Содержание к диссертации
Введение
1. Теоретические и методологические аспекты организации городских территорий 10
1.1. Городская среда как система 10
1.2. Методологические основы урбоэкологии 15
1.3. Критерии качества городской среды 23
2. Эколого-географические особенности района исследования. Природные условия 32
2.1. Геологическое строение и рельеф 33
2.2. Особенности климата 35
2.3. Поверхностные и подземные воды 42
2.4. Почвенный покров 48
3. Методика исследования 57
3.1. Полевые работы 57
3.2. Аналитическая обработка материалов 59
3.3. Методика картографирования 62
3.4. Математическое моделирование распространения загрязняющих веществ в атмосфере 63
4. Эколого-геохимическая оценка загрязнения окружающей природной среды г. Севастополя 67
4.1. Источники загрязнения окружающей среды г. Севастополя 67
4.2. Состояние воздушного бассейна г. Севастополя 84
4.3. Функциональное зонирование городской территории 91
4.4. Общее состояние растительности в городе 102
4.5. Особенности накопления загрязняющих веществ в почвах 107
4.6. Медико-социально-экологические проблемы города 114
4.7. Оценка напряженности экологической обстановки 125
4.8. Влияние приморского положения на экологическую ситуацию 130
Заключение 141
Литература 144
Приложения 161
- Методологические основы урбоэкологии
- Поверхностные и подземные воды
- Математическое моделирование распространения загрязняющих веществ в атмосфере
- Особенности накопления загрязняющих веществ в почвах
Введение к работе
Развитие процесса урбанизации в большинстве случаев приводит к негативным экологическим последствиям: загрязнению окружающей среды, неконтролируемому росту отходов производства и потребления, деградации растительности и, как следствие, — ухудшению здоровья населения, проживающего в урбанизированных районах. Продолжающееся снижение комфортности жизненной среды требует разработки оперативных методов количественной оценки ее состояния. Изучение планов освоения и народнохозяйственного развития территорий показывает, что в первую очередь они оцениваются только с природно-ресурсных позиций, т.е. использования природных систем для развития того или иного вида деятельности, а не места обитания, среды для жизни человека. Проводимые в последнее время исследования устанавливают зависимость между уровнем техногенного загрязнения населенных пунктов и заболеваемостью проживающего в них населения. Здоровье человека рассматривается как важный критерий функционирования экосистем и состояния окружающей среды. При проведении геоэкологической оценки любая территория рассматривается с позиций ее природно-ресурсного потенциала и последствий антропогенного воздействия на природную составляющую и здоровье человека.
В связи с этим необходим поиск эффективных методов анализа техногенного влияния на пространственно временные закономерности функционирования городских экосистем. Существенная методологическая трудность исследования городских экосистем состоит в том, что на их функционирование и развитие влияет большое количество разнородных факторов: природных, социально-экономических и др. В настоящей работе исследуются геоэкологические факторы, проводится изучение антропогенных изменений территориальных геосистем и их компонентов, а также последствий этих изменений, влияющих на экологическое состояние городской среды, жизни и
деятельности человека.
С развитием законодательных и правовых актов Российской Федерации и Украины по вопросам роли и ответственности исполнительной власти в обеспечении экологической безопасности и устойчивого развития общества разрабатываются положения об ответственности конкретных структур городского управления. Муниципальные власти получают больше прав в решении насущных экологических проблем города. В целях реализации этих задач принимаются местные нормативно-правовые акты, направленные на стабилизацию экологической ситуации и затрагивающие различные стороны жизни города. Урбоэкологические исследования обеспечивают возможность принятия управленческих решений для улучшения качества среды города.
Значительное техногенное воздействие испытывают практически все компоненты городской окружающей среды (воздух, поверхностные воды, почвы и др.). Однако наибольшее внимание уделяется загрязнению воздушного бассейна как площадного аккумулятора загрязняющих веществ на всей городской территории. Процессы аккумуляции загрязняющих веществ в атмосфере определяются совокупностью ее физико-химических характеристик и метеоусловий. Для приморских городов эти факторы имеют решающее значение в скорости и объемах загрязнения (очищения) атмосферы. Поэтому рассмотрение особенностей загрязнения атмосферы Севастополя представляет собой особый интерес в виду того, что полученные результаты могут быть использованы при изучении проблем урбоэкологии в других приморских городах Причерноморья.
Город Севастополь и прилегающие к нему территории в рамках административного района (в дальнейшем Большой Севастополь) занимают юго-западную часть Крымского полуострова. Общая площадь Большого Севастополя 107,96 тыс. га, из них 21,6 тыс. га - акватория бухт и 86,4 тыс. га - суша. Общая протяженность границ составляет 258 км, в том числе сухопутных — 152 км, морских — 106 км. Крайней северной точкой является м. Лукулл; южной — м. Сарыч; западной - м. Херсонес; восточной — г. Тез-Баир (1012 м).
Ядром Большого Севастополя является г. Севастополь (4437' с.ш., 3330' в.д.) с общей площадью 19 тыс. га.
Одной из особенностей развития хозяйственного комплекса Крыма в целом и г. Севастополя в частности является нарастающий процесс урбанизации. В связи с этим природно-исторические условия формирования состояния окружающей среды на этой хозяйственно освоенной территории приобретают второстепенное значение на фоне техногенных факторов, которые проявляются остро и динамично, нивелируя влияние более консервативных естественных факторов. Особую опасность это представляет для биоты и человека, у которого развиваются экологически зависимые заболевания.
Все эти особенности актуальны для Севастополя. Их игнорирование может негативно отразиться на качестве жизни и дальнейшем развитии города. Вопросы организации и профилактики заболеваний чаще всего решаются в отрыве от всестороннего анализа экологических, социально-гигиенических и других факторов, приводящих к развитию патологий.
Наиболее разработанными являются вопросы изучения техногенного воздействия городов на геосистемы. Это работы по экогеохимии загрязнения городов (М.А. Глазовская, Н.С. Касимов, Б.И. Кочуров, А.И. Перельман, А.В. Евсеев, и др.), медико-географическому изучению урбанизированных территорий (СМ. Малхазова, Б.Б. Прохоров, Б.А. Ревич и др.), экологической тех-ноемкости и допустимой техногенной нагрузки (Т.А. Моисеенкова, В.В. Хас-кин и др.)? геоинформационным технологиям и математико-картографическому моделированию экологического состояния городской среды (B.C. Тикунов, Д.А. Цапук и др.).
В работах Е.М. Никифоровой, А.В. Евсеева, Н.И. Голубевой, М.В. Слипенчука, Г.Е. Мирке, Е.И. Алешиной, В.А. Занозина, Е.А. Карфидовой, М.В. Кустова, Е.М. Пудовика, А.К. Стульцевой и др. рассматриваются вопросы геоэкологического анализа урбанизированных территорий. В то же время следует заметить, весьма немногочисленны специальные исследования, в которых бы рассматривались комплексные эколого-географические
исследования урбоэкосистем на базе геоинформационных технологий и- системного анализа.
Предмет исследования. Анализ геоэкологической обстановки г. Севастополя для выявления медико-экологических проблем, связанных с загрязнением воздушного бассейна.
Объект исследования — городская среда и население г. Севастополя.
Материал и методы исследования. В диссертации использованы статистические, фондовые и литературные материалы, собранные в 2002 — 2007 годах: по заболеваемости детского населения за 1995 — 2007 гг.; по демографии и заболеваемости населения по основным классам болезней за 2000 — 2007 гг., предоставленные управлением статистики г. Севастополя; сведения о выбросах от стационарных источников, предоставленные Управлением экологии и природных ресурсов в г. Севастополе; данные о содержании тяжелых металлов и микроэлементов в верхних горизонтах почв и по результатам полевых исследований автора коры деревьев.
В работе применялись следующие основные методы исследований: комплексный сравнительно-географический, ландшафтно-геохимический, математико-статистический, картографический, геоинформационный, системного анализа.
Цель исследования состоит в геоэкологическом анализе состояния природной среды города, выявлении ее отражения на качестве жизни населения и функциональном зонировании территории; разработке на их основе рекомендаций по улучшению экологической среды в г. Севастополе с использованием ГИС-технологий.
Для достижения цели поставлены и решены следующие взаимосвязанные задачи:
1) адаптировать методические подходы к проведению системы комплексных геоэкологических исследований в приморских урбанизированных территориях;
установить особенности природно-климатических условий и антропогенных факторов, влияющих на формирование экологической обстановки г. Севастополя;
провести комплексный эколого-географический анализ качества жизни населения г. Севастополя на основе изучения медико-социально-экологических проблем города и установить причинно-следственные связи между загрязнением атмосферного воздуха и заболеваемостью детского населения города;
составить серии оценочных карт, отражающих изменение природной среды в результате урбанизации, с использованием геоинформационных методов моделирования на основе ГИС-технологий.
Методологической и теоретической основой диссертационного исследования явились основные положения системного подхода к изучению природно-хозяйственных геосистем, а также фундаментальные подходы геоэкологии к изучению города как естественной экологической ниши человека.
Положения, выносимые на защиту
Сложившаяся структура природопользования формирует сложную геоэкологическую ситуацию в ряде городских районов.
Ведущими природными факторами, формирующими закономерное распределение антропогенных поллютантов в городской черте, являются рельеф и приморское расположение.
Эколого-геохимическая обстановка на территории г. Севастополя определяется относительно небольшим объемом выбросов от стационарных источников и транспорта.
Научная новизна диссертации состоит в следующем: - впервые для г. Севастополя проведено комплексное эколого-геохимическое районирование территории на основе систематизации и типизации городских территориальных комплексов; классифицированы и выявлены наиболее значимые факторы и показатели формирования городских
геосистем;
проведен комплексный эколого-географический анализ г. Севастополя с использованием ГИС-технологий;
впервые дана комплексная оценка загрязнения окружающей среды г. Севастополя антропогенными выбросами, включая загрязняющие вещества от стационарных источников.
Практическая ценность работы определяется возможностью использования полученных сведений в природоохранной деятельности. Материалы работы могут быть рекомендованы научно-исследовательским, проектным организациям для использования в планировке городов, оздоровлении среды посредством управления антропогенными нагрузками, а также для подготовки специалистов урбоэкологов.
Апробация работы и публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе в научных журналах «Экология урбанизированных территорий» (2006), «Вестник МГУ. Сер.5. География» (2007), соответствующих списку ВАК РФ; «Сборник научных трудов. Севастополь: СНИЯЭиП» (2006), а также в сборниках материалов Международных научно-практических конференций. Научные результаты и положения, вошедшие в диссертационную работу, докладывались и обсуждались на конференциях: ежегодная «Научная конференция «Ломоносовские чтения» и Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Севастополь, 2003 - 2008); «Современное состояние экосистем Чер- ' ного и Азовского морей. Международная научная конференция» (Крым, До-нузлав, 2005); «Рациональное природопользование: Школа-конференция молодых ученых с участием стран СНГ» (Географический факультет МГУ, 2005); «Геохимия биосферы: Международная научная конференция» (Москва, 2006).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четы
рех глав, заключения, списка литературы, содержащего 182 наименования,
приложений. Объем работы — 174 страницы текста, таблицы,
рисунка.
Работа проводилась на базе кафедры рационального природопользования географического факультета МГУ и отделения географии Черноморского филиала МГУ в г. Севастополе. Автор благодарит за советы и большую помощь в работе научного руководителя, доктора географических наук Александра Васильевича Евсеева и глубоко признателен доктору географических наук Татьяне Михайловне Красовской.
Особую благодарность автор выражает сотрудникам кафедры рационального природопользования - к.г.н., Т.А. Воробьевой, к.г.н., И.Ю. Калюж-ной за практическую помощь в работе. Автор также благодарит сотрудников Морского гидрофизического института НАН Украины - к.х.н., СИ. Кондратьева и к.г.н. В.П. Ястреба за оказанную помощь и научные консультации в проведении полевых исследований.
Методологические основы урбоэкологии
Решение любой проблемы начинается с глубокого осмысления существующих методологических подходов в изучаемой области наук. Теоретическая база выполненных исследований строится на научных основах урбоэкологии, имеющей в качестве объекта изучения городские экосистемы, и методологических подходах, характеризующих следующие методы: ландшафтной экологии; экономико-географические; системный анализ; геоинформационные методы (статистические, имитационные, картографическое моделирование и др.). В основе представленного в настоящей работе анализа лежат геоэкологические исследования, т.е. изучение антропогенных изменений территориальных систем и их компонентов, а также последствий этих изменений, влияющих на экологическое состояние среды, жизни и деятельности человека. При этом геоэкологические исследования сочетаются с традиционными методами географических исследований: сравнительно-описательным, картографическим, геохимическим и др.
Город, как геосистема, чаще всего рассматривается как совокупность подсистем единого территориального целого: квазиприродной, ландшафтно-архитектурной и социально-экономической [52]. Центральным элементом экосистемы «Город» является человек с его потребностями, поэтому формирование вышеуказанных подсистем определяется сообществом людей, живущих в городе и создающих город. Комплексный подход к изучению городской экосистемы складывается в рамках научного направления - урбоэкологии.
Большое значение для урбоэкологии имеют методы физической географии, климатологии, метеорологии, биогеографии, геохимии ландшафтов и ландшафтоведения, а также некоторые разделы социально-экономической и медицинской географии и других наук. Вместе с тем, она не является просто их суммой, поскольку отбирает из этих наук лишь самое необходимое для решений задач, экологической оптимизации городской среды, оперируя всем многообразием урбанистических характеристик, градостроительных понятий, закономерностей и методов, что в. рамках любой другой дисциплины практически невозможно. Среди наиболее важных урбанистических характеристик в сфере урбоэкологических исследований различают экологические, географические, территориально-планировочные и градостроительные, инженерно-технологические, культурологические, экоинформационные, эколого-экономические.
Из принципов общей экологии и геоэкологии выделим основные, наиболее применимые к проблемам урбоэкологии. В первую очередь это принцип «внутреннего динамического равновесия»; «все или ничего»; принцип «минимума»; «эволюционно-экологической необратимости»; «незаменимости биосферы»; «разумной достаточности и допустимости риска»; «меры преобразования природных систем»; «интегрального ресурса»; «генетической предопределенности».
Приведенные выше положения, как и территориальные принципы сохранения динамического экологического равновесия, открывают подходы экологической оптимизации особо сложных (характеризующихся разнообразными конфликтными ситуациями) урбанизированных территорий.
Географические основы урбоэкологии. Окружающую природную среду характеризует высокая пространственная изменчивость, что имеет очень большое экологическое значение. Проблемы геоэкологии, как правило, соотносятся с определенными территориальными комплексами — как природными, так и производственными, и социально-этническими. Феномен современной географии заключается в том, что она объединяет науки, изучающие как природные (физическая география), так и общественные (социально-экономическая и политическая география) закономерности, акцентируя свое внимание на территориальных аспектах. Географическая оболочка, как над-система по отношению к компонентным системам, обладает своей спецификой, своей эмерджентностью, поскольку законы взаимодействия компонентов этой оболочки несводимы к законам, описывающим развитие отдельных компонентов. Географическое изучение окружающей среды — необходимая пред- посылка для любых геоэкологических исследований, т.к. только оно позволяет исследовать с возможной полнотой механизм взаимодействия природы и общества, объективно и всесторонне оценить экологическую обстановку, наметить пути улучшения использования природных ресурсов.
Реакцию природной среды на антропогенное воздействие и воздействие ее на человека определяют, прежде всего, три основных, фундаменталь-ных свойства географической оболочки, которые кратко можно обозначить как дискретность, целостность, ритмичность [81].
Ландшафтоведение в комплексе географических наук, исследующих окружающую природную среду, имеет особое значение, поскольку его объектами являются целостные природные и природно-хозяйственные системы, характеризующиеся взаимодействием слагающих их компонентов. Каждому типу ландшафта соответствует определенное сочетание факторов превращения и перемещения вещества. Поэтому ландшафтно-экологические методы делают, в принципе, возможным определение устойчивости природных ландшафтов к загрязнениям по сопоставлению характера превращения и объема миграции вещества внутри самого ландшафта, а также интенсивности обмена веществом его со смежными территориями. Знание выявленных ландшафтно-геохимических особенностей территорий (в том числе устойчивость ее к антропогенным нагрузкам), использование результатов геохимических исследований в практических целях позволяют в рамках урбоэкологии более обоснованно выполнить соответствующее зонирование территории и наметить необходимые мероприятия по охране окружающей природной среды.
При оценке экологического состояния городской среды особое значение имеет ландишфтно-геохилтческий анализ. Эколого-геохимическая оценка состояния окружающей среды базируется на данных, получаемых при проведении специализированных геохимических и геогигиенических исследований, направленных на установление источников загрязнения, прослеживание путей миграции поллютантов и выявление территорий, где их концентрация становится опасной для живых организмов и нормального функционирования экосистем. Эти исследования включают комплекс полевых, лабораторных и химико-аналитических исследований.
Поверхностные и подземные воды
Сохранение водных ресурсов в регионе Севастополя имеет большое значение, поскольку они весьма ограничены. Воды территории Большого Севастополя представлены водными объектами (реки, озера, водохранилище) и подземными водами (выходят на поверхность в виде родников).
Поверхностные воды. Поверхностные пресные воды региона относятся к гидрокарбонатному составу. Жесткость воды изменяется в пределах 6,02 — 9,22 мг-экв/л при средней минерализации 450 - 1150 мг/л.
Почти все реки зарегулированы устройством водохранилищ, прудов. Самые крупные реки на территории региона - Кача (длина 69 км), Бельбек (63 км), Черная (41 км). Однако только река Черная полностью расположена в пределах Севастопольского региона, остальные лишь частями - Кача своим нижним течением, Бельбек средним и нижним. Река Черная относится к группе рек северо-западного склона главной гряды Крымских гор и является одной из наиболее значительных рек Крыма по протяженности и водности. Гидрографические характеристики реки по данным работы [131] представлены в таблице 2.3 . Верхняя часть бассейна реки располагается на западных склонах горной гряды и имеет расчлененный рельеф. Затем река прорезает Байдарскую долину, далее воды реки поступают в длинный (16 км) Чернореченский каньон. Нижняя часть реки протекает по Инкерманской долине и впадает в Севастопольскую бухту в районе г. Инкерман. Таким образом, река пересекает горный, предгорный и равнинный рельеф.
Река Черная является единственным постоянным водотоком, который разгружает свои воды в Севастопольскую бухту. Даже в условиях зарегулированного стока река оказывает заметное влияние на полузамкнутую акваторию бухты, что проявляется в постоянном опреснении поверхностных вод, значительном поступлении с речным стоком минеральных и органических веществ, в том числе биогенных элементов и загрязняющих веществ. Объем речного стока в период паводка бывает сопоставимым с объемом воды в самой бухте [140]. Суммарный среднегодовой объем стока по четырем основным рекам Севастополя 245858 тыс.м3/год, где 372025 поверхностный сток, а 73833 -подземный. Обеспечение водой Севастополя — одна из острейших проблем города, которая не снята и с приходом вод Днепра. Протяженность речной сети составляет 108 км. Основной объем стока (45 - 50 %) приходится на зимний сезон, летом его величина уменьшается до 6 - 8 %. Характерной особенностью основных рек района являются их зарегулированность водохранилищами, располагающимися или за его пределами (р. Кача, Бельбек), или непосредственно на территории (р. Черная). Имеется 8 прудов, суммарным объемом 14,5 млн. м [119]. Значительное количество воды аккумулируется в Черноречен-ском водохранилище (полный объем 64 млн. м ). Зарегулированность русел рек оказывает влияние на активизацию негативных процессов, таких как карст, подтопление, эрозия, затопление и заболачивание.
Р. Черная отличается большим колебанием расхода воды от 0,27 м /сек в сентябре до 4,63 м /сек в марте. Река Черная относится к рекам паводочного типа. Во время паводка уровень воды в реке может подняться на 23 м. Даже в меженный период расходы реки при экстремальных паводках могут увеличиваться на порядок и более. Питание реки смешанное — атмосферное и подземное. Атмосферное питание реки происходит как за счет дождевых осадков, так и снега. В горах снежный покров появляется ежегодно, но отличается большой неустойчивостью. Обращает внимание, что подъем воды в реке своего максимума достигает в течение 1—5 суток, в то время как спад продолжается 15—19 дней. Такое явление объясняется запрудненностью стока с Байдарской котловины, и приводит к заболачиванию территории. Заболачивание наблюдается также в устьях р. Качи, Бельбека и Черной. В период весенних паводков, не смотря на зарегулированность рек, происходит затопление территорий, примыкающих к руслам рек, что наносит урон сельскохозяйственным угодьям, садам и отдельным сооружениям. Реки региона не судоходны и потому в их воде, по данным гидрометеорологических наблюдений, практически не обнаруживаются нефтяные углеводороды, фенолы и другие опасные загрязняющие вещества. Основными загрязняющими вещества, которые регулярно фиксируются в поверхностных водах являются биогенные вещества, в основном азотистые соединения.
Наиболее загрязнены воды р. Кача и Черноморского водохранилища. Биогены попадают в воду с сельскохозяйственных угодий и с хозяйственно-бытовыми стоками. В отдельных случаях концентрация азотистых соединений превышала ПДК в 2 - 23 раза. В последние годы отмечается повышенное содержание в водах взвешенных веществ. Биохимическое потребление кислорода (БПК5), характеризующее загрязненность воды и содержание легкоокис-ляющихся органических веществ, в среднем не превышает допустимое значение, но в Чернореченском водохранилище его значение больше ПДК.
Математическое моделирование распространения загрязняющих веществ в атмосфере
Степень загрязнения атмосферы определяют многими факторами: наличием и числом источников промышленных выбросов вредных веществ Б воздушную среду, их высотой, условиями поступления отходящих газов к пыли (периодичностью, концентрацией, объемами удаляемого воздуха, скоростью, температурой и т.д.), особенностями рельефа прилегающей территории, наличием зеленых массивов и, в значительной мере, метеорологическими условиями и типом застройки [78].
Известно много видов математических моделей. Некоторые математические модели являются детерминированными, тогда как другие — вероятностные. Детерминированные модели дают более точный прогноз, вероятностные — прогноз о том, что некоторое событие произойдет с определенной вероятностью.
Поведение загрязняющих веществ в природной среде будет различным в зависимости от их источника поступления в окружающую среду. При анализе общей картины воздействия на природные объекты знание специфики воздействия различных источников антропогенной нагрузки позволяет во многих случаях отличать воздействие конкретной технической системы или промышленного объекта на живые организмы, их сообщества и население от воздействия других объектов или технических систем, расположенных как в непосредственной близости, так и на значительном удалении [16].
Гауссовская модель атмосферной диффузии — наиболее распространенный метод расчета шлейфа вредных веществ от стационарных источников. В основе модели лежит выражение для нормального или гауссовского распределения вредных веществ в атмосфере.
На эффективность рассеяния влияют такие факторы, как: состояние атмосферы (температура воздуха, окружающего источник выброса, скорость ветра и другие физико-технические характеристики атмосферы), расположение источника загрязнение (высота над поверхностью земли), географическое расположение предприятия — источника загрязнения, габариты источника вредного выброса (высота трубы, диаметр устья потока выброса) и др.
Для каждого источника выброса вредных примесей нормативами устанавливаются максимальный выброс примесей (ПДВ).
Под одиночным или точечным источником понимается дымовая труба ТЭС или другого предприятия. Доминантным значением в принятой модели используемого нормативного метода является максимальное значение приземной концентрации. Максимальная приземная концентрация для горячих источников (АГ » 0) определяется по формуле (1): Где М - расход выбрасываемого в атмосферу вещества, г/с; Н - высота трубы, м; Vx - полный расход выбрасываемых газов (дымов) на срезе трубы, м3/с; АТ = Т,-Тв- разность температур выбрасываемых газов и атмосферного воздуха. Для источников с холодным выбросом, т.е. когда температура выброса мало отличается от температуры окружающего воздуха (АГ 0), значение максимальной концентрации вычисляется по формуле (2):
На интенсивность рассеивания влияет стратификация атмосферы. Неустойчивая атмосферная стратификация, когда температура воздуха резко убывает с высотой, способствует атмосферной конвекции. Этот процесс компенсируется вводом некоторого коэффициента А, представляющего собой климатический коэффициент. Данный коэффициент характеризует рассеивающие свойства атмосферы при неблагоприятных метеорологических уело-виях, определяемых климатической зоной, и учитывает вариацию условия рассеивания вредного вещества в пространстве (для Украины он принят за 180) [107].
Исходным материалом для расчетов послужили данные о расположении точечных стационарных установок в пределах городской черты, высота и диаметр источников (труб), температура и значения среднегодовых выбросов загрязняющих веществ - двуокиси азота, двуокись серы, угарный газ, пыль неорганическая (содержащая оксид кремния от 20 до 70 %). В расчете использовалось данные по 698 источникам (трубам) высотой от 1 до 80 м. Диаметр их варьирует от ОД до 3 м. Температура выбрасываемой газовоздушной смеси изменяется в пределах 20 - 450 С.
Особенности накопления загрязняющих веществ в почвах
В последние десятилетия, как в России, так и в Украине значительно усилился интерес к проблемам состояния почв в условиях города. При этом исследователей интересуют, как правило, наиболее антропогенно измененные городские почвы — урбаноземы, которые отличаются от ненарушенных почв естественных биогеоценозов. Значительно меньше внимания уделяется почвам бульваров и парков, расположенных в центре городов, хотя они выполняют очень важные экологические функции в городских геосистемах. В соответствии с существующей методикой изучения техногенного преобразования территорий городов (Сает и др., 1983; Касимов и др., 1990) в качестве индикатора атмосферного загрязнения используются аномалии химических элементов в почвенном покрове, являющемся средой-депонентом поллютан-тов и отражающем состояние воздушного бассейна [145, 85]. Очаги техногенного загрязнения, как правило, представляют собой избыточную концентрацию в почвах не одного, а целого комплекса химических элементов.
Оценка уровней химического загрязнения почв как индикатора неблагоприятного воздействия на здоровье населения проводится по показателям, разработанным при сопряженных геохимических и геогигиенических исследованиях окружающей среды городов. Важным показателем уровня химического загрязнения почв как индикатора неблагоприятного воздействия на здоровье населения являются коэффициент концентрации химического элемента (Рис. 4.7.) и суммарный показатель загрязнения. Анализ материалов показывает, что некоторые элементы (медь, никель, кобальт, мышьяк, хром) в большинстве точек опробования (Рис. 4.8) имеют концентрации, близкие к фоновым значениям (от 97 % точек опробования для хрома, 85,2 % - для стронция до 76 % - для меди). В остальных точках для этих элементов отмечено незначительное отклонение от фона (Рис. 4.9). Максимальные значения содержания никеля незначительно отличается от фонового и среднего значений (68,3 мкг/г в точке № 44), что противоположно в отношении свинца. Свинец является одним из приоритетных и экологически опасных загрязнителей городской среды. Преобладающая часть его соединений характеризуется небольшой подвижностью и высокой аккумулирующей способностью [149], что приводит к интенсивному накоплению металла в почвах. Основными источниками свинца в городских ландшафтах являются газопылевые выбросы автотранспорта, промышленных предприятий и ТЭЦ Свинец — тяжёлый метал первой группы токсичных элементов, отрицательно влияющий на здоровье человека. Накопление этого химического элемента в организме провоцирует развитие онкологических заболеваний. Больше всего от аномалий свинца страдают дети, так как более активное его воздействие — до 70 см над уровнем поверхности почвы. В городе большинство детских площадок оборудовано покрышками от автомобилей, а сконцентрированные ядовитые вещества, которыми пропитываются покрышки за время их эксплуатации, несут потенциальную угрозу здоровью детей. Для свинца наиболее характерна воздушная миграция, и, как показал опыт других городов, в пределах городских территорий привнос свинца значительно превышает вынос, то есть его количество постоянно нарастает (Дорофеев, 1993) [62].
Повышения концентрации свинца обусловлены не только его поступлением от стационарных источников. Но и интенсивным движением автотранспорта. Максимальное содержание свинца - в районе Стрелецкой бухты. В почвах данного района концентрация достигает 320 мкг/г на один кг. В списке самых загрязнённых этим химическим элементом улицы Индустриальная, Хрусталева, Очаковцев, Генерала Острякова. В Северной части города содержание свинца в почвах колеблется от 32 до 215 мкг/г. Очаги с содержанием свинца пространственно тяготеют к южной и северной частям Севастопольской бухты, где расположены промышленные зоны предприятий города, ТЭЦ, развита дорожная сеть. Цинк имеет весьма широкое распространение в почвенном покрове г. Севастополя, поскольку существует множество разнообразных источников его поступления в природные объекты. Почти на 35 % всей площади города уровень концентрации цинка в почве превышает 220 мкг/г (1 ОДК). Загрязнение почв цинком имеет мозаичную структуру и неоднородно на территории города. На фоне крупных и интенсивных по концентрации цинка зон выделяются отдельные незначительные по площади эпицентры загрязнения — как правило, в промзонах побережья Севастопольской бухты, на крупных транспортных развязках города и распространяются на жилые кварталы селитебной застройки (центральной части города), образуя зоны экологического риска (Рис. 4.11). К таким зонам можно отнести городские площади (пл. Лазарева, пл. Восставших), где содержание цинка значительно превышает 500 мкг/г. Максимальное значение цинка в точке № 25 достигает 718,9 мкг/г, что существенно отличается от фона. Превышения по содержанию данного металла наблюдаются в № 9, 19, 24, 31, 41, 64.
