Как уже отмечалось, российская система экологического нормирования имеет более чем 60-летню историю. За это время сформировалась устоявшаяся система стандартов качества окружающей среды, стандартов воздействия на окружающую среду, а также организационно-управленческих стандартов.
Системы экологического нормирования государств, входивших в состав бывшего СССР долгое время развивались практически по одному пути, поэтому сложившаяся сейчас российская система нормирования во многом аналогична системам нормирования бывших советских республик.
Более того, ряд международных документов, связанных с регулированием качества окружающей среды и воздействий на ее компоненты, принимался в Советском Союзе одновременно с государствами-участниками СЭВ (организации стран экономической взаимопомощи, куда входило большинство социалистических государств Европы). В частности, это были документы, регламентировавшие единство измерений.
В настоящее время процессы глобализации затронули и сферу экологического нормирования. Отметим, что международные стандарты, разрабатываемые, например, ISO (Международная организация стандартизации), действуют в настоящее время и в России. В частности, это касается стандартов экологического управления и лесохозяйственных нормативов, а также документов, регламентирующих отдельные аспекты метрологии и качества измерений.
Безусловно, национальные системы стандартов во многих странах характеризуются значительными различиями как с точки зрения сферы регулирования, так и с точки зрения используемых подходов к разработке экологических нормативов. Так, например, можно рассмотреть немецкий опыт разработки нормативов воздействия на почвы и на водные объекты.
Прежде всего в зарубежных регламентирующих документах учитываются назначение и история территорий, для которых сформулированы нормативные требования. Так, в ФРГ для содержания загрязняющих веществ в почвах устанавливаются четыре уровня: допустимые концентрации минимальны для почв детских площадок и увеличиваются соответственно для жилых зон и территорий промышленных площадок (мест размещения производств).
Разработка же региональных нормативов, которые учитывали бы природные особенности почв или природных вод, в нашей стране лишь начинается. Так, до сих пор действуют единые нормативы допустимых содержаний загрязняющих веществ в почвах для всей территории России. На сегодня в структуру экологического нормирования включены три основных направления: нормирование качества среды обитания, производственно-ресурсное и организационно-техническое, каждое из которых подразделяется на соответствующие виды и разновидности.
Производственно-ресурсное направление экологического нормирования подразделяется в свою очередь на нормирование безопасности производственной деятельности и рационального использования и охраны природных ресурсов. [Опекунов, 2001]. Так, к санитарно-гигиеническому нормированию отнесены нормативы ПДК, ОДК и ОБУВ, а также индексы и критерии качества вод. Новыми являются нормы индивидуального и группового риска, которые в настоящее время широко используются при оценках различного рода опасностей, в том числе и экологических, связанных с некачественным водопотреблением или загрязнением окружающей среды.
К этой же категории можно отнести разработку оптимальных (экологически безопасных размеров) зон санитарной охраны для подземных водозаборов, а также других компонентов среды.
Производственно-ресурсное нормирование связано с соблюдением и использованием экологических норм и правил технологических процессов, которые препятствуют поступлению загрязнителей в подземные воды, со стандартизацией обращения с отходами производства и потребления, с безопасностью захоронения токсичных отходов в глубоких водоносных горизонтах, а также с безопасностью использования подземных вод как энергетического и промышленного сырья, средств транспорта и поддержания пластовых давлений на нефтяных месторождениях.
Все существующие экологические нормативы принято разделять на первичные и вторичные.
Экологические стандарты качества компонентов окружающей среды относятся к вторичным нормативам. В развитых странах вторичные нормативы понимаются как ограничители вредных воздействий, наносящих ущерб материальным и иным общественным ценностям.
В настоящее время в РФ в связи со слабой разработанностью регламентации хозяйственной деятельности, отставания от развитых стран в общем уровне прикладных экологических исследований, система нормативов качества компонентов окружающей среды разработана недостаточно. Она включает в первую очередь санитарно-гигиенические регламенты качества компонентов среды.
2. Санитарно-гигиеническое нормирование в РФ
Санитарно-гигиеническое нормирование было хронологически первым направлением, с которого начиналась вся история определения критических значений нагрузок на человека и компоненты окружающей среды.
• стандарты качества природных сред;
• параметры выбросов и сбросов;
• правила охраны природы и рационального использования природных ресурсов;
• методы определения параметров состояния природных объектов и интенсивности хозяйственных воздействий;
• требования к устройствам, аппаратам и сооружения по защите
• требования к средствам контроля и измерения состояний
• требования к информации о состоянии окружающей среды
Санитарно-гигиенические нормативы – это качественно-количественные показатели, соблюдение которых гарантирует безопасные или оптимальные условия существования человека. В связи с высокой социальной значимостью охраны здоровья человека санитарно-гигиеническое нормирование в нашей стране было разработано и внедрено в практику управления природопользованием раньше других направлений нормирования. Методологическая база гигиенического нормирования в настоящее время является наиболее теоретически обоснованной, методически проработанной и организационно оформленной.
Основным показателем санитарно-гигиенического нормирования – предельно допустимая концентрация (ПДК).
ПДК – количество загрязняющего вещества в окружающей среде, при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени не влияющее на здоровье человека и не вызывающее неблагоприятных последствий у его потомства. В настоящее время установлены более 1100 ПДК для веществ в воде, более 1300 – в атмосферном воздухе. Кроме того, для атмосферного воздуха установлены относительно безопасные уровни воздействия (ОБУВ) более чем для 400 веществ. Всего же к токсикантам относят более 3000 веществ. Гигиенические ПДК устанавливаются из принципа охраны здоровья человека и должны учитывать отдаленные последствия (мутагенные, канцерогенные и т.д.).
Однако ПДК – далеко не единственный вид нормативов, входящих в систему санитарно-гигиенического нормирования. Да и сама эта система является частью системы санитарно-эпидемиологического нормирования.
Согласно Закону от 15.03.1999 №52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения) в систему санитарно-эпидемиологического нормирования входит:
1) Планировка и застройка городских и Продукция производственно-технического сельских поселений (ст. 12);
2) Потенциально опасные для человека химические, биологические вещества и Пищевые продукты и добавки, отдельные виды продукции (ст. 14) продовольственное сырье
3) Продукция, ввозимая на территорию РФ
4) Водные объекты (ст. 18) в поселениях, на территориях промышленных организаций;
5) Воздух в рабочей зоне;
6) Почвы;
7) Содержание территорий городских и зон производственных помещений;
8) Сбор, использование, обезвреживание, транспортировка, хранение и захоронение отходов производства и потребления;
9) Эксплуатация производственных, общественных помещений, зданий, сооружений;
10) Условия работы с биологическими средствами.
Сфера действия санитарно-гигиенических нормативов направлена на состояние человека в зависимости от действия тех или иных факторов, но не на состояние других компонентом природных систем.
В связи с высокой социальной значимостью охраны здоровья человека санитарно-гигиеническое нормирование в нашей стране было разработано и внедрено в практику управления природопользованием раньше других направлений нормирования. Методологическая база гигиенического нормирования в настоящее время наиболее теоретически обоснована, методически проработана и организационно оформлена.
3. Основные подходы к формированию системы экологического нормирования
Под экологическим нормативом понимается граница количественного изменения параметров экосистемы, устанавливаемая из условия сохранения ее структуры и функций, а также всех экологических компонентов, необходимых для учета в хозяйственной деятельности. При установлении этого норматива принимается норма изменения параметров экосистемы, оцениваемая человеком. При определении параметров экосистем, подлежащих нормированию, исходят из основных признаков, которые характеризуют качество экосистемы. Это ее продуктивность, уровень разнообразия продукции необходимого качества, устойчивость.
Экосистемный подход к нормированию качества компонентов окружающей среды требует учета природных взаимосвязей между ними, например, путей миграции химических элементов, порогов воздействия на биоту и т.п. Так, нормативы содержания биогенов и пестицидов в почвах должны учитывать требования к качеству водных объектов (в том числе подземных), расположенных в пределах сельхозугодий.
Центральная методологическая проблема экологического нормирования – вопрос о норме экосистем и критериях нормальности. Можно выделить два основных понимания нормы – статистическое (оценка центральной тенденции признака за некоторый период времени) и функциональное (выполнение системой определенных функций). Принимаемая нами позиция – явно декларируемый антропоцентризм – состоит в следующем: норма – это мера “хорошей” экосистемы, т.е. ограничиваемая качественными переходами область состояний экосистемы, которые удовлетворяют существующим представлениям человека (в широком понимании) о высоком качестве среды обитания.
Большинство авторов вслед за Ю.А. Израэлем (1984), рассматривает предельно допустимую экологическую нагрузку (ПДЭН) как максимальную нагрузку, которая еще не вызывает нежелательных изменений у реципиентов воздействия (популяций, экосистем, населения). Различия в имеющихся подходах к нормированию связаны с различным толкованием понятия «нежелательные изменения», выбором конкретного пространственно–временного масштаба описания реципиентов воздействия и конкретизацией того, каким именно способом можно определить ПДЭН.
Принципиальная блок-схема экологического нормирования включает два контура:
• «внешний» задает исходную информацию для разработки нормативов, которая определяет выбор пространственно-временного масштаба (локального, регионального, глобального) и критериев нормирования (задает конкретный набор параметров биоты и нагрузок);
• «внутренний» – это собственно процедура определения экологических нормативов, центральный этап которой – анализ зависимостей «экологическая нагрузка – состояние экосистемы – качество экосистемы».
ПДЭН – это граница, разделяющая все множество возможных состояний на два качественно различающихся подмножества – допустимых и недопустимых.
Установление величины ПДЭН – предполагает установление такого набора нагрузок, при котором сохраняется определенное фиксированное значение оценки качества экосистемы z* («хорошее» или «удовлетворительное»).
Исходная информация для параметризации зависимости состояния экосистемы от нагрузок может быть получена с помощью четырех групп методов:
1) активные натурные эксперименты с экосистемами (например, внесение в природную среду определенных количеств поллютантов*, моделирование рекреационной нагрузки);
2) пассивные натурные эксперименты (анализ изменений экосистем в уже существующем градиенте нагрузки, например регистрация параметров биоты на разном расстоянии от точечного источника эмиссии поллютантов);
3) лабораторные эксперименты с последующей экстраполяцией на условия природных экосистем (определение минимально действующих доз поллютантов для одного или нескольких видов и перенесение с определенным коэффициентом запаса найденных величин на уровень всей экосистемы);
4) экспертные оценки («неформальное» обобщение многолетних данных, перенесение с определенной корректировкой экспериментально полученных закономерностей на другие ситуации).
В этом ряду стоимость получения необходимой информации уменьшается сверху вниз, но в этом же направлении уменьшаются ее точность и надежность (близость к истинному значению). Скорее всего, оптимальное соотношение затрат и точности достигается для пассивных натурных экспериментов.
поллютанты*- вещества антропогенного происхождения, загрязняющие среду обитания живых существ. Различают П. пром. (напр., выбросы газов СО, S0 ₂, NH ₃), сельскохозяйственные (стоки животноводческих комплексов и т. п.), бытовые…
Загрязняющее вещество (также поллютант) — один из видов загрязнителей, любое химическое вещество или соединение, которое находится в объекте окружающей природной среды в количествах, превышающих фоновые значения и вызывающие тем самым химическое загрязнение.
По происхождению загрязняющие вещества делятся на:
загрязняющие вещества природного происхождения — попадающие в природную среду в результате естественных, обычно катастрофических процессов (пример — загрязнение прилегающих территорий пеплом при извержении вулкана);
загрязняющие вещества антропогенного происхождения.
По характеру загрязняющие вещества делятся на:
первичные (поступившие в окружающую среду непосредственно из источников загрязнения)
вторичные, образующиеся из первичных в объектах окружающей среды в результате биогенных и абиогенных трансформаций.
Наиболее распространёнными антропогенными загрязняющими веществами являются:
в атмосфере — кислые газы (диоксид углерода, диоксид серы, оксиды азота), взвешенные частицы (сажа, аэрозоли кислот и соединений тяжёлых металлов), органические соединения, в том числе формирующие фотохимический смог и разрушающие озоновый слой атмосферы, пары нефтепродуктов.
в гидросфере — растворимые соли тяжёлых металлов, органические соединения, нефтепродукты (следует отличать чистые сточные воды, например, после охлаждающих контуров теплообменной аппаратуры, не вызывающие химического, но вызывающие тепловое загрязнение)
в литосфере (особенно в её верхнем плодородном слое — почве) — соли тяжёлых металлов, нефтепродукты. Следует отличать инертные вещества (например, стекло), вызывающие лишь механическое загрязнение почв.
В биосфере наиболее опасны ксенобиотики, то есть вещества, не входящие в естественный обмен веществ в организме, например суперэкотоксиканты, из которых наиболее известны диоксины, вещества антропогенного происхождения, загрязняющие среду обитания живых существ. Различают ксенобиотики пром. (напр., выбросы газов СО, S02, NH3), сельскохозяйственные (стоки животноводческих комплексов и т. п.), бытовые (стоки, содержащие моющие средства и др.).
Развитие отечественного экологического нормирования идет по следующим направлениям:
• экосистемное нормирование;
• переход от единых нормативов к нормативам, учитывающим особенности состояния окружающей среды в регионах;
• нормирование на основе представлений о приемлемом риске;
• нормирование на основе представлений о наилучших доступных технологиях.
Экосистемное нормирование. Цель экосистемного нормирования (кроме сохранения нормальных условий функционирования экосистем) состоит в определении комплексных показателей устойчивости и их численных значений, разработке нормативов и регламентов, ограничивающих негативные воздействия с учетом ассимиляционной способности эколого-гидрогеологических систем.
Экологический норматив экосистемы - граница количественного изменения параметров экосистемы, устанавливаемая из условия сохранения ее структуры и функций, а также всех экологических компонентов, необходимых для учета в хозяйственной деятельности.
При определении параметров экосистем, подлежащих нормированию, исходят из основных признаков, которые характеризуют качество экосистемы. Это ее продуктивность, уровень разнообразия продукции необходимого качества, устойчивость.
Методологические подходы к нормированию вредных воздействий должны быть основаны на таком общесистемном свойстве, как устойчивость, под которой понимают способность систем возвращаться в состояние равновесия после их выведения из этого состояния под влиянием возмущающих воздействий. Эта способность обычно присуща системам с постоянным значение выходных результатов (параметров), когда их отклонения не превышают некоторых пределов, или запаса устойчивости.
При обосновании данных пределов следует, кроме устойчивости отдельных компонентов природных и природно-техногенных систем, различать естественную устойчивость и устойчивость, сформированную в условиях воздействия техногенеза. Поиск пределов запаса устойчивости систем в условиях техногенеза методически развивается в двух направлениях.
К первому относится направление, основанное на методах нормирования отдельных показателей природных (природно-техногенных) систем с их последующим суммированием по балльной системе относительно некоторых эталонов (например, оценка защищенности или уязвимости подземных вод).
Второе направление базируется на построении математических моделей, отражающих сами механизмы существования устойчивости. На основе этих моделей могут быть получены критические значения параметров устойчивости систем в эмпирическом выражении, при достижении которых она теряет это важнейшее свойство. По отношению к этим критическим значениям определяется вариант развития системы.
Таким образом, оценка устойчивости природных систем не сводится к учету только одного какого-либо свойства, она получается, как результат учета (перебора) многих свойств системы, характеризующихся большим набором параметров на определенном интервале времени. Поэтому при проведении оценок устойчивости необходимо проводить обоснование выбираемых критериальных параметров.
Устойчивость территории к антропогенной нагрузке. Как уже указывалось, действие природоохранных механизмов детализируется для локального уровня. В связи с этим особый интерес для выработки эффективных механизмов нормирования представляют вопросы анализа устойчивости локальных экосистем. Это весьма сложные, комплексные геосистемы, находящиеся в едином административном подчинении. Этот уровень интересен тем, что для него возможно реальное согласование техногенных нагрузок на окружающую среду и необходимого уровня ее «биологического» качества, позволяющего в той или иной степени поддерживать естественное течение природных процессов [Тихомиров, 2003].
В системном анализе принято выделять три вида устойчивости:
1) инертную – способность системы сохранять свое состояние при внешнем воздействии в течение некоторого периода времени;
2) пластичную – способность переходить из одного состояния равновесия в другое, сохраняя свои внутренние связи;
3) восстанавливаемую – способность возвращаться в исходное состояние после внешнего воздействия.
Инертная и пластичная устойчивость рассматриваются как адаптационные. Они определяют способность экосистемы сопротивляться внешним воздействиям. Восстанавливаемая устойчивость характеризует регенерационную устойчивость – способность экосистемы восстанавливать свои свойства после разрушений, вызванных антропогенной нагрузкой.
Сложности учета разнообразных видов устойчивости реальной экосистемы связаны, в частности, с тем, что различные ее элементы (подсистемы) используют различные механизмы для ее обеспечения:
• устойчивость геосистем обеспечивается разбавлением, обменной и необменной сорбцией, миграцией веществ, что в целом характеризует механизм регенерационной устойчивости;
• биота сохраняет устойчивость путем адаптации организмов к антропогенным воздействиям вследствие внутренней резистентности биохимической организации, разложения новообразований в результате обмена веществ и т.п., это сущность механизма адаптационной устойчивости.
В практике экологического нормирования чаще используется адаптационная составляющая устойчивости для получения количественных оценок уровня устойчивости конкретных. При этом в основу разработки нормативов положена математическая теория устойчивости.
Согласно теории устойчивости по Ляпунову, устойчивой считается экосистема, которая может достаточно длительное время существовать и развиваться при разрушающих внешних воздействиях без ущерба для основных ее элементов (например, без вымирания и деградации биологических видов).
Устойчивость по Лагранжу предполагает, что при внешних воздействиях экосистема способна развиваться в границах, определяющих зону «нормальных» значений ее состояний.
Экосистемный подход к нормированию качества компонентов окружающей среды требует учета природных взаимосвязей между ними, например, путей миграции химических элементов, порогов воздействия на биоту и т.п.
Пример: нормативы содержания биогенов и пестицидов в почвах должны учитывать требования к качеству водных объектов (в том числе подземных), расположенных в пределах сельхозугодий
Центральная методологическая проблема экологического нормирования – вопрос о норме экосистем и критериях нормальности.
Подходы к определению нормы:
• статистическое (оценка центральной тенденции признака за период времени);
• функциональное (выполнение системой определенных функций).
Степень устойчивости экосистем связывается с величиной ее запаса устойчивости («экологического резерва»), оцениваемого как разница между характеристиками, выражающими качество ее текущего и «предельно допустимого» состояния. Оценка качества текущего состояния экосистемы проводится с использованием перечня показателей, отражающих это понятие количественно. В тоже время оценка уровня предельно допустимого состояния экосистемы, за пределами которого она переходит в новое качество (с нарушением ее устойчивости), – более сложная проблема.
В большинстве исследований предлагается весь спектр возможных состояний экосистемы (от идеального до полностью разрушенного) разделить на четыре зоны – нормы (Н), риска (Р), кризиса (К) и бедствия (Б):
зона экологической нормы: территории, способные выдержать существующую (и, может быть, дополнительную) экологическую нагрузку без снижения уровня экологического качества, деятельность объектов на которых осуществляется без существенного увеличения рисков экономических потерь;
зона экологического риска: территории с нарушением экологического качества, при котором возврат в устойчивое состояние возможен, но при условии либо снижения уровня антропогенного воздействия, либо проведения комплекса восстановительных мероприятий. Риск получения ущербов при деятельности на таких территориях существенно увеличивается, если не предпринимаются меры по защите от неблагоприятных воздействий, обусловленных снижением качества окружающей среды;
зона экологического кризиса: территории, разрушения в которых могут быть устранены только при полном прекращении антропогенной нагрузки и проведении необходимого комплекса восстановительных работ. Иными словами, предпринимаемые меры по снижению риска оказываются недостаточными для избежания рисков экономических потерь;
зона экологического бедствия: территории с практически необратимыми нарушениями экосистем. Экономические ущербы при деятельности на таких территориях неизбежны при любых защитных мероприятиях.
Границы этих зон устанавливаются с учетом выбранной системы показателей уровня качества экологического состояния территории. Так, при использовании показателя доли деградированной площади зону Н определяют территории с долей деградированных площадей менее 5%, зону Р – в пределах 5–20%, зону К – 20–50% и зону Б – свыше 50%. Более подробная информация об отнесении территорий к зонам с различной степенью нарушенности приведена, например, в установленных Госкомэкологии «Критериях оценки экологической обстановки для отнесения территорий к зонам чрезвычайных ситуаций и экологического бедствия» (М., 1992).
• Недостатки гигиенического нормирования
• выбросы чаще всего многокомпонентны, ð в конкретной ситуации невозможно оперировать нормативами для отдельных веществ, либо их смесей;
• формы токсикантов в природе чаще всего отличны от форм, которые использовали в экспериментах и для которых создавали нормативы;
• в лабораторных экспериментах (обычно краткосрочных) не учитываются адаптационные процессы и, тем более, популяционные и биоценотические эффекты, которые могут играть ключевую роль в определении судьбы экосистем;
• нахождение критических нагрузок для отдельных видов, пусть даже «ключевых» или наиболее чувствительных, очень долгий путь к определению нормативов для всей экосистемы (он требует наличия модели, в которой аргументом для экосистемных параметров выступают численности всех основных видов и определения критических нагрузок для всех этих видов).