Разработка методов оценки экосистемных рисков в зонах воздействия выбросов на объектах газовой промышленности

Рис. 5. Величины совместных превышений КН соединений серы и азота (Ex(S+N)) для наземных экосистем района СТБР (сценарий 2)

Площадь ареалов превышений КН приоритетных ЗВ невелика, она составляет для соединений серы и азота - менее 2% от общей территории исследования, для свинца - 4%, для меди - около 1%. Вместе с тем, превышения КН выявлены для территории ВОЗ, для которой необходимо обеспечить 100%-ную защищенность экосистем. Установленные критерии приемлемости атмотехногенного воздействия превышены для следующих групп рецепторных участков:

· для типов урочищ 6 и 10, территории ВОЗ - по соединениям серы и азота (величины M(Ex(S+N)>0) равны 5,1%, 18,4% и 3,5% соответст-венно);

· для типов урочищ 2 и 9 - по свинцу (величины M(Ex(Pb)>0) равны 13,0 и 14,0% соответственно);

· для типа урочищ 1, территории ВОЗ - по меди (величины M(Ex(Cu)>0) равны 19,0 и 1,2% соответственно).

Вероятностный расчет совместных превышений КН соединений серы и азота для наземных экосистем показал, что для всех рецепторных участков с превышениями КН расчетные вероятности Ex(S+N)>0 (p_i') были равны 1, т.е. результаты детерминистического и вероятностного расчетов данного показателя идентичны.

В случае свинца и меди вероятностные значения площадей ареалов превышений КН для всех групп рецепторных участков оказались выше значений, полученных в результате детерминистического расчета. Так, для типов урочищ 2 и 9 вероятностные величины M(Ex(Pb)>0) составили 13,5% и 22,8% соответственно. Вероятностные величины M(Ex(Cu)>0) достигли 38,6% для типа урочища 1 и 4,3% для территории ВОЗ.

Для большинства типов урочищ распределения величин M(Ex(Pb)>0) и M(Ex(Cu)>0) не подчиняются нормальному закону; для них были вычислены эмпирические функции экосистемного риска. Для крупных массивов рецепторных участков (например, типов урочищ 2 и 4, территории ВОЗ) показана корректность использования функций нормального распределения для расчета вероятностных показателей экосистемного риска.

По сравнению с результатами расчетов для зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы, разброс значений превышений КН, полученных в результате вероятностного расчета, гораздо выше: было выделено 9 классов значений M(Ex(Pb)>0) и M(Ex(Cu)>0). Расчетные вероятности превышения КН свинца (P(Ex(Pb)>0)) для некоторых групп рецепторных участков, представлены в табл. 5.

Для групп рецепторных участков, которые испытывают атмотехногенную нагрузку ТМ выше установленного критерия приемлемости по данным детерминистического расчета, вероятности достижения детерминистических значений превышений КН свинца и меди составили:

· P(Ex(Pb)>0): для типа урочища 2 - 22,7%, для типа урочища 9 - 35,2%;

· P(Ex(Cu)>0): для типа урочища 1 - 23,3%, для территории ВОЗ - 99,9%.

Вероятность того, что в пределах ВОЗ не будут отмечены превышения КН данных элементов, равна нулю.

Основными факторами неопределенности расчетов риска для экосистем района СТБР стали: 1) оценка нагрузки приоритетных ЗВ на основе косвенных данных (данных атмогеохимических исследований) и достаточно высокая погрешность (до 30%) расчетных величин выпадений химических элементов; 2) ограниченные данные о геохимических характеристиках некоторых типов почв (например, болотных остаточно-низинных); 3) оценка депонирования основных катионов, азота и ТМ в древесной биомассе на основе данных литературных источников. Это может быть причиной заниженных величин КН, в частности КН соединений серы и азота, для некоторых рецепторных участков.

Таблица 5 Вероятности превышений критических нагрузок свинца (P(Ex(Pb)>0), %) для наземных экосистем района СТБР (сценарий 2)

Примечания: 1 - жирным шрифтом выделены значения P(Ex(Pb)>0), соответствующие детерминистическим значениям площадей ареалов превышений КН; 2 - в таблице представлены результаты расчетов для типов урочищ, для которых детерминистические значения M(Ex(Pb)>0)>1%.

Согласно результатам многофакторного анализа, влияние параметров, связанных с типом растительности, на значения Ex(S+N) для наземных экосистем гораздо ниже, чем для почвенных характеристик. Для приоритетных ТМ почвенные характеристики также оказались гораздо более значимыми, чем величины долговременного депонирования ТМ в древесной биомассе. Следовательно, в данном случае последний фактор неопределенности не может считаться значимым. В целом, выбранные модели нелинейной регрессии с высокой степенью достоверности описывают зависимости превышений КН приоритетных ЗВ от входных параметров (значения коэффициентов детерми-нации R² выше 0,9). Основной вклад в величину ошибки результата вносят погрешности входных параметров, ошибка метода - не более 2%.

На основе результатов оценки экосистемных рисков предложены организационно-технические решения по снижению атмотехногенных воздей-ствий для территории исследования, включая предложения по организации и проведению экологического мониторинга для СТБР, а также рекомендации по проведению оценки экосистемных рисков в зоне влияния СТБР на стадии его расширения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

1. Разработаны методические подходы к оценке рисков для экосистем, затронутых выбросами объектов газовой промышленности, на основе методологии критических нагрузок ЗВ. Предложены:

· алгоритм расчета показателей экосистемного риска на основе моделирования величин превышений КН по методу Монте-Карло;

· схема оценки экосистемных рисков, связанных с выбросами ЗВ на производственных объектах;

· метод определения допустимых уровней атмотехногенной нагрузки приоритетных ЗВ для зон воздействия выбросов от производственных объектов.

2. С помощью разработанных методических подходов выполнена оценка рисков для наземных экосистем, расположенных в зоне атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы и в районе Средне-Тиманского бокситового рудника (СТБР) (Республика Коми) в рамках работ по экологическому обоснованию расширения этих производственных объектов:

· охарактеризованы экосистемы-реципиенты, произведено их ранжирование, определены приоритетные ЗВ (соединения серы и азота для экосистем Венесуэлы, соединения серы и азота, тяжелые металлы (Pb, Cu, Zn) для экосистем района СТБР);

· рассчитаны уровни атмотехногенной нагрузки приоритетных ЗВ для выбранных сценариев воздействия;

· рассчитаны величины КН приоритетных ЗВ для реципиентов;

· проведены детерминистический и вероятностный расчеты превышений КН приоритетных ЗВ, выведены функции экосистемного риска для групп рецепторных участков наземных экосистем, проведен анализ вероятностного распределения площадей ареалов превышений КН (M(Ex(X)>0)).

3. Демонстрационные исследования подтвердили, что величины КН для наземных экосистем определяются биогеохимическими параметрами. Обосновано использование нормальных функций распределения для расчета показателей экосистемных рисков при большом количестве рецепторных участков в группе. Показано, что основной вклад в величину ошибки результата вносят погрешности входных параметров.

4. Обоснованы допустимые уровни поступления соединений серы и азота (A_dep(acc), N_dep(acc)) для зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы; данные показатели предложены в качестве экологических ограничителей при планируемом развитии газовой отрасли.

5. Подготовлены рекомендации по смягчению атмотехногенного воздействия на экосистемы района СТБР, включая предложения по проведению оценки экосистемных рисков для зоны влияния выбросов проектируемых объектов рудника.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Демидова О.А. Современное состояние системы экологического страхования в Российской Федерации // Экономика природопользования, ВИНИТИ. - 2005. - № 5. - С. 27-59.

2. Демидова О.А. Перспективы использования методов анализа риска в рамках процедуры ОВОС // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. - 2007. - № 1. - С. 47-54.

3. Демидова О.А. Оценка экосистемных рисков для производственных объектов на основе методологии критических нагрузок // Экология и промышленность России. - 2007. - № 3. - С. 50-52.

4. Башкин В.Н., Самсонов Р.О., Казак А.С., Припутина И.В., Демидова О.А., Танканаг А.В. Использование ГИС-технологий для оценки величин крити-ческих нагрузок оксидов азота в зонах влияния газотранспортной системы Венесуэлы // Материалы 8-й Всероссийской конференции «Геоинформатика в нефтегазовой и горной отраслях», 27 февраля - 3 марта 2007 г., Москва. - ГИС-Ассоциация, 2007. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).

5. Демидова О.А., Башкин В.Н., Юркин E.A., Котова М.В., Припутина И.В. Оценка экосистемных рисков, связанных расширением Средне-Тиманского бокситового рудника // Проблемы анализа риска. - 2007. - № 1 (принято в печать).

6. Demidova O., Cherp A. Use of Risk Assessment for Addressing Human Health Implications in EIAs of Selected UK Waste Incineration Projects // Proceedings of the 2nd International Conference on Ecological Chemistry, 11-12 October, 2002, Chisinau, Moldova. - Chisinau: MRDA, 2002. - P. 282-284.

7. Demidova O., Bashkin V. The Application of Critical Load And Level Approach for Assessing Ecosystem Risks in EIA: and EA Practitioner's Approach // Proceedings of the 6th Subregional Meeting on Effect-Oriented Activities in the Countries of Eastern and South-Eastern Europe Relevant to UN ECE Convention on LRTAP, Moscow-Puschino, Russia, 16-18 September, 2004. - Smolensk: Magenta, 2004. - P. 110-118.

8. Demidova O., Cherp A. Risk Assessment for Improved Treatment of Health Considerations in EIA // Environmental Impact Assessment Review. - 2005. - Vol. 25(4). - P. 411-429.

9. Demidova O., Bashkin V. Critical Load and Level Approach for Assessment of Ecosystem Risks in EIA: Promises and Challenges // Power, Poverty and Sustainability: The role of Impact Assessment, the 26^th annual conference of the International Association for Impact Assessment, 23-26 May 2006, Stavanger, Norway: Abstracts. - IAIA, 2006. - P. 46.

10. Bashkin V.N., Demidova O.A. Biogeochemical Approaches to Environmental Risk Assessment // Encyclopedia of Ecology / Editor-in-chief S.E. Jшrgensen. - Copenhagen: Elsevier, 2007. - MS number 768 (in press).

Размещено на Allbest.ru