Проведен анализ возможных вариантов изменения гидроэкосистем при различных типах антропогенных сукцессий. Установлены зависимости нормированных функций благополучия водного сообщества от результирующего уровня техногенного воздействия, определяемого показателем Y. Предложено уравнение, описывающее реакцию водных сообществ на тот тип техногенного воздействия, который наиболее характерен для крупных промышленных предприятий (в том числе, предприятий горно-металлургического комплекса).
Приведен краткий обзор методов оценки экологической опасности сточных вод горно-добывающих предприятий. Показано, что единственным верным подходом к интегральной оценке техногенного воздействия на биосистемы является использование абиотических и биотических параметров среды, причем с обязательным учетом их взаимовлияния. В качестве примера апробации данного подхода приведено экологическое исследование участка р. Луги в зоне воздействия ООО «ПГ Фосфорит», расположенного в Ленинградской области.
Разработаны методы количественного изучения, оценки, нормирования и выбора мер по регуляции многофакторных антропогенных воздействий на экосистемы пресноводных водоемов и водотоков. Реакция биоты на воздействие оценивается по состоянию макрозообентоса как наиболее чувствительного биоиндикатора, а само воздействие - особым показателем, учитывающим эффект взаимодействия факторов. Нормирование многофакторного воздействия строится на выявлении его предельно допустимого уровня, не вызывающего необратимых изменений макрозообентоса. Регуляция воздействия направлена на его снижение до предельно допустимых сочетаний взаимодействующих факторов для достижения безопасного уровня их совместного биотического эффекта.
В настоящее время для оценки антропогенных изменений среды используются различные методики, имеющие ряд недостатков. Предложен метод оценки техногенных воздействий на водотоки, использующий количественные закономерности реакции биоты на многофакторную нагрузку. Основным биоиндикатором многокомпонентных воздействий является макрозообентос. Количественный эффект взаимодействия факторов точно передается оригинальной изоболической моделью. Метод позволяет решить следующие проблемы: точно оценить состояние биоты, выделить главные лимитирующие факторы, правильно учесть их взаимодействие, а также прогнозировать общий эффект снижения воздействия от разрабатываемых природоохранных мероприятий. Метод апробирован при изучении различных техногенных воздействий на пресноводные водоемы России.
Изучено влияние горно-промышленного предприятия ОАО «Фосфорит» на экосистему реки Луги. Установлены важнейшие пути воздействия, определена его зона. Для количественной оценки многокомпонентной техногенной нагрузки на водную среду разработан и применен оригинальный количественный показатель, отражающий кратность превышения устойчивости биоты. Учтены и проанализированы техногенные изменения основных абиотических и биотических параметров среды. По величинам «индекса загрязненности воды» воды р. Луги в зоне воздействия характеризуются как «загрязненные», результаты биоиндикации свидетельствуют об интенсивном эвтрофировании и тарификации водотока. Наиболее значительными и показательными оказались изменения макрозообентоса, который в связи с этим использовался как основной биоиндикатор. Как выяснилось, в зоне воздействия устойчивость экосистемы существенно (на отдельных участках зоны - более чем вдвое) превышена. Этот уровень техногенной нагрузки близок к критическому, вызывающему необратимые изменения экосистемы. В то же время уровень воздействия ОАО «Фосфорит» на гидроэкосистему оказался все же несколько меньше ожидаемого с учетом специфики технологии производства удобрений и масштабов накопления вторичных отходов. С учетом роста производства удобрений на фоне приближения уровня воздействия к критическому необходимо, как минимум, вдвое снизить современную техногенную нагрузку. Соответствующие природоохранные мероприятия должны быть разработаны и реализованы незамедлительно.
Разработан метод количественной оценки многофакторных воздействий на пресноводные экосистемы. Метод использует установленные нами общие закономерности антропогенных сукцессий в водоемах. При этом лучшим биоиндикатором состояния водной среды, биоты и антропогенных изменений экосистемы оказался макрозообентос. Его параметры признаны главными для оценки внешней нагрузки на водоемы. Мерой воздействия служит универсальный безразмерный показатель, выражающий кратность превышения устойчивости сообществ. Расчет этого показателя проводится по оригинальной изоболической модели. Она впервые позволяет адекватно учесть эффект взаимодействия лимитирующих факторов любой природы и в любом количестве, что обеспечивает высокую точность оценки. Определены предельно допустимые уровни сложных воздействий. Дан единый количественный подход к нормированию и регуляции многокомпонентной антропогенной нагрузки на гидроэкосистемы.
Произведена комплексная оценка влияния горно-промышленного предприятия ОАО «Фосфорит» на экосистему р.Луги и ее притоков. Установлено, что значительный вклад в общую техногенную нагрузку на гидроэкосистему дает не только сброс сточных вод, но и перенос поллютантов в атмосфере. Зарегистрировано существенное влияние предприятия на экосистему не только самой р.Луги, но и ее близлежащих притоков, в том числе и расположенных выше комбината по течению. Выявлены достоверные изменения не только многих абиотических показателей (превышение ПДК концентрациями биогенных элементов - минеральных и органических соединений фосфора, нитратов, аммония, ионов фтора, сульфатов, нефтепродуктов), но и основных биотических параметров (структурно-функциональные характеристики микрофитобентоса, фито- и зоопланктона, зообентоса, ихтиофауны). В зоне воздействия ОАО «Фосфорит» общий уровень антропогенного воздействия на гидроэкосистему превышает устойчивость экосистемы в 2,3 раза, что существенно (на 40 %) выше фонового показателя. Согласно результатам исследований, современные негативные изменения лужской экосистемы пока еще обратимы. Однако даже сравнительно небольшое (на 30 % и более) дополнительное увеличение техногенной нагрузки способно привести к быстрой и необратимой деградации речной биоты во всей зоне влияния ОАО «Фосфорит». Это определяет повышенные требования к разработке и реализации системы природоохранных мероприятий для ОАО «Фосфорит», особенно с учетом роста объема производимой продукции.
