Автор: доктор техн. наук, Большеротов А.Л.
При использовании данных материалов в любых целях, ссылка на автора обязательна.
Классификация уровней безопасности и качественного состояния искусственных экосистем урбанизированных
территорий
В искусственной экосистеме также 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:
где V - величина загрязнения (от английского value – величина);
S – вид загрязнения (от английского soiling – загрязнение);
R – вид воздействия (от английского reaction – воздействие).
Или
качество жизни и здоровья (формула 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:
Или
Формула 4 - тождественно 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:
Формула 5 тождественна ухудшению 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:
Или
Формула 7 тождественна угрозе жизни человека.
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. 2) :
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 невозможно 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».
В соответствии с классифицированными уровнями экологической безопасности искусственной экосистемы характеризуем степень устойчивости экосистемы коэффициентом устойчивости - kyст.
При kyст = 0, экосистема полностью безопасна для здоровья человека и живой природы, полностью на 100% отсутствуют техногенное загрязнение и воздействие. При
система устойчива, при существующих техногенном загрязнении и воздействии, адаптационные свойства человека позволяют сохранять здоровье, а живой природе - сбалансированное состояние. Если
состояние системы депрессивное, у человека имеются устойчивые нарушения здоровья, в живой природе наступает деградация биоценоза. Если
состояние системы - депрессивная стагнация, здоровью человека нанесён непоправимый вред, живая природа погибает. При
– состояние системы критическое или «нулевое».
При коэффициенте устойчивости
должен срабатывать механизм обратной связи системы ОЭБС и на управляющем уровне должны приниматься организационно-административные решения о мерах по понижению kyст до устойчивого. (Коэффициент устойчивости - kyст должен разрабатываться для каждой экосистемы с учётом сложившейся экологической ситуации и имеющейся структурой техногенного загрязнения и воздействия).
В любом случае территория данной экосистемы становится экологически не благополучной и вносится в разряд особо контролируемой. На такие территории должен распространяться запрет на любой вид деятельности, который приводит к ухудшению экологической обстановки.
На рис. 3 дан алгоритм эволюции экосистем.