Диссертация
На тему:
Комплекснаяэколого-геохимическая оценка урболандшафтов Волгоградской агломерации
План
Введение
Глава I. Антропогенноевоздействие на природную среду
1.1.Антропогенноевоздействие человека на литосферу
1.1.1 Антропогенноевоздействие на атмосферу
1.1.2 Химическоезагрязнение атмосферы
1.2.Эколого-геохимическаяоценка урболандшафтов промышленных агломераций
1.2.1.Химическоезагрязнение почвы
Глава II. Методики исследованиязагрязнения окружающей среды и оценки ее качества
2.1.Ландшафтная индикация загрязнения природной среды и биотестирование
2.1.1.Методики исследования: индикаторы техногенного воздействия на геосистемы
2.2.Химические методы анализа
2.2.1.Основное оборудование и приборы, используемые для химического анализазагрязнений окружающей среды
2.3.Биологические методы анализа
2.4.Статистические методы обработки результатов исследований
Глава III. Оценка воздействиязагрязняющих веществ промышленных предприятий (ОВПП) Волгоградской агломерациина состояние атмосферы
3.1. Оценкавоздействия промышленных предприятий Южного промузла на состояние атмосферы
3.2. Оценкавоздействия промышленных предприятий Северного промузла на состояние атмосферы
Глава IV.Оценка воздействиязагрязняющих веществ на почву
4.1. ОВППЮжной агломерации на почву
4.1.1.Мероприятия по благоустройству СЗЗ
4.2. ОВППСеверной агломерации на почву
Глава V. Оценка воздействиязагрязняющих веществ на растения
5.1. Оценкакачества окружающей среды ОКОС по уровню ассиметрии морфологических структуррастений на территории Южного промузла Волгоградской агломерации
5.2.ОКОС поуровню ассиметрии морфологических структур растений на территории Северногопромузла Волгоградской агломерации.
Глава VI. Экологическиепоследствия загрязнения окружающей природной среды (ОПС) для здоровья населенияи вопросы риска
Литература
Введение
Рассмотрена устойчивость различных ландшафтов квоздействию загрязняющих веществ от производств черной и цветной металлургии,энергетических комплексов. Обосновано применение ландшафтной индикациизагрязнения природной среды как одного из основных направлений в изучениитехногенных воздействий. Оценена экологическая опасность загрязнения лесныхценозов и сельскохозяйственных земель, намечены пути предотвращениянеблагоприятных последствий.
Для научных работников в области охраны природы,лесного и сельского хозяйства, географов, биологов, экологов.
Общая характеристика работы.
Актуальность темы диссертации. Волгоградская агломерацияявляется крупнейшим на юге России сосредоточением предприятий-гигантовразличных отраслей промышленности. Подавляющее большинство промышленныхпредприятий (ПП) городской и прилегающей территории не отвечает современнымтребованиям экологической безопасности. Оборудование многих производствморально и физически устарело, в результате чего опасные соединения поступают ватмосферу, водоемы и почву. Загрязнение окружающей природной среды (ОПС)отраслями промышленности, вызывающее ухудшение качества среды обитания инаносящее ущерб здоровью населения, остается наиболее острой экологическойпроблемой, имеющей приоритетное социально-экономическое значение. Отсюда особуюактуальность приобретают исследования по изучению экологических изменений ОПС иих последствий, а также по разработке рекомендаций, ориентированных на ихпредупреждение.
Комплексные исследования загрязнения ОПСнаправлены на получение важной и до настоящего времени отсутствующей илинеполной информации, необходимой для принятия решений по обеспечениюэкологической безопасности для нынешних и будущих поколений людей. К такимисследованиям относятся согласованные во времени и пространстве наблюдения зауровнем загрязнения в различных компонентах ОПС в промышленных районах синтенсивной антропогенной нагрузкой. В совокупности с режимным контролем,осуществляемым общегосударственной службой наблюдения за загрязнением ОПС,выполненные исследования создают полную и реальную оценку ее загрязнения. Такойподход определяет: актуальность исследований; необходимость использования кактрадиционных, так и новых усовершенствованных методах наблюдений и контроля зазагрязнением ОПС; надежность и достоверность получаемой информации ирезультатов ее обощения.
Представленные в работе результаты исследованийвыполнены в соответствии с планом научно-исследовательских работ ВОРАЕН и ВолГУ(2001-2008 гг.).
Объектами исследования служили: ОПС (атмосфера,почвы, растительность, человек); источники токсичного потока химическогозагрязнения ОПС (черная, цветная, теплоэнергетика, нефтехимическая и другиеотрасли промышленности); промышленные зоны Волгоградской агломерации. Впределах последней при выборе конкретных объектов учитывались: концентрацияпромышленных объектов на единицу площади, объемы выбросов (сбросов),токсичность выбрасываемых в атмосферу и сбрасываемых в водные объекты вредныхвеществ, уровень загрязнения, общая численность и заболеваемость населения втом или ином районе.
В мониторинге техногенных воздействий выделена идетально рассмотрена практически не изученная проблема (теория, методика,практика) – ландшафтная индикация загрязнения ОПС: биотическая компонента инадпочвенный покров.
Цель и задачи исследований – эколого-геохимическаякомплексная оценка состояния урболандшафтов (почв и растительности) в местахзагрязнения ОПС и разработка практических рекомендаций по их реабилитации наоснове создания целевых постоянно-действующих экологических моделей-карттерритории Волгоградской агломерации.
Для достижения указанных целей предусматривалосьрешение следующих задач:
· Проанализировать:состояние изученности проблемы; причины загрязнения ОПС Волгоградскойагломерации; состояние здоровья населения города, подверженных антропогенномувоздействию ПП;
· Определитьуровень критической нагрузки на ландшафт техногенного воздействия ПП для оценкиих влияния на атмосферу, почву и растения;
· Выполнитькомплексные исследования по качественной и количественной оценке экологическогосостояния ландшафтов промышленных районов;
· Определитьстепень загрязнения ОПС по состоянию ландшафта: по тяжелым металлам (ТМ) всистеме почва-растение и газообразным выбросам ПП в атмосфере;
· Составитьэлектронные экологические карты ПП с прилегающими к ним территориями;
· Составитьпрогноз состояния экосистем и разработать мониторинг техногенных воздействий наландшафт;
· Разработатьпрактические рекомендации по снижению антропогенного воздействия ПП на ОПС издоровье человека.
Научная новизна. Теоретически разработана,методически обоснована и практически подтверждена возможность комплекснойэколого-геохимической оценки состояния урболандшафтов Волгоградскойагломерации.
Впервые проведена комплексная эколого-геохимическаяоценка урболандшафтов агломерации: исследованы и определены состояние почв(надпочвенный покров) и растительности (тополь и береза повислая) в качествечувствительных индикаторов загрязнения ОПС.
Дана качественная и количественная оценканегативного воздействия ПП на здоровье населения города и прилегающих районов.Разработаны методы снижения такого воздействия на урболандшафты Волгоградскойагломерации.
Впервые выполнено экологическое картографическоеоделтрование и на его основе созданы статистические и динамическиепостоянно-действующие модели (карты) загрязнения урболандшафтов Волгоградскойагломерации.
Новизна полученных результатов исследований потеме диссертационной работы подтверждена двумя авторскими свидетельствами иодной заявкой на изобретения.
Основные положения, выносимые на защиту:
· Комплекснаякачественная и количественная эколого-геохимическая оценка состоянияурболандшафтов Волгоградской агломерации с высоким уровнем антропогенноговоздействия, а также степени опасности для ОПС, жизни и здоровья населения;
· Диагностикаисточников поступления токсикантов в урболандшафты и степени загрязнения имиОПС (по ТМ в системе почва-растение и газообразным выбросам ПП в атмосфере) понаиболее чувствительным индикатором – по изменению состояния почвенной биоты ипо уровню угнетения березы повислой, тополя и других растений;
· Эколого-геохимическоекартографическое моделирование (распределение химических элементов и ихсоединений в природных средах, депонирующих загрязняющие вещества; снижениестабильности развития растений);
· Разработанныеметоды, мониторинг и рекомендации реабилитации загрязненных почв.
Практическая значимость. Полученные в работеобъективные данные, выводы и предложения могут найти применение: припрогнозировании изменений ОПС до наступления угрожающей ситуации; для оценкистепени антропогенной нагрузки на ОПС и возможных последствий химическогозагрязнения атмосферы и почвенного покрова; для определения перспективдольнейшего использования пораженных почв и выдать адресные практическиерекомендации по снижению негативного эффекта техногенного загрязнения ОПС длясохранения темпов устойчивого развития региона, а также здоровья населенияВолгоградской агломерации. Созданные электронные постоянно действующиеэколого-геохимические карты как отдельных административных единиц, так и всейагломерации в целом позволяют широко использовать результаты многолетнихнаблюдений и обобщений для принятия судьбоносных социально-экономическихрешений для города и прилегающих районов архитекторами, градостроителями ичиновниками.
Результаты выполненных исследований применимы влюбом регионе России и по этой причине могут служить основой для разработки:соответствующих положений экологического законодательства и важнейшейхарактеристика объекта конституционного права граждан на благоприятную ОПС;учебных пособий для студентов геоэкологов, экологов, природопользователей,экономистов.
Полученные результаты используются в курсахлекций в Волгоградском государственном университете: «Промышленная экология иэкологический менеджмент» (2004 г.), «Экология и автотранспорт» (2004г.),«Сертификация и аудит» (2004 г.), «Химия и окружающая среда» (2005 г.).
Личный вклад автора. Диссертационная работавыполнена в период 2000-2007 годы на материалах авторских исследований (более80%). Ее непосредственное участие в работе нашло отражение при: постановкепроблемы и путей ее решения, разработке научно-методического подхода к решениюпоставленных целей и задач, организации и проведении комплексных экологическихисследований, обработке, анализе и обобщении полученных результатов,составлении электронных карт урболандшафтов рассмотренных территорий.
Апробация. Материалы исследований докладывались намеждународных научно-практических конференциях: « Проблемы экологическойбезопасности России» (1, Волгоград, 2007), «Современные проблемы утилизацииотходов» (Волгоград,2007), «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды» (V, Волгоград, 2007),международная научно-практическая конференция «взаимодействия НИУ и социума врешении задач АПК» РАСХН, июль 2007 Астраханская обл. с. Соленое Займище,«Россия периода реформ: актуальные проблемы корпоративного менеджмента» (X и XI, Волгоград, 2007); намежВУЗовских конференциях «Материалы круглого стола» и «Эколого-экономическиеаспекты развития региона» (Волгоград, 2007).
Публикации. Автором опубликовано более 30 (110 п.л.)работ, из которых по теме диссертации 28, в том числе 4 учебных пособия длястудентов ВУЗов. Лично автору принадлежит более 40 печатных листов. Основноесодержание диссертации, выводы и рекомендации опубликованы в 10 ведущихнаучно-технических рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, в том числев материалах международных конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит извведения, 6 глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы иприложения.
Глава I. Антропогенноевоздействие на природную среду
Полвека тому назад академик А.Е. Ферсман писал:«Там поставлено правильно производство, где не пропадает ни одного граммадобытой горной породы, где нет ни грамма отбросов, где ничто не улетает ввоздух и не смывается водами». Все это особенно актуально в наше время.Ведь в нашей стране ежегодно поступает в отвалы свыше 2 млрд. м3всевозможных «хвостов» обогащения руд, до 100 млн. т металлургическихшлаков, около 100 млн. т угольной золы электростанций.
Механизм воздействия промышленности на природную,среду необходимо знать, чтобы предвидеть экологические последствия. Такиеотрасли промышленности, как черная, цветная металлургия и теплоэнергетика, служатисточниками токсичного потока химического загрязненная в атмосферу,термического и химического — в природные воды.
В работах А.В. Дончева и др. [6] изучены[1]техногенные воздействия цветной и черной металлургии, теплоэнергетики на природную среду.
Были предложены программы и методики, комплексныхфизико-географических исследований загрязнения природной среды на ландшафтнойоснове, разработаны принципы ландшафтной индикации загрязнения, которыесовершенствовались. В монографии обобщены результаты 15-20 — летнихисследований техногенных воздействий на ландшафт производств этих отраслей,дана оценка экологических последствий использования загрязненных территорий всельском хозяйстве.
Принципы и методы ландшафтной индикациизагрязнения природной среды отработаны на примерах воздействия медно-никелевогокомбината «Североникель», медных и никелевых производств Урала,медно-молибденового Балхашского комбината, Алавердского медно-химическогопроизводства.
Исследование нарушений ландшафтов подвоздействием черной металлургии проводилось в лесной и лесостепной зонах всферах воздействия Череповецкого, Нижнетагильского, Серовского иСтарооскольского металлургических центров.
Проводившиеся до недавнего времени исследованиязагрязнения природной среды в подавляющем большинстве случаев носили отраслевойхарактер. Изучалось изменение одного или нескольких компонентов природной средыпод техногенным воздействием (например, влияние загрязнения на поверхностныеводы, газов — на физиологические и биохимические изменения в растениях и т.д.)[40,38,25]. В настоящее время исследования принимают все более комплексныйхарактер [3, 4,6,41,18,42].
Комплексные физико-географические исследованиятехногенных воздействий на ландшафт пока немногочисленны.[43,44,45]. Подруководством Т.В. Звонковой проведено исследование состояния природы всфередействия железорудной горнодобывающей промышленности в районе Курской магнитнойаномалии. Изучение воздействия горнопромышленного производства и прогнозразвития природных комплексов выполнены на Дальнем Востоке под руководствомЮ.Г. Симонова. К.Н. Дьяконовым [7] изучалось воздействие нефтедобывающейтехники на природу Северного Приобья. Работы, проводимые под руководством ФЛ.Милькова в Воронежском университете, посвящены в основном картированиюантропогенных ландшафтов и их классификации. В.И. Федотов исследовалтехногенные ландшафты в лесостепных и степных районах Русской равнины, какгенетической группы антропогенных комплексов. Полустанционарные исследованиябиологических, физико-химических процессов в почвах, а также изменениягеохимической среды при загрязнении нефтью и при угледобыче проведены Н.П.Солнцевой и др. В работе В.Г. Волковой и Н.Д. Давыдовой на основаниистационарных наблюдений раскрыт механизм влияния на компоненты ландшафтавыбросов теплоэлектростанции и выявлены закономерности трансформациирастительности в связи с изменениями ландшафтно-геохимической обстановки.
1.1 Антропогенноевоздействие человека на литосферу
Говоря о роли человека в преобразованиилитосферы, акад. А. Е. Ферсман писал, что «по своему масштабу она отвечает вгеологической истории страны революционным периодам усиленных процессов, передкоторыми бледнеют даже сильнейшие извержения вулканов» [8, с. 41]. Этовысказывание ученого, сделанное 50 лет назад, стало особенно понятным внастоящее время.
Человек в процессе своей деятельности ускоряетрост речных дельт (дельта Миссисипи увеличивается сейчас со скоростью 100м/год, а в последние 300—500 лет — всего лишь 24 м/год); порождает процессыэрозии, распахивая земли (в США только за последние 100 лет в результате эрозииуничтожено 20 млн. га земли); приводит в движение пески, развевая их [9].
Преобразования литосферы такого рода, а также ихпоследствия в разных частях Земли еще далеко не изучены. Новый взгляд наизменение литосферы дают наблюдения из космоса, которые позволяют оценитьрезультаты не только непосредственных, но и косвенных видов воздействиячеловека на литосферу. Пожалуй, главное, что дают съемки из космоса, — этовозможность оценить суммарный эффект данного воздействия, причем в крупном,региональном и даже глобальном масштабах.
В крупных районах добычи полезных ископаемыхоткрытым способом их площадь достигает многих сотен и даже тысяч гектаров.Земли, нарушенные открытыми горными разработками, наиболее широкораспространены в США, где их площадь в 1980 г. составила около 2 млн. га [10].
Помимо вышеотмеченного крупные карьеры являютсятакже мощными источниками загрязнения атмосферы пылью, особенно во времявзрывных работ [11,12]. Поднятая над карьером пыль перемещается и, так же какэто происходит вокруг городов, выпадает на поверхность земли в прилегающей к карьерузоне. В результате возможно загрязнение почвы, водоемов, а иногда и поражениерастительности и сельскохозяйственных угодий. Дистанционные изображения, в томчисле и космические, в сочетании с наземными работами весьма перспективны дляизучения этого весьма малоисследованного вида воздействия карьеров наокружающую среду. В СССР проводились такие исследования, в частности в областиоценки изменений, происходящих в окружающей среде в результате разработкиоткрытым способом полезных ископаемых [13]. Получена многочисленная информацияо техногенных воздействиях на ландшафт на основе космических снимков районаХибин на Кольском полуострове [14].
Особую значимость приобретают дистанционные, и втом числе космические исследования районов добычи нефти. В этом случае поснимкам фиксируются, конечно, не сами глубинные нарушения литосферы, связанныес добычей нефти, нефтепромысловыми работами, а разнообразные попутные измененияландшафта, и среди них такие экологически опасные, как загрязнение разлившейсянефтью почвы, в результате — поражение растительности. Космические наблюденияначали использоваться для изучения антропогенной динамики ландшафтов внекоторых районах нефте- и газодобычи [15,16].
Все это разнообразие рельефа в конечном счете —результат антропогенной деятельности; картирование и изучение его значительнолегче и быстрее проводить на основе материалов космических съемок.
На основании космических наблюдений можно сделатьвывод, что человек становится все более мощным преобразователем литосферы Земли[17-19].
На космических снимках видны разнообразные следыдефляции поверхности Земли, связанные с деятельностью человека.
Выявление таких участков, возникающих вследствиенерациональной сельскохозяйственной деятельности, особенно важно дляпредупреждения развития дальнейшего процесса эрозии. Важно отметить работы,проводимые во ВНИАЛМИ под руководством академика Кулика К.Н.
По некоторым прогнозам, антропогенные овражные — “дурные” земли к 2010 г. будут занимать территорию Земли, равную всем пашнямпланеты [20]. Отсюда ясно, сколь важна своевременная инвентаризация такихземель (в том числе на основе космической информации) с целью планирования ихрационального использования.
Таким образом, космические наблюдения позволяютпо-новому оценить воздействие человека на литосферу: выявить масштабность еепреобразования человеком, точнее оценить районы наиболее интенсивногоантропогенного воздействия, определить направление транспортировки веществалитосферы на большие и сверхбольшие (сотни и тысячи километров) расстояния,оконтурить зоны осаждения переносимого материала.
Космические наблюдения Земли еще раз убеждают насв правоте высказываний В. И. Вернадского: [21, с.37]. Эти слова интересны для нас не только неожиданной оценкой деятельностичеловека, как мощного геологического агента, преобразователя верхнего слоялитосферы, в них ощущается и опасение за ее последствия.
1.1.1 Антропогенное воздействиечеловека на атмосферу
Вопрос о воздействии человека на атмосферу врегиональном и даже глобальном масштабе находится сейчас в центре вниманияспециалистов, в том числе метеорологов, климатологов, экологов. Существуютмногочисленные доказательства существования такого воздействия, полученные наосновании результатов наземных наблюдений, с помощью которых довольно трудновыявить и оценить их распространение (как в пространстве, так и во времени).Поскольку наземные наблюдения, как правило, узколокальны, т. е. характеризуюттолько какие-либо отдельные точки наблюдений, постольку экстраполяция(распространение) этих данных на большие расстояния затруднительна и ненадежна.Трудности в изучении вопроса о воздействии человека на атмосферу в региональноммасштабе при помощи наземных методов возникают также и из-за динамичностипроцессов, протекающих в атмосфере. Съемки из космоса оказались значительнымподспорьем в решении этого вопроса. Были получены новые фактические данные поданной тематике.
С помощью съемок из космоса получена большаяинформация о загрязнении атмосферы. С помощью космической съемки сталовозможным выделение нескольких типов этого загрязнения, оценка его площадногораспространения, миграции, установление источников (очагов) и, наконец, хотя ив небольшой мере, — выделение (разграничение) его от загрязнений атмосферыестественного происхождения. Из космоса обнаруживаются антропогенныезагрязнения атмосферы трех типов: 1) дымовые загрязнения от городов, в томчисле от промышленных предприятий и транспорта; 2) дымовые загрязнения отлесных, болотных и травяных пожаров; 3) пылевые бури.
Было доказано, что загрязнение атмосферыантропогенного происхождения развито гораздо шире, чем это считалось раньше.Огромные дымовые “языки”, пелена, закрывающая многие густонаселенные районыЗемли, поразили не только космонавтов, но и специалистов, которые и неподозревали о таком их масштабе. Главным источником информации из космосаявляется съемка с автоматических беспилотных спутников.
Среди загрязнений первого типа из космосапостоянно фиксируются дымы от таких источников, как заводы и фабрики,теплоэлектроцентрали, суда, самолеты [22,23].
Дым от промышленных предприятий в Силезии(Польша) протягивался иногда на расстояние до 70—80 км [24]. Такие дымовые скоплениявызывают загрязнение атмосферы на площади в несколько сотен, а иногда даже донескольких тысяч квадратных километров.
В результате съемки из космоса обнаружено ранеенеизвестное явление — формирование крупных (региональных и дажесубконтинентальных размеров) дымовых облаков промышленного происхождения.Оказалось, что в разных районах мира, и прежде всего над крупными промышленнымирайонами, периодически возникают дымовые замутнения атмосферы площадью в сотнитысяч квадратных километров. Они образуются в результате слияния дымовыхзагрязнений от отдельных источников или нескольких групп их скоплений. Вкачестве примера такого загрязнения можно привести огромное дымовое облако,возникшее 05.08.70 над Западной Европой [18].
Из космоса можно проследить особенности динамикиразличных дымовых загрязнений атмосферы. Большой интерес представляет период, втечение которого существует загрязнение.
Космические изображения позволили не тольковыявить пространственное распространение и очаги дымовых загрязнений антропогенного(частично смешанного) происхождения. Удалось также получить интересные сведенияоб их взаимосвязи с некоторыми особенностями (в частности — миграцией)воздушных масс и подстилающей поверхности [17,18,19]. Из космоса такженаблюдаются пылевые загрязнения атмосферы антропогенного происхождения.
Загрязнения атмосферы, вызванные деятельностьючеловека, в свою очередь могут явиться основой для возникновенияметеорологических образований другого типа — водяных облаков. Частички сажи,пыли, соли, поднятые в воздух, служат при этом ядрами конденсации водяного параили формирования ледяных кристалликов. Явления такого рода нередко наблюдалисьиз космоса. Дым от заводов, как видно из космоса, протягивался над акваторией всеверо-восточном направлении на расстояние около 50 км. Далее в этом же направлении над озером образовалась кучевая облачность с отчетливым грядовымстроением. Дымовые струи превращались в гряды кучевых облаков. Кучевые облакапротягивались над озером и побережьем на расстояние более 100 км [].
1.1.2 Химическоезагрязнение атмосферы
Привнесение в атмосферу или образование в нейфизико-химических агентов и веществ называется загрязнением. Антропогенноезагрязнение спровоцировано исключительно хозяйственной деятельностью человека ив первую очередь связано с выбросами золы, пыли, оксида цинка, сернистогоангидрида, сероводорода, меркаптана, альдегидов, углеводородов, фтористоговодорода, хлористого водорода, кремнефтористого натрия, радиоактивных газов иаэрозолей [25.26].
Выбросы из стационарных источников определяютсябольшой высотой труб (50-100 м), а также значительными концентрациями иобъемами. Выбросы также связаны с транспортом, и с обработкой сельскохозяйственныхтерритории ядохимикатами.
Согласно приведенной таблицы, антропогенноезагрязнение атмосферы преобладает над естественным, при этом около 37%загрязнений дает автотранспорт, 32% — промышленность и 31% — прочие источники.Кроме того, следует учитывать, что не существовавшие ранее в природныхусловиях, специфические вредные вещества, в настоящее время становятсясоставной частью атмосферного воздуха, его микроэлементами.
Так как все живое очень медленно адаптируется кэтим новым микрокомпонентам, химические вещества служат объективным факторомнеблагоприятных воздействий на природную среду и здоровье человека.
Неорганические загрязнители. Проблема деградацииокружающей среды в значительной мере связана с отрицательным воздействиемнеорганических веществ, среди которых наибольшую экологическую опасностьсоздают металлы и их соединения, а также диоксид серы, оксиды азота иасбестовая пыль.
Поступление тяжелых металлов в окружающую средуимеет как естественное, так и техногенное происхождение. Техногенная доля медии цинка в атмосфере — 75%, кадмия и ртути — 50%, никеля 30%, кобальта — 10%.Наиболее высокая эмиссия в атмосферу характерна для свинца — 50...80%.[2,3,28,30]
В атмосфере тяжелые металлы присутствуют в формеорганических и неорганических соединений в виде пыли и аэрозолей, а также вгазообразной форме (ртуть). Основные механизмы выведения тяжелых металлов изатмосферы — вымывание с осадками и осаждение на подстилающую поверхность.
Биологическая активность металлов связана, с ихспособностью повреждать клеточные мембраны, повышать проницаемость барьеров,связываться с белками, блокировать многие ферментные системы, что приводит кповреждениям организма. Попав в живую клетку, соединение металла первоначальноосуществляет некоторую простейшую химическую реакцию, за которой затем следуеткаскадный отклик все более сложных взаимодействий биологических молекул иансамблей [27]
Целый ряд металлов включен в различные процессыметаболизма. Эти металлы являются жизненно важными для живых организмов. Так,например, железо и медь — переносчики кислорода в организме, натрий и калийрегулируют клеточное осмотическое давление, магний и кальций (и некоторыедругие металлы) активизируют энзимы — биологические катализаторы.
Некоторые металлы оказались крайне нежелательнымидля живых организмов, и небольшие избыточные дозы их оказывают фатальноевоздействие[28].
Выбросы свинца в окружающую среду в результатедеятельности человека весьма значительны. Основными источниками загрязнениябиосферы этим элементом являются: выхлопные газы двигателей внутреннегосгорания высокотемпературные технологические процессы [25]. Свинецхарактеризуется широким спектром вызываемых им токсических эффектов наразличных представителей биоты. Механизм его действия обусловлен ингибированиемферментов, детоксикации ксенобиотиков и таким образом воздействие свинцаприводит к биохимическим сдвигам.
В картине свинцового отравления можно выделитьряд клинических синдромов:
Изменения со стороны нервной системы, изменениясистемы крови, эндокринные и обменные нарушения, изменения со стороныжелудочно-кишечного тракта, изменения состороны сердечно-сосудистой системы, нарушенияфункции почек .
Особо следует отметить, что маленькие детизначительно легче, чем взрослые аккумулируют свинец и потому относятся к группевысокого риска в отношении свинцовых интоксикаций.
Выбросы ртути в окружающую среду в результатедеятельности человека весьма значительны. Общая (природная и антропогенная)эмиссия ртути в атмосферу составляет свыше 6000 тонн ежегодно, причем менееполовины — 2500 т составляют поступления от естественных источников.
Ртуть обладает широким спектром токсическихэффектов на теплокровных. Механизм ее действия обусловлен блокадой аминных,сульфгидрильных и других активных групп молекул белка. Она способна включатьсяв транспортную РНК, нарушая тем самым биосинтез белков. Воздействие ртутиприводит к биохимическим сдвигам, в частности к нарушению окислительногофосфорилирования в митохондриях почек и печени. Особо чувствительными кдействию ртути являются эмбрионы.
Выбросы кадмия в воздушную среду ежегодносоставляют около 9000 тонн, причем 7700 тонн (т.е. более 85%) — в результатедеятельности человека. Основными источниками загрязнения окружающей среды этимэлементом являются: производство цветных металлов, сжигание твердых отходов,угля, производство минеральных удобрений, красителей и т.д.
В организме кадмий может легко взаимодействоватьс другими металлами, особенно с кальцием и цинком, что влияет на выраженностьего воздействий. Кадмий способен замещать кальций, нарушая тем самымфизиологические процессы регуляции поглощения кальция. Установлено, чтотоксическому действию кадмия наиболее подвержены водные организмы вэмбриональной стадии развития. Исследования на рыбах, показали действие соединенийкадмия, выражающееся в разнообразных спинальных уродствах. Эпидемиологическиеданные указывают на чрезвычайную опасность кадмия для человека. В связи с тем,что этот элемент весьма медленно выводится из человеческого организма (0,1% всутки), отравление кадмием может принимать хроническую форму. Ее симптомы — поражение почек, нервной системы, легких, нарушение функций половых органов,боли в костях скелета
Согласно данным Института продуктов питанияАвстрии не ртуть и не свинец, а именно кадмий является самым опасным тяжелымметаллом [29]
Выбросы хрома в окружающую среду происходит какиз естественных источников, так и, в результате антропогенной деятельности.Содержание аэрозолей, в состав которых входит хром, в зоне заводов по выплавкехромистых сталей достигает 1 мг/куб. м (фоновое, содержание /> мг/куб.м). Частицы этихаэрозолей с ветром разносятся на большие расстояния и выпадают на поверхностьЗемли с атмосферными осадками.
При воздействии на людей выделяют легочную ижелудочную формы интоксикации. Отмечаются различные дерматиты, аллергическиереакции, раздражение верхних дыхательных путей. Многочисленнымиэпидемиологическими исследованиями установлено, что у людей, профессиональноконтактирующих с хроматами чрезвычайно высока частота бронхо-генного рака. Этопозволило экспертам отнести хром и его соединения к группе 1 канцерогенногориска для человека.
Выбросы мышьяка в окружающую среду в результате антропогеннойдеятельности связаны, в основном, с добычей и переработкой мышьяк содержащихруд, пирометаллургией, сжиганием природных видов топлива — каменного угля,сланцев, нефти, торфа, а также производством и использованием суперфосфатов,содержащих мышьяк ядохимикатов, различных препаратов и антисептиков. Вестественных условиях, мышьяк в виде разнообразных соединений поступает ватмосферу с извержением вулканов.
Что касается диоксида серы, то переносу диоксида серы надальние расстояния способствует строительство высоких дымовых труб. Этовозможно и снижает степень локального загрязнения, но увеличивает времяпребывания /> ввоздушной среде и степень его превращения в серную кислоту и в сульфаты. Такимобразом, сернистый газ в сочетании с парами воды (туман) является главнымкомпонентом так называемого сернистого смога (смог лондонского типа).
Кислотные дожди. В результате антропогенного загрязненияатмосферы сернистым газом и оксидами азота, происходит образование серной иазотной кислот, выпадающих на Землю вместе с осадками. Кислотность (pH) обычной дождевой воды за счетчастичного растворения во влаге углекислого газа равна 5,6. Но известны случаивыпадения кислых дождей с pH=2,3 (кислотность лимонного сока). Такие осадки наносят существенный ущербкачеству воды в природных водоемах, качеству почвы, приводят к разрушениюизделий из металлов, архитектурных сооружений, мрамора и бетона.
Ежегодно с осадками выпадают миллионы тонн кислот, что ведетк радикальному изменению химии природной среды. Частицы сульфатов размером0,1-1 мкм, присутствующие в атмосфере, рассеивают свет, ухудшая видимость, чтоотрицательно воздействует на организм человека.
Органические загрязнители.Органические вещества, являющиесятоксичными для микроорганизмов, животных, человека, вырабатываются бактериями,микроводорослями, растениями, насекомыми, рыбами, пресмыкающимися. Среди этихприродных токсинов и столь простые вещества, такие как синильная кислота,роданистый аллил и др. Однако число природных токсинов составляет ничтожнуюдолю токсичных веществ, созданных в лабораториях органического синтеза инашедших применение не только в криминальных целях, но и в медицине, техникемирной и военной (как боевые отравляющие вещества). Летальная доза современныхотравляющих фосфорорганических веществ составляет /> мг на 1 кг живого веса, что в сотни раз превышает токсичность классических их предшественников: иприта,люизита. От безумия химической войны человечество отказалось, а безумиеэкотоксикации — выбросов в окружающую среду органических веществ, губительнодействующих на здоровье миллиардов людей, продолжается [30].
За последние годы, благодаря тому, что во многихразвитых странах действует законодательство, направленное на защиту воздушногобассейна, общая загрязненность воздуха несколько уменьшилась, однако выбросы,источником которых является автомобильный транспорт, возрастают. Так в США наего долю приходится до 63% выбросов углеводородов. Ряд исследователейпредполагает, что вклад транспорта в загрязнение воздуха будет увеличиваться сростом числа автомобилей [31].
Вторым по мощности источником антропогенныхорганических загрязнителей атмосферы служит промышленное производство. Базовымипродуктами основного органического синтеза являются этилен (на его основевырабатывают почти половину всех органических веществ), пропилен, бутадиен,бензол, толуол, ксилолы и метанол. Вместе с производными (этилбензол, стирол,фенол, винилхлорид, акрилонитрил, фталевый ангидрид и терефталевая кислота) онииспользуются в дальнейшем для выработки широкой номенклатуры большинства другихорганических соединений (свыше 40 тыс. наименований).
В выбросах предприятий химической инефтехимической промышленности присутствует широкий ассортимент загрязнителей-компоненты исходного сырья, промежуточные, побочные и целевые продукты синтеза.Так, в газовых выбросах заводов синтетических моющих средств содержатся алканы,а также карбонильные соединения, эфиры, карбоновые кислоты. Заводысинтетического каучука загрязняют воздух исходными мономерами и растворителями.Предприятия лесохимической промышленности выделяют альдегиды, кетоны, спирты икарбоновые кислоты. Целлюлозно-бумажные комбинаты выбрасывают большиеколичества загрязнителей, таких, как метил- и диметилсульфиды, формальдегид,спирты и фенолы.
Полициклические ароматические углеводороды. Известно огромноеколичество полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Соединения этойгруппы очень распространены и встречаются практически во всех сферах окружающейчеловека среды. Индикаторное значение для всех ПАУ имеет бензопирен (БП). Этоположение впервые было сформулировано еще в 1966 г. Л.М. Шабадом и его школой (А.П. Ильницкий, Г.А. Белицкий, А.Я. Хесина, А.Б. Линник и др.).
Установлено, что только за 1 минуту работыгазотурбинный двигатель современного самолета выбрасывает в атмосферу 2-4 мгБП. Даже приблизительные расчеты показывают, что в атмосферу от этого источникапоступает ежегодно более 5000 тонн БП [32].
БП и многие другие ПАУ обладают мутагеннымдействием. В производственных условиях при экспозиции к ПАУ у людей, взависимости от способа контакта с ними и вида продукта, могут возникатьдерматиты, коньюктивиты, а также повышен риск возникновения ишемической болезнисердца, хронических заболеваний легких и другими болезнями респираторнойсистемы.
Диоксины и родственные им соединения.Диоксины — полихлорированные соединения,содержащие ароматические ядра и, прежде всего, полихлорированные диоксины идибензофураны за высокую токсичность относятся к особому классу загрязняющихвеществ — суперэкотоксикантам.
В малых дозах диоксины вызывают мутагенныйэффект, отличаются кумулятивной способностью, ингибирующим и индуцирующимдействием по отношению ко многим ферментам живого организма, вызывают учеловека повышение аллергической чувствительности. Комплексный характердействия этой группы соединений приводит к подавлению иммунитета, поражениювнутренних органов и истощению организма. В природной среде диоксины достаточноустойчивы, и могут длительное время оставаться без изменений. Для них, посуществу, не существует предела токсичности (явление так называемойсверхкумуляции), а понятие ПДК теряет смысл.
Высокой биологической активностью обладает ещеодин из компонентов летучих органических соединений (ЛОС) – этилен.Исследования показали влияние этилена на скорость созревания плодов, а также наопадание листьев. Это позволило назвать этилен гормоном созревания. Важна рольЛОС в терморегуляции растений, предохраняет растения от перегрева.
Пути поступления могут быть разнообразные, однихимические элементы проникают в организм с пищей, другие же через слизистыеоболочки и кожу.
По данным Минздрава РФ и ЕПА (США), никель,свинец, кадмий, алюминий и хром являются потенциальными канцерогенами.Канцерогенные (бластомогенные) вещества – это вещества, воздействие которых наорганизм человека приводит к развитию злокачественных опухолей.
Основным мероприятием, направленным на полноепредотвращение воздействия канцерогенных факторов, является исключениевозможности контакта с ними человека в производственной и бытовой сферах. Производственныепроцессы, связанные, с канцерогенными веществами (факторами), должны отвечатьтребованиям санитарно-гигиенических правил и норм в области гигиены труда. Приэтом должна быть обеспечена герметизация оборудования и автоматизациятехнологических процессов, исключающие попадание канцерогенов в среду обитаниячеловека.
1.2 Эколого-геохимическаяоценка урболандшафтов промышленных агломераций
1.2.1 Химическоезагрязнение почвы
В большинстве случаев антропогенному воздействию,в результате хозяйственной деятельности и эксплуатации месторождений полезныхископаемых, подвергаются верхние горизонты земной коры. При этом сильнойтрансформации подвергается самый верхний, поверхностный горизонт литосферы впределах суши, занимающей 29,2% поверхности земного шара, и включающей землиразличной категории.
Почва — это поверхностный слой земной коры,который образуется и развивается в результате взаимодействия растительности,животных, микроорганизмов, горных пород и является самостоятельным природнымобразованием. Важнейшим свойством почвы является плодородие — способностьобеспечивать рост и развитие растений. Почва является гигантской экологическойсистемой, оказывающей, наряду с Мировым океаном, решающее влияние на всюбиосферу. Она активно участвует в круговороте веществ и энергии в природе,поддерживает газовый состав атмосферы Земли. Посредством почвы — важнейшегокомпонента биоценозов — осуществляются экологические связи живых организмов слитосферой, гидросферой и атмосферой.
Химизм почв частично определяется минеральнымскелетом, частично — органическим веществом. Большая часть минеральныхкомпонентов представлена в почве кристаллическими структурами. Преобладающимипочвенными минералами являются силикаты.
Почвенный покров — важнейшее природноеобразование. Его роль в жизни общества определяется тем, что почва представляетсобой основной источник продовольствия, обеспечивающий 95-97% продовольственныхресурсов для планеты.
Органическое вещество почвы образуется приразложении мертвых организмов. Конечным продуктом разложения является гумус,находящийся в коллоидном состоянии, подобно глине, и обладающий большойповерхностью частиц с высокой катионообменной способностью. Одновременно собразованием гумуса жизненно важные элементы переходят из органических соединенийв неорганические, например азот в ионы аммония, фосфор в ортофосфат-ионы, серав сульфат-ионы. Этот процесс называется минерализацией. Углерод высвобождаетсяв виде С02 в процессе дыхания.
Особое свойство почвенного покрова — егоплодородие, под которым понимается совокупность свойств почвы, обеспечивающих урожайсельскохозяйственных культур. Естественное плодородие почвы связано с запасомпитательных веществ в ней и ее водным, воздушным и тепловым режимами. Почваобеспечивает потребность растений в водном и азотном питании, являясь важнейшимагентом их фотосинтетической деятельности. Плодородие почвы зависит также отвеличины аккумулированной в ней солнечной энергии.
Почвенный покров принадлежит к саморегулирующейсябиологической системе, являющейся важнейшей частью биосферы в целом.
Почва представляет собой сложную малодинамичнуюсистему, меняющуюся на небольших климато-ландшафтных территориях.
Экспериментально обоснованную ПДК можнорассматривать как эталонную величину отсчета, используемую для оценки опасностизагрязнения почвы в конкретных почвенно-климатических условиях [ 33,17 ].
Почвенный слой является буферной зоной междуатмосферой и недрами. По сути, он принимает на себя основную долю нагрузки отвсех видов хозяйственной деятельности человека.
Насчитывают не менее 6 типовантропогенно-технических воздействий которые могут вызвать разного уровняухудшение почв. В их числе: 1) водная и ветровая эрозия, 2) засоление,подщелачивание, подкисление, 3) заболачивание, 4) физическая деградация, включаяуплотнение и коркообразование, 5) разрушение и отчуждение почвы пристроительстве, добыче полезных ископаемых, 6) химическое загрязнение почв[ 34].
По способу поступления в почву различныезагрязнители, большинство из которых антропогенного характера, можно условноразделить на: поступающие с атмосферными осадками, осаждающиеся в виде пыли иаэрозолей, непосредственно поглощающиеся влажной почвой газообразные соединенияи вещества, поступающие в почву с растительными и животными останками.
Основными источниками загрязнения почвы являются:
Коммунальное хозяйство, промышленные предприятия,в твердых и жидких отходах которых постоянно присутствуют различные токсическиевещества, а выбрасываемые в атмосферу продукты — рано или поздно попадают впочву. Теплоэнергетика, из загрязнителей преобладают шлаки,образующиеся при сжигании каменного угля; сажа, оксиды серы, бенз(а)пирены,соединения ванадия и др. Горнодобывающаяпромышленность, отходами которой (отвалы) занимают немалые площади, выводя изпользования земельные угодья. FeS2,H2S04,. Сельское хозяйство. Основнымизагрязнителями являются удобрения, ядохимикаты и отходы животноводства, а такжетранспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания выделяется около 280различных веществ, которые оседают на поверхности почвы или поглощаютсярастениями .
Особую опасность представляют собойвысокотоксичные компоненты ракетного топлива — КРТ (применяемого на первыхступенях ракет-носителей) проливы и выбросы которых происходят в районахпадения ракет и при их авариях [27]
КТР-гептил относится к 1-му классу опасности,загрязняет почву, поверхностные воды, растительный покров; его обнаружили вкормовой растительности, овощах, мясе домашних животных, что приводит кпопаданию его в организм человека».
Тяжелые металлы.Тяжелые металлы поступают в почвупреимущественно из атмосферы с выбросами промышленных предприятий а свинец — с выхлопнымигазами автомобилей. Описаны случаи [34,36], когда большие количества тяжелыхметаллов попадали в почву с оросительными водами, если выше водозабора в рекисбрасывались сточные воды промышленных предприятий. Наиболее типичнымизагрязнителями данной группы являются: свинец, кадмий, ртуть, цинк, молибден,никель, кобальт, олово, титан, медь и ванадий.
Из атмосферы в почву тяжелые металлы попадаютчаще всего в форме оксидов, где постепенно растворяются, переходя в гидроксиды,карбонаты или в форму обменных катионов
Если почва прочно связывает тяжелые металлы(богатые гумусом тяжелосуглинистые и глинистые почвы), тем самым, предохраняя от загрязнениягрунтовые воды и растительную продукцию, она сама постепенно становится все более загрязненной, что можетпривести к разрушение органического вещества свыбросом тяжелых металлов в почвенный раствор.В итоге такая почва окажется непригодной для сельскохозяйственногоиспользования [35].
Почвы песчаные, малогумусные устойчивы противзагрязнения, за счет того, что они слабо связывают тяжелые металлы, легкоотдают их растениям или пропускают их с фильтрующимися водами. Таким образом,происходит загрязнение растений и подземных вод [37]/
Тяжелые металлы уже сейчас занимают второе местопо степени опасности, уступая пестицидам и значительно опережая такие широкоизвестные загрязнители, как двуокись углерода и серы, в прогнозе же они должныстать самыми опасными, более опасными, чем отходы АЭС и твердые отходы.Загрязнение тяжелыми металлами связано с их широким использованием впромышленном производстве вкупе со слабыми системами очистки, в результате чеготяжелые металлы попадают в окружающую среду, в том числе и почву, загрязняя иотравляя ее.
Тяжелые металлы относятся к приоритетнымзагрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах.Почва является основной средой, в которую попадают тяжелые металлы, в том числеиз атмосферы и водной среды. Она же служит источником вторичного загрязненияприземного воздуха и вод. Из почвы тяжелые металлы усваиваются растениями,которые затем попадают в пищу более высокоорганизованным животным.
Необходимо отметить, что гигиеническое состояниепочвы ухудшается, хотя способность почвы к самоочищению является основнымгигиеническим требованием для сохранения биологического равновесия. Почва ужене в состоянии справиться без помощи человека с загрязнениями [36,38,39,40].
Глава II. Методики исследованиязагрязнения окружающей среды и оценки ее качества
Для выполнения задач и достижения цели былиразработаны нами методики исследования комплексной эколого-геохимической оценкиурболандшафтов Волгоградской агломерации, которая заключается в исследованиипочв, растительности, оценки выбросов промышленных предприятий и влияния ОС наздоровье человека.
2.1 Ландшафтная индикациязагрязнения природной среды и биотестирование
Ландшафтно-геохимические исследования загрязнения, опирающиеся на классические представления о геохимии ландшафтов(М.А. Глазовская, [41] А.И. Перельман, НЛ. Солнцева), геохимии поисков полезныхископаемых (Н.С. Касимов, Ю.Е. Сает), использующие геохимию техногенеза — представления о технобиогеомах, технофильности химических элементов, их деструкционнойактивности и т.д., получили широкое распространение в Московском университете иинститутах АН СССР [31,44].
Интересны представления А.И. Перельмана огеохимических принципах систематики антропогенных ландшафтов, использующегоположения о формах движения материи и выделяющего следующие этапы развитияландшафтов: абиогенный (только механическая и физико-химическая миграция),биогенный (добавляется биогенная миграция) и техногенный (добавляетсятехногенная миграция). На взгляд авторов [46], формирование техногенныхкомплексов в первую очередь обусловлено интенсивностью поступления техногенныхвеществ, т.е. объемом техногенной миграции, а особенности дальнейшей миграцийтехногенных выбросов в ландшафтах определяются зональными и региональнымифакторами, особенно соотношением интенсивности и емкости техногенной,механической и биогенной миграций. Интенсивность накопления выбросовобусловливается соотношением различных видов миграции веществ. При преобладаниитехногенных потоков веществ над природными, а также при наибольшемраспространении техногенных векторов миграции резко усиливается аккумуляциятехногенных выбросов в ландшафтах и формируются техногенные аномалии икомплексы.[42-47]
Картированию геохимических техногенных аномалий впочвах городов посвящены исследования института ИМГРЭ. Сотрудники почвенногоинститута им. Докучаева, почвенного факультета МГУ, Института экспериментальнойметеорологии, Института географии ДВНЦ выявляют и регистрируют техногенныеаномалии в почвах вблизи промышленных центров [10,13,20,15]. Дистанционныеметоды регистрации загрязнений разрабатываются в ГГИ, ИКИ и госцентре«Природа» [5].
В рамках проектов МАБ ЮНЕСКО «Человек ибиосфера» осуществляются мониторинги: фоновый, различные региональные,биосферный, геохимический, экологический, ландшафтный. Методические приемыорганизации мониторинга не разработаны, а комплекс наблюдений, как правило,методологически не обоснован, наблюдения проводятся в рамках произвольноустановленных границ, нет ландшафтного и географического обоснования выборамест наблюдений.
Каждый из мониторингов должен проводиться врамках целостных природных образований — ландшафтов. Поэтому выбор местнаблюдений должен предваряться ландшафтной съемкой территории, а наборпараметров наблюдений предопределяется целью мониторинга.
Основной подход к обоснованию мониторингатехногенных воздействий на ландшафт — это применение принципов ландшафтнойиндикации загрязнения. Ландшафтная структура территории сама по себе ужеиндикатор состояния природы, а нарушение ее плановой и вертикальной структурыиндицирует уровень техногенного воздействия. Суть ландшафтной индикациизагрязнения состоит в том, что по состоянию ландшафта н его морфологическойструктуры индицируетсяуровень загрязнения. Индикатор — физическое явление,химическое вещество или организм, наличие, количество или перемена состояниякоторых указывают на характер или изменение свойств окружающей среды. Наиболееярко индицируют воздействия биотические компоненты ландшафта. Поэтому приорганизации техногенных стационаров следует дать ландшафтное иландшафтно-геохимическое направление этим исследованиям, что необходимо длярегламентирования техногенных нагрузок на ландшафт, регулирования потоковтехногенных веществ в природе и экологического нормирования.
Изучая ответные реакции ландшафта как целостногоприродного образования на техногенные нагрузки, возникающие при воздействииопределенного производства в разных природных зонах, можно судить осравнительной их устойчивости к одному типу техногенного воздействия. Нарушенностьландшафта, испытывающего техногенное воздействие, определяется степеньюизмененности отдельных природных компонентов или его структуры в целом. Приэтом измененность ландшафта может проявляться либо в виде его техногенныхмодификаций, либо в виде коренной перестройки основных структур всегокомплекса. Техногенно обусловленные отклонения ведущих компонентов на величину,большую естественной амплитуды колебаний, ведут к их нарушению, кореннойперестройке структуры ландшафтов и превращению их в техногенные образования — техногеомы — составные части природно-техногенных систем (ПТС), т.е. ихтехногенной трансформации. При анализе этих изменений устанавливаютсякритические экологические нагрузки на ландшафт. Показатель техногенноговоздействия — поступление техногенного вещества на единицу площади за единицувремени, показатель нарушения ландшафта — площади его структурной перестройки,а также территориальные ареалы изменения компонентов и элементов. Такимобразом, по нарушенности ландшафта в целом, а также модификациям итрансформациям его компонентов и элементов выявляется или индифицируетсяуровень техногенного воздействия, что может служить отправными точками приэкологическом нормировании.
Исследования техногенного воздействия на ландшафтполучили мощный методологический импульс с возникновением концепциигеотехнической системы. Воздействие техники как фактора интеграции природы иразличных ее компонентов рассматривалось в работах А.Ю. Ретеюма, К.Н.Дьяконова, Л. Ф. Куницина, B.C. Преображенского, Л.И. Мухиной.[6,7,48] Ими определено понятиеприродно-техническая система (или геотехническая система) и предложенасхематическая классификация техники по отношению к природе.
При изучении техногенного воздействия на ландшафттаких детериорантных отраслей промышленности, как черная и цветная металлургия,теплоэнергетика, настолько сильно изменяющие природу, что уже невозможнорассматривать ее в отрыве от их воздействия. Поэтому авторами [46] введенопонятие природно-техногенная система, составные части которой — техническиеэлементы и природа сферы их воздействия. Целостность функционирования этихсистем обеспечивает техногенный поток вещества в технологической цепи, на выходе из неев природу и распределение его в природе.
Вероятно, в будущем будет возможно дозирование поступающихв природу техногенных выбросов, будет осуществлен контроль за потокомзагрязняющих веществ, т.е. процессом техногенного воздействия на ландшафт можнобудет управлять.
При постановке физико-географических исследованийв сферах воздействия цветной, черной металлургии и теплоэнергетики на ландшафтыразных природных зон были разработаны принципиальные схемы-моделиприродно-техногенных систем [46,48,49], которые позволили рассмотретьвзаимодействие природы и техники, выявить связи и дать их количественнуюхарактеристику.
Главная отличительная черта разработаннойавторами [46] методики — высокая комплексность исследований при сочетанииландшафтного (морфогенетического) подхода с системным иландшафтно-геохимическим.
Сущность системного подхода состоит в выявленииматериальных и информационных связей между техникой и природой в ПТС, вколичественной оценке потока техногенного вещества в ландшафт и ограничениитерритории, испытывающей воздействие, т.е. практически обнаружению воздействияи ограничению его ареала. Поэтому на начальных этапах исследований необходимопостроение моделей и картосхем ПТС [21,50,51].
Основная задача геохимических исследований — изучение режимов воздействия производства на природный территориальный комплекси ответной реакции ландшафта на него.
Важно установить тип техногенного воздействия наприродную среду и основной спектр загрязняющих веществ. Авторами[49,50,51,52,53] изучены следующие типы воздействий: кислый (резкое подкислениесреды) + тяжелые металлы, кислый + макроэлементы, щелочной + макроэлементы ит.д.
Устойчивость живого к воздействию промышленныхвыбросов должна изучаться на популяционно-ценотическом уровне, причемфитоценоз, биоценоз, микробиоценоз рассматриваются как составные частиландшафтов, тесно связанных между собой.
Исследование перераспределения вредных веществбиотой комплекса их миграции в трофической цепи необходимо для подведенияоценок на «входе» и «выходе» для разноуровневыхбиологических систем, состояние которых может быть охарактеризовано структуройпопуляций растений н животных, их разнообразием, численностью, биомассой.Выявление сферы воздействия возможно по одному из элементов ландшафта, напримерпо снежному покрову, содержанию выбросов в атмосфере, почвах и т.д. Канадскимиучеными, например, для оконтуривания зоны воздействия использовался такойиндикатор, как состояние эпифитной растительности [19,45]. Состояние высшейрастительности, количество животных, резкое падение видового разнообразия их,тоже могут характеризовать степень воздействия загрязняющих веществ. Дляосуществления аналитического контроля почвы, использовались следующие средстваизмерения:
· эмиссионныйспектрометр с индуктивно-связанной плазмой, предназначенной для качественного иколичественного определения содержания металлов;
· pH-150М для определения реакции среды;
· фотоколориметрКФК-2 для определения фенолов, формальдегида;
· анализаторртути «Юлия-5К» для определения ртути;
· жидкостнойхроматограф «Цвет-3006» для определения водорастворимых фторидов;
· газовыйхроматограф «Цвет-100» для определения ароматических углеводородов.
На ранних стадиях воздействия на ландшафт или принизкой интенсивности техногенных нагрузок работают методы биотестирования икомпонентной индикации, т.е. индикаторами выступают биотические компоненты, апри длительном интенсивном техногенном воздействии удается проследить нарушениена уровне организации его морфоструктуры. Ландшафтная индикация загрязненияприроды по сравнению с биотестированием и компонентной индикацией более сложныйвид исследований, так как требует не только установлениякомпонентов-индикаторов, но и поисков показателей нарушенности вертикальных игоризонтальных связей в ландшафтах.[42-55]
Индикация как направление научных исследованийразвивается не только в географии, но также в гидрогеологии и ботанике,медицине радиотехнике и сельском хозяйстве.
В физической географии индикационный подходприменяется сравнительно недавно. Обычно основоположником индикационногоподхода называют американского ботаника Ф. Клементса, который в 1920 г. в работе «Растительные сукцессии и индикаторы» отмечал, что каждое растение илирастительное сообщество представляет лучшую меру условий, в которыхпроизрастает. Однако еще в конце прошлого века В.В. Докучаев считал, что всеэлементы природы взаимосвязаны между собой и что по одному из них можно судитьобо всех остальных. После работ Ф. Клементса в физической географии игеоботанике развивалось преимущественно фитоиндикационное направление, т.е.использование свойств растений и их сообществ для характеристики другихкомпонентов природы: рельефа, климата, почв, грунтовых и подземных вод и др.При отсутствии дистанционных методов исследования развитие индикации в такомнаправлении вполне закономерно, поскольку растительность наиболее доступна длянаблюдений при полевых исследованиях, динамична и чутко реагирует на измененияокружающей среды. [16,47,55,52]
Свойство растительности реагировать не только наестественные, но и на антропогенные изменения окружающей среды легло в основудругого «направления индикационных исследований — биотестирования.Применяется оно при решении практических задач, связанных с определениемуровней антропогенного воздействия на среду по состоянию биологических систем.В связи с актуальностью проблем загрязнения среды в последние годыбиотестирование развивается преимущественно при изучении уровней загрязнениявод и воздуха. Наиболее убедительные результаты получены при использовании вкачестве биотестов низшей растительности, и особенно эпифитной лишайниковой.
Ландшафтная концепция объединяет биологические,бкокосные и косные системы в более сложные природные и антропогенныетерриториальные системы. В этой связи биологические индикаторы выступают вкачестве компонентов и элементов геосистем. В этом заключается сущностьландшафтной индикации, рассматривающей индикаторы природных и автропогенныхпроцессов и явлений в качестве подсистем более сложных территориальных систем.
В настоящее время выделяется нескольконаправлений ландшафтно-индикационных исследований. Первое из них можно назватьклассической ландшафтной индикацией, а с учетом ведущего метода исследований — аэроландшафтной индикацией. По сравнению с аэроландшафтной индикациейландшафтная индикация нарушения природной среды исследует природно-антропогенныеи природно-техногенные системы. В этом случае любой индикатор может бытьэлементом сразу двух систем: природной геосистемы и природно-технической.Поэтому один и тот же индикатор, с одной стороны может характеризоватьинтенсивность и величину техногенного воздействия, а с другой — степеньнарушенности природных геосистем. В настоящее время загрязнение — один изведущих факторов трансформации среды, и потому ландшафтная индикациязагрязнения природной среды выступает в качестве одного из пертективныхнаправлений индикации. Рассмотрим его основные принципы.
Ведущий принцип ландшафтной индикации загрязнениясреды — взаимодополняющее диалектическое исследование ее воздействия инарушения. В результате реализации этого методологического принципа всеиндикаторы разделены на две большие группы: воздействия и нарушения.
В зависимости от цели исследования в качествеиндикаторов воздействия и нарушения широко используются сами природныекомплексы, их компоненты и элементы, на которых непосредственно отражаетсязагрязнение. Для индикации используются также свойства компонентов и элементов,как структура, размеры, химический состав и др. Иногда присутствие илиотсутствие индикатора служит информацией об изучаемом процессе. Особый интереспредставляют индикаторы, содержащие многолетнюю информацию, в том числе такиеприродные комплексы, как торфяные болота, ледники, деревья с большим абсолютнымвозрастом.
Для индикации воздействия и нарушения могутиспользоваться одни и те же индикаторы. Например, зольность торфа применяетсядля оценки уровня техногенного воздействия, а значения рН торфа характеризуютответную реакцию болотных систем.
Другой принцип ландшафтной индикации — анализтерриториальных структур — используется на двух уровнях исследования. На первомосновное внимание уделяется границам территориальных систем, которыерассматриваются как качественные и количественные границы действия био- игеоиндикаторов [17,50].
Ландшафтная, карта рассматривается в качествеосновы при проведении индикационных исследований.
Анализируются собственно территориальныеструктуры, которые выступают в качестве территориальных индикаторовтехногенного воздействия и нарушения среды.
2.1.1 Методикиисследования: индикаторы техногенного воздействия на геосистемы
Индикаторы техногенного воздействия нагеосистемы. К индикаторам, носителям информации о техногенном воздействииотносятся такие природные комплексы и их компоненты и элементы, как почва, лед,снег, торф, поверхностные (озерные, речные, дождевые) воды, приземный слой воздухаи т.д. Основное требование, предъявляемое к природным индикаторам воздействия,- способность отражать (фиксировать) воздействие и сохранять его в»памяти" с минимальной трансформацией до времени опробования.
Индикаторы нарушения геосистем. Они характеризуютответную реакцию на техногенные воздействия через атмосферу, к ним относятсяпочва, почвенные и грунтовые воды, растительность и животный мир. Дляиндикаторов нарушения (биокосной и биотической подсистем), так же как и длявсей геосистемы, присущ механизм саморегуляции: чтобы воздействие запечатлелосьв их «памяти», оно должно превысить некий пороговый уровень,различный как для каждой геосистемы, так и для каждого индикатора.
К перспективным, а главное, широкораспространенным индикаторам ранних стадий нарушения геосистем относитсянапочвенная и почвенная мезо- и микрофауна. Опыт ее изучения на ландшафтнойоснове в сфере воздействия цветной и черной металлургии дал контрастные впределах ландшафта результаты [41,11,56].
К обязательным индикаторам при изучении ответнойреакции геосистем на техногенное воздействие вследствие ее повсеместногораспространения можно отнести почву. Она относится к таким блокамландшафтно-геохимических систем, в которых накапливается наибольшая информацияо техногенных аномалиях [41,57]. Особый интерес для ландшафтоведа представляетизучение изменений под воздействием техногенного фактора физических,физико-химических и химических свойств верхнего горизонта («пленки»)почвы. В физическом смысле это поверхность земли, фокус взаимодействиявнутренних и внешних для данной геосистемы процессов. К тому же свойстваповерхностных горизонтов почвы в большей степени зависят от совокупностиландшафтных факторов. Поверхностные горизонты почвы быстро отражают измененияокружающей среды по сравнению с более устойчивыми консервативными свойстваминижних горизонтов.
Степень загрязнения атмосферного воздуха устанавливали пократности превышения ПДК с учетом класса опасности, суммации биологическогодействия загрязнений воздуха и частоты превышений ПДК.
Для повышения надежности оценки результатовизмерений и исключения случайных величин используют статистическую обработкуматериала.
Для оценки степени загрязнения используютсреднесуточные пробы, полученные путем непрерывной аспирации в течении 24 часовили прерывистой аспирации как минимум 4 раза в сутки через равные интервалывремени. Все концентрации из отобранных среднесуточных проб подвергают анализу.Для каждой среднесуточной концентрации рассчитывают кратность превышенияпоказателя К. Определенный по этому показателю ряд за анализируемый период(год) оценивают в соответствии с принятыми критериями.
Среднегодовые – концентрации загрязняющих веществв атмосферном воздухе рассчитывали по ГОСТ 17.2.3.01-86 или использовали данные«Ежегодников о состоянии загрязнения воздуха городов и промышленных центров» занесколько лет, но не менее двух.
Степень загрязнения воздуха рассчитывается сучетом кратности превышения среднегодового ПДК веществ, их класса опасности,допустимой повторяемости концентраций заданного уровня, количества веществ,одновременно присутствующих в воздухе, и коэффициента их комбинированногодействия. Степень загрязнения воздуха веществами разных классов опасностиопределяется «приведением» их концентраций, нормированных по ПДК, к концентрациямвеществ 3 класса опасности по формуле.
Где: n-коэффициент неэффективности;j-класс опасности.
2.2 Химические методыанализа
2.2.1 Основноеоборудование и приборы, используемые для химанализа загрязнений окружающейсреды
Современные методы контроля химических веществ,загрязняющих окружающую среду, — это по сути физико-химические методы.
Для количественного анализа смесей используютнесколько разновидностей хроматографического анализа: газовая хроматография,высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), тонкослойная хроматография(ТСХ), ионная хроматография, хроматомасс-спектрометрия (ХМС), полярография.
Общую загрязненность почвы характеризует валовоеколичество тяжелых металлов. Доступность же элементов для растений определяетсяих подвижными формами. Поэтому содержание в почве подвижных форм тяжелыхметаллов – важнейший показатель, характеризующий санитарно-гигиеническуюобстановку.
Эмиссионный спектральный анализ является одним изсамых распространенных экспресс-методов определения элементного состававеществ.[58,59,60]
Этот метод, как правило, используется при входномконтроле сырья и выходном контроле продукции в таких отраслях промышленностикак черная и цветная металлургия.
Чаще всего в почве определяют содержаниедоступных растениям питательных веществ: азота (N), фосфора (/>) и калия (К20).Определяют величину рН почвенного раствора.
Для изучения степени засоленности и солевогосостава определяют водорастворимые вещества в почвах при помощи водных вытяжек.
Определяют количество обменных катионов /> К+которые могут переходить из твердой фазы в раствор; от содержания их зависятструктура, водно-воздушный режим, обеспеченность почвы элементами питаниярастений. Если в почве много поглощенного натрия, то это признаксолонцеватости. Замена катиона Na+ на Са2+ достигается гипсованиемпочвы, а катиона Н+ ионом Са2+ — известкованием. КатионыСа2+ улучшают свойства почвы.
Часто определяют физические и водные свойствапочвы: влажность, удельный и объемный вес. Эти показатели необходимы длявычисления запаса влаги в почве, дефицита ее, установления поливных норм.
Под валовым анализом почвы понимают определение вней общего содержания азота, фосфора, калия, гумуса, карбонатов.
Средние пробы почв составляют из отдельныхобразцов только в пределах одной почвенной разности. [58-61]
Количественное определение загрязняющих веществ впочве проводилось по действующим аттестованным методикам, внесенным в«Государственный реестр методик КХА», и методикам, разрешенными к применениюдля целей производственного экологического контроля. ГОСТ 26423-85
Метод определения pH заключается в извлеченииводорастворимых солей из почвы дистиллированной водой при соотношении почвы кводе 1:5 и в определении активности ионов водорода на pH-метре.
Сущность определения плотного остатка согласноГОСТ и заключается в извлечении водорастворимых солей из почвы дистиллированнойводой при соотношении почвы к воде 1:5 и определении его количествагравиметрическим методом.
Сущность метода по определению сульфатов в той жеводной вытяжке заключается в осаждении иона сульфата раствором хлористого барияи взвешивании прокаленного остатка и выполняется по ГОСТ.
Формальдегид извлекается из почвы перегонкой сводяным паром в сильнокислой среде и определяется в отгоне восстановлением схромотроповой кислотой. Интенсивность окраски фиксируется фотоколорометрически.
Флуориметрический метод измерения массовойконцентрации нефтепродуктов основан на экстракции их гексаном и измеренииинтенсивности флуоресценции экстракта на приборе «Флюорат-02».
Принцип ионохроматографического определенияводорастворимых фторидов состоит в том, что многокомпонентная смесь ионовразделяется на колонках, заполненных сорбентами, в структуре которых содержатсяионогенные группы, специфичные по отношению к катионам и анионам.
2.3 Биологические методыанализа
Комплексный мониторинг состояния окружающей средывключает в себя исследование природных ресурсов — воды, воздуха, почвы иэкосистем в целом физическими, химическими и биологическими методами с цельюизмерения, оценки и прогноза антропогенных изменений абиотической составляющейбиосферы (в первую очередь — загрязнений) и ответной реакции биоты на этиизменения, а также последующих изменений в экосистемах в результатеантропогенных воздействий.
Составной частью экологического мониторингаявляется мониторинг биологический, т.е. система наблюдений, оценки и прогнозалюбых изменений в биоте, вызванных антропогенными факторами. В рамкахбиологического мониторинга принято рассматривать три вида деятельности:разработку систем раннего оповещения, диагностику и прогнозирование.
Химические и физико-химические методы анализа нев состоянии охватить все многообразие загрязняющих веществ, которыепретерпевают в окружающей среде сложные трансформации, образуя подчас еще болеетоксичные соединения. Количественный анализ какой — либо примеси сам по себе недает ответа на вопрос о се биологической опасности. Поэтому необходимы методыинтегральной оценки качества среды[58-62].
Биотестирование — прием исследования, в котором окачестве среды, о факторах, действующих самостоятельно или в сочетаниях, судятпо выживаемости, состоянию и поведению специально помещенных в эту средуорганизмов — тест-объектов.
Биоиндикация — очень близкий к биотестированию прием,использующий организмы, обитающие в исследуемой среде, присутствие, количествоили особенности развития которых служат показателями естественных процессов,условий или антропогенных,изменений среды обитания.
Биологические методы основаны на том, что дляжизнедеятельности — роста, размножения и функционирования живых существнеобходима среда строго определенного химического состава. При изменении этогосостава, например при исключении из питательной среды какого-либо компонентаили введении дополнительного (определяемого) соединения, организм черезкакое-то время, иногда практически сразу подает соответствующий ответныйсигнал. Установление связи характера или интенсивности ответного сигналаорганизма (называемого индикаторным) с количеством введенного в среду илиисключенного из среды компонента служит для его обнаружения или определения.Для биологических методов характерны своя методика эксперимента, аппаратура испособ регистрации ответного сигнала индикаторного организма [58-62].
Методика сбора и обработки материала для оценкистабильности развития берёзы повислой (Betula pendula Roth.)[63-65]
Оценка стабильности биологических систем любогоуровня крайне необходима, особенно для определения степени антропогенноговоздействия, Состояние природных популяций билатерально симметричных организмовможет быть оценен через анализ величины флуктуирующей асимметрии,характеризующей мелкие ненаправленные нарушения стабильности развития иявляющейся интегральным ответом организма на состояние окружающей среды.Растения, как продуценты экосистемы, в течение всей жизни привязанные клокальной территории и подверженные влиянию двух сред: почвенной и воздушной,наиболее полно отражают весь комплекс стрессирующих воздействий на систему.
Традиционные методы, оценивающие химические ифизические показатели, не дают комплексного представления о воздействии набиологическую систему, тогда как биоиндикациоииые показатели отражают реакциюорганизма на все многообразие действующих на него факторов, имея при этомбиологический смысл,
При сборе материала для биоиндикационныхисследований следует учитывать следующие правила:
В качестве модельного объекта выбирается обычный,широко распространенный вид, в данном случае береза повислая (Betula pendula Roth).
Выборки должны производиться с растенийнаходящихся в сходных экологических условиях по уровню освещенности, влажностии т.д. Например, одна из сравниваемых выборок не должна находиться на опушке, адругая в лесу.
Для анализа используюттолько средневозрастные растения, избегая молодые экземпляры и старые.
Выборка листьевпроизводится с 10 близко растущих деревьев по 10 листьев с каждого, всего 100листьев с одной точки (следует брать несколько больше, на случай попаданияповреждённых листьев),
Листья берутся из нижней части кроны, на уровнеподнятой руки, с максимального количества доступных веток (стараясьзадействовать ветки разных направлений, условно – на север, юг, запад, восток).
У березы используют листья только с укороченныхпобегов.
Листья стараются брать примерно одного, среднегодля данного вида размера.
Для обработки собранногоматериала необходимы: линейка, циркуль-измеритель, транспортир. Одна выборкався обрабатывается одним человеком.
При занесении данных вкомпьютер для хранения и математической обработки, используют программу Microsoft Exceel.
2.4Статистические методы обработки результатов исследований
Величина асимметричностиоценивается с помощью интегрального показателя – величины среднегоотносительного различия на признак (среднее арифметическое отношение разности ксумме промеров листа слева и справа, отнесенная к числу признаков).
Обозначим значение одногопромера X, тогда значение промера с левой и справой стороны будем обозначать как />, соответственно. Измеряяпараметры листа по 5-ти признакам (слева и справа) мы получаем 10 значений X.
В первом действии (1)находим относительное различие между значениями признака слева и справа – Y для каждого признака. Для этогонаходят разность значений измерений по одному признаку для одного листа, затемнаходят сумму этих же значений и разность делят на сумму. Например, в нашемпримере у листа №1 по первому признаку /> Находим значение /> по формуле:
/>
Подобные вычисленияпроизводят по каждому признаку. В результате получается 5 значений Y для одного листа. Такие жевычисления производят для каждого листа в отдельности.
/>
Во втором действии (2)находят значение среднего относительного различия между сторонами на признакдля каждого листа (Z). Для этогосумму относительных различий надо разделить на число признаков. Например, для 1листа
/>
Находим значение /> по формуле:
/>
где N – число признаков, в данном случае N=5.
Подобные вычисленияпроизводят для каждого листа.
В третьем действии (3)вычисляется среднее относительное различие на признак для выборки (X). Для этого все значения Z складываются и делят на число этихзначений.
/>
где n – число значений Z, т.е. число листьев.
Этот показательхарактеризует степень асимметричности организма. Для данного показателяразработана пятибалльная шкала отклонения от нормы (Захаров В.М., Крысанов Е.Ю.и др. [63-67]), в которой 1 балл – условная норма ФА
Поскольку любые статистические данные требуют представления ввиде «величина±погрешность», необходимо провести расчет погрешности измеренийассиметрии. Статистическая значимость различий между выборками по величинеинтегрального показателя стабильности развития (величина среднегоотносительного различия между сторонами на признак) определяется по t – критерию Стьюдентаю
Погрешность среднего в этом случае определяется по формуле(1)
/>
(1)
Где tp,f – коэффициентСтьюдента, xi – величина i-го измерения, x – средняя величина асимметрии, n – число измерений. Будем считатьпогрешность среднего для каждой группы измерений в отдельности, т.е. в группе n = 100 измерений. Доверительная вероятность P = 0,95 – это значит, 95% измерений попадает в интервал, полученныйпосле подсчёта погрешности. Для 120 измерений и P = 0,95 определим коэффициент Стьюдента коэффициент Стьюдента tp,f = 1,98
Глава III. Оценка воздействиязагрязняющих веществ промышленных предприятий (ОВПП) Волгоградскойагломерации на состояние атмосферы
В России с каждым годом становится все большерегионов, где состояние окружающей природной среды приближается к экологическойкатастрофе, что делает жизнь людей крайне опасной.
Для оценки состояния территории по выявлению зонэкологического бедствия или чрезвычайных экологических ситуаций МинприродыРоссии 30 ноября 1992г. утвердило «Критерии оценки экологической обстановкитерриторий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зонэкологического бедствия»
В соответствии с этими положениями экологическаяобстановка классифицируется по возрастанию степени экологическогонеблагополучия следующим образом, относительно удовлетворительная; напряженная;критическая; кризисная (или зона чрезвычайной экологической ситуации); катастрофическая(или зона экологического бедствия),
В большинстве случаев показатели разделены наосновные и дополнительные. Состояние территории оценивают по основнымпоказателям с учетом дополнительных.
Пространственный масштаб воздействия колеблется вчрезвычайно широких пределах, в зависимости от характеристик источниковзагрязнения и объектов воздействия. Концентрация загрязняющих веществ ототдельных локальных источников в результате процессов рассеяния и выпаденияпримесей довольно быстро убывает с расстоянием. Максимальные концентрацииотмечаются на расстоянии 10 — 20 высот трубы [39,55]. Поэтому опасные дляздоровья человека концентрации от таких источников наблюдаются, как правило, наплощади не более /> Для хвойных лесов,чувствительность которых к загрязнению атмосферы в несколько раз выше, чем учеловека, площадь поражения растительности может достигать 100 — 1000км .
В крупных промышленных агломерациях происходитналожение загрязнения от отдельных источников, и общая площадьнегативного воздействия может быть близкой кплощади самой агломерации или превосходить ее.
При оценке возможного неблагоприятного влияниязагрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения используютрезультаты измерения на стационарных, маршрутных и передвижных постахнаблюдения.
Производственно-хозяйственная деятельностьпромышленных предприятий Волгограда сопровождается выделением в атмосферувредных загрязняющих веществ от стационарных источников.
Основными загрязняющими веществами в выбросахявляются твердые частицы (пыль, сажа, металлы) и газообразные вещества (окисьуглерода, двуокись серы, окислы азота).
Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу отпромышленных предприятий по районам города распределились следующим образомотображенных в.
Анализируя представленные данные, можно сделатьвывод, что наиболее неблагоприятная экологическая обстановка складывается вКрасноармейском районе – Южный промышленный узел – 51%, а также вКраснооктябрьском и Тракторозаводском районах – Северный промышленный узел.
Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу отстационарных источников загрязнения различными отраслями промышленности г.Волгограда представлены в период с 2000 по 2004 г.
За пятилетний период сократились выбросы по рядуотраслей промышленности.
Наибольший вклад в загрязнение атмосферы (пообъему выброса) вносят предприятия топливной промышленности (25,7% от общеговалового выброса по городу), металлургии (31,9%), химии и нефтехимии (21,5%),энергетики (7,7%).
Глобальные проблемы находят свое отражение и врегиональных масштабах. Следует признать, что экологическая ситуация вВолгоградской области продолжает оставаться достаточно сложной. Она определяетсяцелым рядом проблем, основными из которых являются комплексное загрязнение ОС идеградация экосистемы. Отмечается дальнейший рост выбросов загрязняющих веществв атмосферу в целом по области. По данным Волгоградского комитетагосударственной статистики, за 2005 г. валовые выбросы загрязняющих веществ ватмосферу составили: от стационарных источников — 342,3 тыс. тонн (в 2004 г. — 265,57), от передвижных источников -455,068 тыс. тонн (в 2004 г. — 407.3).
В процентном соотношении прирост составляет постационарным источникам 28,89%, а по передвижным — 11,73%. Цифры, как мы видим,значительны даже для нашего миллионного города.
3.1 Оценка воздействияпромышленных предприятий Южного промузла на состояние атмосферы
Химическая промышленность является, как известно,одним из главнейших поставщиков загрязнителей в окружающую среду. На территориинашего региона сосредоточено большое количество предприятий этой отрасли, такиекак ВОАО «Химпром», ОАО «Каустик», заводы Волгоград-Нефтепереработка,Шпалопропитка, БВК з-д (Белково-витаминных концентратов), Волгоградскийтехуглерод и т.д.
Наименование вредных веществ, образующихся впроизводственном цикле ВОАО «Химпром».
Не утилизируемые органические отходы уничтожаютсяна установке термического обезвреживания отходов, мощностью 500т/год.
Не утилизируемые твердые отходы 3,4,5 классовиспользуются для укрытия бывшего пруда-накопителя сточных вод по проекту и посогласованию с инспектирующими организациями.
На размещение отходов выданы лимиты, утверждениекоторых производят Федеральные органы.
Так, по данным загрязнения атмосферного воздухаза 2005 г., наибольший вклад в загрязнение окружающей среды вносят такиевещества, как неорганическая пыль — 1892, 439 т. (29,8%), оксид углерода — 2146, 525 т. (33,8%), четыреххлористый углерод — 438, 579 т. (6,9%), хлорвинил- 156, 469 т. (2,5%), аммиак — 77, 565 т. (1,2%). Ни один из загрязнителей непревышает ПДВ. Это говорит о том, что на предприятии принимаются меры дляснижения загрязнения, а соответственно и вредного воздействия на окружающуюсреду.
Рассматривая ситуацию на предприятии со сточнымиводами, можно отметить, что превышения установленных норм не наблюдается, стокиполностью очищаются и утилизируются. На предприятии присутствует замкнутоеводоснабжение, используются циркуляционные процессы.
ВОАО «Химпром» — большое химическое предприятие,здесь существует специальная служба, занимающаяся вопросами охраны атмосферноговоздуха, почв, водных ресурсов.
На данном предприятии эксплуатируются объекты повыпуску таких продуктов как: хлор, хлорорганические продукты, хлорная известь,карбамид — формальдегидная смола, хладоны, бензиловый спирт, карбид кальция идр.
Кроме того, на ВОАО «Химпром» эксплуатируется рядпроизводств, с повышенной опасностью.
ВОАО «Химпром» расположен на правом берегу р.Волга, в юго-восточной части г. Волгограда. Территория предприятия примыкает свосточной стороны к береговой зоне, с западной стороны — 2йПродольной магистрали.
Санитарными нормами предусматривается созданиевокруг предприятия санитарно-защитной зоны, размер которой обусловлен классомвредности предприятия. ВОАО «Химпром» имеет СЗЗ площадью до 150 га. Согласно утверждённым директивным документам имеет размер 1 км. Меридиальная протяженность равна 1,7 км, широтная 1,4 км.
Общая площадь землепользования составляет 207,6 га, площадь занимаемой территории основной промплощадки — 147,6 га, площадь застройки -53,1 га, площадь озеленения — 29,3 га.
Санитарно — защитная зона является промежуточнойзоной между предприятием ВОАО «Химпром» и жилым массивом на восток от 2/>Продольноймагистрали в связи с особенностями гидрологических условий. Насанитарно-защитной зоне предприятия находятся и другие предприятия, характердействия которых: сжигание топлива «Волгогрэс», производство стройматериалов –Стройдеталь «ЖБИ-6», а также переработка металла (ОАО «Вторчермет»,«Вторцветмет»).
На солончаковой почве СЗЗ предприятия размещеныдренажи для отвода ливневых и грунтовых вод, уровень которых залегает наглубине 20 м.
Засоленность грунтовых вод на санитарно — защитной зоне предприятия относится к высокой. Мг/дм3 рН-6,15,хлориды 1290, сульфаты 11,2, кальций 1200, сухой остаток 2220.
Глубоко залегающие засоленные грунтовые водывидимо могут оказать влияние на почвообразовательный процесс. Большую опасностьвсе-таки оказывает верховодка, которая обогащена солями за счёт почвообразующейхвалынской глины. Состав сброса сточных вод ВОАО «Химпром». На состав сточныхвод оказывает влияние и состав выбросов промышленных предприятий, а главное этоиспользуемые технологии, которые необходимо заменять.
Ввиду того, что ВОАО «Химпром» географическирасположен практически в центре города с санитарно — защитной зоной в местеактивного гидрологического природного и техногенного воздействия на окружающуюсреду, были изучены вопросы, касающиеся степени загрязнения почвысанитарно-защитной зоны и её благоустройства.
Так как СЗЗ является барьерным разрывом отпредприятия до жилого массива, то на поверхности не исключено скоплениезагрязняющих веществ от организованных выбросов вредных веществ, в том числе отгазоочистных установок.
На границе СЗЗ установлены контрольные точки, покоторым проводились натурные замеры концентрации вредных веществ по веществам:хлористый водород (ПДК -0,2 мг/м ), хлористый метил (ПДК — 0,003 мг/м°), хлор(ПДК — 0,001 мг/м3), аммиак (ПДК — 0,0003 мг/м3).
По результатам контроля превышений предельно — допустимых концентраций в жилом массиве не зарегистрировано.
По расчётным величинам установлена границарассеивания, которая является границей санитарно — защитной зоны.
На СЗЗ ВОАО «Химпром» и «Волгогрэс» находятсяшламонакопители этих предприятий. Данные сооружения предназначены для сборашламов (отсевы, отходы от очистки оборудования). Так как эти сооруженияспециального назначения, то воздействие их на окружающую среду оценивается по результатамконтроля грунтовых вод и атмосферного воздуха от данных объектов.
Сочетание низкой температуры и высокойотносительной влажности способствуют увеличению концентраций загрязнителей вприземном слое воздуха.
Изложенное свидетельствует о том, что поведениезагрязнителей в атмосфере подчиняется определённым закономерностям.
Рассчитанные на их основе максимальные приземныеконцентрации основных загрязнителей, поступающих в атмосферный воздух отдействующих производств ВОАО «Химпром» (том ПДВ»), не превышают ПДК для воздуханаселённых мест. Основные загрязнители, их приземная концентрация в долях ПДК иПДК данных веществ.
Как видно из диаграммы, наибольший вклад в общийвал загрязнителей вносит пыль (взвешенные неорганические вещества). Пыльразмером
Приземные концентрации пыли: северо-восточноенаправление – 1,85 мг/м3, северное – 1,8 мг/м3,восточное 1,92 мг/м3
Средние приземные концентрации пыли при восточномнаправлении преобладают над другими.
Нами проанализированы результаты контроля содержанияпыли CCaO в атмосферном воздухе при одном направлении и скорости ветра вточках, которые удалены от источника выброса на разное расстояние.
Выбраны 3 точки.
1 т – непосредственно около источника. Т, пыльССаО, г/м3 =80
2 т– в СЗЗ – 800 м. ССаО, г/м3 =3
3 т – жилой массив. ССаО г/м3 =0,5
Таблица 2
/>
Как видно из результатов контроля с удалением отточки выбросов концентрация пыли уменьшается с 80 г/м/>до 0,5 г/м/>
Результаты рассеивания приземных концентрацийвредных веществ представлены картами рассеивания с изолиниями концентрацийзагрязняющих веществ.
Цифры на изолиниях карт показывают концентрации вдолях ПДК.
Самый большой вклад в уровень загрязненияатмосферы имеет оксид кальция.
Причина этого вклада состоит в том, что наиболеемноготоннажным производством на ВОАО “Химпром” является производство карбидакальция. Сырьем для производства карбида кальция являются: известь обожженная икокс.
Процесс получения продукта происходит втрехфазной электропечи с рядовым расположением электродов. Для очистки дымовыхгазов предусмотрены газопылеочистные устройства. Очищенные на 85% выбросывыбрасываются через трубу высотой 100 м.
Характеристика газопылеулавливающей установки –пылеуловители ВЗП – 800 в производстве карбида кальция: степень очистки85%, оксид кальция – выброс 1259 т/год, а пыль кокса – 839 т/год после очистки
Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых ватмосферу от организованного источника выброса (труба цеха № 40): пыль извести(оксид кальция) — 9269,8 т/год; пыль кокса III класс опасности, выброс– 6174,8 т/год.
Основной мерой по достижению степени сниженияявляется выполнение технических мероприятий по совершенствованию очистительныхустановок в производстве карбида кальция.
Мы условно отнесли ООО Лукойл –Волгограднефтепереработка к группе заводов, которые образуют Южный промышленныйузел Волгоградской агломерации и который вносит свой вклад в окружающую среду.Рассмотрим этот эффект подробнее.
ООО Лукойл – Волгограднефтепереработка.
Завод расположен в Заканальной частиКрасноармейского района. Предприятие занимает центральное место в промзонерайона, включающей в себя предприятия стройиндустрии, энергетики, легкой ихимической промышленности. (ТЭЦ-3, завод «Каустик», завод «Техуглерод» и др.предприятия)
Жилые застройки Красноармейского районаразмещаются с западной и северо-западной стороны завода. Расстояние отнефтеперерабатывающего завода до ближайших застроек составляет 1,5 км. Общая площадь, занимаемая предприятием в плане равна 760 га. Юго-западная часть производственной территории завода представляет собой в основном установки, в первую очередьпостроенные на предприятии. Это установки электрообессоливания иатмосферно-вакуумной перегонки нефти, термического крекинга и вторичнойперегонки бензина. Дальнейшее развитие завода осуществлялось по следующемупринципу: масляное производство развивалось в юго-восточном и восточномнаправлениях, топливное — в северном и северо-восточном направлениях.
Волгоградский нефтеперерабатывающий заводработает с 1958 года, его максимальная мощность обеспечивает переработку 2600тонн нефти- сырца в день, средняя фактическая производительность заводасоставляет 2000 т/день из-за невозможности получения необходимого количествасырья.
Предприятие является заводом топливно-масляногопрофиля с развитым нефтехимическим производством. На заводе перерабатываетсятри вида нефтей: Жирновско-Коробковские, Мангишлакские, Шаимские и нефтиВолгоградской области. В ассортименте продукции завода около 200 наименований:моторные и котельные топлива, минеральные масла, присадки к маслам,растворители, ароматические углеводороды, парафиновая продукция, нефтяныекоксы, битумы и т.д.
В процессе хозяйственной деятельностиВолгоградский нефтеперерабатывающий завод оказывает влияние на атмосферу,гидросферу и литосферу.
Политика 000 «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» — это своевременное реагирование на изменяющиеся условия производства и требованияфедерального законодательства. Приоритетными задачами 000«ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» являются обеспечение безопасных условийтруда работников, защита здоровья персонала и населения, проживающего в районедеятельности предприятия, а также предотвращение загрязнения окружающей среды.
На ООО “ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка” воктябре 2004 года Международной аудиторской фирмой BVQI (Бюро-Веритас) проведенсертификационный аудит на соответствие требований стандарта систем менеджмента ISO 14001, и в ноябреполучен сертификат BVQI.
Это обязывает предприятие еще выше поднять планкутребований по снижению техногенной нагрузки на окружающую среду.
Атмосфера.В 2006 году закончена работа, которая велась в течение 10лет, по инвентаризации источников вредных выбросов в атмосферу и разработанпроект нормативов ПДВ. В итоге этой работы число источников вредных выбросов ватмосферу составило 1749, а валовый выброс вредных веществ в атмосферу,согласно тома ПДВ, 41,9 тыс. тонн. Работа по установлению нормативов ПДВповодилась инструментальным методом, а где измерения невозможно было провести,применялся расчетный метод согласно методик.
За 2004 год в атмосферу от стационарныхисточников было выброшено более 22 150 тонн загрязняющих веществ, а в 2006году – 19708. Эта величина по отношению к 1999 году возросла. Объяснение этому– увеличение объема переработки нефти. Удельные нормы на тонну перерабатываемойнефти снизились. Имеется снижение и по ингредиентам.
Объем валовых выбросов в атмосферу ООО «Лукойл –Волгограднефтепереработка» представлены удельные выбросы загрязняющих веществ ватмосферу. Таким образом это предприятие также вносит свой вклад в загрязнениеОС, создавая экологическую ситуацию напряженной на территории Южного промузла.
3.2 Оценка воздействия промышленныхпредприятий Северного промузла на состояние атмосферы
К Северному промузлу условно относим предприятия,которые находятся на территории Краснооктябрьского, Тракторозаводского района.К ним относятся предприятия «РУСАЛ», Волгоградский Тракторный завод,Металлургический завод «Красный Октябрь» и др. заводы.
РУСАЛ принадлежит кпредприятиям цветной металлургии и является в настоящее время одним из основныхзагрязнителей атмосферного воздуха г.Волгограда в связи с увеличением объемовпроизводимой продукции. Экологическая обстановка Тракторозаводского районаг.Волгограда длительное время остаётся напряженной за счет влиянияхозяйственной деятельности промышленных предприятий цветной металлургии,машиностроения, прохождения транзитного автотранспорта. Алюминиевый заводпредставляет огромный интерес с точки зрения экологии, так как является однимиз наиболее опасных загрязнителей города. В последние годы наметилась явнаятенденция к росту производства по всем показателям работы, что обуславливаетувеличение выбросов вредных веществ в атмосферный воздух.
Загрязнения не могут неотразится на здоровье людей, как работающих на самом заводе, так и живущих вблизлежащих районах. Как правило, люди, работающие на Алюминиевом заводе, живутна 10-15 лет меньше и болеют онкологическими заболеваниям в 2-3 раза чаще. Всоставе вредных выбросов РУСАЛ обнаруживаются вещества, принадлежащие к первомуклассу опасности (плохо растворимые фториды и бензопирен) и вещества,обладающие канцерогенными свойствами (никель, кобальт).
РУСАЛ представляетбольшую опасность для живых организмов и экологии города в целом. Атмосферныевыбросы, содержащие опасные фтористые соединения, распространяются на несколькорайонов города на десятки км. При этом важно учитывать, что избыток фтора сильносказывается на здоровье человека, откладываясь в костях и вызывая рискзаболевания флюорозом.
Влияние алюминиевогозавода опасно тем, что происходит постоянное вымывание загрязнений в открытыеводоёмы и грунтовые воды, которые могут использоваться человеком для питья идругих нужд. Эти загрязнения из почвенной влаги, грунтовых вод и открытыхводоёмов попадают в организмы животных и растений, употребляющих эту воду, азатем по пищевым цепочкам опять-таки попадают в организм человека. Некоторыетоксические соединения рано пли поздно попадают в подземные воды, в результатечего нарушается не только биологическое равновесие почвы, но ухудшается икачество подземных вод до такой степени, что их уже нельзя использовать дляупотребления.
Исследование деятельностиРУСАЛ поможет дать ответ на некоторые экологические проблемы, которые создаетзавод. Изучение качества окружающей среды территории завода необходимо длятого, чтобы дать более полную характеристику экологического состоянияТракторозаводского района в целом и дать рекомендации по его улучшению.
Данный раздел посвященоценке качества окружающей среды территории Алюминиевого завода, анализувлияния промышленных выбросов на экологию города, составлению экологическойкарты исследуемой территории, а также обоснованию использования методикибиоиндикации для оценки качества среды.
Для достиженияпоставленной цели в работе решаются следующие задачи:
· Исследованадеятельность РУСАЛ в области охраны окружающей среды;
· Данатоксикологическая оценка влияния выбросов РУСАЛ на здоровье людей;
· Данасравнительная оценка тенденций развития предприятия в области охраны окружающейсреды;
· Проведенбиомониторинг и химический анализ почв территории алюминиевого завода.
РУСАЛ является одним изкрупнейших предприятий металлургической промышленности города. Положениеусугубляется тем, что к РУСАЛ вплотную примыкает с юго-запада на северо-востокжилая зона, т.е. некоторые жилые кварталы фактически находятся всанитарно-защитной зоне, которая составляет 1000 метров. Жилая зона вблизи предприятия располагается в западном, юго-западном, южном июго-восточном направлении от ограждения предприятия, садовые участки общества«Мичуринец» разбиты в восточном направлении от предприятия. Здоровьелюдей, живущих в зонах экологического риска находится в большой опасности.
Основными источникамивыбросов на предприятии являются различные виды печей (для спекания, выплавкиалюминия) дробильно-размольное оборудование, сушильные агрегаты, открытыесклады сырья, места выгрузки, погрузки и пересыпки материалов, электролизныепечи, сварочные посты и др. В состав вредных выбросов РУСАЛ входят такиевредные вещества, как: плохо растворимые фториды и бензопирен — вещества 1-гокласса опасности, фтористые соединения, оксид углерода, оксиды азота, сернистыйангидрид, взвешенные вещества (пыль) в составе которой содержатся, соединениякремния, оксиды алюминия и др. Ежегодно завод выбрасывает 24001 тонн вредныхвеществ, из которых 19654 тонны — это оксид углерода, 283 тонны-диоксида азота.Оставшаяся масса 4063 тонны приходится на остальные ингредиенты – смолистыевещества, фториды и бензопирен.
На предприятии РУСАЛежегодно образуются отходы 3-4 класса опасности в объеме около 25,0 тыс т\год,из которых 0,6 тыс т\год вывозятся на городскую свалку, остальные размещаютсяна полигоне, принадлежащему предприятию.
РУСАЛ вносит наибольшийвклад в загрязнение воздушного бассейна города по объемам выбросов вредныхвеществ. Кроме учтенных объемов, на данном предприятии допускаются исверхнормативные выбросы, связанные с нарушением технологических режимов ирегламентов, несовершенной и неэффективной системой очисткигазопылеулавливающих установок, недостаточным производственным экологическимконтролем. Следует отметить, что устаревшие способы ведения технологическихпроцессов и износ технологического оборудования (около 70%) определяютвозможность возникновения неорганизованных залповых выбросов от цехов иподразделений предприятий, приводящих к дополнительному загрязнению атмосферноговоздуха жилой зоны района.
Выбросы вредных веществРУСАЛ в атмосферный воздух являются вторичным источником загрязнения почвы, этоподтверждается наличием специфических примесей и тяжелых металлов в пробахпочвогрунтов в границах санитарно — защитной зоны, жилой зоны и территориипредприятия. Вопросу загрязнения почв посвящен отдельный раздел работы.
В результате выполненияряда экологических мероприятий выбросы в 2004 году по сравнению с 2003 годомзаметно сократились. Снижены выбросы фтористого водорода на 39%, пыли — на 51%,диоксида серы — на 13,2%, оксида азота — на 14,2%. Количество выбросовзагрязняющих веществ находится в пределах разрешенных для завода выбросов ватмосферу томом ПДВ.
По сравнению с 2000 годомвыбросы заметно сократились, но этого недостаточно для создания безопаснойэкологической обстановки на территории алюминиевого завода.
В 2004 году быловыполнено более 4000 анализов атмосферного воздуха на границесанитарно-защитной и жилой зон на содержание гидрофторида, диоксида серы,диоксида азота, пыли и бензопирена. Из них только 4,2% проб превысили ПДК погидрофториду и 2,3% проб — по диоксиду азота, 3% проб — по бензопирену. Помимоатмосферного воздуха, осуществляется контроль за соблюдением нормативов ПДВ наисточниках выбросов загрязняющих веществ и периодический контроль заэффективностью работы пылегазоочистных установок, контроль за качеством сточныхи подземных вод.
В 2004 году затраты наохрану атмосферного воздуха составили 23,5млн. руб., на капитальный ремонтсооружений, установок и оборудования для улавливания и обезвреживания вредныхвеществ из отходящих газов — 5,7 млн. руб. Экологические платежи за загрязнениеатмосферного воздуха составили 5,9 млн. руб. Среди наиболее затратныхэкологических проектов был ввод в эксплуатацию фильтра в цехе анодной массы.Это огромное сооружение обошлось заводу более чем в 22 миллиона рублей, врезультате чего труба цеха анодной массы полностью перестала дымить. Фильтрпрошел режим пусконаладки и дал нормальный результат: он имеет три степени очисткии, являясь одним из звеньев технологической цепочки, улавливает и возвращает впроизводство коксовую пыль. Экономический эффект очевиден за счет возвратакоксовой пыли в производство.
В эксплуатацию введенновый полигон под твердые промышленные отходы, рассчитанный на 15 лет.Необходимо заметить, что на РУСАЛ отходы не просто зарываются в землю, аделаются защитные покрытия, в том числе и асфальтовые, для того, чтобыисключить проникновение вредных веществ в почву. Производится рекультивацияземли на местах прежних заводских свалок. Каждый год производится посадка новыхдеревьев и кустарников.
От фтора и серы,образующихся в процессе производства алюминия, выбросы очищаются с помощьюрастворов соды, бензопирен дожигается в электролизерах. Бензопирен — газ безцвета и запаха, соединение достаточно неустойчивое, быстро разлагается поддействием солнечных лучей. Используя это свойство, в 2004 году в основаниизаводских выбросных труб было установлено специальное оборудование, создающеепоток ультрафиолетовых лучей. На его монтаж завод затратил 1 миллион рублей.
Но кроме положительныхсторон, нельзя не заметить, что РУСАЛ является наиболее опасным загрязнителемсеверной части г. Волгограда.
Как видно изпредставленных данных подфакельных наблюдений три года уровень загрязненияатмосферного воздуха в зоне влияния РУСАЛ сохраняется высоким.
Доля тяжелых металлов вобщем количестве выбрасываемой технологической пыли составляет около 20%.
Необходимо отметитьследующий факт: на РУСАЛ замена металлических труб газоочистного тракта наблок-сополимер («Болленовые трубы») осуществлялась без остановкиэлектролизеров, в результате чего отходящие газы выбрасывались без очистки. Приэтом в санитарно-защитной зоне предприятия фиксировались превышения нормативовПДК по диоксиду азота в 1,2-1,8раза, по пыли в 1,2-1,8 раза, по фтористомуводороду в 1,8-2,5 раза.
В электролизномпроизводстве РУСАЛ были зафиксированы факты различных видов нарушений, такиекак: разгерметизация электролизных ванн, выбивание пламени горелок «дожига»или полное отсутствие горения на казанных горелках, нарушение целостностигазосборного колокола, что ведет к увеличению «подфонарных» выбросовзагрязняющих веществ в атмосферный воздух.
На РУСАЛ в 2004 годувысоким остается количество нарушений установленных нормативов выбросов, напяти источниках промышленных выбросов электролизных цехов зафиксированопревышение норм предельно допустимых выбросов по бензопирену. Однакоколичественное содержание выбрасываемых сверх норматива загрязняющих веществуменьшилось. Это связано с проведением природоохранных мероприятий.
В электролизномпроизводстве зафиксирована эксплуатация 10 пенных аппаратов с выработаннымнейтрализующим раствором. В результате в атмосферу выбрасывалисьсверхнормативные количества фтористого водорода. Помимо сверхнормативноговоздействия на атмосферный воздух данное нарушение приводит к преждевременномуизносу пылегазоочистного оборудования из-за высокой коррозионной агрессивностиаспирируемых газов.
Подведя итогвышесказанному, можно сказать, что обстановка на РУСАЛ остается напряженной.Несмотря на тенденцию снижения выбросов опасных вредных веществ, качество средысеверной части г. Волгограда остается неудовлетворительным.
Выбросы вредных веществпредприятии металлургического комплекса в атмосферный воздух увеличились посравнению с 2000 г. на 3,095 тыс.т более чем (10%) за счет увеличения объемапроизводства продукции к уровню 2000 г и составляло в 2003 г 26,268 тыс.т.
Модернизация устаревшего оборудования, осуществленияприродоохранных мероприятий постепенно дает свои результаты. Со временем,выбросы завода станут менее опасными и их количество сократится. Но тот ущерб,тот вред, что доставлял окружающей среде завод с 1956г. остается очевидным.Здоровье людей подвергается ежедневной опасности в связи с загрязненнымвоздухом. Подземные воды загрязнены тяжелыми металлами и другими опаснымисоединениями. Все это является отрицательным воздействие на ОПС со стороныпредприятия. С экономической точки зрения, производство РУСАЛ имеет огромныеперспективы на мировом рынке. Алюминий является необходимым металлом впроизводственной и непроизводственной сферах. Спрос на алюминий еще долгие годыбудет высоким, что гарантирует стабильный экономический рост предприятия. Нафоне экономического процветания экологические проблемы не теряют своюактуальность.
Необходимость улучшения экологической обстановки являетсяочевидной, поскольку такое предприятие как РУСАЛ, являющимся металлургическимгигантом, не может терять свою репутацию. И в последние годы предприятие делаетвсе, чтобы уменьшить выбросы и снизить экологический риск, улучшая тем самымавторитет крупнейшего металлургического гиганта. Но в настоящее время, несмотряна все заслуги и природоохранную деятельность, ее эффективность остаетсянедостаточной, чтобы говорить о безопасном производстве. РУСАЛ до сих поростается в тройке самых опасных и загрязняющих заводов в г. Волгограде.
Среди основных загрязнителей по данным ГУПР поВолгоградской области находятся предприятия не только цветной металлургии, но ипредприятия черной металлургии которые находятся в Тракторозаводском иКраснооктябрьском районах города Северного промышленного узла.
Черная металлургия. К ведущим предприятиямчерной металлургии относятся предприятия ЗАО ВМЗ «Красный Октябрь».
Основными источниками выбросов в атмосферныйвоздух являются электросталеплавильные печи, установки непрерывной разливкистали, травильное отделение и др. В производственном цикле предприятий металлургическогокомплекса образуются следующие группы промышленных отходов: металлургическиешлаки, шламы от систем мокрой газоочистки, пылевые отходы от системыпылегазоочистки и др., которые размещаются на собственных шламо накопителях.
Черная металлургия (ЧМ) и металлообрабатывающаяпромышленность (МОП) характеризуются высокими землеемкостью, водоемкостью,энергоемкостью и являются одними из наиболее загрязняющих природную среду (ПС)отраслей промышленности.
Основной техногенный поток в природную среду помассе — это шлаки и шламы, а также выбросы в атмосферу и сбросы в водоемы.Ежегодно на металлургических и металлообрабатывающих заводах образуются десяткимиллионов тонн шлаков и шламов. Площади шлакоотвалов сопоставимы с площадью, занимаемойметаллургическими переделами.
Металлургический завод полного цикла мощностью 1млн. т стали в год ежесуточно поставляет в ПС 200-300 т золы и 500 т шлаков взолоотвалы и 280 т шламов в шламонакопители, сбрасывает в реки и водоемы 3000 м3 теплых очищенных вод; выбрасывает в атмосферу 50 т пыли, 10 т окислов азота и от10 до 100 т сернистого ангидрида. Загрязнение атмосферы представляет собой серьезнуюэкологическую проблему отрасли и города.
К менее массовым, но более токсичным относятсявыбросы хлора, фтора, мышьяка, фенолов, различных канцерогенных веществ, однакоконцентрации этих веществ превышают предельно допустимые, как правило только напромплощадке. Выбросы марганца, меди, никеля, цинка, хрома, свинца сравнительноневелики. Несмотря на это, уровень загрязнения тяжелыми металлами на заводах,производящих легированные стали, возрастает, приближаясь к цветной металлургии.
Таким образом, тип воздействия черной металлургиина природную среду определяется структурой выбросов: газообразных, пылевых,способствующих подщелачиванию почв и природных вод. Для щелочного типавоздействия характерны высокие значения рН почв и вод, повышенное содержание вних железа и кальция. Сфера воздействия металлургических производств ограничиваетсятерриториями с интенсивным поступлением техногенных выбросов в природную среду.Интегральный показатель интенсивности воздействия — поступление выбросов вединицу времени на единицу площади, чаще всего он рассчитывается т/км2в год.
Зона геохимического воздействия металлургическихпроизводств может составлять несколько тысяч квадратных километров, интенсивныепоступления выбросов вызывают превышение фоновых концентраций в компонентах иэлементах ландшафтов (воздухе, воде, снеге, почве и т.д.).
Зона биотического воздействия выделяется прификсировании изменений в биотических элементах ландшафтов, вызванныхгеохимическим воздействием, это прежде всего уменьшение видового разнообразия вярусе.,: растительности, почвенной фауне и т.д. Так как нарушение или выпадениеэлементов биоты связано с накоплением ингредиентов выбросов в почвах, топроводят диагностирование состояния почв, в первую очередь изменение иххимического состава.
Поступление выбросов в сферу воздействияпроследим на примере Волгоградского металлургического завода (ВМЗ). Сферавоздействия (ВМЗ) представляет собой эллипс, вытянутый с юго-востока насеверо-запад, максимальное содержание пыли = 20 мг/м/>, превосходящее фоновое значение,наблюдалось непосредственно на территории завода, здесьосаждается 25-30%выбросов пыли.
Временной анализ сферы воздействия показывает,что с течением времени изменяется и радиус воздействия и с увеличениемпроизводства до 1 млн. т в год увеличивается радиус воздействия и увеличиваетсяплощадь воздействия по сравнению с объемом производства в 500 тыс. в год.
Отмечается несколько зон: внешняя зона — зонагеохимических нарушений, средняя зона — зона локальных повреждений и внутренняязона, непосредственно примыкающая к производству, зона трансформацииландшафтов, в которой многолетний высокий уровень загрязнения привел ктехногенной трансформации почв, значение рН повысилось на одну-две единицы,образовалось огромное количество твердых промышленных отходов. Высокий уровеньзагрязнения воздуха, воды, почв, накопление токсичных веществ в растенияхпредставляют некоторую опасность для биоты ландшафтов и человека.
По мнению некоторых авторов новая технологияполучения стали методом прямого восстановления железа является болееэкологичной, так как она лишена таких крупных загрязнителей, каккоксохимическое и доменное производство, экологичность этой технологиирассмотрим чуть ниже.
Электрометаллургия по сравнению с традиционными металлургическимитехнологиями менее экологически опасное производство. Это экологически чистоепроизводство, так как его технологическая схема исключает крупные источникизагрязнения — агломерационное, доменное, коксохимическое производство.Применение непылящего гидротранспорта; перевод энергетического хозяйства на газтакже заметно снижает выбросы в атмосферу.
Сравнение электрометаллургии с традиционнойтехнологией в черной металлургии в пользу электрометаллургии, т.к. происходит:
— снижение удельных выбросов пыли в 2-4 раза,сернистого газа в 18-60 раз, окиси углерода в 3,5-4,5 раза;
— снижение токсичности воздушных выбросов в 300раз за счет отсутствия в технологической схеме коксохимического производства,выбрасывающего в атмосферу фенол, бензол, цианистые соединения;
— исключение неорганизованных выбросов ватмосферу.
В силу этого размеры санитарно-защитной зоныэлектрометаллургического производства малы (радиус 500 м — 1000 м).
Невысокий объем выбросов, в десятки раз меньший,чем на обычном металлургическом заводе, предопределил и невысокий в целомуровень загрязнения. Выпадение пыли в радиусе 3-6 км всего в два-три раза повышенно содержание железа, в три-четыре раза кальция. Дляметаллургических производств традиционной технологии характерно превышение рН.Такая же картина наблюдается при фоновых нейтральных значениях рН в радиусе6км, реакция снеговых вод становится слобощелочной, средний радиус воздействияне превышает 6-10 км.
Выводы: определены районы наибольшего воздействияпредприятий, имеющих основную долю валовых выбросов вредных веществ ватмосферу. Зона максимальной концентрации содержания вредных веществ от ППвключает регионы северного промышленного узла: Алюминиевый завод «РУСАЛ» и ОАОВМЗ «Красный Октябрь» (Тракторозаводской и Краснооктябрьский районы)
Глава IV. Оценка воздействийзагрязняющих веществ на почву
Почвы в силу своих природных свойств способнынакапливать значительные количества загрязняющих веществ.Санитарно-гигиенический подход к выбору критериев экологической оценки почв(грунтов) населенных пунктов определяется, с одной стороны, возможностьюпереноса загрязняющих веществ в воздух и воды этих территорий, с другой — непосредственным влиянием отдельных показателей на здоровье населения.Территории Южного и Северного промузлов Волгоградской агломерации описываютсяпоказателями загрязнения почв и экологического состояния этих территории.
Для загрязняющих веществ неприродногопроисхождения коэффициент концентрации определяют как частное от делениямассовой доли загрязняющего вещества на его предельно допустимую концентрацию.
В оценке экологического состояния почв основнымипоказателями степени экологического неблагополучия являются критерии физическойдеградации, химического и биологического загрязнений.
За комплексный показатель загрязнения почвыпринимают (фитотоксичноегь – свойство загрязненной почвы подавлять прорастаниесемян, рост и развитие высших растений (тестовый показатель).
Признаком биологической деградации почвы являетсяснижение жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, о котором можно судить поуменьшению уровня активной микробной биомассы, а также по болеераспространенному, но менее точному показателю — дыханию почвы.
Кратность превышения предельно допустимых нормзагрязняющих веществ в почве, прежде всего, следует оценивать по подвижнымформам этих веществ.
Одним из показателей экологического состоянияпочв служит биологическая продуктивность ценозов, характеризующая потенциальноеплодородие. Для почв сельскохозяйственных территорий таким показателем являетсясредняя урожайность.
Согласно экспертным данным, рекомендуетсяпринимать снижение урожайности для территории экологического бедствия более чемна 75%, для территории чрезвычайной экологической ситуации на 50-75% присоответствии всего комплекса агротехнических и агрохимических мероприятий дляданной местности и культуры.
В отличие от воды и атмосферного воздуха, которыеявляются лишь миграционными средами, почва является наиболее объективным истабильным индикатором техногенного загрязнения. Она четко отражает эмиссиюзагрязняющих веществ и их фактического распределения в компонентах городскойтерритории. Наиболее крупные промышленные города, к которым относится иВолгоград, образуя обширные зоны загрязнений, постепенно превращаются всплошные техногенные территории, представляющие серьезную опасность дляздоровья проживающего на них населения.
Наблюдения за химическим загрязнением почвтерритории Волгограда осуществляется последние 10 лет.
Одним из наиболее мощным факторов, приводящим кзагрязнению окружающей среды, является промышленность. Общая площадьпромышленных зон — 70 кв. км, что составляет 16% всей площади города.
Зона существенного загрязнения почв химическимиэлементами в окрестностях промышленных предприятий занимает площадь радиусом 10 км с гораздо большей протяженность (до 30 км и более) в направлении господствующих ветров, а такжев направлении стока поверхностных и грунтовых вод.
Более трети территории города (35%)характеризуется опасным уровнем загрязнения. Практически на всей остальнойтерритории города фиксируются повышенные (надфоновые) концентрации загрязняющихвеществ. Карта загрязнения почв ТМ на прилегающих территориях промышленныхпредприятий – промзонах Волгоградской агломерации.
Источниками загрязнения почвы являются:
• выбросы вредных веществ в атмосферный воздух отстационарных и передвижных источников загрязнения;
• полигоны промышленных и бытовых отходов;
• несанкционированные свалки промышленных ибытовых отходов;
• средства химической защиты растений иминеральные удобрения.
На загрязнение почвы значительное влияниеоказывают проливы нефтепродуктов, неорганизованные сбросы ливневых и талых вод,а также санитарное состояние городской территории.
4.1 Оценка воздействияпромышленных предприятий Южной агломерации на почву
В 2006 году проведен комплекс исследований пооценке воздействия полигона Красноармейского района на состояние почв.Красноармейский полигон размещен на южной окраине города, имеет площадь 6,75гектара, заложен и эксплуатируется с 1960 года, имеет степень заполнения более80%, не оборудован в соответствии с нормативными требованиями: не имеет ограждения,не оснащен противофильтрационными устройствами, не оборудован сетьюнаблюдательных скважин.
Программа мониторинга за состоянием почв в зоневлияния полигона, включала в себя:
• оценку количественного накопления отходовпроизводства и потребления на полигоне;
• инструментальную оценку состояния прилегающейтерритории в зоне влияния полигона;
• выбор наиболее подверженных загрязнениюучастков земель различного назначения (территории жилых массивов, лесополос,сельскохозяйственных полей, неиспользуемых земель и плата полигона).
Обследование почвы в зоне влияния полигонапоказал, что основная часть территории характеризуется допустимым уровнемзагрязнения почвы соединениями тяжелых металлов. В тоже время, с севернойстороны полигона выявлено содержание меди и свинца в количестве 1,3 ПДК. Наполигоне, в 70 метрах юго-восточнее от участка складирования отходов, почвазагрязнена подвижными формами цинка в количестве 6,0 ПДК, меди — 11,5 ПДК,свинца — 7,3 ПДК. С южной стороны полигона выявлен свинец в количестве 1,5 ПДКи медь в количестве 1,4 ПДК.
В результате проведенных работ выявленозагрязнение верхних почвенных горизонтов различными загрязняющими веществами спревышением ПДК на расстоянии 100-300 метров от границ полигона.
На расстоянии более 1500 метров от границ полигона — загрязнение ртутью, формальдегидом, фенолом, фторидами,нефтепродуктами, ионами цинка, соединениями меди, свинца и марганца в концентрациях,не превышающих ПДК.
Вблизи полигона имеет место загрязнение приземныхслоев атмосферы диоксидом серы, аммиаком, формальдегидом, метилмеркаптаном,сероводородом, подземных горизонтов — фильтратом, содержащим растворенныезагрязняющие вещества, в том числе соединения тяжелых металлов. Глубинапроникновения фильтрата достигает 85 м, а ареал загрязнения — до 1,5 км.
Так, в ходе обследования почвы отрогов балки«Бирючья», расположенной в непосредственной близости от полигона, выявленосодержание цинка в количестве 4,9 ПДК. Опасные водорастворимые соединения (ипродукты их распада), мигрируя в направлении движения грунтовых вод, являютсяпотенциальными источниками загрязнения поверхностных водных объектов,используемых для хозяйственно-питьевых целей.
Для дальнейшего углубленного изучения степенивлияния полигона необходимо оборудовать его наблюдательными скважинами дляосуществления эффективного контроля за фильтрационными и грунтовыми водами.
Химическому загрязнению почв подвергаются нетолько территории полигонов для размещения отходов промышленных предприятий,санитарно-защитных зон, примагистральные территории, но и территории особоохраняемых природных объектов.
С целью получения оперативной информации осостоянии природных комплексов проводились наблюдения, отражающие измененияприродной среды, происходящие без прямого воздействия человека.
Программа мониторинга включает в себя многолетниенаблюдения за состоянием природных комплексов и их отдельных компонентов.
Так, в 2003 г. продолжены работы по мониторингу почв особо охраняемых природных территорий: Чапурниковской балки, Шен-Брунскогосамоизливающего источника пресной воды, Дендрологического сада Красноармейскогорайона, Ергенинского источника, островной системы Сарпинский-Голодный,Григоровой балки, долины р. Царицы, лесопарковой зоны на Мамаевом Кургане,акватории нереста и зимовки осетровых рыб и белорыбицы на берегу р. Волга,Балки Сухая Мечетка.
Перечень показателей химического и биологическогозагрязнения почв определялся исходя из целей и задач исследований, характераземлепользования, специфики источников загрязнения, определяющий характер(состав и уровень) загрязнения изучаемых территорий.
В результате работы было отобрано 36 проб почвы,проведено 610 химических анализов по 17 показателям, а именно: влажность,реакция среды, плотный остаток, кальций, магний, хлориды, сульфаты, азотаммонийный, азот нитратный, фосфор общий, гумус, нефтепродукты, фенол, формальдегид,фториды водорастворимые, ртуть, соединения тяжелых металлов (до 10 элементов).
Анализ показал, что основными загрязняющимивеществами техногенного характера являются: формальдегид, фенол, фториды, цинк,медь, свинец.
Приведенные данные показывают, что наиболеезначительный вклад в уровень загрязнения почв особо охраняемых природныхтерриторий вносят формальдегид, водорастворимые фториды, цинк.
Процент вклада формальдегида составляет 25% отобщего уровня химического загрязнения почв.
Ниже приводится динамика изменения уровнязагрязнения почв особо охраняемых природных территорий формальдегидом за период2000-2003 гг.
Уровень загрязнения почвы формальдегидом Южногопромузла по отдельным природным территориям в 2003 г. составил: вДендрологическом саду 1,9-5,7 ПДК; в Чапурниковской балке 2ПДК; на территорииЕргенинского источника 1,5-1,6ПДК; в Григоровой балке 1,4-2,5 ПДК; в прибрежнойполосе акватории нереста 2,5ПДК; в прибрежной полосе островной системеСарпинский-Голодный 1,3-3,7 ПДК.
Формальдегид является токсичным веществом иотносится ко второму классу опасности. Пути поступления в окружающую среду — промышленные выбросы предприятий, а также выхлопные газы дизельных двигателей.Как вторичный продукт формальдегид образуется в воздухе из выхлопных газовавтомобилей в результате фотохимических реакций под воздействием солнечногоультрафиолета.
Формальдегид оказывает бактерицидное действие напочвенные бактерии, в том числе на азотфиксирующие, от содержания которыхзависит благополучие почвы. Под действием формальдегида содержание почвенныхбактерий сокращается в 30 раз, что приводит к потере плодородных свойств почв.Угнетается корневая система растений, увеличивается подвижность верхнегопочвенного покрова, уменьшается его механическая прочность, в результатеактивизируются экзогенные процессы: ветровая и водная эрозия почв,оврагообразование в пониженных частях рельефа.
Потери почвами растительного покрова ведут кпостепенному омертвлению почв, снижению биопродуктивности и к утратеэкологических функций. Это особенно актуально для ландшафтных памятниковприроды (Чапурниковская балка, Григорова балка, Дендросад).
В ходе мониторинговых исследований почв особоохраняемых природных территорий выявлено незначительное превышение по фторидам1,4-1,5 ПДК на территории Ергенинского источника и 1,5ПДК на территорииДендросада Красноармейского района. Высокие концентрации фторидов ухудшаютплодородные свойства почвы. Наиболее опасны водорастворимые формы фторидов,вызывающие повторное загрязнение подземных и грунтовых вод.
В результате исследований выявлено, что почваособо охраняемой территории также подвержена техногенной нагрузке.
Пробы почвы имеют реакцию среды от нейтральной дощелочной (рН=6,8 — 8,9 ед).
Количественное определение содержания подвижныхформ соединений тяжелых металлов, как наиболее опасных в силу их подвижности,характеризуется допустимым уровнем загрязнения почвы. С агрохимической точкизрения обеспеченность микроэлементами (металлами) — низкая.
Контроль почвы особо охраняемой территории показал,что южная часть города сильно подвержена негативному воздействию промышленныхпредприятий. Наибольшее содержание загрязняющих веществ в почвах особоохраняемых природных территорий выявлено в зонах влияния таких промышленныхпредприятий как: ОАО «Красноармейскмебель», ОАО «Судостроительный завод», ЗАО“Волгоградмебель”, ОАО “Химпром”, ЛУКОЙЛ – Волгограднефтепереработка, «Каустик»и т. д.
Указанные предприятия входят в условную группупредприятий, состовляющих Южный промузел Волгоградской агломерации
Результаты обследования почв должны учитыватьсяпри определении и прогнозе степени их опасности для здоровья и условийпроживания населения, разработке мероприятий по их рекультивации, генеральногоплана и схем районной планировки, технических решений по реабилитации и охраневодосборных территорий, при решении очередности санационных мероприятий врамках комплексных природоохранных программ, оценки эффективностиэкологического контроля за объектами негативного воздействия.
Проведенными исследованиями по контролю почв натерриториях промышленных и природных объектов города установлено, что заистекший период степень загрязнения почв не изменилась в лучшую сторону.Очистка от загрязнения почв соединениями тяжелых металлов представляет большиетрудности, но выводить металлы из экосистемы до безопасного уровня содержаниянеобходимо. Экологическое благополучие без благополучия почв в принципеневозможно. Почвоохранные задачи не могут откладываться даже в «ближний ящик».Их надо решать незамедлительно.
Нами изучалось состояние почв не толькоособоохраняемых территорий, но и территорий промышленных предприятий «Южного иСеверного промузла».
На промышленной площадке ОАО «Химпром», которыймы условно относим к Южному промузлу, было отобрано 7 проб.
Промплощадка предприятия имеет твердое покрытие(асфальт) и характеризуется тем, что застроенность её составляет более 60% отвсей площади. На свободной от застройки части имеются клумбы,древеснокустарниковые насаждения.
Почвенный покров местами засыпан гравием. Прирассмотрении участков почвы видны в некоторых местах следы нейтрализованныхпроливов кислот, щелочей, которые были допущены при неполадках на оборудовании.
Образцы отобраны в наиболее неблагоприятныхместах и оцениваются относительно фоновой т.8.
Ниже приведены ситуационная карта-схема ВОАО«Химпром» с точками контроля атмосферного воздуха и почвы, карта-схема ВОАО«Химпром» с источниками загрязнения атмосферы.
В результате аналитического контроля установлено,что реакция среды почвенных вытяжек проб почвы, отобранных в санитарно-защитнойзоне предприятия – щелочная и колеблется незначительно от 7,84 до 8,11 ед. pH.
В результате аналитического контроля установлено,что реакция среды почвенных вытяжек проб почвы, отобранных в санитарно-защитнойзоне предприятия – щелочная и колеблется незначительно от 7,84 до 8,11 ед. pH.
Учитывая, что формальдегид, относится ко 2-муклассу опасности и оказывает на организм человека общетоксическое иканцерогенное действие, а на почвенную биоту и растения действует угнетающе,мониторинг за содержанием формальдегида в почве занимает особое место.Наблюдения за содержанием формальдегида в почве предприятия показывают, чтонаиболее загрязненными являются территория завода и СЗЗ, что объясняетсяналичием выброса формальдегида в атмосферный воздух от стационарных источниковпредприятия. Формальдегид находится в количествах 2,0-23,3 мг/кг (ПДК=7,0мг/кг), кратность превышения в отобранных пробах составляет 1,4-3,3 раза ПДК.
Загрязнение почвы происходит аналогичнозагрязнению атмосферного воздуха.
Концентрация химических веществ в почве внаибольшей степени обуславливается зоной падения факела газовых выбросов.
Например: Зона падения факела пыли производствакарбида кальция от трубы высотой 100 м ориентировочно может находиться от данногоисточника на расстоянии 1000-2000м прохождения границы СЗЗ и жилого массива.Это значит, что в этой зоне почва может быть загрязнена больше.
Так, в зоне падения факела, в пробе почвы,отобранной в районе насосной станции — т. 1, наблюдается повышенное содержаниеплотного остатка по сравнению с другими отобранными пробами.
Загрязнение почвы от выбросов происходит за счёт,в первую очередь, пылевых выбросов производства карбида кальция. Этопроизводство многотоннажное. Выбросы, содержащие кальций, углерод, имеютсвойство накапливаться. Оценить конкретный вклад представляет определеннуюсложность, так как в природных породах, например, кальциевых соединений,достаточно велико. Пыль оксида кальция оседает на почве в большом количестве,т.к. по сравнению с газами имеет больший удельный вес.
Загрязнение почвы за счёт выбросов хлористоговодорода, хлора и других веществ может быть проявлено по результатам водныхвытяжек почвы. По мере оседания вредных веществ, например, хлористого водородав почве накапливаются хлориды, а при рассеивании аммиака накапливается азотаммонийный. Загрязнения почвы определяются с учётом розы ветров. При наиболеегосподствующем направлении ветра (северо-восточный, восточный) точки контроляустановлены в районе посёлка Весёлая Балка. При южном направлении в районедетского комбината № 216.
Огромное количество промышленных отходов попадаетв почву из атмосферного воздуха, самоочищение которой практически не происходитили происходит очень медленно. Токсичные вещества накапливаются в ней, чтоприводит к постепенному изменению химического состава почв, нарушению единствагеохимической среды и живых организмов.
Вещества, попадающие в почву из выбросовпредприятия можно отнести к 1,2,3 классам опасности: фтор – I кл опасности, хлор — II кл опасности,хлорированные углеводороды относятся к III кл опасности
Нами было проведено исследование образцов почвына содержание вредных веществ, отобранных на территории санитарно-защитной зоныпредприятия, на территории ВОАО «Химпром».
Была отобрана контрольная проба, анализ которойвыполняется совместно с рабочими пробами. Контрольную пробу, или фоновуюотбирают в условно-чистой зоне (парковая зона), в месте, где меньше всегосказывается влияние источника загрязнения. Результаты анализа фоновой пробысравнивают с анализами других проб, и на основе этого делают заключение охарактере влияния предприятия на окружающую среду, а именно на почву.
Была проведена подготовка проб согласно ГОСТ.Контроль отобранных проб почвы осуществлялся по следующим ингредиентам: рН(реакция среды), плотный остаток (водорастворимые соли), сульфаты, фенол,формальдегид, нефтепродукты, ртуть, ароматические углеводороды, анализ проб наподвижные формы металлов.
Плотный остаток колеблется от 480 до 1255 мг/кг,что характеризует небольшое количество растворимых веществ в пробах почв.Данное содержание плотного остатка со щелочной средой проб характерно длянезасоленных светло-каштановых почв.
Небольшое количество сульфатов, ниже нижнегодиапазона методики, также подтверждает этот факт и свидетельствует о том, чтовлияние сернистых выбросов предприятия не оказывает воздействия на почву СЗЗ.
Для определения влияния на качество почвырассеивания вредных примесей от расстояния до источника загрязнения пробы былиотобраны следующим образом.
В направлении ветра с севера – севера-востока наюг – юго-запад было отобрано 3 пробы в 1000 м, в 150 0м, 2000 м от трубы цеха №40.
В т.1 – район станции I – подъема, находящейсяна расстоянии 1000 м, значение pH, плотного остатка, сульфатов выше, чем в другихточках. По-видимому, сказывается наличие утечек сточных вод из трубопроводов наповерхность почвы. Данную точку зрения подтверждает и тот факт, что в даннойточке увеличено также содержание цинка, марганца, железа. Указанные ингредиентысодержатся в сточных водах.
Т.7 – район пос. Лесобаза, находящейся нарасстоянии 1500 м, обнаруживается среднее содержание всех ингредиентов. Влияниекаких-либо источников загрязнения незначительно.
Т.8 – район насосной станции II подъема, находящейся нарасстоянии 1500 м, является контрольной или фоновой. Содержание загрязняющихвеществ в данной пробе незначительно. Это можно объяснить тем, что воздействиепредприятий и других источников практически не наблюдается, чему способствуетудаленность точки от основных загрязнителей и наличие зеленых насаждений,которые поглощают вредные примеси, содержащиеся в воздухе предприятий ираспространяется на всю санитарно-защитную зону.
При направлении ветра с северо-востока, востока(или иначе при направлении ветра на юго-запад, запад) было отобрано 2 пробы в 1000 м, в 1500 м от трубы цеха № 40 — т.4 и т.6.
т.4 — район пос.Весёлая Балка обнаруживаетсябольшее количество алюминия 49,5 мг/кг.
Проба, отобранной в т.6 — район 2й Продольноймагистрали интересна тем, что в ней находится наибольшее количество свинца — 7,64 мг/кг и нефтепродуктов — 612,0 мг/кг. Подтверждается прямое влияниеавтотранспорта. Так как в процессе эксплуатации автомагистрали в воздухвыбрасывается большое количество данных загрязнителей. Эта точка находится награнице ССЗ на расстоянии 1000 м от трубы цеха № 40 предприятия.
По результатам исследований установлено, чтовообще основным загрязнителем почвы на СЗЗ является формальдегид. ПДКформальдегида в почве 7,0 мг/кг. Фактические количества находятся в пределах2,0 — 18,1 мг/кг содержание формальдегида в почве.
Такое содержание формальдегида, на наш взгляд,объясняется близостью предприятия ЗАО «Волгоградмебель», являющегося одним изосновных источников поступления формальдегида в окружающую среду присеверовосточном направлении ветра. Данное направление является преобладающим врозе ветров.
Формальдегид относится ко 2 классу опасности. Этоорганическое вещество, характеризующееся средней или малой токсичностью.Основными источниками выбросов могут быть: выхлопные газы транспорта, можетобразовываться при неполном сгорании жидкого топлива, в результатепроизводственной деятельности деревообрабатывающей промышленности. Нефтепродуктысодержатся в почве на допустимых уровнях характерные для выбросов предприятиявеществ: фенол, ртуть, фторидион, обнаружены в количестве ниже ПДК и находятсяпримерно на одном уровне.
Фтор является одним из токсичных элементов. Посвоей деструктивной биологической активности (вредному воздействию на организмчеловека) он уступает только ртути.
Значительное загрязнение почв фтором приводит кснижению ее плодородия, поэтому необходим систематический контроль засодержанием фтора в почвах.
Был проведен анализ проб почвы на присутствиетяжелых металлов. В целом, обнаруженные концентрации не превышают ПДК данныхвеществ в почве.
Отобранные и проанализированные пробы грунта в 8точках характеризуют состояние почвы за пределами В ОАО «Химпром». Изрезультатов контроля следует, что на границе окружной площади СЗЗ характеристиказагрязнений определяется суммированием нескольких влияющих факторов, а именно: степеньюрассеивания вредных веществ от источников выбросов, признаком господствующегонаправления ветра по розе ветров, влияниемсопутствующих загрязнителей (автотрасса), влияниемсуммирующего эффекта однонаправленного действия вредностей от разныхпредприятий, степенью загрязнения почв за счёт попадания паров жидкихзагрязнителей (нефтепродукты и др.) на поверхность почв, степенью загрязненияатмосферного воздуха с учётом концентраций превышающих предельно-допустимыевеличины или большие валовые выбросы, длительностьювоздействия.
Результаты анализов свидетельствуют о наличиеформальдегида, фенола, в почве территории предприятия.
При сравнении результатов анализов можнопредположить, что наиболее загрязнённые участки на промплощадке у производствабензальдегида (т. 13. Наименее загрязнённый участок у водозабора (т. 15). Вданной точке концентрации химических веществ имеют наименьшие значения.
Источниками загрязнения почвы промплощадки могутбыть также газовые выбросы от низких источников (воздушки аппаратов,неорганизованные выбросы — за счёт неплотностей оборудования.
Например, в т. 11 содержание фенола в почвеобнаруживается при накоплении вероятнее всего за счёт выбросов фенола со складафенола и при сливе из железнодорожных цистерн в производстве трифенилфосфата,находящегося на расстоянии 50 м от этой точки.
В т.9, в сравнении с другими точками,обнаруживается большое содержание свинца. Это объясняется близостью участкасвинцепаялки, которая находится в 50 м от т.9.
В т. 10,14, в сравнении с другими точками,большую величину имеет концентрация формальдегида. Данное обстоятельство можетбыть объяснено близостью ёмкостей — хранилищ формальдегида на расстоянии 50 м от т. 10 и 20 м от т. 14.
При проведении наблюдения за состоянием почвы взоне контроля в течении последних трех лет пробы отбираются в одних и тех жеточках, проводится оценка по накоплению загрязнений, а также по ее изменению сучетом природных факторов и во времени. Карта загрязнения территории ОАО«Химпром». Вся территория загрязнена.
Информация о состоянии почвы, основанная наматериалах полученных и проанализированных нами позволяет оценить состояние СЗЗи принять необходимые меры по снижению антропогенной нагрузки на окружающуюсреду
4.1.1. Мероприятия поблагоустройству СЗЗ
Технология формирования озеленительногопространства СЗЗ ВОАО “Химпром”. К наиболее важным мероприятиям поблагоустройству СЗЗ ВОАО «Химпром», которое позволит снизить негативное влияниепроизводственной деятельности предприятия, можно отнести озеленениесанитарно-защитной зоны.
Технология формирования озеленительногопространства СЗЗ ВОАО «Химпром» включает в себя следующие общие принципы:
1. Очистка среды от загрязнителей должнаосуществляться в первую очередь технологическими средствами, при успешномвыполнении этого условия в дальнейшем важная роль принадлежит озеленению
2. Анализ санитарно — гигиенических и почвенныхусловий, ассортимента растущих растений на промышленной площадке.
Благоустройство с озеленением СЗЗ можноподразделить на два этапа:
I этап — Создание травянистого покрова.
II этап — Групповая посадка кустарников с высокойгазопоглотительной способностью.
В общем балансе территории СЗЗ зелёные насаждениядолжны занимать не меньше 70 % всей площади.
Для повышения жизнедеятельности растений вуказанных условиях большое значение имеют подбор древесных, кустарниковых итравянистых растений.
Подбор растений для воздушного фильтра, созданиеэффективных устойчивых насаждений может быть основано на специфики выбросовВОАО «Химпром».
При загрязнении атмосферного воздуха в нём, «какправило», повышается содержание различных положительных ионов и уменьшаетсяконцентрация лёгких отрицательных ионов. Зелёные насаждения восстанавливаютионный состав атмосферного воздуха как внутри объекта озеленения, так и наприлегающей местности, повышается степень ионизации в 5 раз.
Пылеудерживающая способность деревьев икустарников, рекомендуемых ВНИИАЛМИ для насаждений ССЗ.
Чувствительность к действию загрязнителей вбольшинстве случаев меньше у молодых деревьев и больше у листьев старыхдеревьев
Чем выше интенсивность фотосинтеза, тем сильнееповреждаются листья.
Минимальными токсическими дозами ядовитых газовдля растений являются следующие газы и их концентрации: Оксид углерода (СО)–2,5г/м3, сероуглерод (CS2 )-2,6 г/м3, формальдегид 800 г/м3.
Окись углерода поглощают как растения, так ивлажная почва. Абсорбция окиси углерода влажной почвой наиболее эффективна при30 °С.
При повышении температуры может произойтипротивоположный процесс, т.е. десорбция угарного газа из почвы. На территориях,занятых ухоженными газонами такой процесс исключён.
В течение всего сезона, при которомосуществляется работа по благоустройству СЗЗ, должна поддерживаться влажностьпочвы 60 — 70 %.
Многочисленные источники свидетельствуют о том,что благоустроительные работы на почвенном пространстве СЗЗ являются мощнымсредством, снижающим влияние большого комплекса неблагоприятных факторов наусловия жизни человека, так как они выполняют санитарно — гигиеническуюфункцию, способствуют оздоровлению воздушного бассейна, снижают эрозионныепроцессы. Кроме того, деревья и кустарники выделяют фитонциды, которыеспособствуют ионизации воздуха, выводят из атмосферы большое количество пыли идругих вредных веществ.
Выходящие на поверхность горизонты засоленныхшоколадных хвалынских глин практически не пригодны для озеленения бездополнительных мероприятий. Предполагаются технические решения, обеспечивающие озеленениесанитарно — защитной зоны с учётом специфики и отрицательного воздействияисточников газовых выбросов в ОАО «Химпром». По имеющему опыту озелененияпредлагается использование газоустойчивых растений.
Так как мелиорация таких почв стоит очень большихзатрат, то в таких условиях успех обеспечен только при создании искусственногонасыпного агрозема. который должен обладать целым рядом принципиальных качеств:корнеобитаемый слой должен обеспечивать благоприятные условия водопоглощение иудержания влаги. Более подходящими для этих условий являются низкорослыедеревья: лох, клён, нижний плотный слой должен препятствовать подъёмузасоленных грунтовых и поверхностных вод, в период освоения участковтребуется вносить удобрения и должно быть организовано орошение и увлажнениепочвы.
Мощность антропогенного агрозема и его слоевопределяется требованиями растений для их произрастания. Для его созданияиспользуется природные и техногенные материалы. В качестве изолирующего слоя отзасоленности глинистой почвы и её выходящих растворов может использоватьсящебень известняка, гравий, песчаник, шлак, опока.
Над каменистым слоем формируется горизонтгашенной или негашёной извести.
Химические приёмы мелиорации изменяют комплексфизических и физико-химических свойств почв. К наиболее распространённымхимическим приёмам улучшения физических свойств почв относятся известкованиекислых почв (известь обожженная), гипсование солонцов. В результатеизвесткования почва становиться более структурной, в ней увеличивается водопроницаемостьи уменьшается плотность. Гипсованием устраняется щелочная реакция солонцовыхпочв, улучшаются их физические свойства и структура, становятся благоприятнымив агрономическом отношении. Химическую мелиорацию почв необходимо проводитьсовместно с применением органических удобрений.
После этого насыпают лесовидный суглинок. Он повозможности не должен быть тяжёлым и засоленным.
Особые требования предъявляют к плодородиюгумусированного слоя почвы для выращивания травянистых растений. Вместе снасыпкой гумусированной земли вносят дозу органических и минеральных удобрений.
Антропогенный агрозем после его созданиянуждается в мелиоративном периоде около одного года, включая обязательнохолодный период, когда происходит влагозарядка и усадка почвы.
Для создания антропогенной почвы на участках СЗЗрассчитывается потребность материалов.
Для формирования профиля агрозёма мощностью (Н) 90 см в среднем на площадки необходимо завозить до 70 тысяч тонн материалов.
Потребность в посадочном материалы определяетсяпо схемам смешения и густоте посадки.
Всего на участок СЗЗ, например, площадью 10 га нужно ориентировочно 1000 деревьев. Необходимо сделать расчёт общей стоимостиматериалов без учёта других затрат.
Расчёт
1. По сыпучим материалам. Стоимость 1 т сыпучегоматериала равна 100 руб. На 70000 тонн, необходимых для производства работтребуется: 1 га зеленых насаждений за год способен улавливать до 30-40 т пыли.Если ВОАО «Химпром» выбрасывается в год в среднем 1500 т пыли, то можнорассчитать, сколько гектар зеленых насаждений надо: 1га-40 т пыли, х га 1500т,а х=37,5 га 70 000 * 100 = 7 000 000 руб. = 7 млн. руб.
2. По потреблению зелёных насаждений: — деревьев.Стоимость 1 дерева равна 4 руб. На 1000 деревьев, необходимых для участкаплощадью 10 га требуется: 4 * 1000 =4 000 руб.
3. Итого — общая стоимость материалов без учётадругих затрат:
7 000 000 + 4 000 = 7 004 000 руб.
При благоустройстве СЗЗ могут использоватьсяизвестьсодержащие отходы (доломиты) 5 класса опасности.
Радикальной мерой борьбы с загрязнениемокружающей среды является создание замкнутых технологических процессов, прикоторых отсутствует выброс загрязнителей в биосреду. Однако такой принципорганизации промышленного производства не всегда может быть достигнут, в связис чем, предусмотрены меры, обеспечивающие сохранение необходимых санитарныхусловий жизни в районах размещения промышленных предприятий, в частности,планировочные мероприятия.
Для снижения степени загрязнения почвы,атмосферного воздуха жилого массива предусмотрено следующее: создаютсялокальные схемы очистки газов, а также выполняются технические мероприятия поуменьшению вероятности залповых выбросов.
Одно из важнейших направлений природоохраннойдеятельности — устранение самих причин этих загрязнений. Этот подход требуетразработки малоотходных, а в перспективе и безотходных технологий производства,которые позволили бы комплексно использовать исходное сырье и утилизироватьмаксимум вредных для атмосферы веществ. Этот путь наиболее экономичен иэффективен.
Так же, предприятие занимается озеленением какнепосредственно завода, так и санитарно-защитной зоны. Известно, что взрослыйздоровый лес на площади 1 га поглощает 280 кг углекислого газа, а выделяет ватмосферу 220 кг кислорода в сутки, завод же по последним данным выделяет до230 тонн углекислого газа в год.
Наряду с уменьшением количества загрязняющихвеществ, попадающих в атмосферный воздух, задачей первостепенной важностиявляется снижение уровня загрязнения средствами озеленения.
Насаждения эффективно очищают воздух от вредныхпримесей, так 1 га зелёных насаждений за сутки способен очистить до 500 тыс.м3воздуха, поглощая за период вегетации вредные вещества.
Но, роль различных растений в оздоровленииокружающей среды различна.
Учитывая, что площадь ВОАО «Химпром» занимает 150 га, то практически используя для озеленения пятую часть можно уже добиться улучшенияэкологической обстановки за счет озеленения.
Таким образом, на ВОАО «Химпром» должен бытьвыбран курс на интенсивный процесс озеленения территории.
Проведем расчет: сколько углекислого газапоглощает лес за год: 280 (кг) * 365 (дней) = 102200 кг/год, что составит 102,2т/год. рассчитаем, какую площадь необходимо озеленить, чтобы поглощалась всямасса выбрасываемого углекислого газа:
1 га поглощает 102,2 тонн х га поглощает 230 тонн
(230 (тонн) * 1 (га)) / 102,2 (тонн) отсюда, х =2,25 (га)
Из расчета следует, что на территории прилегающейк заводу необходимо посадить деревьев, кустарников на площади 2,25 га. И лучшевсего, чтобы это были вяз, сирень, черемуха, бузина или хвойные породы — сосны,туи. Так как, деревья и кустарники с шершавыми, морщинистыми, покрытыеволосками листьями являются лучшими аккумуляторами пыли.
Необходимо добавить, что средства будут потраченынемалые, а эффект рассчитывается только на будущее, поскольку для того, чтобылес мог нормально функционировать необходимо, чтобы он рос порядка несколькодесятков лет. Экономический эффект конечно же достигнут будет, так как притакой поглощающей способности деревьев будет сокращен выброс вредных веществ, аследовательно будут уменьшаться платежи за загрязнение.
4.2 Оценка воздействияпромышленных предприятий Северной агломерации на почву
Как былоотмечено ранее РУСАЛ, ВМЗ «Красный октябрь», Тракторный завод условно входят всостав Северного промышленного узла и определяет агроландшафт Волгоградскойагломерации.
Былразработан план отбора проб для анализа содержания тяжелых металлов в почвахсанитарно-защитной зоны Алюминиевого завода — РУСАЛ. Отбор проб запланирован ввиде сетки, которая захватывает километровую, двухкилометровую зоны и выходитза их пределы. Запланированные 15 точек отбора проб достаточно полнохарактеризуют пространственное распределение содержания тяжелых металлов всанитарно-защитной зоне и прилегающей территории РУСАЛа. Химическим анализом устанавливаютхимический состав и свойства почвы. Основные разделы его: валовой, илиэлементный анализ — позволяет выяснить общее содержание в почве различныхэлементов. В данном случае это цинк, медь, никель,марганец, свинец, кобальт, хром, алюминий, титан, кадмий и железо.
Для анализараспространения концентрации, тяжелых металлов по почвенному профилюпроизведена закладка разреза глубиной до 1м.(точка 2). Пробы взяты в районенаселенных пунктов, дачных массивов и на территории предполагаемой застройки(точка 5).
По этим данным строимграфики распределения металлов по контрольным точкам и сравнительную диаграммусредних значений концентраций.
Сравнительная диаграмманаглядно показывает преобладание алюминия и марганца в почве. Это объясняетсяпроизводственной деятельностью РУСАЛ, которая направлена на выпуск алюминия.
Как ужеотмечалось ранее почвы являются основной депонирующей средой, куда металлыпоступают с выпадениями из атмосферы, лиственным опадом, отмершими частямирастений и т.д. Состояние почв — интегральный индикатор многолетнего процессазагрязнения всей окружающей среды, дающий представление о качествежизнеобеспечивающих сред — атмосферного воздуха и вод. Кроме того, загрязненныепочвы сами являются источником вторичного загрязнения приземного слоя воздуха,поверхностных и грунтовых вод. Таким образом, почвы представляют тройнойинтерес, как начальное звено пищевой цепи, как источник вторичного загрязненияатмосферы и как интегральный показатель экологического состояния окружающейсреды.
Технологическиепроцессы предприятий черной и цветной металлургии не обеспечены надежнымисредствами очистки газовых выбросов, что приводит к сильному загрязнениюатмосферы вокруг этих предприятий. Загрязненная атмосфера в этом случаеявляется главным источником накопления тяжелых металлов в почве и растениях, ибезусловно это отражается на здоровье населения
Проанализироваврезультаты исследований, можно сделать выводы. Во-первых,необходимо отметить, что максимальная концентрация химических элементовотмечена в точках на расстоянии 1000 — 1300м от источника выбросов — от завода.Это можно объяснить тем, что на расстоянии 1400м течет река Орловка. Вместе сгрунтовыми водами происходит постепенное попадание загрязняющих веществ вводоем, а далее с течениями загрязнения попадают в реку Мечетка, а оттуда вбассейн реки Волга. На расстоянии 1000м от завода находятся небольшиемногочисленные овраги и балки, по которым загрязняющие вещества и попадают вреку Орловка. Этим и объясняется пик концентрации загрязняющих веществ нарасстоянии 1000 — 1400м.
Проанализировавсостав ТМ и концентрации металлов в почвах на территории РУСАЛ, в СЗЗ и жилойзоне, можно отметить, что наибольший пик концентрации наблюдается в санитарно-защитнойзоне, и уменьшается в жилой зоне. Наибольшая концентрация, (h=высота трубы 100 м, К=10-20) веществ по расчетам должна бытьв почве на расстоянии1000-2000 м СЗЗ=h*К. Следует отметить, что реки Орловка и Мечетка являются загрязненнымитяжелыми металлами из-за рельефа местности и стока всех загрязненных вод. Вданном случае вклад алюминиевого завода в химическое загрязнение водоемовнеоспорим. Падение концентрации по мере удаления отисточника выбросов также говорит о том, что загрязнение почв в жилых районах недостигло своего максимума, а санитарно-защитная зона принимает наибольшую частьзагрязнений, выполняя тем самым свою защитную функцию. Но данная территориязагрязнена больше всего, о чем говорят такие явления как «черный снег» зимой нарасстоянии более 300-600м от алюминиевого завода.
Но такжеважно отметить, что влияние алюминиевого завода опасно тем, что происходитпостоянное вымывание загрязнений в открытые водоёмы и грунтовые воды, которыемогут использоваться человеком для питья и других нужд. Этизагрязнения из почвенной влаги, грунтовых вод и открытых водоёмов попадают ворганизмы животных и растений, употребляющих эту воду, а затем по пищевымцепочкам опять-таки попадают в организм человека. Некоторые токсические соединения рано пли поздно попадают вподземные воды, в результате чего нарушается не только биологическое равновесиепочвы, но ухудшается и качество подземных вод до такой степени, что их уженельзя использовать в качестве питьевых.
Припроведении отбора и анализа проб на наличие тяжелых металлов в почвахсвидетельствует, что промышленные выбросы, поступающие в воздушный бассейн отРУСАЛ и почвы загрязнены следующими тяжелыми металлами: цинк, медь, никель,марганец, свинец, кобальт, хром, алюминий, титан, кадмий, железо. Нижепредставлены карты распределения этих элементов по местности.
В нашей стране в настоящее время постепени опасности эти элементы разделены на три класса. К первому классутоксической опасности (для почв) отнесены ртуть, мышьяк, селен, кадмий, свинец,цинк, фтор, ко второму — хром, кобальт, молибден, никель, медь, сурьма, бор и ктретьему — барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций.
Порезультатам химического анализа в пробах почв, отобранных вблизи РУСАЛпревышение норм ПДК подвижных форм кобальта, меди, никеля, свинца, цинка, хромане обнаружено.
Т.к. норм ПДКподвижных форм кадмия, железа, алюминия, титана нет, то сравнение проводитсяотносительно пробы сравнения (фоновой пробы). Наиболее загрязненная точка посодержанию алюминия является т.2 (1200 м. в южном направлении предприятия),здесь концентрация алюминия в 62,9 раза выше по сравнению с фоновой точкой.Рассматривая распределение данного загрязнения в данной точке в вертикальномнаправлении наблюдается уменьшение концентрации алюминия: на глубине 10-15 см содержание алюминия в 21,1 раза выше фоновой концентрации; на глубине 50 см -10.2 раза; на глубине 100 см. — 3 раза.
Концентрацияподвижных форм всех исследованных тяжелых металлов резко падает с глубиной,снижаясь в горизонте А в 2 и более раза, что говорит о их низкой миграционнойспособности. Соответственно можно говорить о том, что при запахивании нетугрозы загрязнения грунтовых вод. Этот вывод однако нельзя отнести к почвамсупесчаного и песчаного механического состава.
Значительноесодержание алюминия обнаружено и в т.8 (744м. южнее предприятия) – превышение в29,6 раз по сравнению с фоновой концентрацией и в т.7 (1080м. южнеепредприятия) 19.1 раза.
В т. 7 и 2обнаружено максимальное содержание кадмия, которое соответственно составляет0.30 и 0,26 мг/кг. Так же кадмий обнаружен в т. 3,4,5,7,8,9.
Сравниваярезультаты анализа в точках №8, 7, 2 следует отметить следующий факт. В почвахс облегчением мехсостава почв растет концентрация подвижных форм тяжелых металлов,что связанно с увеличением емкости ППК. Соответственно можно говорить о том,что опасность выноса тяжелых металлов в грунтовые воды растет с облегчениеммехсостава. Для предотвращения загрязнения грунтовых вод необходимо на почвах слегким мехсоставом проводить утяжеление с использованием грунтов тяжелогомеханического состава. Также желательно присутствие в грунтах, применяемых дляутяжеления остаточного количества карбонатов для нейтрализации фтористоговодорода, который может увеличивать подвижность тяжелых металлов.
Анализируяхарактер распространения подвижных форм хрома, свинца, марганца, железа и цинкаможно отметить то, что деятельность РУСАЛ не является единственно определяющимфактором, повышающим их концентрацию в почве на данной территории.
Анализируядинамику распространения меди и кобальта на территории санитарно-защитной зоныможно отметить прямую зависимость содержания подвижных форм этих металлов отблизости предприятия. Это не может быть напрямую связано с содержанием меди икобальта в выбросах алюминиевого завода, поскольку, по результатам нашиханализов, данные металлы в выбросах не обнаружены. Эта закономерность,предположительно, связана с наличием фтористого водорода, который попадая впочву увеличивает содержание подвижных форм тяжелых металлов как содержащихся всоставе минеральной части почвы, так и привнесенных со стороны от выбросовавтотранспорта и от выбросов металлургического завода “Красный Октябрь”.
Почва — одна из составных частей биосферы,является мощным фильтром в отношении аэрогенного потока техногенных веществ,очищающим биосферу, геохимическим барьером, как правило, прочно фиксирующимзагрязнители в результате процессов трансформации их соединений и существенноослабляющим поступление их через корневую систему в надземную растительнуюмассу и миграцию в грунтовые воды. В сравнении с поверхностными водами иатмосферным воздухом, где возможны процессы периодического самоочищения отзагрязняющих веществ, почва активно их аккумулирует и обладает ограниченнойспособностью к самоочищению. Накопление токсических веществ в почвах влечет засобой не только деградацию почвенного покрова, но и нарастание экологическиопасных последствий, создающих угрозу здоровью человека. Для выявления ипредупреждения нежелательных последствий техногенного влияния необходимаорганизация контроля загрязнения почвы. Наши исследования показали, что реакциясреды изученных почв — от слабощелочной до щелочной. Содержание водорастворимыхсолей, щелочноземельных металлов, хлоридов, сульфатов является характерным длямеханического состава исследованных почв (супеси, легкие и средние суглинки).Содержание гумуса от низкого до среднего. Содержание азота практически неизменяется, фосфором обогащены все исследуемые почвенные участки.
Одной из форм химического загрязнения почвявляется аккумуляция в ней тяжелых металлов, поступающих с промышленнымивыбросами. Набор этих элементов весьма широк: наиболее распространеннымиявляются ртуть, свинец, кадмий, медь, цинк' и некоторые другие. Металлы — токсиканты; поступая в почву, вступают в различные химические реакции,сорбируются органическим веществом, глинистыми минералами. Из почвы они могутпоступать в грунтовые воды и поглощаться растениями.
При создании СЗЗ необходимо закладывать общиепринципы создания устойчивых систем. Для этого нужно использовать смешанныепосадки с применением пород, различающихся по устойчивости к различным факторамсреды. Введение в экосистему малоустойчивых видов позволит повысить ееустойчивость в целом. Такие виды работают в экосистемах как предохранители.
Необходимо отметить важность создания СЗЗ дляпредприятий, которые выполняют важную роль в восстановлении чистотыатмосферного воздуха, улучшают условия жизни и труда людей.
Есть некоторые соображения относительномодификации СЗЗ. При создании лесонасаждений прежде всего необходиморассмотреть структуру насаждений и характер посадки. Предлагается разделить СЗЗна 3 подзоны (полосы) и для каждой из них подобрать свою конструкцию, видовойсостав насаждений в зависимости от характера загрязнения.
По мнению авторов (Манаенков И.В., Казанков В.А.)
1. Полоса осаждения. Образуется в результатенеорганизованных выбросов, производимых на небольшой высоте, загрязнение этойтерритории мало зависит от направления ветра. В зоне сильного загрязнения должнопроисходить поглощение газообразных загрязнителей. Для данной зонырекомендуется способ создания защитных лесонасаждений с применением орошения.Это позволит повысить устойчивость насаждений и продлить срок их существования.Полоса может включать в себя как древесные насаждения, так и кустарники.Межрядовое пространство должно составлять 3-4 м для прохождения трактора сорудием, как для плантажной вспашки, так и для удаления сорняков.
2. Полоса поглощения. Загрязнение этой территориипроисходит в результате приземления дымового факела, а также за счет притоказагрязненного воздуха из первой зоны. Уровень загрязнения зависит отнаправления ветра, и по отношению к некоторым участкам является периодическим.Основной тип поражения зеленых насаждений – хроническое повреждение. Для этойзоны способ создания защитных лесонасаждений может применятся бездополнительного орошения. Рекомендуется подбор деревьев, состоящих изустойчивых и среднеустойчивых пород. Впереди зоны высаживаются породы болееустойчивые к загрязнению, а также породы, устойчивые к дефициту влаги. Дляменьшей повреждаемости растений необходимо создавать посадки, которые имели быплотную крону. Для лучшей устойчивости необходимо, чтобы посадки имелиодинаковую высоту, так как при возвышении опушечного дерева над основнымпологом оно больше всего повреждается загрязнителями.
3. Полоса слабого загрязнения. Загрязнение зонывызывается перемещением воздушных масс из второй зоны, вместе с фоновымзагрязнением района. Эта зона является переходной из защитных насажденийпредприятия в зеленые насаждения города. Данная зона выполняет каксанитарно-гигиенические, так и декоративно-эстетическую функцию. В нейрекомендуется сделать лесопарк, где можно подобрать растения не только по ихэкологическим свойствам, но и высадить растения, имеющие высокие декоративныекачества. В этот состав входит более 25 пород деревьев и кустарников.
Агролесомелиорация является универсальным средством в решениивозникающих сегодня экологических проблем и в то же время обладает рядомпреимуществ – долговечностью, простотой создания и эксплуатации,многофункциональностью защитно-мелиоративного действия, относительнойдешевизной и быстрой окупаемостью затраченных средств.
Во ВНИАЛМИ разработана государственная программа развитияагролесомелиоративных работ в России. Разработки направленные на полноценнуюзащиту почв и организацию устойчивых агроландшафтов необходимо продолжать ивсячески поддерживать.
Влияние ВМЗ «Красный Октябрь» на почвы.
Три крупнейших предприятия цветной и черной металлургиинаходятся на территории Северного промузла и влияет на загрязнение почв всейагломерации. Подробно рассмотрим результаты анализа почв территорииметаллургического завода ВМЗ «Красный Октябрь».
В 2006-2007 г. был проведен комплекс исследованийс целью проведения аналитического контроля загрязняющих веществ в почве в зоневлияния Волгоградского металлургического завода ВМЗ «Красный Октябрь». Работыпроводились в три этапа: исследование местности, составлеие схемы отбора проб,проведение полевых исследований, были определены точки отбора проб почвы иосуществлен отбор проб на территории предприятия, на границе санитарно-защитнойзоны и в жилой зоне около предприятия.
В дальнейшем проводились аналитическиеисследования в предварительно подготовленных пробах почвы. Третий этапзаключался в обработке полученных результатов.
Согласно ГОСТу 17.4.2.01-81 «Охрана природы.Почв" Номенклатура показателей санитарного состояния», намипроконтролировано 18 показателей, обязательных для населенных мест, в числокоторых входят тяжелые металлы, нефтепродукты, фенолы, рН среды, хлориды,нитраты.
Нефтепродукты во всех контролируемых точках отбора содержатся впочве на допустимом уровне (
В результате исследований установлено, что водорастворимыхфторидов в отобранных пробах почвы содержится от 3,48 мг/кг до 21,6 мг/кг(ПДК=10,0 мг/кг). Превышение нормы в 2,2 раза наблюдается в почве на территорииЗАО ВМЗ «Красный Октябрь» (между ЭСПЦ-2 и цехом отделки металлопроката), в 1,4раза — в юго-восточном углу предприятия школы №20, 1,6 раза — в парке уВолгопромбанка.
Проведенный аналитический контроль почвы насодержание ртути, токсическое воздействие которой особенно опасно для человека,показал его незначительные количества от 0,012 до 0,093 мг/кг (ПДК=2,1 мг/кг).
Формальдегид содержится в почве выше предельно-допустимойконцентрации:
— в санитарно-защитной зоне предприятия, в 30 м на юго-восток от здания гостиницы «Турист» (пр. 102-1) — 1,2 ПДК;
— на границе санитарно-защитной зоны иселитебной:
— в юго-восточном углу территории школы №20 (пр.129-1) — 1,8 ПДК;
— в 50 м на юго-запад от пл. Возрождения (пр.130-1) — 1,8 ПДК;
— в парке у «Волгопромбанка» (пр. 128-1) — 2,3ПДК.
— в селитебной зоне:
в парке в районе домов №49 и №51 по ул. Кузнецова(пр. 128-2) — 2,2 ПДК; в районе домов «74 и №71 по ул. Кубинской (пр.130-2) — 1,9 ПДК.
Фенолы находятся в почве выше допустимого уровняв 1,6 раза на территории предприятия с северной стороны участка термическойобработки металла и восточной стороны травильного отделения (пр.98-3) и всанитарно-защитной зоне в 2,7 раза на верхней террасе р. Волга, в 30 м на юго-восток от здания гостиницы «Турист» (пр. 102-1).
На территории предприятия почва загрязнена тяжелымиметаллами (подв. форма): цинком — 2,5 ПДК, свинцом — 7,2 ПДК,хромом 1,2 (ПДК) на границе между ЭСГТЦ-2 и цехом отделки металлопроката(пр.98-2); медью — 1,6 ПДК с северной стороны участка термическойобработки металла и восточной стороны травильного отделения (пр.98-3). Всанитарно-защитной зоне: хромом — 1,5 ПДК на верхней террасе р. Волга, в 30 м на юго-восток от здания гостиницы «Турист» (пр. 102-1); в селитебнойзоне: свинцом — 3,4 ПДК в районе дома № 74 по ул. Варшавская (пр. 129-2).
Сравнение полученных результатов контроля почвыпроводилось на основании «Обобщенных перечней предельно-допустимых концентрацийвредных веществ в почве».
Вкладываются значительные средства в научные ипроектные разработки, связанные с реализацией природоохранных мероприятий.
На природоохранную деятельность направляетсясущественная часть доходов предприятия. Так, в 2005 году ЗАО «ВМЗКО»потратило на охрану окружающей среды более 200 млн. рублей. Это затраты напостройку новой системы сухой газоочистки. Система сухой газоочистки вкрупнейшем электросталеплавильном цехе №2 включает в себя новые мощные борова,газонасосы и газоходы и позволяет получать выбросы в атмосферу, похарактеристикам соответствующим всем мировым стандартам. На «ВМЗКО» вмае запущена в эксплуатацию первая очередь новой ' системы сухой газоочистки вЭСПЦ-2.
Запуск крупнейшего в Волгоградской областиобъекта экологической безопасности на ЗАО «ВМЗ „Красный Октябрь“произошел в строго обозначенные сроки, что значительно сократит выбросы в ОС,оздоровит ее, сделает проживание людей более безопасным.
Проект является очередным этапом в реализациикрупномасштабной экологической программы, разработанной акционерами именеджментом компании. После ввода в строй газоочистки показатели промышленныхвыбросов будут соответствовать всем европейским нормам и требованиямэкологической безопасности. Акционерами предприятия выделено более 10 млн.долларов на реализацию данной экологической программы.
Выводы. Установлено, что загрязнение почвы(особенно их мелкодисперсная фракция РМ10 с высокой концентрациеймикроэлементов), является опасным вторичным источником загрязнения ОПС.Повышение ПДК для почв по свинцу, цинку, меди и другим ТМ, которые былизафиксированы в 2003-2006 году вблизи крупных ПП северного промышленного узла(«РУСАЛ», ВМЗ «Красный Октябрь»), указывает на опасные уровни их накопления натерритории Волгоградской агломерации.
Изучение важных диагностических признаковгородских почв (распределение карбонатов и гипсе по профилю, уровеньминерализации и состав водной вытяжки) показало, что это влияние значительнопревышает способность почвы противостоять антропогенному воздействию.
Глава V. Оценка воздействиязагрязняющих веществ на растения
Растительность как биотический компонент любойприродной экосистемы играет решающую роль в структурно-функциональнойорганизации экосистемы и определении ее границ.
Растительность не только весьма чувствительна кнарушениям окружающей среды, но и наиболее наглядно отражает измененияэкологической обстановки территории в результате антропогенного воздействия. Критерииоценки состояния растительности зависит от географических условий и типовэкосистем. При этом учитываются негативные изменения как в структурерастительного покрова (уменьшение площади коренных ассоциаций, изменениелесистости), так и на уровне растительных сообществ и отдельных видов(популяций): изменение видового состава, ухудшение ассоциированности ивозрастного спектра ценопопуляций доминантов.
Плотность популяции видов — индикаторов — один изважнейших показателей состояния экосистемы, высокочувствительный к основнымантропогенным факторам. В результате антропогенного воздействия плотностьпопуляции отрицательных видов — индикаторов снижается, а положительных видов — индикаторов — возрастает. Пороговым значением антропогенной нагрузки следует считатьснижение (или повышение) плотности популяции вида — индикатора на 20%, акритическим значением – на 50%. [63-67]
При оценке состояния лесных культур необходимоучитывать региональные особенности территории, прежде всего возможностьестественного возобновления леса.
Биоиндикация. Возрастающее внимание к проблеме охраныприроды обусловило необходимость проведения взаимосогласованных мероприятий попроблеме биоиндикации в рамках Волгоградского региона.
Биоиндикаторы – организмы, присутствие,количество или особенности, развития которых служат показателями естественныхпроцессов, условий или антропогенных изменений среды обитания.
Многие организмы весьма чувствительны иизбирательны по отношению к различным факторам среды обитания (химическомусоставу почвы, вод, атмосферы, климатическим и погодным условиям, присутствиюдругих организмов и т.п.) и могут существовать только в определенных, частоузких границах изменений этих факторов.
Важный аспект применения биоиндикаторов – оценкаих с помощью степени загрязнения окружающей природной среды, постоянныйконтроль (мониторинг) ее качества и изменений. Так, по составу флоры и фаунывод, численному соотношению их отдельных представителей судят о степени ихарактере загрязнения, пригодности вод для питьевых и хозяйственных целей, атакже об эффективности работы очистных сооружений.
Сферы применения биоиндикации. Комплексная системаэкологического мониторинга агросферы, включая обнаружение негативных изменений,их диагностику на самой ранней стадии антропогенного воздействия.
Для получения объективной картины загрязненияагроценоза необходимы исследования в двух направлениях. Во-первых, должнысовершенствоваться методы инструментального химического анализа, во-вторых,целесообразно более широкое использование биоиндикаторов.
Применение организмов, реагирующих на загрязнениесреды обитания изменением визуальных признаков, имеет ряд преимуществ. Онопозволяет существенно сократить или даже исключить применение дорогостоящих итрудоемких физико-химических методов анализа. Биоиндикаторы интегрируютбиологически значимые эффекты загрязнения. Они позволяют определять скоростьпроисходящих изменений, пути и места скопления в экосистемах различныхтоксикантов, делать выводы о степени опасности для человека и полезной биоты конкретныхвеществ или их сочетаний.
Оценка качества среды по состоянию живых существ.
Под качеством средыпонимается еесостояние, необходимое для обеспечения здоровья человека и других видов живыхсуществ. Степень отклонения среды от нормы определяется по состоянию населяющихее живых организмов, которое, в свою очередь, определяется по нарушениюстабильности развития (ФА) наиболее массовых (фоновых) видов и оценивается попятибалльной шкале: 1 балл 0,044 начальное отклонение от нормы, 3 балл 0.045-0,049-средний уровеньотклонения от нормы, 4 балл-ФА=0,050-0,054 существенные отклонения от нормы, 5балл>0,054 ФА-критическое состояние среды [64,65].
Стабильность развития как способность организма кнормальному развитию (без нарушения и ошибок) является чувствительныминдикатором состояния природных популяций и позволяет оценивать суммарнуювеличину антропогенной нагрузки. Наиболее простым и доступным для широкогоиспользования способом оценки стабильности развития является определениевеличины флуктуирующей асимметрии билатеральных морфологических признаков. Онапредставляет собой отклонения от строгой билатеральной симметрии вследствиенесовершенства онтогенических процессов и проявляется в незначительных ненаправленныхразличиях между сторонами (в пределах нормы реакции организма). Получаемаяинтегральная оценка качества среды является ответом на вопрос – какова реакцияживого организма на неблагоприятное воздействие, которое имело место в периодего развития.
Проведение оценки качества среды, ееблагоприятности для человека необходимо для: определения состояния природныхресурсов; разработки стратегии рационального использования региона; определенияпредельно допустимых нагрузок для любого региона; выявления зон экологическогобедствия; при проведении работ по ОВОС, проектировании, строительстве,реконструкции и перепрофилировании предприятий; оценки эффективностиприродоохранных мероприятий; создания особо охраняемых природных территорий.
Для оценки качества среды используются наиболееобычные фоновые виды растений и животных, указанные в этих методическихрекомендациях. При отсутствии в районе исследования видов возможноиспользование других видов. Списки видов растений и животных, приведены вметодических рекомендациях, разработаны для проведения оценки качества среды вовсех географических зонах на территории России, за исключением зоны тундр,полупустынь, пустынь и высокогорья.
Методика исследований представлена в гл. 2.[68,69]
5.1 Оценка качестваокружающей среды по уровню асимметрии морфологических структур на территорииЮжного промузла Волгоградской агломерации
В данной части работы описывается методвыполнения оценки качества окружающей среды и его изменения при антропогенномвоздействии.
Результаты оценки качества среды по степениотклонения состояния организма от условной нормы по величине интегральногопоказателя стабильности развития для тополя обыкновенного территории «Химпром».
Как уже отмечалось ранее предприятиеВолгограднефтепереработка находится в Южной части города и входит в составЮжного промузла Волгоградской агломерации как и «Химпром». Данное предприятиевносит очень существенный вклад в загрязнение территории Красноармейскогорайона. Нами изучено влияние атмосферного воздуха на состояние растительности.
Весь диапазон между этими пороговыми уровнями I и V ранжируется в порядкевозрастания значений показателя.
В течении двух лет изучали состояниерастительности на территории предприятия Волгограднефтепереработка, натерритории СЗЗ и в жилой зоне. Данные интегрального показателя стабильностиразвития для каждой зоны предприятия Волгограднефтепереработка свидетельствуютоб экологическом неблагополучии, качество среды оценивается в V баллов, и это как длярастений произрастающих на территории завода, в СЗЗ и в жилой зоне.
5.2 ОВППСеверного промузла Волгоградской агломерации
Данный раздел представляет собой исследование влиянияалюминиевого производства РУСАЛ на качество окружающей среды района. Для этоговоспользовались двумя видами натурных исследований: биологическим мониторингоми химическим анализом почв.
С помощью биоиндикаторов можно обнаруживать места скоплений вэкологических системах различного рода загрязнений; по ним можно проследитьскорость происходящих в окружающей среде изменений; только по биоиндикаторамможно судить о степени вредности тех или иных веществ для живой природы истепени нарушения экосистемы.
В данном случае былаиспользована методика В.М.Захарова. Для оценки качества среды используютсянаиболее обычные фоновые виды растений, в данном случае тополь пирамидальный (Populusnigra var. Italica).
Для исследований былисобраны 300 листиков с различных зон: зоны завода (50м), санитарно- защитнойзоны (500м) и жилой зоны (3км).
Для каждого листочка быливычислены относительные величины асимметрии для каждого признака как отношениемодуля разности к сумме измерений слева и справа. Далее вычисляются показательасимметрии для каждого листа (среднее значение относительных величинасимметрии).
Интегральный показательстабильности развития вычисляется как среднее арифметическое показателейасимметрии померных листов. В данном случае интегральный показательстабильности развития равен Х = 0,087 > 0,054.
Полученные результатыанализа свидетельствуют о критическоем отклонении состояния организма отусловной нормы — 5 баллов.
Полученные результатыданных по асимметрии различных зон представлены в таблице 3.
Таблица 3
Распределение асимметриипо признакам.Зоны 1 2 3 4 5 Среднее Санитарно-защитная 0,036 0,048 0,172 0,131 0,122 0,102 Завод 0,037 0,039 0,103 0,200 0,098 0,096 Жилая зона 0,038 0,027 0,128 0,067 0,054 0,063
Преобладающимнаправлением ветра в 2006 году было восточное направление. Помимо санитарно-защитной зоны, именно в восточном направлении от алюминиевого завода находятсяжилые районы: поселок Старая Спартановка, Новая Спартановка, поселок Забазный иНижний. Это означает, что наибольшее количество выбросов попадает именно натерриторию жилых поселков. Западный ветер переносит загрязнения в жилую зонупоселка Водстрой. Влияния южного и юго-западного ветра испытывают поселкиВерхнезареченский и Верхний. Все вышесказанное свидетельствует о том, что поднегативное влияние алюминивого завода РУСАЛ попадаютвсе жилые зоны, расположенные вблизи предприятия. Любое направление ветраприносит с собой вредные вещества, которые человек невольно вдыхает сзагрязненным воздухом.
Статистический анализполученных результатов представлен в виде трех графиков распределения величиныасимметрии по зонам.
Проанализировавполученные данные, отмечаем, что наибольшая ассиметрия наблюдается всанитарно-защитной зоне, а наименьшая в жилой. Для более полного осмыслениякривых распределения ассиметрии необходимо построить розу ветров.
Для ее постройкивоспользовались данными наблюдений погоды в г. Волгограде за 2006 год.Источником данных о погоде является сайт meteo.infospase.ru/.
Проанализировав график,можно сделать следующие выводы: в санитарно-защитной зоне и в зоне заводаприсутствуют явные пики — преобладает определённое значении асимметрии листовдеревьев, т.е. имеет место быть определённое техногенное воздействие наокружающую среду алюминиевого производства. Причём в санитарно-защитной зоненаблюдается наибольший пик — величина загрязнений здесь выше, чем внепосредственной близости к заводу, т.к. вредные вещества рассеиваются из трубзавода, высотой 50 м.-100 м, рассеивающихся загрязняющие вещества на расстоянии10-20 кратного размера трубы.≈(500-2000м)
КоэффициентСтьюдента определяется по таблице из справочных материалов.
Полученные значенияпогрешностей не превышают 10-20% измеряемой величины, таким образом,проведённые измерения можно считать удовлетворительными и адекватно отражающимиуровень загрязнений по интегральному показателю асимметрии листов деревьев висследуемых зонах.
Получив значенияасимметрии по зонам, построим график зависимости величины асимметрии отрасстояния м – т.е. от источника выбросов.
Данный график позволяетотметить тенденцию повышения асимметрии в санитарно-защитной зоне. Как былоотмечено выше, это напрямую связано с розой ветров и переносом загрязняющихвеществ в СЗЗону. Но этот график будет более наглядным и достоверным, еслинанести данные по асимметрии листьев, на расстоянии более 3 км взятых сдеревьев, а именно в 15000м от источника.
Оценка качества средына территории ВМЗ «Красный Октябрь»
Была выполнена оценка качества окружающей средына территории металлургического завода «Красный Октябрь», который как мыотмечали выше, относится к Северному промузлу Волгоградской агломерации, как иРУСАЛ.
Метод оценки качества описанный выше былиспользован для оценки стабильности развития организмов по уровню асимметрииморфологических структур (листья тополя обыкновенного.) для территории ВМЗ«Красный Октябрь»
Время сбора материала (листьев) 19-24 октября2006г, место сбора в двухточках на территории завода (ЭСПЦ-2, ЦОМП), и в 3точках территории около завода (жилая зона, СЗЗ, гостиница “Турист”), там гдепроводился отбор пробы для исследования почв.
В результате обработки фактического материала, аименно, листьев тополя обыкновенного получены результаты и нанесены на карту данныепо загрязнению территории завода ВМЗ «Красный Октябрь».
По пятибалльной шкале оценки отклонений состоянияорганизма от условной нормы по величине интегрального показателя стабильностиразвития (приведенной в методике), было определено, что для всех 5 точеквеличина показателя стабильности развития превышает 0,054, значит V баллов для всейприлегающей территории завода (Северный промышленный узел).
Вывод о качестве среды территории завода:критическое состояние качества среды, причем критическое состояние наблюдаетсядаже в жилой зоне.
Максимальное отклонение стабильности развитиярастений наблюдается около ЭСПЦ-2, проходной завода, и (ЦОМП) и цехаметаллообработки, меньше отклонение возле гостиницы «Турист».
Причинами отклонений стабильности развитиярастений являются неблагоприятные факторы антропогенного происхождения:атмосферные выбросы завода (превышающие ПДК по ТМ и по выбросам в атмосферу),перенос загрязнений атмосферными потоками. Данные виды загрязнений постоянныдля данной территории (от стационарного источника воздействия) и оказываютвлияние в течение всего периода развития растений.
Причинами отклонений стабильности развитиярастений являются неблагоприятные факторы антропогенного происхождения:атмосферные выбросы завода (превышающие ПДК среды), перенос загрязненийатмосферными потоками. По состоянию растительной компоненты экосистем можносудить о критическом состоянии территории и высоком риске для здоровья населения,проживающего и находящегося долгое время на территории. Для уменьшения вредаздоровью населения и экосистемам необходимо проведение дополнительныхмероприятий, направленных на снижение выбросов, уменьшение концентрации вредныхвеществ в выбросах, установка дополнительного очистного оборудования и другиеприродоохранные мероприятия.
Выводы. Установлено, что в большинствепромышленных районов города наблюдается снижение стабильности развитиярастений, связанное с действием антропогенного процесса: загрязнение отдеятельности металлургической промышленности (северный промузел Волгоградскойагломерации), химической и нефтеперерабатывающей (южный промузел) и отавтомобильного транспорта (≈70%). Рекогносцировочная оценка здоровья ОПСсвидетельствует о напряженной ситуации и предполагает проведение болеедетальной оценки и организации биомониторинга.
Выявлена динамика качества среды и ее прогнозметодами биоиндикации урболандшафтов Волгоградской агломерации. Сделан прогнозобъемов выбросов промышленных предприятий, степени загрязнения почв, состоянияздоровья населения
Глава VI. Экологическиепоследствия загрязнения окружающей природной среды (ОПС) для здоровья населенияи вопросы риска
О влиянии химических веществ на организмнакоплена обширная литература, но научная достоверность этих оценок на каждыймомент времени в какой-то степени относительна и они нуждаются всистематической корректировке с учетом новейших достижений фундаментальныхдисциплин, которые могли бы углублять и дополнять имеющуюся неполную и нередкоразнородную информацию. Эпидемиологическими методами изучается воздействие наздоровье человека различных неблагоприятных факторов, присутствующих в разныхсредах: загрязнения атмосферного воздуха, питьевой воды, почвы, пищевыхпродуктов, шума, естественной радиации, электромагнитных полей Вниманиеисследователей сконцентрировано также на изучении различных фракций взвешенныхвеществ в воздухе, тяжелых металлов (в первую очередь, это свинец, ртуть икадмий), летучих органических соединений (ЛОС) и стойких органическихзагрязнителей (СОЗ), к которым относят диоксины, полихлорбифенилы (ПХБ) инекоторые хлорсодержащие пестициды (ДЦТ, гексахлорциклогексан и другие). Всфере внимания эпидемиологов и гигиенистов находятся также такие проблемы, какизучение связей между факторами окружающей среды и злокачественныминовообразованиями, нарушениями репродуктивного здоровья и эндокринного статуса, аллергическимиреакциями, психоневрологическим статусом новорожденных и детей раннеговозраста, заболеваниями органов дыхания и другими изменениями показателейздоровья.
Таким образом, эпидемиологические исследованияпозволяют выявить последствия загрязнения окружающей среды на состояниездоровья населения, выразить их в количественных величинах, установить причинно-следственныеотношения между неблагоприятными факторами среды обитания человека ипоказателями здоровья, получить достоверную информацию о типах эффектов,развивающихся под влиянием различных загрязнителей. Вместе с тем, в связи сосложной, многофакторной природой хронических неинфекционных заболеванийдоказать этиологическую связь между развившимся у человека заболеванием ипредшествующим вредным воздействием очень трудно. Однако путем правильноспланированных эпидемиологических и гигиенических исследований нередко удаетсявыявить и количественно оценить дополнительную вероятность, т.е. риск развитияподобных заболеваний для относительно больших групп населения. При этом лишь сопределенной долей вероятности можно предполагать наличие повышенного риска у конкретногоиндивидуума. Факторами риска называются внешние воздействия или особенностиорганизма, приводящие к увеличению вероятности возникновения неблагоприятныхэффектов.[70,71]
Оценка риска в последние годы во многих странах имеждународных организациях рассматривается как ведущий аналитическийинструмент, используемый для характеристики воздействия неблагоприятныхфакторов окружающей среды на здоровье населения, а также для разработкиоптимальных управленческих решений. Целесообразность внедрения методов оценкириска в практику здравоохранения и в разработку эффективной природоохраннойполитики диктуется рядом причин, среди которых особо следует выделить двеосновные: 1) необходимость использования при принятии управленческих решенийаналитических данных (показателей), количественно отражающих потенциальный иреальный ущерб здоровью от загрязнения окружающей среды;
2) недостаточная обоснованность способовтрансформации и интерпретации полученной информации для ее представления вдоступном, понятном и, главное, в пригодном для быстрого принятияуправленческих решений виде, в первую очередь, лицам, ответственным запроведение оздоровительных мероприятий, а также СМИ и заинтересованнойобщественности.
В работе [72] приведено описание особенностейвоздействия на здоровье населения наиболее распространенных химических веществ(диоксиды серы и азота, взвешенные вещества, свинец, нитраты и нитриты и др.),тяжелых металлов, летучих органических соединений, стойких органическихзагрязнителей. Дана оценка результатов воздействия химических веществ наздоровье населения, в том числе на увеличение уровня смертности, онкологическихзаболеваний, репродуктивное здоровье и здоровье детей.
Приведены основные методы количественной оценкитех изменений здоровья населения, которые возникают при воздействиизагрязненной окружающей среды. Это и методы экологической эпидемиологии иметоды оценки риска.
Волгоград (1,0млн. жителей). Основными источникамизагрязнения в окружающей среды в городе являются алюминиевый, стапеплавильный, химическиеи нефтеперерабатывающие заводы, предприятиямашиностроения истроительной индустрии. Только с выбросами предприятия «Химпром» ватмосферный воздух поступает около 30 веществ I и II классов опасности, вт.ч. 5 веществ I класса — это хлористый бензол, хлорокись фосфора,трикрезилфосфат, фосфористый водород, метафос. Степень загрязнения атмосферноговоздуха очень высока — превышены ПДКс бенз(а)пирена, взвешённых веществ,фтористого водорода, формальдегида, аммиака, фенола и диоксида азота. Наибольшеезагрязнение атмосферного воздуха хлористым водородом, сероводородом, аммиаком,фенолом наблюдалось в южной части города, где расположены предприятияхимического и нефтехимического комплекса (АО «Каустик», АО “Химпром”,АО «Пласткард», ДАО «Лукойл-Волгограднефтепереработка», АО«Техуглерод»), а также пруды-испарители (накопители) – Южный промузелВолгоградской агломерации. Фторид водорода, формальдегид тяжелые металлы — район расположения ВМЗ «Красный Октябрь», АО «Волгоградскийтракторный завод им Ф.Э.Дзержинского», РУСАЛ, которые входят в Северныйпромузел Волгоградской агломерации.
Деятельность этих предприятий оказываетзначительное влияние на состояние окружающей среды прилегающих территорий. Так,например, в Светлоярском районе вблизи Волгограда, в атмосферном воздухерегистрируются повышенные концентраций хлористого водорода, фенола, оксидовазота, а в подземных водах концентрации ртути достигают 20 ПДК [Митрохин,2002].
На юге города сотрудниками ВолгоградскогоМедуниверситета выполнена серия крупных эколого-эпидемиологических работ пооценке воздействия загрязнённого атмосферного воздуха на здоровье детей.Существенные изменения различных показателей здоровья наблюдаются начиная спостнатального периода. Новорожденные дети, родители которых более 10 летпроживали в этой части города, характеризуются более низкими показателями пошкале АПГАР (оценка в 8-10 баллов, отражающая нормальное функциональноесостояние ребёнка, имела место у 69,3% новорожденных на юге города и 81,2% вцентре города — р
Сообщается также о более частой обращаемостинаселения в южной части Волгограда в скорую помощь по поводу аллергическихзаболеваний органов дыхания, в т.ч. бронхиальной астмы, более высоким уровнемзаболеваемости детей острым бронхитом и пневмонией [С.Е. Першин, 2002]. На этойтерритории дети и подростки предъявляют существенно больше жалоб со сторонынервной системы, желудочно-кишечного тракта, чем их сверстники, проживающие вцентре этого города (р
В южной части города показатели заболеваемостиноворожденных в окружении предприятий, ”Каустик” наблюдаются в 70,3% случаевпри 44,2% в контрольном районе (центр города). Тяжелое осложнение ОРЗ и ОРВИ удетей — острый стенозирующий ларинготрахеит регистрируется в этом районе в1,2-1,3 раза чаще, чем в центре города, причем у детей регистрируется и болеетяжелое течение этого заболевания [А.П. Барановский, 1991].
В атмосферном воздухе другой северной частигорода, находящейся в зоне влияния выбросов алюминиевого завода, регистрируютсяповышенные концентрации фтористого водорода, взвешенных частиц оксида углерода,бенз(а)пирена. На этой территории проживает около 150 тыс. человек и средидетского населения выше заболеваемость болезнями системы кровообращения,органов дыхания; в 1,5-2,5 раза выше обращаемость населения за скороймедицинской помощью по поводу приступов бронхиальной астмы и асматическогобронхита [С.Е. Першин, 2003].
Проведенное многолетнее эпидемиологическоенаблюдение 1983-1996 г.г.) за показателями смертности от различных заболеванийвыявило, что смертность от заболеваний органов дыхания почти во всех возрастныхгруппах была заметно выше на территориях города с загрязненным атмосфернымвоздухом, чем на условно чистой территории. Так, в наиболее подверженной этойпричине смерти группе населения – детей первого года жизни — показатель в“центральной” зоне составляет 10,5, в то время как в “южной” – “химической”зоне — 17,2, а в “северной” – “машиностроительной” – 24,1 [Л.К. Квартовкина исоавт., 197].
В гг. Волгограде и Волжском средний показательрождения детей с врожденными пороками челюстно-лицевой области составляет 1,44+- 0,07 на 1000 новорожденных при показателе 1,13+-0,08 в сельской местности(р
В 1996-1997 г.г. в г. Волгограде была выполненаработа по оценке риска для здоровья населения стационарных источниковзагрязнения атмосферного воздуха. Оценка риска для здоровья была проведена какот воздействия химических канцерогенов, так и от неканцерогенных твердых частиц(РМ 10) при ингаляционном пути поступления. Риск смерти от выбросов РМ 10установлен на уровне 850-2700 дополнительных случаев смерти в год для населениявсего города (около 1 миллиона человека), тогда как канцерогенный риск,обусловленный выбросами канцерогеннов, оценивается 13 дополнительными случаямизаболеваний раком в год. [73]
Постоянное население Волгоградской области на 1января 2003 г. составило 2615,9 тысяч человек и относительно 2002 г.уменьшилось на 20,6 тыс. чел. Из них городское население составляет 70,0%. Естественная убыль за 2002 г. достигла 18306 чел., из нихмужчин – 10154.
Среди городского населения убыло 13 571 чел., или74.1 % от общего числа убывших (данные Волгоградского областного комитетагосстатистики).
В 2002 г. рождаемость несколько возросла, новозросла и смертность. Количество умерших превысило число родившихся в 1,74раза. Демографические показатели на 1000 жителей в целом по области в 2002 г. составили: рождаемость — 9,4(8,6 в 2001 г.); смертность — 16,3 (15,9 в 2001 г.); естественный прирост — 6,9 (- 7,3 в 2001 г.).
Для смертности в области, как и в целом поРоссии, характерна сверхсмертность мужчин (средняя продолжительность их жизниупала и стала меньше 60 лет), причем в трудоспособном возрасте.
На всех административных территориях областиестественный прирост имеет отрицательное значение, что свидетельствует осанитарном неблагополучии.
В структуре причин младенческой смертности МСосновными остаются причины, возникающие в перинатальном периоде (50,9%),врожденные аномалии (27,8%), болезни органов дыхания (8,3%), несчастные случаи(5,2%), инфекционные и паразитарные болезни (1,8%). В структуре МСнеуправляемые причины по-прежнему выходят на первые места.
Несмотря на спад промышленного производства,уровень загрязнения атмосферного воздуха характеризуется как очень высокий.Комплексный индекс загрязнения атмосферы, рассчитанный для 5 постоянныхзагрязнителей, определяющих основной вклад в загрязнение атмосферного воздухапыль, диоксид азота, сероуглерод, формальдегид, аммиак), на основании данных погидрометеорологии и мониторингу окружающей среды за 1995—2000 гг. составил –10,5; 1996-5,6; 1997-9,2; 1998-9,8; 1999—11,3; 2000-12,3. Было проведеноранжирование основных загрязнителей по тесноте связей их уровня и распространенностиВПР среди детей за 1995—2000 гг. Установлена прямая корреляционная зависимостьмежду заболеваемостью ВПР детей (0—14 лет) и загрязнением атмосферного воздухаформальдегидом коэффициент корреляции г +0,66).
Тем не менее, включенные в разработку данные за1999—2001 гг., из-за небольших выборов позволяют с полным основанием судить овзаимосвязи распространенности ВПР и степенью загрязнения окружающей среды, таккак существует множество и других факторов, оказывающих влияние на развитиеврожденных пороков.
В 2002 г. в г. Волгограде продолжалось ведениеоперативного медико-экологического мониторинга с использованием данныхподстанций скорой помощи для контроля за индикаторными группами заболеваний.Обращаемость по поводу бронхиальной астмы и астматического бронхита продолжалаоставаться повышенной на юге города. В Кировском и Красноармейском районахЮжный промузел — в 1,5—4,6 раза выше, чем в других районах. Это, видимо,связано с особенностями экологической обстановки на данной территории.
Наибольший уровень обращаемости населения в связис острым нарушением мозгового кровообращения наблюдается в Краснооктябрьскомрайоне – в 1,9-7,1 раза выше, чем в других районах города. Причину этогозаболевания установить не удалось. Многолетняя динамика в большинстве районовстабильна.
Специфической характеристикой многолетнегомедико-экологического неблагополучия на промышленных территориях являютсяпоказатели смертности населения. Так, усредненные годовые показатели смертностиот всех болезней органов дыхания, кроме новообразований, на 100 тыс. чел.населения составляли: в южных районах (Красноармейском, Кировском) – 46, всеверных (Краснооктябрьском, Тракторозаводском) – 39, в центре (Центральныйрайон) – 32. Удельный вес смертности от рака легких, гортани среди всехопухолей составлял на юге – 25%, на севере – 21%, в центре – 18%.
Средняя продолжительность проживания на территории до смертиот злокачественных новообразований органов дыхания (что косвенносвидетельствует об интенсивности многолетнего поглощения населением химическихканцерогенных веществ через атмосферный воздух) составила: в Центральном районе– 39,7 года, в Тракторозаводском – 33,0 года, в Краснооктябрьском – 36,2 года,в Кировском – 21,9 года, в Красноармейском – 21,4 года. Таким же разом, в северныхрайонах продолжительность проживания была на 3,4-6,7 года, в южных районах на17,8 – 18,3 года меньше, чем в центре.
Известно, что количество врожденных пороков развития можетбыть связан с уровнем загрязненности внешней среды некоторыми химическими веществами,тератогеннами. Количество врожденных пороков развития на 1000 детей показываетзависимость от ОС в центре этот показатель 3,2, в северных районах – 4,5, вюжных районах – 4,2 – 5,5.
Таким образом, негативный экологический потенциал,накопленный на промышленных территориях Волгограда за многие годы продолжаетотрицательно сказываться на здоровье населения.
Авторами Филатовым Б.Н., Вишневецкой Л.П.,Сливиной А.П., и др. проделан. Оценка риска для здоровья населения отстационарных источников загрязнения атмосферного воздуха в г. Волгограде.[71-74]
Волгоград — промышленный город на юге европейскойчасти России с населением более одного миллиона человек узкой, длинной полосойтянется вдоль западного берега реки Волги. При этом расстояние между северной июжной границами города превышает 70 км. Предприятия разбросаны по всему городус частичной концентрацией промзон в северной и южной его частях.
Предприятия Волгоградской области как отмечалосьранее в работе, выбрасывают в атмосферу большие объемы загрязняющих веществ.Оценка риска для здоровья от загрязнения воздуха в Волгограде базировалась наиспользовании методологии, рекомендованной, в первую очередь Агентством поохране окружающей среды США.
Для анализа рассеивания загрязняющих веществ ватмосферном воздухе от стационарных источников была выбрана российскаястандартизированная модель «Эколог». В связи с принятымиограничениями моделирования и довольно сжатыми данными, оценка риска дляздоровья в данном исследовании была проведена только с учетом ингаляционноговоздействия химических веществ, как основного пути поступления их в организм.
На основании информации о стационарных источникахвыбросов, полученной от природоохранных органов, был сформирован списокзагрязняющих веществ, поступающих в атмосферу города. Поскольку в Волгограде засчет системы разрешений на выбросы регулируются их объемы более чем для 200предприятий, то для данного исследования были отобраны только 29 предприятий,суммарный вклад которых в загрязнение атмосферы города составляет более 90% отобщего объема всех выбросов, поступающих от стационарных промышленныхисточников (в тоннах в год в течение года.).
Был выбран 1995 год, поскольку уровни выбросов вэтом году могут быть предположительно близкими к таковым и в будущем (приусловии сохранения действующего природоохранного законодательства). Основноевнимание было сконцентрировано на оценке риска воздействия взвешенных веществ,единственных из неканцерогенных агентов, поскольку в настоящее время существуютхорошо аргументированные доказательства и количественные характеристики ихвоздействия на состояние здоровья населения как общего количества взвешенныхвеществ (TSP), так и более специфичных РМ10 (частиц диаметром 10 микрон именее). Взвешенные вещества составляли наибольший процент среди неканцерогеновпо данным инвентаризации выбросов. Твердые частицы являются очевидным фактором,вызывающим риск для здоровья в большинстве городов, поэтому при ограниченныхфинансовых ресурсах следует в первую очередь сфокусировать внимание на ихоценке.
В настоящее время в России отсутствуютгигиенические нормативы для взвешенных веществ, как для единого вещества, новместо этого разработано множество гигиенических нормативов для различных типоввзвешенных веществ. Поэтому материалы инвентаризаций выбросов, представляемыедля управленческих решений, не включают непосредственно все«частицы». В данном же исследовании различные типы взвешенных твердыхчастиц, выбрасываемых предприятиями, были объединены в единый «класс»- общий объем выбросов взвешенных веществ.[Филатов Б.Н., Вишневецкая Л.П.] [74]
На первом этапе оценки воздействия в Волгоградеопределялась численность населения, подвергающегося воздействию. По даннымкарты плотности населения на территории города было выбрано 20 рецепторных точек.Каждая точка представляет 5 % населения города или примерно 50 000 человек.Площади, соответствующие каждой из рецепторных точек, из-за неодинаковойплотности населения различны. Каждая из 20 рецепторных точек расположена вближайшем узле пересечения линий координатной сетки дисперсионной модели.
На следующем этапе необходимо было определитьконцентрации в точках воздействия (КТВ) на основе данных моделированиярассеивания выбросов химических веществ-загрязнителей. Для хроническихэффектов, таких как канцерогенный риск и риск увеличения уровней смертности отвоздействия твердых взвешенных частиц, необходимо иметь среднегодовые величиныКТВ. КТВ были рассчитаны с помощью модели «Эколог», разработанной дляпрогнозирования 20-минутных фактических концентраций загрязнителей атмосферноговоздуха, которые в дальнейшем сопоставляются с максимальными разовыми ПДК сучетом сценария «наихудших условий».
Для каждого предприятия КТВ моделировались тольков тех рецепторных точках, которые расположены вблизи предприятия, а не во всех20-ти точках. Поскольку Волгоград сильно вытянут в длину, это позволилосократить расчеты для пренебрежимо малых концентраций загрязнителей в приземномслое рецепторных точек, расположенных на значительном удалении от специфическихисточников выбросов. Моделирование было проведено только для тех рецепторныхточек, которые оказались расположенными в тех же зонах, что и источникизагрязнения.
Эти оценки максимальных краткосрочных выбросовявляются необходимыми в дальнейшем для сравнения полученных по результатаммоделирования концентраций атмосферного воздуха с гигиеническими нормативамикороткого периода осреднения (такими как максимальные разовые ПДК).
Оценки выбросов в виде среднегодовых концентрацийявляются более подходящими для целей расчетов риска, основанных на методологииАмериканского Агентства по охране окружающей среды.
Твердые частицы, в частности фракция PM1Q, рассматриваются внастоящем исследовании как неканцерогенное вещество. U.S. ЕРА не приводит никакихданных о критериях риска для этих веществ — факторов потенциала, илиреферентной дозы. Поэтому необходимо было разработать критерий риска для РМ10.В существующей литературе приводятся многочисленные данные, убедительносвидетельствующие об увеличении случаев смертности и ряда заболеваний отвоздействия твердых взвешенных веществ. При разработке коэффициентадополнительных случаев смерти от РМ10 сравнимого с ЕФР для канцерогенов,использовалась литература, посвященная воздействию твердых частиц (например, Wilson and Spengler, 1996). Критерий рискабыл разработан для кратковременного воздействия (вдыхания твердых взвешенныхчастиц с диаметром менее 10 мкм). Такое предположение вполне оправданно,поскольку воздействие происходит каждый день. Однако по этой же причине его можноинтерпретировать и как хроническое воздействие.
Характеристика риска в данном исследованиивключала оценку риска дополнительных случаев рака от воздействия канцерогенов ириска дополнительных случаев смерти от РМ10. Для характеристики рискаиспользовались: фактор канцерогенного потенциала и коэффициент риска смерти дляРМ10 концентрации в рецепторной точке воздействия (КТВ) и хроническая суточнаядоза для канцерогенов (CDI).
Результаты оценки риска свидетельствуют, чтообщее число ожидаемых случаев рака среди населения составляет 13 дополнительныхслучаев в год. Наибольшему риску подвергаются люди, проживающие в южной частигорода. Результаты исследования также свидетельствуют, что приблизительно 2700дополнительных случаев смерти в год ожидаются в Волгограде от взвешенныхвеществ, выбрасываемых 29 предприятиями. Этот риск воздействия РМ10 нанаселение Волгограда приблизительно в 200 раз выше, чем при воздействиипотенциальных канцерогенов (даже если предположить, что все случаи раказаканчиваются смертельным исходом). Риск смерти от взвешенных веществ оказалсянеприемлемо высоким в Волгограде и, по-видимому, потребует пристальногорассмотрения со стороны руководителей природоохранных органов и администрациигорода.
С целью снижения риска для здоровья от воздействиявзвешенных веществ целесообразно осуществить ряд мер. Во-первых, необходиморазработать единый гигиенический норматив для РМ10 аналогичный американскомустандарту, или рекомендуемому ВОЗ. Тем более, что с учетом эпидемиологическихданных и результатов анализа, приведенных выше в качестве примера, в США егособираются снизить с 50 до 20 мкг/м3. В нашей же стране присуществующем среднесуточном нормативе взвешенных веществ, равном 150 мкг/м3,он составил бы 90 мкг/м3 для РМ10 при использовании коэффициентапересчета от суммарного количества взвешенных веществ — 0,6. Во-вторых, следуетразработать универсальную методику, позволяющую в каждом конкретном случае сбольшей достоверностью устанавливать долю РМ10 в суммарном количествевзвешенных веществ.
В-третьих, и это касается не только взвешенныхвеществ, но и всех атмосферных загрязнителей, при расчете рассеивания с помощьюдисперсионных моделей необходимо ориентироваться на установлениенепосредственно годовых концентраций, желательно с параллельным определениемпиковых (максимальных) уровней. Поэтому решение этого вопроса зависит отсоздания надежной системы метеорологического мониторинга, данные которогопозволили бы разрабатывать адекватные модели для непосредственного расчетаконцентраций атмосферных загрязнителей длительного периода осреднения повремени, которые имеют важнейшее значение при определении риска хроническоговоздействия.
Что касается твердых частиц от двух основныхпредприятий (Волгоградский алюминий — РУСАЛ и металлургический комбинат«Красный Октябрь»), определяющих риск смерти от РМ10 в Волгограде,анализ возможных вариантов снижения риска был осуществлен в рамках проекта RAMP, где было выделенонесколько вариантов низко- и высокозатратных мероприятий по очистке воздуха отвзвешенных веществ и для данных двух предприятий, включая капитальные,эксплуатационные и операционные затраты.
В последующем анализе управления риском, которыйпроведен в рамках того же проекта по оценке риска, рассчитана экономическаяэффективность вариантов очистки воздуха от вредных веществ. (А. Голуб — Центрэколого-экономических исследований). Был проведен сравнительный анализразличных вариантов проектов. Он показал, что удельные затраты на снижениериска смерти от РМ10 остаются достаточно низкими до определенного уровняснижения риска (возможно, вплоть до 30%), а затем удельные затраты существенновозрастают. Ряд проектов позволяют дешево сократить риск дополнительнойежегодной смертности. В целом удельные затраты на уменьшение единицы смертностиколеблются от 2,7 тыс. руб. (менее 100 долл.) до 175 тыс. руб. (менее 7000долл.). Это представляется очень дешевым способом сократить риск дополнительнойсмертности, даже если он преувеличен на 300-500%. Приоритизация проектов позатратам на сокращение выбросов и по затратам на сокращение риска приводит кодинаковым результатам для данного набора проектов. Это позволяет сделатьважный вывод о том, что в России оценку эффективности затрат можно проводитьисходя из сокращения выбросов. Поскольку анализ риска не является общепринятойпроцедурой в России и основой принятия решений о направлениях природоохраннойполитики, то приоритизация природоохранных проектов в этих условиях на первойстадии может проводиться по эффективности затрат на сокращение выбросов.
Выводы. Установлена связь продолжительности жизничеловека, частоты и тяжести нарушений репродуктивного здоровья женщин, здоровьяих потомства с реальной опасностью воздействия экологически неблагоприятныхфакторов, характерных для промышленных агломераций. Полученные данные совместнос медиками позволяют прогнозировать экологически зависимое состояние на основеизучения показателей репродуктивного и неонатального состояния здоровья, какнаиболее чувствительных к воздействию антропогенных факторов.
По материалам эколого-геохимических наблюденийбыла разработана постоянно-действующая карта экологической комфортностипроживания на территории г. Волгограда. В соответствии с этой картой на01.01.2008 г. около 70 % жителей северного и южного промышленных узловВолгоградской агломерации проживает в условиях опасных для здоровья поэкологическим показателям.
Литература
1. Безуглая Э.Ю.Метеорологический потенциал и климатические особенности загрязнения воздухагородов. – Л — Гидрометеоиздат, 1984.-184с
2. Берлянд М.Е. Современныепроблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы.— Л. Гидрометеоиздат,1975.-448c.
3. Влияние промышленныхпредприятий на окружающую среду // Тез. докл. Все союзной школы (4-8 декабря1984., г. Звенигород). – Пущино: Наука, 1984.- 239 с.
4. Влияниечеловека на ландшафт // Вопросы географии. — М.: Мысль, 1977. — №106 – 207 с.
5. Миграциязагрязняющих веществ в почвах и сопредельнъгх сферах // Тр. IV Всесоюзного совещания, Обнинск, июнь 1983. — М.: Гидрометеоиздат,. 1985.-208 с.
12.Wobber F. J. Russel O. R., Deely D. J. Multispectral aerial and orbitaltechniques for management of coal-mines areas. — Photogrammetria, 1975, vol.31, N 4, p. 40—56.
68. ЗахаровВ.М., А.С. Баранов, В.И. Борисов, А.В. Валецкий, Н.Г. Кряжева, Е.К. Чистякова,А.Т. Чубинишвили. Здоровье среды: методика оценки. Центр экологической политикиРоссии, Центр здоровья среды. – М., 2000. – 68 с.
69.Методические рекомендации по выполнению оценки качества среды по состояниюживых существ (оценка стабильности развития живых организмов по уровнюасимметрии морфологических структур), Министерство природных ресурсов, 2003.
70. ВечерА.С. Основы физической биохимии. Минск, “ Высшая школа”, 1966. – 352 с.
71.Гродзинский А.М., Гродзинский Д.М. Краткий справочник по физиологии растений.Киев, “Наукова думка”, 1973. – 591 с.
72. ПлешковБ.П. Биохимия сельскохозяйственных растений. М, «Колос», 1975.- 496 с.