Классификация уровней безопасности и качественного состояния экосистем. Часть 2. Искусственные экосистемы Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

КЛАССИФИКАЦИЯ УРОВНЕЙ БЕЗОПАСНОСТИ И КАЧЕСТВЕННОГО СОСТОЯНИЯ ЭКОСИСТЕМ. ЧАСТЬ 2. ИСКУССТВЕННЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ

CLASSIFICATION STANDARD OF SAFETY AND QUALITY CONDITION ECOSYSTEM. PART 2. ARTIFICIAL ECOSYSTEM

А.Л. Большеротое A.L. Bolcherotov

МГСУ

В статье дана классификация уровней экологической безопасности искусственных экосистем, введены критерии определения и коэффициент устойчивости экосистем.

In article to informed classification standard of safety artificial ecosystem, natural ecosystem, introduced definite stability of ecosystem, coefficient stability of ecosystem.

B искусственной экосистеме - продукте техногенного воздействия на природу в основном строительной деятельностью, существует диапазон возможного безопасного состояния окружающей среды, но только для здоровья человека и качества его жизни, так как естественного биоценоза в искусственной экосистеме практически нет.

Выход за пределы безопасного диапазона за счёт техногенного или антропогенного воздействия, в том числе нового объекта строительства приводит к негативному воздействию на здоровье человека и ухудшению качества его жизни, что недопустимо по определению.

Дальнейшее ухудшение качества жизни, при котором появляется угроза жизни человека, делает искусственную экосистему непригодную для жизни человека и ставит её на грань гибели.

В связи с этим, можно классифицировать уровни безопасности и качественного состояния искусственной экосистемы по принятому, для неё, ЕКО экологической безопасности.

Высшая степень экологической безопасности экосистемы, это абсолютное качество и безопасность жизни и здоровья человека. В данном случае этот показатель можно принять за 100% качество жизни и 100% безопасность здоровья.

Критерии отнесения к 100 % состоянию могут быть разные, и они меняются во времени и при изменении обстоятельств.

С точки зрения загрязнения окружающей среды, 100% качество - это полное отсутствие какого-либо загрязнения.

С точки зрения негативного воздействия - это полное отсутствие негативного воздействия на соматическое и психическое здоровье человека, на качество жизни человека.

О = TZ=nVsk =VSn+ VSn+i + ...+ VSm_1 + VSm ,

о = =«„+ Яп+I + .••+ Rm-1 + Rm , (1)

где, V - величина загрязнения (от английского value - величина);

S - вид загрязнения (от английского soiling - загрязнение); R - вид воздействия (от английского reaction - воздействие).

или

Yk=nVsk = 0 = 100% качество жизни и здоровья (2)

Такие условия трудновыполнимы для повседневной жизни современного человека, но кратковременная идиллия в экологически чистом месте на отдыхе вполне возможна.

Более реальная ситуация повседневной жизни человека, когда проживанию в экологически чистом месте не хватает качества жизни из-за социальной природы человека. Чем выше ступень развития человечества, тем выше требования, предъявляемые к качеству жизни. Качество жизни определяет, прежде всего, личное субъективное отношение человека к этому понятию. Оценка качества происходит на эмоциональном уровне. Если качество жизни недостаточно, с точки зрения человека, то реальное проявление этого недовольства скажется на психосоматическом здоровье. Поэтому можно утверждать, что основным критерием качества жизни, является здоровье человека, а состояние экологии по отношению к человеку следует оценивать по состоянию здоровья человека, как универсальному критерию состояния качества и безопасности окружающей среды.

Как и в естественных экосистемах, мы приходим к тому, что состояние экологии оцениваем не с точки зрения загрязнения каким-то элементом окружающей среды, а с точки зрения реакции на такое загрязнение со стороны здоровья человека.

Если под воздействием окружающей среды состояние здоровья человека начинает стабильно ухудшаться, а адаптационные возможности человека не справляются с этим негативным воздействием. Это значит, что загрязнение окружающей среды и негативное воздействие элементов среды перешли на новый качественный уровень -опасный для здоровья человека.

о < YT=nvSk = vSn+ vSn+1 + ...+ vSm_1 + vSm, о < Яп+i + .••+ Rm-i + Rm, (3)

или

VSk + XfcL„ Rk > 0 = ухудшение здоровья человека (4) Комплексную суммарную величину загрязнения окружающей среды и негативного воздействия её элементов, например строительства, на человека и его здоровье, которая больше нуля (> 0), и при которой происходит непоправимое нарушение здоровья определить невозможно. А для отдельно взятого элемента существует показатель концентрация загрязнения, который небезопасен для здоровья (загрязнение атмосферы, воды, радиологическое загрязнение и пр.).

Для одного загрязняющего элемента можно записать:

VSk > ПДК = ухудшение здоровья человека (5)

Если же концентрация загрязняющих и негативно воздействующих элементов достигнет состояния, при котором наступает угроза жизни человека, то это предельное состояние окружающей среды искусственной экосистемы, после которого наступает её гибель.

max = Y%=nVSk = VSn+ VSn+1 + ...+ VSm_i + VSm ,

max = Y%=nRk = Rn + Rn+1 + ...+ Rm_1 + Rm , (6)

или

VSk + XfcL„ Rk — max = угроза жизни человека (7)

Для обеспечения контроля экологического состояния искусственной экосистемы и обеспечения безопасности здоровья человека введём классификацию уровней качественного состояния искусственной экосистемы от устойчивого до критического (см. рис. 1.):

1. Состояние искусственной экосистемы, при котором полностью отсутствует техногенное и антропогенное загрязнение окружающей среды и негативное воздействие на неё, принимаем за верхнюю границу устойчивого состояния искусственной экологической системы.

2. Качественные и количественные показатели искусственной экосистемы, при которых её адаптационные свойства человека справляются с негативным техногенным загрязнением и воздействием, назовём диапазон сбалансированного состояния экосистемы.

3. Состояние искусственной экосистемы, при котором адаптационные свойства человека не справляются с негативным техногенным загрязнением и воздействием и наступает ухудшение его здоровья, назовём депрессивным.

4. Нижняя точка депрессивного состояния искусственной экосистемы, при которой уже невозможно в условиях существующего техногенного воздействия восстановить утраченное человеком здоровье, назовём точкой не возврата и границей выживаемости искусственной экосистемы.

5. Диапазон экологического состояния искусственной экосистемы в котором не возможно постоянное нахождение и выживание человека, характеризуем как депрессивная стагнация.

6. Критическое состояние искусственной экосистемы, при котором нахождение в ней человека становится невозможным и угрожает ему гибелью, характеризуем его как «нулевое».

Уровень состояний искусственной экосистемы

Рис. 1. Классификация уровней качественного состояния искусственной экосистемы

В соответствии с классифицированными уровнями экологической безопасности искусственной экосистемы характеризуем степень устойчивости экосистемы коэффициентом устойчивости - ку.

При ку. = 0, экосистема полностью безопасна для здоровья человека, полностью на 100% отсутствует техногенное загрязнение и воздействие.

При 0 < ку, = + > 0), система устойчива, адаптационные

свойства человека позволяют сохранять здоровье при существующем техногенном загрязнении и воздействии.

Если ку. > (Ек=п ^хй — ПДК), состояние системы депрессивное, у человека имеются устойчивые нарушения здоровья.

Если ку. = + Т/к-п^к — шах) состояние системы депрессивная стаг-

нация, здоровью человека нанесён непоправимый вред.

При ку. > + Хй^п^й = шах) - состояние системы критическое или

«нулевое».

При коэффициенте устойчивости ку. > ^ПДК) должен срабатывать ме-

ханизм обратной связи системы оценки экологической безопасности строительства и на управляющем уровне должны приниматься организационно-административные решения о мерах по понижению ку. до устойчивого. (Коэффициент устойчивости - ку должен разрабатываться для каждой экосистемы с учётом сложившейся экологической ситуации и имеющейся структурой техногенного загрязнения и воздействия).

В любом случае территория данной экосистемы становиться экологически не благополучной и вносится в разряд особо контролируемой. На такие территории должен распространяться запрет на любой вид деятельности, в том числе и строительной, который приводит к ухудшению экологической обстановки.

Если с оценкой загрязнения дела обстоят достаточно просто - известны многие показатели по многим загрязняющим факторам, так или иначе отражающимся на здоровье, то с негативным воздействием всё крайне не определённо. Воздействие очень субъективно, его практически нельзя выразить в числах, но влияние на качество жизни человека и его здоровье может быть от безопасного до опасного для жизни. Но одно и то же воздействие для одного человека положительно, а для другого отрицательно. Одному нравится городская суета, другому категорически нет. Такое субъективное восприятие зависит от множества факторов. В восприятии тех или иных явлений важное значение имеет тот факт, что человек существо социальное. Социализация восприятия явления зависима от воспитания человека, культурных и национальных традиций, привычек, возраста, образования, места жительства, социального статуса, материального положения и т.д.

Однако существуют воздействия, которые в значительной степени являются негативными для большинства населения и негативно отражаются на качестве жизни и здоровье. Эти воздействия, так или иначе, отражаются на эмоциональном восприятии среды обитания человека, и соответственно на психосоматическом здоровье и качестве его жизни. К таким воздействиям относятся:

Однако существуют воздействия, которые в значительной степени являются негативными для большинства населения и негативно отражаются на качестве жизни и здоровье. Эти воздействия, так или иначе, отражаются на эмоциональном восприятии среды обитания человека, и соответственно на психосоматическом здоровье и качестве его жизни. К таким воздействиям относятся:

• вторжение в привычное освоенное жизненное пространство человека;

• уменьшение площади территории привычного обитания человека;

• увеличение количества населения на единице территории;

• увеличение количества автотранспорта в места проживания;

4/2010

ВЕСТНИК .МГСУ

• увеличение концентрации техногенных объектов на единице площади территории и увеличение их воздействия на окружающую среду;

• снижение инсоляции территории обитания человека;

• уничтожение элементов живой природы - растительности и животного мира;

• ухудшение эмоционального воздействия окружающей среды и составляющих её элементов на человека из-за морально-этического, культурного, религиозного, патриотического, политического исторического и прочего несоответствия между окружающей средой и её восприятием человеком.

Если внимательно проанализировать выше перечисленные воздействия, то можно увидеть важную закономерность, объединяющую все их по одному признаку: все эти воздействия связаны с увеличением концентрации элементов среды обитания человека на единице площади. А основными элементами окружающей среды, увеличивающими концентрацию, являются объекты строительства.

Па рис. 2. дан алгоритм эволюции экосистем.

Естественная экосистема

- депрессии

норма

дспрссснвн&я гтагвншя

п щель ЭкиШСЕМШ

мертвая зона 1 1

0 В

1 I

I I

I I

■1»НЗ «(сцен о за

ЕЭС -Г"

¡¡¡зл'ст венная ' ЭС

корма

гиоель 11ЭС

ЕЭС т—

В

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕН] 1Я

ЕЭС - естественная экосистема ПЭС - псктсгеенная л.оспстеиа

№ртваа тона

ЕЭС иэс

I

I

Рис. 2. Алгоритм эволюции экосистем

Список литературы

1. Большеротов А.Л. Влияние концентрации строительства на экологическую безопасность. М.: Вестник МГСУ №4, 2009. - С.49-54.

2. Коробкин, В. И. Экология. / В. И. Коробкин, Л. В. Передельский — Ростов н/Д: Феникс, 2003. — 576 с.

3. ОдумЮ. Экология. - М.: Мир, 1986. - Т.1 - 328с. - Т.2 - 376с.

4. Слесарев М.Ю., Негребов А.И. Прогнозирование уровня экологической безопасности при реконструкции объектов строительства // Строительные материалы, оборудование и технологии XXI века. №3. 2001. - С.41-42.

The list of references

1. Bolcherotov A.L., Influence of concentration of building on ecological safety. M: Bulletin

MGSU №4, 2009. - P.49-54.

2. KorobkinV.I.Ekologija. / V.I.Korobkin, L. V.Peredelsky — Rostov n/D: the Phoenix, 2003. —

576 with.

3. Odum J.Ekologija. - M: the World, 1986. - T.1 - 328p. - T.2 - 376p.

4. Slesarev M. Ju, Negrebov A.I.forecasting of level of ecological safety at reconstruction of objects of building//Building materials, the equipment and technologies of the XXI-st century. №3.

2001. - P.41-42.

Ключевые слова: классификация уровней безопасности экосистем, искусственные экосистемы, порог экологической безопасности, коэффициент устойчивости экосистемы.

Key worlds: classification standard of safety artificial ecosystem, threshold eco safety, coefficient stability of ecosystems.

Адрес авторов: г.Москва 127572, ул.Новгородская д.21 кв.91.

Телефон. 8. 499 908 27 27, 8. 926 392 41 70 Адрес электронной почты. [email protected]

Статья представлена Редакционным советом «Вестник МГСУ»