Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Основы единства природной и социальной составляющих геоэкосистем на региональному уровне 13
1.1 Изучение глобальных изменений методами географии 13
1.2 Природно-социальные системы регионального уровня 15
1.3 Общая характеристика Ногинского района Московской области
1.3.1 Климатические особенности 21
1.3.2 Гидрографическая характеристика 23
1.3.3 Геологическое строение урбанизированных территорий 24
1.3.4 Физико-географические особенности исследуемой территории 27
1.3.5 Социально-экономические особенности Ногинского района 29
1.3.6 Воздействие промышленности на среды обитания человека 34
1.3.7 Внешние негативные воздействия окружающей среды и изменения в гомеостазе человека 49
1.4 Объекты и методы исследования 55
1.4.1 Методы оценки качества атмосферного воздуха 55
1.4.2 Методы экологической оценки качества природных вод 59
1.4.3 Методы экологической оценки качества почв 63
1.4.4 Методы расчета экологических индексов 65
1.4.5 Методы геоэкологического картографирования 69
1.5 Экодиагностика территории Ногинского района Московской области 70
1.5.1 Оценка качества окружающей среды и уровень здоровья населения 70
1.5.2 Экологический анализ проблем здоровья в городских и сельских поселениях Ногинского района 77
Заключение по первой главе 81
ГЛАВА 2 Характеристика поселений ногинского района московской области 83
2.1 Описание городских поселений 84
2.1.1 Городское поселение Ногинск 84
2.1.2 Городское поселение Старая Купавна 86
2.1.3 Городское поселение Электроугли 88
2.1.4 Городское поселение Электросталь 91
2.2 Описание сельских поселений 94
2.2.1 Сельское поселение Буньковское 94
2.2.2 Сельское поселение Мамонтовское 96
2.2.3 Сельское поселение Ямкинское 96
Заключение по второй главе 97
ГЛАВА 3 Экологическая ситуация урбанизированных территорий ногинского района московской области 99
3.1 Анализ качества воздушного бассейна исследуемых территорий 99
3.2 Анализ качества водного бассейна исследуемых территорий 104
3.3 Анализ качества почв и грунтов 109
Заключение по третьей главе 111
ГЛАВА 4 Прогнозные сценариии устойчивого управления природно-социально-производственными системами как способ регулирования геоэкологической ситуации на урбанизированных территориях 113
4.1 Теоретические основы управления окружающей средой 113
4.2 Анализ основных полномочий федеральных органов исполнительной власти в области природопользования и охраны окружающей среды 121
4.3 Модель и прогнозные сценарии устойчивого управления природно-социально-производственной системой 125
Заключение по четвёртой главе 132
Выводы и предложения 134
Список использованных источников 136
- Природно-социальные системы регионального уровня
- Городское поселение Старая Купавна
- Анализ качества водного бассейна исследуемых территорий
- Анализ основных полномочий федеральных органов исполнительной власти в области природопользования и охраны окружающей среды
Природно-социальные системы регионального уровня
Другой пример - крупная радиационная авария на атомной электростанции (Чернобыль в 1986 г., Фукусима в 2011 г.), которая приводит к глобальному распространению радионуклидов и в течение десятилетий оказывает постоянное воздействие малых доз радиации на окружающую среду. Стоит отметить, что в настоящее время мало разработаны проблемы иерархической организации земной системы [23, 26, 53].
В географической науке развивается комплексное землеведение для преодоления разрыва между знаниями о природных и социальных процессах и явлениях в земной оболочке, между исследованиями планетарных и локальных процессов. Его предметом стала иерархически организованная и многообразная в территориальных проявлениях природно-социальная система внешней оболочки Земли [26].
Природно-социальные системы регионального уровня По мнению Анненкова В.В. (1996) расселение первобытных людей по континентам стало импульсом к антропогенному изменению природы. Чело-15 век стал вторгаться в биологические круговороты, трансформировать ландшафты. В различных труднодоступных местностях мира присваивающее хозяйство (охота, собирательство, рыболовство) и взаимосвязанные с ним изменения ландшафтов и биологических циклов можно наблюдать в данный момент времени. Считается, что почвенные ресурсы были введены в хозяйственный оборот со времён Неолитической революции и экспансии земледелия. Механизация и химизация сельского хозяйства сильно увеличили воздействие на ландшафты [26].
Внесла изменения в природопользование следующая ступень социально-экономической лестницы - рост и распространение городов, государств и других социальных систем - появился новый тип ландшафтов – городской. Основное изменение свелось к переходу людских общностей от приспособления к местным природным условиям, к адаптации в социальных системах. Технический прогресс и промышленная революция способствовали эксплуатированию невозобновимых ресурсов "былых биосфер" (уголь, нефть, газ), минерального сырья и других полезных ископаемых [26].
Устойчивое развитие предполагает решение проблем окружающей среды и в этом можно выделить такой акцент как «экоразвитие» (Конференция ООН в Рио-де-Жанейро "Повестка на XXI век") или комплекс экономических и экологических направлений. Основой здесь становится комплексное регулирование связей природа-общество [26]. Остановимся подробнее на понятии регион. С позиции системного подхода регион является важнейшей единицей административно территориального деления России, который можно рассматривать как взаимосвязанные макроподсистемы: -производственная сфера, производящая валовой региональный продукт; – региональное хозяйство, с входящей в неё инфраструктурой, обеспечивающую жизнедеятельность региона; – социальная сфера, включающая в себя различные отрасли развития населения региона; – агропромышленный комплекс, включающий сельское и лесное хозяйство, территорию и природные ресурсы как источник регионального богатства; –финансово-экономическая сфера, обеспечивающая макро-экономические пропорции, финансовые связи отраслей региона в виде регионального бюджета; –сфера государственных органов, включающая совокупность федеральных, региональных и муниципальных органов власти и контроля в регионе [152].
Управление отраслями экономики и экологии происходит на уровнях (регион, город), которые составляют прерогативу функционального управления регионом. На рис. 2 показана взаимосвязь подсистем, которая позволяет научно обосновать состав макроподсистем региона в основе теории организации и спроектировать новую систему управления [152].
Различные локальные преобразования природы ведут в биосфере планеты в её глобальном масштабе к реакциям ответа на изменения в экосистемах и могут нести в себе характер необратимости, при этом определять относительную устойчивость эколого-экономического потенциала [26]. В случае, когда говорится о незначительных вмешательствах в естественную среду, то ее экосистемы могут саморегулироваться и восстанавливаться, но если эти вмешательства превышают ёмкость данной системы, они не могут «угаснуть» в цепи иерархии экосистем (т.е. охватывают речные системы, ландшафты и др.). В результате это приводит к значительным нарушениям энерго- и биобаланса на значительных территориях и во всей биосфере в целом. Поэтому вмешательство человека в естественные системы, биогеоценозы, превышает определённые границы и это неминуемо вызывает цепные реакции, обуславливающие сильные отклонения энерго- и биобаланса экосистем, приводящие к необратим последствиям [26].
Городское поселение Старая Купавна
Для сравнения нормирования качества окружающей среды в других странах, список основных загрязняющих веществ, для которых устанавливаются предельные величины выбросов для государств, входящих в ЕвроСоюз принята директива 2008/1/ЕС Европейского Парламента «О комплексном предотвращении и контроле загрязнений» от 15 января 2008г. 1 июля 2013 г. в список членов-государств ЕС входило 28 стран, некоторые из них: Италия, Франция, Великобритания, Испания, Греция, Португалия, Германия, Болгария, Румыния, Хорватия, Эстония, Латвия и др. Российская Федерация не входит в список государств-членов ЕС, однако, во многих стандартах качества окружающей среды, даются ссылки на данный законодательные акт. К тому же, модель государственного регулирования землепользования, реализуемая в настоящее время в странах ЕС, была построена на основе использования опыта бывшего СССР [42, с.13].
Источники, загрязняющих веществ, можно разделить на стационарные, расположенные на промышленных площадках юридических лиц и нестационарные (передвижные). Поэтому, экологическая оценка территории, в том числе урбанизированных, должна включать также индикаторы качества городской среды как степень и интенсивность загрязнения воды, воздуха, объёма отходов [107, с.298].
Особо отметим воздействие чёрной металлургии на окружающую среду [86]. От металлургических заводов основной техногенный поток в природную среду включает выбросы в атмосферу, шлаки и шламы, сбросы в водоемы. Крупный металлургический завод ежесуточно выбрасывает сотни тонн пыли, сернистого ангидрида, окислов азота, окиси углерода [86].
Металлургический завод полного цикламощностью 1 млн.т стали в год, ежесуточно выбрасывает в природную среду 200-300 т золы. 500 т шлаков в золошлакоотвалы, 280 т шламов в шламонакопители, сбрасывает в реки и водоемы 3000 м3 теплых очищенных вод; выбрасывает в атмосферу 50 т пыли, 10 т окислов азота и до 100 т сернистого ангидрида. Химический состав пыли в чёрной металлургии включает 50-70% железа и его соединений, 1-30% соединений кальция и магния, а также содержит алюминий, калий, титан, сульфиды, фосфаты и силикаты и др.[86].
Заводы черной металлургии являются мощными источниками сточных вод. К сожалению, использование очистных сооружений недостаточно для достижения санитарных показателей [86]. Сточные воды Ногинского района загрязнены от основных источников антропогенного загрязнения вместе с теплоэлектростанциями, предприятиями нефтехимической промышленности, строительных материалов [33].
Таким образом, воздействие черной металлургии на природную среду определяется структурой выбросов: газообразных, пылевых, способствующих подщелачиванию почв и природных вод. При преобладании пылевых выбросов выделяют щелочной тип и кислый, при ведущей роли газообразных выбросов — нейтральный. Для щелочного типа воздействий характерны высокие значения рН почв и вод, повышенное содержание в них железа и кальция. К кислому типу воздействия относятся заводы, перерабатывающие сырье с высоким содержанием серы [86, 174, 176].
При обследовании стационарных источников особое внимание уделяется неорганизованным выбросам, которые в ряде производств могут оказывать существенное влияние на загрязнение [150].
Итак, степень загрязнения атмосферы характеризуется количеством выбросов вредных веществ, их химическим составом, климатическими условиями. Техногенное воздействие определяется суммой техногенных и природных потоков веществ, продолжительностью воздействия и устойчивостью ландшафтов к данному типу техногенеза [86].
Основные выбросы промышленных предприятий -пыль, диоксид серы, оксиды углерода, оксиды азота, сероводород, фенол, бенз(а)пирен [149].
Для Ногинского района среди слагаемых факторов переноса и рассеивания загрязняющих воздух примесей важна скорость ветра (подробнее обсуждение см. пп.1.3.1.). Поэтому для мощных источников выброса опас-наскорость ветра равная 5-7м/с, а для источников с малым объёмом выбросов, например, предприятий химической промышленности - 1-2м/с.
Водные объекты рассматриваются как важные элементы комплекса биогеоценозов необходимые для нормальной жизнедеятельности человеческого общества [59]. В общей классификации водных объектов основные группы представлены подземными и поверхностными водами (табл. 13). Ис-59 точником нецентрализованного водоснабжения являются подземные водоисточники. Источником централизованного водоснабжения являются подземные и поверхностные водоисточники [60].
(ОБУВ) - это временный рыбохозяйственный норматив, использования того или иного соединения в народном хозяйстве с последующим установлением допустимого уровня его содержания в воде рыбохозяйственных водоемов. Нормы качества поверхностных вод включают: общие требования к составу и свойствам поверхностных вод для различных видов водопользования; пе-60 речень ПДК вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и коммунально-бытового водопользования (ПДКвода); перечень ПДК вредных веществ в воде водных объектов рыбохозяйственного значения (ПДКрыбхоз). Нормативные границы для водных объектов рыбохозяйственного значения отличаются более жесткими нормативами (табл.14). Срок действия ОБУВ два года. Высокое загрязнение для поверхностных вод суши характеризуется как максимально разовое содержание для нормируемых веществ 1-2 класса опасности в концентрациях, превышающих ПДКвода от 3 до 5 раз, для веществ 3-4 класса опасности – от 10 до 50 раз; для нефтепродуктов, фенолов, соединений меди, железа и марганца – от 30 до 50 раз [19, 29, 201].
Анализ качества водного бассейна исследуемых территорий
Граничит на севере г.п.Старая Купавна - с территорией Щелковского муниципального района Московской области; на западе с территорией Ба-лашихинского муниципального района Московской области; на юге – с территорией городского поселения Электроугли Ногинского муниципального района Московской области; на востоке – с территорией сельского поселения Аксено-Бутырское Ногинского муниципального района [146]. Плотность населения на 1 квадратный километр 451 чел.
Статус городского поселения присвоен 1 января 2006 года. Муниципальное образование включает в себя территорию 6 населенных пунктов: г.п.Старая Купавна, посёлков Зелёный и Рыбхоз, села Бисерово, деревень Новая Купавна и Щемилово [146].
В городе ведущее значение в городе занимают предприятия химической и фармацевтической промышленности (рис.25): Рис. 25. Основные источники загрязнения окружающей среды и их пространственная локализация г.п.Старая Купавна Условные обозначения (отображены флажками): готовые лекарственные средства, «Акри-хин»;ООО «Лакра-Синтез»- лакокрасочные материалы; ЗАО текстильная фирма «Купавна» -готовые шерстяные и жаккардовые ткани, ОАО «Железо-бетон»и др. -общий объём выбросов в атмосферу порядка 400т/год, из которых 350 г/год приходится на выбросы завода ж/б констукций и деталей. Один из крупнейших химико-фармацевтических заводов России – «Акрихин», в выбросах которого содержаться смеси углеводородов, оксида азота, сернистый ангидрид, аммиак [146].
Рассматривая экологическое состояние города, можно сделать вывод о том, что окружающая среда подвержена техногенным воздействием комплекса промышленных предприятий, сельского хозяйства, инфраструктуры, автотранспорта.
Городское поселение Электроугли расположено в восточной части Московской области, в 20 км от МКАД. В границах г.п.Электроугли нахо-88 дятся семь населённых пунктов: город Электроугли, посёлок 2-й Бисеров-ский Участок, деревня Исаково, деревня Марьино, деревня Булгаково, деревня Кролики, деревня Вишняково (рис. 26). Фрагмент карты зонирования г.п.Электроугли Цветовое зонирование территории: жилые кварталы – желтым, водные объекты – синим, промзоны – белым, парки/скверы – зеленым.
Г.п.Электроугли граничатна севере - с территориями г.п.Старая Купавна и с.п. Аксёно-Бутырское Ногинского муниципального района; на западе – с территорией городского округа Железнодорожный (микрорайон Купавна); на юго-западе – с территорией городского округа Балашиха; на юге – с территорией сельского поселения Вялковское Раменского муниципального района; на востоке – с территорией городского поселения им. Воровского Ногинского муниципального района. Общая площадь территории городского поселения Электроугли составляет 58 км2, численность постоянного населения составляет 21,3 тыс. человек, в том числе в г.п.Электроугли численность постоянного населения – 19 тыс. человек, в остальных населённых пунктах – 1,4 тыс. человек [47].
Основные источники загрязнения окружающей среды и их простран ственная локализация показаны на рис. 27.
Основные загрязнители атмосферы: сероводород, сернистый ангидрид, пыль, содержащая технический углерод. Завод технического углерода и комбинат керамических изделий ежегодно выбрасывают свыше 300 т неорганической пыли, оксидов азота, тяжелых металлов (свинец и др.) в атмосферу.
На территории муниципального образования выделяются следующие природные экологические территории регионального значения: существующая особо охраняемая природная территория "Государственный памятник природы "Бисерово озеро". «Бисерово озеро» имеет гидрологическое и рекреационное значение в масштабах Московской области. Это одно из 20 крупнейших озёр области, рыбохозяйственный водоём высшей категории. Озеро имеет ледниковое происхождение [47].
В 58 км от Москвы на равнинной, лесистой местности расположен г.п.Электросталь. В окрестностях города берет начало река Вохна – приток Клязьмы. На севере город Электросталь граничит с землями Павлово-Посадского района. На западе и востоке к Электростали вплотную подходят лесные массивы. Общая площадь города – 51 км2. На территории городского округа Электросталь по состоянию проживает 156 тыс. человек. Плотность населения составила 3026 чел./км2.
Электросталь является одним из ведущих промышленных центров Московской области, в котором сосредоточены крупные крупные промышленные предприятия: ОАО «Машиностроительный завод» производит ядерное топливо для зарубежных и отечественных АЭС; ОАО «Металлургический завод «Электросталь» и ОАО «Электростальский завод тяжелого машиностроения» выпускают прокатные станы для металлургической промышленности и др.[148].
Основные источники загрязнения окружающей среды и их пространственная локализация показаны на рис. 28.
Мониторинговые наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха в г.п.Электросталь проводят на двух стационарных станциях, на которых измеряют концентрации взвешенных веществ диоксида серы, оксида углерода, диоксида и оксида азота, хлора, бенз(а)пирена и тяжелых металлов. Рис. 28. Основные источники загрязнения окружающей среды и их пространственная локализация г.п.Электросталь Условные обозначения:
За период 2008-2013 гг.показатель ИЗА на территории г.п.Электросталь в среднем колебался от 4,5 до 5,7 (рис. 29), что характеризуется как повышенная степень загрязнения атмосферного воздуха. Но рассчитанный тренд многолетних изменений показателя ИЗА продемонстрировал, что нет тен денции увеличения уровня загрязнения воздушной среды (коэффициент корреляции (R2) равен 0,23).
Установлено, что средняя за год концентрация бенз(а)пирена превышала ПДК в 1,2 раза, а наибольшая среднемесячная – в 2,2 раза. Среднегодовая концентрация диоксида азота составила 1,9 ПДК, максимальная разовая – 1,2 ПДК. Содержание взвешенных веществ, оксида углерода, диоксида серы, оксида азота и хлора в течение года было на уровне установленных нормативов. Средние за год концентрации тяжелых металлов (цинк, медь, свинец, кобальт и др.) были значительно ниже ПДК. Отмечен рост концентраций бенз(а)пирена в отопительный сезон. В мае-августе содержание в воздухе взвешенных веществ и хлора повышалось, что может быть связано с усилением процессов разложения, идущими на полигоне ТБО «Тимохово». Годовой ход других примесей выражен слабо [72, 73, 74]. Общий валовый выброс загрязняющих веществ за период 2010-2013гг. в атмосферу г.п.Электросталь [30, 31, 148] составил 3500,5 т при разрешенных выбросах равных 5649,3- 6014,6 т, из них твердых загрязняющих веществ – 618,1 - 848,8 т, жидких и газообразных – 2882,4- 2995,4 т.
Анализ основных полномочий федеральных органов исполнительной власти в области природопользования и охраны окружающей среды
Из Указа Президента РФ от 12 мая 2008 г. №724 «Структура федеральных органов исполнительной власти» можно заметить смену названий, упразднения структур органов исполнительной власти, например: преобразовать Министерство природных ресурсов РФ в Министерство природных ресурсов и экологии РФ, передав ему функции по выработке и реализации государственной политики и нормативно-правовому регулированию в сфере охраны окружающей среды, преобразовать Государственный комитет Российской Федерации по рыболовству в Федеральное агентство по рыболовству, преобразовать Федеральное агентство по управлению федеральным имуществом в Федеральное агентство по управлению государственным имуществом, поручить Председателю Правительства РФ внести в установленном порядке предложения об упразднении федеральной регистрационной службы, Федерального агентства геодезии и картографии и Федерального агентства кадастра объектов недвижимости, предусмотрев передачу их функций Федеральному агентству по управлению государственным имуществом. Но приводит ли это к повышению качества управления охраной окружающей среды и природопользованием, о котором говорится в экологической доктрине Российской Федерации.
Дополнительно, полномочия органов субъектов РФ и местного самоуправления, связанных с охраной окружающей среды, сводятся примерно к вышеописанному перечню [2; 6]. В результате запросов информации о состоянии окружающей среды, выявились противоречия, проявляющиеся в несоответствии зафиксированных положений в законодательной нормативной базе в области охраны окружающей среды и рационального природопользования с реальным положений дел. В частности, основные полномочия федеральных органов исполнительной власти в области природопользования и охраны окружающей среды (формирование и ведение открытых и общедоступных информационных ресурсов, оказывая содействие гражданам в реализации их прав в области охраны окружающей среды должностными лицами и органами государственной власти) не всегда соблюдаются. Кроме того, совершенствуя законодательство, возможно имеет место введение ряда законодательных актов, в частности, установление ответственности чиновников [180, с.90].
Основные пути и средства реализации государственной политики в развитии системы управления охраной окружающей среды и природопользованием сводятся к концепции устойчивого развития, которое в общем смысле сводится к тому, что: «Человечество способно сделать развитие устойчивым - обеспечить, чтобы оно удовлетворяло нужды настоящего, не подвергая риску способность будущих поколений удовлетворять свои потребности». И основано на трех принципах [121]: 1) Обеспечение сбалансированности экономики и экологии, т.е. дости жение такой степени развития, когда люди в производственной или иной экономической деятельности перестают разрушать среду обитания. 2) Обеспечение сбалансированности экономической и социальной сфер, взятых в её человеческом измерении, что означает максимальное ис пользование в интересах населения тех ресурсов, которые важны для эконо мического развития. 3) Решение задач, связанных с развитием, не только в интересах ныне живущих, но и всех будущих поколений, имеющих равные права на ресурсы.
Невозможно говорит об основах устойчивого развития вне управленческой оболочки. Устойчивым может быть не развитие, но Управление развитием.
Недооценка механизма и особенностей управления экологическими процессами становится основной предпосылкой повышения бесконтрольности ситуации, продолжающегося ухудшения загрязнения окружающей природной среды, тем более в современное информационное состояние.
Вышеизложенные обстоятельства указывают на необходимость внесения поправок в законодательную базу и совершенствованию юридических конструкций. Решения международной конференции ООН по охране окружающей среды и устойчивому развитию, определили необходимость создания в каждой стране и регионе, эффективной системы комплексного управления процессами [124, с.49].
Особенности современного регулирования качества окружающей среды урбанизированных территорий должны быть связаны с краткосрочными и долгосрочными перспективами развития региона. Сравнительный анализ основных полномочий федеральных органов исполнительной власти в области природопользования и охраны окружающей среды с конституционными правами каждого гражданина на благоприятную окружающую среду и доступ к экологической информации, приводит к выводам об императивах совершенствования юридических конструкций в области управления охраной окружающей среды.
Современное экологическое мышление поддерживает стратегию сохранения существующих экосистем. Природных экосистем не затронутых техногенезом (прямо или косвенно) в настоящее время нет, поэтому важно уметь изучать, систематизировать, принимать решения и контролировать характеристические показатели, индикаторы и др. свойства природно-социально-производственных систем, которые связаны с процессами хозяйственного освоения территории и использования земель.
Для решения столь сложных и комплексных задач применяют методы моделирования. В данной работе было проведено исследование природного, производственного и социального кластера, которые содержат входные дан ные для «Модели устойчивого управления природно-социально производственной системой» (рис. 41). Предлагаемая нами модель включает следующие блоки - «НАБЛЮДЕНИЕ», «АНАЛИЗ», «РЕШЕНИЕ», собран 125 ные в единый орган управления (ЕОУ). Важно отметить, что в нынешней системе управления окружающей средой приведённые кластеры обособлены. Функциональное и структурное отличие нашего подхода заключается в сосредоточении всех полномочий по управлению окружающей средой в единой системе, а не разъединение между министерствами и службами. Итак блок-модель включает:
