Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Экологическое состояние природной среды России на рубеже столетий 10
1.1. Современная цивилизация и природная среда 10
1.2. Озоновому слою Земли угрожает опасность 22
1.3. Загрязнение окружающей среды и отравление грибами 28
1.4. Экология и непонятные заболевания 32
1.5. Роль хозяйственной деятельности человека в изменении глобальной и локальной экологической обстановки 36
1.6. Роль хозяйственной деятельности человека в загрязнении природных и антропогенных ландшафтов 38
1.7. Классификация экотоксикантов 45
ГЛАВА II. Цели, задачи, объекты и методы исследования 47
ГЛАВА III. Краткая характеристика экологических условий в ЦЧР 53
3.1. Климатические и погодные условия 53
3.2. Почвенный покров Центрального Черноземья 55
3.3. Рельеф местности и почвообразующие породы ЦЧР 58
3.4. Биологический растительный покров 60
ГЛАВА IV. Загрязнение окружающей среды и здоровье населения 63
4.1. Источники и масштабы поступления экотоксикантов в природные и антропогенные ландшафты ЦЧР 63
4.1.1. Краткая экологическая обстановка по Воронежской области 63
4.1.2. Белгородская область 70
4.1.3. Курская область 73
4.1.4. Липецкая область 75
4.1.5. Орловская область 79
4.1.6. Тамбовская область 80
ГЛАВА V. Загрязнение тяжелыми металлами почвенного покрова, водоемов и донных отложений 82
5.1. Тяжелые металлы в почвах Воронежской области 82
5.2. Тяжелые металлы и нефтепродукты в донных отложениях Воронежского водохранилища и их влияние на гидробилогический режим 93
5.2.1. Обзорный анализ антропогенной нагрузки и загрязнений воды и донных отложений Воронежского водохранилища.. 96
5.2.2. Содержание тяжелых металлов и нефтепродуктов в донных отложениях 100
ГЛАВА VI. Антропогенное загрязнение биосферы 107
6.1. Автомобильный транспорт как основной источник загрязнения окружающей среды 107
6.2. Загрязнение почвенно-растительного покрова вдоль автомагистралей 117
6.3. Загрязнение городских почв вредными ингредиентами и их последствие 127
6.4. Техногенное загрязнение внешней среды и накопление канцерогенов в почвенном покрове 143
6.5. Роль зеленых насаждений в оздоровлении воздушного бассейна 157
6.6. Радиоизопный состав промышленных выбросов г. Воронежа 163
ГЛАВА VII. Роль промышленных предприятий в загрязнении природной среды ЦЧР 167
7.1. Влияние открытой добычи железной руды на окружающую среду 170
7.2. Влияние выбросов ОАО "Осколцемент"на почвенно-растительный покров 182
7.3. Влияние ОАО НЛМК на окружающую среду 190
7.4. Производство минеральных удобрений и загрязнение окружающей среды 197
7.5. Влияние авиации на почвенно-растительный покров в зоне аэропорта 212
7.6. Осадки сточных вод городских очистных сооружений и их утилизация
7.6.1. Влияние осадков сточных вод на повышение почвенного плодородия 222
7.6.2. Содержание в ОСВ токсических веществ 223
7.6.3. Методика исследований и условия проведения опытов 226
7.6.4. Характеристика сброженного осадка сточных вод городских очистных сооружений 228
7.6.5. Фракционно-групповой состав органического вещества осадков сточных вод 228
7.6.6. Тяжелые металлы в ОСВ 236
7.6.7. Агрохимическая характеристика почв опытных делянок 241
7.6.8. Влияние ОСВ на сельскохозяйственные культуры в вегетационном опыте 242
7.6.9. Влияние ОСВ на сельскохозяйственные культуры в полевом опыте
7.7. Проблема утилизации промышленных отходов в качестве удобрения 255
7.8. Распределение нитратов в овощах 264
ГЛАВА VIII. Загрязнение окружающей среды и здоровье населения 268
8.1. Демографическая ситуация в Воронежской области 286
Выводы 288
Список литературы
- Роль хозяйственной деятельности человека в изменении глобальной и локальной экологической обстановки
- Рельеф местности и почвообразующие породы ЦЧР
- Липецкая область
- Техногенное загрязнение внешней среды и накопление канцерогенов в почвенном покрове
Введение к работе
Актуальность темы. Современная экологическая ситуация как в глобальном, так и в региональном масштабах обостряется, и человечество вынуждено искать эффективные меры устойчивого развития биосферы
Серьезной экологической проблемой за последнее столетие стало интенсивное развитие промышленности и транспортного комплекса, представляющих собой наиболее мощные источники загрязнения биосферы вредными ингредиентами Вызывает определенное опасение поступление парниковых газов в воздушный бассейн, что в конечном итоге приводит к глобальному потеплению климата, появлению озоновых дыр, загрязнению почв, водоемов, атмосферного воздуха и растительности солями тяжелых металлов, радиоизотопами, канцерогенными веществами
Действительная обстановка в области природопользования и охраны окружающей среды в России свидетельствует о возникновении реальной экологической, а значит и национальной безопасности страны Особую тревогу вызывает проблема накопления и захоронения токсичных и радиоактивных отходов Наибольшую нагрузку всех видов загрязнения испытывают почвы, водоемы и атмосферный воздух, вызывающие заболевания населения, психические расстройства и другие тяжелые последствия
Экологическая ситуация в Центрально-Черноземном регионе (ЦЧР) определяется как местными, так и трансграничными процессами загрязнения В последние годы в атмосферном воздухе городов и промышленных центров среднегодовые концентрации вредных ингредиентов промышленных выбросов существенно уменьшились, что обусловлено значительным спадом производства, тогда как концентрация оксидов углерода, азота и серы в воздухе выросли в связи с ростом парка автомобилей На территории ЦЧР ежегодно на 1 км2 выпадает 578 кг сернистых соединений, до 170 кг нитратного азота, около 500 кг соединений углекислоты и много других ингредиентов
Исходя из вышесказанного и учитывая специфические особенности источников загрязнения возникает острая необходимость региональных исследований и объективной оценки степени влияния техногенеза на компоненты биосферы При этом весьма важным является комплексный подход к изучению всех видов загрязнения и учета степени влияния различных источников загрязнения на функционирование природных и антропогенных ландшафтов
Цель работы - исследовать характер и масштабы влияния комплекса техногенных факторов на загрязнение, состояние и функционирование компонентов природной среды Центральных областей России и определить пути оптимизации экологической обстановки региона Для достижения этой цели решались следующие задачи
1 Выявить основные источники загрязнения окружающей среды, определить количественный и качественный состав твердых и газообразных выбросов в атмосферу, а также объемы городских сточных вод очистных сооружений и крупных промышленных объектов
2 Определить ареалы техногенного загрязнения почвенно-
растительного покрова солями тяжелых металлов, канцерогенами и радио
изотопами вдоль основных автомагистралей, вокруг крупных промышлен
ных объектов и отдельных городов
Установить основные закономерности пространственного и внутри-профильного распределения тяжелых металлов (ТМ) и канцерогенов (3,4-Бенз(а)пирен) (БП) в почвенном покрове и растительности естественных и антропогенных ландшафтов
Определить радиоизотопный состав в выбросах крупных предприятий для характеристики промышленных объектов по классу опасности загрязнения
Изучить состав и свойства осадков сточных вод промышленных предприятий и городских очистных сооружений и разработать рекомендации по их утилизации
Составить карту-схему загрязнения г Воронежа вредными ингредиентами и определить техногенные зоны вокруг крупных предприятий ЦЧР
7 Выявить взаимосвязь между загрязнением окружающей среды и
жизнеспособностью населения
Теоретический вклад и научная новизна:
Разработаны новые методологические и методические подходы к изучению влияния комплекса техногенных факторов на характер и динамику загрязнения компонентов биосферы ЦЧР
Дана оценка основных источников загрязнения, изучены количественный и качественный состав твердых и газообразных выбросов, а также объемы и биохимический состав осадков сточных вод
Выявлены природа и особенности формирования ареалов техногенного загрязнения атмосферы, почвы, растительности, водоемов, вокруг крупных техногенных центров региона, городов, крупных промышленных объектов и вдоль основных автомагистралей
Установлены основные закономерности пространственного распределения ТМ и БП в компонентах естественных и антропогенных ландшафтов
Изучены особенности геохимической миграции техногенных загрязнений в сопряженном ряду объект загрязнения - атмосфера - почва - растение - водоем и дана ее количественная оценка
Впервые определен радиоизотопный состав выбросов крупных промышленных предприятий г Воронежа и составлена карта-схема его загрязнения вредными ингредиентами Исследованы состав и свойства осадков сточных вод промышленных предприятий и городских очистных сооружений и разработаны приемы по их утилизации Проведен анализ и выявлена связь между загрязнением окружающей среды и жизнеспособностью населения
Защищаемые положения:
На защиту выносится концепция формирования ареалов техногенного загрязнения природных и антропогенных ландшафтов, базирующаяся на следующих положениях
Пространственное и латеральное распределение вредных ингредиентов, степень их аккумуляции в компонентах ландшафта определяются характером источника загрязнения, зоной его действия и типом ландшафта
Вокруг источника загрязнения формируются соответствующие (локальные) ареалы накопления вредных ингредиентов, геохимия которых определяется рельефом местности, характером растительного покрова и свойствами почв
Степень техногенного загрязнения и формирование аномалий техногенного характера зависит от состава выбросов источника загрязнения
Разработанные приемы утилизации сточных вод промышленных предприятий и городских очистных сооружений способствуют существенному улучшению экологической обстановки городов и промышленных центров
Загрязнение окружающей среды, природных и антропогенных ландшафтов неразрывно связано с жизнеспособностью населения
Практическое значение результатов исследований:
Выявлены основные источники техногенного загрязнения, дана им качественная и количественная характеристика и степень влияния на природные и антропогенные ландшафты
Создана база данных, более чем за тридцатилетний период, по содержанию вредных ингредиентов в воздушном бассейне, водоемах и почвен-но-растительном покрове в пределах Центральных областей России, которая служит основой разработки и проведения мониторинга и долгосрочного прогнозирования состояния компонентов естественных и антропогенных ландшафтов и разработки комплекса мероприятий по их рациональному использованию и охране
Разработана технология использования городских и промышленных отходов в качестве органического удобрения в сельскохозяйственном производстве, имеющая важнейшее значение в решении практической проблемы их утилизации
Результаты исследований используются областными и городскими комитетами по экологии и службами санитарного надзора Фактический материал и основные теоретические положения работы используются при чтении курсов лекций по экологии и охране природы, фитотоксикологии почв и ландшафтов, техногенному загрязнению почв вредными ингредиентами и др, читаемых на биолого-почвенном факультете ВГУ и заочном финансово-экономическом институте г Воронежа
Личный вклад автора.
Автору принадлежат постановка проблемы, разработка методологии и программы исследований, закладка вегетационных, полевых мелкоделя-ночньгх и производственных опытов, отбор и анализ образцов и проб воздуха, воды, почв и растительности на предмет накопления ТМ, БП и радиоизотопов Проведена систематизация и сравнительная обработка фондовых материалов, статистическая обработка, разработка концептуальных подходов к исследованию и оценке влияния техногенных факторов на объекты биосферы
В работе использованы материалы, полученные лично автором (80 %), при его активном участии и под его руководством в рамках научно-исследовательских работ Государственного комитета РСФСР по делам науки и высшей школы по следующим проблемам
Изучить возможности применения ОСВ городских очистных сооружений в качестве удобрения сельскохозяйственных культур и способы снижения нитратов в овощах при интенсивной технологии Номер госрегистрации 0187 0078032 (Тема 69/87), 1989 г
Разработка мероприятий по сохранению плодородия почв и качества сельскохозяйственной продукции ЦЧО в условиях техногенного загрязнения окружающей среды в рамках КНТП Минвуза РСФСР «Человек и окружающая среда», номер госрегистрации 01890046147, 1990 г
Разработка приемов и методов использования сброженных осадков сточных вод (ОСВ) городских очистных сооружений в качестве органического удобрения, номер госрегистрации 8107869 (1993 г)
По тематике исследования в 1998 году автор награжден дипломом лауреата премии им А А Пятунина по итогам работы в области экологии в Воронежской области и дипломом лауреата премии главы города Воронежа в области охраны окружающей среды «За личный вклад в дело охраны окружающей среды», 2002 г
Апробация работы
Результаты исследований были доложены на 3-х научных конференциях Волгоградского СХИ (1974-1977 гг), на заседании Всесоюзного географического общества (г Москва, сентябрь 1976), на научных конференциях Воронежского госуниверситета (1976, 1977, 1980, 1985-2006 гг ), на Всесоюзном симпозиуме по проблемам применения физических, химических и биологических методов исследования (г Ростов-на-Дону, 1976 г), на заседании Воронежского отделения Всесоюзного общества почвоведов (1977 г), на Всесоюзном совещании почвоведов-экспертов (г Горький, 1979 г), на научных конференциях Воронежского СХИ (1982-1985 гг), на Всесоюзной конференции «Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы», 1987 г, научно-практической конференции «Энергоинформационные процессы в природе и обществе», Краснодар, 1990 г, на Международных конференциях «Математика, образование, экология и тендерные проблемы» (г Воронеж, 1997, 2000, 2003 - 2005 гг), на Международной конференции «Экология и жизнь-2000» (Великий Новгород, 26-28 ап-
реля 2000 г), на Европейском конгрессе в ФРГ «Химическая промышленность и экология» (г Галле, 5-6 февраля 2004 г )
Публикации.
По результатам исследований опубликовано 83 научные работы, в т ч 3 монографии и 15 работ в изданиях, соответствующих списку ВАК В периодической печати опубликовано более 15 статей по проблеме охраны природы
Структура и объем диссертации
Диссертация изложена на 321 странице машинописного текста, включает 83 таблицы, 27 рисунков, 41 приложение Работа состоит из введения, 8 глав, выводов Список литературы включает 347 наименований, в т ч 19 на иностранном языке
Роль хозяйственной деятельности человека в изменении глобальной и локальной экологической обстановки
Воздействие человека на окружающую среду к концу XX в. приняло угрожающие масштабы, и в этих условиях человеческий разум вольно или невольно проводит анализ возможных катаклизмов или бурно фантазирует и предсказывает мрачное будущее. Обоснованны ли опасения людей по поводу возможных крупнопланетарных катаклизмов на Земле?
Что же происходит на нашей планете, что вызывает беспокойство у людей? Известный английский философ, общественный деятель Бертран Рассел говорил: "Человек - очень умное, хитрое и чрезвычайно мерзкое животное". По нашему мнению, человек является одним из самых опасных разрушителей природного равновесия на Земле не только сегодня, но и с самых давних времен. Еще в 150 г. до н.э. римляне разрушили Карфаген, убили и поработили население и, чтобы город никогда не возродился, засыпали почву солью. Ученые предполагают, что там, где расположена безжизненная пустыня Сахара, когда-то был цветущий край. Современные наблюдения за Сахарой свидетельствуют, что она продвигается в различных направлениях на 10 - 30 км в год. В Калмыкии, на Черных землях, где паслись огромные отары овец, по вине человека сегодня образовалась пустыня, немного уступающая Сахаре. Ее площадь приближается к 6 млн га.
Судьбу Аральского и Каспийского морей знают все. Не является секретом, что в районе Арала самая высокая детская смертность и самая низкая продолжительность жизни. Все это сделано по воле самого человека. Но то, что происходило на Аравийском полуострове в 1991 г. в период агрессии Ирака против Кувейта, в истории Земли еще не было. Еще до высадки американских войск в Кувейт Ирак протянул через пустыню 30-километровый нефтепровод от Кувейтских нефтехранилищ, но нефть потекла не на нефтеперерабатывающие заводы или в танкеры, а прямо в Персидский залив. В течение недели было выкачано 13 млн. баррелей неочищенной нефти в залив. Уровень разлитой нефти достиг 80 млн. баррелей. Это самое большое нефтяное пятно в истории Земли.
По данным зарубежных изданий, на территории Кувейта из 1000 нефтяных скважин 800 были повреждены и 600 объяты пламенем. Если бы их не потушили, то 180-метровые факелы горели бы еще 50-70 лет, освещая пустыню, пока не выгорела бы вся нефть. Каждая горящая скважина теряла в минуту нефти на тысячу долларов. Экономисты оценили потери в 11 млрд. долларов, а чтобы потушить огонь и восстановить скважины потребовалось 20 млрд. В период горения нефти в регионе постоянно шли кислотные дожди, появился фотохимический смог. Толстый слой черного дыма закрыл Кувейт. Спутниковые снимки свидетельствуют, что отравляющий дым распространился более чем на 1000 миль, достигнув Ирана, Ирака, Турции, Индии, Пакистана, частично Болгарии и России. Все больницы Кувейта были переполнены людьми. Американские ученые утверждают, что последствия такого терроризма отразятся на людях через одно поколение. Если бы не прекратилась война и не потушили скважины, конец света начался бы уже в этом тысячелетии. Мы не должны забывать, что на нашей Земле более 600 действующих вулканов, и ежегодно "просыпаются" десятки новых, вызывая ужас у населения.
По воле человека в 27 странах мира до недавнего времени были построены и работали 434 ядерных реактора. Может быть, не случайно в конце XX в. человечество стало беспокоиться за свое будущее. Почему человек тысячелетия жил за счет эксплуатации природных ресурсов, а именно сейчас возникло предчувствие конца света? Вероятно, это не случайное совпадение. Не случайным является резкий взрыв рождаемости населения планеты за последние 100 лет /17, 66, 347/. Численность населения планеты с начала эры выглядит следующим образом: 2000 6000-70 Открытием нашего века стало клонирование (выращивание организма из одной клетки) двух овец в 1996 г. в Шотландии, гены которых абсолютно идентичны. Через год американская газета "Сан" сообщила о клонировании ребенка в секретной лаборатории в Токио. Ведущий генетик США Чарльз Строма назвал этот эксперимент настоящей революцией в биологии и шагом в XXI в., но ученый не уверен, что это действительно верный шаг, и неизвестно, куда он приведет человечество. За последние сто лет человек освоил космос, полетел на Луну и к другим планетам, построил атомные станции, пытался повернуть реки вспять, изменил климат Земли, способствовал образованию озоновых дыр и парникового эффекта и, наконец, начал клонировать детей. Человек пересекает грань законов природы на Земле, за что может понести наказание. Вполне возможно, что легенда о Всемирном потопе и действительность существования ковчега, предсказание астрологов и прорицателей, а также реальная плачевная ситуация на нашей планете предупреждают человечество о грозящей расплате за творимое зло. В этом заложен глубокий смысл и игнорировать это нельзя.
Все бывшие цивилизации похоронены на кладбищах своих собственных ошибок, и как только одна цивилизация умирала от алчности, беспечности и истощения, мгновенно ее место занимала другая.
Сегодняшняя жизнь на земле — это глобальная цивилизация, для которой в экологическом аспекте не существует государственных границ. Земля, на которой живет человек, настолько мала в нашей галактике, что спутник за день облетает ее 16 раз. В этом глобальном "муравейнике" все так взаимосвязано, что любая экологическая ошибка в одной части света постепенно вырастает до глобальных масштабов. Французский физиолог Клод Бернар сто лет назад говорил коллегам: "Настоящая наука учит нас сомневаться, а при незнании чего-либо - воздержаться", т.е. ученый должен двигаться от одной проверенной точки к другой, как минер ходит по минному полю, но все предупреждения крупных ученых в большинстве случаев игнорируются.
Рельеф местности и почвообразующие породы ЦЧР
В настоящее время атмосфера нашей планеты недополучает 30 млрд.т. кислорода. С ускоренным развитием топливной энергетики (уголь, нефть, газ) резко возрастают антропогенные выбросы парниковых газов, что, возможно, приведет к глобальному потеплению климата и разрушению озонового слоя.
Большинство специалистов не могут пока точно утверждать или опровергнуть причину массовых разломов паковых льдов и выхода в свободное плавание мегаайс-бергов. Так, в 2000 и 2001 году площадь отколовшихся айсбергов от ледяного шельфа Росса (Антарктика) достигла соответственно 11000 км и 1450 км . Начали интенсивно таять вечные ледяные шапки на г. Калиманджаро, которые тысячелетиями не подвергались внешнему воздействию. Если такая тенденция сохранится в наступившем столетии, то к концу века можно ожидать повышение уровня мирового океана в отдельных регионах до 40-60 см. Особо опасная обстановка при такой ситуации ожидается для Англии, Японии, Италии, Бангладеш, Таиланда, отдельных регионов России и т.д. Первые признаки региональных наводнений имели место в 2002 году в Германии, Чехии, Румынии, России, Польши и в сентябре 2005 г. в США. Но все проблемы, касающиеся глобального потепления, парникового эффекта, озонового щита, поднятия уровня мирового океана и региональных наводнений пока носят дискуссионный характер. Единственное в чем нет противоречий среди ученых - это огромный вклад предприятий и автотранспорта в техногенном загрязнении окружающей среды, как в глобальном, так и региональном масштабах /4,5,22/.
В целом от сжигания всех видов топлива в атмосферу попадает до 78 % С02. Исследования /2, 18/ свидетельствуют, что с 1956 по 1992 г. концентрация углекисло 38 ты на земном шаре (по замерам в тысячах пунктов) увеличился с 0,028 до 0,036 %, т.е. на четверть, и вскоре достигнет величины 0,04 %. Это повлечет усиление парникового эффекта, увлажнение климата, потепление и т.д. /5,23,24,25/.
За последние десятилетия возрастающие негативные антропогенные воздействия на почвы, атмосферный воздух, водоемы и сельскохозяйственные угодья привели, в отдельных регионах, к резкому снижению плодородия почв, заболачиванию, загрязнению вредными ингредиентами, ухудшению качества питьевой воды, загрязнению атмосферного воздуха в крупных городах. Среди всех видов антропогенного загрязнения ведущее место отводится промышленным предприятиям и транспортному комплексу. Основными источниками загрязнения атмосферы Cd, Hg, Ni, Pb, Cr являются выбросы теплоэнергетических предприятий, черной и цветной металлургии. До 60% поступления в атмосферу Pb и V происходит при сжигании продуктов перегонки нефти, а в процессе сжигания угля в атмосферу попадает мышьяк и бериллий.
В связи с этим, в настоящее время неотъемлемой частью комплекса проблем, связанных с охраной природной среды, стало изучение загрязнения компонентов биосферы, в частности атмосферного воздуха, почвы, растительности и т.д. солями тяжелых металлов, канцерогенами, радионуклидами и другими вредными ингредиентами.
На нашей планете ежегодно выпускают более 36 млн. автомобилей, и к 2010 г. их общее количество достигнет 1 млрд. Большинство специалистов утверждают /28-32/, что автомобиль за год в среднем выбрасывает 297 кг оксида углерода, 39 кг - канцерогенных соединений, 10 кг окисидов азота, 2 кг пыли, 1 кг оксида серы и 0,5 кг соединений свинца. В России ежегодно сходят с конвейеров более 1,3 млн. автомобилей, количество которых увеличивается на 5-7 % в год. В 1997 г. их общее количество превысило 22,5 млн., в 2004 г. 30 млн.. За последние 10 лет для нашей страны настоящим бичом стали старые иномарки, которые дополняют своими выбросами и так уже загазованные улицы наших городов. По загрязнению атмосферы выбросами автотранспорта г. Воронеж входит в первую десятку в России (рис. 1.1). Все выбросы от транспортного комплекса России превышают 19 млн.т. в год. Если условно соединить воедино все выхлопные трубы автотранспорта планеты в единую трубу, то диаметр ее составит 1,2 км. Такой размер имеют кратеры 600 вулканов Земли. Если к трубам автомашин присоединить трубы промышленных предприятий и энергетики, диаметр такой трубы будет равен 7 км, из которой на наши головы извергается полный комплект всех вредных ингредиентов. Постоянный забор подземных вод приводит к опусканию больших площадей, а строительство водохранилищ приводит к подтоплению многих строений и целых районов. В крупных мегаполисах температура на десятки градусов выше чем в открытой местности.
По данным Госкомстата, за январь-сентябрь 1990 г. в атмосферный бассейн бывшего СССР промышленными предприятиями было выброшено 40228 тыс. т вредных ингредиентов. В 64 городах СССР выбросы вредных веществ превышали 200 тыс.т. в год, и эти города были занесены в книгу городов с экологическим бедствием. В число этих городов попал и г. Липецк, годовой выброс которого превышал 754 тыс.т., в том числе выбросы от автотранспорта составляли около 150 тыс.т. в год, или 21 % от антропогенных выбросов. В связи с обвальным спадом производства за последние 10 лет и полной остановкой большинства предприятий резко снизилось и количество вредных выбросов от стационарных источников. По данным Государственного комитета Российской Федерации по охране окружающей среды, в 1997 г. в атмосферный воздух страны было выброшено от всех стационарных источников загрязнения более 19,3 млн.т. загрязняющих веществ, что на 60 % ниже, чем в 1991 г. (32,0 млн.т.), в 1999 - 18,6; 2000 - 20,8; 2001 - 22,7 млн.т. По данным этого же комитета за последние 15 лет (с 1988 по 2002 гг.) к опасной категории земель, загрязненных тяжелыми металлами (ТМ) относится 4,5% обследованных населенных пунктов и 5-километровых зон вокруг них, к умеренно опасной - 12%. Почвы остальных 88,3% населенных пунктов отнесены к категории допустимого загрязнения.
Липецкая область
По характеру растительного покрова ЦЧР относится к Евроазиатской степной области Восточноевропейской лесостепной и Причерноморской степной провинции /335/. В пределах южной части лесостепной зоны находится Тамбовская область, юго-восточная часть Курской и Липецкой, северная часть Воронежской и Белгородской областей. Южная часть Воронежской и юго-восточная - Белгородской областей расположены в степной зоне. В процессе исторического развития и антропогенной эволюции значительная часть естественной растительности на данной территории претерпела существенные изменения. С формированием различных зональных типов -черноземов и серых лесных почв возникли различные типы растительных формаций. На территории ЦЧР естественная лесная растительность в настоящее время занимает около 10%, причем больше половины занимают дубравы, а четвертую часть - сосновые леса. В подзоне южной лесостепи приурочены сосновые леса, где сформировались слабогумусированные серые лесные песчаные и супесчаные почвы /54-58/.
Южнее сосновых боров сформировались дубравы, которые по местообитанию подразделяются на водораздельные, пойменные и праборовые. Наибольшие площади занимают нагорные дубравы (более 50%), наименьшие - водораздельные.
Среднерусская лесостепь в настоящее время полностью распахана, за исключением отдельных заповедных участков (Стрелецкая, Казацкая, Ямская).
При движении с севера на юг остепненные луга сменяются луговыми степями, постепенно переходящими в Причерноморскую степную провинцию. Богатая растительность остепненных лугов, большая биомасса и хорошее увлажнение способствовали формированию выщелоченных и оподзоленных черноземов с мощным гумусовым профилем и высоким содержанием гумуса. Под пологом луговых степей с насыщенным травостоем сформировались типичные мощные и тучные черноземы. В южной части ЦЧР, где растительность становится более ксерофитной, сформировались обыкновенные и карбонатные черноземы. В южной части Белгородской и Воронежской областей с преобладанием ковыльных степей (в травостое доминируют злаки) сформировались обыкновенные, маломощные и южные черноземы.
Обобщая вышеизложенное, можно заключить, что первопричиной формирования на территории ЦЧР черноземов наряду с другими факторами явилась травянистая растительность разнотравно-луговых и степных растительных формаций. В условиях крупных городов и промышленных центров растительный покров претерпел существенные изменения. Растительность г. Воронежа можно подразделить на следующие категории: 1) растительность уличных насаждений и полоса отчуждения, вдоль юго восточной железной дороги (ЮВЖД) - более 900 га; 2) растительность парков, садов и питомников - 814,5 га; 3) пригородные леса; 4) санитарно-защитные лесные насаждения - 84,5 га. В уличных насаждениях всех районов города преобладают следующие древесные породы: тополь белый, черный, пирамидальный и советский; ива белая, плакучая, козья, ветла; вяз гладкий и перистоветвистый; клен американский, серебристый и остролистный; липа мелколистная и крупнолистная; береза повислая. В некоторых парках, скверах, садах и на площадках растут каштан конский, катальпа, орех манчжурский, рябина обыкновенная и мучнистая, ель колючая и обыкновенная, пихта сибирская, лиственница сибирская, сосна обыкновенная.
Кустарники представлены следующими видами: спирея японская и иволистная, сирень обыкновенная и мохнатая, жимолость татарская, каприфоль, альпийская, снежноягодник кустистый, кизильник блестящий, садовые группы роз, шиповник морщинистый, карагана древовидная, бирючина, бузина черная и красная, форзиция средняя.
Среди многолетних трав преобладают ирисы садовые, тюльпаны, пионы, флоксы, ромашка, дельфиниумы.
В группу однолетних входят астры, георгины, петунии, виола, душистый табак, настурция, бархатцы, сальвия. Среди газонных трав преобладают типчак, овсяница и мятлик луговые, ежа сборная и др.
В целом озеленение г. Воронежа неравномерное. Более 50 % зеленых насаждений приходится на пригородные леса и Центральный район г. Воронежа, в то время как на Коминтерновский и Ленинский районы отводится не более 8-Ю %. По остальным районам города озеленение размещено почти одинаково.
Техногенное загрязнение внешней среды и накопление канцерогенов в почвенном покрове
В водоохранной зоне Воронежского водохранилища расположено 8 городских водозаборных станций (ВПС-3, ВПС-4, ВПС-6, ВПС-8, ВПС-9, ВПС-11, ВПС-12, Южно-Чертовицкая станция) /123/. Водозабор из водохранилища составляет 88,34-89,21 млн. м3 в год. Основными предприятиями, использующими техническую воду для технологических процессов, являются ТЭЦ-1 (68,47 млн. м ), ОАО «Воронежсин-тезкаучук» (11,5 млн. м3), завод «Воронежшина» - 5,86 млн м3, ОАО «ВАСО» (0,95 млн. м ) и др. /124/. В настоящее время имеется 72 выпуска нормативно чистых и за-грязненных вод, через которые ежесуточно сбрасывается свыше 500 тыс. м стоков, из которых более половины являются загрязненными /119/. Ежегодный объем сброшенных сточных вод в последние годы составляет 150-170 млн. м3, валовый сброс в водохранилище по общему азоту составляет 60-110 тыс. т, по фосфатам - 130-170 тыс. т, по нефтепродуктам - до 40 т, по железу - до 26 т, по СПАВ - до 57 т, по цинку и хрому - до 1,5 т в год/125/.
По данным Управления по охране окружающей среды Администрации г. Воронежа, масса сброшенных загрязняющих веществ со сточными водами в 2001 г. составила 105,8 тыс. т, в 2002 г. - 107,1 тыс. т, в том числе с Левобережных очистных сооружений (ЛОС) - 79,3 и 79,0 тыс. т соответственно. Кроме ЛОС, основными техногенными источниками химических загрязнений в различных участках водохранилища являются завод «Процессор», НПО «Электроника», ОАО «ВАСО», АООТ «ВЭЛТ», ЗАО ВВПП «Микрон», ВВРЗ им. Тельмана, ОАО «Воронежсинтезкаучук», завод «Воронежшина», а также ливнестоки, котельные, канализационно-насосные станции. Значительный вклад в общее загрязнение вносят малые притоки р. Воронеж, впадающие в нижней зоне водохранилища в районе ВОГРЭСа (р. Песчанка) и в Масловский затон (р. Тавровка). Термофикация левобережной литорали и медиали II гидрологического участка ниже Вогрэсовского моста осуществляется в результате сброса подогретых вод ТЭЦ-1 в объеме 63,65 млн. MJ в год /124/.
Неудовлетворительное качество воды водохранилища отмечалось с самого начала его эксплуатации. Так, в 1971 г. речная вода в районе будущей плотины имела превышение ПДК по амонийному азоту - 2,9, нитритному азоту - 2, по нефтепродуктам - 15,8. Согласно индексу загрязняющих веществ (ИЗВ), расчитывающемуся в долях от ПДК для наиболее токсичных веществ (амонийный и нитритный азот, нефтепродукты и медь), до заполнения чаши воды реки имели 2,44-3,89 ПДК, то есть относились к IV классу загрязнений (загрязненная вода) /119/. Фактором, длительное время усугубляющим ситуацию, являлось отсутствие полной очистки будущего ложа: не были удалены пни и кустарники, не снят гумусовый слой в пойме р. Воронеж. При наполнении водохранилища из хозяйственного оборота было изъято 70 тыс. га земли, в том числе 33% заболоченных, 17,5% - под кустарниками, 13% - рек и ручьев, 0,2%
- пашни. Большинство из этих земель было залито водой. Ухудшение качества воды наблюдалось в период с начала эксплуатации до 1978 г. (в 1976 г. - от 5,73 ПДК в верховье до 7,89 в низовье), затем с 1987 г. по 1990 г. (5,91 и 7,43 ПДК соответственно, V-VI класс загрязнений, грязные и очень грязные воды). В середине 90-х годов прошлого века индекс ИЗВ составлял 1,38-1,39 в верховье и 1,58-1,64 ПДК у плотины (III класс, умеренно загрязненные воды). Кроме спада производства в этот период, это было связано с повышением требований к сбрасываемым водам Левобережных очистных сооружений /119/. В последующие годы, по данным Управления по охране окружающей среды Администрации г. Воронежа, качество воды стабилизируется на уровне умеренно загрязненной /124,126/, однако намечается тенденция возрастания количества загрязняющих веществ по нефтепродуктам от 40 до 60,8 т (до 7 ПДК), меди (в пределах 4-5 ПДК), сульфатам, хлоридам, железу, фосфатам и, особенно существенно - нитритному азоту. По сравнению с верховьем, содержание основных загрязнителей ниже сброса завода «Воронежшина» в воде значительно возрастает: биологическая потребность кислорода (БПК-5) - до 3,88 мг/л, химическая потребность кислорода (ХПК) - до 28,1 мг/л, фосфатов - до 2,1 ПДК, меди - до 4 ПДК, хлоридов, свинца. Концентрация нефтепродуктов превышает фоновую более чем втрое - 0,2 мг/л, 4 ПДК. При этом следует отметить противоречивость сведений, поступающих из различных источников, что может свидетельствовать об издержках предоставления данных в режиме «самомониторинга» и необходимости привлечения к анализу независимых аккредитованных экспертных лабораторий. Так, по данным А.Я. Смирновой и В.Л. Бочарова (2001), процитированным в докладе Комиссии промышленности и экологии городской Думы /123/, содержание железа общего в южном участке возрастает на порядок (до 5 ПДК) по сравнению с северным, а по данным Управления по охране окружающей среды Администрации г. Воронежа, даже уменьшается и не превышает 1,5 ПДК /124,126/. Содержание аммонийного азота в первом случае возрастает от 0,1-1,2 мг/л в северном участке до 15,5 мг/л в южном, что превышает ПДК более чем в 30 раз, во втором же случае - снижается от верховья к низовью до значений ниже ПДК.
Самым загрязненным участком водохранилища является нижняя зона, начиная с ее верхней границы у Вогрэсовского моста, что определяется интенсивным илонако-плением и сбросами самых мощных по воздействию предприятий - ТЭЦ-1, ОАО «В оронежсинтезкаучук» и завод «Воронежпгана». Очистка стоков этих предприятий, вместе с хозяйственно-бытовыми городскими стоками левобережной части города, осуществляется через Левобережные очистные сооружения (ЛОС). Созданные в 1960-е годы, ЛОС давно исчерпали свой ресурс и нуждаются в срочной реконструкции и увеличении мощностей. По данным ФГУ «СИАК», превышение норм ПДК на сбросе ЛОС отмечаются: по хлоридам - в 1,64 раза, фосфатам - в 16 раз, нитритам - в 6 раз, нефтепродуктам - в 1,6 раза, железу - в 4,5 раза, меди - в 19 раз, цинку - в 3,4 раза. Особую тревогу вызывает загрязнение грунтовых вод в районе бывших полей фильтрации завода СК им. Кирова «некалью» (соли сульфокислот, применяющимися в производстве в качестве коагулятора при выделении синтетического каучука из ла-тексов). Исследования, проводимые нами /141, 142, 143/, и другие работы /144/ свидетельствуют, что в районе Левобережных очистных сооружений в результате многолетних сбросов неочищенных промстоков АООТ "Воронежсинтезкаучук" образовалось площадное загрязнение плиоцен-четвертичного водоносного горизонта некалем, концентрация которого достигает 150-200 мг/л воды (в чистых природных водах он отсутствует). В этом районе скважины для питьевой воды давно закрыты и не работают.
