Петербурга за 2013 год, следует, что превышений ПДК не было, значения разнились от 0,1 до 0,8 ПДК (зависит от времени года), но мониторинг 3,4-бензпирена производится автоматическим путем и не обязательно около автомагистралей. При ручных исследованиях, особенно у мест скоплений автомашин, показатель в 1,6-2,7 раз превышал норму ПДК. 3,4-бензпирен, попадая в организм оказывает мутагенное, эмбриотоксическое, канцерогенное, гематотоксическое действие. В экспериментах, а также по данным мониторинга экологически неблагоприятных районов, бензпирен внедряется в комплекс ДНК, вызывая необратимые мутации, которые переходят в последующие поколения. Особую тревожность вызывает факт биоаккумуляции бензпирена: вероятность развития мутаций у ближайших поколений потомства возрастает из-за биоаккумуляции во много раз. У животных наблюдались злокачественные опухоли.
Высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха отмечается вблизи крупных автомагистралей и промышленных зон. Наибольший уровень загрязнения, в частности, диоксидом азота (до 3 ПДК) наблюдается в Адмиралтейском, Калининском и Красносельском районах; оксида азота (до 2,3 ПДК) — в Центральном и Красногвардейском районах, оксидов углерода (до 3,9 ПДК) — в Центральном, Приморском, Кировском и Невском районах. Кратковременные, но значительные концентрации бензола при неблагоприятных метеоусловиях наблюдаются во Фрунзенском (до 6,6 ПДК), Невском (до 5,5 ПДК), Красногвардейском (до 5,5 ПДК).
Помимо 3,4-бензпирена значительный вред населению оказывают фенолы и формальдегиды.
3.2.2 Загрязнение почв
Величина суммарного загрязнения почв Санкт-Петербурга находится в пределах 16-64, что является опасным уровнем. Причиной загрязнения почв является воздействие значительного количества источников загрязнения таких как автотранспорт, дорожное покрытие, твердые бытовые отходы, выбросы промышленных предприятий.
Основными загрязнителями почв являются тяжелые металлы (группа элементов, с атомной массой выше 50, обладающими свойствами металлов).
Они обладают большим сродством к физиологически важным органическим соединениям и способны «выключать» их, и способны к медленному накоплению в организме. Об их отравляющих свойствах будет написано ниже. Тяжелые металлы принято подразделять на 3 класса опасности, здесь будет уделено внимание элементам 1 класса опасности (свинец, цинк, кадмий, ртуть, фтор).
Таблица 3.3 — Среднее содержание элементов 1 класса опасности в почвах Санкт-Петербурга по данным 17538 проб [6]
|
Содержание в почве |
Степень опасности |
||
|
мг/г |
ед. ПДК |
||
|
свинец |
82,62 |
2,6 |
опасная |
|
цинк |
354,90 |
6,5 |
опасная |
|
кадмий |
0,98 |
1,96 |
опасная |
|
мышьяк |
4,65 |
2,3 |
опасная |
На основе данных таблицы 3.3 и по результатам анализов проб, взятых из рекреационных, селитебных и промышленных зон следует, что наиболее острым вопросом является загрязнение почв свинцом, цинком и кадмием. Свинец попадает в почву в результате деятельности выбросов предприятий стекольной, лакокрасочной и оборонной промышленности. Также было замечено, что свинцом загрязнены тротуары, придорожные окрестности. При попадании свинца в организм (в основном при вдыхании свинецсодержащей пыли) у взрослых обычно характеризуется болями в животе, анемией, поражением почек, головной болью, периферической невропатией с демиелинизацией длинных нейронов, атаксией и потерей памяти, у детей проявляется анемией, болями в животе и, что наиболее важно, поражением центральной нервной системы.
Кадмий попадает в почву в результате сжигания или переработки содержащих данный металл изделий, а также с помощью заводов, выпускающих серебряно-кадмиевые аккумуляторы. При попадании его соединений (сам по себе он практически не ядовит) в организм оказывает раздражающее действие на органы дыхания и желудочно-кишечный тракт, преимущественно поражают центральную нервную систему, печень, почки, а также нарушают фосфорно-кальциевый обмен, что приводит к остеопорозу. Он задерживается в легких и крайне медленно оттуда выводится. Хроническое отравление ведет к разрушению костей, способен легко накапливаться в быстроразмножающихся клетках (например раковых или опухолевых).
3.2.3 Меры борьбы с загрязнениями
Государство, в частности правительство Санкт-Петербурга, по крайней мере на бумаге, активно способствует улучшению качества окружающей среды. На территории РФ с 1 января 2014 года действуют такие законы как: запрет на захоронение продукции, утратившей свои потребительские качества и имеющей в себе озонразрушающие вещества, установлен постоянный государственный надзор на производственных объектах 1 класса опасности, установлены нормативы выбросов в отношении автомобильной техники и другие постановления, созданы комитеты по защите, мониторингу окружающей среды.
Ежегодно Комитет по природопользованию выполняет широкий спектр работ, направленный на улучшение качества окружающей среды, в том числе проводят рекультивацию загрязненных земель. Действенный способ предложили на кафедре почвоведения СПбГУ, цитата сотрудника кафедры: «Из всевозможных источников сырья — от отходов животноводства (навоза), бумажной промышленности мы в лабораториях получаем гуминовые вещества, изготавливаем на их основе препараты. Они способны «впитывать» тяжёлые металлы и переводить их в неактивную форму. То есть если полить таким раствором землю, то он нейтрализует негативное действие токсичных веществ. Плюс мы утилизируем отходы». Специалисты находятся в стадии получения патента на эффективное средство снижения атмосферных загрязнений.
К уже принятым мерам считаю нужным добавить еще некоторые, продиктованные экологической доктриной РФ. Ее пункт «обеспечение качества воды, почвы и атмосферного воздуха в соответствии с нормативными требованиями» настаивает на строгом соблюдении концентраций загрязнителей, причем желательно, чтобы значения ПДК были доведены до европейского уровня (российские зачастую являются большими в 2, 5, а то и 10 раз).
Также необходимо перевести мусоросжигающие заводы и другие предприятия, наиболее вредящие окружающей среде как можно дальше от городской черты (лучше всего, на необитаемые территории страны, это возможно экономически иррационально, но жизнь и здоровье людей важнее).
Необходимо законсервировать уже имеющие полигоны (так как они переполнены) и рационально подходить к вопросу о заложении новых. Лишь 15% от общего количества бытовых отходов попадает на переработку мусоросжигающих заводов. Необходимо задать вопрос: а можно ли эффективно переработать уже имеющие отходы, об этом пункт доктрины: «поддержка экологически эффективного производства энергии, включая использование возобновляемых источников и вторичного сырья».
Считаю одной из важных мер ограничение на въезд автомашин в центр города (полный либо платный), поскольку именно центральные районы подвержены наибольшому воздействию загрязнителей. Также, необходим перевод пассажирского транспорта на биологически чистые виды топлива, пункт доктрины: «переход к экологически безопасному общественному транспорту — основному виду передвижения в крупных городах».
В городе существует еще несколько крупных экологических проблем, такие как загрязнение сточными водами, общая замусоренность, возможности радиационного воздействия на людей (АЭС в Сосновом Бору, работающая на устаревшей технике), проблемы с утилизацией отходов и некоторые другие.
Заключение
— Сохранение состава биоценоза и поддержка биоразнообразия — важнейшая цель государственной политики в области экологической безопасности. В течение последних веков, особенно в XX и XXI веках, наблюдается резкое сокращение многих видов растений и животных. К сожалению, в России очень низкий уровень экологического познания, не соблюдаются положения доктрины об экологическом просвещении и образовании, где главной целью ставится «повышение экологической культуры населения, образовательного уровня и профессиональных навыков и знаний в области экологии». Несоблюдение правил безопасности может привести к чудовищным последствиям, таким как пожары в Хакасии и Забайкальском крае, из-за пала травы. У наших граждан существует предубеждение, что выжигание травы, способствует лучшему росту. Однако это не так, даже наоборот, это приводит к заметному снижению плодородия почвы. После палов на песчаных почвах разрастаются щавель и хвощ, а на глинистых можно видеть большую группу других растений, которые наглядно демонстрируют, что качество почв отнюдь не улучшилось. К сожалению, помимо экологических жертв ими могут стать люди, в недавней трагедии погибло в Хакасии 23 человека, свыше 100 граждан были госпитализированы, сгорело 10 тыс. га лесов.
Среди приоритетов финансовой поддержки биоразнообразия России на компенсационной основе с учетом экосистемных услуг нужно выделить: территориальную охрану экосистем, спасение редких видов и восстановление их местообитаний, экологическую реставрацию степей, развитие экотуризма, эффективное использование недревесной продукции леса и других форм альтернативного хозяйствования в лесах, сохранение биоразнообразия среднегорий и низкогорий, повышение эффективности использования промышленных и аграрных земель, всемерную поддержку научных исследований, в первую очередь таксономических, по экологии редких видов, устойчивости сообществ, современной биогеографии и других.
— Катастрофа в Чернобыле нанесла большой удар по мировой атомной энергетике. В период с 1986 по 2002 годы, в Европе и странах Северной Америки не было построено ни одной АЭС, в СССР было заморожено 10 строек. В России из-за аварии на реакторе, все еще загрязнены ряд областей, прежде всего Брянская, где во время лесных пожаров постоянно присутствует угроза дальнейшего распространения радиации на относительно чистые земли, общее количество загрязненных земель составляет 55 тыс. га. Как уже подчеркивалось в главе 3, Советские власти допустили преступную халатность, не информировав населения. Совсем недавно были рассекречены документы по поводу аварии. Как следует полагать из документа, представленного рисунком 1, Минздрав не счел нужным проводить эвакуацию. Сомнительно, что ученые в СССР, особенно в 1986 году, не знали о последствиях ядерной катастрофы.
Это не первый случай замалчивания властями случившихся техногенных катастроф. 29 сентября 1957 года случилась т.н. «Кыштымская авария», на химкомбинате «Маяк», близ города Кыштым. Количеств выброшенных гамма-излучающих радионуклидов был близки к взрыву 10-20 килотонной ядерной бомб взорванной в Хиросиме, а количеств выброшенного стронция-90 соответствовал 100-200-килотонно ядерной бомбе. После взрыва 29 сентября 1957 года поднялся столб дыма и пыли высотой до километра, который мерцал оранжево-красным светом, советские газеты объяснили это как «явления северного сияния».
Рисунок 1 — Рассекреченный документ об первых итогах аварии на ЧАЭС[20]
Были засекречены данные о жертвах среди населения, скота, других животных.
Чтобы не допускать таких ситуаций, необходимо соблюдать пункты экологической доктрины об «обеспечении открытости информации о состоянии окружающей среды и возможных экологических угрозах; бесплатный доступ граждан к информации в сфере экологии, жизненно важной для их безопасности». Действующим Уголовным кодексом РФ в статье 237 предусмотрена ответственность лиц за сокрытие информации об обстоятельствах, создающих опасность для жизни или здоровья людей.
— Жизнь жителей Санкт-Петербурга и других городов требует внимательного наблюдения и различных рекомендаций, способствующих снизить риск заболеваний. В городах необходимо разбивать больше красивых и уютных скверов, парков. Требуется жесткий контроль за качеством питьевой воды, воздухом, за качеством пищевых продуктов, медицинского обслуживания. Наиболее опасные для жизни городского населения предприятия выводить за пределы города. Такие предприятия следует оснащать различными фильтрами и отстойниками, изменять технологию производства. Необходимо полностью закрыть или ограничить въезд автомашин в центр города, начать мероприятия по расселению жителей центральных районов, так как именно они подвергаются воздействию тяжелых металлов и веществ 1 класса опасности больше остальных.
— Охрана природы является важнейшей составляющей государства. Система мониторинга позволяет контролировать территории, уже подвергшиеся загрязнению и не допустить «неоправданного» загрязнения уже имеющихся. Чтобы уменьшить нагрузку на экологически чистые земли необходимо, как следует из экологической доктрины: «инвентаризация территории для выявления и специальной охраны земель, пригодных для производства экологически чистой сельскохозяйственной продукции, водных объектов со стратегическими запасами питьевой воды, природных комплексов, выполняющих особо важные средообразующие функции и обладающих особым рекреационно-оздоровительным значением». Нужно как можно активнее развивать сеть единого экологического мониторинга на всей территории страны, для простоты и эффективности управления, контролировать как биотические, так и абиотические факторы.
1) Беккер А. А., Агаев Т.Б. Охрана и контроль загрязнения природной среды: Учебное пособие. Ленинград, Гидрометеоиздат, 1989.
С.А. Гераськин, С.В. Фесенко, Р.М. Алексахин Воздействие аварийного выброса Чернобыльской АЭС на биоту. ВНИИ сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии РАСХН, Обнинск, 2006.
Горький А.В., Петрова Е.А.: Российский геоэкологический центр — филиал ФГУГП «Урангео» МПР РФ, СПб, 2007.
Дегтев М. И. Экологический мониторинг: учебно-методическое пособие /М.И. Дегтев, О.С. Кудряшова; Федер. агентство по образованию, ГОУ ВПО «Перм. гос. ун-т». — Пермь: Редакционно-издательский отдел Пермского государственного университета, 2007.
ГУМАНИТАРНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ АВАРИИ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС: СТРАТЕГИЯ РЕАБИЛИТАЦИИ. Отчет, подготовленный по поручению ПРООН и ЮНИСЕФ, 2002.
Доклад об экологической ситуации в Санкт-Петербурге в 2013 году: под редакцией И. А. Серебрицкого. СПб, 2014.
Дроздов В.В. Общая экология. Учебное пособие. — СПб.: РГГМУ, 2011.
Зеркалов Д.В. Экологическая безопасность. Монография. — К.: Основа, 2012.
Израэль Ю. А., Вакуловский С. М., Ветров В. А., Ровинский Ф. Я. Чернобыль: Радиоактивное загрязнение природных сред. — Л.: Гидрометеоиздат, 1990.
Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1979.
Лебедева Н. В, Дроздов Н. Н., Криволуцкий Д. А. Биоразнообразие и методы его оценки. — М.: МГУ, 1999.
Мазур И.И., Молдаванов О.И., Шишов В.Н. Инженерная экология Общий курс: В 2 т. Т.1. Теоретические основы инженерной экологии: Учеб. Пособие для втузов/ Под ред. И.И. Мазура. — М.: Высш. шк., 1996.
Муравьев А.Г. Оценка экологического состояния природно-антропогенного комплекса: Учебно-методическое пособие. СПб: Крисмас+, 1997.
Одум Ю. Экология / под ред. академика В. Е. Соколова. — перев. с англ. Б. Я. Виленкина. Москва: Мир, 1986.
Пашкевич М.А., Шуйский В.Ф ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ: Учебное пособие. Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет).
СПб, 2002.
Толстиков В. Г. Ядерная катастрофа 1957 года на Урале
Тишков А. А. Теория и практика сохранения биоразнообразия: Издательство «Дом Кодекс», 2012.
Чернобыльский Форум 2003-2005. Наследие Чернобыля: медицинские экологические и социально-экономические последствия и рекомендации правительствам Беларуси, РФ, Украины.
19)
Ошибка! Недопустимый объект гиперссылки. <http://a-portal.more19)http://echo.msk.ru/blog/echomsk/1537578-echo/prom.ru>
<http://www.meteorf.ru/upload>
- <http://www.unepcom.ru/>
