1.4. Принципы и методы квалиметрии в экологическом мониторинге

Квалиметрия как научная дисциплина, охватывающая методологические и практические вопросы оценки качества, начала разрабатываться в конце 60-х годов XX в. в связи с проблемой совершенствования промышленной продукции. Тем не менее принципы и методические подходы, разработанные в рамках этой дисциплины, вышли за их первоначальные пределы и применяются, например, в практике гигиенической оценки атмосферного загрязнения. Поэтому их тоже целе-

сообразно использовать в экологическом мониторинге и картографировании, учитывая при этом специфику предмета.

Рассмотрим последовательно принципы квалиметрии, предложенные Г. Г. Азгальдовым и Э. П. Райхманом.

1. Качество рассматривается как некоторая иерархическая совокупность свойств, причем таких свойств, которые представляют интерес для потребителя данного продукта. Для целей экологического мониторинга формулировку данного принципа целесообразно уточнить: качество окружающей среды может быть оценено как некоторая совокупность свойств окружающей среды являющихся важными для субъекта оценки (биологического вида). Подразделение свойств среды по иерархическим уровням противоречит рассмотренному выше закону равнозначности всех условий жизни, хотя и не исключает относительной оценки их значимости. Разрешение противоречия представляется следующим.

Подразделение характеристик антропогенного воздействия по компонентам среды, отдельным ингредиентам загрязнения и времени осреднения обусловливает наличие ряда иерархических уровней показателей. В то же время закон равнозначности всех условий жизни не позволяет абстрагироваться от какого-либо из этих уровней. Поэтому содержанием данной иерархической системы является процедура последовательной интеграции показателей, но не возможность раздельного проведения оценок для разных уровней. Показатели вышестоящих уровней складываются из показателей нижестоящих, являющихся первичными. Каждый из последних вносит свой «вклад» в окончательный результат и при большом отклонении (например, кратковременное многократное повышение концентрации хотя бы одного поллютанта при залповом выбросе) способен существенно повлиять на интегральный показатель.

Иерархические уровни, таким образом, носят условный характер и предназначаются для удобства процедуры оценки и выдачи результатов по компонентам среды в связи с особенностями организации природоохранных служб. Этим оценка состояния окружающей среды отличается от оценки качества продукции, где возможен раздельный учет и анализ, например, эстетических свойств и показателей надежности. В свою очередь, состояние окружающей среды в целом как свойство определенного (достаточно высокого) иерархического уровня является составной частью оценки земель при кадастровом картографировании.

2. Отдельные свойства, составляющие иерархическую структуру качества, путем измерений или вычислений могут получить числовые характеристики Pij — абсолютные показатели. Однако такие характеристики (например, концентрации отдельных веществ) абсолютно ничего не говорят о свойствах с точки зрения «много — мало», «хорошо — плохо» и т.д. Поэтому измерение отдельных свойств или самого качества в целом должно завершаться вычислением относительных показателей.

Данный принцип квалиметрии, будучи объективно существующим, широко применяется в практике картографирования как стандартный прием нормирования на ПДК и иные близкие по смыслу нормативы. Процедура гигиенической оценки параметров окружающей среды является частным проявлением указанного принципа.

3. Показатели качества рассматриваются с точки зрения потребностей большей части членов общества. Этот принцип подразумевает, что требования к качеству носят субъективный характер, в связи с чем следует ориентироваться на усредненные запросы. Справедливость данного принципа вызывает сомнения даже применительно к оценке продукции: мировой тенденцией является стремление учесть именно индивидуальные запросы, что, однако, не исключает массового производства дешевого «ширпотреба» при наличии спроса на него. Практика природоохранной работы фактически соответствует этому принципу, поскольку ПДК и тому подобные нормативы безотносительны к природным условиям и к возрастным, социальным и иным особенностям. Использование данного принципа в природоохранной работе не позволяет отказаться от него и в экологическом мониторинге.

4. Разные шкалы абсолютных показателей должны быть трансформируемы в общую шкалу. Нормирование по ПДК и другим подобным нормативам с последующей интеграцией в покомпонентные показатели обеспечивает реализацию и этого принципа.

5. Любое свойство качества определяется двумя числовыми параметрами: относительным показателем и весомостью. Относительными показателями являются концентрации поллютантов, уровни физических полей, нормированные на ПДК, ПДУ. Показатели весомости учитываются на всех иерархических уровнях. Их роль выполняют: период осреднения, класс опасности поллютанта, относительная значимость компонента окружающей среды.

Интеграция на каждом из иерархических уровней может быть произведена тремя математически возможными способами: в виде средней арифметической с использованием показателей взвешивания; средней геометрической; средней гармонической. Практически используются все три способа. Математические или фактологические доказательства преимуществ какого-либо из трех способов получения обобщающих оценок отсутствуют. Более того, вопрос о преимуществах тех или иных средних дискутировался еще в XVII в.; проведенные недавно эксперименты также не дали однозначного ответа на этот вопрос. В этих условиях в соответствии с общенаучным принципом, известным под названием «бритва Оккама», целесообразно отдавать предпочтение наиболее простому решению — показателям первого типа (суммы произведений на коэффициенты взвешивания и т.п.). При этом целесообразно вместо сумм использовать средние арифметические, как рекомендует квалиметрический подход. В этом случае величины комплексных показателей, определенных по разному числу компонентов, будут сопоставимы.

6. Сумма весомостей одного уровня есть величина постоянная. Весомость и оценка свойств i-ro уровня определяются требованиями со стороны связанных с ними свойств (i–1), т.е. более высокого уровня. Указанные принципы вполне очевидны и подразумевают элементарную унификацию методов измерений и обработки их результатов.

Использование методов квалиметрии в экологическом картографировании. Непосредственное определение параметров окружающей среды, как количественных, так и качественных, составляет содержание методов физико-географических (в максимально широкой трактовке этого понятия) исследований. Учет социально-экономических характеристик требует привлечения методов демографии и социологии. Обеспечение корректности и сопоставимости результатов тех и других составляет предмет метрологии. Использование квалиметрических методов необходимо на стадии перехода от поингредиентных и покомпонентных характеристик к интегральным, охватывающим разнородную и потому трудносопоставимую информацию.

Ключ к комплексной оценке состояния среды состоит в определении относительной значимости ее отдельных компонентов для здоровья человека (при антропоцентрическом подходе) или устойчивости отдельных видов и экосистем в целом (при биоцентрическом подходе).С точки зрения законов экологии вполне очевидно, что каждый из компонентов среды является жизненно важным. Но разнообразие интервалов толерантности к разным факторам обусловливает различия в их значимости.

В квалиметрии известны следующие основные методы определения весомости отдельных свойств качества: стоимостный, экспертный, вероятностный и смешанный (комбинации трех предыдущих).