Тема 5. Техногенез

13. Основные показатели техногенеза

Техногенез – процессы перемещения (перераспределения) и концентрации химических элементов (их соединений), происходящие в результате технологической деятельности человека.

Химическим загрязнением охвачены по существу все площади современных городов и крупных населенных пунктов поселкового и городского типа. В крупных городах загрязнение проникает на глубину до 50-100 м.

Техногенные ореолы в почвах фиксируют интенсивность загрязнения в течение последних 20-50 лет. Минимальное время формирования аномалий составляет в среднем 5-10 лет.

Выбросы автомобильного транспорта концентрируются на расстоянии 50-100 м от шоссе, в результате чего в этой зоне почвы и грунты сильно загрязнены ТМ и нефтепродуктами.

В "Методических рекомендациях по геохимической оценке загрязнений территорий городов химическими элементами" (1982) показателем уровня аномальности содержания элементов (на поверхности земли, в почве, в снеге, в подземных и поверхностных водах) является коэффициент концентрации К_с, который рассчитывается как отношение содер­жания элемента C_i в исследуемом объекте к среднему фоновому его содержанию (концентрации С_ф):

К_с = С_i/С_ф

Суммарный показатель загрязнения (Z_c) применяется для оценки поликомпонентного загрязнения:

Z_c =  К_с – (n – 1)

где К_с – коэффициенты техногенной концентрации при условии К_с > 1, n – число ХЭ с К_с > 1.

Z_c рассчитывают для компонентов ландшафта (почвы, снег, растения, донные отложения). В практике экологических исследований считается, что аномальные зоны с Z_с более 50—60 характеризуют сильное техногенное загрязнение.

Наиболее высокие средние уровни суммарного загрязнения почв тяжелыми металлами (Z_C > 120, до 500-1000) установлены для городов с цветной и черной металлургией. Сильные загрязнение также характерно для центров тяжелого машиностроения, приборостроения, нефтехимии.

Зона влияния источника техногенного воздействия называется техногенной аномалией. Размеры аномалий могут колебаться от единиц до сотни километров.

Крупные техногенные аномалии образуются значительным (больше десяти) числом химических элементов. В сумме они составляют единую полиэлементную аномалию. Как правило, площади центров полиэлементных аномалий в 1,7-2 раза больше площади промышленных зон. Поверхностное загрязнение почв и грунтов от ТЭЦ распространяется на 5-7 км.

Экологический закон гласит: ассоциации химических элементов, образующих крупные техногенные аномалии, определяются уровнем развития науки и техники в период загрязнения.

14. Экологическое нормирование

Предельно допустимая концентрация (ПДК) - это гигиенический норматив, регламентирующий безопасное для человека загрязнение ОС химическими веществами. ПДК - необходимые критерии для осуществления санитарной охраны компонентов ОС.

ПДК вредных веществ для воздуха определяется в мг/м³, для воды - в мг/л, для почвы и грунтов - в мг/кг.

ПДК утверждаются Министерством здравоохранения РФ, а контроль за их соблюдением возложен на органы и учреждения санитарно-эпидемиологической службы (СЭС). Наибольшее количество ПДК в России установлено для воздуха и воды, наименьшее - для почв.

Для характеристики микробиологического и бактериологического техногенного загрязнения используются такие санитарно-гигиенические показатели, как БПК, коли-индекс. БПК - это биохимическая потребность в кислороде, показатель содержания органических веществ в воде водоемов и в сточных водах. Коли-индекс - это количественный показатель фекального загрязнения воды, продуктов, почвы, грунта и других объектов ОС, основанные на исследовании содержания в них кишечной палочки.

В настоящее время в России и за рубежом приоритетное распространение получили три подхода к нормированию экологически опасных токсикантов в объектах окружающей среды:

1) санитарно-гигиенический - базирующийся на величинах нормативных предельно допустимых концентраций;

2) геохимический - оперирующий величинами кларков концентраций, фоновых величин, суммарных величин токсикантов и других геохимических параметров;

3) биогеохимический - оценивающий растения как интегральный показатель содержания токсичных элементов в почвах. Биогеохимическая индикация основана на способности растений аккумулировать загрязняющие вещества вблизи техногенных источников.

Выполняемые оценки на основе ПДК в последнее время встречают обоснованные критические замечания. Например, в ПДК не учитываются эффект накопления загрязняющих веществ в трофических цепях, превращение при миграции в более токсичные формы. Кроме того, ПДК устанавливаются в эксперименте на крысах и мышах. Однако именно эти виды животных являются наиболее устойчивыми, в особенности к химическим веществам.

В тех случаях, когда на ЗВ отсутствует ПДК (чаще всего при оценке загрязненности почв), определение степени загрязненности проводится по сравнению с фоновыми значениями, фиксируемыми на незагрязненных участках территории.

Предлагаются следующие классы экологической обстановки литосферы.

1. Удовлетворительное состояние, соответствует зоне экологической нормы экосистемы. Такая зона включает территории без заметного снижения продуктивности и устойчивости экосистемы (относительная стабильность экосистемы). Значения показателей оценки ниже ПДК или фоновых.

2. Класс условно удовлетворительного состояния, соответствует зоне экологического риска. Эта зона включает территории с заметным снижением продуктивности и устойчивости экосистемы (нестабильное состояние экосистемы), что ведет к деградации экосистемы, но с обратимыми нарушениями. Территории требуют разумного хозяйственного использования, планирования и проведения мероприятий по их улучшению. Значения прямых критериев оценки состояния до 5 раз превышают ПДК или фон.

3. Неудовлетворительное состояние, соответствует зоне экологического кризиса. Эта зона включает территории с сильным снижением продуктивности и потерей устойчивости экосистемы, ее обратимыми нарушениями. Необходимо выборочное использование территорий, планирование и проведение глубокого улучшения. Значения критериев оценки в 5-10 раз превышают ПДК и фон.

4. Класс катастрофического состояния, который соответствует зоне экологического бедствия. Эта зона включает территории с полной потерей продуктивности, необратимыми нарушениями экосистемы, что исключает территории из хозяйственного использования. Значения прямых критериев оценки в десятки раз выше ПДК и фона.