Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Инженерно-экологическая характеристика антропогенных воздействий

РефератПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В рамках инженерной экологии делается попытка охарактеризовать загрязнения четкими количественными показателями, такими, как интенсивность (абсолютный показатель величины загрязнения или нарушения), степень (относительный показатель величины загрязнения или нарушения), опасность (относительный показатель в процентах к предельно допустимым нормативам). Напомним, что: 1) интенсивность воздействия… Читать ещё >

Инженерно-экологическая характеристика антропогенных воздействий (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Некоторые авторы предлагают разделить воздействия по их силе, оценивая ее по характеру и масштабу вызываемых изменений в окружающей среде. В частности, предлагается различать собственно воздействия, которые приводят к качественным изменениям компонентов природной среды, и влияния, которые влекут за собой лишь количественные изменения среды, не превышающие устанавливаемых человеком предельно допустимых значений (Г. Г. Мирзаев и др., 1991). Поэтому обратим особое внимание на различия терминов «взаимодействие», «влияние» и «воздействие», о чем уже кратко говорилось ранее (см. гл. 2). Уточним и дополним анализ Г. Г. Мирзаева и соавторов (1991) с экологических позиций:

  • • под взаимодействием субъектов антропогенного воздействия с окружающей средой понимается процесс обмена веществом, энергией и информацией, в результате которого обеспечивается получение полезной промышленной продукции, а также происходят качественные и количественные изменения экологических свойств компонентов окружающей среды;
  • • под влиянием субъектов антропогенного воздействия на окружающую среду понимается процесс обмена веществом, энергией и информацией с природными компонентами, в результате которого в окружающей среде происходят количественные изменения, не превышающие предельно допустимых значений и не вызывающие изменения их экологических свойств;
  • • под воздействием субъектов антропогенного воздействия на окружающую среду понимается процесс обмена веществом, энергией и информацией с природными компонентами, в результате которого в них происходят качественные и количественные изменения (замещения, нарушения или загрязнения), превышающие предельно допустимые нормативы и приводящие к изменению их экологических свойств.

Аналогично можно трактовать термины «взаимодействие», «влияние» и «воздействие» и по отношению к воздействиям окружающей среды на САВ. По отношению же к населению влиянием следует считать воздействия как САВ, так и ОАВ, которые не сказываются на состоянии его здоровья и продолжительности жизни неблагоприятно или благоприятно, но ощущаются им. Воздействие же на население приводит к последствиям (неблагоприятным или благоприятным) для состояния его здоровья и продолжительности жизни. Конечно же, это только при взгляде на население как на пассивный объект воздействий, в противном случае воздействие САВ и ОАВ имеет еще целый ряд аспектов или сторон: предоставление рабочих мест или нет, потенциальные возможности для использования тех или иных природных ресурсов или их отсутствие и т. п.

Вопрос о разделении «воздействий» и «влияний», непосредственно связанный с количественной и качественной оценкой антропогенных воздействий, методологически очень важен, как вопрос об экологической значимости отдельных субъектов и объектов антропогенного воздействия. Ряд авторов считают, что отдельные объекты в силу своих размеров, назначения, особенностей функционирования и ряда других причин могут не иметь самостоятельного экологического значения (небольшой пруд или лужа, опушка в лесу, небольшое складское помещение на предприятии и т. п.), но их экологическая значимость проявляется в составе более крупных единиц, отношения между которыми уже экологически значимы.

Экологическая значимость — это критерий качественный, поэтому вопрос о «пороговом размере» (расстоянии) экологического, отношения не может иметь одного-единственного правильного ответа, так как он поставлен методологически неправильно. Экологическая значимость любого отношения непосредственно не зависит от расстояния между субъектами и объектами воздействия — участниками отношения; никакая величина этого расстояния не может служить мерой такой значимости — подобные «пороговые расстояния» выводятся из субъективных критериев силы, слабости или отсутствия воздействия того или иного субъекта воздействия, которые ориентированы либо на физиологические возможности человеческого организма (ПДК), либо на устойчивость биоты или ландшафта в целом (предельно допустимые нагрузки и др.), либо на способность отдельных видов природных ресурсов самовозобновляться. В частности, руководство ОНД-86 определяет границу влияния выбросов предприятия, как радиус наибольшего из двух расстояний от источника: хг и х2 (м), где хг = 10хмм — расстояние, где концентрация поллютанта достигает максимальных значений: обычно равна или чуть меньше ПДК), или соответствует расстоянию, где концентрация поллютанта составляет 5% от максимальной. Значение х2 есть расстояние от источника, начиная от которого концентрация поллютанта меньше или равна 0,05 ПДК. Именно из данных субъективных критериев и выводятся зоны «сильного, среднего и слабого воздействия, а также влияния», за пределами которых экологические отношения данного субъекта антропогенного воздействия как бы прекращают свое существование, хотя это, конечно, не так, что доказывается трансграничным переносом и общепланетарным разносом загрязняющих веществ в атмосфере, глобальным загрязнением Мирового океана и т. д. Здесь имеет место эффект суммации воздействий, когда, казалось бы, на определенном расстоянии экологическое воздействие какого-либо САВ уже утратило свою силу, но суммирование воздействий множества САВ ощущается уже на гораздо большем расстоянии, а с учетом современных производственных мощностей — фактически на всем земном шаре.

В рамках инженерной экологии делается попытка охарактеризовать загрязнения четкими количественными показателями, такими, как интенсивность (абсолютный показатель величины загрязнения или нарушения), степень (относительный показатель величины загрязнения или нарушения), опасность (относительный показатель в процентах к предельно допустимым нормативам). Напомним, что: 1) интенсивность воздействия характеризует величину загрязнения или нарушения в единицу времени (/3) г/с, кг/ч, т/год; (7Н) м/с, га/год, ед/год; 2) степень воздействия характеризует относительную величину поступления загрязняющих веществ (iV3) от общего объема выброса или сброса, а также нарушенность компонента (iVH) по отношению к общей его площади или количеству (%); 3) опасность воздействия характеризует соотношение между реальной (фактической) и нормативной интенсивностью воздействия (обычно ПДК, ПДВ и ПДС) (Г. Г. Мирзаев и др., 1991). По своей интенсивности воздействия подразделяются на шесть групп: менее 0,01 т/сут; от 0,01 до 0,1; от 0,1 до 1,0; от 1,0 до 10; от 10 до 100 и свыше 100 т/сут.

Одна из наиболее удачных попыток не только качественной, но и количественной характеристики изменений природной среды на примере горного производства предпринята Г. Г. Мирзаевым и соавторами (1991). Все изменения природной среды он делит на нарушения и загрязнения, выделяя среди первых геомеханические, гидродинамические, аэродинамические и биоморфологические нарушения, а среди вторых — литосферные, гидросферные, атмосферные и биоценотические загрязнения. При характеристике геомеханических нарушений (деформации, провалы, выемки, насыпи, застройка) обычно указываются параметры, описывающие форму нарушения (глубина, высота, ширина, длина, площадь, объем, углы откоса), а также показатели различных процессов, связанных с выемкой (отсыпкой) горных пород, — уплотнение, разрыхление, напряженное состояние массива пород и др. Гидродинамические нарушения (гидрологические и гидрогеологические) обычно характеризуются параметрами двух наиболее распространенных при антропогенных воздействиях процессов — затопления (подтопления, заводнения, подпор) и осушения (площадь затопления и осушения, изменение уровня грунтовых вод, глубина, объем и др.).

Характеристика аэродинамических нарушений заключается в выявлении контуров разрежений и возмущений, а также температурных инверсий. Г. Г. Мирзаев (1991) указывает, что, если повреждения и уничтожение растительности (фитоценотические нарушения) выявляются легко, контуры зооценотических и микробоценотических нарушений (распугивание, уничтожение и интродукция) выявить сложно. О загрязнениях речь уже шла выше, поэтому отметим лишь предлагаемые Г. Г. Мирзаевым характерные определения загрязнений: засорение (твердыми отходами), запыление, замазучивание (нефтью и ГСМ), заражение (высокотоксичными веществами), закисление (при рн 8,5), минерализация (солями тяжелых металлов), загазовывание, задымление, затуманивание, а для биоценотических загрязнений — самозарастание, увеличение численности и некроз (табл. 86).

Основные формы и характеристики изменения природной среды в зоне влияния горного производства (по Г. Г. Мирзаеву и др., 1991).

Вид.

Тип.

Группа.

Форма.

Показатель.

Условные обозначения.

Загрязнения.

литосферные.

поверхности.

  • 1.1. Засорение ЗП твердыми, нерастворимыми веществами
  • 1.2. Запыление тонкодисперсными пылеватыми веществами
  • 1.3. Замазучивание, загрязнение нефтепродуктами

Площадь, м2

Толщина слоя, м.

Интенсивность загрязнения, м/год.

  • 2.1. Закисление (растворимыми соединениями pH < 6,5)
  • 2.2. Раскисление pH > 8,5
  • 2.3. Минерализация тяжелых металлов (мышьяка, ртути, радиоактивных веществ и т. д.)

Глубина, м.

Площадь, м2

Интенсивность распространения, м/год.

Концентрация веществ в почвах, мг/кг.

массива горных пород.

  • 3.1. Заливание (глинистыми частицами и другими материалами)
  • 3.2. Загрязнение растворами металлов, органических и других соединений

Площадь, м2

Мощность слоя, м.

Концентрации веществ в породах, мг/кг.

гидросферные.

Сапробные (органические).

  • 4.1. Евтрофия
  • 4.2. Гипертрофия

Растворенный кислород, %, мг/л Прозрачность воды по диску Секки, м БПК5, мг02/л БПК20, мг02/л Перманганатная окисляемость по Кубелю, мг02/л Аммоний солевой, мг/л Нитраты, мг/л Нитриты, мг/л Фосфаты, мг/л Сероводород, мг/л Площадь, м2 Объем, м3

Численность микроорганизмов, экз/м3 Продуктивность водоема, т/га • год.

Вид.

Тип.

Группа.

Форма.

Показатель.

Условные обозначения.

Загрязнения.

гидросферные.

голобные.

  • 5.1. Засоление (полиголобные, бетамезоголобные, альфамезоголобные); соленость 1—15 г/кг
  • 5.2. Засоление (полиголобные, гиперголобные); соленость 15—30 г/

кг и более.

Соленость, г/кг Катионы, мг/л: кальций натрий калий магний Анионы, мг/л:

хлориды сульфаты.

Площадь, м2

Продуктивность, т/га • год.

растворимыми химическими твердыми, жидкими и газообразными веществами.

6.1. Закисление: нормальное 6,5—8,5 кисловатое 6,А—5,0 кислое 9,5.

рн

Площадь, м2

Объем, м3

Продуктивность, т/га • год.

6.2. Минерализация: очень мягкая 9,0.

Жесткость, мг • экв/л.

Площадь, м2

Объем, м3

Продуктивность, т/ га • год.

растворимыми химическими твердыми, жидкими и газообразными веществами.

6.3. Замутнение (взвешенными веществами).

Концентрация, мг/л.

Площадь, м2

Объем, м3

Продуктивность, т/ га • год.

6.4. Загазованность (растворение газов S02, С02 и др.).

Концентрация, мг/л.

Площадь, м2

Вид.

Тип.

Группа.

Форма.

Показатель.

Условные обозначения.

Загрязнения.

атмосферные.

Газообразными и парообразными веществами.

  • 7.1. Загазованность (сернистый ангидрид, оксид углерода, оксиды азота, соединения фтора, сероуглерода, хлора)
  • 7.2. Заражение кислотами, цианидами, ртутью, углеводородами, фенолами, органическими соединениями

Концентрация в приземном слое атмосферы, мг/м3

Расстояние от источника загрязнения, м.

Площадь загрязненной территории, м2

Вид территории.

Жидкими веществами.

  • 8.1. Супертонким туманом (0,5 • 10_6мкм)
  • 8.2. Тонкодисперсным
  • 8.3. Грубодисперсным
  • 8.4. Брызгами (10 • 10_6мкм)

Размеры частиц, мкм.

Концентрация, мг/л.

Расстояние, м.

Площадь, м2

Вид территории.

твердыми веществами.

  • 9.1. Запыление: органические и неорганические вещества (1 —10) • 10_6мкм сажа (10—50) • 10_6 мкм слоистые вещества
  • 50 • 10_6мкм
  • 9.2. Заражение канцерогенными веществами (соединения свинца) до 10_6 мкм
  • 9.3. Задымление

Концентрация, мг/м3

Расстояние от источника загрязнения, м.

Площадь загрязненной территории, м2

Вид территории.

биоценотические.

фитоценоза.

  • 10.1. Самозарастание
  • 10.2. Некроз

Количество видов, шт/м2

Ареал распространения, м2/га.

Интенсивность распространения, м.

зоои микробиоценозов.

11.1. Увеличение численности определенного вида животных и микроорганизмов.

Количество видов, шт/м2

Ареал распространения, м2/га.

Интенсивность распространения, м.

Вид.

Тип.

Группа.

Форма.

Показатель.

Условные обозначения.

Нарушения.

геомеханические.

деформации массивов пород и земной поверхности.

1.1. Изменение напряженного состояния, появление зон повышенных (удароопасных) и пониженных напряжений.

Глубина, м.

Ширина, м.

Объем, м3

Коэффициент повышения (понижения) напряжений.

1.2. Развитие зон трещиноватости или уплотнения массива вмещающих пород в зоне ведения горных работ.

Глубина, м.

Ширина, м.

Объем, м3

Коэффициент трещиноватости (уплотнение).

1.3. Уплотнение поверхностного слоя.

Глубина, м.

Ширина, м.

Площадь, м2

Коэффициент трещиноватости (уплотнение).

1.4. Разрыхление поверхностного слоя.

Глубина, м.

Ширина, м.

Площадь, м2

Коэффициент разрыхления.

1.5. Прогиб поверхности без разрывов сплошности.

Глубина, м.

Ширина, м.

Площадь, м2

Углы наклона, град.

Глубина уровня грунтовых вод, м.

1.6. Прогиб поверхности с разрывами и появлением трещин.

Глубина развития разрывов трещин, м.

Раскрытие, м.

Длина, м.

Ширина зоны, м.

Площадь зоны, м2

Вид.

Тип.

Группа.

Форма.

Показатель.

Условные обозначения.

Нарушения.

геомеханические.

провалы.

1.7. Конусообразные провалы.

Глубина, м.

Диаметр, м.

Угол откоса, град.

Площадь, м2

1.8. Каньонообразные провалы.

Глубина, м.

Ширина (длина), м.

Угол откоса, град.

Площадь, м2

1.9. Котловинные провалы.

Глубина, м.

Ширина (длина), м.

Угол откоса, град.

Площадь, м2

1.10. Террасированные провалы и зоны обрушения.

Высота (глубина), м.

Ширина (длина), м.

Угол откоса, град.

Площадь, м2

выемки.

2.1. Карьерные выемки.

Глубина, м.

Ширина (длина), м.

Углы откоса, град.

Площадь, м2

Объем, м3

2.2. Котлованные выемки.

Глубина, м.

Ширина (длина), м.

Площадь, м2

Объем, м3

2.3. Траншейные выработки.

Глубина, м.

Ширина (длина), м.

Углы откоса, град.

Площадь, м2

2.4. Резервы (придорожные).

Глубина, м.

Ширина (длина), м.

Площадь, м2

Вид.

Тип.

Группа.

Форма.

Показатель.

Условные обозначения.

Нарушения.

геомеханические.

насыпи.

3.1. Отвальные.

Высота, м.

Ширина (длина), м.

Углы откоса, град.

Площадь основ, м2

Площадь поверхности, м2

Объем, м3

3.2. Гидротехнические.

Высота, м.

Ширина дамбы, м.

Ширина ложа, м.

Площадь, м2

Объем, м3

3.3. Кавальеры дорожные.

Ширина дороги, м.

Ширина кавальера, м.

Высота, м.

Площадь, м2

застройка.

4.1. Отдельные здания и сооружения.

Площадь, м2 Высота, м Длина, м.

  • 4.2. Промплощадки
  • 4.3. Транспортные, энергетические и другие коммуникации
  • 4.4 Жилой массив

Ширина, м.

гидродинамические.

гидрологические (поверхностные).

5.1. Зарегулирование водохранилища.

Площадь, м2

Длина, м.

Скорость, м/с.

Длина береговой линии, км.

Глубина, м.

Объем, тыс. м3

5.2. Затопление: рельефа водоема водотока.

Площадь затопления, м2

Подъем уровня воды, м.

Объем, тыс. м3

Вид.

Тип.

Группа.

Форма.

Показатель.

Условные обозначения.

Нарушения.

гидродинамические.

гидрогеологические (подземные).

5.3. Истощение: водотоков, водоемов.

Расход воды, м3/с.

Забор воды, м3/с.

Объем водоема, тыс. м3

6.1. Подтопление (выход грунтовых вод на поверхность — затопление).

Глубина, м.

Ширина (длина), м.

Площадь, м2

Изменение уровня грунтовых вод, м.

6.2. Образование депрессионной воронки (осушение).

Изменение уровня грунтовых вод, м.

Радиус (диаметр) воронки депрессии, м.

Площадь, м2

6.3. Заводнение.

Расход, м3/с.

Объем, тыс. м3

Радиус (диаметр) распространения, м (км).

Площадь, м2 (км2).

6.4. Подпор

Изменение уровня грунтовых вод, м.

Ширина затопления, м.

Площадь, м2

аэродинамические.

приземные.

7.1. Разрежение (зона аэродинамической тени).

Высота препятствия, м.

Ширина препятствия, м.

Высота зоны, м.

Ширина зоны, м.

Изменение скорости потока, м/с.

7.2. Возмущение (изменение направления и скорости движения воздушных потоков в приземном слое).

Высота препятствия, м.

Угол отклонения направления, град.

Длина (ширина) зоны возмущения, м.

Вид.

Тип.

Группа.

Форма.

Показатель.

Условные обозначения.

Нарушения.

аэродинамические.

приземные.

7.3. Температурные инверсии.

Площадь «острова тепла», м2

Высота, м.

Повышение температуры, °С.

биоморфологические.

фитоценотические.

8.1. Повреждение (угнетение доминант, уменьшение продуктивности и ареала распространения).

Площадь, м2

Ширина (длина), м.

Число видов, шт.

Объем, м3

Снижение продуктивности, г/м2

8.2. Уничтожение (полная замена доминанты в фитоценозе).

Площадь, м2

Ширина (длина), м.

Число видов, шт.

Объем, м3

зооценотические.

  • 9.1. Распугивание
  • 9.2. Уничтожение

Количество животных.

Ареал мест обитания, м2

9.3. Интродукция (изменение видового состава зооценоза).

Снижение (увеличение) продуктивности, ц/га • год.

Видовой состав.

микробиоценоти;

ческие.

  • 10.1. Угнетение
  • 10.2. Уничтожение
  • 10.3. Интродукция (изменение видового состава микробиоценоза)

Количество микроорганизмов на 1 м3

Ареал обитания, м2

Видовой состав микроорганизмов.

Масса, г/м2

Вполне оправдано особое внимание Г. Г. Мирзаева и соавторов к конфигурации ареалов атмосферного и гидросферного загрязнений, форма которых зависит от скорости и направления ветра, высоты и местоположения источника загрязнения и т. д. (рис. 77).

Конфигурация ареалов загрязнения (по Г. Г. Мирзаеву и др., 1991).

Рис. 77. Конфигурация ареалов загрязнения (по Г. Г. Мирзаеву и др., 1991):

А — поступление сточных вод в реку; Б — поступление сточных вод в водоем;

В, Г, Д — различные варианты поступления загрязняющих веществ в атмосферу;

1 — береговой выпуск, 2 — русловой выпуск Иногда для оценки интенсивности воздействия применяют сложные расчетные показатели, как, например, коэффициент экологической весомости воздействия, требующие для своего вычисления предварительного факторного анализа. И. И. Мазуром (1991) путем обобщения многолетнего опыта строительств и эксплуатации объектов нефтегазового комплекса были установлены коэффициенты экологической весомости для различных видов воздействия (механического, теплового, химического, биологического, электромагнитного) в данной сфере деятельности человека: наивысшие значения коэффициента получили долговременное биохимическое воздействие на биосферу (0,46), литосферу (0,39), долговременное тепловое воздействие на гидросферу (0,4) и атмосферу (0,37), а также долговременное механическое воздействие на литосферу (0,34) (табл. 87).

Коэффициенты экологической весомости (по И. И. Мазуру, 1991).

Техногенное воздействие искусственного объекта.

Промышленные объекты.

Жилищно-гражданские объекты.

А.

G.

L.

В.

А.

G.

L.

В.

Механическое:

кратковременное.

0,23.

0,15.

0,28.

0,05.

0,15.

0,1.

0,21.

0,03.

долговременное.

0,34.

0,2.

0,34.

0,18.

0,21.

0,15.

0,27.

0,09.

Тепловое:

кратковременное.

0,18.

0,25.

0,14.

0,08.

0,07.

0,11.

0,1.

0,04.

долговременное.

0,37.

0,4.

0,21.

0,22.

0,14.

0,2.

0,17.

0,12.

Биохимическое:

кратковременное.

0,12.

0,05.

0,28.

0,31.

0,08.

0,04.

0,21.

0,23.

долговременное.

0,19.

0,35.

0,39.

0,46.

0,12.

0,16.

0,25.

0,31.

Электромагнитное:

кратковременное.

9,1.

0,15.

0,17.

0,2.

0,06.

0,02.

од.

0,09.

долговременное.

0,12.

0,2.

0,26.

0,23.

0,09.

0,08.

0,19.

0,12.

Подобным образом с учетом полученных ранее эмпирических показателей тех или иных коэффициентов (экологическая весомость, экологическая значимость и т. п.) рассчитывают также экологическую опасность того или иного воздействия, оценка которой базируется на использовании методов экологического аудирования и специальных исследованиях (О. Г. Воробьев, 2001). Так, согласно Временным рекомендациям по оценке экологической опасности производственных объектов (1996), методика оценки риска загрязнения поверхностных вод предусматривает, что опасность воздействия на водный объект в результате хозяйственной деятельности измеряется объемом свежей воды, необходимой для восстановления вызванного этим нарушением естественного баланса водной системы, который складывается из потребностей в воде для разбавления сточных вод и пополнения безвозвратно изъятых вод, скорректированных коэффициентом экологической опасности воздействия:

Инженерно-экологическая характеристика антропогенных воздействий.

где Q — опасность ?-го вида нарушения (тыс. м3/ч); Kt— коэффициент экологической значимости ?-го вида нарушения; У, — — объем стока ?-го вида нарушения или объем безвозвратного водопотребления.

(тыс. м3/ч); М, — величина i-го вида нарушения; ЛГ, — нормативное значение; — — кратность разбавления, т. е. расход воды в водном объ;

Ni

екте, необходимой для разбавления М( до Nt (тыс. м3/ч).

Из табл. 88, где представлены все виды опасности хозяйственных воздействий, нарушающих естественный режим водных объектов, выбираются соответствующие.

Таблица 88

Виды хозяйственных воздействий и их характеристики («Эколого-экономическое обоснование проектирования строительства народнохозяйственных объектов», 2001).

Вид воздействия.

Коэффициент экологической значимости.

Единица измерения М;

Нормативное значение JV,.

Механическое загрязнение, взвеси.

0,002.

мг/дм3

25 мг/дм3 (без учета фона).

Термическое загрязнение.

0,080.

°С.

5 °C.

Безвозвратное водопотребление.

0,200.

тыс. м3

0,3 тыс. м3 речного стока 95%-й обеспеченности.

Биологическое загрязнение.

0,300.

Коли-индекс.

50 ед./дм3

Химическое загрязнение.

0,400.

мг/дм3

ПДК, мг/дм3

При анализе техногенных опасностей и экологического риска тех или иных воздействий используют методы материальных балансов и эквивалентов, индикаторов и индексов качества природной среды. В частности, интегральная оценка фактического и допустимого потоков загрязняющих веществ выполняется с использованием ресурсного и отраслевых контаминационных эквивалентов энергии (КЭЭ), расходуемой в технологических процессах (Т. А. Моисеенкова, 1989): где Е (т) — годовое потребление энергии объектом; М (т) — годовой выброс загрязняющих веществ в атмосферу.

Значения КЭЭ для некоторых отраслей промышленности России с учетом токсичности выбросов (кг/ГДж) составляют: а) в теплоэнергетике — 2,40; б) в добывающей промышленности — 4,36; в) в металлургии — 7,90; г) в машиностроении — 1,36. Исследования, проведенные Т. А. Моисенковой, показали, что в промышленном узле г. Тольятти за последние тридцать лет выбросы возросли в пять раз, что привело к снижению суммарной биопродуктивности наблюдаемых биоценозов вдвое.

Для оценки техногенного воздействия на природную среду применяется и экометрический метод, основы которого были заложены еще в 1980;е гг. (О. Г. Воробьев и др., 1984, 1985 и т. д.) путем введения индекса относительной токсичности загрязняющего вещества /г = = / (ПДК;) и расчета величины относительной токсичной массы отхода производства. Это позволило составить приоритетные ряды загрязняющих веществ, источников их образования и способов отведения в природную среду независимо от генезиса и места расположения. О. Г. Воробьев (2001) указывает на следующие преимущества этого метода: простота расчетов, доступность исходной информации, возможность сопоставления по уровню нагрузки газообразных, жидких и твердых отходов, построения единых приоритетных рядов. Недостаток же метода один — он базируется на концепции ПДК (см. ранее).

Дальнейшее свое развитие метод получил в работах В. К. Донченко, В. В. Растоскуева и других авторов (1996, 1997) на примере техногенного загрязнения воздуха северо-запада России предприятиями топливно-энергетического комплекса (ТЭК). Критерием экологической безопасности технологических процессов ТЭК региона был выбран уровень приемлемого отраслевого аэротехногенного риска при производстве единицы энергии, равный величине потенциального, приведенного к единице энергии, ущерба окружающей природной среде:

Инженерно-экологическая характеристика антропогенных воздействий.

где В;— потребление топлива i-ro вида на предприятиях ТЭК региона, т/год; dj — потенциальный ущерб от сжигания тонны топлива i-ro вида, руб./т; п — общее количество сжигаемых на предприятиях ТЭК видов топлива в регионе; Z0 — количество энергии, вырабатываемое на предприятиях ТЭК в регионе, кВт • ч/год.

Инженернои экономико-экологические показатели оценки воздействий на природную среду тесно взаимосвязаны, о чем свидетельствует, в частности, комплексная эколого-экономическая оценка эффективности производства. В одной из методик оценки, предложенной В. М. Кирилловым, О. Г. Воробьевым и другими авторами (1987, 1989), в качестве основного критерия экологической безопасности используется коэффициент эколого-экономической эффективности (оптимальности) технологических процессов:

Инженерно-экологическая характеристика антропогенных воздействий.

где /q — коэффициент использования производственной мощности (Q (f>, Qp— фактическая и расчетная производительности); к2— коэффициент использования материальных ресурсов, характеризующих технологический выход продукции (Мпр — масса продукции с учетом утилизированных отходов, Мс и Мр — масса сырья и вспомогательных материальных ресурсов); к3 — коэффициент нагрузки на окружающую природную среду (тцц3 итф — нормативно разрешенный предельный выброс загрязняющих веществ в природную среду — ПДВ, ПДС, ПРТО (предельно разрешенные твердые отходы) и фактическое значение в единицах относительной токсичной массы).

В пределе каждый из сомножителей стремится к единице. Выводы относительно степени экологической безопасности производства могут быть сделаны на основе анализа и экологического аудита нескольких сотен промышленных объектов, расположенных в различных природных условиях и относящихся к различным отраслям промышленности. Значению Кээ > 0,8 соответствует экологически безопасное производство, отвечающее современным нормативам качества природной среды, 0,8 > Кээ > 0,5 — экологически малоопасное производство, 0,5 > Кээ > 0,3 — экологически опасное производство, Кээ < 0,3 — производство, абсолютно не отвечающее современным требованиям.

В качестве другого примера рассмотрим разработанную В. Ремезом, А. Шубиным и другими авторами методику количественной оценки экологического совершенства химических процессов и удельного образования отходов.

Предложенный ими критерий экологичности рассчитывается следующим образом:

Инженерно-экологическая характеристика антропогенных воздействий.

где mf, m[, mj — количество i-ro токсичного компонента жидких, газообразных и твердых отходов соответственно (тонна/тонну продукта); Cf, Cf, Cf — концентрация i-ro компонента в жидких, твердых (мг/ дм3), газообразных (мг/дм3) отходах; ПДК^ — предельно допустимая концентрация /-го компонента в воде рыбохозяйственных водоемов (мг/дм3); ПДК[ — предельно допустимая концентрация i-ro компонента в воздухе населенных мест (мг/м3).

Для оценки токсичности твердых отходов предполагается использование ПДК, так как при хранении твердых отходов возможно их растворение в атмосферных осадках, сточных и грунтовых водах.

Часто для оценки предельно допустимой техногенной нагрузки и уровня экологического риска в целом (для района, региона) используется энергетический подход.

В пособии «Методы экологической и экономической регламентации хозяйственной деятельности» (1994) указывается, что для данной оценки достаточно определить предельно допустимое потребление энергии всеми природными объектами, расположенными на исследуемой территории (Е), и фактический расход топлива и энергии всеми хозяйственными объектами на этой территории (Е). Еод выступает как энергетический эквивалент суммарной предельно допустимой техногенной нагрузки. Если Епд = ?, экологическая техноемкость территории не превышена, и экологический риск тем меньше, чем больше разность между значениями ?од и Е.

Расчет выполняют по формуле.

Инженерно-экологическая характеристика антропогенных воздействий.

где Епд — предельно допустимое потребление топлива и энергии в топливных эквивалентах на исследуемой территории, в тоннах условного топлива в год; g — безразмерный коэффициент «антропогенной насыщенности» территории, g = 1 + 1 g /, где I — энергодинамический индекс; к = 1 — нормативный минимум бытового расхода энергии на одного человека, т.у.т./(чел. • год); N — общая численность населения, чел.;

Инженерно-экологическая характеристика антропогенных воздействий.

где г — плотность населения территории, чел./км2; г0— средняя плотность населения страны или региона, чел./км2; Rs — суммарная солнечная радиация, кДж/(см2 • год); Е — среднегодовой расход топлива и энергии всеми хозяйственными объектами на исследуемой территории, в тоннах условного топлива в год; W — среднегодовой модуль поверхностного стока, м3/(га • сут); Р — удельная продукция сухого вещества биомассы, т/(км2/год):

Инженерно-экологическая характеристика антропогенных воздействий.

где РК — зональное значение средней удельной продукции растительного покрова, т/(км2 • год); SK— площадь, занятая растительностью, км2; S — общая площадь территории, км2.

Расход топлива и энергии на территории определяют по формуле.

Инженерно-экологическая характеристика антропогенных воздействий.

где Э — потребление электроэнергии, млн кВт • ч/год; Т — импортированная тепловая энергия, тыс. ГДж/год; У — количество сжигаемого угля, т/год; Ж — количество жидкого топлива; Д — количество дров.

Одна из важнейших экономико-экологических операций — определение экономического ущерба от того или иного антропогенного воздействия. Определение экономического ущерба основано на стоимостном выражении потерь качества среды и экологических поражений. Как отмечают И. И. Мазур и О. И. Молдаванов (2001), экономическая оценка ущерба возможна лишь тогда, когда выявлены нарушения природной среды в Натуральном измерении по важнейшим реципиентам, проведены расчеты и определены нормативы затрат на компенсацию или предотвращение этих воздействий. При этом учитываются и убытки реципиентов до ликвидации допущенного нарушения (потери рыбного хозяйства, охотничьих ресурсов и т. п.). Экологический ущерб складывается из ущерба, нанесенного природным и искусственным объектам, а также населению. Величина его может быть определена двумя методами: прямого счета (К. Г. Гофман, А. А. Гусев, 1977,1981) и обобщающих косвенных оценок (Р. К. Балацкий и др., 1984, 1986). В первом случае величина суммарного экономического ущерба, например от загрязнения воздуха, складывается из следующих составляющих:

Инженерно-экологическая характеристика антропогенных воздействий.

где индексами последовательно обозначены: ущербы от заболеваний людей, для промышленности (дополнительные затраты на ремонт и восстановление основных фондов, потери сырья и др.), сельского, лесного, рыбного, жилищно-коммунального хозяйств, ущерб от повышенной текучести кадров и другие источники ущерба. Структура ущерба от загрязнения только атмосферного воздуха наглядно отражена на рис. 78.

Для каждой составляющей ущерба существует своя, достаточно сложная методика расчета, требуются большой объем разнообразной информации и применение громоздких алгоритмов. В качестве примера Т. А. Акимова, А. П. Кузьмин и В. В. Хаскин (2001) приводят одну из упрощенных методик частного расчета экономического ущерба от заболеваемости населения:

Инженерно-экологическая характеристика антропогенных воздействий.

где i — номер возрастной группы населения; j — номер нозологической единицы или группы болезней; Nt — численность населения i-й возрастной группы; Apij, Akij — число случаев болезни на 1000 человек населения соответственно загрязненного и контрольного (фонового) районов; tpij, tkp— продолжительность j-й болезни соответственно в загрязненном и контрольном районах; Су — издержки болезни, т. е. потери общества в течение одного дня в связи с заболеванием одного человека. Су состоит из затрат на медицинское обслуживание, недополучения дохода из-за невыхода на работу, выплат пособий по временной нетрудоспособности, по уходу за ребенком и т. п. Издержки болезни вычисляют дифференцированно по возрастным группам и категориям помощи.

Формы и виды ущербов, образовавшихся в результате изменений в природной среде под воздействием хозяйственной деятельности (на примере загрязнения воздушного бассейна) (по Т. А. Деминой, 1996).

Рис. 78. Формы и виды ущербов, образовавшихся в результате изменений в природной среде под воздействием хозяйственной деятельности (на примере загрязнения воздушного бассейна) (по Т. А. Деминой, 1996)

В связи с указанными сложностями чаще используется более простой, хотя и менее точный метод обобщенных косвенных оценок:

Инженерно-экологическая характеристика антропогенных воздействий.

где общий ущерб У2, наносимый окружающей среде некоторой территории Z техногенными загрязнениями, есть сумма ущербов от загрязнения атмосферы, воды, почвы и растительного покрова, каждый из которых рассчитывается на основе значений массы и опасности поллютантов, внесенных в окружающую среду. Например, величина ущерба от загрязнения атмосферы зависит от суммарной массы (М) выбросов вредных веществ, приведенных к единой токсичности в условных тоннах в год (уел. т/год), величины удельного ущерба (у) от 1 т выбросов (руб./уел. т) и безразмерных коэффициентов, учитывающих условия рассеяния эмиссий (/) и относительную опасность загрязнения воздуха на территориях с различной плотностью и чувствительностью реципиентов 8.

Каждый из показателей также рассчитывают довольно сложным образом. В частности, показатель удельного ущерба от выброса 1 у.е.л. т загрязняющих веществ в атмосферный воздух Vydr определяется как отношение величины суммарной оценки нанесенного (фактически причиненного) экологического ущерба от выбросов загрязняющих веществ за определенный период времени к приведенной массе выбросов загрязняющих веществ, имевших место в тот же период времени в рассматриваемом r-м регионе (с учетом массы трансграничного переноса) :

а.

а.

где У; — экономическая оценка нанесенного экологического ущерба по i-ому фактору от выбросов загрязняющих веществ в атмосферный.

а

воздух в r-м регионе, тыс. руб/год; Мг — приведенная масса выбросов загрязняющих веществ за отчетный период времени в r-м регионе, тыс. уел. т/год (А. С. Степановских, 2003).

Показатели удельного ущерба были исчислены с помощью математической модели для регионов России и стран СНГ с учетом массы загрязняющих веществ, как выброшенных в атмосферу в пределах данного региона, так и поступивших с трансграничным переносом. Ущерб оценивается с учетом влияния атмосферного загрязнения на почвы, земельные ресурсы, поверхностные воды и биоресурсы (табл. 89).

Показатель удельного ущерба от выброса одной условной тонны конкретного загрязняющего вещества в атмосферный воздух и приведение всех загрязняющих веществ к единой токсичности возможны лишь благодаря рассчитанным для них коэффициентам относительной эколого-экономической опасности (табл. 90).

Показатель удельного ущерба от загрязнения атмосферного воздуха по экономическим районам РФ (в ценах 1999 г.).

Таблица 89

Экономический район.

Показатель удельного ущерба, Vydn РУб. /уел. т.

Северный.

46,0.

Северо-Западный.

62,5.

Центральный.

74,0.

Волго-Вятский.

64,0.

Центрально-Черноземный.

62,8.

Поволжский.

63,7.

Северо-Кавказский.

68,7.

Уральский.

67,4.

Западно-Сибирский.

60,2.

Восточно-Сибирский.

46,9.

Дальневосточный.

44,2.

Калининградская область.

61,9.

Российская Федерация.

61,4.

Таблица 90

Коэффициент относительной эколого-экономической опасности загрязняющего вещества (К), выбрасываемого в атмосферный воздух (по А. С. Степановских, 2003).

Загрязняющие вещества.

Твердые, жидкие и газообразные

1. Оксид углерода.

0,4.

2. Углеводороды (в пересчете на углерод).

0,7.

3. Твердые вещества (недифференцированная по составу пыль).

2,7.

4. Оксиды азота.

16,5.

5. Сернистый ангидрит.

20,0.

Специфические (по классам опасности).

6. Группа, А (4 класс опасности):

1) бутилен, бензин, гексан, циклогексан, скипидар, пептон и другие химические соединения с ПДК^. >0,8 мг/м3

1,2.

Загрязняющие вещества.

2) аммофос, арил оке, бутилацетат, гексилацетат, карбамид, мочевина, диэтиловый эфир, магния хлорат, углерод четыреххлористый, этил хлористый, этилацетат и другие химические соединения с ПДКСС > 0,08 до 0,8 мг/м3

6,7.

  • 3) аммиак, ацетон, бензин сланцевый, диметилэтаполамин, диэтиламин, калия карбонат, мелиорант, метилен бромистый, нафталин и другие химические соединения с ПДКСС < 0,08 мг/м3
  • 7. Группа В (3 класс опасности):

28,5.

1) ангидрит вольфрамовый, вольфрама оксид, дихлорпропан, зола сланцевая, натрия сульфат, пропилен, трихлорэтилен и другие химические соединения с ПДКСС >0,1 мг/м3

10,0.

2) альдегид масляный, амбуш, висмута оксид, гептен, железа оксид, капролактам, магния оксид, метиланилин, олова оксид, сажа и другие химические соединения с ПДКСС > 0,01 до 0,1 мг/м3

33,5.

  • 3) железа сульфат, кислота капроновая, хлорбензотрифторид, пентадиен, этилакрилат и другие химические соединения с ПДКСС < 0,01 мг/м3
  • 8. Группа С (2 класс опасности):

143,0.

1) ангидриды, бензол, водород хлористый (соляная кислота), дихлорэтан, ксилол, гексафторбензол, азотная кислота, серная кислота, пиридин, тетрахлорэтилен, хлортетрациклин, эпихлоргидрин и другие химические соединения с ПДКСС > 0,05 мг/м3

20,0.

2) акрилонитрил, анилин, бром, бромбензол, бромфенол и другие производные, водород цианистый, диметиламин, диметил формамид, йод, нитробензол, тетрациклин, фтористые соединения и другие химические соединения с ПДКсс > 0,004 до 0,05 мг/м3

110,0.

  • 3) амины алифатические, водород мышьяковистый, водород фтористый, железа хлорид, марганец и его соединения (в пересчете на диоксид марганца), меди оксид, медь сернистая, медь хлорная, метальдегид, монометилалин, мышьяк (органические соединения в пересчете на мышьяк), никель металлический, никеля оксид, сероводород, фенол, стирол, формальдегид, хлоропрен и другие химические соединения с ПДКСС < 0,004 мг/м3
  • 9. Группа Д (1 класс опасности):

500,0.

1) барий углекислый, ванадия оксид, бутил хлористый, гексахлорциклогексан, озон, пропиленоксид, толуилендиизоцианат, М-хлораналан и другие химические соединения с ПДК^ > 0,002 мг/м3

330,0.

2) кислота тедефталиевая, никеля сульфат, свинец сернистый, таллия карбонат (в пересчете на таллий), хром шестивалентный, этиленимин и другие химические соединения с ПДК^. > 0,0004 до 0,002 мг/м3

1670,0.

Загрязняющие вещества.

3) диэтилртугь, кадмия соединения (в пересчете на кадмий), никеля растворимые соли (в пересчете на никель), соединения ртути, соединения свинца и другие высокотоксичные химические соединения с ПДКСС > 0,0002 до 0,0004 мг/м3

5000,0.

Примечание. При определении по загрязняющим веществам, для которых не установлен ПДКСС, может быть использован подход, изложенный в проекте «Новых базовых нормативов платы за сброс, выброс загрязняющих веществ и размещение отходов».

Таким образом, оценка годового ущерба от загрязнения атмосферы имеет вид (Т. А. Акимова, А. П. Кузьмин и В. В. Хаскин, 2001).

Инженерно-экологическая характеристика антропогенных воздействий.

Подобным образом рассчитывают ущербы от загрязнения водоемов, почвы, растительного покрова. Такой подход позволил разработать ряд методик оценки экономического ущерба, а также определения экономической эффективности природоохранных мер, а кроме того, платежей за загрязнение окружающей среды. На рис. 79 наглядно отражен правовой и экономический механизм возмещения вреда от загрязнения природной среды на всех стадиях — от оценки вреда до внесения платежей в бюджет.

Но Т. А. Акимова, А. П. Кузьмин и В. В. Хаскин (2001) указывают, что определение рублевого или долларового эквивалента единицы экологических потерь (у) почти всегда содержит элемент произвола в связи с внеэкологическими обстоятельствами и интересами. А методические трудности определения ущерба привели к тому, что он практически не применяется в системе обобщающих показателей хозяйственной деятельности и при оперативном экономическом контроле производства.

В развитых зарубежных странах экономический ущерб от загрязнения среды оценивается в пределах 2—6% валового национального продукта (ВНП) (а в конце XX в. он оценивался еще выше — до 14%). В США ущерб от заболеваний населения, связанных с загрязнением воздуха, еще в конце 1970;х гг. превысил 10 млрд долл, в год. По оценкам экспертов ООН, в 1990;е гг. общий среднегодовой ущерб от всех видов воздействия мирового хозяйства на окружающую среду и здоровье людей составил около 1 трлн долл. США, или 4% от мирового ВВП. Подобная оценка для России составляет около 24 млрд долл., или 9% ВНП (Т. А. Акимова, А. П. Кузьмин и В. В. Хаскин, 2001).

Указанные авторы отмечают, что учет ущерба абсолютно необходим при проектировании и экономическом планировании, оценке воздействия на окружающую среду (ОВОС) и оценке эффективности природоохранных мероприятий. Общие издержки предприятия на охрану окружающей среды складываются из экономического ущерба и затрат на природоохранную деятельность, поэтому экономический ущерб — это лишь первая из двух составляющих общих издержек. При этом чем больше затраты на природоохранную деятельность, тем меньше экономический ущерб, и наоборот.

Механизм возмещения вреда от загрязнения природной среды.

Рис. 79. Механизм возмещения вреда от загрязнения природной среды

(по В. В. Петрову, 1996)

В табл. 91 приведены данные по ущербу выбросами по отдельным субъектам России на 2015 год, а в табл. 92 — данные по затратам на охрану окружающей среды в разных субъектах РФ: как мы видим, цифры отличаются фактически в 10 раз.

Ущерб от загрязнения воздуха выбросами вредных веществ (по В. С. Тикунову и 0. Ю. Черешне, 2016).

Таблица 91

Место региона.

Субъекты РФ.

Ущерб, млн руб.

Свердловская обл.

260 544,07.

Тюменская обл.

216 878,84.

Челябинская обл.

211 199,88.

Красноярский край.

195 071,70.

Кемеровская обл.

181 615,96.

Ханты-Мансийский а.о. (Югра).

143 207,61.

Иркутская обл.

115 560,61.

Московская обл.

93 571,16.

Москва.

89 288,70.

Приморский край.

81 014,59.

Текущие затраты на охрану окружающей среды (по В. С. Тикунову и 0. Ю. Черешне, 2016).

Таблица 92

Место региона.

Субъекты РФ.

Ущерб, млн руб.

Тюменская обл.

27 578,88.

Ханты-Мансийский а.о. (Югра).

22 445,29.

Красноярский край.

18 408,56.

Республика Башкорстостан.

11 791,13.

Свердловская обл.

10 858,88.

Республика Татарстан.

9 419, 14.

Липецкая обл.

9 367,07.

Челябинская обл.

7 378,50.

Самарская обл.

7 294,18.

Москва.

6 378,53.

Экономическая оценка ущерба от антропогенного воздействия, в частности загрязнения как запланированного (в пределах ПДВ и ПДВ), так и незапланированного (сверх данных показателей), применяется для экономического обоснования целесообразных затрат на охрану окружающей среды в пределах территории, для которой был оценен натуральный ущерб от загрязнения. При этом экономическая целесообразность данных затрат определяется сопоставлением среднегодовой величины предотвращаемого ущерба от загрязнения с требуемыми для этого среднегодовыми затратами.

И. И. Мазур и О. И. Молдаванов (2001) приводят следующую методику расчета эффективности природоохранных мероприятий.

Определить эффективность природоохранных мероприятий удается, если различать эффективность затрат и эффективность самого мероприятия. В отношении цели эффективность природоохранной деятельности подразделяется на эффективность природоохранного мероприятия и эффективность затрат на природоохранное мероприятие.

Эффективность затрат отражает эффективность мероприятия при условии экологической эффективности: Уфакт < AQ, где Уфакх— ущерб; AQ — норматив экологической нагрузки.

Для техники, технологии с предупреждающим эффектом: абсолютная эффективность AQ — Уфакт > 0; относительная эффективность Уфакт/AQ < 1. Суммарная эффективность определяется как средневзвешенная по совокупности реципиентов.

Для технологий, устраняющих ущерб, эффективность достигается при условии УфактД < (2факт, где <2факт— фактический результат предприятия по обезвреживанию, восстановлению; Уфак1Д — нормативная доля участия очистных обезвреживающих сооружений восстановительного процесса предприятия в регионе.

Абсолютная эффективность С2факх — УфактД — 0; относительная эффективность к нормативной базе <2факг/Уфа1стД > 1;

Норматив экологической нагрузки есть та критическая масса, за рамками которой геотехническая система всегда неэффективна, а возможная прибыльность затрат свидетельствует лишь о рациональном их использовании, отражая при этом неэффективность самого мероприятия, т. е. Уфакх > AQ.

Ущерб за рамками нормативной нагрузки компенсируется из прибыли (П) и производство целесообразно, если П — Зшхраф > 0, где 3штраф— затраты по компенсации сверхлимитного антропогенного воздействия (штраф).

По данным формулам рассчитывают эффективность комплекса многоцелевых природоохранных мероприятий для объекта в целом. Расчет лишь на этом уровне системы, отражая диалектику взаимосвязи с регионом воздействия, дает взвешенную оценку экологической эффективности мероприятия для отдельно взятой технологической линии (перехода), механизма, машины. В этом случае экологическая эффективность повышается, например, в системе с последующей рекультивацией.

При экологической нагрузке в рамках норматива эффективность затрат отражает эффективность природоохранного мероприятия.

При этом норматив экологической нагрузки есть критическая масса, за рамками которой техническая система всегда неэффективна, поскольку необратимые потери среды обитания не восполняются и предельными эффектами производства. Поэтому экологическая эффективность природоохранного мероприятия подтверждает экономическую эффективность затрат на него. И в случае сверхлимитного ущерба интенсивность доведения экологической нагрузки до нормативного уровня определяет оптимальный вариант решения экологической задачи, прогрессивной тенденции природоохранной деятельности.

Расчетно-аналитическая величина эффективности затрат и эффективности мероприятий достоверна для выявления оптимального решения экологической задачи, определения прогрессивной тенденции развития, но в природоохранной деятельности никак не связана с производством хозрасчетной прибыли хотя бы потому, что природа и жизнь человека не имеют стоимости. Хозрасчетная прибыль, отражая эффективность труда, в том числе и по охране окружающей среды, в условиях рынка неизбежно устанавливается как средняя величина в отрасли на 1 рубль затрат.

К сожалению, ограниченные рамки учебника не позволяют полностью осветить все огромное многообразие инженернои экономико-экологических показателей, характеризующих как отдельные антропогенные воздействия (и ущерб от них), так и антропогенную (техногенную) нагрузку в целом. В зависимости от исходных данных, конечных целей исследования, конкретной экологической обстановки в районе (регионе) выбирается та или иная методика оценки, тот или иной наиболее объективно отражающий реальное положение дел репрезентативный показатель.

Но не менее важным по сравнению с инженернои экономико-экологической характеристикой антропогенного воздействия видится анализ механизма данного воздействия, во многом определяющего его конечные экологические последствия.

Под механизмом антропогенного воздействия обычно понимается способ передачи этого воздействия от субъекта в какую-либо часть окружающей среды (геокомпонент), а также распространения его на другие части и геокомпоненты. К способам передачи от субъекта воздействия к окружающей среде относятся выбросы содержащих вредные вещества газов и пылегазовых смесей в атмосферу, жидких отходов в реки и водоемы, механическое воздействие на почвогрунты и т. д.; дальнейшее распространение (передача) воздействия — это, например, выпадение загрязняющих веществ из атмосферы в почву, далее — в грунтовые воды, биоту и т. п. Ю. И. Скурлатов, Г. Г. Дука и А. Мизити (1994) выделяют по крайней мере 16 подобных способов («путей») распространения воздействия: «атмосфера — поверхность суши», «атмосфера — биота», «поверхность суши — гидросфера», «биота — биота» и др. Каждый из отдельных путей распространения воздействия (например, загрязнителей) также достаточно сложен, что видно на схеме (рис. 80), где отображено распространение загрязняющих веществ из атмосферы в литосферу.

Схема процессов выбросов веществ в атмосферу и трансформация исходных веществ в продукты с последующим выпадением в виде осадков (по М. В. Буториной и др., 2003).

Рис. 80. Схема процессов выбросов веществ в атмосферу и трансформация исходных веществ в продукты с последующим выпадением в виде осадков (по М. В. Буториной и др., 2003)

Но понятие «механизм воздействия» шире простого межкомпонентного перемещения загрязняющих веществ: под механизмом воздействия любого субъекта (CAB, ОАВ и население) следует понимать способ передачи его от субъекта в ту часть объекта (ОАВ, САВ и население), которая в первую очередь и наиболее им подвергнута, а также способ его дальнейшего распространения на остальные части этого и другие объекты, учитывая при этом все изменения природы самого воздействия.

На рис. 81, где приведена схема круговорота химических веществ в системе «промышленное предприятие — окружающая среда», показано, что загрязняющие вещества могут поступать в окружающую среду различными способами: 1) в процессе слива сточных вод с объекта в поверхностные водоемы; 2) в процессе поступления сточных вод с объекта в подземные горизонты; 3) в процессе сброса твердых отходов с объекта; 4) с газопылевыми и газоаэрозольными технологическими, вентиляционными, аспирационными и другими выбросами в воздушную среду. На схеме кроме поступления загрязняющих веществ от предприятия отражено также влияние окружающей среды на субъект антропогенного воздействия, которое выражается в процессах поступления на предприятия (забор из среды) воды из поверхностных водоемов и подземных источников, минерального сырья и воздуха на технологические нужды, вентиляцию и аспирацию.

Система «предприятие — окружающая среда».

Рис. 81. Система «предприятие — окружающая среда»

(по В. И. Измалкову, 1994):

ПГ, ПЛ, ПА — процессы поступления загрязняющих токсических веществ из поверхностных вод и водоемов в грунтовые воды, литосферу, атмосферу;

ГП, ГЛ, ГА — процессы поступления загрязняющих токсических веществ из грунтовых вод в поверхностные воды и водоемы, литосферу и атмосферу;

ЛП, ЛГ, ЛА — процессы поступления загрязняющих токсических веществ из литосферы в поверхностные воды и водоемы, грунтовые воды, атмосферу;

АП, АГ, АЛ — процессы поступления загрязняющих токсических веществ из атмосферы в поверхностные воды и водоемы, грунтовые воды, литосферу; тп, тг, тл, та — массы токсических веществ в подсистемах поверхностных вод и водоемов, грунтовых вод, литосферы и атмосферы Качественная и количественная оценка этих двух сторон воздействия субъекта на среду — процесса потребления ресурсов и возврата в нее отходов (в виде вещества и энергии) и составляет основную сущность его экологической оценки. Пример такой двусторонней оценки субъектов антропогенного воздействия в рамках строительной индустрии нефтегазового комплекса приводится в табл. 93 и 94.

Потребление природных ресурсов при строительстве объекта (по И. И. Мазуру, 1991).

Таблица 93

Природные ресурсы.

Объекты строительства.

Строительная организация.

Промышленность промстройматериалов.

временные здания и сооружения.

Постоянные здания и сооружения.

Воздух.

П (-).

в (-).

П (+).

П (+).

Пресная вода.

П (-).

в (-).

П (-).

П (+).

Природные ресурсы.

Объекты строительства.

Строительная организация.

Промышленность промстройматериалов.

временные здания и сооружения.

Постоянные здания и сооружения.

Земля.

П (+).

в (-)

П (+).

П (+).

Недра.

П (+).

в (-)

П (+).

П (+).

Лес.

П (+).

В (-)

П (+).

П (+).

Биомасса.

П (+)

В (-)

П (+).

П (+).

Примечание. П — постоянное; В — временное; (+) — с нарастанием объемов потребления; (—) — с уменьшением объемов потребления.

Вредные воздействия на окружающую среду при строительстве объектов (по И. И. Мазуру, 1991).

Таблица 94

Вредные воздействия.

Объекты строительства.

Строительная организация.

Промышленность промстройматериалов.

временные здания и сооружения.

Постоянные здания и сооружения.

Загрязнения:

воздуха.

П (-)

в (-)

П (+)

П (+)

воды.

П (-)

в (-)

П (-)

П (+)

почвы.

П (-)

В (-)

П (-)

П (+)

Отчуждение и уничтожение земли и почвы.

П (+)

в (-).

П (+)

П (+)

Уничтожение:

флоры.

п (—)

в (—)

П (+)

П (+)

фауны.

П (+)

П (+)

П (+)

П (+)

Примечание. П — постоянные; В — временные; (+) — с наступлением во времени; (—) — с уменьшением во времени.

Антропогенные воздействия могут носить первичный и вторичный характер. Под первичными косвенньш воздействием понимается непосредственная поставка вредных веществ в ландшафт от расположенного там объекта воздействия — источника загрязнения; вторичное воздействие заключается в поступлении (перемещении и накоплении) этих веществ в отдельные элементарные ландшафты в процессе их перераспределения между ними. В процессе вторичного перераспределения загрязняющих веществ они постепенно перемещаются от одного элементарного ландшафта к другому, из одного геокомпонента (вида среды) в другой, из одного элемента биосферы в другой, пока не достигнут такого звена (резервуара загрязнений), где их дальнейшая транспортировка практически прекращается. На рис. 82 и 83 указаны два варианта перераспределения загрязняющих веществ. Подобные резервуары загрязнений могут служить чуткими индикаторами интенсивности воздействия: например, лизиметрические воды, в которых как бы суммируется концентрация тяжелых металлов и, вероятно, радионуклидов при неоднократном поступлении с атмосферными осадками, растворении части сухих выпадений и смыва аэрозольного материала с поверхности растений.

Схема природных резервуаров и путей распространения антропогенных загрязнений (по В. И. Измалкову, 1994).

Рис. 82. Схема природных резервуаров и путей распространения антропогенных загрязнений (по В. И. Измалкову, 1994)

Интенсивность первичного воздействия в случае разноса загрязнителей потоками воздуха (0—1, см. рис. 82) в каждой конкретной точке пространства будет зависеть от объема выбросов, удаленности ее (точки) от источника выброса, силы и направления господствующих ветров, времени жизни данного вещества в атмосфере и еще от нескольких параметров (определяющих скорость и прочие параметры осаждения аэрополлютантов) и особенно от подстилающей поверхности и, в первую очередь, рельефа ЗП. Особенности рельефа обычно или не учитываются, или недостаточно учитываются (см. ранее): авторам методики ОНД-86 легче учесть распространение загрязняющих веществ в условиях линейной застройки, нежели в условиях реального, изометричного, а не линейного рельефа.

Потоки загрязняющих веществ между экологическими блоками города (по Н. С. Касимову и др., 1990).

Рис. 83. Потоки загрязняющих веществ между экологическими блоками города (по Н. С. Касимову и др., 1990):

1 — источники загрязнения; 2 — транзитные среды; 3 — депонирующие среды В условиях сложного рельефа для создания моделей распространения загрязнителей вышеуказанные авторы (М. Я. Берлянд и др., 1987) рекомендуют обращаться в Главную геофизическую обсерваторию им.

А. И. Воейкова. Вторичное же воздействие в ходе распределения загрязняющих веществ между элементарными ландшафтами будет полностью определяться геотопологическими особенностями местности, кинематическими параметрами функционирующих в ней естественных.

  • (с различной долей антропогенной составляющей) потоков вещества и энергии — их протяженностью, направленностью, плотностью и др. В связи с этим антропогенные воздействия должны характеризоваться следующими показателями:
  • дальнодействие (на какое расстояние или площадь оно распространяется);
  • векторность, или направление воздействия, — моновекторность (распространение отходов с речным стоком в долине одной реки) и поливекторность (распространение жидких стоков предприятия, расположенного в торцевой части водораздела, или газообразных и жидких отходов в соответствии с розой ветров и направлениями течений на шельфе);
  • степень канализированности, меняющаяся от площадного распространения воздействия (например, плоскостной смыв пестицидов с полей по векторным линиям на ЗП, подъем или опускание зеркала грунтовых вод и связанные с ними изменения почвообразовательных процессов и др.) до узколокализованного (в русле реки).

Дальнодействие отдельных воздействий настолько велико, в частности загрязнение атмосферы, что вся поверхность и все геосистемы Земли испытывают его в той или иной мере, а само загрязнение именуется глобальным или фоновым, составляя вместе с региональным зачастую весьма большую величину: по сведениям С. Б. Лаврова и В. Г. Морачевского (1994), доля «импортного» загрязнения диоксидом серы для европейской части бывшего СССР в 1989 г. составляла 43% от общего. На настоящий момент цифры схожие — 43—45%.

Несомненно, что существующие методики уже в значительной мере устарели, поэтому в 2015 г. Минприроды России был разработан и внесен в Правительство Российской Федерации проект постановления Правительства Российской Федерации «Об утверждении порядка разработки и утверждения методик расчета выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух стационарными источниками». Кроме того, был подготовлен проект постановления Правительства Российской Федерации «Об утверждении порядка создания и ведения государственного реестра объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду» — реестр всех субъектов антропогенного воздействия, потребность в котором существовала уже давно, а нынешний уровень состояния техники и накопленной информации позволяет создать его.

Мощность, механизм и возможные последствия антропогенного воздействия определяются не только свойствами субъекта воздействия, но и особенностями той части окружающей среды (или геокомпонента), которая в первую очередь испытывает это воздействие. Можно говорить о неравнозначности воздействий в различных условиях сред: например, последствия теплового загрязнения будут гораздо более серьезными в условиях многолетнемерзлых грунтов, а химического загрязнения атмосферы — в условиях замкнутой горной котловины.

Поэтому инженерные экологи (И. И. Мазур, 1991; и др.) при оценке реально существующих и возможных воздействий предлагают учитывать как неоднородность природных условий, выдедяя различные районы промышленного освоения (районы Крайнего Севера с многолетней мерзлотой, аридные районы Средней Азии и Казахстана, горные районы и т. д.), так и ценность ландшафтов, испытывающих воздействие, с точки зрения полезности их для различных видов жизнедеятельности человека (рекреационно-ценные, содержащие полезные ископаемые, сельскохозяйственные и лесные, малопригодные).

На нижеприведенных схемах отмечены наиболее уязвимые для природной среды воздействия и цепочки их экологических последствий для горных районов (рис. 84), районов Крайнего Севера (рис. 85), засушливых районов с просадочными грунтами (рис. 86) и районов Приаралья (рис. 87).

Геотехническая цепочка для горных районов (по А. Л. Ревзону, 1992).

Рис. 84. Геотехническая цепочка для горных районов (по А. Л. Ревзону, 1992)

Геотехническая цепочка для районов криолитозоны (по А. Л. Ревзону, 1992).

Рис. 85. Геотехническая цепочка для районов криолитозоны (по А. Л. Ревзону, 1992)

Геотехническая цепочка для районов орошения на просадочных грунтах (по А. Л. Ревзону, 1992).

Рис. 86. Геотехническая цепочка для районов орошения на просадочных грунтах (по А. Л. Ревзону, 1992)

Геотехническая цепочка в районах мелиоративного воздействия в Приаралье (по А. Л. Ревзону, 1992).

Рис. 87. Геотехническая цепочка в районах мелиоративного воздействия в Приаралье (по А. Л. Ревзону, 1992)

Подводя итоги, отметим важную методологическую особенность изучения антропогенных воздействий в рамках прикладной экологии: оно вряд ли целесообразно вне реального геоэкологического пространства, как это делается, например, в рамках инженерной экологии.

Показать весь текст
Заполнить форму текущей работой