Теорія радіоємності при оцінці екологічного ризику на хвостосховищах промислових підприємств

Розвиток технологій в промисловості і сільському господарстві спричиняють різке збільшення кількості важких металів в навколишньому середовищі, концентрації яких на декілька порядків перевищують фонові природні концентрації. Надходження шкідливих речовин у довкілля з техногенно-порушених систем відбувається за рахунок дефляції і міграції у підземні водоносні горизонти. Після потрапляння полютантів в екосистему будь-яким шляхом, вони залучаються до екосистеми і підкоряються дії її внутрішніх законів. Вони так чи інакше беруть участь у кругообігу речовин, зумовленого трофічною структурою цієї екосистеми, від сталих елементів середовища (вода, повітря, ґрунт) – до популяцій організмів різних трофічних рівнів, а через це – можуть у тій чи іншій мірі впливати на біоту екосистеми та на стан здоров’я людини [1, 7].

Теоретична екологія та екологічна безпека не володіла помітним вибором моделей і параметрів придатних для оцінок і розрахунків екологічних процесів в різному типі екосистем. Киштимська, і особливо, Чорнобильська аварія, а також аварії на Миколаївському глиноземному заводі показали чітку необхідність розвитку саме теоретичних досліджень у цій області. Домінуючі дослідження з моніторингу забруднень важкими металами в екосистемах, звичайно необхідні, але не достатні, і без використання широкого кола теоретичних моделей не дозволяють робити помітних узагальнень, і для продуктивного використання великої кількості наявних даних по моніторингу. Актуальність дослідження полягає в необхідності створення підходів для випереджаючої оцінки стану біоти екосистем при різних факторах фізичної та хімічної природи.
Нами запропоновано підхід до оцінки стану біоти екосистем, за яким в якості показника стану і реакції екосистеми пропонується використовувати зміну параметрів її радіоємності [5, 6].
При оцінці екологічного ризику на хвостосховищах промислових підприємств пропонується використовувати чутливий показник – фактор екологічної ємності. Уявлення про фактор радіоємності було запропоновано А.Л. Агре та В.І. Корогодіним у 1960 р. [1], покладено нами в основу нової екологічної концепції. Для оцінки стану й благополуччя екосистем використовують до 30 різних показників і параметрів – від різноманітних видів до біомаси, чисельності тощо. Важлива особливість цих показників, що практично всі вони починають суттєво змінюватись лише тоді, коли біота зазнає значних порушень [2]. Практично дуже важливо мати показники та параметри, які дозволяли б випереджаючим чином оцінювати стан біоти екосистеми й особливості розподілу та перерозподілу полютантів у реальних екосистемах і ландшафтах. На основі теоретичного аналізу та експериментальних досліджень нами запропоновано використовувати фактор радіоємності екосистем та її складових.
Радіоємність визначається як така критична кількість полютантів, яка може накопичуватись у біотичних компонентах екосистем без порушення їх основних функцій. Фактор екологічної ємності визначається як доля полютантів, що накопичується в тому чи іншому компоненті екосистеми (або в ландшафті). Нами було запропоновано для оцінки благополуччя біоти в екосистемі використовувати як визначаючі два параметри – біомаса видів в екосистемі та їх здатність очищати/кондиціонувати середовище від відходів життєдіяльності та полютантів, що потрапляють в екосистему [1, 4, 5].
Фактор радіоємності конкретного елементу екосистеми або ландшафту (Fj) визначається за допомогою камерних моделей [3]:


де ∑aij – сума швидкостей переходу полютантів з різних складових екосистеми до конкретного j-елементу ландшафту, або екосистеми, згідно камерних моделей, а ∑aji – сума швидкостей відтоку полютантів з досліджуваної камери до інших складових екосистеми.
Показано, що співвідношення швидкостей поглинання та відтоку трасерів і елемента мінерального живлення калію пропорційно біомасі біоти і коефіцієнту накопичення в системі "вода - біота".
Експериментально доведено, що чим вище фактор радіоємності біоти екосистеми, тим вища стійкість і нижче екологічний ризик для неї. В умовах дії полютантів хвостосховищ промислових підприємств, коли спостерігається помітне падіння фактора радіоємності біоти, може різко зростати екологічний ризик для неї. Проведено розрахунки фактора радіоємності, що враховують як сценарії штатних викидів небезпечних підприємств, так і можливі аварійні ситуації. Для хвостосховищ Миколаївського глиноземного заводу спостерігається підвищення фактора радіоємності техногенно-порушеної поверхні від низького значення – 0,1 до високих значень у 0,7-0,9. Підкреслюємо, що параметр фактор радіоємності – це безрозмірна величина, що визначає утримуючу здатність компоненту екосистеми щодо полютантів (0 – буде означати практичну неможливість утримання полютанта в досліджуваному компоненті екосистеми, а 1 – значить абсолютну утримуючу здатність, тобто в нашому випадку неможливість суттєвого пилового переносу полютантів з хвостосховищ до оточуючого ландшафту).
Теорія радіоємності дозволяє визначати критичні елементи екосистеми, де слід очікувати тимчасового або кінцевого депонування полютантів. Закономірності перерозподілу полютантів в різних типах екосистем, описувані моделями радіоємності, дозволяють встановити екологічні нормативи на гранично допустимі скиди і викиди полютантів у конкретні види екосистем. Підхід на основі застосування біогенних трасерів дозволяє в рамках теорії і моделей екологічної ємності і надійності одночасно оцінювати процеси міграції полютантів, визначати техногенні навантаження на біоту екосистем і встановлювати фундаментальні параметри швидкостей перерозподілу полютантів у різних типах екосистем, включаючи ландшафти.
Також, запропонована методика досліджень на основітеорії і моделей надійності і радіоємності біоти екосистем, можуть бути з успіхом використані при вирішенні різних проблем сучасної екології. Це, насамперед, проблема створення системи екологічного нормування шкідливих чинників через реакції тієї біоти, яка може відчувати найбільшу шкідливий вплив при внесенні до екосистеми самих різних полютантів. На цій теоретичній базі можуть бути створені ефективні методи оцінок екологічних ризиків від впливу на біоту фізичних, хімічних та інших забруднювачів.

Список літератури

  1. Агре А.Л., Корогодин В.И. О распределении радиоактивных загрязнений в медленно обмениваемом водоеме // Мед. pадиология. - 1960. - № 1. - С. 67 - 73.
  2. Кутлахмедов Ю.А, Поликарпов Г.Г., Корогодин В.И., Кутлахмедова-Вишнякова В.Ю. Методология и методы исследования радионуклидов и других техногенных загрязнителей в наземных и водных экосистемах (пособие). - К.: Медэкол, 1997. – 44 с.
  3. Кутлахмедов Ю.А., Корогодин В.И., Кольтовер В.К. Основы радиоэкологии. – Киев: Вища школа. 2003. – 319 с.
  4. Кутлахмедов Ю.А., Матвеева И.В., Саливон А.Г., Леньшина А.Н. Проблемы экологического нормирования и радиационная безопастность биоты экосистем // Науково-методичний журнал. – Серія „Техногенна безпека”, 2009. – Т. 116, Вип. 103. – С. 29-34.
  5. Огородник А.М. Оцінка стану біоти теногенно-порушених екосистем за показниками екологічної ємності // Наукові праці ЧДУ ім. П. Могили. – Серія «Техногенна безпека», 2013. – Вип. 198. – Том 210. – С. 48-54.
  6. Салівон А.Г., Кутлахмедов Ю.О., Леньшина А.М. Проблеми екологічного нормування допустимих стресів від радіонуклідів в екосистемах // Науковий вісник МДУ ім.. В.О. Сухомлинського – Серія: Біологічні науки, 2008. – Вип. 23. – № 3. – С. 82-86.
  7. Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности. – М.: Экспертное бюро, 1998. – 224 с.

Теорія радіоємності при оцінці екологічного ризику на хвостосховищах промислових підприємств [Електронний ресурс]  / [Огородник А.М.] // Режим доступу: http://eco.com.ua/content/teoriya-radioyemnosti-pry-ocinci-ekologichnogo-ryzyku-na-hvostoshovyshchah-promyslovyh

Topics: 
Оцінка: 
0
No votes yet