базы данных, алгоритмы расчетов и программный комплекс для

Трудности и перспективы методического
обеспечения разработки НДВ: базы
данных, алгоритмы расчетов и
программный комплекс для установления
биологических нормативов качества вод и
физико-химических НДВ по данным
экологического мониторинга
А.П.Левич, Н.Г.Булгаков
Кафедра общей экологии Биологического
факультета МГУ имени М.В.Ломоносова
apl@chronos.msu.ru , (495)939-5560
Содержание доклада
Комментарии к «Методическим указаниям
по разработке НДВ на водные объекты»
(Приказ МПР России от 12.12.2007 №328) по
следующим позициям:
1) Противоречия между НДВ и ПДК.
2) О данных для разработки НДВ.
3) О нормативах качества вод по гидробиологическим характеристикам.
4) О преодолении противоречий : метод ЭДН.
Противоречия между НДВ и ПДК
1) НДВ необходимо устанавливать
для отдельных водных объектов и
водохозяйственных участков с
учетом их региональных особенностей (пункты 4, 5 Указаний).
ПДК универсальны для всей территории России и сопредельных
стран.
Противоречия между НДВ и ПДК
2) НДВ необходимы не только для
загрязняющих веществ, но и для
факторов среды нехимической природы, например, количества тепла,
гидрологических характеристик и
т.п. (пункты 8, 12, 16 Указаний).
ПДК определены только для химических веществ.
Противоречия между НДВ и ПДК
3) В зависимости от хозяйственной деятельности, в которую вовлечен водный объект, могут быть необходимы
НДВ для тысяч различных химических соединений.
ПДК установлены для сотен веществ,
и не более 10% из них обеспечены
методами обнаружения на уровне
ПДК.
Противоречия между НДВ и ПДК
4) НДВ необходимо устанавливать
на ограниченный срок (пункты 12,
17 Указаний).
ПДК «вечны».
Противоречия между НДВ и ПДК
5) НДВ должны быть дифференцированы для различных групп водных
объектов, для различных условий их
целевого назначения и приоритетов
комплексного использования (пункты
10.3; 18.8 Указаний).
ПДК не дифференцированы ни по
каким различиям водных объектов.
Противоречия между НДВ и ПДК
6) В Методичеких указаниях предложено принимать нормативы качества вод равными ПДК веществ
«с учетом регионального естественного гидрохимического фона»
(пункты 10; 18.8 Указаний).
ПДК никак не учитывают гидрохимический фон.
Противоречия между НДВ и ПДК
Приведенные выше противоречия не
следует рассматривать как недостатки подходов к разработке НДВ.
Использование нормативов ПДК –
это паллиатив, полумера при отсутствии альтернативы нормативам
ПДК.
От ПДК к ЭДН
Неэффективность нормативов ПДК связана с лабораторными методами их определения.
Чтобы преодолеть трудности, связанные с применением
нормативов ПДК, эти нормативы должны быть дополнены или заменены экологически допустимыми нормативами (ЭДН) потенциально вредных факторов среды, устанавливаемыми непосредственно по данным мониторинга.
Применение полученных в лабораторных опытах
нормативов ПДК оправдано в случаях, когда отсутствуют
данные о состоянии биоты и (или) уровнях абиотических
факторов в природных экосистемах.
Что нужно для установления нормативов
по данным мониторинга
Электронные базы биологических и физикохимических данных о природных объектах.
Методы оценки состояния экосистем по данным
биологического мониторинга.
Методы расчета границ экологического благополучия для гидробиологических характеристик.
Методы расчета ЭДН для абиотических факторов
среды.
Описание баз данных (БД) по экологии пресных вод
России и сопредельных стран из информационной
системы http://ecograde.belozersky.msu.ru
1. Методы гидробиологического мониторинга пресноводных
экосистем.
2. Индексы и классы качества вод.
3. Индивидуальные сапробности видов.
4. Размеры клеток фитопланктона.
5. Описание гидрографических районов России и сопредельных стран: карты-схемы, бассейны, водные объекты, створы
наблюдения, программы мониторинга.
6. Списки переменных БД.
7. Перечень данных биологического и физико-химического
мониторинга.
Содержание баз данных по экологии пресных
вод России и сопредельных стран
1. Текущие и среднесезонные данные о числе видов, численности и биомассе отдельных видов и более крупных таксонов
фитопланктона, зоопланктона, перифитона, зообентоса, об индексах сапробности, биотичекских индексах по тысячам створов в сотнях водных объектов на разных вертикалях и горизонтах за десятки лет.
2. Текущие и среднесезонные данные о концентрациях загрязняющих веществ (минеральных солей, органических веществ,
тяжелых металлов), о физических (цветность, прозрачность),
гидрологических (расход воды, водность, уровень воды), климатических (температура воды) характеристиках по тысячам
створов в сотнях водных объектов на разных вертикалях и горизонтах за десятки лет.
О нормативах качества вод по
гидробиологическим характеристикам
Гидробиологические характеристики: видовое
разнообразие; численности индикаторных
организмов; биомасса, продукция, уровень
воспроизводства гидробионтов… (пункт 29.2
Указаний).
1) Проблема границы нормы.
2) Необходимость автоматизированных инструментальных методов получения гидробиологических данных.
3) Гидробионты или люди?
Метод экологически допустимых
нормативов (метод ЭДН)
1) Биоиндикация
2) Нормирование
3) Диагностика
Метод ЭДН. Биоиндикация
Оценка экологического состояния природного объекта на шкале «благополучие – неблагополучие» по биологическим показателям (отчет МГУ ФАВРу по теме М 07-07)
Метод ЭДН. Нормирование
воздействий
Расчет границ фактора, выход за
пределы которых влечет экологическое неблагополучие. Эти границы
названы экологически допустимыми
нормативами – ЭДН.
Метод ЭДН. Диагностика причин
экологического неблагополучия
Выявление воздействий, приводящих к неблагополучию, и их ранжирование по вкладу в степень неблагополучия
Метод ЭДН. Алгоритм
d
Точность = b+d
d
Полнота = c+d
Метод ЭДН. Программное обеспечение
Для использования предлагаемого программного обеспечения достаточно иметь лицензионный
пакет Microsoft Excel или свободно распространяемый продукт OpenOffice.org Calc.
Интерфейс программ и инструкций к ним ориентированы на непрофессиональных пользователей. Для применения программ достаточно
опыта работы с электронными таблицами.
Метод ЭДН. Преимущества ЭДН
1) ЭДН локальны, а не глобальны.
2) ЭДН учитывают фоновые концентрации веществ без необходимости их измерения.
3) ЭДН учитывают не изолированные вредные воздействия, а реально сложившиеся в природе их комплексы.
4) ЭДН учитывают многочисленные косвенные эффекты воздействий, совокупное влияние которых может быть более сильным нежели прямое.
5) ЭДН могут быть рассчитаны не только для загрязняющих веществ, но и для
факторов нехимической природы, например, для тепловых, радиационных,
гидрологических и т.п.
6) ЭДН могут быть дифференцированы для природных объектов различного
целевого назначения и для различных требований к качеству среды.
7) ЭДН можно рассматривать как целевые показатели и для биологических, и
для физико-химических показателей.
8) Значения ЭДН могут быть уточнены по мере накапливания новых данных.