ЧТО И КАК СЛЕДУЕТ ИЗУЧАТЬ В КАЧЕСТВЕ НЕЗАВИСИМЫХ ПЕРЕМЕННЫХ?

Все то, что присутствует в ненадлежащее время в ненадлежащем месте в ненадлежащем количестве, можно считать загрязнением.

Если считать это определение приемлемым, то общий перечень

загрязнителей должен состоять из обычных веществ и соединений, присутствующих в окружающей среде в необычно большом количе5 стве, а также из необычных веществ и соединений, попадающих в окружающую среду в сравнительно небольших количествах вместе с отходами или продукцией производств.

Основным свойством, определяющим «качество» загрязнителей, может считаться их вредность, определяемая по отношению к чело5 веку, отдельным сельскохозяйственным организмам (растениям и животным), биотической компоненте экосистемы или биосфере в целом. Иными словами, вредность рассматривается, как свойство загрязнителей вызывать нежелательные, опасные или губительные изменения в живом.

В свою очередь, свойства вредности определяются на основе ряда физически разнородных критериев, относящихся к загрязнителям. К их числу относятся, прежде всего:

1. Потенциальная токсичность, устанавливаемая в токсикологи5 ческих экспериментах.

2. Стойкость сохранения в окружающей среде, связанная с их химическим строением, физическим обликом и биологической дос5 тупностью (атакуемостью) при процессах самоочищения.

3. Биоаккумулятивность, т. е. способность накапливаться в тка5 нях, органах и т. д.

4. Повсеместность и распространенность в окружающей среде, связанная, прежде всего, с основными путями их распространения.

5. Масштаб производства и характер использования их челове5 ком в биосфере, а также доля их содержания в отходах промыш5 ленности и сельского хозяйства.

Казалось бы, очевидность перечисленных критериев делает воз5 можным ранжировать известный ряд загрязнителей по вредности, и, следовательно, установление их приоритетности. Это существен5 но упростило бы организацию контроля окружающей среды и сани5 тарно5эпидемиологического надзора. На основе классификации загрязнителей можно было бы составить перечни веществ и соеди5 нений, в отношении которых должен быть возможно скорее прове5 ден тщательный анализ, а также произведена оценка степени ущерба и риска в рамках национальных и международных программ. Од5 нако применение ряда критериев для классификации загрязнителей по вредности встречает трудности финансового, социального, тех5 нического и, что наиболее важно для ученых, научного характера.

Вопросы формы проведения оценки, включая согласованные ме5 тоды испытания и стандартизации, сбора, накопления, сохранения информации и ее использования для принятия решений по ликвида5 ции первопричин и последствий вредного влияния; способы оценки экономического и экологического ущерба природной среде, а также характер и масштаб превентивных мер директивных и правитель5 ственных органов — определяет разнообразие научных подходов, затрудняющих выработку согласованного взгляда ученых и нацио5 нальных правительств при выработке стратегии и тактики по органи5 зации мер борьбы с загрязнениями и их вредными последствиями.

Поэтому национальные и международные программы содержат

перечни вредных веществ, установление вредности которых произ5 водится по ограниченному числу или даже по одному критерию для различных объектов и с различными целями, обычно определяемы5 ми более узкими программами отдельных ведомств. Чаще других таким критерием выступает их потенциальная токсичность. Глав5 ным объектом оказывается человек и природные экосистемы, не5 посредственно связанные с жизнью человека, его здоровьем.

Своеобразие экосистем определяется особенностями воздушной, водной и наземной среды, предопределяющими физико5химическую природу загрязнителей, способы накопления и распределения в пре5 делах биосферы или отдельных ее локусах. Чаще других конечной целью составления перечня вредных веществ оказывается обеспече5 ние информацией для принятия решений в области законодательных или регламентирующих мер, направленных на защиту людей и ок5

ружающей среды в целом от вредного воздействия веществ и соеди5 нений, обладающих токсическими свойствами. Ниже приведено не5 сколько примеров перечней токсических веществ, подготовленных правительственными органами и международными организациями.

1 января 1977 г. в США вступил в силу закон о контроле над токсическими веществами. Перечень наиболее важных веществ, со5 гласно закону, не должен превышать 50 наименований, причем пер5 воочередное внимание уделяется тем химическим веществам и смесям, которые являются причиной или способствуют возникновению рака, генных мутаций или врожденных дефектов.

В Швеции 1 июля 1973 г. вступил в силу новый закон о веще5 ствах, опасных для здоровья человека и состояния окружающей среды. Выделяют четыре группы опасных веществ: яды и опасные вещества, пестициды, хлорированные бифенилы и изделия из хло5 рированных бифенилов и, наконец, другие вещества.

В Канаде закон о загрязнителях окружающей среды вступил в

действие 1 апреля 1976 г. Первое правило, разработанное в соответ5 ствии с указанным законом, предусматривает введение запрета на присутствие хлорированных бифенилов в новых товарах отдельных видов. Разрабатываются также дополнительные правила, запрещаю5 щие всякое их присутствие в новых товарах. Кроме того, 13 декабря

1975 г. в Канаде вышел закон о контроле над сбрасыванием в океан любых отходов с судов, самолетов, платформ и других искусствен5 ных сооружений, за исключением случаев, когда выдается специ5 альное разрешение на сброс отходов, не представляющих особой опасности. В приложение к закону включены названия отдельных веществ, разделенных на категории «запрещенных к использова5 нию» и «ограниченного пользования».

Для целей международного регистра потенциально токсичных химических веществ Национальное объединение защиты окружаю5 щей среды (UNEP) создало Центр программной деятельности, кото5 рым, в частности, начат экспериментальный проект по сбору информации более чем о трехстах химических веществах, относя5 щихся к следующим семи группам: асбест, ДДТ и изомеры, дибензо (1, 4)5диоксины, фтористые соединения, ртуть и ртутные соедине5 ния, NO, включая нитраты и нитриты, хлористый винил.

В 1973 г. Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) при5 ступила к осуществлению интегрированной программы по оценке воз5 действия окружающей среды на здоровье человека. Концентрируя внимание на оценке воздействия загрязнителей на здоровье человека, программа содержит перечень около 70 химических веществ и вред5 ных физических факторов, которые, вероятно, будут все более широ5 ко использоваться в быту, промышленности и сельском хозяйстве.

Наконец, в целом ряде международных конвенций и соглашений,

касающихся предотвращения загрязнения водной среды, содержатся

перечни веществ или групп веществ, сброс которых в море запрещен или ограничен необходимостью получения специального разрешения.

Приведенные выше примеры деятельности на международном и

национальном уровнях убеждают, что подход к вопросам контроля над токсическими веществами и химическими отходами носит селек5 тивный характер по отношению к веществам, подлежащим изучению. Сравнивая различные перечни токсических веществ, содержащиеся в международных конвенциях и международных законодательствах, быстро убеждаешься, что существующие большие расхождения в со5 ставах перечней находятся в прямой зависимости от различных це5 лей и конкретных ситуаций, которые складываются в различных регионах биосферы в условиях необходимости решения главным об5 разом первоочередных национальных задач и международной озабо5 ченности ухудшением условий существования человека в будущем.

Совершенно очевидно, что перечень канцерогенных агентов, при5

меняемых в пищевых продуктах, необязательно должен совпадать с перечнем веществ, вредных для обитателей морской среды. Переч5 ни загрязнителей воздушной и наземной сред будут также суще5 ственно различаться в деталях. Невозможность составления единого перечня вредных веществ обусловлена различием конкретных це5 лей, преследуемых в каждом отдельном случае.

Гораздо сложнее вопрос о возможности разработки единого метода составления такого перечня. Но и в данном случае следует отнестись к подобной возможности скептически. При составлении перечня подхо5 ды могут быть различными по той простой причине, что решение та5 кой задачи допускает множественность способов, которые могут конкурировать друг с другом или дополнять друг друга в зависимости от убедительности аргументации, простоты решения и, главное, воз5 можности быстрого, эффективного внедрения в систему контроля.

Таким образом, при селективном подходе к отбору загрязнителей с целью контроля окружающей среды становится понятной важность рассмотрения любого нового способа составления их приоритетного ряда, особенно если признать, что все проблемы, связанные с оцен5 кой и прогнозом состояния биосферы, должны иметь конкретное ре5 шение в региональном масштабе. Попытка определения приори5 тетности конкретных загрязнителей применительно к отдельным ре5 гионам (возможно, биогеохимическим провинциям), достаточно не5 сходным по ряду природных условий и размещению на их территории разнообразных промышленных комплексов, диктует необходимость разработки совершенно особой методологии. Последняя должна обо5 сновывать принципы стратегии выявления и оценки конкретной опасности в отдельных конкретных локусах биосферы.

Обсуждению одного из способов отбора загрязнителей для вклю5

чения в систему контроля будет посвящена остальная часть данного раздела работы.

Формально задача сводится к обоснованию правила отбора огра5 ниченного числа независимых переменных из всей совокупности факторов, определяющих состояние системы. При разработке стра5 тегии биологического мониторинга нами были предложены специ5 фические приемы установления приоритетности среди изученной совокупности воздействующих факторов и обоснована необходимость постановки многофакторного эксперимента как одного из основных приемов получения информации об ожидаемых последствиях воз5 действия загрязнителей на состояние экосистемы [8].

Отбор воздействующих переменных, исследуемых в эксперименте, производится с учетом сведений о наличии конкретных «неприрод5 ных» загрязнителей в данном регионе (например, тяжелые метал5 лы), а также сведений о высоких темпах изменения «природных» веществ, безвредных в «обычных» концентрациях (фосфаты, нит5 раты и т. д.). Рекомендации о выборе уровней отобранных перемен5 ных были обоснованы ранее [6]. В качестве плана эксперимента, позволяющего исследовать независимо и одновременно совокупность отобранных n переменных, предлагается матрица полного фактор5 ного эксперимента (2n или 3n).

Не буду подробно останавливаться на вопросах планирования и постановки многофакторных экспериментов, поскольку основные приемы планирования обсуждались в многочисленных публикаци5 ях [3, 4]. Ныне они широко применяются как рутинный прием при изучении сложных систем с целью получения несложных моделей описания в форме полинома. Можно лишь сказать, что одновремен5 ное исследование в эксперименте десятка «подозреваемых» во вред5 ности факторов не вызывает никаких принципиальных затруднений и может быть легко практически осуществлено. Мой опыт и опыт моих коллег свидетельствует о высокой эффективности использова5 ния планирования эксперимента при решении разнообразных задач с многими переменными – от оптимизации состава питательных сред до постановки опытов in situ по изучению ожидаемых ситуаций в экосистемах в связи с загрязнением среды. Поэтому можно считать вопрос о способах и подходах к изучению совокупности независи5 мых переменных (x1, x2, …., xm) в уравнении (1) достаточно хоро5

шо разработанным и апробированным на практике. (Ком. 3).

Материал взят из: Изменения в природных биологических системах — В. Д. Федоров