Тривалий постійний техногенний вплив на навколишнє середовище в допустимих межах не викликає різких змін у стані як абіотичних, так і біотичних систем. Останні на всіх рівнях організації біотичного спектру, від генетичних систем до систем організмів, встигають у якійсь мірі адаптуватися до середовища свого проживання, що змінюється. У такому режимі життя на протязі покоління не спостерігається різкої деградації організмів або помітного скорочення чисельності популяцій. Звичайно, тільки зменшення ареалів середовища проживання призводить до скорочення чисельності популяцій. Усередині популяцій, на рівні систем органів та організмів, спостерігаються тільки порушення їх функціонування, які виявляються у формі зростання частоти захворювань певних органів і окремих організмів - відбувається омолодження біоценозів (природний відбір) та їх спрощення. Деякі дослідники [1] вважають, що спрощення біоценозів, їх омолодження, що відбувається в процесі антропогенного впливу, являє собою не деградацію біосфери, а її еволюцію у нових умовах.

При визначені дозволених навантажень на навколишнє середовище використовують екологічні та санітарно-гігієнічні підходи [2-4]. Екологічні підходи суттєво відрізняються від санітарно-гігієнічних, метою яких є визначення гранично допустимого забруднення середовища або іншого навантаження на окремий організм (передусім - людини), а також на населення у цілому. Цим і визначається жорсткість санітарно-гігієнічного підходу, що вимагає захисту практично кожного індивіду.

Екологічне нормування враховує загальну реакцію екосистеми на будь-який вплив, хоча при цьому "критичною ланкою", що ризикує випасти із загального екологічного ланцюга, може постати будь-який окремий вид. Основними критеріями при визначенні допустимого екологічного навантаження є відсутність зниження продуктивності та різноманітності екосистеми, загибель окремих організмів (навіть масова), індивидів не видається у цьому випадку критичною.

З урахуванням цих протиріч виникає проблема: які рівні відповідних реакцій біоти і, як наслідок, які рівні забруднення компонентів навколишнього середовища належить покласти в основу як санітарно-гігієнічних, так і екологічних норм допустимих впливів? З огляду на це необхідно розглянути основні концепції, що закладені в основу нормування техногенного вливу на навколишнє середовище та зворотних реакцій біоти.

Авторами проведено порівняльну оцінку цих концепцій та встановлено, що в основі цих підходів - санітарно-гігієнічного та екологічного - покладені певні протиріччя. Наприклад, екологічний підхід, приймаючи за рівень відрахунку найбільш чутливу до техногенного впливу популяцію (високоморальний аспект), в той же час допускає загибель значної долі осіб усередині цієї популяції на деякій частині території екосистеми (аморальний аспект). Санітарно-гігієнічний підхід до розробки норм допустимих впливів на екосистеми не допускає ніяких втрат навіть по відношенню до окремого індивіду популяції, але в той же час не реагує на спрощення екосистеми при вилученні з неї "критичних ланок" функціональних трофічних рівнів.

Внутрішнє протиріччя цих підходів та штучне протиставлення ("або-або") їх застосування, не дозволяє виробити єдину політику в оцінці наявних екологічних умов в різних регіонах. Цілком зрозуміло, що в районах з високим рівнем довготривалого техногенного впливу, де вже відбулося або відбувається активне спрощення екосистем, просто неможливий перехід до застосування екологічних норм, тобто перехід до повного відновлення раніше існуючої екосистеми. Для цих районів більш реальним є вироблення таких норм (обмежень) впливу, які забезпечували б збереження існуючої за теперішнього часу уже зміненої екосистеми, не допускаючи її подальшого спрощення. У цьому аспекті дуже важливим вважається проведення аналізу наявних даних щодо характеру поведінки та закономірностей розповсюдження, накопичення, реструкції, біоакумуляції і трофічних перетворень деяких основних забруднюючих (токсичних) речовин, їх трансформації в екосистемах, переходу з одного середовища в інше. Тільки вивчення шляхів міграції та трансформації конкретної забруднюючої речовини, від джерела її викиду до попадання у живий організм і впливу на нього, може забезпечити подальшу розробку науково-обґрунтованих екологічних та санітарно-гігієнічних норм допустимих впливів на біотичну складову екосистеми у цілому.

Безперечно, що рівні відповідних реакцій біоти на величину зовнішнього техногенного впливу повинні помітно відрізнятися у районах з різними природними умовами.

Обґрунтування переліку базових показників стану компонентів навколишнього середовища

Компоненти навколишнього середовища визначаються як матеріальні тіла, що приймають участь у формуванні ландшафтів у своєму природному чи зміненому людиною стані [5]. Природа (навколишнє середовище) традиційно протиставляється людству, як одухотвореній матерії, яка здійснює природокористування в усіх формах експлуатації природно-ресурсного потенціалу, а також у вигляді заходів щодо його збереження. В процесі антропогенної діяльності уcі компоненти навколишнього середовища (атмосфера, гідросфера, літосфера, біосфера) підпадають під певний вплив і змінюють свій стан у якіcному та кількісному аспектах. Будь яка екосистема характеризується основними (базовими) і другорядними (допоміжними) показниками. Основними (базовими) показниками стану компонентів навколишнього середовища, що визначають їх якісні та кількіcні характеристики, є наступні.

1. Атмосферне повітря, найбільш динамічний компонент, може оцінюватися:

рівнем забруднення шкідливими хімічними елементами та сполуками, часом впливу забруднення і територією впливу;

умовами циркуляції, сприяючої розсіянню речовин у атмосфері.

2. Ґрунтовий покрив, відносно стабільний компонент геосистеми, що має практично необмежену можливість щодо накопичення, утримання та переробки забруднюючих речовин. Стан цього компонента може визначатися такими показниками:

рівнем забруднення хімічними елементами і сполуками;

ступінню активності процесів самоочищення, деструктуризації мінеральних речовин;

здатністю щодо природного збереження та відновлення родючості;

родючістю, як основою відтворення рослинного і, як наслідок, тваринного світів (тобто як природний ресурс).

3. Підземні води - динамічний компонент геосистеми, здатний до природного відновлення своїх ресурсів, при взаємодії з другими компонентами навколишнього середовища - до самоочищення. Як базові показники стану цього компонента можуть бути прийняті:

розвідані та прогнозні запаси прісних підземних вод, промислових вод для видобутку хімічних речовин, мінеральних вод, термальних вод, повнота використання відновлюваних запасів;

зміна хімічного складу підземних вод під впливом техногенезу;

ступінь забруднення підземних вод, придатних для господарсько-питного та побутового використання, погіршення їх якості і, як наслідок, зменшення природного ресурсу цільового використання;

здатність до самоочищення при взаємодії з гірськими породами.

4. Поверхневі води суші, досить динамічний компонент геосистеми, транспортуючий природну і антропогенну складову забруднення та вилучаючий відходи за межі сфери проживання людини. Стан поверхневих вод може оцінюватися такими показниками:

показник екологічний стан

придатністю води для господарського використання з різними цілями;

ресурсами можливого водозабору для господарсько-питного та промислового водопостачання, зрошення земель, не знижуючого санітарних витрат і гідроенергетичний потенціал діючих ГЕС;

рівнем забруднення шкідливими хімічними елементами та сполуками і санітарно-гігієнічним станом;

станом гідробіоти;

здатністю до самоочищення під впливом різноманітних процесів.

5. Води морів та океанів, які є, зокрема, відстійником і поглиначем значної частини відходів антропогенної діяльності, що транспортуються у формах розчинних сполук. Оцінки стану цього компонента навколишнього середовища проводяться, в основному, за такими показниками:

активності циркуляції та перемішування водних мас, що визначають здатність їх до природної переробки токсичних речовин у нетоксичні сполуки;

рівня забруднення морських вод у районах шельфу;

стану (біотичні показники) біоти у прибережних зонах.

6. Рослинність та тваринний світ, як єдиний біотичний компонент навколишнього середовища, значно залежать від стану інших компонентів і мають з ними глибокі прямі та опосередковані взаємозв'язки, оцінюються за специфічними показниками, що визначають їх стан.

Найбільш складним питанням є вибір науково обґрунтованого базового показника для інтегральної оцінки стану

системи "природа - людина", утвореної сукупністю компонентів навколишнього середовища та діяльністю людини. Складність вибору інтегрального показника полягає у тому, що безліч

показників стану, характеризуючого рівні конкретного компоненту, передаються числовими значеннями різної розмірності, простий підсумок яких у якості інтегрального показника стану системи некоректний. Ця обставина не дозволяє таким методом створити інтегральний показник оцінки стану навіть для окремого компонента.

Тому стан системи більш високого рівня можливо описати тільки набором образів, символів, системою балів тощо.

Обґрунтування початкових, нормативних та критичних значень базових показників стану компонентів навколишнього середовища

Під початковими значеннями показників стану компонентів навколишнього середовища у широкому значенні розуміють показники, притаманні компонентам в умовах ландшафту, не порушеного антропогенною діяльністю і який зберіг природний саморозвиток. У межах Європи подібні території зараз практично не збереглися. Загальний рівень порушення та забруднення природного середовища у межах України настільки суттєвий, що до останнього часу не визнається за можливе включити у сітку базових станцій Всесвітньої метереологічної організації (ВМО) ні одного із заповідників, які знаходяться на її території.

Антропогенний вплив на навколишнє середовище розпочався набагато раніше, ніж проведення кількісних вимірювань параметрів, що характеризують стан компонентів середовища. Систематичні кількісні виміри показників навколишнього середовища з використанням рідкої сітки спостережень почалися з другої половини ХІХ сторіччя. Повноцінні спостереження за окремими показниками починаються з 1930-1950 років і тільки по деяким - з 1870-х років. Тому у цьому інтервалі можливо отримання деякої кількісної інформації про стан компонентів навколишнього середовища.

Критичне значення якого-небудь показника стану кожного компонента навколишнього середовища припускає таку його величину, вплив якої на протязі певного часу викликає порушення сталої природно-антропогенної рівноваги, що призводить до незворотньої деградації одного або декількох компонентів системи, тобто викликає кризовий стан. Останнє призводить до повної або часткової зміни якостей природного компонента і тимчасову або постійну втрату компонентом соціально-економічної функції, що виконувалася ним раніше.

Це положення можна виразити у такому вигляді (S_КРИТ^. t) ? S_КР. Тут S_КРИТ, S_КР - відповідно критичний та кризовий стан компоненту навколишнього середовища; t - час (період) впливу.

Наочним прикладом може служити практично повсюдна зміна хімічного складу, підвищення мінералізації та нітратне забруднення ґрунтових вод на території Дніпропетровської області під впливом техногенезу та неможливість використання їх у якості джерела господарсько-питного водопостачання. Час активного впливу техногенезу на цей компонент навколишнього середовища потрібно рахувати з початку 1960-х років.

Під нормативними значеннями показників стану компонентів навколишнього середовища зараз розуміють величини, встановлені ДСТУ, СНіП та тимчасовими галузевими (відомчими) інструкціями і вимогами. Стандарти і нормативи кількісного виміру розроблені тільки для показників стану забруднення компонентів навколишнього середовища.

Розробка єдиних стандартів та нормативних значень багатьох інших показників, які могли б кількісно однозначно оцінювати стан компонентів будь-яких геосистем, розташованих у певній ландшафтно-кліматичній зоні, мабуть, неможлива у зв'язку з їх нерівнозначністю. Кожній геосистемі, кожному природно-антропогенному ландшафту будуть прийнятні тільки їм властиві кількісні значення нормативів (стандартів). Принципово неможливо розробити, наприклад, стандарти, що жорстко регламентують ступінь порушення ґрунтового покриву, ступінь вилучення запасів корисних копалин, допустиму ступінь вимушеної деградації екосистеми тощо. Подібні "стандарти" просто створюються на рівні застосовуваних технологій та проектних рішень і можуть бути умовно прийняті у якості стандартів, нормативних значень. Несанкціоновані відхилення від прийнятих технологічних та проектних рішень будуть порушенням стандартів.

Тому у якості нормативних значень показників стану компонентів навколишнього середовища (при відсутності затверджених) більш доцільно розуміти їх оптимальні значення, за яких буде зберігатися еколого-господарська рівновага, що склалася, і які у подальшому будуть сприяти еколого-економічній оптимізації системи "природа - суспільство". Визначення оптимальних значень показників (у числовому вираженні) приймається у кожному конкретному випадку (проект, рекомендація, експертна оцінка).

Екологічна карта Дніпропетровської області

Концептуальні підходи до оцінки навколишнього середовища, система базових показників компонентів природних екосистем, їх початкові, нормативні та критичні значення дозволяють створити надійну основу екологічної оцінки техногенно навантажених регіонів. Прикладом тому є екологічна карта Дніпропетровської області, що розроблена ІППЕ НАН України. Ця карта найбільш повно відображає інформацію, що була на час її складання, і характеризує пошкоджуваність та забруднення компонентів навколишнього середовища різних районів області (рисунок).

Екологічний стан навколишнього середовища області залежить від впливу господарської діяльності на компоненти ландшафту: атмосферне повітря, грунт, поверхневі та підземні води (таблиця).

При складанні екологічної карти зонування території за різним екологічним станом навколишнього середовища визначалось співвідношенням кількісних параметрів забруднення компонентів навколишнього середовища (повітря, грунт, підземні та поверхневі води), вплив яких на біоту досить виразно фіксується через її зворотні реакції, зокрема, високим рівнем захворюваності населення. Виявилось, що у деяких випадках критичний екологічний стан території може бути зумовлений потужним впливом повітря).

діяльності на декілька компонентів навколишнього середовища, чи навіть на один компонент, який діє постійно протягом всього року техногенної окремі райони міста Дніпродзержинська з високим рівнем забруднення території, як правило, створюється при наявності техногенної діяльності на два-три компонента навколишнього середовища і підтверджується підвищеною захворюваністю населення специфічними хворобами.

Загрозливий екологічний стан

Сумарна оцінка стану компонентів навколишнього середовища (атмосферне повітря, грунт, ґрунтові та поверхневі води)

1 - еталонний, 2 - сприятливий, 3 - задовільний, 4 - критичний, 5 - кризовий

Рисунок - Екологічна карта Дніпропетровської області