Разработка методов оценки экосистемных рисков в зонах воздействия выбросов на объектах газовой промышленности 05. 26. 02 Безопасность в чрезвычайных ситуациях в нефтяной и газовой промышленности icon

Разработка методов оценки экосистемных рисков в зонах воздействия выбросов на объектах газовой промышленности 05. 26. 02 Безопасность в чрезвычайных ситуациях в нефтяной и газовой промышленности


Смотрите также:
Приветствие в журнал «Нефть. Газ...
Правила безопасности при эксплуатации средств и систем автоматизации и управления в газовой...
Правила эксплуатации и безопасности обслуживания средств автоматизации...
Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности*...
Учебная программа «электрооборудование и автоматика промышленных установок и технологических...
Отчет о финансово-хозяйственной деятельности в 3-м квартале 2010 года...
Рабочая программа дисциплины организация и управление производством на предприятиях нефтяной и...
Рабочая программа дисциплины управленческий учёт и аудит на предприятиях нефтяной и газовой...
Программы вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 05. 11...
Программа и методические рекомендации по организации производственных практик студентов...
Рабочая программа дисциплины анализ финансово-хозяйственной деятельности предприятий нефтяной и...
«материалы, оборудование и морские сооружения для нефтяной и газовой промышленности» из...



Загрузка...
скачать
На правах рукописи



Демидова Ольга Анатольевна


РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ЭКОСИСТЕМНЫХ РИСКОВ
В ЗОНАХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЫБРОСОВ НА ОБЪЕКТАХ ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ



05.26.02 – Безопасность в чрезвычайных ситуациях в нефтяной и газовой промышленности


АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук






Москва – 2007

Работа выполнена в Обществе с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий – ВНИИГАЗ» и в Некоммерческом партнерстве «Центр по экологической оценке «Эколайн»


^ Научный руководитель: доктор технических наук Казак А.С.


Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бухгалтер Э.Б.


доктор технических наук, профессор

Акимов В.А.


Ведущая организация: Московский филиал

ОАО «Гипроспецгаз»


Защита диссертации состоится 22 мая 2007 г. в 13.30 ч. на заседании диссертационного совета Д 511.001.02 при ООО «ВНИИГАЗ» по адресу 142717, Московская область, Ленинский район, пос. Развилка.


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ООО «ВНИИГАЗ»


Автореферат разослан «_____» апреля 2007 г.


Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат технических наук Курганова И.Н.


^ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Строительство и эксплуатация производственных объектов ведут к преобразованию природных комплексов (экосистем) в зонах воздействия. Минимизация атмотехногенных воздействий на природную среду приобретает особое значение для газовой отрасли в связи с ростом объемов добычи, транспортировки, переработки и потребления газа а, следовательно, и объемов эмиссии поллютантов. Так, в 2005 г. валовые выбросы загрязняющих веществ (ЗВ) в атмосферу на объектах газовой промышленности России достигли 2351 тыс. т. Свыше 10% от этого объема составляют оксиды азота и серы, которые признаны значимыми химическими факторами опасности для экосистем.

В силу структурной и функциональной сложности экосистем результаты прогноза изменений в их состоянии характеризуются высокой степенью неопределенности. Низкая достоверность прогноза воздействий может стать причиной развития негативных эффектов, масштаб и интенсивность которых значительно превысят ожидаемые показатели. Такие явления можно классифицировать как чрезвычайные ситуации (ЧС) техногенного характера.

Методология анализа экологических рисков позволяют снизить остроту проблемы неопределенности при оценке воздействий на окружающую среду технологических объектов. На сегодняшний день методы количественной оценки рисков для экосистем, в том числе атмотехногенных рисков, разрабо-таны недостаточно, что и определяет актуальность темы данного исследования.

Цель работы – разработка методов количественной оценки экосистемных рисков в зонах воздействия выбросов ЗВ от объектов газовой промышленности для обеспечения экологической безопасности их эксплуатации и предотвра-щения ЧС техногенного характера.

^ Основные задачи исследования:

  1. Анализ современных принципов и методов оценки атмотехногенных воздействий на экосистемы, включая методы оценки экосистемных рисков, применительно к объектам газовой промышленности.

  2. Разработка методики количественной оценки рисков для экосистем, затронутых выбросами ЗВ от объектов газовой промышленности.

  3. Апробация разработанной методики в рамках демонстрационных исследований регионального и локального уровня.

  4. Анализ результатов оценки рисков и разработка рекомендаций по управлению рисками для экосистем территорий исследования.

В качестве объектов демонстрационных исследований выступали наземные экосистемы:

  • зоны атмотехногенного воздействия объектов газовой промыш-ленности (ГП) Боливарианской Республики Венесуэла (ГП Венесуэлы) (региональный уровень);

  • территории размещения объектов Средне-Тиманского бокситового рудника (СТБР) в Республике Коми (локальный уровень).

Территория СТБР испытывает комплексное воздействие выбросов ЗВ от объектов СТБР и от компрессорных станций газопровода «Ямал – Центр».

^ Предмет исследования – методы количественной оценки негативных воздействий на экосистемы, связанных с выбросами ЗВ на технологических объектах.

Научная новизна. Разработаны новые методические подходы к количественной оценке экосистемных рисков, связанных с выбросами соединений серы, азота и некоторых тяжелых металлов (ТМ), развивающие положения методологии критических нагрузок (КН) поллютантов, направленные на предотвращение развития ЧС техногенного характера. Предложено теоретическое обоснование и разработан алгоритм расчета показателей экосистемного риска на основе вероятностного моделирования величин КН и их превышений по методу Монте-Карло. Обоснована схема проведения оценки экологических рисков в рамках работ по оценке воздействий действующих или проектируемых производственных объектов на окружающую среду. Предложен метод определения допустимых уровней атмотехногенной нагрузки приоритетных ЗВ для зон воздействия выбросов ЗВ от технологических объектов.

Впервые выполнен расчет величин КН соединений серы и азота и их превышений для наземных экосистем Южной Америки (в границах зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы).

Разработанные методические подходы были впервые применены для количественной оценки атмотехногенных воздействий на экосистемы в рамках демонстрационных исследований для выбранных ЗВ и сценариев воздействия. Результаты оценки были использованы для выработки рекомендаций по управлению экосистемными рисками с целью предотвращения развития ЧС техногенного характера.

^ Защищаемые положения:

  1. Концепция количественной оценки экосистемных рисков, связанных с выбросами производственных объектов, на основе величин КН поллютантов.

  2. Алгоритм расчета показателей экосистемного риска на основе моделирования величин превышений КН по методу Монте-Карло.

  3. Обоснование схемы проведения оценки экосистемных рисков, связанных с выбросами соединений серы, азота и ТМ, при оценке воздействий на окружающую среду действующих и/или проектируемых производственных объектов газовой промышленности.

  4. Метод определения безопасных уровней атмотехногенной нагрузки приоритетных ЗВ для экосистем, затронутых выбросами объектов газовой промышленности.

^ Практическая значимость. Разработанные методические подходы к оценке экосистемных рисков позволяют выполнять количественную оценку воздействий на экосистемы, связанных с деятельностью производственных объектов, строительство и эксплуатация которых сопровождается поступле-нием в окружающую среду соединений серы и азота, ТМ. Результаты оценки экосистемных рисков предназначены для выработки оптимальных стратегий по снижению выбросов производственных объектов до экологически безопасных уровней с целью предотвращения ЧС техногенного характера.

Оксиды азота и серы являются значимыми компонентами выбросов предприятий нефтегазового комплекса. Поэтому разработанная авторская методика оценки экосистемных рисков может стать основой для создания отраслевых инструктивно-методических документов, ориентированных на специалистов в области промышленной безопасности и экологического проектирования.

Результаты диссертационного исследования использованы при разработке Генеральной схемы развития газовой промышленности Боливарианской Республики Венесуэла и при экологическом обосновании расширения СТБР.

^ Апробация и публикация результатов исследований. Материалы исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры геохимии ландшафта и географии почв Географического факультета МГУ им. Ломоносова; на 24-й и 26-й конференциях Междуна-родной ассоциации оценки воздействия в Ванкувере (2004 г.), в Ставанге
(2006 г.); на Шестой субрегиональной встрече по деятельности в области эффект-ориентированных методов оценки под эгидой Конвенции о трансгра-ничном загрязнении воздуха на большие расстояния ЕЭК ООН (Москва-Пущино, 2004 г.); на 8-й Всероссийской научно-практической конференции «Геоинформатика в нефтегазовой и горной отраслях» (Москва, 2007 г.).

По материалам диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 3 работы в журналах, включенных в «Перечень…» ВАК Минобрнауки РФ.

^ Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы из 195 наименований. Работа изложена на 172 страницах машинописного текста и содержит 38 рисунков,
15 таблиц и 4 приложения.

Автор выражает глубокую благодарность д.т.н. А.С. Казаку, д.б.н., проф. В.Н. Башкину, к.г.н. И.В. Припутиной, доценту Центрально-Европейского Университета О.М. Черпу за их ценные идеи и методическую поддержку. Большую помощь в сборе и обработке исходных данных для исследования оказали начальник Департамента по экологии, охране труда и промышленной безопасности ЗАО «Коми Алюминий» Е.А. Юркин и главный специалист Департамента М.В. Котова, специалисты ЗАО «Группа компаний «ШАНЭКО», а также В.М. Марунин, Н.В. Павлов и А.В. Танканаг. Автор выражает признательность коллективу НП «Центр по экологической оценке «Эколайн» и лично директору Центра к.х.н. М.В. Хотулевой за содействие в подготовке и проведении диссертационного исследования.

Оценка экосистемных рисков для района СТБР осуществлялась на основе данных, предоставленных ЗАО «Коми Алюминий» и ОАО «Боксит Тимана». Правом собственности на результаты данной части практического компонента диссертационного исследования обладает ЗАО «Коми Алюминий».

^ КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, изложены цель и задачи исследования, сформулированы защищаемые положения, обоснованы научная новизна и практическая значимость полученных результатов, отражена степень их апробации на научных мероприятиях и в публикациях.

Глава 1 посвящена анализу принципов и методов оценки атмотехногенных воздействий производственных объектов на экосистемы применительно к объектам газовой промышленности.

В работах российских и зарубежных ученых (В.С. Безеля, А.А. Быкова, Е.Л. Воробейчика, К.Н. Дьяконова, Т.В. Звонковой, J. Treweek, J.C. Smrchek, W. Naito) указывается на приоритет экосистемного подхода к выбору и характеристике реципиентов техногенного воздействия. Совершенствование методологии оценки воздействий на экосистемы идет, на наш взгляд, в следующих направлениях:

  • развитие количественных методов прогнозирования воздействий, включая математическое моделирование и геоинформационные системы (ГИС);

  • поиск интегральных показателей состояния реципиентов и установление локальных критериев приемлемости воздействия;

  • уход от детерминистского подхода к прогнозированию воздействий и развитие методов оценки экосистемных рисков.

Рассмотрена методология анализа экологических рисков (АЭР) и ее роль при подготовке экологического обоснования строительства и эксплуатации промышленных объектов, в том числе объектов газовой отрасли.

Проведен анализ современных методов оценки рисков для экосистем, связанных с химическими факторами опасности. Показано, что большинство существующих методик построено на проведении оценки рисков для отдельных видов живых организмов и их популяций, результаты которой экстраполируются на экосистемный уровень. Только отдельные методики рассматривают в качестве реципиентов воздействия экосистемы в целом, но они, как правило, предполагают использование качественных методов прогноза воздействий.

Концептуальные основы количественной оценки экосистемных рисков, связанных с выбросами производственных объектов, на основе интегрального показателя – устойчивости экосистем к аэрогенному поступлению поллютантов – рассмотрены в работах А.С. Казака и В.Н. Башкина. При этом роль локальных (экосистемных) нормативов воздействия выполняют величины КН поллютантов. Величина критической нагрузки представляет собой такой объем выпадений поллютанта, который не приведет к необратимому изменению структуры и функций экосистем-реципиентов в течение длительного периода времени (50-100 лет).

Рассмотрено состояние современной методологии КН и опыт ее применения в различном масштабе, в том числе при оценке воздействия на экосистемы, расположенные в зонах воздействия выбросов магистральных газопроводов (региональный масштаб). Показано, что для предупреждения отложенных ЧС техногенной природы необходима дальнейшая разработка методов характеристики экосистемных рисков и определение общего порядка проведения оценки рисков в рамках данной методологии.

В главе 2 изложены методические подходы к количественной оценке экосистемных рисков в зонах воздействия объектов газовой промышленности, на основе величин КН поллютантов.

Следуя концепции экологического риска R.V. Kolluru, экосистемный риск определен как комплексный показатель, характеризующий вероятность развития негативных изменений в состоянии экосистем, и величину таких изменений.

В данной работе количественную оценку экосистемных рисков предложено проводить на основе расчета и пространственного анализа величин превышений критических нагрузок приоритетных ЗВ. Превышение критической нагрузки поллютанта Х (Ex(X)) рассчитывается согласно формуле (1):

, (1)

где Ex(X) – превышение критической нагрузки поллютанта Х; данная величина может принимать положительные, отрицательные значения или равняться нулю;

Xdep – аэрогенное поступление поллютанта Х в экосистемы (выпадения);

CL(X) – величина КН поллютанта Х.

Таким образом, величина КН поллютанта играет роль референтной дозы – общепринятого норматива воздействия в исследованиях по оценке экологических рисков.

Величины КН и их превышений рассчитываются для рецепторных участков экосистем, внутренне однородных по условиям миграции и трансформации поллютантов в окружающей среде и, следовательно, ответным реакциям на загрязнение. Оценку риска следует проводить для групп рецепторных участков. В этом качестве могут выступать естественные природные комплексы; их границы также могут быть проведены на основании нормативных требований (как, например, границы санитарно-защитной зоны производственного объекта).

Предложено рассчитывать величину воздействия на экосистемы как процент, который занимают рецепторные участки с превышениями КН, от площади каждой группы рецепторных участков. Рецепторные участки с превышениями составляют ареал превышений КН поллютанта(ов).

^ Функция экосистемного риска (RX) является функцией распределения. Она описывает вероятностное распределение случайной величины ρX, которая характеризует площадь ареала превышений КН поллютанта относительно площади группы рецепторных участков (в %) (M(Ex(X)>0)):

(2)

Функция экосистемного риска позволяет рассчитать:

  • вероятность того, что превышения КН будут отмечены на территории, меньшей или равной заданному значению M(Ex(X)>0);

  • вероятность того, что величина M(Ex(X)>0) будет находиться в заданном интервале значений.

Для вычисления случайной величины ρX необходимо определить вероятности превышения КН поллютанта для каждого рецепторного участка (pi') и площади этих рецепторных участков (Si).

Для расчета величин pi' предложено проводить моделирование превы-шений КН по методу Монте-Карло. Традиционно расчет превышений КН осуществляется на основе оптимальных значений входных параметров.
В рамках данного подхода расчет величин Ex(X) осуществляется многократно; для каждого модельного эксперимента по случайному закону формируется набор значений входных параметров на основе имеющихся массивов таких значений. Вариабельными (случайно изменяемыми) могут быть выбраны некоторые входные параметры для расчета величин превышений КН.

Согласно центральной предельной теореме, при большом количестве рецепторных участков небольшого размера функция распределения случайной величины ρX как суммы независимых малых случайных величин хорошо аппроксимируется функцией нормального распределения. Для проверки нормальности функции экосистемного риска предложено подготовить выборку значений M(Ex(X)>0) и проверить гипотезу о нормальном распределении данного параметра с помощью критериев согласия (например, критерия Шапиро-Уилка). Если распределение не подчиняется нормальному закону, то для расчетов показателей экосистемного риска необходимо вычислять эмпирическую функцию распределения ρX.

При проведении оценки экосистемных рисков на основе КН поллютантов предложено следовать формальной процедуре оценки экологических рисков, включающей четыре этапа.

На этапе идентификации опасности следует установить источники и состав выбросов проектируемого предприятия, определить возможные сценарии воздействия. Необходимо также охарактеризовать реципиенты воздействия (экосистемы в границах зоны атмотехногенного воздействия действующего или проектируемого объекта) и провести их ранжирование (выделить особо ценные и/или уязвимые экосистемы) и провести подразделение территории исследования на рецепторные участки. На основе имеющейся информации о факторах опасности и реципиентах производится качественная характеристика экосистемных эффектов и определяется список поллютантов, для которых целесообразно проведение детальной оценки риска (приоритетных ЗВ).

^ Оценка экспозиции должна включать расчет величин аэрогенного поступления приоритетных ЗВ в экосистемы, соответствующих выбранным сценариям воздействия. На этапе оценки экосистемных эффектов следует провести расчет и картографирование величин КН приоритетных ЗВ. Рекомендованные алгоритмы и входные параметры для расчета КН поллютантов для наземных экосистем приведены во врезке 1.

^ Характеристику экосистемных рисков предложено проводить в два этапа. На первом этапе необходимо осуществить детерминистический расчет превышений КН на основе оптимальных значений входных параметров. В случае выявления рецепторных участков с Ex(X)>0, на втором этапе целесообразно провести имитационное моделирование величин превышений КН по методу Монте-Карло и расчет показателей экосистемного риска. Рекомендуемое число модельных экспериментов – не менее 1000.

Приемлемость атмотехногенного воздействия зависит от ценности затронутых экосистем. Для групп рецепторных участков, которые имеют статус особо ценных и/или уязвимых, величины КН не должны быть превышены на 100% их территории. Для территории санитарно-защитной зоны производственного объекта допустимым можно считать наличие превышений КН на 50% территории. В остальных случаях предложено следовать принципу «95%-ой защищенности» экосистем.

Исследования по оценке экосистемных рисков должны завершаться анализом неопределенности. Качественный анализ неопределенности предполагает выделение источников неопределенности на каждой стадии оценки риска и экспертную оценку достоверности результатов расчетов. Неопределенность, связанную с входными данными, следует, по возможности, оценивать количественно с помощью моделей множественной регрессии.

Разработанные методические подходы позволяют выполнять количест-венную оценку не только величины прогнозируемых изменений в состоянии экосистем, но и вероятности их наступления, учитывают природную вариабельность входных параметров. Результаты оценки рисков для экосистем предложено использовать для расчета безопасных для экосистем уровней эмиссии приоритетных ЗВ (управления экосистемными рисками), а также для ранжирования отдельных проектных альтернатив (технологических, планировочных).

Сферу применения предлагаемых подходов ограничивает современное состояние методологии КН. Спектр поллютантов, для которых разработаны алгоритмы расчета КН, ограничен: в него входят соединения серы, азота, некоторые тяжелые металлы (Pb, Cd, Cu, Zn, Hg); биогеохимические модели ориентированы на наземные (в первую очередь, лесные) и пресноводные экосистемы.


^ Врезка 1. Алгоритмы и входные параметры для расчета КН поллютантов для наземных экосистем

Максимальная КН серы (CLmax(S)): CLmax(S) = BCdep + BCw – Cldep – Bcupt – ANCle(crit);

КН питательного азота (CLnut(N)): CLnut(N) = Nim +Nupt + Nle(acc)/(1 – fde) – ANCle(crit);

Максимальная КН азота (CLmax(N)): CLmax(N) = Nim +Nupt + CLmax(S)/(1 – fde);

КН тяжелого металла (ТМ) (CL(M)): CL (M) = Mupt + Mle(crit)

frame1

В главе 3 представлены результаты апробации предлагаемых подходов к оценке экосистемных рисков на региональном уровне в рамках работ по экологическому обоснованию Генеральной схемы развития ГП Венесуэлы. В работе использованы данные только открытых литературных источников.
^ Идентификация опасности

Состав природного газа, добываемого на различных месторождениях Венесуэлы, характеризуется наличием таких основных примесей как N2, H2S, C2H6. Технология добычи и транспортировки газа включает его сжигание на компрессорных станциях (КС), что приводит к выбросам оксидов азота (NOx), оксида углерода (CO) и диоксида серы (SO2). Кроме того, при эксплуатации объектов ГП в атмосферу поступает природный газ (его главным компонентом является метан) и меркаптаны.

На сегодняшний день основными источниками выбросов ЗВ в ГП Венесуэлы являются объекты добычи и транспортировки газа, включая КС и дожимные компрессорные станции (ДКС) на промыслах. В связи c плани-руемой модернизацией газотранспортной системы ее вклад в загрязнение атмосферы существенно возрастет, поэтому границы зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы определялись относительно трасс магистральных газопроводов. Согласно экспертным оценкам, вследствие перекрывания зон влияния выбросов отдельных КС, воздействие их выбросов может прослеживаться на расстоянии до 50 км от трассы газопровода.

Ландшафты зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы отличаются природным разнообразием. Преобладающим типом растительности являются саванны, в том числе преобразованные в сельскохозяйственные угодья. Повсеместно встречаются участки разреженных листопадных лесов, на побережье Карибского моря – в сочетании с вечнозелеными тропическими лесами. К востоку от оз. Маракайбо преобладают кустарниковые экосистемы. Северо-западную часть территории занимают опустыненные степи и пустыни. В границах дельты р. Ориноко расположены участки периодически затопляемых и заболоченных лесов.

SO2 и NOx были выбраны в качестве приоритетных ЗВ для детальной оценки атмотехногенных рисков для экосистем. С ними связаны следующие негативные экосистемные эффекты: повышение кислотности почв и изменение видового состава биоценозов вследствие эвтрофирования.

Расчеты экосистемного риска проводились для сценария воздействия, соответствующего современному уровню атмотехногенной нагрузки. В составе зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы выделены две группы рецепторных участков: 1) зона воздействия «Запад» с высокими уровнями атмотехногенной нагрузки в районе оз. Маракайбо в связи с деятельностью предприятий химической промышленности; 2) зона воздействия «Центр-Восток», для которой повышенная атмотехногенная нагрузка характерна только для столичного региона и отдельных районов штатов Монагас и Анако.
^ Оценка экспозиции

Оценка экспозиции включала определение величин аэрогенного поступления (выпадений) серы (Sdep) и азота (Ndep)1, а также основных катионов (BCdep) и анионов хлора (Cldep), по данным исследований химического состава атмосферных осадков. Расчетные величины выпадений представлены в табл. 1.

^ Таблица 1

Величины выпадений основных катионов (BCdep), анионов хлора (Cldep), серы (Sdep), азота (Ndep) для зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы

Группа рецепторных участков

BCdep

Cldep

Sdep

Ndep

экв./га/год

Зона воздействия «Запад»

370
(45-1480)
n =12

138
(50-330)
n =12

219
(169-800)
n =8

443
(150-957)
n =8

Зона воздействия «Центр-Восток»

71
(31-244)
n =8

120
(69-238)
n =8

Примечание: в скобках даны максимальные и минимальные значения каждого параметра, жирным шрифтом выделены значения, которые использовались для детерминистического расчета величин КН и их превышений; n – число пунктов опробования.
^ Оценка эффектов

Оценка экосистемных рисков, связанных с выбросами этих поллютантов, потребовала расчета величин максимальной критической нагрузки серы (CLmax(S)), которая определяет устойчивость к кислотности, критической нагрузки питательного азота (CLnut(N)) и максимальной критической нагрузки азота (CLmax(N)) (врезка 1).

Расчетные значения величин максимальной КН серы для наземных экосистем зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы варьируют от 100 до 3000 экв./га/год. Для большей части территории исследования допустимый уровень кислотных выпадений составляет 2000 экв./кг в год и выше. Лесные экосистемы, включая заболоченные леса на востоке территории исследования, характеризуются достаточно высокой устойчивостью к подкислению (CLmax(S) от 1000 до 2000 экв./кг в год). Самые низкие значения CLmax(S) (менее 250 экв./га/год) установлены для участков на побережье Карибского моря, занятых как лесами, так и опустыненными степями и пустынями, и горных лесов на маломощных почвах. Доля таких экосистем не превышает 2% от площади территории исследования.

Величина^ КН питательного азот в наибольшей степени зависит от относительно долговременного депонирования данного элемента в древесной биомассе растительности (Nupt). Ареалы с низкими значениями CLnut(N) (ниже 250 экв./га/год) составляют участки с травянистой растительностью. Большей устойчивостью отличаются кустарниковые экосистемы; для лесных экосистем характерны высокие значения CLnut(N) (1000 экв./га/год и выше). Пространственное распределение величин CLnut(N) иллюстрирует рис. 1.



Рис. 1. Величины КН питательного азота (CLnut(N)) для наземных экосистем зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы

На 70% площади исследуемой территории величины максимальной КН азота составляют 2000 экв./га/год и выше, что сопоставимо с современным уровнем нагрузок в Европе. Наиболее высокие значения CLmax(N) (3500 экв./га/год и выше) определены для тропических и мангровых лесов в районе дельты р. Ориноко и побережья Карибского моря. Минимальные значения данного показателя характерны для района опустыненных степей и пустынь и урбанизированных территорий, где рассчитаны низкие значения CLmax(S). Суммарная площадь этих экосистем составляет менее 1% площади зоны территории исследования.
^ Характеристика риска

В рамках характеристики рисков для наземных экосистем зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы были проведены: 1) расчет превышений КН соединений серы (Ex(S)), превышений КН соединений азота (Ex(N)) и совместных превышений КН соединений серы и азота (Ex(S+N)) с использованием оптимальных значений входных параметров (детерминисти-ческий расчет) и 2) моделирование этих величин по методу Монте-Карло (вероятностный расчет).

В качестве вариабельных входных параметров при вероятностном расчете превышений КН были выбраны показатели содержания основных катионов и азота в древесной биомассе ([Bc]др, [N]др) и величины выпадений основных катионов, анионов хлора, а также соединений серы и азота (BCdep, Cldep, Sdep, Ndep) ввиду отсутствия пространственно распределенных данных по выпадениям. Для всей территории исследования был принят единый критерий приемлемости воздействия – 95%-ая защищенность экосистем.

Результаты детерминистического расчета превышений КН показали, что величины современной нагрузки соединений серы и азота для отдельных рецепторных участков превышают расчетно-допустимые уровни. Положительные значения Ex(S) отмечены только для зоны воздействия «Запад», превышения КН по азоту установлены для экосистем в пределах обеих групп рецепторных участков. Пространственное распределение величин Ex(S+N) для территории исследования показано на рис. 2.



Рис. 2. Величины совместных превышений КН соединений серы и азота (Ex(S+N)) для наземных экосистем зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы

Рецепторные участки с наибольшими значениями Ex(S+N)>0 относятся к бассейну оз. Маракайбо (зона воздействия «Запад») и приурочены к природным комплексам опустыненных степей и пустынь и территориям с городской застройкой. В зоне воздействия «Центр-Восток» выделено небольшое число рецепторных участков с минимальными значениями совместных превышений КН серы и азота (менее 100 экв./га/год) (рис. 2).

Для рассматриваемой территории исследования площадь ареала совместных превышений КН соединений серы и азота (M(Ex(S+N)>0)) составляет менее 5%, поэтому уровень современной нагрузки этих ЗВ может считаться приемлемым (табл. 1). Однако для зоны воздействия «Запад» величины M(Ex(N)>0) и M(Ex(S+N)>0) составили около 7,0%, превысив установленный критерий приемлемости атмотехногенного воздействия.

Площади ареалов превышений КН, полученные в результате вероятностного расчета, в два и более раз выше значений, полученных на основе оптимальных значений входных параметров (табл. 2). Для зоны воздействия «Центр-Восток», где детерминистический расчет показал отсутствие превышений КН соединений серы, также выявлены рецепторные участки с Ex(S)>0.

^ Таблица 2

Площадь ареалов превышений критических нагрузок (M(Ex(S)>0), M(Ex(N)>0), M(Ex(S+N)>0), %) для наземных экосистем зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы




Детерминисти-ческий расчет

Вероятностный расчет (pi'>0)

Факторы опасности

Группа рецепт. участков

S

N

S+N

S

N

S+N

Зона воздействия «Запад»

2,5

6,9

7,0

29,1

23,6

64,4

Зона воздействия «Центр-Восток»

0,0

4,0

4,0

5,2

9,8

14,7

Зона атмотехногенного воздей-ствия объектов ГП Венесуэлы

<0,1

4,1

4,1

5,5

10,0

15,3


Было установлено, что для всех рассматриваемых групп рецепторных участков функции экосистемного риска RS, RN и RS+N могут иметь вид функций нормального распределения. На основе функций экосистемного риска были выведены 6 классов значений M(Ex(X)>0) и проведен расчет вероятностей превышения КН для отдельных интервалов значений M(Ex(X)>0) ((P(Ex(S)>0), P(Ex(N)>0) и P(Ex(S+N)>0)). В табл. 3 представлены значения параметра P(Ex(S+N)>0). Только для зоны воздействия «Запад» результаты детерминистического и вероятностного расчетов существенно расходятся.

С вероятностью 92,9% площадь ареала совместных превышений КН соединений серы и азота варьирует в пределах 15-20% от площади данной группы рецепторных участков, в то время как детерминистическое значение M(Ex(S+N)>0) составляет 7,0%. Для зоны воздействия «Центр-Восток» ареал совместных превышений КН соединений серы и азота занимает менее 5% от площади группы рецепторных участков с P = 100%.

Таким образом, приемлемость атмотехногенного воздействия для зоны воздействия «Центр-Восток» показывают результаты и детерминистического, и вероятностного расчетов. Вместе с тем, для зоны воздействия «Запад» с вероятностью свыше 99% размер ареала превышений КН больше допустимого критерия приемлемости. Наиболее вероятно, что величины М(Ex(S)>0) и М(Ex(N)>0) составят от 5 до 10% площади данной группы выделов, величина М(Ex(S+N)>0) – от 15 до 20%.

Таблица 3

Вероятности совместных превышений КН соединений серы и азота (P(Ex(S+N)>0), %) для наземных экосистем зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы

Группа рецепторных участков

M(Ex(S+N)>0), %

0-5

5-10

10-15

15-20

20-25

25-100

Зона воздействия «Запад»

<0,1

<0,1

<0,1

92,1

7,1

0,0

Зона воздействия «Центр-Восток»

100

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

Зона атмотехногенного воздей-ствия объектов ГП Венесуэлы

100

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

Примечание: жирным шрифтом выделены значения P(Ex(S+N)>0), соответствующие детерминистическим значениям площадей ареалов превышений КН (табл. 1).

Неопределенность выполненных оценок в первую очередь связана с пробелами в исходных данных. Основными факторами неопределенности являются: 1) отсутствие данных о пространственном распределении показа-телей выпадений химических элементов (по данным мониторинга или моделирования); 2) ограниченные данные о содержании азота и основных катионов в биомассе растительности и соотношении различных пулов биомассы в различных типах леса; 3) отсутствие данных о продуктивности травянистых экосистем. Это снижает корректность оценок величин выпадений и депонирования основных катионов и азота в древесной биомассе.

Моделирование величин КН и их превышений с помощью метода Монте-Карло позволило использовать все доступные данные по экосистемам территории исследования и экосистемам-аналогам и повысить, таким образом, достоверность расчетов (ошибка моделирования не превышает 3,4%). Результаты расчетов КН соединений азота и серы согласуются с данными исследований по определению чувствительности почв Южной Америки к кислотным осадкам и общими представлениями о биогеохимической устойчивости экосистем данной территории.
^ Управление риском

На основе величин КН соединений серы и азота был произведен расчет допустимых уровней поступления соединений серы и азота (Adep(acc), Ndep(acc)) в наземные экосистемы зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы согласно формулам (3) и (4).

(3)

(4)

Показатель Adep(acc) определяет допустимый совместный объем выпадений кислотообразующих соединений.

Моделирование по методу Монте-Карло показало, что для экосистем зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы с вероятностью 99% величина показателя Adep(acc) не превысит 4068 экв./га/год, показателя Ndep(acc) – 4598 экв./га/год. С помощью эмпирических функций распределения величин Adep(acc) и Ndep(acc) были рассчитаны вероятности их попадания в определенные интервалы значений. Результаты расчетов иллюстрируют диаграммы на рис. 3. Показано, что с наибольшей вероятностью величина Adep(acc) составит от 2500 до 3000 экв./га/год, величина Ndep(acc) – от 50 до 500 экв./га/год.


а)



б)


Рис. 3. Вероятностное распределение значений Adep(acc) (а) и Ndep(acc) (б) для наземных экосистем зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы

По нашему мнению, рассмотренные процедуры оценки риска целесообразно проводить для зон влияния отдельных производственных объектов (в первую очередь, КС) и использовать их для определения безопасных уровней эмиссии поллютантов с целью предотвращения развития ЧС техногенного характера, вызванных избыточным поступлением поллютантов в экосистемы.

В главе 4 изложены результаты апробации предлагаемых подходов к оценке экосистемных рисков на локальном уровне в рамках оценки воздействия на окружающую среду расширения Средне-Тиманского бокситового рудника (СТБР), расположенного в Княжпогостском районе Республики Коми.

Строительство рудника ведется с 1998 г. на запасах Вежаю-Ворыквинского месторождения бокситов. Поскольку до строительства рудника и сопутству-ющей инфраструктуры район месторождения не был освоен в хозяйственном отношении, большая часть территории исследования представлена ненару-шенными или слабонарушенными ландшафтами. Выбросы вредных веществ в атмосферу, в особенности пылевые выбросы, рассматриваются в качестве значимого экологического аспекта деятельности данного предприятия. Помимо этого, территория рудника входит в состав зоны потенциального воздействия выбросов магистрального газопровода «Ямал-Центр».
^ Идентификация опасности

К числу основных видов деятельности, определяющих выбросы СТБР и связанные с ними воздействия на качество атмосферного воздуха и биоту, относятся добычные работы в карьерах, транспортировка и дробление боксита. В составе выбросов рудника преобладают пыль неорганическая с различным содержанием SiO2, CO, NOx, SO2, сажа, летучие органические соединения.

Демонстрационное исследование охватывало фрагмент зоны атмотехногенного воздействия СТБР площадью 8623 га. В качестве реципиентов воздействия выступили наземные экосистемы. Почвенный покров территории исследования формируют в основном низкогорные глееподзолистые почвы в сочетании с низкогорными торфянисто-подзолисто-глееватыми и низкогорными торфяно-подзолисто-глеевыми почвами. Основными типами растительности являются еловые зеленомошные и долгомошные леса, а также верховые болота, чередующиеся с вторичными елово-березовыми лесами.

Ландшафтную структуру территории исследования слагают 12 типов урочищ. В ее границах имеются участки водоохранных зон (ВОЗ) двух водотоков (р. Ворыквы, руч. Черного) и санитарно-защитной зоны (СЗЗ) СТБР, которые составляют, соответственно, 25% и 22% от рассматриваемой площади. Экосистемы в пределах ВОЗ были отнесены нами к особо ценным реципиентам воздействия.

В рамках данного демонстрационного исследования оценка экосистемных рисков проводилась для двух сценариев воздействия. Сценарий 1 соответствует уровню аэрогенного поступления ЗВ до начала разработки месторождения. Сценарий 2 характеризует современный (по состоянию на конец 2003 г.) уровень атмотехногенной нагрузки на экосистемы.

В силу низкой буферной емкости и низкого содержания основных катионов в почвах, а также низкой биологической продуктивности биоценозов, наземные экосистемы территории исследования чувствительны к нагрузке кислотообразующих и эвтрофирующих соединений серы и азота (NOx, SO2). Другими значимыми химическими факторами опасности для экосистем являются микроэлементы, отличающиеся высоким фоновым содержанием в почвах рассматриваемой территории и накапливающиеся в почвах, раститель-ности и снежном покрове зоны аэрогенного загрязнения рудника. По данным многолетнего мониторинга геологической среды, такими элементами являются Mn, Ni, Cu, Al, Fe, Ti, V, Zn, Co, Cr, Pb.

В качестве приоритетных ЗВ были выбраны соединения серы и азота, а также три приоритетных ТМ: Pb, Cu и Zn. Детальная оценка экосистемного риска проводилась для следующих групп рецепторных участков: а) каждого из 12 типов урочищ, б) фрагмента СЗЗ СТБР, в) территории ВОЗ.
^ Оценка экспозиции

Расчет величин аэрогенного поступления химических элементов и соединений в экосистемы-реципиенты осуществлялся на основе данных об их накоплении в снежном покрове за 2000-2003 гг. Для сценария 2 на основе расчетных величин выпадений в каждой точке опробования были получены поля выпадений. Расчет проводится на основе данных о климатических параметрах, определяющих рассеивание примесей в атмосфере, и источниках выбросов с помощью УПРЗА «Гарант-Универсал», версия 3.0. Данные таблицы 4 иллюстрируют расчетные величины BCdep, Cldep, Sdep, Ndep, Pbdep, Cudep, Zndep.

^ Таблица 4

Величины выпадений основных катионов (BCdep), анионов хлора (Cldep), серы (Sdep), азота (Ndep) и приоритетных тяжелых металлов для района СТБР




BCdep

Cldep

Sdep

Ndep

Pbdep

Cudep

Zndep




экв./га/год

г/га/год

Сцена-рий 1

506
n = 7

172
n = 7

128
n = 7

206
n = 7

2,3
n = 7

4,1
n = 7

45,1
n = 7

Сцена-рий 2

280-560
n = 13

65-320
n = 13

100-220
n = 13

40-340
n = 13

0,5-18,5
n = 28

0,5-56,5
n = 28

5,0-185,0
n = 28

Примечание: для сценария 1 приведены средние значения параметров, которые использовались для детерминистического расчета величин КН и их превышений; для сценария 2 – максимальные и минимальные значения каждого параметра; n – число пунктов опробования.

Для сценария 2 величины Sdep превысили фоновые значения на 99% территории исследования, Ndep – на 84% территории. Фоновые значения выпадений превышены на 62% территории исследования по Pb, 80% территории – по Cu, и 17% территории – по Zn.
^ Оценка эффектов

Расчет максимальной критической нагрузки серы (CLmax(S)) и максимальной критической нагрузки азота (CLmax(N)) проводился для двух рассматриваемых сценариев воздействия, поскольку эти величины зависят от уровня аэрогенного поступления анионов хлора (Cldep) и основных катионов (BCdep). Величины критической нагрузки «питательного» азота (CLnut(N)) и критических нагрузок ТМ (CL(Pb), CL(Cu), CL(Zn)) не зависят от величин выпадений.

Проведенные расчеты показали некоторое снижение величин CLmax(S) и CLmax(N) при современном уровне атмотехногенной нагрузки (сценарий 2), что обусловлено ростом величин Cldep, который недостаточно компенсируется поступлением основных катионов из атмосферы.

Рис. 4 иллюстрирует пространственное распределение величин максимальной КН серы для наземных экосистем, рассчитанных для сценария 2. Значения CLmax(S) возрастают от пойменных травянистых и болотных экосистем (менее 400 экв./га/год) к экосистемам еловых лесов, занимающим возвышенные хорошо дренированные участки (более 1500 экв./га/год). Минимальные значения CLmax(S) (менее 250 экв./га/год) получены для пойменных экосистем с преобладанием древесной растительности (ивняки), где значительный пул основных катионов «расходуется» на создание биомассы, что снижает потенциал этих экосистем в отношении нейтрализации кислотных выпадений.

Пространственная динамика величин критической нагрузки питательного азота (CLnut(N)) в значительной степени зависит от типа растительности. Устойчивость рассматриваемых экосистем к эвтрофирующей составляющей выпадений азота возрастает от экосистем хвойных лесов на почвах легкого механического состава (менее 450 экв./га/год) к заболоченным лесам (500-550 экв./га/год) и болотам (более 550 экв./га/год). Ареал максимальных значений (более 750 экв./га/год) приурочен к участкам заболоченных ивняков.

Наименее чувствительны к суммарной нагрузке азота леса на переувлажненных торфяно-подзолисто-глеевых почвах (CLmax(N) свыше 4500 экв./га/год) благодаря сочетанию высоких показателей денитрификации и депонирования азота в древесной биомассе. Участки с наименьшими значениями CLmax(N) (менее 1000 экв./га/год) совпадают с ареалами максимальной чувствительности к кислотным выпадениям (см. выше).



^ Рис. 4. Величины максимальной критической нагрузки серы (CLmax(S)) для наземных экосистем района СТБР (сценарий 2)

Величины КН ТМ определяются в основном почвенными характерис-тиками (рН, содержанием органического вещества и др.). Наиболее заметна зависимость величин КН от содержания органического вещества для свинца: прослеживается четкое подразделение территории исследования на участки с торфяно-подзолисто-глеевыми и болотными почвами (CL(Pb) свыше 30 г/га/год) и другими разновидностями почв (9-20 г/га/год). Вторым важным фактором степени защищенности экосистем от поступления ТМ является интенсивность выноса последних с внутрипочвенным стоком. С этим связаны высокие значения КН меди и цинка для лесных экосистем дренированных местообитаний (CL(Cu) – от 40 до 60 г/га/год, CL(Zn) – от 400 до 450 г/га/год). Отмечено снижение величин КН с увеличением рН почвенного раствора до 5 и выше в ряду болотных почв, наиболее выраженное для меди. Это обусловлено уменьшением концентрации растворенного органического вещества, от которой зависит концентрация свободных ионов ТМ в почвенном растворе, оказывающих токсичное действие на биоту.
^ Характеристика риска

Для наземных экосистем района СТБР были выбраны следующие критерии приемлемости воздействия:

  • для территории ВОЗ – 100%-ая защищенность экосистем (M(Ex(X)>0) = 0%);

  • для каждого из 12 типов урочищ – 95%-ая защищенность экосистем (M(Ex(X)>0) ≤ 5%);

  • для территории СЗЗ – 50%-ая защищенность экосистем (M(Ex(X)>0) ≤ 50%).

В качестве вариабельных параметров выступали величины Bcupt, Nupt, Pbupt, Cuupt, Znupt, которые моделировались как независимые величины на основе данных о составе древостоя лесов территории исследования, а также геохимические параметры: pH и содержание органического вещества в почве ([OM]S). Массивы значений вариабельных параметров сформированы на основе данных полевых геоботанических и геоэкологических исследований.

^ Детерминистический расчет превышений КН не выявил участков с превышениями КН при фоновых величинах атмотехногенной нагрузки (сценарий 1).

По состоянию на конец 2003 г., некоторые рецепторные участки наземных экосистем испытывали нагрузки соединений серы и азота, свинца и меди, превышающие расчетно-допустимые уровни. Пространственное распределение величин превышений КН соединений серы и азота (Ex(S+N)) иллюстрирует рис. 5.



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 (pi') 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)




M(Ex(Pb)>0), %

Группа рецепт. участков

0-5

5-10

10-15

15-20

20-25

25-30

30-50

50-100

Тип урочища 2

0,5

76,7

22,7

<0,1

<0,1

<0,1

0,0

0,0

Тип урочища 4

40,0

59,9

<0,1

<0,1

<0,1

<0,1

<0,1

0,0

Тип урочища 9

9,0

45,0

35,2

9,9

0,8

<0,1

<0,1

<0,1

Территория СЗЗ СТБР

<0,1

30,4

68,9

0,6

<0,1

<0,1

<0,1

0,0

Территория ВОЗ

97,5

2,4

<0,1

<0,1

<0,1

0,0

0,0

0,0

Расчетная площадка в целом

64,0

35,9

<0,1

<0,1

<0,1

<0,1

0,0

0,0

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.

  1. 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)).

  1. 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.

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

  3. 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 26th 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. Jørgensen. – Copenhagen: Elsevier, 2007. – MS number 768 (in press).



Подписано к печати 9.04.2007

Заказ № №78530086

Тираж 100 экз.

1 уч. - изд.л., ф-т. 60х84/16

Отпечатано в ООО «ВНИИГАЗ»

по адресу 142717, Московская область,

Ленинский р-н, п. Развилка, ООО «ВНИИГАЗ»



1 Величины аэрогенного поступления ТМ принято рассчитывать в г/га/год, серы и азота – в эквивалентах (экв.)/га/год. Величина нагрузки в 1 экв./га/год соответствует
0,016 кгS/га/год и 0,014 кгN/га/год.





Скачать 365.66 Kb.
оставить комментарий
Дата14.10.2011
Размер365.66 Kb.
ТипАвтореферат, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх