Структура и задачи экологического мониторинга районов падения отделяющихся частей ракет-носителей

ных органов исполнительной власти за результаты деятельности в космосе, обеспечит организацию мероприятий по защите окружающей среды и экологической безопасности, а также реализацию вопросов здравоохранения.

Необходимо также разработать ряд подзаконных актов. Одним из них должен быть приказ Министерства природных ресурсов и экологии, определяющий порядок проведения мониторинга состояния окружающей среды в районах падения, а также порядок предупреждения и ликвидации последствий негативного воздействия на окружающую среду, вызванных падением отделяющихся частей.

Следует уточнить требования к экологическому мониторингу и природоохранным мероприятиям в районах падения с учетом специфики воздействия ракетно-космической деятель-

Библиографический список

ности. Также необходимо максимально адаптировать работы по обеспечению экологической безопасности. При этом следует обратить внимание на следующие направления работ: ведение разъяснительной работы с населением и уполномоченными в области охраны окружающей среды; выявление природно-климатических особенностей природной среды, которые необходимо учитывать при определении допустимого уровня техногенного воздействия на объекты окружающей среды районов падения; выбор биоиндикаторов; привлечение специалистов региональных организаций к экологическому мониторингу; проведение исследовательских работ по выбору показателей характеризующих состояние окружающей среды в районах падения и разработка предложений по совершенствованию нормативно-правовой базы.

1. Кондратьев, А.Д. Космодром «Байконур» как объект природопользования / А.Д. Кондратьев, П.П. Кречетов, Т.В. Королева, О.В. Черницо-ва. - М.: Издательство «Пеликан», 2008.

2. Кондратьев, А.Д. Обеспечение экологической безопасности при эксплуатации районов падения отделяющихся частей ракет-носителей / А.Д. Кондратьев, П.П. Кречетов, Т.В. Королева. - М.: Издательство «Пеликан», 2007.

Статья поступила в редакцию 15.10.10

УДК 629.78:504.064.47

Т.В. Королева, зав. лаб., канд. географ. наук, МГУ им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Е-mail: korolevat@mail.ru;

П.П. Кречетов, зав. лаб., канд. биол. наук, доц., МГУ, г. Москва, Е-mail: krechetov@mail.ru; О.В. Черницова, н.с., МГУ, г. Москва, Е-mail: olchernitsova@mail.ru.

СТРУКТУРА И ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА РАЙОНОВ ПАДЕНИЯ ОТДЕЛЯЮЩИХСЯ ЧАСТЕЙ РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ

Рассмотрены вопросы организации экологического мониторинга в районах падения (РП) отделяющихся частей ракет-носителей. Приведены показатели влияния ракетно-космической деятельности на почвы, фитоценозы и зооценозы РП. Для формирования единой электронной базы данных мониторинга разработаны электронные формы, обсуждаемые в работе.

Ключевые слова: экологический мониторинг, ракетно-космическая деятельность, геоинформационные системы, электронные базы данных.

Ракетно-космическая деятельность (РКД) оказывает специфическое воздействие на природные экосистемы на больших площадях, выделяемых под районы падения отделяющихся частей ракет-носителей (РП ОЧРН). Для контроля состояния компонентов экосистем и оценки вклада РКД при их деградации необходимо создание системы экологического мониторинга РП ОЧРН.

Задача экологического мониторинга - наблюдение за меняющейся абиотической составляющей биосферы и ответной реакцией экосистем на эти изменения. Таким образом, экологический мониторинг включает как абиотические, так и биологические аспекты, что определяет широкий спектр методов и приемов исследований, используемых при его осуществлении [1]. Полученная в ходе мониторинговых наблюдений информация необходима для принятия экологически значимых решений.

Система экологического мониторинга районов падения отделяющихся частей ракет-носителей включает три основных направления деятельности: оценку фактического состояния среды; наблюдения за факторами воздействия и состоянием среды; прогноз состояния окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния.

Воздействие на экосистемы РП ОЧРН происходит как в результате аэрогенного загрязнения при разрушении ступеней в атмосфере, так и при их падении на поверхность земли, поэтому мониторинговые наблюдения в РП ОЧРН проводятся на двух уровнях.

1. Мониторинг состояния экосистем и их компонентов при импактном воздействии на месте падения фрагментов.

Площадь обследования при этом ограничивается зоной видимого воздействия на месте падения ОЧ РН.

2. Мониторинг состояния экосистем и их компонентов на региональном уровне. Предметом исследования является состояние окружающей региона, т.е. контроль загрязнения на всей территории РП ОЧРН.

Каждому уровню мониторинга соответствуют специально разработанные программы. Они формируются по принципу выбора приоритетных (подлежащих первоочередному определению) загрязняющих веществ и интегральных (отражающих группу явлений, процессов или веществ) характеристик [2].

Система экологического мониторинга районов падения отделяющихся частей ракет-носителей накапливает, систематизирует и анализирует информацию по следующим направлениям: состояние экосистем и их компонентов (почва, растительность, животный мир, поверхностные и грунтовые воды, состояние приземного слоя атмосферы); причины наблюдаемых и вероятных изменений состояния (источники и факторы химического, физического (термического) и механического воздействия); соотношение допустимых величин нагрузок и реальных уровней воздействия на экосистемы в целом. Таким образом, в систему экологического мониторинга РП ОЧРН обязательно входят наблюдения за состоянием компонентов экосистем и наблюдения за источниками и факторами антропогенного воздействия.

Выбор объектов наблюдения и определяемые параметры. Объектами исследований в РП ОЧРН являются локальные каскадные ландшафтно-геохимические системы, которые характеризуют разнообразие ландшафтных условий территорий. Наблюдение за состоянием окружающей среды в РП ОЧРН

подразумевает сбор данных, определяющих степень экологического неблагополучия территории на основе экологических критериев оценки - меры антропогенного воздействия на экосистемы и ландшафты, при которой их основные функционально-структурные характеристики не выходят за пределы естественных изменений [3].

Выбор показателей состояния окружающей среды в РП ОЧРН обусловлен многофакторностью данного вида техногенного воздействия и свойствами загрязняющих веществ. Список показателей может изменяться в зависимости от вида контролируемого компонента экосистемы, а также может быть дополнен специализированными показателями, характерными для рассматриваемого компонента.

В целом, мониторинг состояния экосистем и их компонентов проводится с определением показателей. Их перечень и объем собираемых данных определяется с учетом состояния экосистем районов падения и интенсивности техногенных нагрузок. Показатели в соответствии с контролируемым компонентом экосистемы могут быть объединены в перечисленные ниже группы.

1. Показатели влияния ракетно-космической деятельности на почвы РП ОЧРН.

1.1. Показатели механического воздействия.

Основные: уменьшение мощности почвенного профиля

(% от исходной мощности горизонта А*); мощность наноса нижележащего горизонта (см); увеличение равновесной плотности сложения гумусового горизонта слоя почвы (в % от исходного). Дополнительные: стабильная структурная (ме-жагрегатная, без учета трещин) пористость (см3/г); текстурная (внутриагрегатная) пористость (см3/г); коэффициент фильтрации (м/сут).

1.2. Показатели химического загрязнения.

Основные: содержание токсичных компонентов ракетных топлив, продуктов их разложения (НДМГ, ТМТ, НДМА, керосин) и других токсикантов, превышение ПДК (ОБУВ) (для наиболее уязвимых компонентов экосистем); содержание 3,4-бензпирена; содержание подвижных форм азота (Ы03, Ы02); степень деградации в зависимости от глубины химической трансформации почв (см). Дополнительные: актуальная кислотность почв (рН); изменение окислительно-восстановительного потенциала; гидролитическая кислотность; обменный алюминий; общее содержание азота; общее содержание углерода.

2. Показатели влияния ракетно-космической деятельности на фитоценозы РП ОЧРН.

2.1. Ценопопуляционные показатели: морфометрические показатели растений; нарушение жизненного состояния и жизненного цикла аборигенных видов-доминантов; возрастной спектр ценопопуляций аборигенных видов-индикаторов.

2.2. Флористические показатели: состав доминантов и содоминантов; соотношение экологических групп и жизненных форм растений; уменьшение общего проективного покрытия; нарушение дернин фоновых видов; доля участия сорных видов; проективное покрытие сорных видов; уничтожение кустарников и деревьев, которые являются эдификатора-ми данного фитоценоза.

2.3. Структурные показатели: соотношение надземной/подземной фитомассы; уничтожение древостоя при верховом пожаре; уничтожение травянисто-кустарничкового яруса фитоценоза при низовом пожаре; площадь механической нарушенности фитоценоза.

2.4. Продукционные показатели: запас фитомассы (интегральный или фракционный); продуктивность растительности; изменения продукционного потенциала фитоценоза.

3. Показатели влияния ракетно-космической деятельности на зооценозы РП ОЧРН: морфометрические показатели животных; жизненное состояние и цикл развития доминирующих видов животных; половозрастной состав популяций видов-индикаторов; видовой состав и численность доминан-

тов и содоминантов; соотношение экологических групп и жизненных форм животных; для участия заносных и синан-тропных видов; соотношение различных трофических групп в структуре животного населения; запас зоомассы; биомасса зоопланктона и бентоса; биологическая продуктивность зооценозов; изменения продукционного потенциала зооценоза.

Формирование базы данных экологического мониторинга. Любая система мониторинга подразумевает систематизацию и структуризацию различной информации с последующей организацией ее в рамках базы данных. Система экологического мониторинга предполагает, что информация собирается по источникам воздействия на природную среду и по объектам природной среды, испытывающим воздействие, и, следовательно, значительная часть информации имеет пространственную привязку.

Лучше всего с задачами организации и анализа пространственной информации и связанных (или не связанных) с ней различных типов данных (от текстов и изображений до баз тематических данных в табличной форме, в которых хранятся результаты обследований и наблюдений) справляются геоин-формационные системы (ГИС), обладающие необходимыми функциями пространственного анализа.

В лаборатории экологической безопасности кафедры геохимии ландшафтов и географии почв географического факультета МГУ создан целый ряд ГИС-проектов (ESRI ArcGIS 9.3) по отдельным районам падения ОЧРН, которые формировались параллельно с паспортизацией РП, по сути, под цели картографического сопровождения экологических паспортов районов падения. Кроме того, в них внесена информация по обследованию мест падений ОЧРН и информация, отражающая проведение ландшафтно-геохимических исследований в РП и на прилегающих территориях. Как правило, в ГИС включены картографические основы и карты почв и растительности районов падения, а для ряда РП в ГИС - картографические слои, набор которых представляется оптимальным для организации системы экологического мониторинга (цифровые модели рельефа, карты речных бассейнов, геологические, гидрологические и ландшафтно-геохимические карты). Для созданных тематических слоев формируются таблицы с показателями, характеризующими тот или иной природный компонент или ландшафт [4].

Организация системы экологического мониторинга РП ОЧРН ставит задачу унификации схемы проведения экологических обследований на местах падений и в точках мониторинговых наблюдений с возможностью ввода информации в полевых условиях. Кроме того, существует необходимость в формировании единой электронной базы данных по результатам экологических обследований, которая может быть интегрирована в существующие геоинформационные системы.

Для решения этих задач на основе программного продукта для работы с базами данных Microsoft Access разработаны электронные формы для ввода информации. Преимущества использования таких форм - это простая методика их заполнения; возможность подготовки стандартной отчетности; а также совместимость с программным обеспечением ArcGIS, в том числе, возможность использования координат для добавления мест падений и точек наблюдений на электронные карты.

При разработке и создании форм использованы те показатели состояния окружающей среды в РП ОЧРН, которые обсуждались ранее в данной статье. Для обследования мест падений фрагментов ступеней ракет-носителей и мониторинговых точек созданы следующие формы: «Даты и координаты места падения», «Описание места падения ОЧРН», «Положение на местности фрагментов ОЧРН и их описание», «Пробо-отбор на месте падения ОЧРН», «Описание точек наблюдения», «Метеопараметры», «Результаты химико-аналитических исследований почвы», «Результаты химико-аналитических исследований воды (снега)», «Оценка состояния фитоценозов». Все они включены в единый шаблонный файл, копии

которого создаются перед проведением наблюдений в рамках экологического мониторинга.

Формы требуют только ввода конкретной информации для обследуемой точки. Многие их окна заполняются из подстановочных списков, что значительно упрощает ввод данных. При необходимости непосредственно из окна формы можно получить доступ к текстовому файлу, который содержит рекомендации и разъяснения по их заполнению.

После проведения конкретного обследования формируется файл базы данных Microsoft Access и несколько текстовых документов (с описанием почвенных разрезов, и описанием некоторых характеристик фитоценозов). Все эти файлы сохраняются в единой электронной базе данных экологического мониторинга районов падения ОЧРН.

Заключение. Данные экологического мониторинга РП ОЧРН поступают руководству предприятий, осуществляющих их эксплуатацию, руководству космической отрасли (в Федеральное космическое агентство), а также природоохранным органам регионов, где расположены районы падения.

Работа выполнена при финансовой поддержке Федерального космического агентства и Федерального агентства по науке и инновациям, госконтракт 02.740.11.0337

Библиографический список

1. Израэль, Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. - М.: Гидрометеоиздат, 1984.

2. Кондратьев, А.Д. Обеспечение экологической безопасности при эксплуатации районов падения отделяющихся частей ракет-носителей І А.Д. Кондратьев. П.П. Кречетов, Т.В. Королева. - М.: «Пеликан», 2007.

3. Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. Методика. - М.: Министерство природных ресурсов РФ, 1992.

4. ГИС-технологии нри оценке воздействия нусков ракет-носителей на окружающую среду І О.В. Черницова, Н.С. Касимов, Т.В. Королева, П.П. Кречетов ІІ Вестн. Москв. ун-та. - Москва. - 2010. - Сер. 5. - № 2.

Статья поступила в редакцию 15.10.10

УДК 502.573:631.421

П.П. Кречетов, зав. лаб., канд. биол. наук, доц., МГУ им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Е-mail: krechetov@mail.ru;

Т.В. Королева, зав. лаб., канд. географ. наук, МГУ, г. Москва, Е-mail: korolevat@mail.ru; О.В. Черницова, н.с., г. Москва, Е-mail: olchernitsova@mail.ru; Т.М. Дианова, с н.с., МГУ, г. Москва, Е-mail: tmdianova@mail.ru

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ В РАЙОНАХ ПАДЕНИЯ ОТДЕЛЯЮЩИХСЯ ЧАСТЕЙ РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ

Предложен подход к экологическому нормированию ракетно-космической деятельности в районах падения отделяющихся частей ракет-носителей. Приведены результаты оценки степени механических нарушений в районе падений первых ступеней. Изложена концепция критических нагрузок компонентов ракетных топлив для природных экосистем. Приведены результаты полевых и лабораторных экспериментов по изучению взаимодействия почв и растений с несимметричным диметилгидразином.

Ключевые слова: экологическое нормирование, ракетно-космическая деятельность, несимметричный диметилгидразин, компоненты ракетных топлив, экосистемы, почвы, деградация.

В настоящее время в системе нормирования антропогенного воздействия наряду с санитарно-гигиеническим активно развивается направление экологического нормирования. Под экологическим нормированием понимается разработка нормативов и регламентов, ограничивающих негативное воздействие хозяйственной деятельности на окружающую среду в соответствии с возможностями экосистем. Для достижения данной цели необходимо обоснование нормативов предельно допустимой антропогенной нагрузки, которые устанавливаются в соответствии с величиной допустимого совокупного воздействия всех источников на окружающую среду и (или) отдельные компоненты природной среды в пределах конкретных территорий и (или) акваторий.

Разработка нормативов воздействия на экосистемы проводится покомпонентно. Однако наиболее точная оценка качества окружающей среды дается на экосистемном уровне.

При этом используется комплекс показателей, отражающих состояние биоценоза. Такой подход позволяет учесть суммарный эффект от влияния всех форм техногенного воздействия.

По нашему мнению, обеспечение экологической безопасности должно гарантировать отсутствие деградации окружающей среды и уменьшение экологического риска в будущем. Необходимо, чтобы приоритет природоохранного нормирования сместился с человека на природные экосистемы. На основе этого можно предложить следующие общие подходы к разработке экологических нормативов.

1. Экологические нормативы в отличие от санитарно-

гигиенических должны иметь региональные особенности, т.е. должны учитывать характеристику природной среды регионов.

2. В качестве объекта исследований рассматривается

экосистема (биогеценоз).

3. Современное состояние биогеоценоза (за исключени-

ем сильно нарушенных систем) принимается в качестве эталонного (фонового).

4. При установлении нормативов доминантой выступа-

ют натурные наблюдения с использованием при необходимости результатов лабораторных эксперимен-

Предприятия, обеспечивающие эксплуатацию районов падения, используют эту информацию при планировании природоохранных мероприятий в районах падения и для разработки новых технологий их проведения. Руководство отрасли обеспечивает учет этих данных при проектировании новой ракетно-космической техники, контролирует правильность проведения и оценивает достаточность мероприятий, направленных на сохранение окружающей среды. Природоохранные органы используют результаты мониторинга для контроля соблюдения требований природоохранного законодательства.

В целом, результаты экологического мониторинга могут служить не только основанием для принятия неотложных мер по улучшению экологической обстановки, но и использоваться при разработке рекомендаций, позволяющих оптимизировать затраты на природопользование, а также принятию превентивных мер, исключающих сверхнормативное загрязнение окружающей среды.