Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние ландшафтно-геохимическои изученности территории 10
1.1 Степень изученности территории 11
2. Характеристика природных ландшафтов 19
2.1 Приахтубинский плоский легкосуглинистый ландшафтный район 19
2.2 Волго-Ахтубинский пойменный равнинно-гривистый лесолуговой ландшафтный район 52
3. Техногенные системы и объекты как источники негативного воздействия на ландшафты 94
3.1 Промышленный комплекс 94
3.2 Сельскохозяйственный комплекс 116
3.3 Автотранспортный комплекс 117
3.4 Гидротехнический комплекс 118
4. Современное состояние ландшафтов в условиях техногенного воздействия 126
4.1 Характер загрязнения атмосферы 126
4.2 Загрязнение почв и пород зоны аэрации 138
4.3 Загрязнение подземной гидросферы 143
4.4 Загрязнение поверхностной гидросферы 172
4.5 Влияние загрязнений на экосистемы 179
4.6 Влияние гидротехнического комплекса на экосистемы 184
4.7 Техногенные геодинамические процессы 193
5. Состояние здоровья населения 202
5.1 Смертность населения 202
5.1.1. Характеристика младенческой, неонатальной и перинатальной смертности 206
5.2 Заболеваемость населения 207
5.2.1. Заболеваемость взрослого населения и подростков 207
5.2.2. Заболеваемость детского населения 209
5.3 Анализ онкологической заболеваемости и онкологической смертности 210
Заключение 218
- Волго-Ахтубинский пойменный равнинно-гривистый лесолуговой ландшафтный район
- Сельскохозяйственный комплекс
- Загрязнение поверхностной гидросферы
- Заболеваемость населения
Введение к работе
Актуальность темы.
Традиционно Волго-Ахгубинская пойма рассматривается как уникальная территория с высоким рекреационным потенциалом, однако сравнительный анализ здоровья населения, выявил здесь неожиданно высокие показатели смертности населения от инфекционных заболеваний, болезней органов дыхания, нервной системы и системы кровообращения, младенческой смертности, мертворождаемости и др. Районы поймы лидируют также по аллергическим ринитам, что может указывать на сенсибилизацию организма в связи с химическими загрязнениями.
А ведь когда-то Волго-Ахгубинская пойма представляла собой настоящий цветущий оазис среди окружающих ее безжизненных полупустынных и пустынных пространств. В ХШ веке именно здесь, на границе Волго-Ахтубинской поймы и степи было выбрано место для столицы Золотой Орды, - города Сарай-Берке со 100-тысячным населением - с дворцами, храмами, площадями, рынками, мастерскими, водопроводами и банями. Многие усадьбы монгольской знати имели водоемы, в садах цвели розы, в мраморных водоемах журчала вода, в огромных аквариумах плавали рыбы.
Все это вызвало необходимость изучения масштабов и уровня техногенного воздействия на природные ландшафты Волгоградского Заволжья, исследования комплексных нарушений в их структуре и функционировании под влиянием промышленности Волгоградской городской агломерации и других техногенных систем.
Цель исследования.
Целью работы было выявление закономерностей деградации двух типов ландшафтных районов Волгоградского Заволжья в условиях техногенеза.
Для достижения этой цели в процессе работы решались следующие задачи:
Оценка современного состояния ландшафгно-геохимической изученности территории;
Ретроспективный анализ фонового состояния ландшафтов Волгоградского Заволжья.
Изучение техногенных систем и объектов как источников негативного воздействия на ландшафты;
Изучение современного состояния ландшафтов Волгоградского Заволжья (атмосфера, почвы, подземная и поверхностная гидросфера, животный мир и растительность) в условиях техногенного воздействия
Анализ влияния загрязнения атмосферы, почв, подземной и поверхностной гидросферы ландшафтов Волгоградского Заволжья на биоту (включая человека).
Анализ состояния здоровья населения в условиях техногенного воздействия.
Методы исследований,
При выполнении работы использовались методы сравнительного анализа и обобщения, картографирования, физико-географического районирования, ланд-шафтно-геохимической оценки и экологической экспертизы.
Научная новизна результатов исследования.
На основании анализа литературных и фондовых материалов рассмотрена история исследования и ландшафтно-геохимической изученности территории.
На базе собственных разработок, анализа фондовых и литературных источников детально охарактеризованы состав и фоновое состояние двух типов ландшафтных районов Волгоградского Заволжья (орография и геоморфология, геологическое строение, подземные воды, почвы, растительность и животный мир);
Впервые доказан комплексный характер загрязнения атмосферы, почв, подземной и поверхностной гидросферы ландшафтов Волгоградского Заволжья;
Изучено современное состояние изменения природной среды ландшафтов Волгоградского Заволжья (химизм вод и атмосферы, накопление ингредиентов выбросов почвами и растительностью), а также воздействие промышленности и техногенных систем и объектов на биоту, включая человека.
Показано негативное влияние техногенного воздействия на состояние здоровья населения представленных ландшафтных районов Волгоградского Заволжья.
6 Основные положения, выносимые на защиту:
-Комплексная характеристика природных ландшафтов Волгоградского Заволжья.
-Ухудшение состояния ландшафтов Волгоградского Заволжья вследствие активного влияния техногенных систем и объектов.
-Комплексный характер загрязнения основных компонентов (атмосферы, почв, подземной и поверхностной гидросферы) ландшафтов Волгоградского Заволжья.
-Существенная роль техногенного загрязнения ландшафтов на состояние био-ты и здоровье населения.
Практическая значимость и реализация результатов исследований.
Результаты исследований и составленный на их основе комплект карт, характеризующих современное состояние ландшафтов Волгоградского Заволжья, имеют большое практическое значение. Использование этих материалов особенно важно при разработке природоохранных мероприятий, в деятельности природного парка «Волго-Ахтубинская пойма», при составлении и корректировке генпланов населенных пунктов в целях снижения риска для здоровья человека.
Теоретические положения и методические разработки используются в учебном процессе при чтении лекционных курсов «Геология ландшафта», «Геоэкология», «Науки о Земле», «Экология», «Природопользование» и проведении полевых практик для студентов и аспирантов ВолгГАСА; включены в учебные пособия.
Фактический материал.
Работа выполнена на основе исследований автора, проведенных им во время учебы в аспирантуре и работы на кафедре инженерной геологии и геоэкологии Волгоградской государственной архитектурно-строительной академии. Кроме того, был использован большой объем опубликованной литературы и фондовых материалов: буровых, геохимических, экологических, геоэкологических, гидрогеологических, гидрохимических, медицинских и других исследований Института водных проблем Российской академии наук, Научно-исследовательского института токсикологии и профпатологии, Санкт-Петербургского государственного санитарно-гигиенического медицинского института, Ростовводоканалпроект, Гражданпроект,
7 Союзгипролесхоз, НижневолжскТИСИЗ, Волгоградской геологоразведочной экспедиции, Волгоградской государственной архигектурно-стгюительной академии, Волгоградского государственного медицинского университета, Волгоградского государственного университета, Волгоградского областного комитета по здравоохранению. Изучены колонки десятков буровых скважин, нескольких тысяч результатов полевого и лабораторного изучения грунтов, подземных и поверхностных вод и воздуха, тысяч данных по заболеваемости населения.
Апробация работы.
Результаты исследований апробированы при создании макетов схематических карг с использованием компьютерного обеспечения и реализованы в рамках образовательного процесса в Волгоградской государственной архитектурно-строительной академии.
Основные положения работы докладывались и были представлены; на Международной научной конференции «Единый Каспий: межгосударственное сотрудничество и проблемы экономического и социального развития региона» (Астрахань, 2002 г.); на Международной научно-практической конференции «Современные проблемы земледелия и экологии» (Курск, 2002 г.); на I и П Международных научно-практических конференциях студентов, аспирантов и научных работников Международные и отечественные технологии освоения природных минеральных ресурсов» (Астрахань, 2002, 2003 гг.); на IV Межрегиональной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех-2003» (Ухта, 2003 г.); на Ш Международной научно-технической конференции «Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций» (Волгоград, 2003 г.); на Межгосударственной научно-практической конференции «Учение В.И. Вернадского о переходе биосферы в ноосферу и реалии третьего тысячелетия» (Иваново, 2003 г.); на Международной конференции по геотехнике «Городские агломерации на оползневых территориях» (Волгоград, 2003); на її Международной научной конференции «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды» (г. Волгоград, 2003); на Всероссийской научно-исследовательской конференции «Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям» (Москва, 2002 г.); на 59-й и 60-й Всероссийских научно-
8 технических конференциях «Научно-технические проблемы в строительстве» (Новосибирск, 2002,2003 гг.); на VI-й и VH-й региональных научно-практических конференциях молодых исследователей Волгоградской области по направлению № 16 «Экология, охрана среды, строительство» (Волгоград, 2001, 2002 гг.); на годичных экологических чтениях Волгоградского отделения Российской экологической академии (Волгоград, 2003 г.); на конференциях профессорско-преподавательского состава Волгоградской государственной архитектурно-строительной академии (Волгоград, 2002,2003 гг.). Автор награжден дипломами за участие в конференциях на лучшие работы по экологическим проблемам Волгоградской области в 2001 и 2002 гг.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ.
Структура и объем работы. Основное содержание работы изложено на 160 страницах. Достижение цели исследования предопределило структуру диссертационной работы, она состоит из введения, 5 глав и заключения. Текст работы сопровождается 56 таблицами, 34 рисунками, списком цитированной литературы из 136 наименований, в том числе 10 иностранных авторов и 8 приложениями.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю - действительному члену РЭА и РАИН, заслуженному работнику высшей школы РФ, доктору геолого-минералогических наук, профессору В, К Синякову за направление исследований и поддержку в написании диссертационной работы; особую признательность кандидату геолого-минералогических наук Ю.Л. Беляевой. В процессе работы над диссертацией большую помощь оказали доктор геолого-минералогических наук, профессор СВ. Кузнецова, доктор географических наук, профессор А.Н. Саоюин, аспирант ИЯ. Кулешов (Волгоградская государственная архитектурно-строительная академия), кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник КЮ. Подковыров (Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия), кандидат географических наук, старший преподаватель СМ Канищев (Волжский гуманитарный институт
9 Волгоградского государственного университета), без которых было бы невозможно выполнение настоящей работы.
Волго-Ахтубинский пойменный равнинно-гривистый лесолуговой ландшафтный район
Волго-Ахтубинская пойма (ВАЛ), являющаяся частью долины Волги ниже г. Волгограда, существенно отличается как от вышележащих ее отрезков, так и от нижерасположенной дельты р. Волги. Важнейшей чертой Волго-Ахтубинской долины является чрезвычайно широкое развитие поймы, достигающей нескольких десятков километров. Пойма обладает густой гидрологической сетью, включающей помимо основного русла Волги и главного рукава Ахтубы, множество других рукавов, проток и ериков, что придает ВАЛ некоторые черты, свойственные дельтовым участкам рек. В соответствии с ландшафтной картой, составленной под редакцией А.Г. Исаченко, территория ВАЛ относится к интразональной аллювиальной зоне и подзоне. Морфологический тип рельфа - аккумулятивный, подтип - аккумулятивный террасированный, морфологический комплекс - голоценовая аккумулятивная равнина поймы p.p. Волги и Ахтубы. Равнина сформировалась на средне-верхнеплейстоценовых хазарских аллювиальных отложениях. Комплекс относится к супераквальным геохимическим ландшафтам, где подземные воды более или менее активно участвуют в геохимических процессах. Комплекс хорошо промыт и интенсивно дренируется p.p. Волгой и Ахтубой. Ландшафт относится к гидроморф-ному ряду и характеризуется неглубоким залеганием грунтовых вод, периодической промываемостью литогенной зоны поверхностными водами. Восстановительная среда ландшафта определяет инертность Zn, Си, Ni, Pb, Hg, Ag как водных мигрантов, при этом активно мигрирует в растворе в двухвалентной форме Fe, Мп. Тяжелые металлы могут накапливаться минеральными и органическими коллоидами тонкодисперсных илисто-глинистых отложений аллювия [101]. ВАЛ, разделяющая Сарпинскую низменность и Волго-Уральское междуречье, представляет собой единую природную систему, которая характеризуется как единством истории развития в плейстоцене и голоцене, так и общностью современного зонального специфического пойменного режима.
При общем для всей территории обилии солнечного тепла, ландшафтная дифференциация определяется разными для отдельных районов долины природными условиями и длительностью паводков. Играют роль также различия, обусловливаемые местными особенностями морфоструктуры, неотектоники и морфологии. Характерная особенность природных условий, определяющая специфику и богатство ВАЛ, - обилие тепла в сочетании с обилием, а иной раз с избытком влаги. Вегетационный период длится здесь около 183 дней. Сумма температур этого периода достигает 3600, биологическая активность ультрафиолетовой радиации очень высокая. Количество часов солнечного сияния в году - 2235, величина суммарной радиации составляет 110 ккал/см2. Обилие тепла и влаги обусловливает интенсивное развитие луговой растительности, а ежегодный принос паводковыми водами на земли поймы питательных веществ - плодородие аллювиальных почв. На фоне степных пространств, имея форму глубокой выемки с пересеченным рельефом и сложной гидрографической сетью, пойма отличается микроклиматическими особенностями. Несмотря на то, что температура воздуха в пойме характеризуется теми же общими изменениями, что и температура в степной части, абсолютные минимумы температуры в пойме на 1-3 С ниже, чем в степи, максимальные температуры в пойме на 1С выше. Данный контраст возрастает в ясную безветрен-ітую погоду. Микроклиматические особенности поймы также выражены и в других показателях: относительная влажность на 3-11% в пойме выше, по сравнению со степью, в связи с большей залесенностъю отмечаются меньшие скорости ветра.
Орография и геоморфология На всем своем протяжении Волго-Ахтубинская долина врезана в поверхность низменной равнины раннехвальшского возраста, наклоненной в сторону Каспия. Относительная глубина долины по сравнению с прилегающими районами уменьшается вниз по течению. В этом же направлении уменьшаются относительные высоты поймы над меженным уровнем. Ширина долины также меняется, что обусловлено солянокупольной тектоникой, наиболее ярко выраженные перемены отмечаются у куполов Каменный Яр, Черный Лр, где ширина долины не превышает 12-15 км, в то время как на участке Волгоград-Солодники она составляет 33-35 км. Надпойменные террасы в ВАП почти не сохранились, установлена лишь одна - 1-я надпойменная терраса вдоль левого берега Ахтубы у п. Средняя Ахтуба, на участке сел Заплавное-Царево. Фрагменты этой террасы возвышаются над поймой на 3-5 м и характеризуются выровненным рельефом со следами пологой гривисто-сти и старичных понижений. На террасе размещается г. Ленинск и ряд крупных сел - Заплавное, Бахтияровское, Царево, Старица, Сокрутовка и др. Например, у п. Средняя Ахтуба долина р. Ахтуба хорошо изучена и характеризуются поймой и 1-ой надпойменной террасой, прислоняющимися к хвалынским отлоясениям. Пойма распространяется вдоль берегов р. Ахтубы в виде гривистых песчаных пляжей и заболоченных участков. Высота уступа, прослеживающего на границе собственно поймы и пляжевой зоны, составляет около 2-4 м (абсолютные отрицательные отметки поверхности пляжа 10-6 м; поймы - 6-4 м). 1-я надпойменная терраса р. Ахтубы на ее левобережье устанавливается в виде небольшого участка, распространенного у устья западной балки.
Высота ее над урезом воды составляет около Юм (абсолютные отметки около 0 м). Поверхность характеризуется слабым наклоном в сторону реки. Закономерности развития рельефа поймы детально изучены В.А. Николаевым (1962 г.) и заключаются в следующем. В формировании рельефа принимают участие два основных противоположных процесса. Первый зависит от боковой миграции руслового потока и связанной с ним неравномерной аккумуляции аллювиальных отложений в прилегающей к руслу части поймы. Результатом его оказывается сравнительно расчлененный гривистый рельеф. Второй процесс, напротив, ведет к постепенной нивелировке неровностей пойменного рельефа в ходе спокойного накопления пойменного наилка вдали от русла. В итоге на месте гривистости формируются более или менее равнинные территории поймы. По степени выраженности того или другого процесса в пойме выделяются геоморфологически отличные приречная и внутренняя зоны, или части. В пределах ВАЛ первая из них располагается, как правило, в непосредственной близости от русла, характеризуется относительной молодостью, преобладанием гривистого рельефа, пестрыми, но преимущественно легкими песчано-супесчаными покровными отложениями приречных фаций пойменного аллювия и старичных фаций. Вторая, напротив, находится обычно в центральных и прилегающих к левому коренному берегу участках поймы, является более старой в возрастном отношении, отличается сравнительной выровненностью рельефа и преобладанием тяжелых суг-линисто-глинястых покровных отложений внугрипойменных фаций аллювия. Различия приречной и внутренней поймы Волго-Ахтубы проявляются не только в геолого-геоморфологическом, но и более широком - ландшафтном аспекте..
Эти ландшафтные различия обусловлены как характером рельефа и ходом процессов осадконакопления, так и другими факторами, среди которых чрезвычайно важна степень дренированности поймы, которая в приречной части из-за близости от русла, преобладания легких грунтов и значительной рассеченности, лучше чем во внутренней. Поэтому для ландшафтов последней явления заболоченности представляют одну из характерных черт. В ландшафтных различиях поймы немалое значение имеет возрастной фактор - сравнительная молодость приречной ее части и древность внутренней. В приречной пойме преобладают линейно вытянутые старичные озера, затоны, воложки и ерики, нередко сохраняющие связь с руслом главного водотока и между собой. Напротив, для внутренней поймы типичны разобщенные озера и болота округлой формы, разбросанные по ее поверхности без видимого порядка. Совершенно очевидно, что отмеченные различия в характере гидрологической сети приречной и внутренней зон находятся в прямой связи с общим ходом развития пойменного рельефа. Установлено, что в ходе развития поймы вместе с миграцией русла водотока приречная пойма закономерно эволюционирует в пойму внутреннюю, а последняя в свою очередь может иногда вновь омолаживаться при повторном приближении русла. Основные различия внутренней и приречной частей ВАП не затушевываются даже ее многосегментным, «лоскутным» строением, которое особенно ярко проявляется в пределах пояса современной боковой миграции главного русла Волги, а также в районах деятельности второстепенных водотоков.
Сельскохозяйственный комплекс
Дополнительную антропогенную нагрузку на ландшафты испытывают территории, используемые в сельскохозяйственном производстве. Количество вносимых минеральных удобрений по сельскохозяйственным полям составляет до 138 кг/га в год в юучаемом нами Среднеахтубинском районе» при этом в основном применяются азото- и фосфоросодержащие средства. Сельскохозяйственными предприятиями, по данным областного объединения «Агропромхи-мня», применяется около 100 наименований средств защиты растений (пестицидов). Однако дать объективную оценку уровня загрязнения почвогрунтов используемыми токсичными соединениями не представляется возможным, так как агрохимическими службами выполняется анализ на содержание только 12 наиболее часто применяемых пестицидов. Источником загрязнения подземных и поверхностных вод и атмосферы являются неочищенные и недостаточно очищенные стоки птицеводческих и свиноводческих комплексов, расположенных на изучаемой территории. Птицефабрика «Волжская» расположена в районном центре Средняя Ахтуба. Производственные стоки птицефабрики в объеме около 438 тыс. м в год отводятся в пруд-накопитель и далее перекачиваются в отработанный карьер керамзитовых глин «Лиман Сорочий». Объем пруда-накопителя - 1 млн. м3, противофильтраци-онный экран отсутствует.
В карьере «Лиман Сорочий» хвалынские «шоколадные» глины - сырье для производства керамзита, полностью отработаны, что создает условия для загрязнения нижезалегающего хазарского водоносного горизонта неочищенными стоками, содержащими химические вещества, в десятки раз превышающие предельно допустимые концентрации: азота - 72 ПДК, фенолов -11 ПДК, ВПК -48 ПДК, ХПК - 30 ПДК, нефтепродуктов - 2 ПДК. На свинокомплексе сельскохозяйственного кооператива «Волжский», расположенном в 6 км к северу от г. Волжский вдоль автомагистрали Волжский-Николаевск и рассчитанном на содержание 3000 голов товарной продукции, количество хозяйственно-бытовых стоков составляет 27 тыс. т в год. Они являются источником загрязнения поверхностных и подземных вод и приземной атмосферы. 3.3. Автотранспортный комплекс Кроме приносимых загрязненных воздушных масс, непосредственными местными источниками загрязнения ландшафтов являются автомобильно-тракторный парк района исследования и транзитный поток автотранспорта. Ведь выбросы от сгорания топлива так же содержат вредные для человека оксиды, углеводороды, органические кислоты и другие. В районе исследования зарегистрировано около 5 тыс. легковых автомобилей, 1,5 тыс. грузовых и 1,5 тыс. тракторов и комбайнов. Волгофадгражцанпроектом (1993 г.) был произволен расчет количества вредных веществ, поступивших в атмосферу от автотракторного парка, при среднем годовом пробеге карбюраторных и дизельных автомобилей 15 тыс. км, приведен в таблице 19, Волжская ГЭС оказала громадное влияние на деградацию ландшафтов, в особенности ВАЛ. По данным И.А. Шикломанова (1976 г.), с 1956 по 1970 гг. годовой сток у г. Волгограда уменьшился на 23 км , или на 9% в связи с потерями воды из водохранилища на испарение, питание подземных вод, а также интенсивным отбором воды на орошение.
Собственно, эти факторы оказывают активное влияние на сток Волги, начиная с 1936 года в связи со строительством Иваньковской ГЭС и созданием одноименного водохранилища, затем Угличской, Рыбинской, Горьков-ской, Куйбышевской ГЭС. Но особенно резко гидрологический режим изменился с 1957 г. - после заполнения Волгоградского водохранилища. Как указывает П.А. Шеппель (1986 г.), главной особенностью гидрологии ВАЛ в незарегулированных условиях являются разливы паводковых вод на ее территорию. В осенний и зимний периоды Волга дренирует пойму. Связано это с тем, что уровни воды в реке в это время располагаются значительно ниже УГВ и уровня меженных поверхностных вод поймы. В период половодья на протяжении 1,5-2 месяцев на пойменную территорию разгружаются волжские полые воды и, таким образом, происходит затопление поймы. В летнюю межень Волга снова дренирует пойму. И, наконец, в отдельные годы зимой река может на 2-4 недели повторно затопить центральную и притеррасную пойму. Это происходит за счет зимних попусков при сплошном ледоставе в нижнем течении реки. Такая взаимосвязь усиливает водообмен волжских вод с водами поймы. Половодья Волги, заливающие обширные просторы этой равнины, действуют умеряюще на крайние проявления факторов, гасподстаующих на окружающих пойму засушливых пространствах Прикаспийской низменности. Половодья, пик которых близок к средней многолетней отметке 820 см над нулем графика водопоста у г. Волгограда, являются оптимальными для сельского, лесного и рыбного хозяйств. Паводковые затопления оказывают огромное влияние на растительный покров ВАЛ, и только благодаря им здесь развились луговые растительные ассоциации. Наряду с увлажнением наиболее ценных сенокосных угодий весенний попуск с такой отметкой пика затопляет лесные участки. Такие половодья на сенокосных полянах и займищах создают весьма благоприятные условия для нереста и нагула рыбы. Исследования показали, что паводковое затопление ВАЛ, в частности, сенокосных площадей низкого уровня, начинается обычно в конце апреля - начале мая, а сенокосных массивов среднего и высокого - во второй его декаде (рис. 8). В этих условиях, как справедливо указывает ПА Шеппель, проблемы подсушки икры рыбы на нерестилищах быть не могло.
Этот вопрос решался сам по себе в естественных условиях паводка реки. Биологический процесс развития икры в личинку, а затем и в малька рыбы в отсутствии какого-либо понижения уровня паводковых вод на протяжении 24-25 суток успевал получить полное завершение своего цикла. Этому благоприятствовал режим первой и второй фаз паводка старой Волга. Значение этих фаз гидрографа до регулирования и тем более в новых гидрологических условиях Волги трудно переоценить, поскольку нерест рыбы проходил и будет проходить в период формирования названных фаз. И, как отмечают ихтиологи, биологически наиболее важным периодом является 1-20 (25) мая. Исторически сложившийся режим половодья старой Волги не может не приниматься во внимание при проектировании весеннего попуска. Именно недоучет его особенностей и природы нереста рыбы служит основной причиной возникновения проблемы подсушки икры и гибели мальков рыбы на территории поймы. До регулирования притока Волги время на нерест рыбы, рост и развитие мальков было оптимальным, причем не только из-за сравнительно большой суммарной продолжительности первой и второй фаз половодья, имевшей место до строительства ГЭС. Суть явления состоит в том, что вслед за окончанием первой и второй фаз паводка наступала вторая. Никакого перерыва в постепенном повышении уровня полых вод на протяжении формирования названных фаз не происходило. Эти фазы осуществлялись в единстве. Именно эти условия обусловливали в прошлом оптимизацию нереста рыбы в пойме. Благодаря непрерывности нарастания в течение первой и второй декад мая уровней половодья старой Волги происходило усиление в биологическом отношении не только каждой из них в отдельности, но и, что особенно важно, суммарного их периода в целом. В старых гидрологических условиях, когда в первой декаде мая наступала теплая погода и имел место хороший прогрев полых вод, процесс нереста рыбы полностью заканчивался к исходу второй - началу третьей декады месяца.
И, как подчеркивают ихтиологи, основания для возникновения причин подсушки икры рыбы, в прошлом быть не могло. Оптимизация этого процесса осуществлялась в естественных условиях половодья Волги. При этом процесс нереста рыбы тесно связан не только с тем или иным периодом времени как таковым, он не менее зависит и от состояния паводковых вод: подъема, стабилизации и спада, и именно первые два состояния оптимальны для нереста и нагула рыбы. Их-то и следует удлинять на затопленных площадях для восстановления уровня рыболовства. После строительства Волжской ГЭС гидрограф весеннего попуска отличается от конфигурации, свойственной ходу паводков, имевших место до регулирования притока реки. Помимо того, что изменяется отметка максимальных расходов (уровней) и продогокительность их подачи, на спадовой фазе весеннего попуска формируются характерные участки (рис. 8). Выделяются три основные фазы весеннего попуска; а) первая фаза начинается с расхода 12-14 тыс. м3/с (на подъеме) и заканчива ется началом подачи максимального расхода (участок кривой 1-2); б) вторая фаза: конец подачи максимального расхода (участок кривой 2-3); в) третья фаза: конец подачи максимального расхода - начало (на спаде) пода чи расхода 12-14 тыс. м3/с (участок кривой 3-4). С подачей расхода 12-14 тыс. м3/с связаны весьма важные явления. Во-первых, до таких расходов волжские воды используются исключительно по прямому назначению, а именно - весь расход проходит только через энергетические агрегаты. Во-вторых, при названном расходе начинается выход полых вод в ерики и протоки поймы и дельты низкого уровня. С отметки расхода 12-14 тыс. м3/с начинается затопление сенокосов и нерестилищ рыбы, расположенных на пониженных генетических элементах поймы и дельты. Первая фаза в новых условиях имеет, как правило, большую крутизну. Суточное приращение уровня нередко достигает 0,8-1,0 м, а иногда и более. Из-за этого іфодолжительность периода от начала подачи расхода 12-14 тыс. м3/с до максимального крайне мала. Она в маловодные годы в 4-5 раз меньше, чем это имело место при формировании идентичной фазы паводка Волги. Именно указанное явление является основной причиной интенсивного размыва берегов реки, особенно в зоне влияния суточного регулирования (120-130 км). Выход вод весеннего попуска на пойму начинается, в основном, в третьей декаде апреля (5 из 25 лет) и первой декаде мая (16 из 25 лег). Более чем в половине рассматриваемого периода начало затопления ВАЛ приходится на первую декаду мая.
Загрязнение поверхностной гидросферы
В результате фильтрации загрязненных подземных вод стоками от «Большого Лимана» вниз по рельефу эти загрязнители попадают в р. Ахтубу и другие водоемы. В р. Ахтуба в месте водозабора г. Ленинска были обнаружены соединения, характерные для воды и донных отложений «Большого Лимана». В речной неочищенной воде содержание МБД, ДС и ПС было повышено и составило для МБД -1,5 раза, ПС - 50 раз и ДС - 2,5 раза выше ПДК. В отобранной пробе после водоподготовки на водозаборной станции концентрация ПС хотя и снизилась, но, однако, все равно не достигла уровня гигиенического норматива, превысив его в 9 раз. Концентрация ДМД в водопроводной воде перед ее поступлением в вододопроводную сеть превысила ПДК в 5 раз, а ДС в 1,25 раза; в другой пробе содержание ДС было в 2,5 раза выше ПДК. Результаты химического анализа воды подземных водоносных горизонтов и р. Ахтуба сопоставимы по годам (табл. 34 и 35),. Таким образом, проведенные комплексные исследования химического состава воды и донных отложений «Большого Лимана» подтвердили ранее установленную закономерность их спектрального загрязнения приоритетными компонентами сточных вод заводов СК и ЗОС. В подземные водоносные горизонты, равно как и в поверхностный водоисточник, расположенные в зоне влияния «Большого Лимана», фильтруются одни и те же химические компоненты.
При этом их концентрации в указанных водных объектах значительно превышают установленные на них ПДК, что безусловно может нанести существенный ущерб здоровью населения, пользующегося данной водой для питьевых целей. В настоящее время и в особенности в период наивысших отметок уровней воды в «Большом Лимане» небаланс емкости этого пруда-накопителя, не компенсируемый испарением, частично снимается фильтрацией загрязненных вод в водоносные пласты, дренируемые р, Ахтубой. Если разгрузка загрязненных подземных вод, фильтрующихся из «Большого Лимана» в р. Ахтубу, будет значительной по интенсивности, может установиться равновесие в количественном и качественном отношении водных масс в «Большом Лимане» при загрязнении в той или иной степени р. Ахтубы консервативными и токсичными веществами. По результатам более поздних гидрохимических исследовании вод р. Ахтубы, выполненных ВГЭ (2002 г.) здесь же в умеренно опасных концентрациях обнаружены фенолы и медь. Кратность превышения ПДК для водных объектов рыбохо-зяйственного водопользования фенолов - 2,6, меди - 3,8. Не превышают ПДК концентрации хлоридов, сульфатов, аммония, нитритов, нитратов, фосфатов, фторидов, нефтепродуктов, кальция, железа, цинка, никеля, марганца, фосфомидов, СПАВ, кадмий, свинец, общий хром, алюминий, ртуть общая, пестщщдьі - не обнаружены. Анализ донных отложений выявил превышение ПДК по двум ингредиентам (фосфору общему и фенолу), кратность превышения соответственно 3,65 и 3,92 раза. Концентрации нефтепродуктов, мышьяка, валовой формы меди, цинка, марганца и никеля, а также ГХЦГ не превышали установленных норм.
Общая ртуть, валовая и подвижная форма кадмия, свинца, подвижная форма меди, цинка, никеля, хрома, пестициды и сельскохозяйственные ядохимикаты не обнаружены. К сожалению, анализы не включали исследование содержания специфических компонентов «Большого Лимана» и сопоставить их невозможно. Лабораторные гидрохимические исследования качества воды р. Волги выполнялись по 47 ингредиентам, пробы отбирались на 0,5 км ниже ГЭС. В умеренно опасных концентрациях обнаружены азот аммонийный, нитриты, фенолы, цинк, медь, марганец, хлорофос. Не превысили уровня ПДК концентрации хлоридов, сульфатов, нитратов, фторидов, СПАВ, кальция, магния, натрия, калия, железа, свинца. Загрязненность водохранилища химическими веществами на границе городской черты г. Волжского значительно превышает ПДК: меди и фенолов в 9 раз, нефтепродуктов от 2 до 6 раз, нитратов азота до 6 раз [136]. По результатам гидрохимических исследований воды, отобранной из водоемов, расположенных на территории ВАЛ установлены превышения ПДК для водоемов рыбохозяйственного водопользования по следующим ингредиентам (см. таблицу 36). Фосфамид, магний, кальций, натрий, калий, сульфаты, хлориды, фосфаты, СПАВ, фенолы, алюминий, никель, нитраты, нитриты - обнаружены в пределах или меньше ПДК. В пробах воды, отобранных из ерика Осинка и ерика Гнилой установлены превышения ПДК по нефтепродуктам в 22 раза, растворимым формам железа в 1,2-1,4 раза, растворимым формам меди в 4,5 раз. Содержание хлоридов, сульфатов, азота аммонийного, нитритного, нитратного, цинка, никеля, марганца, СПАВ, фосфатов, фторидов, алюминия находится в пределах или меньше ПДК. Степень загрязнения озер Широкое. Петровское, ерика Иловатский характеризуются данными таблицы 37. Как видно из таблицы 37, концентрация сухого остатка, хлоридов, сульфатов, азота аммонийного, фторидов, кальция, магния, калия, натрия, ртути, фосфатов, цинка, никеля находятся в пределах ПДК для водоемов рыбохозяйственного водопользования. Качество воды в озерах не соответствует требованиям «Правил охраны поверхностных вод» от 4 до 7 вьппеуказанных ингредиентов. Наиболее загрязненной является вода в озере Широкое. Таким образом, качество воды, отобранной из озер и ериков ВАЛ, не соответствует нормам для водоемов рыбохозяйственного водопользования по содержанию нефтепродуктов, общему железу, меди, марганцу, цинку, и соответствует зонам экологического риска, экологического кризиса, реже экологического бедствия (по нефтепродуктам). В 2002 г. проведены анализы качества воды в ериках ВАЛ: Аверкине, Затон-ском, Дегтярном, Жерновом, Песчаном, Судомойке.
По результатам лабораторных исследований качество воды обследуемых шести ериков не отвечало требованиям, предъявляемым к водным объектам рыбохозяйственного значения по 6 ингредиентам (БПК, нефтепродуктам, фенолу, ионам меди, цинка и фосфамиду), а именно превысили ПДК: в воде ерика Аверкин - по 4 ингредиентам (ионам меди в 4,5 раза, ионам цинка в 1,7 раза, фенолу в 3,3 раза, фосфамиду в 5,3 раза); в воде ерика Затонский - по 3 ингредиентам (ионам меди в 3,1 раза, фенолу - в 2,3 раза, БПК в 1,1 раза); в воде ерика Дегтярный - по 4 ингредиентам (ионам меди в 4,0 раза, ионам цинка в 1,1 раза, фенолу в 3,1 раза, нефтепродуктам в 1,08 раза); в воде ерика Жерновой - по 4 ингредиентам (БПК в 2,2 раза, ионам меди в 3,5 раза, ионам цинка в 1,7 раза, фенолу в 2,1 раза); в воде ерика Песчаный по 3 ингредиентам (ионам меди в 4,4 раза, ионам цинка в 1,6 раза, фенолу в 3,3 раза); в воде ерика Судомойка по 4 ингредиентам (БПК в 1,07 раза, ионам меди в 2,7 раза, ионам цинка в 1,1 раза, фенолу в 3,4 раза). Наиболее загрязненной из шести обследованных ериков является вода в ерике Аверкин. По результатам биотестирования вода во всех шести вышеперечисленных ериков не оказала острого токсического действия на тест-объект церодафнии. Хроническое токсическое действие воды исследуемых водоемов проявилось на седьмые сутки биотестирования [70]. Анализ проведенных наблюдений свидетельствует о том, что качество воды всех исследованных водотоков в 2002 г. в основном улучшилось по сравнению с 2001 г. Индекс загрязнения воды (ИЗВ) для всех водотоков в 2002 г. соответствовал Ш классу (умеренно загрязненная вода). Ухудшение качества воды произошло в Волгоградском водохранилище на границе с Саратовской областью, на р. Волга в 0,5 км ниже плотины Волжской ГЭС, а также на р, Иловля на границе с Саратовской областью и в 0,5 км выше устья.
Заболеваемость населения
Заболеваемость - это наиболее характерная, официально регистрируемая реакция населения на вредное воздействие загрязнения окружающей среды, Этот показатель более тонко отражает воздействие различных загрязнений, чем смертность. Исследования последних лет показывают, что значительное влияние на заболеваемость населения имеют образ жизни (50-52%), в том числе курение, неправильное питание, злоупотребление алкоголем, вредные условия труда, повышенная стрессированность и т.д.; генотипические особенности (20-22%); изменения в окружающей среде (18-20%); степень развития здравоохранения (8-12%). Например, на возникновение и развитие болезней сердца - образ жизни (54%); на злокачественные новообразования - образ жизни (57%) и окружающая среда (34%); сахарный диабет в 68% случаев является генетически предопределенным заболеванием. Среди всех «врагов здоровья» выделяются (в порядке их значимости) курение и употребление алкоголя, неправильное питание, вредные условия труда, плохие материально-бытовые условия, непрочность семьи, недостаточный санитарно-культурный уровень, высокие темпы урбанизации, загрязнение окружающей среды идр. Анализ статических данных показал, что в последние годы в структуре обращаемости по поводу заболеваний городских жителей первое место занимают болезни органов дыхания. Второе место в городах и третье место на селе принадлежит болезням системы кровообращения. 5.2.1. Заболеваемость взрослого населения и подростков. Анализ общей заболеваемости взрослого населения и подростков за 1988-1990 гг. (табл. 49) свидетельствует о том, что отмечается рост общей заболеваемости в 1990 г. при незначительном уменьшении в 1989 г. как в целом по области, так и в районе. Областной показатель за все зги годы выше, чем в Среднеахтубинском районе.
Первое место в структуре обращаемости по поводу заболеваний как в целом по области, так и в Среднеахтубинском районе занимают болезни органов дыхания, второе - болезни системы кровообращения, третье - травмы и отравления, что согласуется с данными литературных источников. Распространенность заболеваний у взрослого населения и подростков Среднеахтубинского района выше областного значения только по пневмонии и хроническому отиту (табл, 50). Анализ общей заболеваемости детей показал, что средний уровень заболеваемости в Среднеахіубинском районе в среднем за два года составил 146,6% против 120,4% в среднем по области. В 1989 г. в районе общая заболеваемость была 1888,4% и превысила областной показатель (125,6%) в 1,5 раза, а в 1990 г. была несколько ниже (104,5%). На современном этапе развития здравоохранения проблема острых и хронических заболеваний органов дыхания выдвинулась по своему медицинскому значению на одно из первых мест. Повреждение функциональных механизмов защиты, наиболее чувствительных к окружающей среде органов дыхания, биологическая несостоятельность адаптационных возможностей к климатическим и техногенным факторам окружающей среды приводят к общему нарушению гомеостаза организма и развитию неспецифических заболеваний легких. Распространенность пневмонии за 1989-1990 гг. имеет следующий диапазон значений 15,5-11,8% (Среднеахту-бинский район) и 4,7-5,0% (по Волгоградской области в целом). Таким образом, в районе выше областного показателя заболеваемость пневмонией была в 1989 г. в 3,24 раза, а в 1990 г. в 2,35 раза. Заболеваемость органов пищеварения выше областного показателя в 2,3 раза, а нефритом - в 1,8 раза (1989 г.) (табл. 51). Анализ онкологической заболеваемости и онкологической смертности населения. Установлено, что в Среднеахтубинском районе в 1990 г., по сравнению с 1988 г., онкологическая заболеваемость возросла с 159,0 (на 100000 населения) до 334,7, т.е. в 2,1 раза, а онкологическая смертность с 107,3 до 209,4, то есть в 1,9 раза, в то время как по Волгоградской области эти показатели составили 313,8-302,7 и 198,4-194,5 соответственно (табл. 52).
Если по области наметилась тенденция по стабилизации и даже снижение как онкологической заболеваемости, так и онкологической смертности, то в Среднеахтубинском районе наблюдается их рост в 2,1-1,9 раза. В 1988 г. онкологическая заболеваемость в районе была ниже областного показателя почти в 2 раза, однако, в 1990 г. онкологическая заболеваемость несколько превысила областной показатель. Аналогичная ситуация отмечается и по онкологической смертности населения. Если в 1988 г. онкологическая смертность была ниже в 1,8 раза, то уже в 1990 году превысила областной показатель в 1,07 раза. Таким образом, выявлены следующие особенности состояния здоровья населения Среднеахтубинского района: - наметилась тенденция роста смертности с 13,3 (1987 г.) до 14,6 (1990 г.) на 1000 жителей; смертность в целом по району и среди городского населения превышает областные показатели; - в структуре причин смерти определяющими являются болезни системы кровообращения, новообразования, болезни органов дыхания, превышающие областные значения в 1,16; 1,18; 1,32 раза соответственно; - в структуре причин смерти трудоспособного населения на фоне снижения смертности от болезней систем кровообращения, органов дыхания отмечается рост смерти от новообразований; - смертность трудоспособного населения от заболеваний органов дыхания превышает областное значение в 2 раза; - на протяжении 1988-1990 гг. показатель младенческой, неонатальной и перинатальной смертности выше областного в 1,4,1,7,1,78 раза соответственно; - отмечается рост онкологической смертности от 107,3 на 100000 населения (1988 г.) до 209,4 (1990 г.), то есть почти в 2 раза; - отмечается рост общей заболеваемости взрослого населения и подростков, хотя и остается ниже областного значения; - наблюдается снижение общей заболеваемости детского населения; - заболеваемость пневмонией выше в районе как среди детского, так и взрослого населения; - наметился рост онкологической заболеваемости населения с 159,0 на 100000 населения (1988 г.) до 334,7 на 100000 населения (1990 г.). В более поздней работе Ю.В. Александрова, АС. Борзенко и АВ. Полякова (1997 г.) сделан акцент на изучение медико-демографических процессов на отдельных территориях Волгоградской области с уникальными природными характеристиками.
В Нижнем Поволжье ВАЛ рассматривается как особо охраняемая территория, имеющая значительный рекреационный потенциал. На территории ВАЛ размещено два крупных административньгх района: Среднеахтубинский и Ленинский с общей численностью населения - 80,6 тыс. человек. Эти два района выделены авторами условно в первую зону (I зона). На территории аналогичного заповедного бассейна рек Хопра и Медведицы для сравнительной оценки было выделено два административньгх района Нехаевский и Урюпинский (II зона). Кроме того, выделены два степных района на юго-западе области - Чернышковский и Суровикин-ский, не имеющие отношения к особо охраняемым территориям (Ш зона, контрольная). Учитывая, что качественные характеристики уровней заболеваемости и смертности приобретают социальную ценность только при сравнительной оценке, для этой цели были определены преимущественно аграрные районы области, удаленные от экологически опасных объектов, с учетом их географического положения. Эти районы вполне сопоставимы с первыми по экономическим показателям, соотношению городского и сельского населения, среднегодовой численности работающих, возрастному составу. Принимая во внимание рост заболеваемости туберкулезом и его высокий уровень в Волгоградской области, а также социальную значимость проблемы, проведен более детальный анализ распространенности туберкулеза на изучаемых территориях. Сравнительный анализ сведений о распространенности болезней (табл. 53) показал, что первые две зоны в сравнении с третьей характеризуются более высоким уровнем общей заболеваемости, превышающим контрольные значения.
