Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические подходы к региональной оценке и картографированию качества окружающей среды 10
1.1. Оценка состояния окружающей среды и региональная геоэкологическая диагностика 10
1.2. Техногенное воздействие и экологические риски 20
1.3. Геоинформационные технологии в оценочных геоэкологических исследованиях 27
Глава 2. Методические этапы исследования, информационные ресурсы и алгоритмы 35
2.1. Общая схема, направления и этапы исследования 35
2.2. Принципы создания банка геоэкологических данных региона интенсивного индустриально-аграрного освоения 38
2.3. Методические подходы и алгоритмы региональной оценки геоэкологической ситуации 41
2.4. Геоэкологическое картографирование с применением геоинформационных технологий 48
Глава 3. Региональная оценка состояния природно-ресурсного потенциала и медико-социальной сферы в условиях интенсивных техногенных нагрузок на среду обитания Воронежской области 57
3.1. Общая эколого-географическая характеристика региона 57
3.2. Геоэкологическая оценка состояния природно-ресурсного потенциала 60
3.3. Характеристика хозяйственной инфраструктуры и состояния социально-экономической сферы 66
3.4. Оценка эколого-гигиенической ситуации и качества общественного здоровья 75
Глава 4. Интегральная оценка и типизация индустриально аграрного региона по остроте геоэкологической ситуации 90
4.1. Оценка интенсивности техногенного воздействия на среду обитания (региональная геоэкологическая диагностика) 90
4.2. Геоинформационное картографирование и типизация региона по остроте геоэкологической ситуации 103
4.3. Региональное экологическое нормирование и паспортизация 128
Глава 5. Основные направления региональной экологической политики и оптимизации окружающей среды Воронежской области 134
5.1. Обоснование системы природоохранных мероприятий и критерии качества среды обитания 134
5.2. Приоритетные направления региональной экологической политики 137
Заключение 143
Выводы 147
Список литературы 150
Приложения 175
- Техногенное воздействие и экологические риски
- Характеристика хозяйственной инфраструктуры и состояния социально-экономической сферы
- Геоинформационное картографирование и типизация региона по остроте геоэкологической ситуации
- Приоритетные направления региональной экологической политики
Введение к работе
Актуальность темы. На рубеже XX - XXI веков обострились многие экологические, социальные и демографические проблемы России, связанные с деградацией природно-ресурсного потенциала, падением эффективности экологического контроля, снижением уровня общественного здоровья в условиях углубляющейся депопуляции. Негативные социально-экологические тенденции последних лет определяют необходимость выявления региональных факторов экологического риска и оптимизации среды обитания, что служит основой экологической политики и устойчивого эколого-экономического развития регионов интенсивного индустриально-аграрного освоения.
Несмотря на многочисленные региональные исследования по экоди-агностике и картографированию кризисных геоэкологических ситуаций (Глазовский с соавт., 1991, 1997; Кочуров, 1994, 1999; Чупахин, 1982, 2000; Ямашкин с соавт., 2001, 2003, 2004), актуальность данной проблемы высока в связи с отсутствием комплексного подхода к геоэкологической оценке состояния окружающей среды с учетом воздействия на нее хозяйственной деятельности человека, что имеет специфику в конкретных российских регионах. Большую роль для оперативного и комплексного анализа региональных эколого-географических явлений играют математико-картографические методы и современные геоинформационные технологии (Берлянт, 1997, 1999; Тикунов, 1980, 1993; Трофимов, Панасюк, 1984, 1990, 2004; Рубцов, 2003; Иванов, 2004 и др.).
В Воронежской области - регионе интенсивного индустриально-аграрного освоения - выполнен ряд исследований по анализу эколого-географических тенденций и процессов (Мильков, Федотов, Михно с соавт., 1996; Куролап с соавт., 1996, 1999, 2003, 2004; Смольянинов, 1978, 1996; Умывакин, 2002; Маликов, 2004), которые, однако, носят узкоотраслевой характер с направленностью на изучение природных условий, медико-географических явлений, управленческих аспектов экологического мониторинга и не подкреплены современными геоинформационными технологиями оценки и картографирования геоэкологических ситуаций.
Проведение комплексного исследования, учитывающего многообразие природных условий, характер и виды техногенных нагрузок, состояние эколого-гигиенического фона, уровни заболеваемости населения и социально-экономического развития регионов, является важной и актуальной задачей. Методологическая сложность подобной работы заключается в том, что различные группы оценочных критериев различаются как по размерности, так и по информативности («статистической значимости»), а универсальная методика их интеграции, основанная на математическом аппарате с минимальной степенью субъективизма, не разработана. Не создан и электронный геоэкологический-алшас Воронежской.области, базирующийся на применении геоинфорл ацЙвнй6&и*еМйши»ий1 а показатели,
*
ОЭ Щ^„$%\
отображаемые на существующих ГИС-картах, жестко привязаны к границам административных районов области, что не всегда оправдано, так как нарушается принцип визуализации географических явлений и процессов, как правило, не имеющих резких пространственных границ распространения.
Целью настоящего исследования является интегральная оценка и геоинформационное картографирование геоэкологической ситуации региона интенсивного индустриально-аграрного освоения В качестве базового региона выбрана Воронежская область.
В соответствии с поставленной целью решены следующие задачи.
-
Создана оригинальная геоинформационная система (ГИС) "Геоэкология Воронежского региона", основой которой служит автоматизированная база геоэкологических данных (зарегистрирована в НТЦ «Ин-формрегистр» №0220409806 от 07.09.2004), а также программно-аналитический инструментарий геоэкологического картографирования. Информационными источниками послужили фондовые картографические и статистические материалы областных статистических, природоохранительных и медицинских ведомств.
-
Разработан методический подход и апробирован алгоритм интегральной геоэкологической оценки территории Воронежской области.
-
Выявлены современные тенденции в динамике факторов, характеризующих состояние окружающей среды и здоровья населения за базовый 7 - летний период (1998 - 2004 гг.).
-
Определены приоритетные критерии, характеризующие качество окружающей среды и медико-социальной сферы региона. Рассчитаны комплексные показатели, отражающие остроту геоэкологической ситуации.
-
С применением геоинформационных технологий проведена типизация районов Воронежской области по остроте геоэкологической ситуации, а также создан электронный геоэкологический атлас региона, характеризующий соотношение факторов и индикаторов хозяйственного воздействия на среду обитания. В качестве программной оболочки использован лицензионный пакет Mapinfo 7.0.
-
Разработан макет электронного экологического паспорта административного района как основа регионального мониторинга и экологического управления.
-
Сформулированы основные принципы экологической политики и обеспечения экологической безопасности региона индустриально-аграрного освоения (на примере Воронежской области).
Объект исследования - окружающая среда, социально-экономическая сфера и здоровье населения Воронежской области. В качестве предмета исследования в работе выступает анализ причинно-следственных связей в системе «окружающая среда - медико-социальная сфера» региона вследствие интенсивного хозяйственного воздействия на
среду обитания с картографическим отображением геоэкологических явлений на основе ГИС-технологий.
Научная новизна работы определяется тем, что впервые в Воронежской области проведено комплексное геоэкологическое исследование и анализ остроты геоэкологической ситуации, а также разработана общая методическая схема интегральной экодиагностики крупного индустриально-аграрного региона с картографическим отображением.
Создана оригинальная геоинформационная система "Геоэкология Воронежского региона", в которой интегрирована информация как по критериям состояния окружающей среды, так и параметрам хозяйственного воздействия на среду обитания, медико-социальной сферы и общественного здоровья. На основе современных геоинформационных технологий (Mapinfo) составлен электронный геоэкологический атлас Воронежской области и разработаны электронные макеты экологических паспортов административных районов. При геоинформационном картографировании региона впервые применен метол автоматизированного градиентного интерполирования для «сглаживания» зависимости картографируемых параметров от административно-территориальных границ.
С позиции теории устойчивости обоснован комплекс приоритетных направлений региональной экологической политики и обеспечения экологической безопасности населения Воронежской области.
Практическая значимость работы определяется возможностью использования разработанных алгоритмов интегральной оценки в практической работе региональных природоохранительных служб для совершенствования системы экологического мониторинга и контроля, регионального развития и повышения экологической безопасности региона.
Эффективность исследований подтверждена актами внедрения результатов геоинформационного картографирования в практическую деятельность государственных природоохранительных ведомств Воронежской области (2003 - 2005). Результаты исследований используются в учебном процессе Воронежского государственного университета в преподавании курса «Геоинформационные системы» для студентов, обучающихся по специальностям «геоэкология» и «природопользование».
Апробация работы. Результаты исследования доложены на V Всероссийской научно-практической конференции "Территориальная организация общества и управление в регионах" (Воронеж, 2002); на XV конференции молодых географов "География: новые методы и перспективы развития" (Иркутск, 2003); на Первой международной научно-практической конференции "Экологические и правовые аспекты эксплуатации водохранилищ" (Воронеж, 2003); на IV региональной научно-практической конференции студентов и аспирантов "Проблемы регионального природопользования и истории преподавания естественных наук в средней школе" (Воронеж, 2003); на IV региональной научно-методической конференции "Информатика: проблемы, методология, технологии" (Воронеж, 2004); на
Международной научно-практической конференции "Экологические проблемы сельскохозяйственного производства" (Воронеж, 2004); на Международной научно-практической конференции "Экология, окружающая среда и здоровье населения Центрального Черноземья" (Курск, 2005).
Публикация результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Принципы создания региональных геоинформационных систем для оценки качества окружающей среды и геоэкологической диагностики регионов интенсивного индустриально-аграрного освоения.
-
Методический подход к интегральной оценке и геоинформационному картографированию геоэкологической ситуации.
-
Геоэкологический анализ и типизация территории Воронежской области по состоянию природно-ресурсного потенциала, уровням техногенного воздействия, социально-экономического развития и эколого-гигиеническим условиям.
-
Приоритетные направления региональной экологической политики и обеспечения экологической безопасности населения Воронежской области.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 179 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, библиографического указателя, включающего 269 источников, в том числе 45 источников иностранной литературы, приложения. Текст диссертации иллюстрирован 26 таблицами и 22 рисунками.
Техногенное воздействие и экологические риски
Человек, как биологический вид, находится в теснейшем взаимодействии с окружающей средой и постоянно подвергается воздействию факторов риска, существенно повышающих вероятность возникновения различных заболеваний. По мнению специалистов, общественное здоровье на 20 % обусловлено состоянием окружающей среды [107].
Природные факторы, в отличие от антропогенных, обладают оптимумом биологического действия. Отклонение от оптимума в сторону как увеличения, так и уменьшения дозы воздействия может вызвать неблагоприятные изменения в человеческом организме, которые при достаточной длительности способны привести к патологии [1].
Зависимость «доза-эффект», имеющая вид параболы, характерна для многих физических (ультрафиолетовая, световая и тепловая энергия Солнца, относительная влажность воздуха), химических (содержание микроэлементов в почве, природных водах) и биологических факторов. Такая зависимость позволяет определить собственно «норму» и «допустимые», или «пороговые», пределы колебаний параметров — границы «зоны», обеспечивающей необходимое для постоянной тренировки адаптационных механизмов напряжение функциональных систем. При этом наблюдается расхождение в величинах как критических, так и оптимальных параметров определенных природных факторов для коренного и пришлого населения вследствие разных уровней адаптации, особенностей образа жизни и т.д. [117, 118, 119, 155, 156, 157, 158, 159, 160, 237, 250, 268].
Особенности воздействия факторов окружающей среды привели к существенным изменениям показателей здоровья населения, которые можно сформулировать следующим образом [3, 117, 118, 119, 265]:
а) ускорение динамики всех показателей, характеризующих здоровье (заболеваемость, инвалидность, смертность, физическое развитие);
б) характерные демографические изменения;
в) доминирование ряда заболеваний высокого уровня (болезни системы кровообращения, хронические неспецифические болезни органов дыхания, несчастные случаи, отравления, травмы и др.);
г) выделение группы важных заболеваний, ранее редко встречавшихся (эндокринные, аллергические, врожденные пороки, болезни иммунной системы и др.);
д) рост заболеваемости некоторыми инфекционными болезнями (корь, дифтерия, гепатит Б, аденовирусы и пр.);
е) образование нового неэпидемического типа патологии.
В настоящее время становится очевидным, что столь выраженные и относительно повсеместные изменения структуры и характера патологии современных людей объясняются не столько особенностями природных факторов (хотя они несомненно играют значительную роль), сколько глобальными техногенными преобразованиями и загрязнением окружающей среды [204, 237]. По оценкам экспертов ВОЗ примерно 80% болезней вызываются чрезмерной экологической нагрузкой [208].
В регионах, испытывающих повышенную антропогенную нагрузку, очевидно снижение уровня здоровья населения: повышение уровня нетрудоспособности населения, рост острых и хронических заболеваний и т.п. Признаками кризисной экологической ситуации можно считать участившиеся вспышки инфекционных заболеваний, усиление процессов мутагенеза, рост наследственных и онкологических заболеваний [220].
Последние десятилетия по сравнению с началом XX века характеризуются отчетливой динамикой изменения спектра патологических процессов человека. Так, если на протяжении 30-40-х годов среди стационарных больных в основном преобладали пациенты с крупозными пневмониями, острыми ревматическими полиартритами, острым гломерулонефритом и сравнительно редко встречались гипертоническая болезнь, инфаркт миокарда и аллергические реакции, то уже в 60-е годы отмечалось явное преобладание больных гипертонической болезнью, атеросклерозом, ишемической болезнью сердца, хронической пневмонией, холециститом, лекарственной непереносимостью, коллагенозами и аллергиями. В настоящее время гипертоническая болезнь, атеросклероз и их следствие - инфаркт миокарда и инсульт - главная причина смерти людей трудоспособного возраста в большинстве развитых стран мира. Отмечается повсеместное нарастание частоты неврозов, шизофрении и шизофреноподобных заболеваний, что может объясняться все более выраженным воздействием информационного компонента окружающей среды [5, 18, 37, 117, 118, 119].
В связи с воздействием на людей и окружающую среду химических и физических факторов, вызывающих поражение наследственного аппарата, возникает угроза существованию биологически полноценного населения. Мутагенные факторы, поражая соматические клетки человеческого организма, вызывают онкологические заболевания, ослабляя иммунную систему, снижают устойчивость организма. Генетическое поражение половых клеток представляет еще более серьезную угрозу, так как последствия воздействия проявятся только в последующих поколениях [27, 43, 44, 77, 78].
Резюмируя современные данные медицинской статистики развитых стран, можно заключить, что в связи с ростом влияния неблагоприятных факторов индустриального развития отмечается возрастание частоты следующих хронических патологических процессов: хронических заболеваний органов дыхания, генетических и врожденных пороков, хронических отравлений и лекарственных осложнений, злокачественных опухолей и болезней крови, хронических диффузных заболеваний печени, язвенной болезни, артериальной гипертонии, атеросклероза и ишемической болезни сердца, неврозов, неврастении и вегето-сосудистых дистоний, кариеса и атрофии десен, нарушений зрения и слуха, а также увеличение показателей смертности от цирроза печени, токсико-химической этиологии и опухолевых процессов [75, 76, 117, 118, 119].
Таким образом, наибольшее распространение получают хронические заболевания тех органов и систем организма, которые в процессе взаимодействия «человек - среда» функционируют в основном как барьерные на границе раздела внешней и внутренней сред, а именно: органов дыхания, пищеварения, печени и иммунной системы [117, 118, 119,237,249,267].
Многочисленность аспектов данной тематики при оценке медико-экологической обстановки в России позволяет остановиться на изменениях в состоянии здоровья человека, обусловленных, главным образом, загрязнением окружающей среды. В то же время совершенно очевидно, что экологические проблемы, рассмотренные через призму загрязнения и его последствий, на самом деле являются лишь верхушкой "экологического" айсберга, производным от главных причин современного глобального кризиса [5, 8, 18, 27, 43, 44]. Многочисленные исследования указывают на экспоненциальное возрастание антропогенных нагрузок на экосистемы Земли и приближение жизненно важных для существования человека состояний окружающей среды к критическим пороговым значениям, за которыми наступят необратимые процессы. Однако четких рекомендаций о способах их преодолений и о пределах нагрузки нет. По мнению экспертов, без ответа на вопросы, от какого уровня экологического состояния среды ведется отсчет, и каковы допустимые антропогенные нагрузки на глобальную биосферу, нельзя адекватно предсказать экологический результат. Таким образом, в современных условиях наиболее реальным географическим подходом к изучению и поиску путей разрешения многих экологических проблем служит мониторинг за состоянием окружающей среды, формирование базы данных и географическая интерпретация полученной экологической информации [67,68,71,80,85].
Принято считать, что при оптимально развивающихся взаимосвязях человека со средой обитания его здоровье стремится к норме, а среда воспринимается и оценивается как здоровая. Если взаимоотношения человека с окружающей его средой сопровождаются отклонениями состояния здоровья человека от нормы, нередко выражающимися в форме болезней, то среда воспринимается и оценивается как нездоровая. Когда характер взаимоотношений складывается таким образом, что жизнь человека становится невозможной, среда оценивается как абсолютно экстремальная [121, 132].
Характеристика хозяйственной инфраструктуры и состояния социально-экономической сферы
Среди предприятий промышленного комплекса наибольшее техногенное воздействие на окружающую природную среду оказывают предприятия таких отраслей промышленного производства, как машиностроение, приборостроение, металлообработка, химическая, нефтехимическая, пищевая, легкая и др., всего около тысячи крупных и средних промпредприятий. Наиболее крупными по масштабам техногенного воздействия на окружающую среду являются акционерные общества «Минудобрения» (г. Россошь), «Воронежсинтезкаучук», «Воронежстальмост», ВАСО, «Рудгормаш», «Воронежшина», «ВЭЛТ», ТМП, «Тяжэкс» им. Коминтерна, «Электросигнал», «Автогенмаш», ВЗР, радиозавод «Полюс», ВЗПП, «Видеофон», «Риф», «Эталон», «Финист», «Воронежский механический», «Подгоренский цементный» заводы, заводы по производству железобетонных изделий и конструкций, асфальтобетонные заводы и другие [49].
Основными загрязнителями воздушного бассейна являются Воронежские ТЭЦ-1, ТЭЦ-2, Тепловые сети, валовой выброс которых в 2003 г. составил 46,0 тыс. тонн. ТЭЦ и котельные области вносят значительное количество загрязняющих веществ в водные объекты, так как сбрасываемые ежегодно тысячи тонн хлоридов и сульфатов после регенерации фильтров не очищаются и не задерживаются на городских биостанциях. Несмотря на то, что в последнее время имеет место тенденция сокращения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, экологическая обстановка в области и особенно в г. Воронеже остается напряженной, о чем свидетельствует удельный выброс загрязняющих веществ. В выбросах промышленных предприятий присутствует более 100 различных загрязняющих веществ. Атмосферный воздух загрязнен взвешенными веществами различного происхождения, окисью углерода, двуокисью азота, сернистым ангидридом, различными углеводородами, в том числе фенолом, формальдегидом, бензином, толуолом, ксилолом, стиролом, бенз-(а)-пиреном. Перечисленные вещества являются приоритетными, первые четыре из них составляют основную часть массы выбросов предприятий в атмосферу. Большинство крупных предприятий построены без учета розы ветров [49].
Большую опасность для окружающей среды и здоровья человека представляют производственные отходы. Наиболее остро стоит проблема утилизации отходов гальванического производства, как имеющих наиболее высокий класс опасности и переработки или захоронения золошлаков, строительного мусора и резинотехнических изделий. Отсутствие полигонов для захоронения промышленных отходов создает в городе и области малоконтролируемую ситуацию, которая связана с переполнением промышленных площадок токсичными отходами, несанкционированном их захоронением на свалках и в пригородных лесах [49].
Значительный вклад в загрязнение окружающей среды вносят сельскохозяйственные предприятия. Материалы обследований показывают [49], что экологическая обстановка на сахарных заводах области продолжает оставаться напряженной. Мероприятия по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, предусмотренные проектами ПДВ, в полном объеме не выполнены ни на одном сахарном заводе. Неравномерная нагрузка на поля фильтрации, отсутствие лотково-распределительной системы, очистка отстойников только по периметру (что приводит к выносу дефеката на поля фильтрации), отсутствие и неудовлетворительная эксплуатация систем оборотного водоснабжения, привели к тому, что на абсолютном большинстве сахарных заводах поля фильтрации превратились в пруды-накопители и создалась угроза залповых сбросов сточных вод в водоемы. На предприятиях сахарного производства выявлены серьезные нарушения в учете, хранении и захоронении отходов. Основным отходом производства является дефекат, которого накопилось на заводах свыше 10 млн. тонн. По данным агрохимических исследований, содержание в дефекате свинца, цинка, кобальта, марганца, никеля превышает ГЩК для почвы в десятки раз. При соблюдении соответствующей агротехнологии дефекат может быть использован как мелиорант почв, однако сахарные заводы мало занимаются внедрением данной технологии в сельское хозяйство. Не организованы площадки для хранения токсичных отходов. В результате бесхозяйственного хранения сырья на заводах образуются такие непредусмотренные технологией отходы, как грунт, загрязненный порошковой серой, известью, нефтепродуктами. Экологическая обстановка на молочных заводах области остается напряженной. Предприятия являются загрязнителями подземных и поверхностных вод, так как не имеют в подавляющем большинстве локальных и внеплощадочных очистных сооружений. На большинстве заводов сточные воды без локальной очистки поступают на поля фильтрации. Сильная степень загрязнения стоков органическими веществами и жирами приводит к прекращению естественной биологической очистки на полях фильтрации. На объектах отрасли молочной промышленности потенциальными источниками загрязнения почвы, подземных и поверхностных вод могут быть и мазутные хозяйства, площадки для хранения соли, несанкционированные мойки автотранспорта, сточные воды от котельных [49].
Экологическая обстановка в зоне деятельности мясокомбинатов области практически не улучшается. Мясоперерабатывающие предприятия с цехами технических фабрикатов (ЦТФ) остаются загрязнителями атмосферного воздуха дурно пахнущими веществами. На предприятиях отрасли не организованы контрольно-регулировочные пункты, не ведется контроль отработавших газов, медленно реализуются задания по переводу автотранспорта на газообразное топливо, количество переоборудованных автомобилей составляет не более 6 процентов от их общего числа [49].
Транспортный комплекс Железнодорожный транспорт
В области расположены предприятия, относящиеся к ведению Юго-Восточной железной дороги, в том числе 5 локомотивных и одно вагонное депо, предприятия строительства, материально-технического снабжения, электроснабжения и другие, всего - 74. От стационарных источников данных предприятий в 2003 году выброшено 3037 тонн, что примерно соответствует уровню 2002 года. Среди передвижных источников на предприятиях железнодорожного транспорта основными загрязнителями окружающей среды являются тепловозы. На 01.01.2003 года числится 196 единиц подвижного состава, из них эксплуатационный парк составляет 160 единиц (или 81 процент). На балансе депо Воронеж-Курский находятся 64 единицы, Поворино - 60, Отрожка - 23, Лиски - 35 и Россошь - 14 единиц [49].
Авиационный транспорт
На территории Воронежской области расположены авиакомпании «Воронежавиа» и «Донавиацентр». Авиакомпания «Донавиацентр» имеет на балансе 12 единиц воздушных судов типа АН-2. В «Воронежавиа» количество воздушных судов по сравнению с прошлым годом увеличилось и в 2002 году составило 12: ТУ-134 -7 и АН-24 - 5. Количество взлетно-посадочных циклов транзитных воздушных судов по типам транспортных средств составило ТУ-134 - 33, ЯК-40 - 148, ЯК-42 - 18, АН-24 - 4, АН-26 - 15, АН-30 - 1, ИЛ-76 - 3. В 2003 году общее количество взлетно-посадочных циклов транзитных воздушных судов - 222, что на 18 циклов меньше, чем в предыдущем году.
Таким образом тенденция снижения уровня работы авиационного транспорта и, соответственно, снижения выбросов ЗВ в атмосферу продолжается. За последние 5 лет (с 1999 по 2003 годы) количество взлетно-посадочных циклов воздушных судов, принадлежащих авиакомпаниям Воронежской области, сократилось на 76% [49].
Трубопроводный транспорт
На территории Воронежской области проходят пять ниток магистральных газопроводов: «Краснодарский край - Серпухов», «Северный Кавказ - Центр», «Средняя Азия - Центр», «Уренгой - Новопсков», «Петровск - Новопсков», которые обслуживаются Острогожским, Семилукским, Писаревским и Калачеевским линейными производственными управлениями магистральных газопроводов. Общая протяженность магистральных газопроводов по Воронежской области, находящихся на балансе: Острогожского УМГ- 863 км, Семилукского УМГ-831 км, Писаревского УМГ- 184 км, Калачеевского УМГ-527 км. По территории Воронежской области проходят следующие магистральные трубопроводы высокого давления (64 кг/кв. см ): «Никольское Воронеж» - 68 км; «Воронеж - Белгород» - 92,5 км; «Воронеж - Лиски» - 84, 5 км; а так же отводы от них к нефтебазам: Воронежской - 18, 6 км; Колодезянской - 6, 25 км; Хохольской - 21, 01 км; Курбатовской -31,7 км; цеху №2 Воронежской - 0,24 км.
Аммиакопровод, введенный в эксплуатацию в 1980 г., предназначен для транспортировки жидкого аммиака с завода-поставщика ОАО «Тольяттиазот» на Одесский припортовый завод и передачи через раздаточные станции для нужд сельского хозяйства, протяженность по Воронежской области составляет 342,1 км. Диаметр трубопровода 355,6 мм, толщина стенки 7,82 мм, а на речных переходах 12,7 мм. Вдоль трассы, проходящей по Воронежской области смонтированы 2 насосные, 4 раздаточных станции и 70 отсекающих задвижек. В каждом километре находится около 55 тонн аммиака, в секции между постами от 300 до 500 тонн с давлением 98 кг/кв. см [49].
Геоинформационное картографирование и типизация региона по остроте геоэкологической ситуации
Комплексная оценка остроты геоэкологической ситуации в регионе учитывает не только интенсивность техногенных нагрузок на среду обитания, но и многообразие природных условий, состояние санитарно-гигиенического фона, уровни социально-экономического развития и заболеваемости населения в районах области.
Интегральная оценка природного потенциала
Установлено, что наибольшее влияние на здоровье населения оказывают климатические факторы (24,6 % значимых моделей), менее значима группа почвенных факторов (18 %). Роль гидрологических условий менее существенна (16,9 %), а геоморфологические и геологические факторы имеют наименьший вклад в формирование общественного здоровья (15 % и 13,5 % значимых моделей соответственно). Принимая за основу влияние природных факторов на заболеваемость населения, нами установлены относительные "статистические веса" факторов: 5 (для наиболее значимых) -климатических, 4 - почвенных, 3 - гидрологических, 2 -геоморфологических и 1 (для наименее значимых) - геологических.
На основе созданной геоинформационной системы «Гоэкология Воронежского региона» проведена типизация территории Воронежской области по природному потенциалу. Результаты расчетов представлены в табл. 4.4. Критерии определения природного потенциала районов Воронежской области отражены в табл. 4.5. В картографическом редакторе ГИС Maplnfo 7.0 градиентным методом построена карта природного потенциала Воронежской области (рис. 4.6). Выделены 5 типов районов.
1. Районы с высоким природным потенциалом: Каширский, Панинский, Бобровский, Лискинский, Богучарский.
2. Районы с повышенным природным потенциалом: Семилукский, Рамонский, Новоусманский, Аннинский, Борисоглебский, Подгоренский, Павловский, Бутурлиновский, Верхнемамонский.
3. Районы со средним природным потенциалом: Верхнехавский, Поворинский, Хохольский, Репьевский, Острогожский, Каменский, Ольховатский, Россошанский, Петропавловский.
4. Районы с пониженным природным потенциалом: Эртильский, Таловский, Новохоперский, Грибановский, Кантемировский.
5. Районы с низким природным потенциалом: Нижнедевицкий, Терновский, Воробьевский, Калачеевский.
На территории Воронежской области выделяются зона с низким и пониженным природным потенциалом, пересекающая регион с севера на юг и включающая Эртильский, Терновский, Грибановский, Новохоперский, Таловский, Воробьевский и Калачеевский районы. Снижен потенциал в ряде районов запада (Нижнедевицкий, Репьевский, Хохольский, Острогожский, Каменский) и юга области (Кантемировский). Это обусловлено рядом факторов. Так, в Эртильском и Нижнедевицком районах менее благоприятны микроклиматические условия, а в Воробьевском и Калачеевском велик риск развития оползневых процессов. В Нижнедевицком, кроме того, значительна закарстованность и способность накопления радиоактивных веществ водоносными горизонтами, что особенно опасно в условиях постчернобыльского загрязнения, от которого пострадали и другие районы (Репьевский, Хохольский, Острогожский). Районы с повышенным и высоким природным потенциалом приурочены к долине р. Дон и расположены как в северной (Рамонский, Семилукский), так и в южной части региона (Богучарский, Бутурлиновский, Павловский). Особенно ярко выделяется ареал повышенного и высокого природного потенциала в центральном секторе области и включает такие районы, как Аннинский, Каширский, Новоусманский, Лискинский, Бобровский, Панинский. Данная группа отличается наилучшими микроклиматическими условиями и хорошей водоообеспеченностью, высоким плодородием почв, низкой степенью развития эрозионных и карстовых процессов. Остальные районы (Верхнехавский, Поворинский, Каменский, Ольховатский, Россошанский, Петропавловский) обладают среднезональным природным потенциалом.
Интегральная оценка социально-экономического развития районов Воронежской области
Для оценки роли социально-экономической сферы нами использована работа "Индикаторы устойчивого развития Воронежской области" [66], а из 80 статистических показателей отобраны наиболее "весомые": коэффициенты естественного прироста, среднемесячная номинальная начисленная заработная плата работающих, объем промышленной продукции, инвестиции в основной капитал, инвестиции в непроизводственную сферу, оборот розничной торговли, удельный вес автомобильных дорог с твердым покрытием в общей протяженности автодорог общего пользования, удельный вес жилой площади, оснащенной газом; численность врачей на 10000 человек населения, число больничных коек на 10000 населения, число зарегистрированных преступлений на 100000 населения.
Результаты расчетов представлены в таблице 4.6. Полученные результаты позволили методом естественной группировки провести типизацию районов Воронежской области по уровням социально-экономического развития (рис. 4.7).
1. Районы с очень высоким уровнем социально-экономического развития. Лидируют Россошанский и Лискинский районы. Так, в Россошанском наибольший в области объем выпускаемой промышленной продукции и оборот розничной торговли. Значительны инвестиции в основной капитал и непроизводственную сферу, низок уровень младенческой смертности, естественной убыли населения, преступности.
Для Лискинского района характерны наивысшие среднемесячные заработные платы, инвестиции в основной капитал и непроизводственную сферу. Отмечается наилучшая обеспеченность врачебным персоналом. Тем не менее, в районе большая, по сравнению с Россошанским, младенческая смертность и естественная убыль населения, а также численность зарегистрированных преступлений; меньше объем выпускаемой промышленной продукции. Поэтому Лискинскй район несколько отстает от Россошанского по социально-экономическому развитию.
2. Районы с высоким уровнем социально-экономического развития: Аннинский, Семилукский, Борисоглебский, Острогожский, Кантемировский, Павловский и Бутурлиновский районы, которые хотя и отстают от лидеров (Россошанского и Лискинского) по большинству показателей, по некоторым занимают первое место в области. Так в Семилукском, Борисоглебском и Павловском района удельный вес дорог с твердым покрытием достигает 100 процентов. Но вызывает опасение повышенная смертность населения в Семилукском районе. Здесь же наблюдается существенная диспропорция в развитости промышленной и непроизводственной сферы - вторая значительно отстает. Отстают же по выпуску промышленной и сельскохозяйственной продукции Острогожский и Кантемировский районы.
3. Районы со средним уровнем социально-экономического развития: Поворинский, Калачеевский, Каменский, Воробьевский, Репьевский, Грибановский, Бобровский, Рамонский, Новоусманский. Характеризуются постепенным снижением уровня социально-экономического развития, и уже заметен рост негативных тенденций. Так, в Репьевском районе объем выпускаемой промышленной и сельскохозяйственной продукции, а также инвестиций в основной капитал и непроизводственную сферу один из самых низких в регионе, а в Грибановском среднемесячная заработная плата наименьшая в области. Но по ряду показателей районы даже лидируют, например, по уровню газификации, удельному весу дорог с твердым покрытием, обеспеченности средним медицинским персоналом и коечным фондом.
4. Районы с низким уровнем социально-экономического развития: Новоусманский, Таловский, Терновский, Нижнедевицкий, Богучарский, Подгоренский, Эртильский, Ольховатский и Верхнемамонский. Заметно отстают от предыдущих по размеру среднемесячной заработной платы, инвестиций в основной капитал и непроизводственную сферу, объему выпускаемой промышленной и сельскохозяйственной продукции, обеспеченности врачебными кадрами и средним медицинским персоналом.
Приоритетные направления региональной экологической политики
Нами разработана стратегия региональной экологической политики и оптимизации окружающей среды, в основу которой положены результаты интегральной геоэкологической оценки воздействия хозяйственной деятельности на окружающую среду и здоровье населения Воронежской области, проведенной нами, с учетом региональной Программы "Экология и природные ресурсы Воронежской области на 2002 - 2010 годы" [153]. Общая схема и приоритетные направления экологической политики показаны на рис. 5.1. В зависимости от характера воздействия антропогенной нагрузки на те или иные компоненты окружающей среды, предложены ряд программных мероприятий по сохранению и улучшению их качества.
Программа по сохранению и улучшению качества водных ресурсов, а также повышению надежности систем хозяйственно-питьевого водоснабжения. В ряде районов сложилось неудовлетворительное качество питьевой воды. Так, в Кантемировском районе отмечается наивысший в области удельный вес проб питьевой водопроводной воды, не соответствующих гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям (около 90 %), а в Каменском - по микробиологическим. В Таловском и Богучарском районах более 80 % проб питьевой водопроводной воды не отвечает гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям. В Калачеевском, Бобровском, Новоусманском, Каширском, Воробьевском и Терновском районах более 60 % проб питьевой водопроводной воды не отвечает гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям, а в Нижнедевицком Центром Госсанэпиднадзора микробиологическое загрязнение обнаруживается в 15 % проб питьевой водопроводной воды, что является одним из самых худших показателей в Воронежской области.
Для улучшения качества питьевой воды рекомендуется установка коллективных и индивидуальных систем фильтрации, замена в водопроводной системе стальных труб, подверженных коррозии, на пластиковые.
Для снижения бактериологического загрязнения рекомендуется проведение озонирования воды, вместо хлорирования. Озон, в отличие от хлора, не образует канцерогенных веществ, не имеет неприятного запаха, полностью разрушается при кипячении, преобразуясь в молекулярный кислород, и улетучивается с водяным паром.
Загрязнение водных ресурсов вызвано сбросом неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод. Основные объемы сточных вод образуются в районных центрах. Поэтому необходимо строительство очистных сооружений в пгт Анна, в результате чего прекратится сброс неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод в реку Битюг. Завершение строительства очистных сооружений в г. Боброве улучшит гидрохимический режим реки Битюг. Строительство 2-ой очереди очистных сооружений в г. Борисоглебске сократит массу сбрасываемых веществ в реку Хопер. Реализация проекта строительства очистных сооружений в р.п. Таловая позволит прекратить сброс неочищенных сточных вод реку Сухая Чигла. Строительство централизованной системы канализации в районных поселках Панино, Воробьевка, Грибановский, Терновка, Нижнедевицк, с. Н.Усмань, г. Калач позволит ограничить сброс неочищенных хозяйственно-бытовых сточных вод и сократить загрязнение подземных водоносных горизонтов. Строительство очистных сооружений ливнестоков в г. Нововоронеж сократит сброс загрязняющих веществ с ливневыми сточными водами на водосборную поверхность реки Дон.
Для предотвращения загрязнения водных ресурсов стоками сельскохозяйственных предприятий (птицефабрик, ферм) необходимо применение биологических методов очистки в отстойниках, на ПОЛЯХ фильтрации. Образующийся фильтрат богат азотом и минеральными веществами и может быть использован в качестве удобрения. Стоки сельскохозяйственных предприятий, помещенные в метантенки и аэротенки, могут перерабатываться в газ, используемый в дальнейшем как источник тепловой энергии.
2. Программа по сохранению и улучшению качества атмосферного воздуха. По данным природоохранных ведомств [49], большую часть в загрязнение атмосферы (по объему выброса) вносят предприятия транспортного комплекса - 30 %, пищевой промышленности - 12% и теплоэнергетики - 16% от общего выброса промышленности области. За последние годы наблюдается тенденция к снижению выбросов по различным промышленным отраслям области, кроме предприятий транспортного комплекса. Снижение выбросов вредных веществ от стационарных источников обусловлено, в основном, снижением уровня производства на промышленных предприятиях.
Загрязнение атмосферного воздуха по количеству выбросов значительно различается по районам области. Наибольшее число промышленных предприятий, дающих около 70,3 % всех выбросов, расположены в Аннинском, Бутурлиновском, Калачеевском, Кантемировском, Лискинском, Новохоперском и Россошанском районах. Одним из основных источников загрязнения окружающей среды является автомобильный транспорт. За последнее десятилетие наблюдался рост выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта в связи с увеличением его численности. В атмосферном воздухе отмечается присутствие продуктов сгорания автомобильного топлива, концентрация по отдельным веществам превышает установленные нормативы, в том числе по угарному газу - до 3 раз, по окислам азота и пыли - до 4 раз.
Рекомендуется проведение ряда инженерно-экологических мероприятий: установка современных систем пылегазоочиски, которые обеспечивают одновременную очистку от пыли и вредных газовых примесей путем эффективного проведения абсорбционных и хемосорбционных процессов и перевода вредных веществ в нейтральные HI растворы, перевод автотранспорта на газообразное топливо. Необходимо переселение жителей из санитарно-защитных зон предприятий в экологически безопасные районы.
3. Программа по сохранению и улучшению качества почвенных ресурсов. Одной из главных проблем региона является снижение содержания гумуса в почвах. В ряде хозяйств области выщелоченные и типичные черноземы в пахотном слое содержат только 4% гумуса, снижение его за последнее десятилетие составило более чем в 2 раза. Формирование урожаев осуществлялось за счет потенциальных запасов почв, ежегодно выводилось из круговорота до 80% требуемого объема питательных веществ, что привело к разбалансированности химического состава почв и уменьшению в них содержания органических веществ. Для стабилизации урожаев и почвенного плодородия необходимо ежегодно вносить около 130 кг/га действующих веществ минеральных и 4 т/га органических удобрений [49].
Одним из перспективных и экологически безопасных способов повышения плодородия является сидерация - выращивание и дальнейшее запахивание в почву растений-сидератов, которые в процессе своего роста и развития способны усваивать и накапливать атмосферный азот. Это различные виды семейства бобовых - горох, люцерна, которые необходимо включать в севооборот. Другой метод заключается в применении биологических удобрений, которые представляют собой специально подобранные культуры микроорганизмов со схожим растениям-сидератам действием.
Значительных масштабов в области достигла водная и ветровая эрозия почв, которой подвержены более четверти пахотных земель. Практически эти почвы потеряли более трети запасов гумуса. Наиболее широко этот процесс развит в Семилукском, Хохольском, Нижнедевицком, Лискинском, Кантемировском, Калачеевском, Новохоперском и Воробьевском районах. Рекомендуется контурная вспашка пашен на склонах, создание противоэрозионных лесонасаждений, кустарниковых кулис, а в балках - прудов.
