Методология биодиагностики качества окружающей среды военных объектов

На правах рукописи

Бадтиев Юрий Саламович МЕТОДОЛОГИЯ БИОДИАГНОСТИКИ КАЧЕСТВА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ВОЕННЫХ ОБЪЕКТОВ 03.00.16 – Экология, 05.26.02 - Безопасность в чрезвычайных ситуациях

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва - 2006 2

Работа выполнялась в период с 1986 по 2006 г.г. в НИИ «Медстатистика», НИЦ ин формационных технологий экстремальных проблем, Экологическом центре Республики Се верная Осетия–Алания, центре Экотоксиметрии Института химической физики им. Н.Н. Се менова РАН и в Экологическом центре Министерства обороны Российской Федерации.

Научный консультант:

доктор биологических наук, профессор Безносов Виктор Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Абакумов Владимир Анатольевич, доктор биологических наук Толпышева Татьяна Юрьевна, доктор технических наук, профессор Шулежко Владимир Федорович.

Ведущая организация 4 Центральный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации (4 ЦНИИ МО РФ).

Защита состоится 5 апреля 2007 года в 15.30 на заседании диссертационного совета Д.501.001.55 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора биологических наук при Московском Государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу:

Москва, 119899, Воробьевы горы, МГУ, Биологический факультет, аудитория 389.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке биологического факультета Московского Государственного Университета им. М.В. Ломоносова

Автореферат разослан 10 февраля 2007г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук Н.В. Карташева

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В Экологической доктрине Российской Федерации от 31 ав густа 2002 г. № 1225 указано «Стратегической целью государственной политики в области экологии является повышение качества жизни и улучшение здоровья населения». Эта стратегия полностью распространяется и на личный состав Вооруженных Сил Российской Федерации (ВС РФ). Характерной особенностью развития ВС РФ в современных условиях является значительный рост энерговооруженности вооружения и военной техники (ВВТ), с которой связано повышение опасности возникновения чрезвычайных ситуаций (ЧС) природ ного и техногенного характера. В связи с этим военной доктриной Российской Федерации (Указ Президента Российской Федерации от 21 апреля 2000г.) предусматриваются задачи по предупреждению экологических и других чрезвычайных ситуаций и ликвидация их по следствий.

Кроме того, военная деятельность связана с боевой и специальной подготовкой войск (сил), а также с ведением военных действий. Любой из видов военной деятельности, как и народнохозяйственная деятельность, представляет экологическую опасность, поскольку свя зана с негативным воздействием на окружающую среду (ОС) загрязняющих веществ (ЗВ).

Под ЗВ понимают вещество или смесь веществ количество и (или) концентрация ко торых превышает установленные для химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов нормативы (Закон № 7-ФЗ, 2002). Совокупность ЗВ с электро магнитным (ЭМИ) и радиационным (РИ) излучением называется экологически опасными факторами (ЭОФ), которые могут комбинировано воздействовать на природный комплекс (природные, природно-антропогенные и антропогенные объекты) и население.

Экологическая безопасность является составной частью национальной безопасности Российской Федерации (Указ Президента Российской Федерации от 10 января 2000г.). Обес печение экологической безопасности военной деятельности осуществляется в соответствии с основополагающими принципами (Концепция экологической безопасности ВС РФ):

1 Приоритет сохранения жизни и здоровья человека и ОС при решении задач ВС РФ в мирное время. Основным направлением обеспечения экологической безопасности в мирное время является предотвращение загрязнения ОС, а если такое случилось, то ликвидация их последствий.

2 Приоритет выполнения боевых задач ВС РФ в период военных действий с учетом, по возможности, экологических аспектов и соблюдения международных актов по экологии.

Основным направлением обеспечения экологической безопасности в эти периоды - защита личного состава от ЗВ природного и техногенного происхождения.

Военная деятельность связана с боевой и специальной подготовкой личного состава, в процессе которой совершенствуется его профессиональное мастерство для надежного обеспечения национальной безопасности России.

Все многообразие объектов Вооруженных Сил РФ кратко выражается термином «во енный объект», под которым понимается участок территории, выделенный государством для дислокации и осуществления военной деятельности.

Территория военного объекта включает жилой городок, техническую территорию, учебные поля (полигоны, аэродромы, танкодромы, акводромы, склады горючего, боеприпа сов и др.объекты инфраструктуры), которые необходимы для жизнедеятельности, боевой и специальной подготовки войск (сил).

В ходе военной деятельности эксплуатируется вооружение и военная техника, осуще ствляются боевые стрельбы, пуски ракет и др. деятельность, в ходе которых ОС (атмосфер ный воздух, почва и поверхностные и воды) испытывает негативное воздействие ЗВ химиче ской, физической и биологической природы. В результате этого ОС на территории военного объекта может загрязняться и становиться неблагоприятной для здоровья личного состава войск (сил), населения, животного и растительного мира.

Длительное воздействие на человека ЭОФ вызывает морфологические и функциональ ные изменения клеток, тканей организма. В конечном итоге эти изменения приводят к сни жению иммунного статуса человека, что сопровождается ухудшению состояния его здоро вья и снижением работоспособности (боеспособности). По современным оценкам (Бадтиев, Новиков, 2003) работоспособность человека в условиях длительного воздействия ЭОФ может снижаться на 15-30 %, что может сопровождаться снижением боеспособности под разделения, экипажа (боевого расчета) на 7-15 %.

Выявлена сильная корреляционная связь (коэффициент корреляции R 0,7) между за болеваемостью населения и интегральными показателями загрязнения ОС. По некоторым нозологиям коэффициент корреляции может достигать максимальной величины (R = 1,0).

Например, между показателем общей заболеваемости населения Zоб, врожденных аномалий Zва, нервной системы Zнс и показателем интегрального загрязнения атмосферного воздуха Ра в 2003 году в г. Москве коэффициент корреляции R = 0,92 при погрешности 5 %. (Бадтиев и др., 2003).

Анализ состояния здоровья населения в связи с загрязнением ОС показывает, что толь ко 10 % призывников считаются пригодными к военной службе в Вооруженных Силах Рос сийской Федерации (Бадтиев и др., 2003).

Несмотря на принятые государством нормативные акты, направленные на обеспечение экологической безопасности населения, охрану и рациональное природопользование, на тер ритории России в экологически неблагоприятных условиях проживает более 50 % населения.

Обеспокоенный таким обстоятельством, Президент Российской Федерации В.В. Путин зая вил, что экологическая безопасность – неотъемлемая часть национальной безопасности Рос сии. Таким образом, обеспечение экологической безопасности населения стало в настоящее время актуальной проблемой Российской Федерации.

Решение этой проблемы во многом зависит от объективности информации о состоянии ОС. Получение такой информации возлагается на Единую государственную систему эколо гического мониторинга (ЕГСЭМ) и на её подсистему в Вооруженных Силах РФ. Но вследст вие использования в существующей системе экологического мониторинга выборочной по месту, времени и перечню ЗВ физико-химической диагностики загрязнения ОС (дифферен циальная диагностика), она обладает низкой объективностью и не учитывает эффекты си нергизма химических веществ, не дает однозначного ответа о качестве ОС, и к тому же явля ется высокозатратной.

Единая методология оценки экологической обстановки на территории Российской Фе дерации, введенная в действие в 1992 г., предусматривала категорирование территории по степени экологического неблагополучия (Критерии …, 1992) как удовлетворительную, на пряженную, критическую, кризисную и катастрофическую. Она предусматривала временной интервал для получения интегральных показателей загрязнения ОС не менее 10 лет, а для оценки изменения состояния здоровья населения – продолжительность жизни одного поко ления, то есть, не менее 25 лет. Но в связи с чрезвычайной сложностью и дороговизной по лучения информации по 160 показателям (в том числе и биологическим) состояния ОС, природного комплекса и здоровья населения, указанная методология никогда не применя лась в деятельности природоохранных органов РФ, а с началом перевода экономики на ры ночные отношения она и вовсе была забыта.

А тем временем США продолжали осуществлять программу (Strategic Environmental Research and Development Program – SERDP), которая предусматривала применение в систе ме экологического мониторинга малозатратных методов биоиндикации качества ОС. По за вершении военного конфликта в Косово специалисты США оценили с помощью лишайни ков радиоактивное загрязнение ОС, которое образовывалось в результате применения бое припасов из обедненного урана. Большое внимание в США уделяется использованию синте тических полимерных биодатчиков, которые, будучи капсулированы в микрочипы, способны обнаруживать и идентифицировать в реальном масштабе времени ЗВ. При этом предел обна ружения почти на три порядка лучше, чем у нынешних оптических датчиков.

Основной недостаток существующей методологии оценки экологической обстановки на территории состоит в ориентации только на дорогостоящие методы дифференциальной диагностики ЗВ, данные которых должны усредняться за сутки, за месяц и год, чтобы полу чить безразмерный интегральный индекс Рос загрязнения ОС, по величине которой судят об экологическом состоянии территории. Недостаточное внимание уделяется малозатратным методам биодиагностики качества ОС, которые позволяют получать однозначный ответ о степени её пригодности для живой природы и человека.

Возникло противоречие между эффективностью системы экологического мониторинга и методами получения информации о состоянии ОС для комплексной оценки экологической обстановки. В связи с этим, разработка способа рационального сочетания методов диффе ренциальной и биологической диагностики состояния ОС представляет актуальную научно техническую проблему.

Цель и задачи исследования. Целью работы является исследование системы получе ния информации о состоянии ОС и разработка методологии комплексной оценки экологиче ской обстановки на территории военного объекта. В связи с намеченной целью были постав лены следующие основные задачи:

1 Оценить эффективность системы получения информации о состоянии окружающей среды на примере системы наблюдения за атмосферным воздухом г. Москвы.

2 Исследовать закономерность изменения морфологических признаков биоиндикатора от интегрального показателя загрязнения среды его обитания.

3 Изучить закономерность образования зон экологических аномалий на территории природно-антропогенного объекта.

4 Определить величину корреляции между показателем популяционного здоровья го родского населения и интегральным показателем загрязнения атмосферного воздуха.

5 Разработать малозатратные методы визуальной биоиндикации качества атмосфер ного воздуха, поверхностных вод и почвы на военном объекте.

6 Апробировать разработанные методы визуальной биоиндикации на территории воен ных объектов Московского военного округа и военных гарнизонах Москвы, Тамбова и Вла дикавказа.

7 Разработать методологию биодиагностики качества окружающей среды для ком плексной оценки экологической обстановки на военном объекте.

Научная новизна. Впервые проведены натурные исследования сопоставительными методами дифференциальной и биологической диагностики состояния ОС, посвященные проблеме методологии комплексной оценки экологической обстановки на территории во енного объекта.

Впервые разработана математическая модель объективности экологического монито ринга на основе системного подхода «эффективность-стоимость». В процессе информаци онного обеспечения модели выявлена низкая эффективность и высокая стоимость сущест вующей системы дифференциальной диагностики состояния окружающей среды.

Впервые разработана математическая модель жизненности биоиндикатора в загряз ненной среде обитания, в которой качестве функции и аргумента используются соответст венно интегральные показатели жизненности биоиндикатора G и индекс загрязнения среды обитания Рс. В ходе информационного обеспечения математической модели впервые опре делены численные значения коэффициентов прогрессивной r и регрессивной µ модифика ции растительных и животных биоиндикаторов в загрязненной среде обитания.

Экспериментально показано, что коэффициенты r и µ принимают максимальные зна чения при усреднении данных Рс за период 2 года. В результате корреляционно-регрессион ного анализа экспериментальных данных выявлена сильная корреляционная связь между показателями жизненности биоиндикатора G и индексом загрязнения среды обитания Рс.

Коэффициент корреляции R варьирует в пределах от 0,7 до 0,9.

По результатам полевых исследований (Бадтиев, 2004) впервые определена чувстви тельность синузий (групп) почвенных беспозвоночных животных к индексу загрязнения почвы тяжелыми металлами и нефтепродуктами, что позволило разработать метод оценки качества почвы по показателю жизненности почвенных беспозвоночных животных.

На основе теоретических и полевых исследований (Бадтиев 2001, 2004, 2005) морфо логии биоценозов в условиях загрязнения среды обитания обоснован выбор в качестве био индикаторов экологического состояния: атмосферного воздуха - эпифитных лишайников;

поверхностных вод – пресноводных моллюсков;

почвы – беспозвоночных почвенных жи вотных.

Разработан новый способ оценки экологической обстановки на территории по показа телю жизненности биоиндикаторов. Новизна подтверждена российским патентом на изобре тение «Способ лихеноиндикации загрязнения атмосферного воздуха» (Бадтиев, 2003).

Разработан новый способ прогноза зон экологических аномалий на основе учета аэро динамических особенностей ландшафта при проведении визуальной лихеноиндикации каче ства атмосферного воздуха. Новизна подтверждена российским патентом на изобретение «Способ выявления на местности зон экологических аномалий».

Впервые предложен способ рационального сочетания методов биодиагностики качест ва ОС с методами дифференциальной диагностики ЭОФ, который назван наземной эколо гической разведкой местности. Она может проводиться периодически, один раз в 2 года, для выявления на территории военных объектов зон экологических аномалий (ЗЭА), в кото рых методами физико-химического анализа контролируются концентрации ЗВ, электромаг нитное и радиационное излучения. На примере гарнизона Москвы показано, что наземная экологическая разведка местности позволяет повысить объективность информации об эко логическом состоянии территории с 4 до 70 % при сокращении затрат в 17 раз.

Практическая значимость. Результаты исследований использованы в области обес печения экологической безопасности ВС РФ. Формы использования: учебник для высших учебных заведений Министерства обороны РФ (Бадтиев и др., 2006);

учебное пособие для руководящего состава Вооруженных Сил РФ (2005);

Методические указания по экологиче ской разведке местности на военных объектах (Бадтиев, Усов, 2005);

Временные методики биоиндикации загрязнения ОС (Бадтиев, 2000, 2001, 2002) на военных объектах.

Материалы исследований использованы в научно-исследовательских работах:

1. Исследование проблем защиты личного состава от экологически неблагоприятных воздействий окружающей среды (Бадтиев и др., 2002, 2003);

2. Организация и ведение социально – гигиенического мониторинга на территории во енных объектов (Бадтиев и др. 2004);

3. Исследования по разработке малозатратных методов оценки наземных и водных эко систем по состоянию растительных и животных биоиндикаторов в местах дислокации войск (Бадтиев и др., 2006).

Разработанные по материалам диссертации методические рекомендации включены в учебные программы Московского авиационного технологического института им. К.Э. Циол ковского и Военной академии ракетных войск стратегического назначения им. Петра Вели кого.

По материалам исследований поставлена опытно-конструкторская работа в промыш ленности по модернизации комплекса технических средств военного эколога «Инспектор М». Разработанный автором проект «Малозатратный способ лихеноиндикации загрязнения атмосферного воздуха» удостоен Диплома конкурса «Национальная экологическая премия 2005 года» за вклад в укрепление экологической безопасности и устойчивое развитие Рос сии.

Выводы и рекомендации исследований могут быть использованы природоохранными органами Российской Федерации для интегральной оценки состояния окружающей среды.

Основные защищаемые положения. Предметом защиты являются:

1 Методология оценки качества окружающей среды базируется на закономерности растительных и животных биоиндикаторов изменять показатель жизненности в зависимости от величины интегрального показателя загрязнения среды их обитания.

2 Объективность информации о загрязнении ОС на территории Роб прямо пропорцио нальна произведению продолжительности наблюдения, числа наблюдательных постов n, числа контролируемых ЗВ m и обратно пропорциональна произведению фактическому чис лу ЗВ в окружающей среде N и площади территории военного объекта F.

3 Экологическая разведка местности - способ рационального сочетания методов био диагностики качества ОС с физико-химическими методами контроля ЗВ для получения пер вичной информации о качестве окружающей среды на военных объектах.

4 Алгоритм комплексной оценки экологической обстановки на территории военных объектов включает получение необходимых исходных данных по результатам экологической разведки местности, плановой медицинской диспансеризации личного состава и экологиче ского контроля состояния источников загрязнения ОС. Полученные данные подвергаются аналитической обработке для вычисления комплексного индекса загрязнения ОС (Рзоф) и по казателей фоновой (Zф) и максимальной (Zmax) заболеваемости личного состава. По этим по казателям определяется индекс общей заболеваемости (Zoбщ ) личного состава военных объ ектов. Полученный результат сравнивается с критериями экологического состояния террито рии.

Личный вклад автора. Автор принимал непосредственное участие во всех теоретиче ских и натурных исследованиях по разработке методологии комплексной оценки экологиче ской обстановки на военном объекте. Автором лично разработаны математические модели:

жизненности биоиндикатора в загрязненной среде обитания;

объективности системы полу чения информации о состоянии окружающей среды;

прогноза возможных зон экологических аномалий;

комплексной оценки экологической обстановки на территории. Автор осуществ лял научно-методическое руководство полевыми экспедиционными работами по апробации методов визуальной биоиндикации ОС.

Апробация результатов исследований. Основные научные положения и результаты диссертационной работы нашли применение в экологической службе для планового эколо гического обследования ряда военных объектов, расположенных на территории Московско го военного округа.

Разработанные в диссертации методы визуальной биоиндикации апробированы с уча стием автора на территории ряда военных объектов Московского военного округа и гарни зонов Москвы, Тамбова и Владикавказа. Кроме того, методика лихеноиндикации апробиро вана общественностью города Перми при независимой оценке экологического состояние са нитарно-защитных зон города и загородных зон отдыха детского населения.

Методика биоиндикации качества почвы по состоянию беспозвоночных почвенных животных апробирована на территории баз Балтийского флота. Результаты апробации по ложительные.

Основные научные положения работы докладывались на международных научных конференциях: «Экология горных территорий» (Владикавказ, 1995);

«Новое в экологии на постсоветском пространстве» (Санкт-Петербург, 1998);

«Экологическая безопасность гор ных территорий» (Владикавказ, 1995, 2001).

Кроме того, материалы диссертации докладывались на ведомственных научно практических конференциях: «Обеспечение экологической безопасности РВСН в условиях повседневной деятельности и чрезвычайных ситуаций» (Москва, 2000, Королев, 2001);

«Ме тоды биоиндикации загрязнения окружающей среды на военных объектах» (Москва, 2003);

«Методы оценки экологической обстановки на военном объекте» (Москва, 2005);

на юби лейной конференции «Всероссийскому обществу охраны природы -75 лет» (Москва, 1999).

Публикации. Основные научные результаты диссертации опубликовано в 53 работах.

Среди них: учебник -1, учебные пособия -3, методики биоиндикации загрязнения окружаю щей среды на военных объектах – 4. В рекомендуемых ВАК периодических научных и на учно-технических изданиях – 10 (Вестник МАТИ - Технический университет им. К.Э. Циол ковского, «Изобретения. Заявки и патенты», научно-технические журналы «Экология и промышленность России», «Сенсор» и др.). В целях ознакомления широкой общественности методики биоиндикации качества ОС и результаты их апробации опубликованы в бюллете не «Экологический вестник России» и др. изданиях.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 337 страницах машинописного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературных источников, включаю щих 224 работы (в том числе иностранных 22) и 4 – х приложений. Работа содержит 64 ри сунка, 107 таблиц.

Глава I. Состояние проблемы оценки экологической обстановки Источником информации об экологической обстановке на территории России должна была стать Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГСЭМ), которая в период перехода на рыночную экономику так и не была создана в полном объеме. Степень экологического неблагополучия территории должна была оцениваться по критериям: удов летворительная, напряженная, критическая, кризисная и катастрофическая. Но это не было реализовано, что негативно влияет на обеспечение экологической безопасности насе ления. В государственных докладах о состоянии ОС в РФ встречаются такие категории эко логической ситуации, как относительно благоприятная, напряженная, стабильная, сложная, острая, контрастная. Например, при изменении удельного выброса ЗВ от 0,4 до 1267 кг/чел. год экологическая ситуация территории оценивается одним критерием – слож ная. Это подтверждает наш вывод об отсутствии в Российской Федерации единой методо логии оценки экологической обстановки на территории.

На созданную в Вооруженных Силах Российской Федерации (ВС РФ) экологическую службу возложена задача организации функционирования системы экологического монито ринга. Для выполнения задачи необходимо разработать единую для Министерства обороны РФ методологию оценки экологической обстановки на военных объектах. Экологическая служба ВС РФ располагает техническими средствами экологической разведки (ТСЭР) эколо гического контроля (ТСЭК) состояния ОС и природного комплекса на военных объектах.

Структура существующей системы технических средств экологического мониторинга в ВС РФ приведена на рис. 1.

Экологический мониторинг военных объектов Виды мониторинга Дистанционный Контактный экологический экологический мониторинг мониторинг Средства мониторинга Космического Воздушного Морского Наземного базирования базирования базирования базирования Космические Самолет Патрульный аппараты АН-30-Р катер Индивидуаль Стационар- Подвижная Комплекс Прибор ный мобиль ная лабора- лаборатория технических экологиче ный аналити тория эколо- экологиче- средств во- ского ческий ком гического ского енного эко- контроля плект эколога контроля контроля лога КТСВЭ «Биотокс-К» ИМПАК-Э СЛЭК ПЛЭК Рисунок 1- Структура системы экологического мониторинга в ВС РФ Дистанционный экологический мониторинг осуществляется путем локации земной поверхности в видимом, инфракрасном и радиолокационном диапазонах длин волн. Резуль таты локации позволяют получать фитоиндикационные карты суши, на которых можно раз личать состояние природных, природно-антропогенных и антропогенных объектов, в том числе фитопродуктивность (биомассу) растительного покрова, ареалы распространения за грязнений на суше и на водной поверхности, последствия аварий и катастроф природного и антропогенного происхождения и др.

Контактный экологический мониторинг осуществляется методами физико-хими ческой диагностики веществ в ОС с помощью технических средств экологической службы ВС РФ. С помощью ПЛЭК можно определить в атмосферном воздухе 17 ЗВ, в воде и поч ве - 29 ЗВ. КТСВЭ обладает возможностью диагностировать в атмосферном воздухе окислы азота, оксид углерода, диоксид серы, аммиак, сероводород, в поверхностных водах – сум марное содержание тяжелых металлов. ИМПАК-Э обладает возможностью диагностировать в воздухе 14 ЗВ. «Биотокс-К» позволяет определить интегральную токсичность поверхност ных и сточных (очищенных) вод, а также почвы и донных отложений.

Мониторинг состояния здоровья личного состава на военном объекте осуществля ется медицинской службой военного объекта в соответствии с требованиями нормативных документов ВС РФ. Мониторинг включает медицинское обследование личного состава, кон троль санитарного состояния территории и анализ заболеваемости личного состава. По ре зультатам мониторинга оценивается состояние здоровья личного состава военного объекта и его санитарное состояние. Следует отметить, что создаваемая система экологического мони торинга в ВС РФ ориентирована на методы физико-химической диагностики загрязнения ОС, которые требует больших затрат материальных и финансовых средств (Жмур, 1997).

Существующая система получения данных об экологической обстановке предусмат ривает ежедневный отбор и химический анализ проб ОС. По этим данным рассчитываются среднесуточные, среднемесячные и среднегодовые индексы загрязнения атмосферного воз духа Ра, поверхностных вод Рв, почвы Рп и комплексный показатель химического загрязнения окружающей среды Рос. С учетом биологического накопления химических веществ в орга низме осуществляется нормирование Рi по приведенным ниже формулам:

Ра = Сiа / ПДКiа 1, (1) где Сiа – среднесуточная концентрация ЗВ в воздухе, мг/м 3 ;

ПДКiа - предельно допустимая концентрация ЗВ в воздухе, мг/м 3.

Рв = Сiв / ПДКiв 1, (2) где Сiв - среднесуточная концентрация ЗВ в воде, мг/м 3 ;

ПДКiа - предельно допустимая концентрация ЗВ в воде, мг/м 3.

Рп = Сiп / ПДКiп – (n -1) 1, (3) где Сiп - среднесуточная концентрация ЗВ в почве, мг/кг;

ПДКiп - предельно допустимая концентрация ЗВ в почве, мг/кг.

n – число ЗВ в почве.

Рос = Pа5 + Pв6 + Pп10, (4) где, - весовые коэффициенты соответственно для Pв6 и Pп10.

Из всех физических факторов воздействия на личный состав приоритетными являются электромагнитные (ЭМИ) и радиационные (РИ) излучения. Суммарное воздействие ЭМИ с учетом явления биологического накопления их последствий на человека, нормируется ин дексом электромагнитного излучения ( ) + Pи = n 2 m Ei Pj (5) E ПДi P ПДj, i j где Ei, Eпд i – соответственно фактическая, и предельно допустимая напряженность поля i –го источника (В/м) в диапазоне частот от 30 кГц до 300 мГц;

Pi и Pпд j - соответственно фактическое и предельно допустимое значение излучения j – го источника для диапазона частот от 300 мГц до 30 ГГц.

Суммарное воздействие РИ выражается показателем эффективной дозы Рэфд. Безопас ность ионизирующего излучения обеспечивается при условии, если величина Рэфд не пре вышает допустимую норму Р нэфд, то есть Р эфд / Р нэфд 1.

С учетом условий безопасности (Pа=1;

Pв=1;

Pп=1;

Ри =1, Рэфд =1) величина экологически допустимого уровня (ЭДУ) комплексного воздействия на человека ЗВ, ЭМИ и РИ составит величину:

Ркомп = Рос + Рэми + Рэфд = 1 + 0,075 + 0,023 + 1 + 1= 3,098 3,1.

Следовательно, ЭДУ комплексного воздействия ОС не должен превышать величину Ркомп 3,1, в противном случае повышается риск заболеваемости человека и, как следствие, снижения его работоспособности.

Состояние здоровья населения рекомендуется оценивать (Акимова, Хаскин, 2000) по приросту общей относительной заболеваемости населения за счет экопатологии Zоб, вызван ной суммарным загрязнением ОС. Поскольку для военных объектов характерно комплексное воздействие на личный состав ЗВ, ЭМИ и РИ, то в эмпирическое уравнение (6) вместо коэф фициента суммарной концентрации (К) введен индекс комплексного загрязнения ОС (Ркомп).

Zm Zф Zoб = Z i / Z ф = 1 +, (6) abP комп Z ф 1 + 10 где Zi – текущее значение общей заболеваемость населения, чел;

Zф – фоновая заболеваемость населения без воздействия ЭОФ, чел;

Zм - максимальная заболеваемость населения в связи с загрязнением ОС;

P комп – индекс комплексного загрязнения ОС;

а =2,5;

b = 0,5 – коэффициенты значимости соответственно Zм и Zф ( Хаскина, 2000) при которых прирост заболеваемости за счет экопаталогии стано вится статистически значимым.

Степень медико-экологического экологического неблагополучия (МЭН) территории военного объекта определяется по показателю Zoб и оценивается по критериям, приведен ным в таблице 1 (Бадтиев, 1997).

Таблица 1- Критерии оценки медико-экологического неблагополучия территории Показа- Параметры критерия для экологического состояния территории тель удовлетвори- напряженной критической кризисной катастрофиче тельной ской более Zoб 1 1,1 1,2-1,4 1,5-2, Глава II Краткая экологическая характеристика исследуемых объектов В работе предусматривалось проведение большого объема натурных исследований, по этому были выбраны наиболее характерные с экологической точки зрения военные гарнизо ны и военные объекты. Критериями выбора объектов служили различия: в географическом положении;

в удельной техногенной нагрузке на ОС и природный комплекс;

в размерах тер ритории;

и в численности населения. Были выбраны военные гарнизоны Москва, Тамбов, Владикавказ и военные объекты Чкаловское, Кубинка, Калининец, Северный.

Город Москва расположен на реке Москва с притоками Яуза и Сетунь, на холмистой местности. Территория города составляет 994 км2, население 10357,8 тыс. человек. Здесь со средоточены крупные предприятия различных отраслей народного хозяйства. В Москве рас положены многие военные учреждения, учебные заведения и воинские части. Из всего объе ма выбросов в атмосферу на долю автотранспорта приходится 92 %. По данным Государст венного учреждения Московский Центр гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с региональными функциями (ГУ Московский ЦГМС-Р), среднегодовой выброс ЗВ в атмосферный воздух составляет 129 тыс.т/год. Среднегодовой индекс загрязнения атмосфер ного воздуха Ра 14. Основные источники загрязнения атмосферного воздуха - промышлен ные предприятия, ТЭЦ, речной и автомобильный транспорт. Среднегодовой сброс сточных вод 2711 млн. м3/год. Основные источники загрязнения поверхностных вод - объекты жи лищно-коммунального хозяйства (ЖКХ), предприятия промышленности города, речной транспорт и портовые объекты. Среднегодовой объем бытовых отходов 163 тыс. т/год. По состоянию на 2004 г. город занимает одно из первых мест в России по наличию токсичных веществ в атмосферном воздухе и первое место по сбросу загрязненных сточных вод. ГУ Московский ЦГМС-Р ведет наблюдение за загрязнением атмосферного воздуха, поверхно стных вод и РИ территории города. В воздухе ежесуточно 16 стационарных постов контро лируют 32 ЗВ, в поверхностных водах -23 ЗВ.

Демографическое состояние города характеризуется следующими данными: плотность населения 10,4 тыс. чел /км2, доля женщин 53 %, рождаемость 8,5 ‰, смертность 15,2 ‰, младенческая смертность – 11 детей на 1000 родившихся.

Город Тамбов – областной центр Тамбовской области, расположен в зоне лесостепи, на реке Цна. Территория города занимает около 80 тыс. км2, население около 294 тыс. человек.

По данным Ростехнадзора по Тамбовской области, основными источниками загрязнения ОС в городе являются: ТЭЦ, 20 квартальных котельных, 70 котельных малой и средней мощно сти, объекты ЖКХ, предприятия ОАО «Тамбоврезиноасботехника», ОАО «Тамола», ОАО «Пигмент», ОАО «Тамбовмаш» и автотранспорт. В Тамбове 3 поста наблюдения контроли руют в воздухе города концентрацию 17 ЗВ, в реке Цна -10 ЗВ. Наибольшее количество ток сичных отходов образуется на Тамбовском ОАО «Пигмент». Состояние здоровья населения характеризуется ростом числа хронических заболеваний легких на территории, где действу ют промышленные предприятия и крупные автомагистрали Город Владикавказ - столица республики Северная Осетия – Алания (РСО - Алания) расположен на р. Терек, у входа в Дарьяльское ущелье. Площадь города 84 км2, население около 400 тыс. человек. Здесь сосредоточено более 65 % промышленного производства рес публики. На территории города дислоцируются ряд военно-учебных заведений Министерст ва Обороны и МВД РФ, ряд военных объектов Северо-Кавказского военного округа. Гео графическое положение города обуславливает безветрие или слабые ветры, что способствует загрязнению ОС и ухудшает экологическое состояние города. Через территорию РСО - Ала ния пролегают две транскавказские автомобильные магистрали (Транскам), ведущие через Главный Кавказский хребет в Грузию по Дарьяльскому ущелью и в Южную Осетию по Ала гирскому ущелью. На территории РСО-А протекают горные реки Терек с притоками Гизель дон, Фиагдон, Ардон, Арафдон (Урух), Камбилеевка. По данным Росприродонадзора по РСО-Алания, среднегодовые выбросы ЗВ в атмосферу составляют 34,3 т/км2, на долю ав тотранспорта приходится до 80 % выбросов.

Основные загрязнители атмосферы – предприятия цветной металлургии, промышлен ности строительных материалов, машиностроение, ЖКХ, автотранспорт. Основные загряз нители поверхностных вод - предприятия цветной металлургии, ЖКХ, (50 % приходится на долю Владикавказа), а также горнодобывающие предприятия, находящиеся в горных ущель ях РСО-А. Основные загрязнители почвы – автотранспорт, ЖКХ, животноводческие хозяй ства, военные объекты и др. Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха осуществляется на 4 –х стационарных и 6-ти подвижных постах наблюдения. В атмосферном воздухе опре деляется концентрация 14 ЗВ. Среднегодовой индекс загрязнения атмосферы Ра 8. В по верхностных водах определяется концентрация 20 ЗВ. Демография РСО-А: рождаемость 10,6 ‰, смертность-12,8 ‰, младенческая смертность-11,7 на 1000 родившихся детей.

Военные объекты Чкаловское, Кубинка, Северный, Калининец расположены на тер ритории Московского военного округа. Они имеют однотипную инфраструктуру: военный городок, техническую территорию, склады ГСМ др. Объекты имеет автономную систему обеспечения водой питьевого и хозяйственного назначения, систему сточных вод с очистны ми сооружениями. Источниками загрязнения ОС являются: военная техника, котельные ото пительных систем, склады ГСМ, автопарки и пункты технического обслуживания и др.

Контроль экологического состояния военных объектов осуществляют специалисты квартирно-эксплуатационной части (КЭЧ) военного объекта.

Глава III Основы визуальной биоиндикации качества окружающей среды Объективность информации об экологическом неблагополучии территории опреде ляется долей диагностируемых в ОС ЗВ (m), продолжительностью диагностики (), коли чеством постов наблюдения за ОС на территории (n). При условии равномерного обследова ния территории степень объективности полученной информации можно представить в виде вероятностных отношений:

Ps = S / F, (7) где Ps - вероятность полноты информации о состоянии ОС на территории;

F - общая территория объекта, км2;

S – исследуемая часть территории объекта, км2.

S = · n, где – коэффициент апроксимации данных одного поста, км2 /пост.

Pm = m / M, (8) где Pm – вероятность полноты контроля перечня ХВ в окружающей среде;

M – реальный перечень ХВ в окружающей среде.

P = / 24 = 0,042, (9) где P - вероятность полноты информации по продолжительности диагностики, ч;

24 – продолжительность суток, ч.

Поскольку вероятности Ps, Pm, P друг от друга не зависят, то критерием объективно сти информации может быть их произведение.

Роб = Ps · Pm · P. (10) Подставив значения Ps, Pm, P, получим:

Роб = Ps Pm P = 0,042 n m /M F. (11) Из государственных докладов о состоянии ОС в РФ (2002 - 2004) следует, что из всей массы ЗВ, поступающих в ОС, более 80 % приходится на долю выбросов в атмосферу. При этом на долю автотранспорта приходится 90 % выбросов. Расчеты показали, что для города Москвы Роб = 4 %. Повышение объективности информации возможно за счет увеличения числа постов n, продолжительности отбора проб. Варьированием показателями n и опре делено оптимальное их сочетание, рис. 2.

Число постов наблюдения,n Роб=15% Роб=30% 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Продолжительность отбора проб, час Рисунок 2 - Объективность информации Роб в зависимости от показателей и n Анализ данных рис. 2, показывает, что Роб может быть увеличен до 30 % при сохране нии продолжительности отбора проб = 2 ч /сутки. Но при этом число постов наблюдения придется увеличить с 68 до 750. Можно получить Роб = 30 % при n = 68, но тогда показа тель должен быть не менее 24 часов. Оптимальное число постов наблюдения за состояни ем атмосферного воздуха при =12 ч /сутки и Роб = 30 % может составить n = 120. Приняв полученные значения за оптимальные, проведено их уточнение по критерию «эффектив ность-стоимость». В качестве критерия эффективности системы наблюдения за состоянием атмосферного воздуха принят показатель неполноты информации (R).

R = 100 - Pоб. (12) Результаты расчетов по критерию эффективность-стоимость приведены на рис. 3.

100 Стоимость, М, 80 тыс.р/сутки (1-Роб) % 60 40 М (1-Роб) 20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Число постов, n Рисунок 3 - Оценка системы наблюдения за состоянием атмосферного воздуха в г. Москве по критерию «эффективность-стоимость» при - =12 ч. /сутки Анализ данных рис. 3 показывает, что оптимальными параметрами системы наблюде ния за состоянием атмосферного воздуха в г. Москве является: объективность информации Роб = 35 %;

число постов n = 160;

продолжительность отбора проб =12 ч. /сутки;

затраты М = 1,6 млн. р./сутки. Таким образом, расчет показал, что даже при оптимальных парамет рах системы наблюдения за атмосферным воздухом, она остается высокозатратной. Следо вательно, необходимо искать более рациональный путь, который позволит повысить эффек тивность системы экологического мониторинга со значительно меньшими затратами.

Математическая модель жизненности биоиндикатора Анализ описательных моде лей взаимодействия биоценозов, в том числе и человеческого организма, с ЭОФ, изложен ных в работах отечественных и зарубежных ученых (Сеченова, Геккеля, Шелфорда, Коммо нера, Реймерса, Абакумова, Федорова и др.), позволил сформулировать постановку задачи для разработки математической модели биоценоза как индикатора интегральной загрязнен ности среды обитания.

Животные и растительные биоценозы, включая иммунную систему человека, как эко логические системы, компенсируют оказываемое на них воздействие ЭОФ за счет адапта ционных возможностей (толерантности). При некотором пороговом значении ЭОФ толе рантность экосистемы достигает максимума. По мере дальнейшего роста ЭОФ толерант ность снижается до величины, поддерживающей экологическую гармонию на более низком уровне. Так происходит до тех пор, пока уровень ЭОФ достигнет критического значения, при которой потенциал толерантности экосистемы не будет исчерпан. При этом снижение толе рантности экосистемы происходит скачкообразно.

Биоиндикатор по внешним признакам характеризуется показателем относительного биоразнообразия Wi и плотностью популяции S групп биоиндикаторов относительно их максимального значения. Произведение этих показателей характеризует жизненность G биоиндикатора в загрязненной среде обитания.

G = Wi / Wмах · Si / Sмах. (13) Показатель жизненности обычно принято выражать в процентах от максимально воз можной ей величины Gmax. Отношение прироста жизненности G к приросту индекса инте грального загрязнения среды обитания Рс можно представить как коэффициент прогрес сивной модификации биоиндикатора r.

G r=. (14) Pс Характерной особенностью биоиндикатора является то, что информационные признаки проявляются не сразу, а через определенное время, в течение которого он аккумулирует ЗВ. Таким образом, биоиндикатор автоматически интегрирует воздействия ЗВ. Если по глощенная им доза ЗВ превысит норму, соответствующей данной нише экологической гар монии, то биоиндикатор начинает регрессивную модификацию своей структуры, которая проявляется в изменении информационных признаков его жизненности. Дифференциальное уравнение прогрессивной модификации биоиндикатора будет иметь вид:

G =rG. (15) Рс Pс Преобразовав его, будем иметь = r Рс. Решая это уравнение, получим:

G G = G 0 е r Рс (16) Поскольку экспоненциальный рост жизненности в условиях загрязненной среды оби тания ограничен максимальным пределом Gмах при пороговом значении индекса суммарного загрязнения Pсп, то уравнение прогрессивной модификации биоиндикатора будет иметь сле дующий вид:

Gmax G0=. (17) e r( Pсп P ) Анализ полученного выражения показывает, что при rP = Pсп величина G = Gмах., что согласуется с описательной моделью функционирования биоиндикатора. Таким образом, уравнение (17) выражает модель роста жизненности биоиндикатора от G 0 до G max.

Максимальная величина жизненности биоиндикатора представляет собой норму, с ко торой можно сравнивать дальнейшее снижение жизненности биоиндикатора с возрастанием загрязнения среды обитания.

Дифференциальное уравнение регрессивной модификации биоиндикатора может быть представлено в виде G =-µG, (18) Рс где µ - коэффициент регрессивной модификации биоиндикатора.

Преобразовав уравнение (18) к виду, удобному для интегрирования, имеем:

G = Рс (19) G После интегрирования получим:

ln G = µ Рс или G = e µPс + C. (20) Для начальных условий С = 0 имеем G = Gмах и, следовательно, G = Gmax exp -µPc. (21) Выражение (21) представляет собой математическую модель регрессивной модифика ции биоиндикатора относительно её максимального значения.

При известных значениях G и Gмах и индекса загрязнения среды обитания Рс можно определить коэффициент µ их выражения µ = (ln G max - ln G ) / Pc. (22) Показатель Gмах можно определить двумя способами.

Первый опирается на известное в экологии правило Яблокова-Реймерса, согласно ко торому «любая сложная система в среднем статистически выносит без нарушения функций изменения не более 11 % её структурных составляющих». С учетом этого мож но принять Gмах 89 %. В этом случае соблюдается инвариантность математической модели биоиндикатора, что позволяет иметь единую сравнительную планку. Второй способ - экспе риментальное определение Gmax на контрольных (незагрязненных участках) территории.

Графическая модель прогрессивной и регрессивной модификации биоиндикатора мо жет быть представлена в виде кривой, для которой начальное значение аргумента не равно нулю, а имеет определенное положительное значение. В чистой среде, имеются минеральные и органические вещества и растворенный кислород, которые необходимы для жизни биоце ноза. Появление в среде обитания ЗВ, среди которых имеются и вещества, употребляемые биоиндикатором, стимулирует его прогрессивную модификацию. С учетом этого графиче ская модель жизненности биоиндикатора будет иметь вид, приведенный на рисунке 4.

G% участок биоиндикации Gмах 1 G ln Рс Ро Рс п Рс к Рисунок 4 – Модель прогрессивной и регрессивной модификации (жизненности) биоиндикатора G в загрязненной среде обитания Рс Анализ графика рис. 4 показывает, что функциональная зависимость G = f (Pc) может быть аппроксимирована математической моделью вида:

G = G0 exp - (r Рс + µ Р2 с). (23) В загрязненной среде жизненность G на участке 1 растет от G0 до максимума Gмах, соответствующему пороговому значению Рсп. Это участок - прогрессивной модификации биоценоза за счет увеличения питательных (химических, биологических) веществ в ОС. Мы полагаем правомерным распространить приведенную закономерность и на иммунную систе му человека, представляющую сложную экосистему, чутко реагирующую на изменение воз действий ЭОФ. В этом случае рост толерантности организма человека на участке 1 происхо дит за счет индуцирования малыми дозами вредных воздействий (Петров, 1987) ответной реакции иммунной системы.

На участке 2 рост Рс сопровождается регрессивной модификацией биоценоза до кри тического значения Рк, при котором исчерпывается адаптационный потенциал биоиндикато ра и иммунной системы человека. Изменение жизненности происходит скачкообразно (пока зано пунктиром). Регрессивная модификация сопровождается морфологическими измене ниями биоценоза, которые можно наблюдать визуально (визуальная биоиндикация) или из мерять инструментально (биотестирование). Изменения иммунного статуса человека могут быть определены только инструментальными методами медицинской службы в процессе плановых диспансеризаций личного состава военных объектов.

Анализ граничных условий уравнения (22) показывает, что поскольку G0 e 0, то G' = 0, если - r +2 µ Рс = 0, откуда Рс = r / 2µ = 0,5 r/µ. (24) Таким образом, значение показателя жизненности биоиндикатора достигает максимума при значении Рс = 0,5 r /µ. Эти теоретические положения в последующем уточнялись по результатам полевых сопоставительных экспериментов, т.е. при проведении биоиндикации качества среды обитания на площадках, в которых отбираются и анализируются пробы сре ды системой наблюдения гидрометеослужбы. Полученные данные подвергались статистиче скому анализу с вычислением значений коэффициентов r и µ.

Степень загрязнения атмосферного воздуха можно определить визуально по нали чию на деревьях (скалах, камнях и др. неподвижных предметах) групп кустистых, листова тых и накипных лишайников. Чувствительность лишайников к индексу Ра может быть выра жена весовым коэффициентом: для кустистых Wк =1;

для листоватых Wл = 0,8, для накипных Wк = 0,4. Визуальные морфологические признаки лишайников: кустистых – в виде свисаю щих ветвей;

листоватых - в виде листочков (чешуек), накипных – в виде зернистых образо ваний, плотно сцепленных с субстратом.

Для облегчения идентификации лишайников в комплект принадлежностей для лихено индикации имеется лупа с 5 кратным увеличением.

Коэффициент регрессивной модификации лишайников µл. определялся по резуль татам лихеноиндикации территории городов Владикавказа, Москвы и Тамбова. Данные группировки и ранжирования результатов лихеноиндикации качества атмосферного воздуха на территории г. Москвы, а также индексы загрязнения атмосферного воздуха Ра приведены в таблице 2.

Таблица 2–Данные группировки и ранжирования показателей Ра, G в Москве 1. Группировка и ранжирование данных за 2002 год Ра 3 4 5 6 7 8 9 10 G2 4 15 12 6 5 5 15 5 2. Группировка и ранжирование данных за 2003 год Ра 2 3 4 5 7 8 10 12 13 G3 6,5 16 7 6 5 20 10 5 5 3.Группировка и ранжирование данных за 2002-2003 годы Ра 2 4 6 8 10 12 14 16 18 G1 7 33 20 7,5 5 5 7 Характер зависимости показателя G от индекса Ра, усредненного за период 2002 - годы, приведены на рисунке 5.

Жизненность лишайников, G % 0 5 10 15 20 Индекс загрязнения атмосферы, Ра Рисунок 5 – График функции G = f (Ра) Используя данные табл. 2 можно вычислить по формуле 22 значения коэффициента:

1 = (ln 16,2- ln 4,7) / (12,1-3,3) = 1,24 / 8,7 = 0,14;

2 = (ln 20- ln 4,7) / (11-4) = 1,448 / 7 = 0,21;

3 = (ln 26,2- ln 4,7) / (11-4) = 1,72 / 4,9 = 0,35.

Анализ полученных данных показывает, что коэффициент регрессивной модификации лишайников принимает наибольшее значение для случая интегрирования индекса загрязне ния атмосферного воздуха за 2 предыдущих года. Следовательно, лихеноиндикацию терри тории целесообразно проводить один раз в 2 года, иными словами лихеномониторинг терри тории нужно проводить периодически через 2 года. Аналогичным образом определен коэф фициент и для городов Тамбова и Владикавказа. Обобщенные данные коэффициента рег рессивной модификации лишайников для трех городов приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Коэффициент регрессивной модификации лишайников л Выброс газов Площадь s, Коэффициент л Город g, кг/ г. чел. контролируемая за период 1 постом, км 2 1 год 2 года 3 года Москва 4230 62 0,14 0,35 0, Тамбов 87 33 - 0,63 Владикавказ 416 17 0,57 0,66 0, Среднее 1577 37 0,36 0,55 0, Анализ данных, приведенных в табл. 3, показывает, что коэффициент регрессивной модификации лишайников достигает наибольшей величины для всех городов за период ин тегрирования 2 года. При этом максимум л = 0,66 приходится на город Владикавказ, где на 1 пост наблюдения приходится территория s = 17 км 2, что в 2 раза меньше чем в Там бове и в 3,7 раза меньше чем в Москве. Среднее значение для трех городов л = 0,55.

Степень загрязнения поверхностных вод можно определить по наличию в них пре сноводных моллюсков. Они обитают во всех поверхностных водоемах России, в придонном слое ила, где они находят необходимые питательные вещества. В зависимости от степени загрязненности воды, в которой обитают пресноводные моллюски, они подразделяются на три группы, которым присвоены соответствующие весовые коэффициенты:

олигосапробионты, живут в относительно чистой воде (W = 1);

-мезосапробионты, живут в умеренно загрязненной воде (W = 0,6);

-мезосапробионты, живут в слабо загрязненной воде (W = 0,4 ).

Коэффициент регрессивной модификации пресноводных моллюсков м определен по результатам одновременной биоиндикации и биотестирования Москвы-реки и Рублевско го водохранилища. Результаты биоиндикации и биотестирования приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Данные биоиндикации поверхностных вод по состоянию пресноводных моллю сков и биотестирования с помощью прибора «Биотокс-К» Показатель Рублевское водохранилище Москва река Жизненность Gср, ед/м2 179,7 Токсичность Т ср, % 0 Анализ данных, приведенных в табл. 4, показывает, что среднее значение жизненности пресноводных моллюсков Gmax = 179,7, а Gmin = 32, токсичность, воды на опытном участке Т = 49. Подставив данные в формулу (22), получим:

м = (ln 179,7 - ln 32) / 49 = 0,11.

Степень загрязнения почвы определялась по обитающим в ней беспозвоночным жи вотным. В зависимости от чувствительности к загрязнению почвы беспозвоночные почвен ные животные распределены на группы, которым присвоены соответствующие весовые ко эффициенты:

- мокрицы живут в относительно чистой почве (Wмк = 1);

- дождевые черви, моллюски живут в умеренно загрязненной почве (Wмк = 0,8);

- паукообразные живут в слабо загрязненной почве (Wч = 0,6);

- многоножки живут в средне загрязненной почве (Wмн = 0,4).

Коэффициент регрессивной модификации беспозвоночных почвенных животных ж определялся по результатам одновременной биоиндикации почвы и определения концен трации тяжелых металлов в почве на территории военного объекта (25 ГосНИИ МО РФ).

По концентрациям тяжелых металлов рассчитывался индекс загрязнения Рп, по данным био индикации определялся показатель жизненности Gж %. Результаты исследования приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Данные химического анализа и биоиндикации почвы № Данные химического анализа проб почвы, мг/кг Показатель участ Рп Zn Pb Cu Ni Fe Mn Cr As G% ка 1 87,1 28,9 66,9 79,6 10677 536,4 138,7 6,9 46,8 8, 2 60,4 23,0 51,2 73,4 10007 878,4 131,9 5,97 38,5 76, Подставив соответствующие значения G и Рп из табл. 5 в формулу (22), получим:

бж = (lnGmax - lnGmin ) / Рп = (ln 76,2 - ln 8,7) / 46,8 - 38,5 = 0,26.

Таким образом, коэффициент регрессивной модификации почвенных беспозвоночных животных бж = 0,26.

Аналогичным образом были вычислены значения коэффициентов прогрессивной мо дификации лишайников rл, пресноводных моллюсков rм и почвенных беспозвоночных жи вотных rбж.

Полученные значения коэффициентов прогрессивной r и регрессивной модификации для эколого-математической модели G = G0 exp - (r Рс + µ Рс 2) приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Коэффициенты r - прогрессивной и – регрессивной модификации биоиндика тора в загрязненной среде обитания Наименование биоиндикатора Коэффициент r Коэффициент Лишайники 3,7 0, Пресноводные моллюски 1,8 0, Беспозвоночные почвенные животные 4,3 0, Таким образом, полученные по результатам биоиндикации численные значения коэф фициентов ri и i биоиндикаторов позволяют закономерность жизненности биоценоза в за грязненной среде обитания представить в окончательном виде для соответствующих биоин дикаторов:

лишайников Gл = G л о exp - (3,7 Ра + 0,55Ра 2) (25) Gм = G м о exp - (1,8 Рв + 0,11Рв 2) пресноводных моллюсков (26) беспозвоночных почвенных животных G бж=Gбж о exp-(4,3 Рп + 0,25 Рп 2) (27) Приведенные эмпирические математические модели позволяют ретроспективно оцени вать по результатам биоиндикации численное значение индекса суммарного (интегрального) загрязнения атмосферного воздуха Ра, поверхностных вод Рв и почвы Рп.

При этом необходимо учитывать, что индекс Р рассчитывается не по всему перечню ЗВ, присутствующих в ОС, а лишь по 5 -10 приоритетным ЗВ, концентрация которых в наи большей степени превышает нормативное значение ПДК.

Поскольку биоиндикаторы контактируют со всеми ЗВ среды своего обитания, то мож но предполагать, что показатели индекса загрязнения атмосферного воздуха, поверхностных вод и почвы, полученные методами химико-аналитической диагностики, могут быть не сколько заниженными.

В дальнейших исследованиях, направленных на повышение эффективности экологиче ского мониторинга целесообразно предусмотреть более широкий спектр городов (военных объектов) для проведения сопоставительных экспериментов по биодиагностике качества ОС.

Глава IV Методы оценки экологического состояния территории военного объекта Метод прогноза возможных зон экологической аномалии предусматривает опреде ление по топографической карте мест, где при обтекании загрязненным воздушным потоком ландшафта, образуются вихревые участки, в которых возможно скопление ЗВ. Такие участ ки названы нами зонами экологической аномалии (ЗЭА), рис. 6.

Ветер вихрь вихрь вихрь h L1 L2 L Рисунок 6 – Зона экологической аномалии: L1, L2, L3 – длина вихревых зон;

h – высота препятствия Анализ данных, приведенных на рис. 6 показывает, что общая длина ЗЭА в господ ствующем направлении ветра определяется суммой размеров вихревых зон.

L = k1L1 + k2L2 + k3L 3.

Численные значения коэффициентов вихреобразования k i заимствованы из данных об дувания макетов городских застроек в аэродинамической трубе МГУ им. М.В. Ломоносова:

k1 = 6, k2 =1, k3 = 8. С учетом значения коэффициентов вихреобразования имеем:

L = (6 h + L2 + 8 h) i, (28) где i – коэффициент продуваемости препятствия (0 i 1).

Коэффициент продуваемости П для населенных пунктов рассчитывается по формуле:

fi.

П = (29) Fk где fi – площадь i-го здания (в плане) м2;

hi – высота i-го здания, м;

Fk - площадь квартала застройки, м2.

Для лесных массивов в качестве П принимается коэффициент сомкнутости крон де ревьев, значения которых приведены в таблице 7.

Таблица 7 – Густота леса и коэффициент при известном диаметре кроны дерева d к Расстояние между кронами, м Коэффициент Густота леса Густой менее 0,3 d к от 0,5 до 1, Средней густоты от 0,3 до 1 d к от 0,5 до 0, Редкий от 1 d к до 2 d к от 0,25 до 0, Для населенного пункта приведенная высота hпр определяется по формуле:

f hi i hпр =, (30) Fk Величина шага Lш между площадками лихеноиндикации определяется по формуле:

Lш = Li /n, (31) где Li - длина i – ой ЗЭА, м;

n – число прогнозируемых ЗЭА.

Данные прогноза ЗЭА могут использоваться для планирования мероприятий защиты населения (личного состава войск) от воздействия загрязненной ОС на территории.

Метод лихеноиндикация качества атмосферного воздуха основан на сравнении по казателя жизненности лишайников с максимально возможным значением. Основной измери тельный инструмент - палетка, которая имеет квадратную рамку, внутренний размер которой 1010 см. В рамку вплетена сетка с ячейками 11 см, всего ячеек 100. На палетке имеется ручка длиной 10 см. Площадь рамки палетки, покрытая данной группой лишайников Si, оп ределяется по формуле:

Si = Х пп + Y чп / 2 (%) (32) где Х пп - число клеток палетки, которые полностью покрыты лишайником;

Y пп - число клеток палетки, которые частично покрыты лишайником.

Критерии экологического состояния территории по лишайникам, приведены в табл. 8.

Таблица 8 - Критерии оценки территории по показателю жизненности лишайников G л Группа Класс Экологическое Жизненность G лишайников загрязнения воздуха состояние территории % Кустистые 1- чистый от 100 до 50 отличное * Кустистые от 49 до 10 благоприятное Листоватые 2 - слабо загрязнен от 100 до 50 хорошее * Листоватые от 49 до 10 удовлетворительное Накипные 3 - средне загрязнен от 100 до 50 напряженное * Накипные от 49 до 10 критическое Лишайников нет 4 - сильно загрязнен кризисное * при G 10 % пользуются шкалой менее чувствительного лишайника.

Метод биоиндикация качества воды основан на сравнении состояния пресновод ных моллюсков в прибрежном иле исследуемого и контрольного водоемов. Метод преду Минимальный диаметр дерева 15 см сматривает разбивку не менее 10 площадок биоиндикации вдоль противоположных берегов водоема в прибрежной части, глубина которой не должна превышает 70 см. Размер площад ки 1м2, которая по углам обозначается вешками. Интервал между площадками рекоменду ется выбирать в пределах 200-250 м, сообразуясь по месту, где имеется мелководье. Сбор пресноводных моллюсков в пределах площадки осуществляется с помощью сачка, который состоит из рамки с сеткой и рукоятки.

Рамка размером 1015 см изготовлена из стальной проволоки диаметром 6 мм. На неё надет сетчатый мешочек из полимерного материала с размером ячеек 55 мм. Длина мешоч ка 30 см. Моллюски собираются путем зачерпывания сачком прибрежного ила толщиной 1,5 2 см. Содержимое сачка высыпается на полимерную пленку размером 1 м2.

Собранные моллюски помещаются в прозрачный целлофановый пакет размером 2535 см. После идентификации моллюсков, они вместе с илом возвращаются в водоем.

Аналогичным образом проводится биоиндикация контрольного водоема.

Качество воды оценивается путем сравнения средних значений показателя жизнен Внутренний размер рамки палетки 10 см ности биоиндикаторов на опытном участке G с данными, полученными на контрольном мо участке G по формуле мк G м = ( G м к - G мо) / G м к 100 %. (33) Полученное значение G м сравнивается с критериями, приведенными в таблице 9.

Таблица 9 – Критерии оценки качества воды по состоянию пресноводных моллюсков Снижение жизнен- Параметры критерия экологического состояния почвы ности относительно благопри- напря- критиче- кризис- катастро нормы ятная женная ская ная фическая менее 11 более 11 - 25 26 - 50 51- G бж % Метод биоиндикации качества почвы основа на сравнении показателя жизненности беспозвоночных почвенных животных на исследуемом и контрольном участках. Для этого на исследуемом и контрольном участках разбиваются площадки биоиндикации размером 55 м. На каждой делается 5 прикопов почвы с помощью малой саперной лопатки. Прикопы располагаются «конвертом» (4 – по углам и 1 по центру). Размер прикопа 2525 см, глуби ной 20 см. Почва прикопа помещается на полимерную пленку размером 1 м2 и разрыхляется.

Найденные животные с помощью пинцета помещаются в прозрачные пакеты. Данные био индикации на опытном участке G сравниваются с данными биоиндикации на контроль жо ном участке G по формуле жк G ж = ( G ж к - G жо) / G ж к 100 %. (34) Качество почвы оценивается по критериям, приведенным в таблице 9.

Метод оценки состояния здоровье личного состава основан на определении риске заболеваемости (Постановление Главного санитарного врача РФ, 2001). Одинаковые соци ально-экономические условия личного состава военных объектов (единый режим функцио нирования) позволяет исключить их из рассмотрения, а ограничиться лишь комплексным воздействием на личный состав ЭОФ. Было установлено (Бадтиев, Моксяков и др., 1989;

Ка лабеков, 2003), что показатель здоровья Z населения не коррелирует с конкретным ЗВ окру жающей среды, поэтому в качестве аргумента был выбран интегральный показатель загряз нения атмосферного воздуха Ра и проведен корреляционный анализ обоих показателей. Ис ходные данные для РСО – Алания приведены в таблице 10.

Таблица 10– Среднегодовые показатели заболеваемости населения и индексы загрязнения атмосферного воздуха в РСО–Алания за период 1985 -1995 годы.

Город Административные районы РСО - Алания Владикавказ Алагир- Ардон- Дигор- Ираф- Киров- Моздок- Право- Приго ский ский ский ский ский ский бережный родный Нарушение репродуктивной функции женщин (ZРФЖ на 1000 населения) 44/1,9 24/1,0 50/2,2 18/0,8 37/1,6 28/1,2 39/1,7 34/1,5 29/1, Младенческая смертность (ZМС на 1000 детей) 17/1,2 18/1,3 16/1,1 16/1,1 13/0,9 14/1,0 14/1,0 17/1,2 18/1, Врожденные пороки развития (ZВПР на 1000 детей) 12/3,0 4/1,0 5/1,3 4/1,0 3/0,8 5/1,3 8/2,0 16/4,0 5/1, Примечание – в знаменателе указано среднегодовое значение индекса загрязнения атмосферного воздуха Ра.

Анализ данных, приведенных в табл. 10 показывает, что с ростом индекса загрязнения Ра наблюдается рост показателей РФЖ, МС и ВПР. Оценка силы связи между этими показа телями оценивалась по величине коэффициента корреляции, которая подразделяется на сильную (R 0,7), среднюю (0,3 R 0,7) и слабую (R 0,3). Коэффициент парной корре ляции R между показателями Ра и Zi определялись по формуле:

RG,Z = 1/n ( Ра Zi - Pa Z i ) /Р z, (35) где RР,Z – коэффициент корреляции между показателями Рa и Zi ;

Р, z – среднеквадратическое отклонение показателей Рa и Zi.

Среднеквадратическая ошибка коэффициента корреляции R определяется по формуле:

1 R r =, (36) n где n – число наблюдений.

Результаты корреляционного анализа приведены в таблице 11.

Таблица 11 - Данные корреляционного анализа Zi и Ра в г. Владикавказе в 1985 – 1995 г.г.

Показатель Нарушение репродуктивной Младенческая Врожденные пороки функции женщин Zрфж смертность Zмс развития Zвпр Ра 1,5 1,1 1, Zi 33,7 15,9 6, Ri 0,87 0,72 0, Ri 0,08 0,16 0, Анализ данных табл. 11, показывает, что между показателями Zрфж и Ра, Zмс и Ра суще ствует сильная корреляционная связь (R 0,7).

График функции Zрфж = f (Ра ) для г. Владикавказа показан на рис. 7.

репродуктивной функции Zрфж= 23,8Pa - 2, К = 0, женщин ZРФЖ Нарушение 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3, Индекс загрязнения атмосферного воздуха Ра Рисунок 7 - График функции Zрфж = f (Ра ) Анализ данных рис. 7 показывают, что Zрфж = 23,8 Ра - 2,4, (1 Ра 3). (37) График функции Zвпр = f (Ра ) для г. Владикавказа показан на рис. 8.

Врожденные пороки развития Z впр Z ВПР = 3,8Pa + 0, К 2 = 0, 0 1 2 3 4 5 Индекс загрязнения атмосферного воздуха Ра Рисунок 8 – График функции Zвпр = f (Ра ) Анализ данных рис. 8 свидетельствует, что показатель Zвпр = 0,5, + 3,84 Ра, (1 Ра 5 ). (38) График функции Zмс = f (Ра ) для г. Владикавказа показан на рис. 9.

Заболеваемость Z мс 0,35 Ра Z мс = 2 e 12 К = 0, 0,8 1 1,3 2 3 Индекс загрязнения атмосферного воздуха Ра Рисунок 9 – График функции Zмс = f (Ра ) Анализ графика рис. 9 показывает, что функция Zмс = f (Ра ) аппроксимируется степен ной зависимостью вида Zмс = 2 exp 0,35Ра, (0,8 Ра 4). (39) Таким образом, между показателями Zi и Ра существует средняя и сильная корреляци онная связь, при достоверности аппроксимации К2 = 0,99. В качестве контрольного фона принималась среднее наименьшее величин МС, ВПР и РФЖ не менее чем в трех участках (районах) города за десять лет. При этом использовалось существующее закрепление участ ков территории города за поликлиниками. Исходные данные приведены в табл. 12.

Таблица 12 - Выброс газов автотранспортом Q и заболеваемость Zi детей в г. Москве.

Выброс газов ав- Заболеваемость врожден- Заболеваемость Годы тотранспортом, ными аномалиями, Zва нервной системы, Zнс Qi тыс.т/г (на 1000 новорожденных) (на 1000 детей) 1991 506,4 34,0 116, 1992 467,3 43,5 147, 1993 543,4 58,5 160, 1994 585,8 66,3 176, 1995 735,8 70,4 174, 1996 821,5 75,0 192, 1997 896,0 84,2 198, 1998 958,4 84,4 207, Среднее 689,3 64,5 171, ± 176,6 ± 10,8 ± 27, (среднего) Для текущего года коэффициент корреляции RQ,Z = 0,3, что свидетельствует о слабой связи между Q и Z. Однако когда сравнивались данные Zва текущего года с данными Q пре дыдущего года (сдвиг данных Zва вперед на 1 год), то коэффициент корреляции RG,Zва = 0,82, что соответствует сильной корреляционной связи между показателями. Среднеквадратиче ская погрешность коэффициента корреляции R = 0,12. Полученные данные подтверждают отрицательное влияние отработавших газов автомобилей на плод в период его внутриутроб ного развития. Характер зависимости Zва от показателя Q приведен на рис. 10.

аномалиями Zва Zва = 6,93Q + 33, Заболеваемость врожденными 80 К = 0, 467 506 543 586 736 822 896 Выбросы в астмосферу Q, тыс.т/г Рисунок 10 – График функции Zва = f (Q).

Анализ графика рис. 10 показывает, что зависимость между Zва и Q аппроксимируется линейным уравнением Zва = 6,93 Q + 33,3. (467 Q 958). (40 ) Коэффициент корреляции между показателями Zнс и Q RQ,Zнс = 0,92, что соответствует сильной корреляционной связи. График зависимости Zнс от показателя Q приведен на рис.11.

нервной системы Zнс Заболеваемость Z нс = 11Q + 100 К = 0, 467 506 543 586 736 822 896 Выбросы автотранспорта в астмосферу Q, тыс.т/г Рисунок 11 – График функции Zнс = f (Q).

Анализ графика рис. 11 показывает, что зависимость между Zнс и Q аппроксимируется линейным уравнением (467 Q 958).

Zва = 122 + 11 Q. (41) Таким образом, подтверждена сильная корреляция между заболеваемостью населения и индексом загрязнения атмосферного воздуха.

Воздействие загрязненной ОС на население можно оценивать по величиной риска здо ровью человека (Ri), который можно выразить произведением индекса комплексного воз действия ОС (Ркомп) на величину вызванного им ущерба (У).

Ri = Ркомп · У. (42) Примем в качестве ущерба относительное значение снижения иммунного статуса че ловека У = Iчi в результате комплексного воздействия ЭОФ.

Iчi = (Iч н -Iч i )/ Iч н, (43) где Iч н - иммунный статус здорового человека (норма);

Iч i – текущее значение иммунного статуса человека.

Тогда относительное изменение показателя риска здоровью человека примет вид:

Ri = Ркомп (1 - Iч i / Iч n). (44) В результате исследований по программе «Иммунный статус человека» для 19 терри ториальных регионов СНГ удалось выделить средние региональные показатели иммунитета здорового человека:

± - Т - лимфоцитов – 61,5 0,07 %;

- В - лимфоцитов – 13,7 ± 0,16 %;

- Иммуноглобулина М = 1,27 ± 0,06 г/л;

- Иммуноглобулина G = 12,50 ± 0,18 г/л;

- Иммуноглобулина, А = 2,06 ± 0,04 г/л.

Пусть Ig - интегральный показатель иммуноглобулинов, а Lf –интегральный показатель лимфоцитов, тогда их относительные значения будут:

M G A JG = + + ;

(45) M +G + A M +G + A M +G + A T B JL = +. (46) T+B T+B С учетом численных значений показателей M, G, A, Т, В для здорового человека, по лучим: JG = 0,08 + 0,79 + 0,13 =1,0;

JL = 0,82 + 0,18 = 1,0. Таким образом, относительный ин тегральный показатель иммунного статуса здорового человека (норма) Jч н = JG + JL = 2,0. С учетом этого получим:

Ri = Рэоф (1 – 0,5 Jчi ) = 0,5Рэоф (2 – Jчi). (47) Анализ граничных условий выражения (47) показывает, что его производная Ri ' = при Рэоф = 0. Это значит, что в чистой среде обитания риск здоровью человека равен нулю.

Пользуясь правилом «11 %» (Реймерс, Яблоков, 1997) можно за экологически допустимый уровень (ЭДУч) изменение структуры иммунной системы принять ЭДУчн = Jч н + 0,11 Jч н = 2 – 0,112 = 2,5. (48) Снижение эффективности экосистемы на 25 - 50 % считается критическим, а на 50 % и более – катастрофическим (Захаров, 2001).. С учетом этого примем контрольные точки на оси критериев риска здоровью человека: нормальное состояние Rч н 11 % ;

критическое состояние 25 % Rк 50 % ;

катастрофическое состояние Rкат 50 %.

Эти данные позволили разработать критерии оценки экологической обстановки по риску здоровью человека, которые приведены в таблице 13.

Таблица 13 - Критерии оценки экологической обстановки на территории по риску здоровью Показатель Параметры критерия экологической ситуации ЭДУч напряженная критическая кризисная катастрофическая более Rч % 2,5 - 11 12-24 25-39 40 - Глава V Апробация разработанных методов оценки экологической обстановки Результаты прогноза вихревых зон, проведенные на территории Кунцевского района Москвы, где расположен военный объект, и где удачно сочетаются городской и сельский ландшафты, перепад высот рельефа, наличие водных объектов и лесопарковых зон, приведе ны в таблице 14.

Таблица 14 - Результаты определения вихревых зон на участке Кунцевского района Москвы.

Средние показатели городского квартала, м Вид ландшафта высота препятст- перепад высот длина вихревой H вия h зоны L Холмистый (Крылатское) 48 100 Лесопарк (Фили – Кунцево) 20 60 Городская застройка 29 0 Анализ данных табл. 14, показывает, что на исследуемом участке местности размер вихревых зон L в городской застройке варьирует от 29 до 43 м, в лесопарковой зоне от 20 до 430 м, а в холмистой зоне от 48 до 650 м. В этих зонах возможно образования ЗЭА.

Результаты лихеноиндикации территории г. Москвы в сопоставлении со среднегодо выми индексами загрязнения атмосферного воздуха приведены в таблице 15.

Таблица 15 - Данные лихеноиндикации атмосферного воздуха в г. Москве Номер и адрес стационарного поста Среднегодовой индекс Р а G листоватых ГУ Московский ЦГМС-Р наблюдения за лишайников % среднее 2002г. 2003г.

состоянием атмосферного воздуха за 2004 г.

1 – Всероссийский выставочный центр 2,69 3,13 3,0 5, 2 - Овчинниковская набережная, 1 6,65 7,10 6,9 5, 18 - Сухаревская площадь, 10/31 8,07 9,75 8,9 5, 19 - улица Бутырская, 89 6,29 4,04 5,2 6, 20 - Варшавское шоссе, 32 15,73 20,38 18,1 7, 21 - Вишняковский переулок, 8 8,75 9,68 9,2 14, 22 - улица Полярная, 8 3,72 5,34 4,5 7, 23 - улица Шоссейная, 36 3,18 2,45 2,8 2, 25 - улица Народного ополчения, 19 4,89 7,72 6,3 19, 26 - улица Туристская, 15 3,46 3,38 3,4 10, 27 - улица Чертановская, 21 4,41 3,32 3,9 32, 28 - улица Долгопрудная, 13 5,22 5,21 5,2 3, 33 - улица Ивантеевская, 4/1 6,27 13,09 9,7 5, 34 - Можайское шоссе, 20 9,63 12,08 10,9 4, 38 - улица Братеевская, 27 3,91 2,15 3,0 10, Сравнение данных табл. 15 с критериями табл. 8 показывает, что на 10 постах показа тель жизненности листоватых лишайников Gл 10 % (это дает основание оценивать эколо гическое состояние территории по шкале накипных лишайников), что соответствует напря женной экологической ситуации. Ареал этой территории обозначен на рисунке 12.

Условные обозначения:

Э – пост наблюдения, Значение цифр:

числитель - G л %, знаменатель - Ра., Рисунок 12 – Зона напряженной экологической обстановки на территории г. Москвы Анализ данных рис. 12 показывает, что по состоянию лишайников центральная часть территории города (обозначена плавной кривой, огибающей посты с показателем Gл 10 % ) может быть отнесена к зоне с напряженной экологической обстановкой.

На остальной, периферийной части территории экологическое состояние может быть оценено как удовлетворительное.

Результаты лихеноиндикации г. Владикавказа приведены в таблице 16 и на рис. 13.

Таблица 16 - Результаты лихеноиндикации территории в городе Владикавказе.

№ Адрес площадки биоиндикации Лишайники Показатель G % ул. Иристонская, 1 0 ул. 4-ая Промышленная, 2 0 Дом культуры «Металлург» 3 0 Угол ул. Толстого и ул. Маркуса 4 0 Угол ул. Куйбышева и Тамаева 5 0 ул. Пушкинская (Автовокзал) 6 0 Сапицкая будка накипной 7 Проспект Коста (Водная станция) листоватый 8 Сквер генерала Плиева листоватый 9 Условные обозначения Э - экологический дозор Н – накипной лишайник Л – листоватый лишайник К – кустистый лишайник Цифра – показатель G,% Рисунок 13 – Карта лихеноиндикации санитарно-защитной зоны в г. Владикавказе Анализ данных табл. 16 показывает, что санитарно-защитная зона заводов «Электро цинк» и «Победит» представляет «лишайниковую пустыню», что категорируется как ЗЭА, площадь которой более 10 км2. На рис. 13 ЗЭА изображена пунктирной линией.

Результаты лихеноиндикация Тамбова приведены в таблице 17.

Таблица 17- Данные лихеноиндикации воздуха в санитарно-защитной зоне г. Тамбова № пло- Вид Класс загрязнения Показатель жизненности лишайников G % щадки лишайников воздуха пост 1 пост 2 пост 3 среднее листоватый 1 2 40 18 18 25, листоватый 2 2 5 14 2 3, листоватый 3 2 2 92 16 36, листоватый 4 2 2 25 8 11, листоватый 5 2 23 88 0 37, Среднее 2 14,4 45,4 8,8 22, Сравнение данных табл. 17 с критериями табл. 8 показывают, что в санитарно защитной зоне г. Тамбова G л = 22,8 %, что соответствует удовлетворительной экологиче ской ситуации. При этом в районе озер-отстойников сточных вод завода «Пигмент» обнару жена ЗЭА, размер которой составляет 500200 м.

Данные лихеноиндикации в центральной части города и природного заказника «Лысые горы» приведены в таблице 18.

Таблица 18 - Данные лихеноиндикации контрольного участка и центра г. Тамбова № Тип Класс Пока- Тип Класс Показатель G % дере- лишайника загряз- затель лишайника загряз- уча- уча- сред ва нения нения сток 1 сток 2 нее G% Лысые горы (контрольный участок) Центр города кустистый листоватый 1 1 100 2 6 10 8, кустистый листоватый 2 1 100 2 73 4 38, кустистый листоватый 3 1 52 2 99 5 52, кустистый листоватый 4 1 70 2 28 20 24, кустистый листоватый 5 1 40 2 89 9 49, кустистый Среднее 6 1 100 59 9,6 34, Среднее 1 Сравнение данных табл. 18 с критериями табл. 8 показывают, что в Лысых горах от личная экологическое состояние территории, в центре Тамбова - удовлетворительная экологическая ситуация. Зона с критической экологической ситуацией или ЗЭА на террито рии Тамбова показана прямоугольником на карте, которая приведена на рисунке 14.

Условные обозначения К –кустистый лишайник Л –листоватый лишайник Э –экологический дозор Цифра – показатель G, % Экологическая обстановка:

А - отличная;

Б – удовлетворительная;

А В - кризисная;

В Б Рисунок 14 – Лихеноиндикация территории г. Тамбова и заказника «Лысые горы:

А – заказник;

Б – центр города;

В – ЗЭА в санитарно-защитной зоне завода «Пигмент» Результаты лихеноиндикация территории горных ущелий Северной – Осетии– Алании приведены на рис. 15 и в таблице 19.

Условные обозначения Э - экологический дозор Н – накипной лишайник Л – листоватый лишайник К – кустистый лишайник Цифра – показатель G, % Рисунок 15 - Карта лихеноиндикации горных ущелий РСО - Алания (овалом обозначен Цейский участок с кустистыми лишайниками) Таблица 19 – Данные лихеноиндикации территории горных ущелий РСО - Алания № Адрес площадки лихеноиндикации Лишайники G% Куртатинское и Даргавское ущелья с. Майрамадаг у автомагистрали листоватые 1 88, с. Дзуарикау у автомагистрали листоватые 2 5, 10 км ю-з. с. Дзуарикау листоватые 3 15, 15 км ю-з. с.Дзуарикау (валун над рекой) листоватые 4 44, Высокогорное село Даргавс листоватые 5 92, «Городок Мертвых» листоватые 6 80, Дарьяльское ущелье Санаторий «Осетия» листоватый 7 46, с. Балта листоватый 8 10 км южнее с. Балта листоватые 9 с. Чми листоватые 10 72, с. Нижний Ларс листоватые 11 Река Белая (пост ГИБДД) листоватые 12 Алагирское ущелье 8 км ю-з. г. Алагира листоватые 13 18 км ю-з. г. Алагира листоватые 14 Хвостохранилище 1 км ю-з. с. Мизур листоватые 15 Цейское ущелье 2 км севернее пос. Бурон кустистые 16 Сейсмостанция РАН (высота 2 000 м) кустистые 17 Альплагерь «Цей» (высота 2070 м.) кустистые 18 Сравнение данных табл. 19 с критериями табл. 8 показывает, что экологическая ситуа ция во всех исследованных ущельях изменяется от хорошей до удовлетворительной. И только в Цейском ущелье (высота над уровнем моря более 2000 м) экологическая ситуация меняется от благоприятной ( G к 50) до отличной ( G 50 ) на рис. 15 обозначена овалом.

к Результаты биоиндикации на военных объектах приведены в таблице 20.

Таблица 20 – Данные биоиндикации территории военных объектов Данные жизненности биоиндикатора на объектах:

Показатель Чкаловское Кубинка Северный Алабино 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 Жизненность листоватых лишайников 25* 7 52 30 57,6 54 49,2 51 58 80 60 G л% 29 53,6 45 G л во % Жизненность беспозвоночных животных 0.75 1.7* 3. 12,8 59,5 32,1 - - - - - 0. Gж% 34 - 1.22 G ж во % Примечания: 1- жилой городок, 2- техническая территория, 3- склад ГСМ;

* санитарно - защитная зона.

Сравнение данных табл. 20 с критериями табл. 8 показывает, что экологическое состоя ние территории по показателю G л: в Чкаловском и Северном - удовлетворительное;

Ку 59,6 ед/м2 со бинке и Алабино – хорошее. Снижение показателя G относительно G мах = ж ставило: в Чкаловском 43 %;

в Алабино 97 % ;

в Северном 98 %. Сравнение их с критерия ми табл. 9 состояние почвы: в Чкаловском (жил. городок, склад ГСМ) -критическое, в Се верном и Алабино (техническая территория) – катастрофическое.

Глава VI Практические рекомендации по комплексной оценке экологической обстановки на военном объекте Наиболее успешным способом внедрения биодиагностики качества ОС на военных объектах является организация на военных объектах наземной экологической разведки мест ности, структура и содержание которой приведено на рисунке 16.

Наземная экологическая разведка местности Изучение особенностей эколо Биодиагностика ОС гии территории Визуальная Приборное Данные экологически биоиндикация биотестирование опасных объектов Гидрометеорологиче- атмосферного воздуха ские характеристики поверхностных вод Ландшафтные почвы характеристики Прогноз возможных сточных вод зон экологических подземных вод аномалий комплексная оценка Выявление фактических зон экологических аномалий Предложения по обеспечению Экологический контроль физи экологической безопасности на ко-химическими методами зон военном объекте экологических аномалий Рисунок 16 – Структур и содержание наземной экологической разведки местности Сущность наземной экологической разведки местности состоит в рациональном соче тании методов биодиагностики качества ОС с методами дифференциальной диагностики ЗВ.