Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Интегральная оценка риска загрязнения почв

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Интегральная оценка риска загрязнения почв"

На правах рукописи

ОВЧИННИКОВА Инна Николаевна

ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА РИСКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ

Специальность 25.00.36, - геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора географических наук

Москва - 2004

Работа выполнена на кафедре управления природными ресурсами факультета государственного управления Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.

Научным консультант:

профессор Васильевская В.Д.

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, профессор Кочуров Б.И.

дикшр ииологических наук, профессор Безуглова О.С.

доктор географических наук Умьшакин В.М.

Ведущее учреждение:

Российский университет дружбы народов

Защита состоится « 6 » 2004 года в 13 час, ¿^мин. На заседании

Диссертационного Совета Д 212.208.12 в Ростовском государственном университете, по адресу: 344090 г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге,40, геолого-геохрафнческий факультет, аудитория 210.

С диссертацией можно ознакомишься в научной библиотеке Ростовского государственного университета

Автореферат разослан

Ученый секретарь Диссертационного Совета кандидат географических наук

«¿У » Д./ 2004 г.

.Л,

Т.А. Смагина

2 52 те

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В стратегии перехода России к устойчивому развитию проблема экономического роста и сохранения окружающей среды рассматриваются в единстве. По существу устойчивое развитие ориентировано на сбалансированное, экологически безопасное, социально-экономическое развитие на фоне сохранения, регулирования и оптимизации ириродно-ресурсного потенциала, в составе которого важная роль принадлежит земельным ресурсам, и усиление мер по охране окружающей среды.

Неизбежным следствием хозяйственной деятельности является нанесение вреда окружающей среде, а развитие производства, не дающего выбросов, относится к отдаленному будущему. Согласно экологической доктрине устойчивое развитие России, высокое качество жизни и здоровья населения может быть достигнуто, если будет обеспечено сохранение природных систем надлежащего качества в условиях хронического техногенного воздействия и увеличения темпов экономического роста.

Промышленное производство не может нормально развиваться вне связи с биосферой, которая обеспечивает его сырьем, энергией и ресурсами, являясь одновременно средой, принимающей потоки отходов производства. Масштабы рассеивания загрязняющих веществ и опасность их неблагоприятного воздействия на экосистемы велики. В тоже время, развитие производства, не дающего выбросов в окружающую среду, относится к отдаленному будущему.

Почве принадлежит ведущая роль в функционировании биосферы (Добровольский, Никитин, 2000). Пока почва устойчива, экологическая безопасность обеспечена. Чем выше уровень техногенной нагрузки, тем выше риск нарушения механизмов, обеспечивающих ее устойчивость, и вероятность перехода в новое состояние, непригодное для жизнедеятельности биоты и человека. Утрата или необратимая деградация почвенного покрова может рассматриваться как гибель экосистемы.

В настоящее время риск загрязнения почвенного покрова тяжелыми металлами и устойчивыми органическими загрязнителями, его последствия и взаимосвязь между техногенными нагрузками и устойчивостью ночв изучены недостаточно. На современном этапе не существует общепринятых подходов и апроб1фовашшх путей решения этой крайне сложной проблемы. Создание

РОС. К».".1:ОИАЛЬНАЯ| Б.-:.- '.у".ХКЛ1 1

0-'"г?е;<1рг |

концепции риска загрязнения почав, методов его оценки и управления находятся еще на стадия становления.

Для достижения указанной цели, по мнетпо автора, необходима интегральная оценка опасности загрязнения почв, создание стандартов качества почв, внедрение в природоохранную сферу эффективных методов управления и экономического стимулирования, направленных на снижение химической нагрузки на почвенный покров до допустимого уровня (Овчинникова, 2003в).

Получение достоверной информации относительно риска загрязнении почв является важным звеном в научно обоснованной стратегии и тактике принятия управленческих решений (экологический менеджмент), связанных с финансовыми затратами по устранению и/или снижению негативных последствий до приемлемого уровня (Овчинникова, 20036).

Цель исследования заключалась в разработке концепции и методологии штегральной оценки риска загрязнения почв для сохранении биосферных функций почвы на основе рационального природоохранного управления, при котором 01раничение техногенной нагрузки не препятствует экономическому росту и развитию, а также для эффективного землепользования на основе учета риска в кадастровой стоимости земель. Задача исследования:

1. создать и сформулировать основные положения концепции оценки риска загрязнения почв;

2. обосновать и количественно охарактеризовать критерии потенциальной устойчивости почв к химическому загрязнению;

3. разработать методологию оценки и классификации риска химического загрязнения почв;

4. разработать основы управления риском загрязнения почв для принятия адекватных мер ., по его предотвращению и/или снижению и составить рекомендации использованию оценки риска в государственном земельном кадастре;

5. на основе интегральной оценки риска загрязнения почв провести природоохранное зонирование территории административного района для дифференцирования опасности техногенного воздействия.

Защищаемые положения

В результате выполненных теоретических, полевых и лабораторных

исследований разработана, обоснована и апробирована концепция интегральной

2

оценки риска загрязнения почв й методология ее расчета, которая базируется на следующих положениях: -

1) Интегральная оценка риска химического загрязнения проводится на основе принципов генетического почвоведения и уравнения баланса равновесных масс загрязняющих веществ в почве, включающего процессы их. аккумуляции, трансформации и миграции, и количественную характеристику устойчивости почв к загрязнению, обусловленную ее генезисом, составом и свойствами, а также ведущими почвообразовательными факторами внешней среда. При этом риск загрязнения почв следует рассматривать с двуединой позиции: опасности наступления негативных последствий для почвы как базового компонента экосистемы в результате нарушения ее устойчивости и для здоровья населения.

2) Количественной мерой выражения вероятности риска загрязнения почв является иптегралышй показатель, который, представляя стабильную, результирующую величину ведущих, разнонаправленных техногепных и почвенно-геохимических процессов, характеризует степень превышения реальной техногенной нагрузки на почвы над критической, заменяя, таким образом, абсолютную меру вероятности риска, поскольку с увеличением данного соотношения вероятность неблагоприятных последствий возрастает. Это дает возможность объективно оценить степень опасности загрязнения почв при одновременном воздействии на экосистему или ландшафт целого ряда веществ различной массы и токсичности, а также ранжировать почвы по классам опасности их химического загрязнения.

3) Важным фактором при оценке риска выступает устойчивость почв к химическому загрязнению. Количественная оценка устойчивости позволяет учитывать региональную специфику территории и характеризовать потенциальные возможности различных почв и их ответную реакцию на равное техногенное воздействие независимо от характера этого воздействия.

4) Для оценки экологического состояния почв и разработки эффективных мер природоохранного управления, направленных на предотвращение и/или снижение риска, автором предложено ввести категорию незначительного риска, категория условно допустимого риска и категория недопустимого риска. Первые две категории допускают ограниченную возможность поступления и содержания загрязняющих веществ в почве, в виде примесей к ее естественному составу в количествах, безопасных для окружающей среди и здоровья человека.

5) Оценка риска базируется на ключевой категории - критерии экологического качества почв для ограничения техногенного воздействия в зависимости от цели исследования (состояние здоровья или состояние природной среды). Для защиты почвы как компонента экосистемы и ландшафта предлагается ввести экопочвенный норматив, который представляет' меру хемогенного воздействия на почву, ориентированную на отклик наиболее чувствительных к загрязнению групп почвенных микроорганизмов, и обеспечивает условия для нормальной жизнедеятельности почвенной биоты и нормального функционирования почвы.

Научная новизна. В работе впервые:

1. Сформулирована концепция интегральной оценки риска загрязнения почв и введены различные категории допустимости риска для идентификации степени опасности хемогешюй нагрузки на почвы для человека и экосистем и её нормирования.

2. Обоснованы принципы количественной оценки устойчивости почв к химическому загрязнению с использованием факторов почвообразования и почвенных свойств, включающих существующее природное разнообразие и имеющих приоритетное значение в процессах функционирования почв и формирования их устойчивости.

3. Теоретически разработана и практически обоснована методология интегральной оценки риска загрязнения с использованием интегрального показателя риска, характеризующего размеры превышения реальной химической нагрузки над критической с учетом удельных масс и степени токсичности комплекса вредных ингредиентов, процессов их поступления и выноса из почвы в сопредельные среды, и устойчивости почв к за1рязнению.

4. Введено понятие «экопочвенного норматива» - экологически обоснованного критерия качества почв, ориентированного на защиту почвы как компонента экосистемы от химического загрязнения на основе взаимосвязи между химическим состоянием почвы и биологическими индикаторами.

5. Разработаны принципы управления риском загрязнения почв, которые служат научным обоснованием для выработки превентивных мер по предотвращению и снижению риска. Предложены практические подходы по использованию в практике природоохранного управления мер экономического стимулирования предприятий - экологического аудита и расчету экономического ущерба от загрязнения.

б. Предложено учитывать степень риска загрязнения почв при определении кадастровой стоимости сельскохозяйственных угодий путем введения поправочного коэффициента для вычисления расчетного, рентного дохода в срока его капитализации.

Практическая ценность и реализация работы

1. Созданная автором методология предназначена для проведения интегральной, количественной оценки риска химического загрязнения почвенного покрова территорий различного ранга. Ее преимущество заключается в использовании данных государственной статистической отчетности, информационных материалов территориальных подразделений по охране окружающей среды и административных органов, экологической отчетности предприятий и организаций, ведомственных материалов, характеризующих состав и объемы ингредиентов выброса/сброса загрязнителей в окружающую среду, в том числе в рамках трансграничного переноса, а также опубликованных научных работ, что позволяет не проводить дорогостоящие полевые и лабораторные измерения.

2. Методология содержит пространственно-временные характеристики техногенных и природных почвенно-геохимических процессов, что позволяет использовать полученные данные для прогнозных оценок состояния почвенного покрова и формирования долгосрочной научно обоснованной политики в области управления природопользованием и охраны природы, при проведении работ по комплексной оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС) и экологическому аудиту, при разработке долгосрочных щхнрамм по защите окружающей среды (Овчинникова, 2000,2003а).

3. Результаты исследования обеспечивают возможность ранжирования состояния почв региона по классам опасности химического загрязнения и расчета экономического ущерба, что облегчает принятие управленческих решений, связанных в первую очередь с экономическими затратами и социальными последствиями по устранению причин загрязнения и/или его снижению до приемлемого уровня его негативных последствий, а также предотвращению повторения подобных событий в будущем.

4. Результаты проведенной работы позволяют внедрить, их в практику управления землепользованием, для учета неблагоприятных экологических факторов в государственной кадастровой оценке земли (Овчинникова, 20036).

Организация исследовании. В основу диссертации положены собственные теоретические разработки и научные исследования автора, а также результаты проведения полевых работ на территории Ленинского района Московской области и изучения фондовых материалов.

Личный вклад автора. Автору принадлежит постановка проблемы, разработка теоретических положений концепции и методологии риска загрязнения почв, а также программы исследований, организация и выполнение полевых работ, анализ фондовых материалов, обобщение полученных научных материалов.

Апробация работы. Материалы и результаты исследований обсуждались на заседании кафедры управления природными ресурсами факультета государственного управления МГУ и совместном заседании кафедры геоэкологии и прикладной геохимии и кафедры физической географии, экологии и охраны природы геолого-географического факультета Ростовского государственного университета, Международной конференции «Риск 97» в Амстердаме (1997), VIII Международной конференции «Проблемы управления качеством городской среды» (Москва, 2002). По результатам работы автором были получены два международных гранта: от Конфедерации Британской Промышленности (СВ1, London) и от Международного Сельскохозяйственного Центра в Вагснингене (IACC, Wageningene), Голландия соответствешо на период 12 месяцев 1995-1996 гг. в Mouchell & Partners и б месяцев 1996-1997 гг. в Institute of Soil Fertility & Agrobiology.

Публикации. Основное содержание и результаты работы изложены в четырех авторских монографиях и 30 научных работах.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 449 страницах машинописного текста, состоит из введения, 7 глав и выводов. Список литературы насчитывает 345 работ, из них - 98 иностранных авторов.

Благодарности. Автор выражает большую признательность своему

научному консультанту профессору, д.б.н. В.Д. Васильевской за постоянное

внимание и поддержку. Особую благодарность за помощь в работе автор выражает

заведующему кафедрой управления природными ресурсами, профессору

Кавтарадзе Д.Н. За оказание содействия в сборе необходимой информации и

проведении полевых работ автор благодарит депутата Московской областной

думы, директора совхоза им. «Ленина» П.Н. Грудинина, председателя комитета по

охране окружающей среды Ленинского района Московской области А.И. Хаустову,

директора леспаркхоза «Горки Ленинские» Л.В. Ату дину и научного сотрудника

6

Беловодову H.H. Автор выражает также благодарность дэ.н. O.E. Медведевой, К.5.Н. Иванову А.В, к. фю-мат.н. М.В. Уфимцеву, к.б.н. АЛ. Сизову, Г.И. Арисгарховой и Н.Д. Куропатиной, а также зарубежным коллегам доктору Paul Driver (Англия), доктору De Vries и доктору J. Japenga (Голландия) за ценные советы и замечания.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Объекты и методы исследования. В качестве объекта для апробации методологии интегральной оценки риска загрязнения почв была выбрана территория Ленинского района Московской области, характеризующаяся высокой антропогенной нагрузкой. В основном промышленном узле загрязнения сосредоточены: завод Металлоконструкций, комбинат «Гипсобетон», Московский коксогазовый завод МКГЗ, оказывающие негативное влияние на сельскохозяйственные территории района и природные ландшафты, в число которых входит заповедник «Горки Ленинские».

Естественная растительность сохранилась в ненарушенном состоянии на очень ограниченной территории, главным образом на территории лесдаркхоза «Горки». Леса неоднократно менялись местами с пашнями, состав леса изменялся продолжительными выборочными порубками (Леса 1985). На территории района преобладают дерново-подзолистые почвы разной степени оподзолешюсти суглинистого и тяжелосуглинистого механического состава на покровном суглинке. Встречаются также дерново-подзолистые почвы на моренных отложениях, часто с признаками оглеения. Дерново-подзолистые почвы, развитые на флювиогляциалт.ных и аллювиальных песчаных отложениях имеют небольшое распространение, обычно под сосновыми борами. На отдельных участках рельефа в связи с выходом на поверхность карбонатных отложений формируются дерново-карбонатные почвы.

Пробоотбор смешанных образцов почв осуществлялся на различном расстоянии от промышленного узла в направлении 8 румбов согласно общепринятым методикам. Отбор проб в 2002 г. на территории заповедника-леспаркхоза «Горки Ленинские» осуществлялся с пяти постоянных пробных площадей, заложенных в 1988 г. для мониторинга, проводимого в 1989 и 1997 гг. Институтом экологии РАН (Карабань, 2000). _ ■ > .

ЭКОЛОГ ИЧЕСКИЙ РИСК И ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ

В большинстве исследований почв техногенных территорий изучаются последствия их подкисления, а также анализируются отдельные аспекты накопления вредных веществ (Глазовская,1997; Ильин, 1991; Добровольский, 1999; и др.). Значительно меньше работ, в которых исследуется действие техногенных нагрузок на почву как природное тело (Влияние, 1990; Обухов, 1983; Чертов, 1990). Как правило, результаты исследований загрязнения различных объектов и сред биосферы, как бы много их яе проводилось, и как бы качественно они не выполнялись, не содержат оценки риска состояния окружающей среды.

Исследование риска загрязнения почв - наименее изученный раздел экологического риска. Часто при рассмотрении экологического риска природно-терригориальные комплексы вообще не принимаются во внимание, главным объектом изучения выступает только человек. Однако, в настоящее время такой подход себя не оправдывает, поскольку вред, наносимый среде обитания в конечном итоге негативно отражается и на человеке: с одной стороны в результате поступления вредных веществ по трофическим цепям в организм, с другой -вследствие наступающей деградации природных экосистем, которая влияет на объемы энерго- и ресурсопотребления, снижая темпы экономического роста и уровень благосостояния общества.

Нормирование риска загрязнения должно базироваться на основе принципов полнфункциональности почвы и сохранения ее важнейших функций: 1) почва -компонент экосистемы и ландшафта, необходимость сохранения почвы как природного тела и выбор в качестве наиболее адекватного индикатора состояния почвы функций почвенной биоты, и в первую очередь микробоценоза; 2) почва -средство и объект сельскохозяйственного использования, сохранение свойств почвы, отвечающих за ее плодородие, 3) почва - среда обитания человека, сохранение функций и свойств почв для обеспечения высокого качества жизни человека; 4) почва - объект недвижимости.

Взяв за основу определение экологического риска, содержащееся в Федеральном законе РФ об охране окружающей среды № 7-ФЗ от 10.01.02 г., риск от химического загрязнения почв предлагается определять как нежелательные для человека и почв последствия антропогенной деятельности, которые могут произойти с определенной долей вероятности.

Риск характеризуется тремя переменными: типом, величиной и вероятностью наступления. В количественном отношении вероятность риска

8

выражается в величинах, ранжированных от пуля (отсутствие вреда) до 1 (абсолютная уверенность в наступлении негативных последствий) (Gow, 1990).

По мнению ведущих специалистов в области экологического риска (Van de Meent,1988; Premises, 1989; De Zwart, 1994) в настоящее время точных оценок экологического риска не существует. В качестве заменителя абсолютной меры вероятности риска автором разработана его ориентировочная оценка, которая включает сотношение между реальной техногенной нагрузкой на почву и критической, благодаря чему мы можем предполагать, что с увеличением данног о соотношения вероятность неблагоприятных последствий возрастает (Овчинникова, 2000, 2003а). Таким образом, указанное соотношение характеризует безопасный уровень хемогенного воздействия при которой экосистема не испытывает негативных последствий и позволяет оценить риск с точки зрения опасности как для здоровья, так и для экосистемы.

Понятие экологического риска ассоциируется с понятием опасности, крайней степенью проявления которой является экологическая катастрофа и, как следствие этого, он представляет угрозу экологической безопасности. Оценка экологического риска в определенной мерс зависит от его восприятия обществом, которое сильно варьирует среди различных социальных групп и слоев населения и изменяется с течением времени.

Оценка экологического риска должна быть интегральной и количественно описывать существующие процессы и явления с целью определения на основе полученных данных степени опасности загрязнения почв для человека и природных систем.

КОНЦЕПЦИЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ РИСКА

Почва, в которой сконцентрирована подавляющая часть живого вещества планеты, является сложнейшей саморегулирующейся биокосной системой, связанной потоками вещества и- энергии со всеми компонентами биосферы (Добровольский и др., 1990; Тюрюканов и др., 1996). Поэтому при создании концепции оценки риска загрязнения почв и путей его преодоления мы опирались на учение В. И. Вернадского о биосфере и ноосфере, имеющиеся разработки по нормированию состояния окружающей среды, концепцию критических нагрузок; принципы экологической безопасности и концепцшо устойчивого развития.

Основные положения концепции, разработанной автором, представлены

на Рис.1, и сводятся к следующему: 1) концепция риска загрязнения почв основана

9

Рис.1. Интегральная оценка риска загрязнения почв и ее использование в природоохранном управлении

на положении, допускающем возможность поступления и содержания загрязняющих веществ в почве, в виде примесей к ее естественному составу в количествах, безопасных для окружающей среды и здоровья человека. Поскольку при этом отсутствует отрицательное прямое или опосредованное (через контактирующие с почвой среды) воздействие на здоровье человека;

2) автором введено понятие интегральной оценки риска загрязнения почв, которая основана на системном подходе и выражена интегральным показателем. Интегральная оценка риска проводится исходя из принципов генетического почвоведения на основе уравнения баланса равновесных масс загрязняющих

10

веществ в почве, что позволяет учитывать: а) вазкнсйшие характеристики ингредиентов загрязнения — массу и степень токсичности, б) приоритетные факторы внешней среды, в) состав и генезис почв и почвенно-геохимических процессов, влияющих на процессы аккумуляции, трансформации веществ почве и миграции в сопредельные среды (Овчинникова, 2000,2003а).

3) Интегральный показатель является количественной мерой выражения вероятности риска загрязнения почв и характеризует величину превышения химической нагрузки на почвы территории над критической с учетом устойчивости почв к техногенному воздействию, поскольку с увеличением данного соотношения вероятность неблагоприятных последствий возрастает. Он представляет результирующую величину ведущих, разнонаправленных техногенных и почвенно-геохимических процессов, что объективно позволяет производить ранжирование почв территории по классам опасности их химического загрязнения для принятия научно-обоснованных управленческих решений с целью предотвращения или снижения риска (Овчинникова, 2000,2003а);

4) Устойчивость почв к химическому воздействию необходимо учитывать при оценке риска. Под параметром устойчивости почвы подразумеваются ее ограниченные возможности в ассимиляции загрязняющих веществ без ущерба нормальному функционированию флоры и/или фауны и снижению качества жизни. Величина риска при одинаковой техногенной нагрузке и прочих равных условиях на разных почвах будет различаться в зависимости от степени их устойчивости, обусловленной физико-химическим составом и свойствами, состоянием микробоценоза и рядом других факторов (Овчинникова, 2000,2003а). Устойчивость тесно связана с критерием качества почв;

5) автором предложено ввести ключевую категорию, на которой должна базироваться оценка риска - критерий экологического качества почвы. Его значение зависит от поставленной цели, поскольку риск загрязнения почв следует рассматривать с двуединой позиции - опасности наступления негативных событий для здоровья населения и опасности изменения характера функционирования почвы как базового компонента экосистемы (Овчинникова, 2001). При оценке риска загрязнения почв для здоровья под критерием качества почв подразумевается диапазон состава и свойств почв, при котором не происходит снижения качества жизни. При этом в качестве критериев качества почв используется система санитарно-гигиенических нормирования - ПДК (ОДК) загрязняющих веществ в почве.

В случае опасности загрязнения для почвы как компонента экосистемы под критериями экологического качества подразумевается диапазон состава и свойств почв, при котором обеспечиваются условия для нормальной жизнедеятельности почвенной бноты и нормального функционирования почвы. В этом случае в качестве критерия качества автор предлагает ввести категорию экопочвенпого норматива. Экопочвенный норматив представляет меру хемогенного воздействия на почву (или максимальную концентрацию загрязняющих веществ в почве), ориентированную на отклик наиболее чувствительных к загрязнению групп почвенных микроорганизмов, при которой функциональные характеристики почвы не выхолят за пределы естественных флуктуации Разработка подобных нормативов требует специальных исследований, в основе которых заложен экотоксикологический принцип, поэтому в отечественной практике мы пока располагаем только критериями качества почв, удовлетворяющие критериям оценки риска для здоровья;

6) автором предложено ввести в практику охраны почв категорию незначительного риска, категорию условно допустимого риска и категорию недопустимого риска (Овчинникова, 2003в). Для первой категории вероятность возникновения неблагоприятных последствий прн определенном уровне концентрации загрязняющих веществ в почве мала или ею можно пренебречь. Она соответствует нижней границе риска (Рис.2).

Незначительный риск

Рис. 2. Пределы риска

В реальных условиях, когда почвенные организмы подвергаются действию нескольких загрязняющих веществ одновременно, концентрация вредных веществ,

Увеличение риска

Предельно допустимый уровень риска __загрязнения почв

. Условно ;д01густ^ьи"грнсг.

■ НМбМййМо'уМ&лшснМ

Критическая нагрузка

соответствующая незначительному риску, располагается в следующих пределах: нижнем, рассчитанном на основе предельно допустимой концентрации с учетом возможного синергетнческого действия загрязнителей или на основе эко-почвенного норматива, и верхнем, соответствующем критической нагрузке.

В случае превышения критической нагрузки риск загрязнения переходит в категорию условно допустимого. Верхний предел условно допустимого риска ограничен заданным, допустимым превышением критических нагрузок и зависит от социально-экономических, технологических факторов и целей природоохранной политики. Категория условно допустимого риска характеризует предельный уровень риска, выше которого риск загрязнения становится недопустимым, и соответствует верхнему пределу риска. Область между верхним и нижним пределом является условно допустимой.

Иными словами категория допустимого риска означает возможность установления таких нормативов содержания вредных веществ в почве и продукции растениеводства, которые, ограничивая негативное влияние нормированного вещества, вместе с тем не создают препятствий экономическому развитию. Таким образом, концепция социально приемлемого риска соответствует вполне определенным взглядам на роль среды обитания в жизни общества (которые могут меняться).

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОНЦЕПЦИИ КРИТИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПРИ ОЦЕНКЕ РИСКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ

Для сохранения среды обитания, ее устойчивого развития и функционирования необходимо, чтобы техногенная химическая нагрузка на экосистему не достигала критической, выше которой появляется риск возникновения негативных последствий для отдельных ее компонентов. Если уровень воздействия одного или нескольких загрязнителей соответствует критической нагрузке, то их равновесная концентрация в почве не превышает пороговые (критические) величины, для которых на современном этапе развития науки не- отмечается значительного вредного воздействия на определенные чувствительные элементы окружающей среды. При этом риск загрязнения относится к категории допустимого.

Значительное вредное воздействие химикатов может бьггь интерпретировано по-разному и зависит от того, какие элементы экосистемы рассматриваются в качестве наиболее чувствительных к загрязнению, а также от масштабов

негативных последствий, принимаемых в качестве допустимых. Показателями нормального функционирования почвы, которые могут рассматриваться в качестве наиболее чувствительных к загрязнению, являются: 1) биологическая продуктивность и качество создаваемой биологической продукции; 2) биоразнообразие - видовое разнообразие и численность почвенных микроорганизмов и почвенной фауны; 3) состояние наземной фауны; 4) здоровье человека (Овчинникова, 2003д).

Расчет критических нагрузок проводится на основе критерия качества почв. Очевидно, что почвенные организмы подвергаются воздействию металлов и органических веществ через почвенный раствор, где устанавливается термодинамическое равновесие между концентрацией компонента в растворе и в адсорбированном состоянии. Критическое значение скорости выноса металла/органического вещества определяется его критической концентрацией в почвенном растворе, что тесно связано с критерием качества почв по данному ингредиенту.

Оптимальным вариантом является определение критических нагрузок с использованием критериев качества почв по критическому содержанию загрязнителей в почвенном растворе. Однако, в настоящее время определить эту величину не представляется возможным. Поэтому при определении пороговых значений вредных веществ чаще всего используют их общее содержание в почвах, безопасное для почвенных организмов, обитающих в верхнем горизонте.

КРИТЕРИИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КАЧЕСТВА ПОЧВ

Введение критерия экологического качества почв необходимо как для расчета критических нагрузок, так и д ля оценки качества почв локального участка или региона в целях принятия мер по контролю и снижению промышленных выбросов в атмосферу или применению удобрений и агрохимикатов. Критерий экологического качества почвы - это категория, соответствующая устойчивому состоянию и функционированию почвы для человека и почвенных организмов в данных природно-климатических условиях. Понятие устойчивого состояния системы должно соответствовать оптимальной характеристике ее параметров.

Критерии оптимальности или «хорошей» почвы складываются в

большинстве случаев как итог опыта и анализа исследователей и рассматривают в

первую очередь ее состояние как естественно-исторического тела природы,

сформированного под влиянием естественных факторов почвообразования при

14

отсутствии техногенной составляющей. В качестве критериев хорошего качества почв могут быть использованы следующие показатели: 1) высокий уровень продуктивности и продукции, 2) разнообразная продукция необходимого качества, 3) высокая устойчивость почв к существующим и потенциальным возмущениям.

С позиций генетического почвоведения в условиях хронического воздействия промышленного и аграрного загрязнения мы рассматриваем техногенную составляющую как дополнительный, самостоятельный фактор почвообразования, который обуславливает изменение химического состава почв и формирование нового понятия о техно-хемогенном свойстве почв, определяющем степень риска их загрязнения (Овчинникова, 2003а).

Предложенный автором кощешуальный подход к определению критериев качества почвы в условиях химического загрязнения основан на положении о максимальных, допустимых пределах концентрации загрязняющих веществ в окружающей среде, при которых живые организмы, как в самой почве, так и во всех других средах их обитания не подвергаются вредному воздействию (Овчинникова, 2001). Это означает, что пороговые зпачения критериев качества, ориентированные на токсическое действие веществ, должны быть взаимосвязаны, и установлены для каждой природной среды, поскольку между компонентами биосферы имеет место перенос загрязняющих веществ.

При оценке риска загрязнения почв для здоровья человека под критерием качества почв подразумевается диапазон состава и свойств почв, при котором не происходит снижения качества жизни. При этом может быть использована система санитарно-гигиенического нормирования (ПДК, ОДК) загрязняющих веществ в почве. Однако, отечественные санитарно-гигиенические нормативы вредных веществ в почве ориентированы в первую очередь на защиту человека, но ие обеспечивают защиту почвенным микроорганизмам.

Поэтому автором введено понятие экопочвенпого норматива, который ориентирован на защиту почвы как компонента экосистемы, поскольку в его основе заложена взаимосвязь между химическим состоянием почвы и биолошческими индикаторами (организмом или популяцией), т. с. прямое токсическое действие на микроорганизмы (и растения). Таким образом, экопочвенный норматив представляет уровень хемогенного воздействия на почву, ориентированный на оценку отклика наиболее чувствительных к загрязнению групп почвенных микроорганизмов, при котором функциональные характеристики почвы не выходят за пределы естественных флуктуации и обеспечиваются условия

15

для нормальной жизнедеятельности почвенной бноты и нормального функционирования почвы. Основным достоинством введения данного показателя является нормирование поступления загрязняющего ингредиента в почву, при котором устанавливается нижний предел незначительного риска, гарантирующий безопасную концентрацию металла в почве, потаенном растворе или продукции растениеводства.

Автором предложен дифференцированный подход к установлению ориентировочных значений критериев качества почв при оценке риска для почвенных организмов (Табл.1) (Овчинникова, 2001,2003а).

Таблица 1.

Ориентировочные значения экологического качества почв то тяжелым металлам в зависимости от их функционального назначения

Элемент Пороговые значения критериев качества почв (доя верхних горизонтов) мг/кг

Функциональное назначение земель

Сельскохозяйственное Ландшафт-но*рсирса-Цноилое Лесное Саппйб-вое Произвол стиси- поо Многоцелевое

Пашня Луга

РЬ «400/1,18 ЛОО/2,4 п 150/1,8 г 150/ п 500/5,9 г 800/9,4 150*/3** 200/4 1000/20 100/2,0

са п 0,5/0,6 г 1,0/1,25 п 2/2,5 г 3/3,75 п 5/6,3 г 10/12,5 3,5/3,5 2/3,3 10/17 1/1,7

Си п 50/1,39 г 200/5,55 п 50/1,39 г 80/2,22 п 50/1,4 г 200/5,6 100/2,0 50/1,0 300/8,3 50/1,0

гп п 100/0,71 г 350/2,5 п 200/1,4 г 350/2,5 п 300/0,7 г 350/2,5 100/0,7 300/2,5 1000/8 150/1,25

№ 80/2,0 100/2,5 100/2,5 100/2,5 40/1,0 200/5 40/1,0

Сг 100/2,0 200/4,0 150/3,0 50/1 50/1,0 200/4 50/1,0

% 2/6,6 2/6,6 5/16 2,5/8,3 0,5/1,7 10/33 0,5/1,7

1 - песчаные,2 - глинистые.

* - в знаменателе представлены значения экологических качества почв, ** - в числителе - кратность их превышения значений ПДК.

Пороговые значения качества почв для вредных веществ предлагается рассматривать в зависимости от функции землепользования, т.е. земли сельскохозяйственного, производственного, селитебного и иного назначения. В идеале критерии определения экологаческого качества почвы должны быть объективными, иметь научное обоснование, учитывать, как эко-токсикологичсские,

16

так и медико-социальные факторы, а также уровень развития экономики н современной технологической базы. Однако, получение указанных данных требует длительных и трудоемких экспериментов. Поэтому в Табл.1 представлены ориентировочные, пороговые значения критериев качества почв для тяжелых металлов, полученные на основе анализа научных публикаций (Baath, 1989; Bachman, 1993; Bengtsson & Tranvik, 1989; Eikmann & Klolce, 1991; EPA, 1995; McBride, 1991; Tyler, 1992; Visser, 1993;\Vitter, 1992).

Использование такого дифференцированного подхода позволяет значительно увеличить пороговые величины качества при переходе от земель сельскохозяйственного использования к землям производственного назначения, кроме лесных (Габд.1). Трудность выделения критериев качества почв, загрязненных органическими веществами, в настоящее время сопряжено с недостаточной изученностью проблемы.

КРИТЕРИИ УСТОЙЧИВОСТИ ПОЧВ К ХИМИЧЕСКОМУ ЗАГРЯЗНЕНИЮ

При исследовании риска загрязнения почв оценивается их устойчивость к загрязнению. Однозначного понятия устойчивости почв и его применимости к территориям различного ранга до сих пор не сложилось. В общем определении под устойчивостью почвы понимается ее способность сохранять свои свойства при внешних возмущениях (воздействиях). Сложность прогнозирования изменения параметров функционирования почв (фаз, процессов, релшмов, свойств) вызывает, многообразие подходов к решению вопроса об их устойчивости (Ильин, 1986; Экосистемы, 1989; Дричко, 1990; Пристер, 1990; Шаймухамедов, 1990; Алексахин, 1990; Апарин, 1992; Мотузова, 1992; Глазовская, 1997) и доказывает трудность решения данной проблемы. Поэтому, по нашему тению, наиболее оптимальным выходом является возможность использования различных частных дефиниций устойчивости, не противоречащих общему определению, при условии, что природная система имеет качественную определенность (т.е. находится в стационарном состояний).

Под устойчивостью почвы мы подразумеваем ее ограниченные возможности в ассимиляции загрязняющих веществ без ущерба нормальному функционированию флоры и/или фауны и снижению качества жизни. Устойчивость почв обеспечивается действием многих факторов, в первую очередь функционированием почвенных микроорганизмов, физико-химическими

процессами и т.д., поэтому теоретически она может быть описана бесконечным набором параметров.

Количественная оценка разноплановых процессов, участвующих в формировании устойчивости почв (емкость катионного обмена, содержание гумуса, значения рН и окислитепьно-восстановотелького потенциала, уровень залегания грунтовых вод и т.д.), методически затруднена в связи с чем, автором разработан и введен интегральный показатель. За интегральный показатель устойчивости почвы к загрязняющим веществам предлагается принять ее эколого-геохимическое состояние, обеспечивающее нормальное функционирование присущих данной биоценотической системе совокупности живых организмов.

Теоретическое понятие эколого-геохимического состояния почвы можно заменить индикаторами -признаками, при которых система (почва) обычно устойчива. В связи с этим автором вводится процедура свертывания информации путем перехода от переменных к индексам (Овчинникова, 2003а). Предлагаемый нами способ оценки параметров устойчивости почв заключается в ранжиропании и непосредственной балльной оценки весового вклада каждого результирующего фактора в процесс устойчивости. Совокупность факторов, представленных в Табл.2.: тип почв, тип растительности, водный режим, гранулометрический состав, положение в рельефе и почвообразующие породы - имеет приоритетное значение в процессах функционирования и формирования устойчивости почв, учитывает их ведущую роль в процессе почвообразования и, в количественном отношении, кап правило, не значительно варьирует среди исследований по данному вопросу.

Диапазон значений факторов устойчивости и их достоверность установлены с помощью методов вариационной статистики. Для указанных факторов автором созданы количественные оценочные шкалы, а натуральные значения перевели в единую безразмерную числовую шкалу, что дает возможность объединить в единые показатели самые различные параметры. Каждому интервалу шкалы присвоили определенную экспертную оценку (балл). Ранжирование выбранкьех параметров, производитесь с учетом всего природного разнообразия в зависимости от степетш обладания необходимым качеством.

Тип почв Кщ характеризует целую совокупность важнейших показателей:

энергетическое состояние почв, их плодородие и биологическую активность, а

также ряд других важнейших показателей. Шкала градаций для рН не выделялась,

поскольку «тип почв» уже включает параметры доминирующих кислотно-

щелочных условий, содержания и типа гумуса, численности и видового состава

18

Таблица 2.

Количественная оценка факторов устойчивости почв к химическому загрязнению

Фактор Параметр Весовое Е

устойчивости значение

Черноземы 0,28

Каштаповые, серые лесные, пойменные 0,24

Бурые лесные, сероземы 0,20

Тип почв Дерновые серо-коричневые 0,17

Ку Дерново-подзолистые, бурые полупустынные, 0,13 0,28

красноземы, желтоземы

Подзолы, тундровые 0,09

Солонцы, солончаки, болотные 0,05

Солоди 0,01

Древесная 0.14

Тип Древесно-травянистая 0.12

растительности Травянистая 0.09 0.14

К-я] Мохово-лишайниковая 0.07

Пустынная 0.04

Агроценозы 0.01

Коэффициент увлажнения до Высоцкому >1.33 0.14

-//- 1.3-1.0 0.12

Водный -//- 1.0-0.55 0.10

режим -//- 0.55-0.33 0.08 0.14

Ко/ -II- 0.33-0.12 0.06

-//- < 0.12 0.04

Положение в Глубина залегания грунтовых вод, м >6 0.14

рельефе -//- 3-6 0.09 0.14

** -//- <3 0.02

Флювиогляпиальные 0.07

Почвообразу- Лёссовые 0.06

ющие породы Элювиальные 0.05

^ Аллювиальные 0,04 0.07

Моренные 0,03

Озерные 0,02

Покровные 0,01

Песчаная 0.21

Гранулометри- Супесчаная 0,20

ческий состав Суглинистая: легко 0.19

Кцг) Средне 0.15 0.21

Тяжело 0.14

Глинистая: легко 0.13

Средне 0.09

Тяжело 0.05

микробоценоза. Кроме того, почвепный тин дает более или менее полное представление о факторах, обуславливающих продумщошо-деструкциошше процессы в экосистемах, на основе которых можно оценить их потенциальную способность к самоочищению.

Растительная формация Kr<t как фактор устойчивости характеризует интенсивность биологического круговорота и вовлечения в него загрязняющих ингредиентов. Кроме того, закономерности элементарных почвенных процессов, определяющих энергомассоперевос в естественных и нарушенных почвенно-расти-тельных системах, находят отражение в динамике надземной биомассы растительности (Васильевская, 1999).

Водный режим К„. Условия увлажнения оказывают влияние на важнейшие стороны процессов самовосстановления и самоочищения почвы, играют в роль в интенсивности процессов выщелачивания загрязняющих веществ и биологической активности микробоценозов. Используя коэффициент Высоцкого, мы выделили шесть градаций водного режима, характеризующие наиболее распространенные потаенные условия для миграции загрязняющих веществ и оказывающих влияние на устойчивость почв.

Положение в рельефе К^. При введении данного фактора подразумеваются мезо- и микро- формы рельефа. Положение почв в рельефе играет существенную роль в перераспределении осадков и солнечной радиации, интенсивности эрозионно-денудационных процессов, составе и структуре растительного покрова, геохимической автономии.

Почвообразующие породы составляют материальную основу почвы и передают ей свой состав и свойства. Фактор почвообразующих пород в первую очередь характеризует скорость и направленность почвообразовательного процесса. Он включает основные генетические породы, с характерным для каждого типа химическим, минералогическим и механическим составом.

Гранулометрический состав KrJ как фактор устойчивости почв характеризует почвенную поглотительную способность, содержание илистой и коллоидной фракций (ранжируется по соотношению физической глины и песка). От гранулометрического состава в значительной степени зависит интенсивность адсорбционных процессов, связанных с аккумуляцией и трансформацией, загрязняющие вещества.

Потенциальная устойчивость почвенного покрова к органическим загрязнителям Joj определяется по формуле (1), разработанной автором (Овчинникова, 20Q0):

Joj +Ktt (1)

т

где Kd - коэффициент водной миграции органических веществ; Кв - коэффициент устойчивости в почве; Kai - весовое значение водного режима почв; Ки - весовое значение типа почв; A"W - весовое значение типа растительности.

Потенциальная устойчивость почв к неорганическим загрязняющим веществам/¡^ определяется по формуле (2), разработанной автором (Овчинникова, 2000):

м

где Kmi - коэффициент водной миграции неорганических соединений; К„ - весовое значение почвообразующих пород; Кп - весовое значение типа почв; Kst - весовое значение гранулометрического составу Krt - весовое значение положения в рельефе; Kv\ -весовое значение типа растительности.

Таким образом, количественная оценка устойчивости почв позволяет учитывать региональную специфику территории, характеризовать потенциальные возможности различных почв и их ответную реакцию на равное техногенное воздействие независимо от характера этого воздействия.

МЕТОДОЛОГИЯ РАСЧЕТА ИНТЕГРАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ РИСКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ

Любые количественные оценки последствий поступления в почву вредных веществ для научного анализа должны быть основаны на строго установленной зависимости «доза-эффект». Однако, в современной токсикологии и природоохранной деятельности принимается, как правило, альтернативный характер оценки подобной зависимости, предполагающей наличие или отсутствие токсического эффекта при заданном уровне воздействия. Методические и инструментальные возможности пока не обеспечивают измерения количественных параметров почвенной биоты с требуемой точностью для научно достоверного выделения реальных сдвигов в состоянии биогеоценоза на фоне естественных колебаний этого состояния. Поэтом}' методологически оправданным является

21

примените разработанной автором концепции и методологии интегральной оценки риска - гибкого инструмента для научной оценки опасности загрязнения почв.

Основные положения методологии

Нами разработана методология интегральной оценки риска с использованием системного подхода, отражающего многофункциональные проявления структурных связей почвы н объектов окружающей среды в условиях техногенного загрязнения на основе пространственно-временных характеристик, их разнокачественность и соподчинение, влияющие на вероятность возникновения риска для почвы и для здоровья населения (Овчинникова, 2003а, 2003в).

Интегральная оценка риска загрязнения почв выражается интегральным показателем и проводится исхода из принципов генетического почвоведения на основе уравнения баланса равновесных масс загрязняющих веществ в почве, их и трансформации и миграции в сопредельные среды, и количественной характеристике устойчивости почв к загрязнению, обусловленной се генезисом, составом и свойствами, а также ведущими почвообразовательными факторами внешней среды. (Овчинникова, 2000,2003а).

Интегральный показатель риска является индикатором качественного состояния почвы в отношении всего комплекса загрязняющих ингредиентов и представляет стабильную, результирующую величину разнонаправленных техногенных и почвеино-геохимических процессов, протекающих в почве.

Введение интегрального показателя обосновано рядом причин и является

необходимым: 1) для рационального управления экологическим состоянием почв

территорий любого ранга и обозначения цели перед природоохранными

подразделениями и соответствующими органами управления, на достижение

заданного уровня экологической чистоты региона в условиях существующей

промышленной инфраструктуры. 2) для оценки эффективности осуществляемых

природоохранных мероприятий, что требует проведения с определенной

периодичностью пространственного и временного анализа состояния окружающей

среды; 3) для объективной оценки степени опасности загрязнения окружающей

средах при одновременном воздействии на экосистему целого ряда веществ с

различной массой и токсичностью; 4) для снижения или исключения возможности

завышенной оценки состояния почв и окружающей среды при отсутствии научной

системы рационального природопользования и низкой эффективности

22

природоохранных мероприятий, т.е. для обеспечения комплексного подхода к решению данной проблемы.

Процедура методологии интегральной оценки риска, разработанная автором, представлена на Рис.3, и включает следующие этапы: 1) расчет удельной массы и оценка степени токсичности загрязняющих веществ, поступающих в почву с атмосферными выпадениями и средствами химизации; 2) количественная оценка устойчивости почв к химическому загрязнению; 3) расчет удельной массы загрязняющих веществ, мигрирующих из почвы в сопредельные среды (природные воды к растительность); 4) расчет критических нагрузок на почвы изучаемой территории; 5) расчет коэффициента опасности, учитывающем степень токсичности вещества для живых организмов; б) расчет интегрального показателя риска загрязнения почв; 7) построение классификации почв региона по степени опасности их химического загрязнения. Методология расчета общей техногенной нагрузки на почвы

Химическая нагрузка на почву - это не только результат прямых эмиссий, но также процессов транспортировки и распределения веществ в окружающей среде. Согласно представлениям автора, методология расчета общей техногенной нагрузки на почву должна отвечать следующим требованиям: 1) оценка уровня техногенной нагрузки должна быта интегральной, характеризующей масштаб воздействия всех токсичных агентов, 2) быть сопоставимой с удельными и абсолютными показателями потоков вредных веществ в почву, 3) иметь экологическую значимость, т.е. выражать степень опасности техногенного воздействия для экосистем (ОтсЬшшкоуа, 1ареп§а, 1997).

Нами разработан принцип расчета общей химической нагрузки на почвы /-ой территории (г/гагод) основе уравнения баланса равновесных масс вредных веществ, которое характеризует процессы их поступления, выноса и трансформации в почве, а также устойчивость почв к техногенному загрязнению (Овчинникова, 2000,2003а) (3):

где - общая химическая нагрузка на почвыу'-й территории (г/га'год); А/ - коэффициент опасности 1-го компонента загрязнения; ¡Мц - масса 1-го загрязняющего вещества, поступившего в почву /-территории, определяемая массой 1-го токсиканта, поступившего с атмосферными выпадениями, и загрязнителя, внесенного с со средствами химизации (г/гатод); /Вд - масса /-го загрязнителя, выносимого из верхнего слоя в результате биогенной миграции и водной в сопредельные среды (г/гатод); ^ - потенциальная устойчивость почвенного покроватерритории к /-му загрязнителю.

(3)

Поступление вредных веществ в почву с атмосферными выпадениями и средствами химизации

Удельные массы ингредиентов загрязнения

Степень токсичности

Количественная характеристика устойчивости почв

Тип почв

Тип растительности

Водный режим

Положение в рельефе

Почвообразующие породы

Гранулометрический состав

Вынос вредных веществ из почвы

12=

Удельные массы веществ мигрирующих в природные воды

Удельные массы веществ мигрирующих в наземную растительность

Общая техногенная нагрузка на почвы

Критическая нагрузка

Интегральным показатель риска

загрязнения почв

11 1 - - уу _

Классификация риска

Ранжирование почв региона по опасности их загрязнения

Рис.3. Процедура интегральной оценки риска загрязнения почв

Использование коэффициента А, опасности имеет многоплановое значение. Он является количественной мерой выражения химической активности и токсичности загрязняющих веществ в окружающей среде. Кроме того, он характеризует опасность реальной техногенной нагрузки и выступает гарантом экологической безопасности. Коэффициент опасности ¿-го загрязняющею ингредиента в почве А^ является условной, безразмерной величиной, что кроме всего прочего, удобно при проведении расчетов.

Классификация риска загрязнения почв

При оценке безопасного уровня поступления химических веществ в почву, исходят го представлений о недопустимости превышения порога экологической адаптационной способности почвы (ассимиляционной и самоочищающей) и порога здаптационой возможности организмов самых чувствительных трупп населения при изолированном, комплексном н комбинированном действии вредных веществ.

Для оценки риска загрязнения, с позиций опасности для почвы как компонента экосистемы, интегральный показатель риска характеризует размеры превышения химической нагрузки комплекса загрязняющих ингредиентов на почвы территории над критической, с учетом устойчивости почв. Для этого показатель общей химической нагрузки на почвенный покров территории /¿у следует сравнить с величинами }Ь(сгН) критических нагрузок на почву загрязняющих веществ (тяжелых металлов, органических веществ, азота, серы и т.д.) (Овчинникова, 2000,2003а):

Ы, И) «J ы,

Ед*.,

Я^.-*-----------+ - (4)

¿ДтДтО ¿/Гл»(сгй) ^Да^л/) ЦМ^сп!)

1-1 1.1

или ..........(5)

' Л/сп0

где Д,; - общая химическая нагрузка на почвы /-ой территории (г/га год); }1,/сп1) ~ критические нагрузки загрязняющих веществ на почвы (г/гагод); - общая нагрузка тяжелых металлов на почву (г/гагод); /¿т,/ст) - критические нагрузки тяжелых металлов на почву (г/гагод), Дх); - нагрузка органических загрязнителей на почву (г/га год), Цх^сгН) - критические нагрузки органических загрязнителей »а почву (г/гагод); ¡Ьасц - общая нагрузка кислотообразующих агентов, азота и серы (г/гагод); /Ьас/сгИ) - критические нагрузки кислотообразующих агентов, азота и серы (г/гагод); Цлсц - техногенная нагрузка других загрязнителей; ¡ЬефгН) - критическая нагрузка на почву других загрязнителей

Для оценки риска загрязнения почв в аспекте здоровья населения, показатель общей химической нагрузки сравнивают с критическими нагрузками на основе санитарно-гигиенических нормативов:

Ар, =24. (6)

¡=1

где /'1рд{аИ) - критическая нагрузка на почву на основе санитарно-гигиенических нормативов (г/га ■ год); 24 - коэффициент пересчета ПДК из мг/кг в г/га; ПДК1 - предельно допустимая концентрация в почве /'-го загрязнителя (мг/кг).

Классификация риска загрязнения почв осуществляется на основе принципа • интегрального показателя риска Ранжирование химического загрязнения почв по классам опасности осуществляется в соответствии с градациями, разработанными автором и приведенными в 'Габл.3. (Овчинникова, 2000,2003а).

Таблица 3.

Классификация риска загрязнения почв

Риск Классы опасности загрязнения почв

Интегральный показатель риска $ Категории риска Вероятность наступления негативных событий

Л, <1 Незначительный -»0 Отсутствует

Д,= 1-10 Условно допустимый 0,1 Незначительная

Ц,= 10-30 Условно допустимый 0,2 Очень низкая

30-70 Условно допустимый 0,3 Низкая

70-99 Недопустимый 0,4 Умеренная

11(= 99-250 Недопустимый 0,5 Умерепно высокая

250 - 500 Недопустимый 0,6 Высокая

Я/= 500-800 Недопустимый 0,7 Экстремальная

Л/= 800-1000 Недопустимый 0,85 Предкризисная

й;>1000 Недопустимый 0,9-1 Кризисная

ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИМ РИСКОМ В ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИИ И ОХРАНЕ ПРИРОДЫ

Принципы управления экологическим риском включают нормирование

вредного воздействия и его снижение до безопасного уровня, а также решение

региональных задач по регулированию и предотвращению техногенной нагрузки и оценке эффективности принимаемых экономических и административных мер. К ведущим механизмам управления риском относится установление допустимого содержания загрязняющих веществ в почве и других природных средах. Разработанная автором методология анализа риска загрязнения почв является составной частью природоохранного управления, поскольку в конечном итоге предназначена для лиц, принимающих решения, и служит инструментом, позволяющим проводить количественные оценки вероятности риска, обеспечивая научную основу для принятия решения (Овчинникова, 20036).

Научно обоснованное управление риском загрязнения почв базируется х!а принципах, представляющих в совокупности необходимые и достаточные условия устойчивого развития: 1) хозяйственная деятельность не приемлема, если получаемая польза для общества в целом не превышает ущерба для почвы; 2) не превышение критических нагрузок на экосистемы (почву); 3) увеличение средне статистической ожидаемой продолжительности жизни людей и сохранение/ восстановление качества экосистем (почв).

Основные принципы управления риском загрязнения почв, разработанные автором, представлены та Рис.4. Результаты классификации риска загрязнения почв - необходимое звено в научно обоснованной стратегии и тактике принятия управленческих решений по его устранению или снижению до приемлемого уровня, что тесно связана с финансовыми затратами.

В сфере управления риском необходимо принимать во внимание следующие составляющие: 1) ограниченность современного научного познания, существование и масштаб неопределенностей, имеющихся в применяемой методологии, проводимых измерениях и других исследованиях, сделанные допущения и упрощения, 2) технические возможности и оборудование, позволяющие осуществить систему мер по снижению риска, 3) анализ затраты/прибыль, в котором различные методы снижения риска переводятся в стоимостное выражение ожидаемой прибыли или общественной полезности, 4) влияние мер по сшжешно риска на социальные аспекты (уровень занятости населения и т.д.), 5) нормативные, правовые, политические и судебные ограничения по выбранной процедуре снижения риска.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ -один из эффективных механизмов управления риском. Он является экономическим рычагом стимулирования природоохранной

27

Рис. 4. Основы управления риском загрязнения почв

инициативы предприятий, заставляющий их осознать масштабы соотношения показателей ущерба, вызванного загрязнением, и экономической эффективности обязательных затрат на природоохранные цели. Оценка ожидаемой выгоды от снижения риска в абсолютом выражении предполагает установление стоимости затрат по его предотвращению или разумному спижешпо и одновременно исключает угрозу банкротства хозяйствующего субъекта (Овчинникова, 1997, 20036). Роль экологического аудирования предприятий в управлении риском загрязнения почв представлены на Рис. 5 .

УЧЕТ РИСКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ В СИСТЕМЕ ЗЕМЕЛЬНОГО КАДАСТРА

Отсутствие учета риска загрязнения почв при проведении кадастровой оценки стоимости земли может приводить к неэффективному землепользованию в сельском и лесном хозяйстве, нерациональной модели развития инфраструктуры т.д. Между тем, качественное состояние почвы, как объекта недвижимости, существенно влияет на ее ценность и стоимостную оценку. При значительной опасности загрязнения сельскохозяйственных угодий происходит снижение урожайности производимой продукции и ее стоимости, а следовательно и снижение стоимости земли (Табл.4).

От того, насколько степень загрязнения почв земельного участка превышает допустимые стандарты и нормы и является опасной, зависят масштабы спроса на нее как объект недвижимости. Таким образом, стоимость земли находится в прямой зависимости от риска ее загрязнения и вероятности неблагоприятных последствий в будущем.

Вопрос кадастровой оценки земель сельскохозяйственных угодий сегодня является исключительно важным для обоснования земельного налога и иных целей, установленных законодательством. Государственная кадастровая оценка земли в настоящее время является наиболее хорошо разработанной областью экономической оценки земель, выполняемой на основе единых методических подходов для обеспечения сопоставимости результатов.

Кадастровая стоимость 1 гектара сельскохозяйственных угодий в среднем по субъекту РФ определяется умножением расчетного рентного дохода на срок его капитализации, который принимается равным 33 годам. Для учета опасности загрязнения почв в государственную кадастровую оценку предлагается ввести

Рис. 5. Роль экологического аудита в управлении риском загрязнения почв

30

поправочные коэффициенты к кадастровой стоимости земель на основе величины риска их загрязнения (Овчинникова, 20036). Значения поправочных коэффициентов представлены в Табл.4.

Таблица 4.

Учет риска загрязнения почв в кадастровой стоимости сельскохозяйственных угодий

Категории почв по Интегральный Поправочный

опасности показатель коэффициент для

химического риска И] снижения расчетного

загрязнения рентного дохода

Отсутствует К,<1 1

Незначительная Я, =1-10 0,98

Очень низкая Л/=10-30 0,90

Низкая /?,= 30-60 0,80

Умеренная Я, = 60-99 0,70

Умеренно высокая Л/- 99-250 0,60

Высокая Я/ - 250-500 0,50

Экстремальная Я, - 500 -800 0,40

Предкризисная /?,= 800 - 1000 0,35

Кризисная Я> 1000 0,30

ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА РИСКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ НОЧВ на примере Ленинского района Московской област и

В качестве объекта для апробации методологии интегральной оценки риска загрязнения почв была выбрана территория Ленинского района Московской области, характеризующаяся высокой антропогенной нагрузкой. В основном промышленном узле загрязнения г. Видное сосредоточены-. завод Металлоконструкций, комбинат «Гипсобетон», Московский коксогазовый завод. Промышленные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от указанных выше источников составляют в год: 4243,7 т оксидов азота, 1,16 т аммиака, 1624 т оксида серы, 540,8 т углеводородов, 9,43 т бензола, 5,76 т ксилола, 1,1 т толуола, 0,3 т оксидов железа, 0,08 т фтора, 0,038 т оксидов марганца, 0,01 т оксидов хрома, 0,00007 т оксидов меди, 0,0002 т свинца, 0,00007 т бен(з)пирена (Доклад ..., 2001).

Территория района в зависимости от типа землепользования была дифференцирована автором на следующие виды экосистем: природные (лесные) для которых характерно только аэрогенное загрязнение, аграрные (пахотные

угодья крупных агрокомбинатов) и агроселитебные — почвы под частными садовыми участками и огородами), под вергающиеся аэрогенной и агротехногенной нагрузке (удобрения и средства защиты растений) и техногенные — территории, занятые крупными промышленными агломерациями.

Были рассчитаны критические нагрузки тяжелых металлов и органических загрязнителей на почву. В качестве условного фона использовались данные анализа проб почв Приокско-Террасного биосферного заповедника (Карабань, 2000), а также почв, расположенных в 20 км к западу от источника загрязнения (в стороне от-розы ветров).

Тяжелые металлы. Результаты оценки риска загрязнения почв тяжелыми металлами показывают, что в лесных экосистемах риск загрязнения почв тяжелыми металлами практически отсутствует, поскольку аэротехногенная нагрузка не превышает критические нагрузки (Рис.б-9). По данным химических анализов их содержание в почвах варьирует в пределах 1,5 - 3 фонового количества и не превышает значения ПДК. Техногенные нагрузки меди, цинка и марганца на почвы ниже критических. Загрязнение почв никелем и кадмием относится к категории условно допустимого риска загрязнения (Рис.7 и 9).

Повышенное содержание свинца, кадмия, хрома и никеля отмечается в почвах сельскохозяйственных угодий в результате интенсивного применения минеральных и органических удобрений и известковых материалов. Агротехногенная нагрузка свинца на пахотные почвы в 5-10 раз превышает критаческую и относится к категории условно допустимого риска (Рис.б.).

Химическая нагрузка хрома на большинство пахотных почв характеризуется 15-кратным, а в ряде случаев 23-х кратным превышением критической, но не переходит верхнюю границу условно допустимого риска. (Рис.8.).

Опасность загрязнения пахотных почв региона тяжелыми металлами зависит от типа и объема применяемых удобрений, что определяется видом возделываемых культур. В Ленинском районе наиболее высокий риск загрязнения характерен для пахотных угодий под посадками земляники и других ягодных культур, меньшая опасность загрязнения характерна для почв, занятых посевами кормовых и овощных культур (Овчинникова, 2004).

Оценка риска загрязнения почв фтором. Аэротехногенная нагрузка фтора на почвы лесных экосистем не достигает критической. Слабое загрязнение почв фтором наблюдается в пахотных почвах, где в зависимости от интенсивности и

вида применяемых средств химизации шротехногенная нагрузка в 2-3 раза выше критической, что соответствует незначительной вероятности риска (Рис. 11).

Оценка риска загрязнения бенз(а)пиреном. ' Бенз(а)пирен является сильнейшим генотоксичным канцерогеном с мутагенными свойствами Химия бенз(а)пирена в почвах изучена мало. Основным источником его поступления в почвы района являются выбросы промышленных предприятий и транспорта. Техногенная нагрузка токсиканта на почвы района ниже критической. Таким образом, вероятность риска загрязнения почвенного покрова опасным веществом сводится к нулю.

Бензил также относится к категории канцерогенных веществ. Геохимия бензола в почвах ¡фактически не изучена. Почти половина почв района в той или иной степени загрязнена бензолом в результате промышленных выбросов в атмосферу. На большей части загрязненных почв техногенная нагрузка бензола превышает критическую не более, чем в четыре раза, что относится к условно допустимой категории риска (Рис.12). На остальных почвах опасность загрязнения бензолом является незначительной или очеш. низкой (Овчинникова, 2004),

Ксилол. Научные публикации, посвященные химии ксилола в почвах, пока отсутствуют. Проведенные исследования показывают, что среди комплекса токсикантов изучаемого региона, наибольшая опасность загрязнения почв принадлежит ксилолу. Техногенная нагрузка ксилола на почвы, находящиеся на расстоянии 0-2,5 км от источника, превышает критическую в 25 - 37 раз и относится к верхнему пределу условно допустимого риска (Рис.13.), Примерно 25% почв района, расположенных к юху и востоку от источника загрязнения, характеризуются 16-25 кратным превышением критической нагрузки по ксилолу.

Толуол. Геохимия толуола в почвах практически не изучена. Загрязнение почв толуолом распространено в основном вокруг источника загрязнения, где его поступление в почву в 6-7 раз выше критической нагрузки относится к условно допустимому риску (Рис. 14). Загрязнение почв толуолом также характерно для почв, расположенных в направлении розы ветров, где азротехногенная нагрузка толуола на почвы, на расстоянии 5-7 км от источника в три-щестъ раз выше критической, что соответствует незначительности вероятности риска. Риск загрязнения почв западного местоположения толуолом практически отсутствует. Средства защиты растений. Атротехногенная нагрузка на почвы пестицидов и других средств защиты растений является незначительной, поскольку современные

препарата, применяемые в области, характеризуются низкой токсичностью и

33

коротким периодом деградации в почве (как правило, в течение одного вегетационного периода). Имеющаяся информация позволила рассчитать критическую нагрузку на почву только для бетанала— слабо токсичного пестицида с коротким периодом разложения в почве. Критическая нагрузка на почвы данного препарата соответствует 330 г/га, в сельскохозяйственной практике доза внесения составляет 4,0 кг/га. Однако результаты химического анализа свидетельствуют об отсутствии данного пестицида в почвах сельхозугодий в конце вегетации. Поскольку рассчитать критические нагрузки для остальных препаратов не представляется возможным, в проведении оценки риска мы опирались на данные химического анализа почв, которые были отрицательными.

Кислотные агенты. Сера. Количество серы, поступающей с атмосферными осадками в почвы Ленинского района, за исключением ареалов, расположенных в непосредственной близости от источника, не превышает критическую нагрузку. В зависимости от удаленности от источника загрязнения нагрузка серы на почву колеблется в пределах от 1,4-2,2 до 0,02-0,32 кг/гагод. Вблизи источника загрязнения нагрузка серы возрастает до 27-63 кг/га'год и превышает критическую нагрузку соответственно в 7,5 и 17,6 раз.

Азот. Техногенное поступление соединений азота с атмосферными осадками колеблется от 100-134 кг/га в год вблизи источника и снижается с удалением от него на 5км к югу до 53,7 - 60 кг/га в год. В северо-западном направлении на расстоянии 7-8 км оно составляет 3,2-7,4 кг/га в год. Нагрузка соединений азота на почвы вблизи источника более, чем в 30 раз превышает критическую, а в почвах, расположенных в направлении розы ветров в южном, восточном и северовосточном направлении на расстоянии 1,5- 4 км - в 7-16 раз (Рис.10) Индицирующим признаком неблагоприятного воздействия также служит ухудшение состояния и повреждение сосновых древостоев, которые по сравнению с другими видами деревьев отличаются повышенной чувствительностью к загрязнению воздуха, особенно оксидами азота и серы. Однако, необходимо учитывать, что сосновые леса подвержены воздействию не только атмосферного загрязнения, но и других факторов, например, таких как рекреационная нагрузка.

Подкисление почв. Подкисление почв в результате загрязнения атмосферными выпадениями кислотообразующих компонентов, имеет место в почвах ряда лесных экосистем, расположенных к югу от источника загрязнения. При этом также наблюдается значительное увеличение мощности почвенной подстилки до 8-10 см. В почвах агроценозов независимо от расстояния от

34

Рис. 6. Картосхема превышения нагрузки РЬ на почвы над критической

Рис. 7. Картосхема превышения нагрузки Сс1 на почвы над критической

1РП

1^=1-2

^■ = 2-3

Рис. 9. Картосхема превышения нагрузки N'1 на почвы над критической

14, <1 ^=1-7 ^ = 7-16

=16-29 Я, = 29-31

Рис. 10. Картосхема превышения нагрузки соединений азота на почвы над критической

Москва

гш Гим.Лент

Измайлс зово

«Боброво'

5

я„ <1 Щ = 2-3

1Ж1 1-2

Рис. 11. Картосхема превышения нагрузки фтора на почвы над критической

Я,<1 Я, = 1-4

Я, = 4-8

Я, = 8-12,7

Рис. 12. Картосхема превышения нагрузки бензола на почвы над критической

Щерб^нк;

^ <1 Нч= 1-8 Я. = 8-16

Я, = 16-25 Я„ = 25-37

Рис.13. Картосхема превышения нагрузки ксилола на почвы над критической 38

Рис. 14. Картосхема превышения нагрузки толуола на почвы над критической

источника и уровня загрязнения реакция среды является нейтральной или близкой к ней, что связано с ежегодным внесением известковых материалов в почву.

Интегральная оценка риска загрязнения почв

Сравнительный анализ результатов, полученных при проведении оценки риска загрязнения почв расчетным путем, и на основе традиционных полевых исследований с последующим определением загрязняющих веществ химическими методами показал, их хорошую сходимость (Овчинникова, 2004).

Результата проведенного исследования свидетельствуют о том, что опасность загрязнения почв изучаемой территории варьирует в пределах от незначительной до умеренно высокой (Рис.15). В формировании риска для почв природных экосистем среди загрязняющих ингредиентов лидирующее положенгге занимает ксилол, доля которого составляет порядка 57%, по остальным позициям лидирует бензол, толуол и азот. Доля тяжелых металлов равна нулю. В почвах аграрных и агроселитебных экосистем наряду с ксилолом, которому принадлежит более 35% в структуре риска, возрастает роль тяжелых металлов - около 35%, на третьем месте азот, затем бензол и толуол.

О 0,1 02 ОД 0.4 0,5

Всфшпмос!* рмежв

Рис.16. Распределение вероятности риска по частоте встречаемости среди

исследуемых почв

Распределение вероятност и риска в зависимости от частоты встречаемости признака преде гавлена на Рис.16. В основном преобладает незначительная, и условно допустимая категория риска

30,10%

а К-0 опасности дат ПР=П,2 опасность тень низкая а(?-(м Опасность умернннии

ПК-0,1 Опасность незначительная ПЯ-О,^ Опасность низкая ак=0,Ь Опауюст» умеренно- высокая

Рис.17. Структура площади почвенною покрова региона с различной опасностью

загрязнения

При этом площадь почв, имеющих различную опасность загрязнения, распределяется следующим образом (Рис.17). Набольшая опасность загрязнения, соответствующая К, > 100, характерна для почв, занимающих 2% от общей площади и расположенных в непосредственной бэгизоети от источника. Большая часть почв Ленинского района характеризуется незначительной 18,8%, очень низкой - 30,1% и низкой опасностью загрязнения 26,6%, что в сумме составляет 75%. В настоящее время опасность загрязнения практически отсутствует для почв, расположенных к западу от источника и занимающих 17% площади района (Овчинникова, 2004).

Вероятность риска загрязнения почв природных и антропогенных экосистем распределяется неодинаково (Рис.18) Наибольшая вероятность риска, составляющая 0,4 и 0,5; отмечена дня почв антропогенных экосистем. При снижении вероятности риска возрастает доля лесных почв. Так, при незначительной и очень низкой вероятности риска доля почв природных экосистем составляет 72,7%, а при отсутствии риска - 57,1%.

Всроятиисть риска

□Почвы антропогенных зшсисшл □ По^ны природных экосисшц

Рис.18. Распределение вероятности риска загрязнения среди почв природных и антропогенных экосистем

Сравнение рисков загрязнения почв природных и антропогенных экосистем, выполненное но четырем основным румбам (Рис.19), показало, что почвы природных экосистем, по сравнению с антропогенными, в меньшей степени подвержены риску загрязнения. Особенно существенны эти различия в почвах, расположенных в направлении преобладающих ветров: вероятность риска загрязнения лесных почв в два и более раза ниже, чем пахотных угодий. Это, ^

очевидно, связано, во-первых, с отсутствием агротехногенной составляющей риска, которая может достигать значительных размеров, во-вторых, с наличием защитного биогеохимического барьера на пути токсикантов, представленного древесно-кустарничковым ярусом.

Рис 19. Опасность $афязнения ночи лесных и агарных, экосистем в направлении

основных румбов

Выводы

1 Интефалъная оценка риска л-иричнении почв базируется на сиоемном подходе, в котором исходя из принципов генетическою почвоведения на основе уравнения баланса равновесных масс ¡пгря шяюших веществ в почве учитываются их соаав, аелель токсичности и удельные массы, поступающие в почву, а также процессы их аккуму.имиии, трансформации. биогенной и видной миграции в сопредельные срелы и количеывенно охарактеризована устойчивость почв к химическому загрязнению, обусловленная ич шисчисом, составом н свойствами и ведущими факторами почвообразования Роулыаш апробирования меюдожнии на примере административного района территорий различного ранга пощнердили возможность ее применения для почв различных типов экосистем и ландшафтов при проведении э коло) ичес кого зонирования

2. Количественная оценка устойчивости почв к загрязнению является важным фактором в интегральной оценке риска, поскольку учитывает региональные особенности геосистем и характеризует потенциальные возможности различных почв, что позволяет прогнозировать их ответную реакцию на равное техногенное воздействие независимо от характера этого воздействия. Количественная характеристика устойчивости почв к химическому загрязнению осуществляется путем оценки весовых вкладов репрезентативных почвенпо-геохимических факторов в данный процесс по единой безразмерной шкале с фиксированными границами.

3. Интегральный показатель риска служит количественной мерой выражения риска загрязнения почв. Он характеризует размеры превышения химической нагрузки комплекса вредных ингредиентов на почвы территории над критической и является результирующей величиной разнонаправленных, техногенных и почвенного-геохимических процессов, происходящих в экосистемах и ландшафтах. Применение интегрального показателя позволяет объективно оценивать экологическое состояние педосферы и проводить ранжирование почв территории по классам опасности их загрязнения, как для ландшафтов, так и биосферы, в целях выработки стратегии и тактики экологического менеджмента и принятая научно обоснованных решений но снижению и предотвращению риска.

4. Введение категории незначительного риска и условно допустимого риска предполагает возможность установления таких нормативов содержания вредных веществ в почве и продукции растениеводства, которые, ограничивая негативное влияние нормированного вещества на живые организмы, вместе с тем не препятствуют экономическому развитию. Верхний предел незначительного риска соответствует уровню критической нагрузки, при котором вероятность возникновения неблагоприятных последствий мала или ею можно пренебречь. Верхняя граница условно допустимого риска характеризует предельный уровень, выше которого риск загрязнения становится недопустимым.

5. Интегральная оценка риска основана на ключевой категории - критерии экологического качества почв. При оценке опасности загрязнения для почвы как компонента экосистемы или ландшафта, в качестве критерия качества почв предлагается использовать экопочвенный норматив", ориентированный на отклик наиболее чувствительных к загрязнению групп почвенной биоты, как правило, микроорганизмов. Экопочвенный норматив представляет меру хемогенного воздействия на почву, при которой вследствие допустимого поступления

44

некоторого количества загрязняющего вещества в почву, устанавливается пороговая концентрация этого загрязнителя в почве, почвенном растворе или продукции растениеводства, а функциональные характеристики почвы не выходят за пределы естественных флуктуаций. При оценке риска для здоровья под критерием качества почв понимается диапазон состава и свойств почв, при котором не происходит снижения качества жизни.

6. Результаты проведенного исследования свидетельствуют, что если в отношении отдельных вредных ингредиентов риск загрязнения почв относится к категории допустимохх>, то применение интегральной оценки позволяет получить более объективную и достоверную индикацию опасносга одновременного воздействия на почвы комплекса вредных веществ, в соответствии с которой, риск загрязнения почв некоторых экосистем и ландшафтов становится недопустимым.

7. Почвы антропогенных экосистем, на примере Ленинского района, в большей степени подвержены риску техногенного загрязнения, по сравнению с почвам лесных экосистем. Это обусловлено отсутствием агротехногешюй составляющей риска, которая может достигать значительных размеров, а также наличием биогеохимического барьера в виде древесно-кустарничкового яруса при аэротсхногенном поступлении токсикантов.

8. В структуре площади почвенного покрова региона доля почв с недопустимым риском загрязнения составляет 8%. Наибольшую площадь (75%) занимают почвы, характеризующиеся условно допустимым риском загрязнения. На 17% от общей площади региона располагаются почвы лесных экосистем, риск загрязнения которых является незначительным или отсутствует

9. Принципы управления риском загрязнения почв, основанные на использовании результатов его интегральной оценки, могут служить инструментом, реализующем переход к устойчивому развитию. Управление риском системе рационального природопользования включает классификацию риска, анализ последствий риска и выработку мер по его снижению. Первой фазой управления выступает' классификация риска, т.е. оценка рисков с точки зрения их опасности для здоровья населения и почвенного покрова, в целях принятия обоснованного решения о необходимости их снижения. Риски не могут оцениваться только на основе научных заключений, поскольку принятое управленческих решений тесно связано с социально-экономическими проблемами допустимости или приемлемости риска.

10. При определении кадастровой стоимости сельскохозяйственных угодий учет риска загрязнения почв осуществляется путем введения соответствующего поправочного коэффициента для вычислении расчетного рентного дохода

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Монографии: 1. Овчинникова И.Н.(Шибаева) Экологический аудит / М.: Изд-во Российской Академии Государственной Службы при Президенте РФ, 1997, 34 с.

2. Овчинникова И.Н.(Шибаева) Медведева О.Е. Интегральная оценка риска загрязнения почв и расчет экономического ущерба. М.: Альтекс, 2000,55" с.

3. Овчинникова И.Н. Экологический риск и загрязнение почв. - М.: Альтекс, 2003а.-363 с. -

4. Овчинникова И.Н. Оценка риска загрязнения почв в управлении природопользованием и системе земельного кадастра. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 20036.-120с.

Научные статьи и др.:

5. Васильевская В.Д., Овчинникова И.Н. (Шибаева) Миграция железа, марганца, цинка и меди в природных водах ландшафтов Верхнего Поволжья. / Вестник Московского Ун-та, 1988, №2, с. 39-45.

6. Самохвалов С.Г., Чеботарева Н.Ф., Кузнецов А.В., Овчинникова И.Н. (Шибаева). Методические указания по определению микроэлементов и тяжелых металлов в растениях с помощью индукционно-связанной плазмы. / Союзсельхозхимия, ЦИНАО, 1989,11с.

7. Овчинникова И.Н. (Шибаева) Геохимические особенности распределения микроэлементов в ландшафтах р. Ушки. // Биологические науки, деп. № 2012,1989, 15 с.

8. Васильевская В.Д., Овчинникова И.Н. (Шибаева) Опыт составления почвенно-геохимической карты речного бассейна. // Вест. Моск. Ун-та, 1990, № 4, С.3-10.

9. Овчинникова И.Н. (Шибаева) Сравнение двух методов извлечения микроэлементов в составе органического .вещества почв.// Вест. Моск. ун-та, 1990, №3, С. 32-38.

10. Державин Л.М., Самохвалов С.Г., Кузнецов А.В., Овчинникова И.Н. (Шибаева). ГОСТ Методы определения свинца, кадмия и меди в почвах сельхозугодий. / Изд-во Стандарты, 1990,26 с.

46

11. Биогеохимия железа и микроэлементов в- ландшафтно-геохимичееких системах верхнего Поволжья. / Биологическая роль микроэлементов в сельском хозяйстве и медицине. М., 1990, С. 42-47.

' 12. Овчинникова И.Н. (Шибаева), Поновичева JI.JI. Моделирование биогенной миграции тяжелых металлов и способы их детоксикаци. / Сб.: «Экологические проблемы охраны живой природы», М., 1990 т.З, С. 25-26.

13. Овчинникова И.Н. (Шибаева), Самохвалов С.Г., Кузнецов А.В. Современные методы исследования в агрохимической службе / Сб.: Методы аналитической химии в сельском хозяйстве, П Всесоюзная конференция, М, 1990, С.3-7.

R Samohvalov S.G., Pukliovskij A.V., Ovcninnikova LN. (Shibacva), ct al. The application of atomic spectroscopic methods in agrochemical service. / XI CANAS Conference on Analytical Atomic Spectroscopyy with International Participation, 1990, p.306.

15. Овчинникова И.Н. (Шибаева) Применение метода интегральных оценок в почвенно-геохимических исследованиях. / Сб. Биологическая роль микроэлементов в сельском хозяйстве и медицине. М., XI Всесоюзная конференция, 1991, С. 97-99.

16. Kogan B.S., Kocovec UJ, Demidov V.V., Ovchinnikova I. N.( Shibaeva) Inductive-coupled plasma and atomic spectroscopy methods for determination of trace elements in heredity structure and reproductive tissue connected with environmental pollution. / 6th International Workshop on Trace Element Analytical Chemistry in Medicine and Biology, Neuherberg, 1991.

17. Ovchinnikova I..N.( Shibaeva), Demidov V.V. The extraction of heavy metals from polluted subtracts in digestive interpret liquid. / 6th International Workshop on Trace Element Analytical Chemistry in Medicine and Biology, Neuherberg, 1991.

18. Васильеская В.Д., Овчинникова И.Н. (Шибаева) Фракционный состав соединений металлов в почвах южно-таежного Заволжья // Почвоведение, 1991, № 11, С. 14-23.

19. Овчинникова И.Н. (Шибаева), Берлянд А.В. Оценка хемогенной натрузки на почвы и опасности их загрязнения (Методические указания). / Мин-во охраны окружающей среды и природных ресурсов РСФСР, 1993, 54 с.

20. Driver P., Bridges О., Kurds Т., Ovchinnikova I.N. (Shibaeva)Assessment of the potential for import by member states of the European Union of food products containing radionuclide concentration in excess of limits laid down in council regulation EEC n 737/90,1996, London, 25pp.

21. Driver P., Bridges O., Kurtis Т., Ovchinnikova LN. (Shibaeva)Environmental expertise of tlie proposed Beregovo gold mine / Monchel & Partners, London, 1996, 45 pp.

22. Ovchinnikova I.N. (Shibaeva) Environmental assessment Building 17, AkriMdn. (Bristol-Myers Squibb), //Dames & Moor, London, 1996,34pp.

23. Овчинникова И.Н. (Шибаева), Хаустова А.И. Оценка степени загрязнения почв в районах, прилегающих к полигону твердых промышленных отходов «Саларьево» //. Сб.: «Промышленные отходы и окружающая среда», М., 1996, С. 12-25.

24. Шевчук AJB., Овчинникова И.Н.(Шибаева) Экологический аудит и охрана окружающей среды в РФ. // «Экология и промышленность России » 1997, № 6, С. 29-32.

25. Шевчук А.В., Овчинникова И.Н.(Шнбаева) Экологический аудит и охрана окружающей среды в РФ. // «Экология и промышленность России » 1997 № 7, С. 46-48.

26. Ovchinnikova I. (Shibaeva), J. Japenga Integrated assessment of risk related to soil contamination. International conference Risk 97 on Mapping Environmental Risks and Risk Comparison, Amsterdam/ J.Risk Assessment, 1997, Special issues, p. 61-62.

27. Овчинникова И.Н.(Шибаева), Я. Япенга Критерии качества почв как инструмент расчета критических нагрузок. // Вест. Моск. Ун-та, 2001, №1, С. 7-13.

28. Овчинникова Й.Н.(Шибаева) Экологический аудит в системе управления качеством окружающей среды города. // Тр. VIII Межд. конф. «Проблемы управления качеством городской среды», М.: Прима, 2002, С. 161-164.

29. Овчинникова И.Н.(Шибаева), В.Д. Васильевская Экологический риск. // География и природ, ресурсы, 2003в, № 1, С. 28-34.

30. Овчинникова И.Н., Васильевская В.Д. Оценка риска загрязнения почв на основе концепции «критических нагрузок. II Проблемы региональной экологии, 2003, №6, с. 42-49.

31. Овчинникова И.Н.(Шибаева), В.Д. Васильевская Нормирование загрязнения почв на основе концепции критических нагрузок. // Экологические приборы и системы, 2003д, № 12, с. 24г29.

32. Овчинникова Й.Н., Васильевская В.Д. Интегральная оценка риска загрязнения почв Ленинского района Московской области. // Экологические системы и приборы, 2004, № 2.

33. Овчинникова Н.Н., Васильевская В.Д. Критерии устойчивости почв к загрязнению при оценке экологического риска. // Экологические системы и приборы, 2004 (в печати).

Издательская лицензия ЛР № 065802 от 09.04.98. Подписано в печать 08.01.2004. Усл. печ. л. 3 Тираж 130 экз. Заказ 6

Отпечатано в типографии ООО «Мультипринт» 121357, г. Москва, ул. Верейская, д. 29 тел.: 230-44-17

РНБ Русский фонд

17619

\ч я;;;-; да

Содержание диссертации, доктора географических наук, Овчинникова, Инна Николаевна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ РИСК И ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ

1.1. Экологический риск. Основные понятия и положения.

1.2. Критерии экологического качества почв - решающий фактор в оценке риска загрязнения.

1.2.1. Концепция критериев экологического качества почв.

1.2.1.1. Экологическое качество почвы. Цели и задачи.

1.2.1.2. Проблема качества почвы в отечественной и зарубежной литературе.

1.3. Концепция экологического качества почвы с позиций генетического почвоведения.

1.3.1. Проблема создания экологически ориентированных критериев качества почв.

1.3.1.1. Обоснование выбора базовых показателей критериев экологического качества почв для здоровья населения

1.3.1.2. Проблема создания критериев экологического качества почв как компонента экосистемы.

Глава 2. КОНЦЕПЦИЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ РИСКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ

2.1. Анализ существующих подходов к оценке опасности загрязнения почв и проблеме нормирования

2.2. Концепция интегральной оценки риска загрязнения почв.

2.2.1. Основные положения концепции.

2.2.2. Основные этапы применения концепции оценки риска.

2.3. Использование критических нагрузок в оценке риска загрязнения почв тяжелыми металлами и устойчивыми органическими веществами.

2.3.1. История создания концепции критических нагрузок.

2.3.2. Принципы расчета критических нагрузок при загрязнении почв тяжелыми металлами и органическими веществами.

2.3.2.1. Принцип расчета критических нагрузок для тяжелых металлов.

2.3.2.2 Методология расчета критических нагрузок д ля устойчивых органических загрязнителей.

Глава 3. КРИТЕРИИ УСТОЙЧИВОСТИ ПОЧВЕННОГО • ПОКРОВА К ХИМИЧЕСКОМУ ЗАГРЯЗНЕНИЮ

3.1. Устойчивость почвы. Понятия и определения.

3.2. Критерии оценки устойчивости почв к загрязнению.

3.2.1. Тип почв.

3.2.2. Растительные формации.

3.2.3. Водный режим.

3.2.4. Положение в рельефе.

3.2.5. Почвообразующие породы.

3.2.6. Гранулометрический состав.

3.3. Пороговые значения токсичности загрязняющих веществ в почве.

3.3.1. Реакция почвы и ее компонентов на загрязнение.

3.3.2. Пороговые значения токсичности загрязняющих веществ в почве

Глава 4. МЕТОДОЛОГИЯ РАСЧЕТА ИНТЕГРАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ РИСКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ

• 4.1. Основные положения методологии.

4.2. Источники химического загрязнения почв.

4.2.1. Определение удельной массы загрязняющих веществ, поступающих в результате выбросов в атмосферу.

4.2.2. Определение удельной массы загрязняющих веществ, поступающих со средствами химизации сельского хозяйства.

4.3. Миграция загрязняющих веществ из почвы в сопредельные природные среды.

4.3.1. Биогенная миграция.

Ф 4.3.2. Водная миграция.

4.3.2.1. Миграция с жидким поверхностным стоком.

4.3.2.2. Миграция с твердым поверхностным стоком.

4.3.2.3. Водная миграция с внутрипочвенным стоком.

4.4. Расчет устойчивости почв к химическому загрязнению.

4.5. Интегральная оценка риска загрязнения почв.

4.5.1. Общая характеристика.

4.5.2. Расчет общей техногенной нагрузки на почвы.

4.5.3. Классификация риска химического загрязнения почв.

Глава 5. КОНЦЕПЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ РИСКОМ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

• ПОЧВ

5.1. Экологические и социальные последствия загрязнения земель.

5.2. Основы управления экологическим риском.

5.2.1. Функции государственного природоохранного управления.

5.2.2. Управление экологическим риском и рациональным природопользованием.

5.2.3. Принципы снижения экологического риска.

5.2.3.1. Анализ зарубежного опыта эффективного природоохранного управления.

5.2.4. Классификация экологического риска.

5.2.5. Анализ рентабельности от снижения риска загрязнения.

5.3. Экологический аудит - экономический инструмент управления экологическим риском.

5.3.1. Экологический аудит в развитых странах и России.

5.3.2. Основные методологические положения экологического аудита.

5.3.3. Практика применения экологического аудита.

5.3.4. Процедура проведения аудита и анализ полученной информации.

5.3.5. Экологический аудит и стратегические аспекты эко-эффективности.

5.4. Принципы расчета экономического ущерба от загрязнения почв.

5.4.1. Принципы расчета экономического ущерба от химического загрязнения почв.

5.4.2. Определение восстановительной стоимости плодородного слоя почвы.

5.4.3. Особенности расчета стоимости земель сельскохозяйственного назначения конкретного региона (хозяйства).

Глава 6. ОЦЕНКА РИСКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ В СИСТЕМЕ ЗЕМЕЛЬНОГО КАДАСТРА

6.1. Экологический риск и кадастровая стоимость земли.

6.1.1. Влияние риска загрязнения земли на ее кадастровую стоимость.

6.1.2. Оценка стоимости земли с учетом риска химического загрязнения.

6.2. Оценка стоимости земли с учетом риска её загрязнения в системе государственного земельного кадастра.

6.2.1. Кадастровая стоимость сельскохозяйственных угодий.

6.2.2. Кадастровая стоимость земель с учетом риска

• их загрязнения.

Глава 7. ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА РИСКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ на примере Ленинского района Московской области

7.1. Природные условия и экологическая ситуация в регионе.

7.1.1. Общая характеристика региона.

7.1.2. Климат.

7.1.3. Геология.

7.1.4. Рельеф.

• 7.1.5. Почвообразующие породы.

7.1.6. Растительность.

7.1.7. Почвы.

7.1.8. Дифференциация территории по типу землепользования.

7.2. Интегральная оценка риска загрязнения почв.

7.2.1. Методы исследования.

7.2.2. Источники загрязнения почв.

7.2.3. Критические нагрузки на почву.

7.2.4. Интегральная оценка риска. Обсуждение результатов исследования.

• 7.2.4.1. Риск загрязнения почв тяжелыми металлами.

7.2.4.2.0ценка риска загрязнения почв фтором.

7.2.4.3. Оценка риска загрязнения почв органическими веществами.

7.2.4.4. Оценка риск воздействия кислотных агентов на почву.

7.2.4.5. Интегральная оценка риска загрязнения почв.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Интегральная оценка риска загрязнения почв"

Каковы бы ни были перемены, производимые человеком, вечный круговорот времен года остается незыблемым,. предоставляя человеку возможность направить высокие силы своего всеобъемлющего разума на познание законов, которыми управляется это бесконечное однообразие и вечное изменение.

Дж. Ф. Купер, 1841

Актуальность темы. В стратегии перехода России к устойчивому развитию проблема экономического роста и сохранения окружающей среды рассматриваются в единстве. По существу устойчивое развитие ориентировано на сбалансированное, экологически безопасное, социально-экономическое развитие на фоне сохранения, регулирования и оптимизации природно-ресурсного потенциала, в составе которого важная роль принадлежит земельным ресурсам, и усиление мер по охране окружающей среды.

Неизбежным следствием хозяйственной деятельности является нанесение вреда окружающей среде, а развитие производства, не дающего выбросов, относится к отдаленному будущему. Согласно экологической доктрине устойчивое развитие России, высокое качество жизни и здоровья населения может быть осуществимо только при условии, если увеличение темпов экономического роста обеспечит сохранение и регулирование природных систем надлежащего качества в условиях постоянного антропогенного воздействия.

Промышленное производство не может нормально развиваться вне связи с биосферой, которая обеспечивает его сырьем, энергией и ресурсами, являясь одновременно средой, принимающей потоки отходов производства. Масштабы рассеивания загрязняющих веществ и опасность их неблагоприятного воздействия на экосистемы велики. В тоже время, развитие производства, не дающего выбросов в окружающую среду, относится к отдаленному будущему.

Рассматривая биосферу Земли как единую экологическую систему во всем многообразии многофункционального проявления ее структурных связей и обмена веществом и энергией между различными компонентами в пространстве и времени, оптимальную для жизнедеятельности человека и биоты, необходимо осознать, что данная система обладает ограниченной устойчивостью к всевозможным явлениям и процессам, нарушающим ее нормальное состояние и развитие

Усиление техногенных нагрузок на природные экосистемы приводит к их необратимой деградации или гибели, что негативно отражается на человеке: с одной стороны вследствие причинения вреда здоровью населения, с другой в результате уменьшения объемов ресурсопотребления, что соответственно оказывает влияние на развитие экономики и социальной сферы общества.

Дальнейший экономический рост, сопровождающийся нерациональным потреблением ресурсов и загрязнением окружающей среды, в конечном итоге ведет к экологической катастрофе и ставит под сомнение возможность будущего существования человечества. Обеспечение экологической безопасности и сохранение природной среды возможно только за счет эффективной, структурированной системы управления природопользованием и отходами, контроля за состоянием и загрязнением природных систем, создания и внедрения новых малоотходных, энерго- и ресурсосберегающих технологий, что позволит перейти к устойчивому развитию, глобальная концепция, которого определена на Конференции ООН по вопросам охраны окружающей среды и развития в Рио-де-Жанейро в 1992 г. и Иоганесбурге в 2002 г.

В соответствии с определением, представленным в докладе международной комиссии по окружающей среде и развитию «Наше общее будущее», термин устойчивое развитие означает удовлетворение жизненных потребностей общества без возникновения угрозы истощения природных ресурсов и деградации окружающей среды и обеспечение существования будущим поколениям (Наше ., 1989).

По существу устойчивое развитие ориентировано на сбалансированное, экологически безопасное, социально-экономическое развитие на фоне сохранения, регулирования и оптимизации природно-ресурсного потенциала и усиление ответственности за все формы деятельности, наносящие ущерб природной среде.

В стратегии перехода России к устойчивому развитию проблема экономического роста и сохранения окружающей среды рассматриваются в единстве. Это подразумевает экологизацию общественного развития и внедрение комплекса природоохранных, правовых и административно-управленческих мер по обеспечению экологической безопасности.

В соответствии с требованиями ООН к охране окружающей среды Международная организация по стандартизации разработала и предложила к использованию пакет международных стандартов (ISO 9000, ISO 14000, 14001), который содержит общие критерии и процедуры применения эффективной системы управления охраной окружающей средой -экологического менеджмента (Международные стандарты . ., 1995), а также обеспечивает предприятия нормативной базой для проведения экологической сертификации, экологического аудита и управления экологической безопасностью.

Таким образом, рациональное природопользование представляет стандартизированную систему управления качеством окружающей среды в регионе и на каждом предприятии, основанную на положениях международных стандартов и обеспечивающую устойчивое развитие и экологическую безопасность.

Почве принадлежит ведущая роль в функционировании биосферы (Добровольский, Никитин, 2000). Пока почва устойчива, экологическая безопасность обеспечена. Утрата или необратимая деградация почвенного покрова может рассматриваться как гибель экосистемы. Чем выше уровень техногенной нагрузки, тем выше риск нарушения механизмов, обеспечивающих ее устойчивость, и вероятность перехода в новое состояние, непригодное для жизнедеятельности биоты и человека.

В настоящее время риск загрязнения почвенного покрова тяжелыми металлами и устойчивыми органическими загрязнителями, его последствия и взаимосвязь между техногенными нагрузками и устойчивостью почв изучены недостаточно. На современном этапе не существует общепринятых подходов и апробированных путей решения этой крайне сложной проблемы. Создание концепции риска загрязнения почв, методов его оценки и управления находятся еще на стадии становления.

Для достижения указанной цели, по мнению автора, необходима интегральная оценка опасности загрязнения почв, создание стандартов качества почв, внедрение в природоохранную сферу эффективных методов управления и экономического стимулирования, направленных на снижение химической нагрузки на почвенный покров до допустимого уровня (Овчинникова, 2003в).

Получение достоверной информации относительно риска загрязнении почв является важным звеном в научно обоснованной стратегии и тактике принятия управленческих решений (экологический менеджмент), связанных с финансовыми затратами по устранению и/или снижению негативных последствий до приемлемого уровня (Овчинникова, 20036).

Цель исследования заключалась в разработке концепции и методологии интегральной оценки риска загрязнения почв для сохранения биосферных функций почвы на основе рационального природоохранного управления, при котором ограничение техногенной нагрузки не препятствует экономическому росту и развитию, а также для эффективного землепользования на основе учета риска в кадастровой стоимости земель.

Задачи исследования:

1. создать и сформулировать основные положения концепции оценки риска загрязнения почв;

2. обосновать и количественно охарактеризовать критерии потенциальной устойчивости почв к химическому загрязнению;

3. обосновать принципы практического расчета критических нагрузок на почву тяжелых металлов и органических загрязнителей;

4. разработать методологию расчета интегральной оценки и классификации риска химического загрязнения почв;

5. разработать основы управления риском загрязнения почв для принятия адекватных мер по его предотвращению и/или снижению и составить рекомендации по внесению показателя риска в государственный земельный кадастр;

6. на основе интегральной оценки риска загрязнения почв провести природоохранное зонирование территории Ленинского района Московской области для дифференцирования опасности техногенного воздействия.

Защищаемые положения

В результате выполненных теоретических, полевых и лабораторных ^ исследований разработана, обоснована и апробирована концепция интегральной оценки риска загрязнения почв и методология ее расчета, которая базируется на следующих положениях:

1) Интегральная оценка риска химического загрязнения проводится на основе принципов генетического почвоведения и уравнения баланса равновесных масс загрязняющих веществ в почве, включающего процессы. их аккумуляции, трансформации и миграции, и количественную характеристику устойчивости почв к загрязнению, обусловленную ее генезисом, составом и свойствами, а также ведущими почвообразовательными факторами внешней среды. При этом риск загрязнения почв следует рассматривать с двуединой позиции: опасности наступления негативных последствий для почвы как базового компонента экосистемы в результате нарушения ее устойчивости и для здоровья населения.

2) Количественной мерой выражения вероятности риска загрязнения почв является интегральный показатель, который, представляя стабильную, результирующую величину ведущих, разнонаправленных техногенных и почвенно-геохимических процессов, характеризует степень превышения реальной техногенной нагрузки на почвы над критической, заменяя, таким образом, абсолютную меру вероятности риска, поскольку с увеличением данного соотношения вероятность неблагоприятных последствий возрастает. Это дает возможность объективно оценить степень опасности загрязнения почв при одновременном воздействии на экосистему или ландшафт целого ряда веществ различной массы и токсичности, а также ранжировать почвы по классам опасности их химического загрязнения.

3) Важным фактором при оценке риска выступает устойчивость почв к химическому загрязнению. Количественная оценка устойчивости почв позволяет учитывать региональную специфику территории и характеризовать потенциальные возможности различных почв и их ответную реакцию на равное техногенное воздействие независимо от характера этого воздействия.

4) Для оценки экологического состояния почв и разработки эффективных мер природоохранного управления, направленных на предотвращение и/или снижение риска, автором предложено ввести категорию незначительного риска, категория условно допустимого риска и категория недопустимого риска. Первые две категории допускают ограниченную возможность поступления и содержания загрязняющих веществ в почве, в виде примесей к ее естественному составу в количествах, безопасных для окружающей среды и здоровья человека.

5) Оценка риска базируется на ключевой категории - критерии экологического качества почв для ограничения техногенного воздействия в зависимости от цели исследования (состояние здоровья или состояние природной среды). Для защиты почвы как компонента экосистемы и ландшафта предлагается ввести экопочвенный норматив, который представляет меру хемогенного воздействия на почву, ориентированную на отклик наиболее чувствительных к загрязнению групп почвенных микроорганизмов, и обеспечивает условия для нормальной жизнедеятельности почвенной биоты и нормального функционирования почвы.

Научная новизна. В работе впервые:

1. Сформулирована концепция интегральной оценки риска загрязнения почв и введены различные категории допустимости риска для идентификации степени опасности хемогенной нагрузки на почвы для человека и экосистем и её нормирования.

2. Обоснованы принципы количественной оценки устойчивости почв к химическому загрязнению с использованием факторов почвообразования и почвенных свойств, включающих существующее природное разнообразие и имеющих приоритетное значение в процессах функционирования почв и формирования их устойчивости.

3. Теоретически разработана и практически обоснована методология интегральной оценки риска загрязнения с использованием интегрального показателя риска, характеризующего размеры превышения реальной химической нагрузки над критической с учетом удельных масс и степени токсичности комплекса вредных ингредиентов, процессов их поступления и выноса из почвы в сопредельные среды, и устойчивости почв к загрязнению.

Введено понятие «экопочвенного норматива» - экологически обоснованного критерия качества почв, ориентированного на защиту почвы как компонента экосистемы от химического загрязнения на основе взаимосвязи между химическим состоянием почвы и биологическими индикаторами.

5. Разработаны принципы управления риском загрязнения почв, которые служат научным обоснованием для выработки превентивных мер по предотвращению и снижению риска. Предложены практические подходы по использованию в практике природоохранного управления мер экономического стимулирования предприятий - экологического аудита и расчету экономического ущерба от загрязнения.

6. Предложено учитывать степень риска загрязнения почв при определении кадастровой стоимости сельскохозяйственных угодий путем введения поправочного коэффициента для вычисления расчетного рентного дохода и срока его капитализации.

Практическая ценность и реализация работы

1. Созданная методология предназначена для проведения интегральной, количественной оценки риска химического загрязнения почвенного покрова территорий различного ранга. Ее преимущество заключается в использовании данных государственной статистической отчетности, информационных материалов территориальных подразделений по охране окружающей среды и административных органов, экологической отчетности предприятий и организаций, ведомственных материалов, характеризующих состав и объемы ингредиентов выброса/сброса загрязнителей в окружающую среду, в том числе в рамках трансграничного переноса, а также опубликованных научных работ, что позволяет не проводить дорогостоящие полевые и лабораторные измерения.

2. Методология содержит пространственно-временные характеристики техногенных и природных почвенно-геохимических процессов, что позволяет использовать полученные данные для прогнозных оценок состояния почвенного покрова и формирования долгосрочной научно обоснованной политики в области управления природопользованием и охраны природы, при проведении работ по комплексной оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС) и экологическому аудиту, при разработке долгосрочных программ по защите окружающей среды (Овчинникова, 2000, 2003а).

3. Результаты исследования обеспечивают возможность ранжирования состояния почв региона по классам опасности химического загрязнения и расчета экономического ущерба, что облегчает принятие управленческих решений, связанных в первую очередь с экономическими затратами и социальными последствиями по устранению причин загрязнения и/или его снижению до приемлемого уровня его негативных последствий, а также предотвращению повторения подобных событий в будущем.

4. Результаты проведенной работы позволяют внедрить их в практику управления землепользованием, для учета неблагоприятных экологических факторов в государственной кадастровой оценке земли (Овчинникова, 20036).

Организация исследований. В основу диссертации положены собственные теоретические разработки и научные исследования автора, а также результаты проведения полевых работ на территории Ленинского района Московской области и изучения фондовых материалов.

Личный вклад автора. Автору принадлежит постановка проблемы, разработка теоретических положений концепции и методологии риска загрязнения почв, а также программы исследований, организация и выполнение полевых работ, анализ фондовых материалов, обобщение полученных научных материалов.

Апробация работы. Материалы и результаты исследований обсуждались на заседании кафедры управления природными ресурсами факультета государственного управления МГУ им М.В. Ломоносова и совместном заседании кафедры геоэкологии и прикладной геохимии и кафедры физической географии, экологии и охраны природы геологогеографического факультета Ростовского государственного университета, Международной конференции «Риск 97» в Амстердаме (1997), VIII Международной конференции «Проблемы управления качеством городской среды» (Москва, 2002). По результатам работы автором были получены два международных гранта: от Конфедерации Британской Промышленности (CBI, London) и от Международного Сельскохозяйственного Центра в Вагенингене (IACC, Wageningene), Голландия соответственно на период 12 месяцев 1995-1996 гг. в Mouchell & Partners и 6 месяцев 1996-1997 гг. в Institute of Soil Fertility & Agrobiology

Публикации. Основное содержание и результаты работы изложены в трех авторских монографиях и 30 научных работах.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на / страницах машинописного текста, состоит из введения, 7 глав и выводов. Список литературы насчитывает 345 работ, из них - 98 иностранных авторов.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Овчинникова, Инна Николаевна

3. Результаты исследования обеспечивают возможность ранжирования состояния почв региона по классам опасности химического загрязнения и расчета экономического ущерба, что облегчает принятие управленческих решений, связанных в первую очередь с экономическими затратами и социальными последствиями по устранению причин загрязнения и/или его снижению до приемлемого уровня его негативных последствий, а также предотвращению повторения подобных событий в будущем.

4. Результаты проведенной работы позволяют внедрить их в практику управления землепользованием, для учета неблагоприятных экологических факторов в государственной кадастровой оценке земли (Овчинникова, 20036).

Разработанная автором методология имеет важное практическое значение, поскольку предназначена для использования в деятельности подразделений государственных служб охраны природы, природоохранных служб промышленных предприятий и эко-аудиторских компаний, а также негосударственных экологических, общественных и коммерческих организаций. Адаптирована к имеющейся в России научно-технической информации.

Методология расчета может быть использована государственными органами охраны природы различных регионов России для расчета величины компенсационных выплат за нанесенный ущерб, а также при экспертизе проектов и видов деятельности, затрагивающих ценные сельскохозяйственные земли, а также в процессе работ по комплексной оценке антропогенной воздействия на состояние окружающей среды. Кроме того, она предназначена для определения риска загрязнения почв административно-территориальных образований субъектов федерации, краев, областей, административных районов, городов, территорий сельских и поселковых советов, а также территорий, в установленном порядке закрепленных в пользование за субъектами хозяйственных правоотношений.

Для территорий ранга административных районов и ниже, возможно привлечение материалов дополнительных исследований для получения отсутствующих в статистике данных о составе и объемах ингредиентов загрязнения, в том числе содержащихся в расположенных на данной территории отвалах, хвостохранилшцах, шламонакопителях, свалках, а также для разработки модели миграции этих загрязнителей.

Итак, первым этапом является инвентаризация выбросов по всей длине технологической цепочки, с указанием масс токсикантов в выбросах, формы их нахождения и определением химической нагрузки на почву - т/год. Для реализации поставленной задачи необходимо вычислить удельные массы выбрасываемых загрязняющих веществ в потоке. В итоге полученная структурная схема потока вредных веществ дает представление о нагрузках на почву данного производства.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора географических наук, Овчинникова, Инна Николаевна, Москва

1. Аэротехногенное загрязненение