Безопасность в техносфере, № 4(43), 2013

№ 4 (43)/2013 
июль–август

НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ И ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЖУРНАЛ
SCIENTIFIC, METHODICAL AND INFORMATION MAGAZINE

В номере 
In this issue

Контроль и мониторинг
Control and monitoring

С.А. Мошаров, М.Н. Корсак, М.И. Кроленко 
S.A. Mosharov, M.N. Korsak, M.I. Krolenko
Экотоксикологический мониторинг арктических морей  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .3
Arctic Seas’ Ecological and Toxicological Monitoring

М.В. Волкодаева
M.V. Volkodaeva
Использование модельных расчетов загрязнения атмосферы  
при выборе сценариев совершенствования транспортной 
инфраструктуры  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .8
Use of Atmosphere Pollution Model Calculations at the Choice of Transport  
Infrastructure Improvement Scenarios

ЭКологичесКая безопасность

ECologiCal safEty

В.Н. Бочарников, Я.Ю. Блиновская 
V.N. Bocharnikov, Ya.Yu. Blinovskaya
Об обеспечении экологической и биологической  
безопасности в морях на российском Дальнем Востоке  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 12
Ensuring of Ecological and Biological Safety in Far East Russia’s Seas

Энерго- и ресурсосбережение

EnErgy and rEsourCE saving

Б.С. Ксенофонтов, А.С. Козодаев, Р.А. Таранов, А.А. Балина,  
М.С. Виноградов, Е.В. Петрова 
B.S. Ksenofontov, A.S. Kozodaev, R.A. Taranov, A.A. Balina, M.S. Vinogradov,  
E.V. Petrova
Обработка угольной золы предприятий энергетики в процессах 
бактериального выщелачивания редкоземельных металлов  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 17
Power Plants’ Coal Ash Treatment in Processes related to Bacterial Leaching 
of Rare Earth Metals

методы и средства обеспечения безопасности

mEthods and mEans of safEty

В.А. Девисилов, Е.Ю. Шарай 
V.A. Devisilov, E.Yu. Sharay,
Границы устойчивости течения в гидродинамическом фильтре  .  .  .  .  .  . 23 
Current Stability Limits in Hydrodynamic Filter

В.В. Тупов, Э.Г. Бангоян 
V.V. Tupov, E.G. Bangoyan
Исследование акустических характеристик глушителей шума выпуска 
автотранспортных двигателей внутреннего сгорания  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 30
Research of Acoustic Characteristics related to Noise Release Mufflers  
of Motor Transport Internal-Combustion Engines

Свидетельство Роскомнадзора

ПИ № ФС77-44004
Издается с 2006 года

Учредитель:
Коллектив редакции журнала

Издается: 
при поддержке МГТУ им. Н.Э. Баумана, УМО 
вузов по университетскому политехническому 
образованию и НМС по безопасности 
жизнедеятельности Минобрнауки России

Главный редактор 
Владимир Девисилов

Издатель:
ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»

Отдел предпечатной подготовки 
Белла Руссо
Выпускающий редактор 
Татьяна Головнева 
Тел. (495) 363-42-70 (доб. 501)

Отдел подписки 
Маргарита Назарова 
Тел.: (495) 380-05-40 (доб. 249) 
e-mail: podpiska@infra-m.ru

Присланные рукописи не возвращаются.

Точка зрения редакции может не совпадать  
с мнением авторов публикуемых материалов.

Редакция оставляет за собой право самостоятельно  
подбирать к авторским материалам иллюстрации, менять 
заголовки, сокращать тексты и вносить в рукописи необходимую стилистическую правку без согласования с авторами. 
Поступившие в редакцию материалы будут свидетельствовать о согласии авторов принять требования редакции.

Перепечатка материалов допускается  
с письменного разрешения редакции.

При цитировании ссылка на журнал «Безопасность 
в техносфере» обязательна.

Письма и материалы для публикации  
высылать по адресу:  
127282, Россия, Москва, ул. Полярная,  
д. 31в, стр. 1, журнал «БвТ»  
Тел.: (495) 380-05-40 (доб. 501), 363-42-70 (доб. 501) 
Факс: (495) 363-92-12 
e-mail: magbvt@list.ru, mag12@infra-m.ru,  
bvt@magbvt.ru 
Сайты журнала:  
http://www.magbvt.ru, http://www. naukaru.ru

© ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М», 
2013

Формат 60×84/8.  
Бумага офсетная № 1. 
Тираж 1200 экз.
Подписные индексы:  
в каталоге агентства «Роспечать» —  
18316, объединенном каталоге 
«Пресса России» — 11237

DOI 10 .12737/issn .1998-071X

Г.П. Павлихин, В.А. Львов, А.В. Крохина, О.Г. Калугина 
G.P. Pavlikhin, V.A. Lvov, A.V. Krokhina, O.G. Kalugina
Исследование асимптотических свойств модели  
гидродинамической стадии эволюции процесса классификации  
в аппаратах циклонного типа   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 36
Research of Asymptotic Properties related to Model of Hydrodynamic  
Stage of Classification Process Evolution in Cyclonic Type Devices

образование

EduCation

В.А. Девисилов, И.И. Старостин 
V.A. Devisilov, I.I. Starostin
Учебно-ознакомительная практика на кафедре «Экология 
и промышленная безопасность» МГТУ им . Н .Э . Баумана  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .43
Introduction Training on “Ecology and Industrial Safety” Chair of Bauman 
Moscow State Technical University

А.А. Александров, В.А. Девисилов, Е.Н. Симакова 
А.А. Aleksandrov, V.A. Devisilov, E.N. Simakova
Проекты Федеральных государственных образовательных 
стандартов высшего образования по направлению  
«Техносферная безопасность»   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .49
Drafts of Federal State Educational Standards related to Higher Education  
in Technosphere Safety Direction

мнения, дисКуссии, позиции

opinions, disCussions, positions

К.Б. Пуликовский, А.И. Гражданкин 
K.B. Pulikovsky, A.I. Grazhdankin
О риске свободы в безопасности (Что модернизировать в России: 
запреты «безопасности» или разрешение «свободы»?)  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .71
About Risk of Freedom in Safety (What to modernize in Russia: interdictions  
of “safety” or permissions of “freedom”?)

информируем читателя

information

О новом перечне специальностей и направлений  
высшего образования   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .78
About New List of Higher Education’s Specialties and Directions

Журнал «Безопасность в техносфере» включен в перечень 
ведущих научных журналов, в которых по рекомендациям 
ВАК РФ должны быть опубли кованы научные результаты 
диссертаций на соискание ученых степеней доктора  
и кандидата наук .

РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ
Александров Анатолий Александрович (Председатель совета),
ректор МГТУ им. Н.Э. Баумана, заведующий кафедрой, д-р техн. 
наук, профессор
Алёшин Николай Павлович, 
зав. кафедрой МГТУ им. Н.Э. Баумана, академик РАН,  
д-р техн. наук, профессор
Аткиссон Алан (Alan AtKisson) — Швеция (Sweden),
Президент Atkisson Group, советник Комиссии ООН по 
устойчивому развитию, член Комиссии по науке и технологическому развитию при Президенте Еврокомиссии Жозе Мануэле 
Баррозу (EU Commission President’s Council of Advisors on Science 
and Technology)
Бабешко Владимир Андреевич,
зав. кафедрой Кубанского государственного университета, 
директор НЦ прогнозирования и предупреждения 
геоэкологических и техногенных катастроф, академик РАН,  
д-р физ.-мат. наук, профессор
Бухтияров Игорь Валентинович
директор НИИ медицины труда РАМН, д-р мед. наук, профессор
Гарелик Хемда (Hemda Garelick) — Великобритания (United Kingdom), 
Professor of Environmental Science and Public Health Education, 
School of Health and Social Sciences (HSSC) Middlesex University,
Programme Leader for Doctorate in Professional Studies Environment and Risk (HSSC), PhD.
Касимов Николай Сергеевич, 
декан географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, 
вице-президент Русского географического общества,  
зав. кафедрой, академик РАН, д-р геогр. наук, профессор
Махутов Николай Сергеевич, 
главный научный сотрудник Института машиноведения им. 
А.А. Благонравова РАН, руководитель рабочей группы при 
Президиуме РАН по проблемам безопасности, чл.-корр РАН,  
д-р техн. наук, профессор
Мейер Нильс И . (Niels I . Meer) — Дания (Denmark), 
профессор Датского технического университета (дат. Danmarks 
Tekniske Universitet, DTU, англ. Technical University of Denmark)
Соломенцев Юрий Михайлович, 
президент МГТУ «Станкин», заведующий кафедрой, чл.-корр. РАН, 
д-р техн. наук, профессор
Тарасова Наталия Павловна,
директор института  проблем устойчивого развития, 
заведующая кафедрой РХТУ им. Д.И. Менделеева,  
чл.-корр. РАН, д-р хим. наук

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
Васильев Андрей Витальевич,
директор института химии и инженерной экологии Тольяттинского 
государственного университета, д-р техн. наук, профессор
Власов Валерий Александрович, 
секретарь Совета Безопасности Республики Татарстан,  
канд. техн. наук, профессор, генерал-лейтенант
Девисилов Владимир Аркадьевич,
доцент кафедры МГТУ им. Н.Э. Баумана, канд. техн. наук
Дыганова Роза Яхиевна,
зав. кафедрой Казанского государственного энергетического 
университета, д-р биол. наук, профессор
Дьяченко Владимир Викторович,
заместитель директора по научной и учебной работе 
Новороссийского политехнического института (филиала) КубГТУ, 
профессор, канд. сел.-хоз. наук, д-р геогр. наук
Егоров Александр Федорович,
зав. кафедрой РХТУ им. Д.И. Менделеева, д-р техн. наук, профессор
Елохин Андрей Николаевич,
начальник отдела страхования ОАО «ЛУКОЙЛ», д-р техн. наук
Козлов Николай Павлович,
заведующий отделом НУК «Э» МГТУ им. Н.Э. Баумана, д-р техн. 
наук, профессор
Кручинина Наталия Евгеньевна,
декан инженерного экологического факультета, зав. кафедрой 
РХТУ им. Д.И. Менделеева, канд. хим. наук, д-р техн. наук, профессор
Майстренко Валерий Николаевич,
зав. кафедрой Башкирского государственного университета,  
чл.-корр. АН Республики Башкортостан, профессор, д-р хим. наук
Матягина Анна Михайловна,
доцент Московского государственного университета 
гражданской авиации, канд. техн. наук
Никулин Валерий Александрович,
исполнительный вице-президент Российской инженерной 
академии, ректор Камского института гуманитарных  
и инженерных технологий,  д-р техн. наук, профессор
Павлихин Геннадий Петрович,
д-р техн. наук, профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана
Петров Борис Германович,
руководитель Приволжского Управления Ростехнадзора,  
канд. техн. наук, профессор
Пушенко Сергей Леонардович,
директор ИИЭС Ростовского государственного строительного 
университета, канд. техн. наук, профессор
Рахманов Борис Николаевич,
профессор Московского государственного университета путей 
сообщения, д-р техн. наук
Реветрис Роберто ( Roberto Revetris)
д-р наук (PhD), профессор Университета Генуи, Италия
Рубцова Нина Борисовна,
заведующая научным координационно-информационным 
отделом ГУ НИИ медицины труда РАМН, д-р биол. наук
Севастьянов Борис Владимирович,
зав. кафедрой «Безопасность жизнедеятельности»  
Ижевского государственного технического университета,  
канд. пед. наук, д-р техн. наук, профессор
Трофименко Юрий Васильевич,
зав. кафедрой Московского автомобильно-дорожного института 
(государственного технического университета),  
д-р техн. наук, профессор
Федорец Александр Григорьевич,
директор Автономной некоммерческой организации  
«Институт безопасности труда», канд. техн. наук, доцент
Фролов Анатолий Васильевич,
зав. кафедрой «Безопасность жизнедеятельности»  
Южно-Российского государственного технического университета,  
канд. техн. наук, профессор
Чеботарёв Станислав Стефанович,
заместитель директора экспертно-аналитического центра 
Роснауки, д-р экон. наук, профессор

Требования к публикации статей

1 . Материалы для публикации должны быть подготовлены в строгом 
соответствии с редакционными требованиями (см. сайт журнала). 
Несоответствие материалов требованиям редакции может быть 
основанием для отказа в публикации или увеличить сроки публикации.
2 . К статье должен быть приложен подписанный авторами договор 
с издательством (см. сайт журнала).
3 . Публикация статей аспирантов бесплатная.
4 . Статьи аспирантов без соавторства докторов и кандидатов наук должны 
иметь представление доктора наук — специалиста по проблематике статьи.
5 . К статье должна прилагаться внешняя рецензия доктора наук — 
специалиста по проблематике статьи ( за исключением статей, 
соавторами которых являются члены РАН, РАО, РАМН, РАСХН).
6 . Статьи проходят дополнительное рецензирование, выполняемое 
членами редакционной коллегии или специалистами по тематике статьи.

Контроль и мониторинг
Control and monitoring

Безопасность в техносфере, №4 (июль–август), 2013
3

1 . Введение
Экотоксикологический мониторинг морских 
экосистем является составной частью комплексного экологического мониторинга Мирового океана. 
В число его задач входят:  индикация экологического 
состояния природных объектов на шкале «норма- 
патология»; оценка сравнительной уязвимости 
(устойчивости) природных экосистем,  выявление 
и ранжирование причин нарушения экологического 
благополучия; нормирование воздействия на экосистемы и прогноз экологического состояния систем 
на основе предполагаемых значений потенциальных 
абиотических воздействий [1]. 
Опасность загрязнения водоемов токсическими веществами заключается  в том, что нарушается 
сбалансированность процессов новообразования и 
разрушения органического вещества и возникает реальный риск снижения устойчивости экосистемы до 
критического уровня, при котором даже небольшое 
дополнительное негативное воздействие может привести к необратимой деградации рассматриваемых 
систем. Возрастание токсического воздействия на 
экосистему сначала приводит к резкому снижению 
численности нерезистентных видов гидробионтов и 
уменьшению суммарной продукции органического 
вещества, а при сохранении антропогенного давле
ния — к элиминации некоторых видов и изменению 
структуры сообщества [1–3]. При снятии антропогенного воздействия  возможны как восстановление 
структуры сообщества, так и критические (необратимые) изменения, выражающиеся, в частности в элиминации отдельных видов и деградации экосистемы. 
Под критической концентрацией загрязняющего вещества  подразумевается такая его концентрация, при 
которой даже небольшое дополнительное негативное 
воздействие может привести к необратимому снижению уровня устойчивости биологического процесса 
или показателя, выбранного в качестве «мишени» [1, 4].
Воздействие различных внешних негативных факторов на морские экосистемы проявляется на различных уровнях организации (от клетки до экосистемы 
в целом), но ведущую роль для оценки и прогноза состояния экосистем играют реакции первичного звена биологической продукции — микроскопических 
водорослей, или фитопланктона, определяющих обеспеченность пищей всех последующих звеньев пищевой цепи в водной экосистеме. Среди важнейших 
пара метров, характеризующих состояние фитопланктонного сообщества (скорость роста популяции водорослей, содержание хлорофилла, изменение видового состава сообщества), к негативному воздействию 
наиболее чувствительна интенсивность фотосинтеза 

УДК 574.52 
DOI: 10.12737/713
Экотоксикологический мониторинг арктических морей

С. А. Мошаров, доцент, канд. биол. наук1 
М. Н. Корсак, доцент, канд. биол. наук2  
М. И. Кроленко, старший преподаватель3 

1Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук 

2ФГУЗ «Федеральный центр гигиены и эпидемиологии» Роспотребнадзора  

3Московский государственный технический университет имени  Н.Э.Баумана

e-mail: mosharov@ocean.ru

Впервые представлены  результаты широкомасштабных  экотоксикологических  исследований устойчивости фитопланктонных сообществ (экотоксикологический  мониторинг), выполненных в один сезон (летний период 
сукцессии) во всех морях российской Арктики и Субарктики. Эксперименты 
по  влиянию на первичную продукцию разных концентраций меди (Cu) выполнялись в условиях, приближенных к природным, в ходе рейсов на научноисследовательских судах «Николай Коломейцев»  и  «Профессор Штокман». 
В ходе 68 краткосрочных токсикологических экспериментов на борту судна 
изучалось влияние некоторых добавок меди на величину первичной продукции  исследованных районов морей.

Ключевые слова:  
экотоксикология,  
фитопланктон,  
первичная продукция,  
токсиканты,  
критические концентрации,  
арктические и субарктические моря.

Контроль и мониторинг
Control and monitoring

4

(первичное продуцирование). Поэтому изучение изменения продукционных процессов под воздействием 
негативных факторов (загрязняющих веществ) дает 
наиболее адекватное представление о реакции экосистемы на загрязнения [1, 5].
Для оценки устойчивости природных сообществ 
фитопланктона к негативным токсическим факторам 
в последние годы используют краткосрочный экотоксикологический эксперимент, основанный на количественной оценке реакции фитопланктонного сообщества на внесение различных концентраций токсиканта 
[6-8]. В качестве биологической мишени воздействия в 
таких экспериментах чаще всего выбирают функциональные показатели, определяющие устойчивость и 
сбалансированность экосистемы в целом, в частности 
величину первичной продукции органического вещества [9, 10]. В качестве стрессового фактора воздействия в экспериментах часто используют какой-либо 
токсичный металл, например медь [10].
Медь — важный микроэлемент, необходимый для 
многих метаболических и физиологических процессов у автотрофных организмов, в том числе и фитопланктона [11]. Однако при повышенной концентрации медь становится потенциальным токсикантом, 
неблагоприятно воздействующим на рост, развитие 
и размножение водорослей [12]. Медь при концентрации выше 1 мкМ1 может стать ингибитором фотосинтетического электронного транспорта, приводить 
к деградации внутренней структуры хлоропласта и 
уменьшению содержания пигмента [13]. Хорошо известны негативные эффекты меди — ингибирование 
роста автотрофных организмов и нарушение проницаемости мембран клеток [14].
При практическом определении и последующем 
сравнении критических концентраций отдельных 
загрязняющих веществ в разных районах Мирового океана основная сложность связана с большой вариабельностью показателей токсичности в зависимости от изменения видового состава планктонных 
сообществ в разные периоды  сезонной сукцессии [1, 3, 
6].  Экотоксикологические эксперименты выполняются только в ходе специальных морских экологических 
экспедиций, когда маршрут и время стоянки судна на 
станциях строго регламентированы и их нельзя изменить. При этом чаще всего экотоксикологические эксперименты в различных районах океана выполняются 
в разные периоды биологического сезона, что затрудняет последующее сравнение полученных данных. 
Например, в ряде работ показано, что токсичность 
одних и тех же концентраций токсичных металлов 
в разные периоды сезонной сукцессии фитопланктона 
может значительно различаться [8, 10, 15]. 

2 . Материалы и методы исследования
Целью выполненных в ходе рейсов научно-исследовательских судов (НИС) «Николай Коломейцев» 
и «Профессор Штокман» широкомасштабных  экотоксикологических исследований устойчивости фитопланктонных сообществ (экотоксикологический 
мониторинг) в морях Российской Арктики и Субарктики (Балтийском, Белом, Баренцевом, Карском, 
Лаптевых, Восточно-Сибирском, Чукотском и Беринговом) было получение новых данных о сравнительной устойчивости изученных экосистем к одному 
стрессовому химическому фактору — содержанию в 
воде меди (Cu) практически в один период сезонной 
сукцессии планктонного сообщества — конец лета. 
Схема районов исследований приведена на рис. 1. 
Эксперименты по изучению влияния разных добавок концентраций меди (Cu) на первичную продукцию выполняли по схеме «доза–эффект» в условиях, приближенных к природным in situ [4, 8, 10]. 
В качестве экологической «мишени» использовали 
первичную продукцию (скорость образования органического вещества фитопланктоном в ходе фотосинтеза), которую определяли  радиоуглеродным 
методом [10]. Отобранные  пробы исследуемой воды 
из поверхностного слоя (0,5 м) делили на несколько 
подпроб, в которые вносили растворы CuSO4 6H2O 
c таким расчетом, чтобы концентрация меди в экспериментальных склянках варьировала в диапазоне 
5–100 мкг Cu/л. Эксперименты с каждой концентрацией выполнялись дважды. Три склянки экспонировались без добавки токсиканта — две на свету и одна 
в темноте. 

1 
мкМ – микромоль

Рис . 1 .  Районы исследований.  
Цифрами на рисунке обозначены точки исследования

Контроль и мониторинг
Control and monitoring

Безопасность в техносфере, №4 (июль–август), 2013
5

Склянки с пробами экспонировали в ванне с периодически сменяемой забортной водой при естественном освещении в течение 24 часов. Фильтрацию 
и обработку проб осуществляли в соответствии с общепринятой методикой. Просчет препаратов и определение исходной активности раствора NaH14CO3 
проводили на сцинтилляционном счетчике Mark II 
также по общепринятым методикам [10, 15]. Мерой 
устойчивости был выбран показатель LD50 (концентрация токсиканта, вызывающая снижение первичной продукции на 50%).
Полученные в ходе экспериментов значения первичной продукции при соответствующих концентрациях токсиканта изображались графически для 
каждого эксперимента. Графики, отражающие изменение активности фотосинтеза в зависимости от 
концентрации меди в воде, использовались для определения LD50. Всего в разных районах изученных субарктических и арктических морей было выполнено 
68 экотоксикологических экспериментов.

3 . Результаты и обсуждение
Экотоксикологические эксперименты показали, 
что во всех арктических морях негативное воздействие меди на фотосинтетическую способность фитопланктона проявлялось в диапазоне концентрации 
5-125 мкг/л. При этом характер реагирования фитопланктона на увеличение концентрации меди существенно варьировал в разных экспериментах, т.е. для 
проб, взятых на разных океанографических станциях в пределах одного моря. Полученные экспериментальные зависимости можно разделить на три типа 
реагирования [16], представленные на рис. 2. 
а) Остротоксическое действие меди на первичную 
продукцию, при котором происходит резкое снижение фотосинтетической активности уже при 
небольшой концентрации меди, и дальнейшее ингибирование при более высоких концентрациях.
б) Более медленное уменьшение скорости фотосинтеза при увеличении концентрации меди. 

В отдельных случаях при достижении некоторого предельного низкого уровня первичной 
продукции с дальнейшим повышением концентрации токсиканта этот уровень существенно не 
изменялся.
в) Стимулирование фотосинтетической активности 
при небольшой концентрации меди (5–10 мкг/л) 
и последующее снижение (ингибирование) фотосинтеза при увеличении концентрации. 
Эффект стимулирования с последующим ингибированием фотосинтеза при постепенном увеличении концентрации токсиканта (меди) в воде 
наблюдался в 50% экспериментов. Причем в Балтийском море этот эффект наблюдался особенно 
часто — в 80% выполненных экспериментов. Если 
учесть, что пробы для экотоксикологических исследований отбирались по всей акватории открытой Балтики (см. рис. 1), то можно говорить 
о характерной особенности балтийского фитопланктона в этом отношении — адаптации к присутствию меди в воде [17]. Это может быть связано с высоким уровнем загрязнения в Балтийском 
море и, в частности с природной концентрацией 
меди на уровне 5 мкг/л [16, 18]. 

Таблица 1
Средние значения и диапазон варьирования LD50 (мкг Cu/л) для первичного продуцирования фитопланктона  в арктических морях

Море
Количество 
экспериментов
Среднее LD50 
(среднее ± станд . откл .)
Минимальное LD50
Максимальное LD50

Балтийское
17
53±19
35
100

Белое
5
38±6
30
45

Баренцево
1
50
50
50

Карское
4
69±40
40
125

Лаптевых
4
60±12
50
70

Восточно-Сибирское
4
38±27
10
75

Чукотское
18
41±27
5
120

Берингово
15
42±19
5
80

Рис . 2 . Типы реагирования фитопланктона на токсическое воз действие меди в зависимости от концентрации токсиканта в воде: 
а — острый токсикоз, б — медленные изменения, в — стиму лирование с последующим ингибированием фотосинтеза

Контроль и мониторинг
Control and monitoring

6

В результате анализа и обобщения данных, полученных в экотоксикологических экспериментах с медью, установлено, что средний уровень LD50 для исследованных  арктических морей составляет 49 ± 27 
мкг Cu/л (среднее ± станд.откл.), пределы вариаций 
этого параметра — от 5 до 125 мкг Cu/л (табл. 1). 
Наибольшая устойчивость фитопланктона к токсическому фактору (меди) обнаружена в морях Балтийском, Карском, Лаптевых (средние LD50 от 53 до 
69 мкг Cu/л). Балтийское море окружено развитыми 
промышленными странами, что естественно сопровождается высоким уровнем загрязнения морских 
вод, в том числе и тяжелыми металлами. В этих условиях фитопланктон адаптируется к высоким концентрациям токсикантов в среде и становится более 
устойчивым к их воздействию, что было показано во 
многих исследованиях [8, 10, 15, 19, 20].  Аналогичные 
эффекты наблюдались в морях Карском и Лаптевых, 
где районы исследований находились в зоне влияния стока мощных сибирских рек — Енисея и Оби в 
первом случае и Лены во втором. В зонах смешения 
речных и морских вод в наибольшей степени проявляется вариабельность природных гидрологических 
и гидрохимических экологических факторов, определяющих условия существования фитопланктона, 
и, кроме того, с речным стоком выносится большое 
количество загрязняющих веществ, в том числе и 
тяжелых металлов. Очевидно, что в таких условиях 
фитопланктон адаптируется к негативным факторам 
и становится более устойчивым к их воздействию, 
сохраняя исходную способность к новообразованию 
органического вещества в ходе фотосинтеза. Показателем такой устойчивости могут служить результаты 
величин LD50 , которые в первом приближении можно принять за величины «критических концентраций»  [1, 4].
Наименьшая устойчивость фитопланктона к 
меди была установлена в Белом и Восточно-Сибирском морях (средние LD50 < 40 мкг Cu/л). Эти моря 
характеризуются невысоким уровнем загрязнения, 
в результате фитопланктон слабо адаптирован к не
гативному воздействию гидрохимических факторов 
(в частности к высокой концентрации меди). В Чукотском море была обнаружена наиболее сильная 
вариабельность токсического эффекта меди на фитопланктон в разных районах моря — от 5 до 125 мкг/л. 
Очевидно, что экологические условия в этих районах 
существенно различались. 
Наиболее устойчивыми к воздействию изученных 
загрязняющих веществ в восточной Арктике  оказались экосистемы  прибрежных районов Чукотского 
моря и мелководной зоны в его северной части. Следует 
отметить высокую  чувствительность к токсикантам 
фитопланктонных сообществ Анадырского залива Берингова моря. Более высокая устойчивость планктонных сообществ Чукотского моря по сравнению с организмами Берингова моря в ходе экотоксикологических 
экспериментов была установлена и ранее [6, 7]. 

4 . Заключение
Проведенный экотоксикологический мониторинг российского сектора субарктических и арктических морей позволил собрать новую информацию о величине «критической концентрации» 
меди, необходимую для оценки относительной 
толерантности исследованных экосистем к антропогенному воздействию, провести районирование 
и выделить области  наибольшей  чувствительности фитопланктона к действию загрязняющих 
веществ. Результаты выполненных экотоксикологических экспериментов в высокопродуктивных 
морях российского сектора Арктики позволяют 
оценить пределы вариации «критических концентраций» загрязняющих веществ в водоемах 
разного типа, а также получить представление о 
возможной изменчивости функциональных характеристик фитоценоза в присутствии загрязняющих 
веществ при различной биологической структуре 
сообществ. Это особенно важно для оценки риска 
возможных негативных последствий для морских 
экосистем в ходе предполагаемой добычи полезных 
ископаемых на Арктическом шельфе.

Литература
1. Израэль Ю.А., Цыбань А.В. Антропогенная экология 
океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 528 с.
2. Даллакян Г.А., Корсак М.Н., Никифорова Е.П. Исследование воздействия цинка, хрома и кадмия на продукцию фитопланктона // Водные ресурсы. 1988. №1. 
С. 83–89.
3. Носов В.Н., Корсак М.Н., Сироткина Н.В. Влияние цинка и хрома на фитопланктон // Гидробиологический 
журнал. 1981. Т. ХVII,  вып. 4. С. 83-87.
4. Корсак М.Н. Эколого-токсикологические методы // 
Методические основы комплексного экологического 

мониторинга океана / Под ред. Ю.А. Израэля, А.В. Цыбань. М: Гидрометеоиздат, 1988. С. 261–268.
5. Gidding J.M., Stewart A.J., O’Neil R.V., Gardner R.H. An 
efficient algal bioassay based on short-term photosynthetic response // Aquatic Toxicology and Hazard Assessment: Sixth Symposium ASTM STP 802 /  W.E. Bishop, 
R.D. Cardwell and B.B. Heidolph (еds.). 1983. Р. 445–459. 
6. Korsak M.N., Whitledge T.E., Kudryavtsev V.M., Mamaeva N.V. 
Investigation of negative effects and critical concentrations of 
some toxic substanses on the plankton community // Results 
of the Third Joint US-USSR Bering and Chukchi Seas Expedi

Контроль и мониторинг
Control and monitoring

Безопасность в техносфере, №4 (июль–август), 2013
7

tion (BERPAC) Summer 1988 / P.A. Nagel (еd.). Washington 
D.C., U.S. Fish and Wildlife Service, 1992. Р. 357–363.
7. Belevich T.A., Korsak M.N. Response of phytoplankton 
communities of the Bering and Chukchi Seas to certain 
organic Pollutants and heavy metals // Proc. NIPR Symp. 
Polar Biol., 1996. N 9. P. 131–139.
8. Мошаров С.А., Серова Е.М., Корсак М.Н., Даллакян Г.А. 
Экотоксикологические исследования фитопланктонных 
сообществ в Балтийском море // Вестник Московского 
Университета. Сер. 16, Биология. 2005. № 2. С. 42–45.
9. Домнин С.Г., Корсак М.Н., Мошаров С.А. К проблеме 
оценки устойчивости планктонного сообщества к негативным воздействиям // Экология. 2005. №4. С. 294–299.
10. Даллакян Г.А., Корсак М.Н., Мошаров С.А. Влияние 
меди на продукционные процессы в Балтийском 
море // Вестник Московского Университета. Сер. 16, 
Биология. 2002. № 1. С. 42–45.
11.  Linder M.C. Biochemistry of Copper. Plenum Press, New 
York. 1991.
12.  Fernandes J.C., Henriques F.S. Biochemical, physiological 
and structural effects of excess copper in plants // Botanical 
Review. 1991. V. 57. Р. 246–273.
13.  Ouzounidou G. Copper-induced changes on growth, metal 
content and photosynthetic function of Alyssum montanum L. plants // Environmental and Experimental Botany. 
1994. N 34. Р. 165–172.

14. Ouzounidou G., Eleftheriou E.P., Karataglis S. Eco physiological andultrastructural effects of copper in Thlaspi ochro leucum (Cruciferae) // Canadian Journal of Botany. 1992. 
N 70. Р. 947–957.
15. Корсак М.Н., Тимошенкова Н.П. Эколого-токсикологические исследования в пелагиали Балтийского моря 
летом 1987 г. // Исследование экосистемы Балтийского 
моря. Вып. 3, 1990. 
16. Патин С.А. Влияние загрязнения на биологические ресурсы и продуктивность Мирового океана. М.: Пищевая промышленность, 1979.
17. Мошаров С.А., Корсак М.Н., Серова Е.М., Даллакян Г.А. 
Особенности токсического влияния меди на различные фитопланктонные сообщества Балтийского моря // 
Вестник Московского Университета. Сер. 16, Биология. 
2009. № 3. С. 34–39.
18. Third Periodic Assessment of the State of the Marine Environment of the Baltic Sea, 1989–1993, Helsinki: HELCOM, 
1996, issue 64A.
19. Lombardi A.T., Vieira A.A.H. Copper and lead complexation by high molecular weight compounds produced by 
Sinura (Chrysophyceae) // Phycologia. 1998. N 37. Р. 34–39.
20. Fathi A.A., El-Shahed A.M. Response of tolerant and wild of 
Scenedesmus biguja to copper. 2000 // Biologia Plantarum. 
V. 43, N 1. Р. 99–103.

Arctic Seas’ Ecological and Toxicological Monitoring

S .A . Mosharov, Associate Professor, Ph.D. in Biology, P.P. Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Science 
M .N . Korsak, Associate Professor, Ph.D. in Biology, Rospotrebnadzor’s Federal Center of Hygiene and Epidemiology 
M .I . Krolenko, Senior Lecturer, Bauman Moscow State Technical University

For the first time the results of large-scale ecological and toxicological researches related to phytoplankton communities’ stability 
(ecological and toxicological monitoring) executed in the same season (summer period of succession) in all seas of Russian Arctic 
and Subarctic region — Baltic, White, Barents, Kara, Laptev, East Siberian, Chukchi and Bering Seas are presented. The experiments 
related to influence on primary production by copper’s (Cu) different concentrations were carried out in the conditions approached 
to natural ones during the voyages on Nikolay Kolomeytsev and Professor Shtokman research vessels. During 68 short-term 
toxicological onboard experiments the influence of some copper’s additives on the value of primary production of seas’ examined 
areas was studied.

Keywords: ecological toxicology, phytoplankton, primary production, toxicants, critical concentrations, Arctic and 
Subarctic seas.

В Минобрнауки России

В Минобрнауки России начинается разработка и 
обсуждение «моделей» эффективной деятельности научных учреждений в современных условиях. На основе 
разработанных «моделей» планируется подготовить проекты нормативных правовых актов, регулирующих деятельность научных институтов.
Для обсуждения предлагаются следующие темы: финансирование научных институтов; кадровая сис те ма; 
имущественный комплекс; научные исследования и экспертиза; другие темы.

Предложения учёных, преподавателей и заинтересованных граждан по вопросам формирования современных и эффективных «моделей» научных исследований можно оставить на сайте Общественного 
совета (http://sovet-edu.ru/discussions/-/message_boards/
message/100573) и официальной странице Минобрнауки России в Живом Журнале. (http://mon-ru.livejournal.
com/69925.html).

Источник: сайт Минобрнаки России

Контроль и мониторинг
Control and monitoring

8

Модернизация транспортной системы России — 
актуальная задача. Однако при выборе сценариев 
совершенствования транспортной инфраструктуры 
следует не только исходить из экономической целесообразности настоящего времени, но и оценить 
экологические последствия того или иного сценария развития. Постановление Правительства РФ от 
16 февраля 2008 г. N 87 [1] устанавливает требования 
к составу проектной документации на различные 
виды объектов капитального строительства, в том 
числе  линейные объекты (трубопроводы, автомобильные и железные дороги, линии электропередачи 
и др.). Любой проект должен  обязательно содержать 
«Перечень мероприятий по охране окружающей 
среды» и результаты оценки воздействия объекта 
капитального строительства на окружающую среду, 
как на период эксплуатации объекта, так и на период 
проведения строительных работ. 

Снижение уровня загрязнения
При разработке проектной документации для 
технического проекта, например строительства 
двухуровневой развязки или замены регулируемого 
перекрестка на кольцевую развязку в одном уровне, 
расширения дорожного полотна или, наоборот,  его 
сужения  в редких случаях проводится оценка изменения качества атмосферного воздуха всего города 
или района после введения в эксплуатацию данного 
объекта [2, 3]. Для проведения такой оценки предлагается использовать следующий алгоритм, схематично представленный на рис. 1. 

Например, для определения приоритетных мероприятий по строительству и реконструкции объектов улично-дорожной сети  Санкт-Петербурга на 
2004–2008 гг. при участии автора были проведены 
расчеты загрязнения атмосферного воздуха на перспективу с учетом реализации мероприятий.  Анализ 
результатов расчетов показал, что наибольший эффект для улучшения качества атмосферного воздуха 
на территории Санкт-Петербурга даст осуществление следующих мероприятий: 
• реконструкция Пискаревского проспекта на 
участке от Свердловской набережной до улицы 
Руставели; 
• реконструкция путепровода в створе Пискаревского проспекта через железнодорожные пути 
станции Пискаревка; 
• реконструкция южной набережной Обводного 
канала со строительством участка от Предтеченского моста до проспекта Обуховской Обороны; 
• комплексная реконструкция Синопской набережной на участке от набережной Обводного 
канала до улицы Моисеенко; 
• реконструкция Приморского проспекта на 
участке от улицы Академика Шиманского до 
Яхтенной улицы и строительство путепровода 
в створе Коломяжского проспекта через железнодорожные пути Сестрорецкого направления.  
Пространственный анализ изменения качества 
атмосферного воздух на территории города показал, 
что реализация рассмотренных приоритетных ме
УДК 504.05 
DOI: 10.12737/714
Использование модельных расчетов загрязнения  
атмосферы при выборе сценариев совершенствования 
транспортной инфраструктуры

М.В. Волкодаева, профессор,  д-р техн. наук, канд. географ. наук 

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», г. Санкт-Петербург

e-mail: m_vladi_v@mail.ru

Рассмотрено использование модельных расчетов загрязнения атмосферы 
при выборе сценариев совершенствования транспортной инфраструктуры, 
даны алгоритм и  примеры расчетов загрязнения атмосферы и построения 
карт акустического загрязнения с использованием современных программных продуктов.

Ключевые слова:  
модельные расчеты,  
автотранспорт,  
атмосферный воздух,  
загрязнение атмосферы,   
шумовое воздействие.

Контроль и мониторинг
Control and monitoring

Безопасность в техносфере, №4 (июль–август), 2013
9

роприятий позволит на 1679 га сократить площадь 
территории с повышенным уровнем загрязнения 
атмосферного воздуха. На этой территории расположен 621 многоквартирный жилой дом. Таким 
образом, можно говорить об улучшении условий 
проживания для 150 тыс. горожан. На основании 
приведенной аргументации все предложенные мероприятия были включены в программу приоритетного финансирования Правительством СанктПетербурга [4].
Расчеты проводились с использованием программного продукта (ПП) «Эколог-город», разработанного фирмой «Интеграл».  Программа позволяет 
по данным об источниках выбросов вредных (загрязняющих) веществ (ЗВ) и условиях конкретной 
местности, рассчитывать разовые (осредненные за 
20–30-минутный интервал) концентрации ЗВ в приземном слое при неблагоприятных метеорологических условиях. Важная особенность использования 
данного ПП для проведения модельных расчетов состоит в неограниченности общего числа источников 
выбросов, а каждый источник может иметь несколько вариантов исходных параметров.

Защита от шума
Автомобили в городе являются преобладающим 
источником интенсивного и длительного шума. 
В общем случае наибольший шум генерируется 
большегрузными автомобилями. При низкой скорости движения по автодорогам и больших оборотах двигателя основным источником шума обычно 
становится двигатель, а при высокой скорости движения, пониженных оборотах двигателя и меньшей 
его мощности доминирующим может стать шум от 
взаимо действия шин с поверхностью дороги.
При наличии неровностей на поверхности дороги преобладающим может стать шум системы 
рессорной подвески, а также грохот груза и кузова. 
Значительный шум вызывает резкое торможение автомобиля при движении на большой скорости. Шум 
заметно снижается, если скорость движения гасится 
за счёт торможения двигателем до момента включения ножного тормоза. За последнее время средний 
уровень шума, производимый транспортом, увеличился на 12–14 дБ.
Определить уровни звука (шума), создаваемого автотранспортом в той или иной части города, 

Рис . 1 Методология оценки эффективности мероприятий по сни же нию вклада автотранспорта в загрязнение атмосферного воздуха

Контроль и мониторинг
Control and monitoring

10

вблизи той или иной автомагистрали, а также  выявить наиболее эффективные методы снижения 
шума от того или иного источника и оптимальные 
методы снижения общего шума автотранспортного 
средства позволяет  карта акустического загрязнения [5]. Создать такую карту позволяет ПП «Экологшум», разработанный фирмой «Интеграл». Исходной информацией для ПП служат данные натурных 
наблюдений о составе и интенсивности автотранспортных потоков, которые используются для проведения расчета загрязнения атмосферного воздуха. Также можно использовать подготовленную для 
расчетов по ПП «Эколог-город» топографическую 
карту города в геоинформационной системе. Карта 
содержит следующие тематические слои: дороги, 
здания (строения, пристройки) с заданием их высоты, территории с зелеными насаждениями, гидрографические объекты и т. д. 
Анализ  результатов акустических расчетов позволяет  выделить территории с повышенным уровнем шумового загрязнения, где требуется провести 
мероприятия по снижению шума с целью достижения его допустимого  уровня  на территории жилой 

застройки и в местах массового отдыха населения. 
На рис. 2 представлена карта акустического загрязнения, создаваемого автотранспортными потоками на 
основных автомагистралях г. Архангельска, построенная с помощью ПП «Эколог-шум». Из результатов 
акустического расчета видно, что эквивалентные 
уровни звука вблизи первого эшелона жилых зданий, 
расположенных на улице с интенсивностью движения около 2500  авт./ч, превышены на 11–18 дБА по 
сравнению с нормативами для дневного времени суток. В условиях застройки, характерной для района 
расположения улицы, с разреженными малоэтажными зданиями, шириной тротуаров около 5–6 м и 
высокой интенсивностью движения автотранспорта, 
возникающий на проезжей части магистрали шум 
распространяется не только на территорию первого 
эшелона жилых зданий, но и вглубь жилой застройки. Для районов расположения автомагистралей с 
интенсивностью движения 400 авт./ч в жилых зданиях первого эшелона наблюдается превышение эквивалентных уровней звука на 2–12 дБА.
К числу известных методов снижения шума от 
автомобильного транспорта относятся: улучшение 

Рис . 2 Карта акустического загрязнения, создаваемого автотранспортными потоками на основных автомагистралях г. Архангельскаа