Изучены закономерности техногенного эвтрофирования рек при воздействии объектов горной промышленности. Проанализированы основные специфические особенности сукцессии при техногенном эвтрофировании. Разработаны методы количественной биоиндикации и риск-анализа этих сукцессий для речных экосистем. При этом учитывается множество альтернативных вариантов возможного развития экологически опасных событий. В итоге оценивается наиболее вероятный экологический ущерб и дается его стоимостной эквивалент. Это открывает возможности прогноза и управления ситуацией на количественной основе. Разработки позволяют прогнозировать уровень техногенного воздействия на экосистему, определять и регулировать наиболее вероятный техногенный экологический ущерб.
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.
Дан анализ современной нормативно-методической базы определения техногенного ущерба гидроэкосистемам, которая имеет много существенных недостатков. Предложен альтернативный метод количественной оценки техногенных сукцессий гидроэкосистем и наносимого им ущерба, основанный на анализе экологического риска. Изучены основные характеристики экосистем, определены фоновые значения экологического риска и размеры экологического риска в стоимостном выражении, разработаны сценарии вероятного ущерба от сооружения и эксплуатации объекта и модель дерева опасных событий и их последствий. Выделена зона потенциального влияния объекта на акватории - зона, где значения риска превышают фоновый уровень; проведен сравнительный анализ ожидаемого ущерба при наличии нескольких проектных решений. Оптимальным признается решение, ведущее к минимальному ущербу.
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.
