Экологическая безопасность морских природно-хозяйственных систем Российской Прибалтики
Покупка
Основная коллекция
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 317
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
Дополнительное профессиональное образование
ISBN: 978-5-16-012066-9
ISBN-онлайн: 978-5-16-105244-0
Артикул: 633416.03.01
Доступ онлайн
В корзину
Значительное внимание в книге уделено вопросам экологической безопасности при сооружении и эксплуатации морских природно-хозяйственных систем, к которым отнесены портовые сооружения, рыболовецкие и рыборазводные хозяйства, комплекс защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений, разрабатываемые подводные месторождения железомарганцевых конкреций, выпуски сбросных вод атомной электростанции в городе Сосновый Бор и янтарного комбината в Калининградской области. Исследовано состояние мониторинговых работ при строительстве и эксплуатации портовых комплексов РФ в акватории восточной части Финского залива, проанализированы технические решения, направленные на снижение антропогенной нагрузки на прибрежные экосистемы, оценена экологическая безопасность морехозяйственного комплекса. Концептуальной основой исследований являются представления о многоуровневой иерархической структуре ПХС, факторах и источниках экологического риска морехозяйственной деятельности.
Издание предназначено для специалистов, студентов и аспирантов.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 05.03.06: Экология и природопользование
- ВО - Магистратура
- 05.04.05: Прикладная гидрометеорология
- 06.04.01: Биология
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Москва ИНФРА-М 2023 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ МОРСКИХ ПРИРОДНО-ХОЗЯЙСТВЕННЫХ СИСТЕМ РОССИЙСКОЙ ПРИБАЛТИКИ Â.Ì. ÏÈÒÓËÜÊÎ Â.Â. ÈÂÀÍÎÂÀ Â.Â. ÊÓËÈÁÀÁÀ МОНОГРАФИЯ
Питулько В.М. П32 Экологическая безопасность морских природно-хозяйственных систем Российской Прибалтики : монография / В.М. Питулько, В.В. Иванова, В.В. Кулибаба. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 317 с. — (Научная мысль). — DOI 10.12737/20232. ISBN 978-5-16-012066-9 (print) ISBN 978-5-16-105244-0 (online) Значительное внимание в книге уделено вопросам экологической без- опасности при сооружении и эксплуатации морских природно-хозяйст- венных систем, к которым отнесены портовые сооружения, рыболовецкие и рыборазводные хозяйства, комплекс защитных сооружений Санкт-Пе- тербурга от наводнений, разрабатываемые подводные месторож дения железомарганцевых конкреций, выпуски сбросных вод атомной элек- тростанции в городе Сосновый Бор и янтарного комбината в Калинин- градской области. Исследовано состояние мониторинговых работ при строительстве и эксплуатации портовых комплексов РФ в акватории вос- точной части Финского залива, проанализированы технические решения, направленные на снижение антропогенной нагрузки на прибрежные эко- системы, оценена экологическая безопасность морехозяйственного ком- плекса. Концептуальной основой исследований являются представления о многоуровневой иерархической структуре ПХС, факторах и источниках экологического риска морехозяйственной деятельности. Издание предназначено для специалистов, студентов и аспирантов. УДК 504.06 ББК 20.18 УДК 504.06 ББК 20.18 П32 © Питулько В.М., Иванова В.В., Кулибаба В.В., 2016 ISBN 978-5-16-012066-9 (print) ISBN 978-5-16-105244-0 (online) Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук Р е ц е н з е н т ы: Опекунов А.Ю. — д-р геол.-минерал. наук, профессор кафедры геоэко- логии и природопользования Института наук о Земле Санкт-Петербург- ского государственного университета; Растоскуев В.В. — д-р техн. наук, профессор кафедры экологической безопасности и устойчивого развития регионов Института наук о Земле Санкт-Петербургского государственного университета
АББРЕВИАТУРЫ БОВ – боевые отравляющие вещества ДО – донные отложения ЗВ – загрязняющие вещества ИЗВ – показатель чистоты воды (индекс загрязнения воды); применялся в системе Роскомгидромета до 2004 г., был затем (с 2009 г.) заменен по- казателем УКИЗВ (удельный комбинаторный индекс загрязненности во- ды, зависящий от количества показателей, превышающих норматив) ЛАРН – операции по ликвидации аварийных разливов нефти ЛЧМ – линейная частотная модуляция – тип акустического сигнала для дистанционного зондирования структуры донного грунта (например, профилографом ПГ-300) МЛСП – морская ледостойкая стационарная платформа – нефтегазодо- бывающее сооружение, предназначенное для выполнения всех техноло- гических операций: бурения скважин, добычи, хранения, обращения с буровыми отходами, отгрузки нефти на танкеры, выработки тепловой и электрической энергии НП – нефтепродукты ОГПЯ – опасные геологические процессы и явления, связанные с раз- рядкой современных динамических напряжений в литосфере и способ- ные наносить значительный материальный ущерб обществу, народному хозяйству, природным комплексам и создавать угрозу для жизни людей в результате нарушения устойчивости геологической среды ОГСНК – Общегосударственная служба наблюдений и контроля за за- грязнением объектов природной среды (1977 г.), позднее переименована в ГСН за состоянием окружающей природной среды (2000 г.) ОС – окружающая среда ПДК – предельно допустимая концентрация в изучаемой среде ПЛАС – план ликвидации аварийных ситуаций ПХС – природно-хозяйственные системы ТМ – тяжелые металлы ХЕЛКОМ – Хельсинкская комиссия, рабочий орган Хельсинкской кон- венции по защите морской среды Балтийского моря (1974/92) ХО – химическое оружие ЭМ – экологический мониторинг ЭОХ – экстрагируемая хлорорганика PLC – pollution load compilation, периодическая сводка данных о загряз- нении
ВВЕДЕНИЕ Самой важной частью Мирового океана для человечества является прибрежная зона. Именно здесь сконцентрированы его основные интере- сы. Прибрежная зона – это наиболее динамичная часть океана. В энерге- тическом балансе Земли она одна из наиболее мощных составляющих по- глощения энергии, передаваемой океану из атмосферы. По этой причине и в результате интенсивного антропогенного воз- действия «облик» прибрежной зоны сравнительно быстро меняется. Эта зона гораздо более уязвима, чем глубоководная область океана. Сегодня морские побережья – территория интенсивного взаимодействия природы, человека и производства, что определяет создание в ее рамках специфических сочетаний природных и хозяйственных систем. Наряду с притяжением населения к морским берегам наблюдается и «индустриальный сдвиг» к океану, формирование портово-промышленных комплексов. Все это обусловливает заметное увеличение техногенного воздействия на береговую зону, усиление разрушения берегов, наиболее интенсивное в сравнении с другими частями океана ее загрязнение. В прибрежной полосе проживает значительное количество всего населения Земли, а масштабы хозяйственной деятельности в ее пределах стали соизмеримы с таковой на остальной суше. Здесь добываются полезные ископаемые, проводится промышленное, гражданское и гидротехническое строительство, развиваются туризм, рекреация и т.д., что негативно сказывается на устойчивости береговой зоны. Прибрежные экосистемы, находясь среди богатейших в мире с точки зрения биологического разнообразия, оказываются под угрозой существенного нарушения и даже разрушения примерно на половине берегов мира (табл. 1). Оценка риска деградации морских побережий была выполнена в Институте мировых ресурсов в Вашингтоне. Для анализа были выбраны пять индикаторов: города с населением более 100 тыс. чел.; крупные порты; плотность населения прибрежной зоны; плотность дорог; плотность нефтяных и газовых трубопроводов. По современным данным, уже сейчас 3/4 берегов Мирового океана и его морей отступают со скоростью 10 см/год, а треть берегов – 1 м/год. На Балтийском побережье Калининградской области темп разрушения и отступания берега в настоящее время составляет от 0,5–2 м/год до 3–5 м/год. Активной абразии подвержено 55 км побережья из 148 км общей его протяженности [8]. Площадь безвозвратных потерь ценнейших прибрежных территорий составляет 7,5 га в год и более. К тому же резко ухудшается экологиче-
ская обстановка на побережье из-за активизации разрушительных процессов. Таблица 1 Протяженность берегов мира, находящихся под угрозой риска неблагоприятных последствий антропогенной деятельности (%) Регион Малый риск Умеренный риск Высокий риск Африка 48 14 38 Азия 31 17 52 С. и Ц. Америка 71 12 17 Ю. Америка 50 24 26 Европа 14 16 70 Бывший СССР 64 24 12 Океания 56 20 24 Мир в целом 49 17 34 В урбанизированных частях прибрежной зоны противоречия между потребностями человеческого общества и природной средой особенно обостряются, что приводит к возникновению и росту экологического риска – обусловленного ухудшением состояния и качества окружающей среды, сопровождающегося негативным влиянием на здоровье человека. Риск служит количественной мерой экологической безопасности жиз- ненно важных интересов человека, поэтому задачи оценки риска и управления риском во всем мире рассматриваются как одни из наибо- лее актуальных проблем устойчивого развития. Базовым принципом яв- ляется представление о приемлемом экологическом риске при функцио- нировании ПХС. При всем многообразии эколого-химических исследований на пер- вом месте стоит геоэкологическая оценка, контроль и прогноз развития береговой (прибрежной) зоны – геосистемно обусловленного неустой- чивого трехмерного пространства в виде особого переходного геоблока с субаквальными и субаэральными поверхностными проявлениями. Его специфические тектонические черты, особое строение современного и погребенного рельефа, собственная литоморфодинамика, гидрогеоло- гический режим и физико-химические характеристики находят отраже- ние в биоте подводных и надводных ландшафтов, на которые прежде всего влияют гидрометеорологические процессы и явления, придающие местным экосистемам черты изменчивости и динамичности. Эколого-химическое и геоэкологическое изучение береговых зон в условиях восточной части Финского залива и юго-восточной Балтики вывело на повестку дня одну из наиболее актуальных современных про- блем, связанных с экологическими угрозами (опасностями) естественно- го и техногенного происхождения, – химическое загрязнение прибреж-
ных экосистем. Эти воздействия масштабны и вариабельны, они нару- шают сложившиеся природные миграционные циклы и гидрохимиче- ские закономерности пограничных обстановок «континент-море». Управление деятельностью человека в прибрежной зоне связано с принятием решений, приводящих в конечном счете к антропогенному вмешательству в окружающую среду, последствия управляющих дейст- вий в точности не известны, так как они зависят от природных факторов, которые человек не может контролировать. Наличие неопределенности не позволяет построить формальный алгоритм выбора оптимального реше- ния, приближение к нему возможно лишь с некоторой долей вероятности, зависящей от многовариантности подходов. Очень большая сложность структуры прибрежных систем, их взаимосвязей с внешним окружением и значительная степень неопределенности их эволюции также требуют применения методов интегрированной оценки, чтобы на их основе разра- батывать и осуществлять стратегию интегрированного управления устой- чивым развитием этих областей. Поскольку одной из задач управления прибрежной зоной является совершенствование правовых механизмов, то юридическое закрепление ее границ становится важным инструментом рационального природо- пользования. Морские ПХС и их кластеры являются сложным объектом для сис- темного исследования. Некоторые морские ПХС функционируют на протяжении многих лет, тогда как другие еще находятся в стадии фор- мирования. Одни расположены в морской акватории, другие в пределах береговой зоны. Гидрофизические поля акватории характеризуются высокой пространственно-временной изменчивостью, а экономические показатели деятельности конкретных ПХС отличаются высокой динамичностью. При изучении морских ПХС был использован теоретический аппарат геоэкологических основ обеспечения экологической безопасности урбанизированных территорий [10, 24, 35, 41, 61 и др.], а также материалы подготовленного «Геоэкологического атласа восточной части Финского залива» [1, 2 и др.], что способствовало созданию научной основы применения принципов берегового и морского пространственного планирования для решения проблем градостроительства в береговой зоне, расширения портов в российских городах, создания транспортных связей портов, рефулирования новых территорий. В современной геополитической ситуации проблема обеспечения экологической безопасности вошла в число приоритетных при решении сложных задач внешней и внутренней экологической политики. Концепция коллективной экологической безопасности стран региона Балтийского моря, поддержанная в десяти странах – участницах Хельсинкской конвенции об охране Балтийского моря от загрязнений (1974/92), вызвала к жизни выделение «горячих точек» и разработку Программы действий, направленных на уменьшение их воздействия на водную среду Балтики.
Были идентифицированы и согласованы 132 наиболее значимых источника загрязнений, из них 19 – в России. По каждой «горячей точке» была разработана конкретная программа действий и оценены необходимые инвестиции с учетом внутренних и внешних источников финансирования. Основное внимание при этом уделялось токсичным или устойчивым органическим соединениям, тяжелым металлам и биогенным элементам. К 1998 г. ликвидировано 15 «горячих точек» и развернулась активная деятельность по 82 из 117 оставшихся таких объектов. Достигнут значительный прогресс в сокращении сброса хлорорганических загрязнений; резкого снижения выбросов свинца в атмосферу от автотранспорта; восстановления популяций некоторых исчезающих видов морских организмов. Есть положительные примеры значительного снижения негативного влияния некоторых из этих точек, как за счет объективно независимого развития общественно-экономических процессов в России, так и конкретных целенаправленных действий. Организация безопасной деятельности танкеров и других судов, борьба с разливами приобрели актуальность и для России после создания в Российской Прибалтике наливных портов. Материализация инвестиционных проектов в сфере транспорта происходит в виде новых портов и трубопроводов, а также при бесконтрольной бункеровке нефтепродуктов. Связанное с этим возрастание грузооборота через Российскую Прибалтику неизбежно увеличивает экологическую нагрузку на водную систему. Проблема хлорорганического загрязнения российских водоемов и прибрежных территорий затрагивает интересы всех Балтийских стран, но в первую очередь самой России и ее ближайших соседей – Финляндии и Эстонии [59, 65, 86 и др.]. Из-за трудностей идентификации хлорсодержащих соединений и множественности путей их возникновения проблема часто приобретает спекулятивно-популистскую окраску. Свыше двадцати лет проводились рейсы международного морского экологического патруля – МЭП (ВСЕГЕИ, М.А. Спиридонов), в кото- рых участвовали специалисты практически всех Балтийских стран. Опорные станции МЭП совмещены с точками международного экологического мониторинга в Финском заливе. Создана и пополняется база экодинамических (1990–2013 гг.) данных по донным осадкам, границе раздела «придонная вода-осадок», разрезу водной толщи. До сих пор МЭП – единственная реальная комплексная и систематическая работа по экологическому мониторингу Балтийского моря. При контроле обширных территорий и акваторий возникают сложные ситуации, для анализа которых зачастую нужны не столько точные определения множества ингредиентов, сколько общие заключения об уровне загрязнения с учетом вредного воздействия загрязняющих веществ. Применительно к акваториям таким показателем является сте-
пень эвтрофикации водоема, прямо связанная с тепловыми сбросами и вообще с тепловыми аномалиями [cм. Геоэкологический атлас, 2002]. Развитие таких исследований ведет не только к достижению основной цели – характеристике текущего состояния окружающей среды в зоне влияния теплового загрязнения, но и к такой организации сбора, хранения и обобщения многопризнаковой экологической информации, которая обеспечит оперативный доступ к ее анализу любыми формами экологических экспертиз, включая международный контроль за биологическими объектами и выполнение Хельсинкской конвенции по защите Балтийского моря от загрязнений. Острота эколого-химических проблем существенно возрастает с увеличением техногенного воздействия на морское дно и береговую сушу в прибрежных районах. Особого внимания с геоэкологической точки зрения заслуживают дноуглубительные работы, изъятие донного грунта для намыва новых территорий, прокладка подводных коммуникаций, и прежде всего трассы газопровода «Nord Stream», достройка Комплекса защитных сооружений Петербурга от наводнений, развитие нефтедобычи в Южной Балтике, добыча полезных ископаемых, дампинг, водозаборы, берегоукрепление, подводные потенциально опасные объекты (наследие Второй мировой войны), новое портовое строительство, освоение береговой зоны. Уязвимые участки в береговой зоне Российской Прибалтики включают площади сегодняшнего экологического неблагополучия и акватории, где экологическая ситуация может ухудшиться в перспективе. Главная идея монографии состоит в демонстрации возможности управления рисками химического загрязнения путем использования природных механизмов самоочищения прибрежных акваторий (барьерные эффекты, поля железомарганцевых конкреций, зоны сульфатредук- ции) и направленных искусственных воздействий (интегрированное управление, динамические барьеры, автоматизированный мониторинг). Авторы предприняли попытку сконцентрировать разрозненные представления об охране окружающей среды, рациональном использовании природных ресурсов, вредных и опасных воздействиях на жизненную среду и здоровье человека в непротиворечивую концепцию экологической безопасности при развитии морехозяйственного комплекса. Выполненный авторами анализ природоохранных проблем прибрежных акваторий представляет аналитический обзор, отличающийся от традиционных оценок-констатаций, имеющих справочно-информационную направленность. Внимание сфокусировано на выявлении закономерностей взаимосвязей природы и общества в конкретных естественных и социально-экономических условиях; на тенденциях и проблемах, связанных с нарушениями экологического равновесия и среды обитания людей, с упором на решение приоритетных проблем: загрязнения вод-
ных объектов, техногенных воздействий промышленности, строительст- ва, транспорта и последствий урбанизации. При подготовке работы в качестве источников исходной информа- ции были использованы оригинальные материалы, полученные автора- ми в ходе государственной экологической экспертизы многих крупных инженерных проектов, что делает работу чрезвычайно актуальной. Кро- ме того, привлечены данные надзорных государственных органов в об- ласти природопользования и охраны окружающей среды Калининграда, Петербурга и Ленинградской области, данные государственной стати- стической отчетности и мониторинга Северо-Западного федерального округа РФ, а также фонды морских мониторинговых наблюдений РГМУ, НИЦЭБ РАН, НПО Севморгео, ВСЕГЕИ и Балтспецморинспек- ции. Основное внимание в книге уделено вопросам экологической безо- пасности при сооружении и эксплуатации морских портов. Кроме пор- товых природно-хозяйственных систем, к морским ПХС отнесены ры- боловецкие и рыборазводные хозяйства, Комплекс защитных сооруже- ний (КЗС) Санкт-Петербурга от наводнений, предприятие по разработке подводных месторождений железомарганцевых конкреций (ЖМК), атомная электростанция в городе Сосновый Бор и Калининградский ян- тарный комбинат в Калиниградской области. Исследовано состояние мониторинговых работ при строительстве и эксплуатации портовых комплексов РФ в акватории Восточной части Финского залива, проана- лизированы технические решения, направленные на снижение антропо- генной нагрузки на прибрежные экосистемы и оценена экологическая безопасность морехозяйственного комплекса. Рассмотрена изменчи- вость многомерных характеристик различных типов морских ПХС. Кон- цептуальной основой исследований являются представления о много- уровневой иерархической структуре ПХС, факторах и источниках эко- логического риска морехозяйственной деятельности. Методологией работы является системный геоэкологический анализ иерархических уровней создаваемых систем, позволяющий установить взаимосвязи показателей типов ПХС с уровнем негативного воздейст- вия на геосистемы с целью получения новой информации о взаимодей- ствии ПХС в пределах крупного субрегиона, которым является интегра- ционная зона интересов двух субъектов Федерации: Санкт-Петербурга и Ленинградской области и Российской Прибалтики в целом. Объекты исследования представлены природно-хозяйственными системами, которые рассматриваются как особая разновидность геосис- тем, характеризуемая их структурой, устойчивостью взаимосвязей меж- ду природными и техногенными комплексами, находящимися в их кон- турах, динамикой и уровнем экологической безопасности.
Современное состояние исследований хозяйственных систем в при- родной среде характеризуется следующими ключевыми особенностями: – очевидная актуальность, о чем свидетельствует рост публикаций по данной тематике, и противоречия в практике применения классиче- ских принципов управления в природопользовании; – отсутствие обоснованных общепризнанных как теоретических, так и прикладных результатов в области типологии ПХС (нельзя указать формальные признаки и их значимость); – необходимость совершенствования картографических моделей, создания специальных требований к методам параметризации атрибу- тивных признаков объектов. Зарубежный уровень развития исследований в представляемой теме отличается существенным опережением применения прикладных аспек- тов теоретических моделей и технических средств систем непрерывного мониторинга ПХС. Задача оптимизации территориальных систем достаточно актуальна. Для ее решения необходимо ориентироваться на анализ действующих связей между элементами природной среды и антропогенными объекта- ми. В последние годы основные отрасли морской индустрии Северо-За- пада России развиваются достаточно динамично. Значительно возросла работа морских портов по перевалке наливных и сухих грузов. Их доля в общем портовом грузообороте страны превысила 40%. Введены в строй современные нефтеналивные терминалы в Приморске, Высоцке и Усть-Луге, увеличились контейнерные мощности Санкт-Петербурга, появились новые специализированные комплексы для сухих грузов. Ус- пешно развивается эксплуатация морского нефтедобывающего промыс- ла на Кравцовском месторождении (Калининградская область). В регио- не активно ведется горнодобывающая и строительная деятельность по дноуглублению, разработке подводных месторождений строительных материалов (песчано-гравийных смесей) и намыву территорий. Не явля- ется экзотической и находит много общего с этими работами добыча железомарганцевых конкреций с морского дна. Основу рациональной морехозяйственной деятельности составляет экологически сбалансированное взаимодействие между потреблением, охраной и воспроизводством различных природных ресурсов морей с учетом самых отдаленных последствий. Но, как показывает анализ, в функционировании морехозяйственного комплекса и сбалансирован- ном и экологически безопасном природопользовании в исключительных экономических зонах, на континентальном шельфе и в прибрежных (бе- реговых) районах морей Северо-Запада России существует немало про- блем. Некоторые из них связаны с нерешенными вопросами междуна- родно-правового режима морских пространств. Ряд проблем существует
Доступ онлайн
В корзину