Содержание к диссертации
Введение
1 Методологические положения обоснования эколого географической диагностики территорий 15
1.1 Развитие методологии эколого-географической диагностики территорий 15
1.2 Методология исследований качественных и количественных критериев диагностики 20
1.3 Методологические подходы концепций экологического развития 23
1.3.1 Краткий анализ современных концепций экоразвития 23
1.3.2 Интегрированная концепция экоразвития Республики Тыва 28
2 Социально-экономические проблемы республики тыва 41
2.1 Перспективы развития промышленности 43
2.2 Проблемы сельскохозяйственного производства 46
2.3 Перспективы развития туризма 55
2.4 Проблемы здоровья населения 58
2.4.1. Заболеваемость населения 59
2.4.2 Воздействие канцерогенных веществ на здоровье населения 70
2.4.3 Динамика климатозависимых заболеваний 75
3 Диагностика состояния атмосферы 80
3.1 Климатические особенности территории 80
3.1.1 Термический режим 83
3.1.2 Атмосферная циркуляция 96
3.1.3 Ветровой режим 101
3.1.4 Режим увлажнения 106
3.1.5 Современное изменение климата 114
3.2 Условия формирования химического состава атмосферы 124
3.2.1 Загрязнение атмосферного воздуха стационарными источниками 127
3.2.2 Обоснование списка загрязняющих веществ, приоритетных для контроля атмосферного воздуха 131
3.2.3 Загрязнение атмосферы выбросами автотранспорта 134
3.3 Обоснование диагностики показателей состояния атмосферы 141
3.3.1 Корреляционная связь между метеорологическими
факторами и концентрацией примесей в атмосфере 141
3.3.2 Метеорологический потенциал атмосферы 144
3.3.3 Моделирование загрязнения атмосферы 147
3.4 Разложение полей загрязнения атмосферы на естественные ортогональные составляющие (функции) 153
4 Диагностика состояния почв 157
4.1 Особенности состава почв и структура земельного фонда 157
4.2 Условия формирования химического состава почв
4.2.1 Воздействие снегового покрова 162
4.2.2 Состав городских почв 170
4.2.3. Состояние зоны аэрации почвогрунтов 180
4.2.4 Засоление почвогрунтов 183
4.3 Состояние сельскохозяйственных угодий 185
5 Диагностика состояния гидросферы 196
5.1 Формирование качества поверхностных вод 197
5.2 Состояние подземных вод 208
5.3 Диагностика депонированных отходов 214
5.3.1 Воздействие депонированных объектов на качество подземных вод 217
5.3.2 Технологии обезвреживания токсичных фильтратов с полигонов депонированных отходов 223
5.3.3 Требования к защитным экранам полигонов твердых бытовых отходов 226
6 Научные основы управления экологической безопасностью природно-хозяиственных систем республики тыва 230
6.1 Оптимизация качества атмосферного воздуха 230
6.2 Рационализация использования почв 235
6.3 Оптимизация качества вод 240
6.4 Оценка экологической емкости, техноемкости и предельно допустимой техногенной нагрузки межгорных котловин 249
6.4.1 Параметры экологической емкости атмосферы, поверхностных вод и фитомассы котловин 251
6.4.2 Экологическая техноемкость и предельно допустимая техногенная нагрузка котловин 260
Заключение 274
Список использованных источников и литературы
- Методологические подходы концепций экологического развития
- Воздействие канцерогенных веществ на здоровье населения
- Обоснование списка загрязняющих веществ, приоритетных для контроля атмосферного воздуха
- Воздействие снегового покрова
Введение к работе
Актуальность темы. Геоэкологии, как междисциплинарному научному направлению, сформированному на стыке экологии и географии в конце XX в., принадлежит ведущая роль в диагностике территорий. В основе диагностики лежит представление о сложном (многопараметрическом) объекте, состояние которого описывается комплексом исходных характеристик. При этом исходные параметры, определяющие уровень и качество оцениваемого объекта, весьма многочисленны и могут образовывать сложные системы, структурированные множеством функциональных и корреляционных взаимосвязей.
Эколого-географическая диагностика представляет собой механизм управления хозяйственной деятельностью, направленной на снижение ущерба, наносимого антропогенными воздействиями той или иной территории. В качестве примеров сложной территории по физико-географическим и геоэкологическим характеристикам рассматриваются природно-хозяйственные системы межгорных котловин Республики Тыва (синоним: Тува).
В природной среде Тывы выявлены следующие негативные проявления: изменения химического состава атмосферы, загрязнение поверхностных и подземных вод, эрозия почв, потеря плодородия земель, состояние здоровья населения. Инверсионные процессы способствуют накоплению в приземном слое атмосферы 19 видов полиароматических углеводородов, превышающих ПДК в 5 раз и более.
На исследуемой территории в почвах отмечено содержание свинца до 30 ПДК, в тесной связи с ним находятся кадмий, цинк, никель. В поверхностных водах содержатся мышьяк, свинец, кобальт, марганец.
Медико-экологический анализ показал прогрессирующий характер общей заболеваемости населения Республики Тыва.
Особенности современной ситуации заключаются в том, что изменения в окружающей среде опережают темпы развития методов контроля и прогнозирования ее состояния. В связи с этим представляется, что эколого-
географическая диагностика весьма необходима для оценивания качества среды и экологического благополучия населения.
Результаты эколого-географической диагностики являются базовыми показателями для принятия управленческих решений, нивелирующих негативные последствия хозяйственной деятельности. Задачи, решаемые в данной работе, являются приоритетными для рационального природопользования и устойчивого развития экономики Республики Тыва.
Методологические разработки эколого-географической диагностики сложных природных образований имеют значение для фундаментальных и прикладных исследований геоэкологии.
Объектом исследования является система «природа - население -хозяйство» Тувы.
Цель и задачи исследования. Основной целью работы является установление количественных и качественных показателей эколого-географической диагностики природно-хозяйственных систем Тувы и выявление на их основе закономерностей трансформации компонентов природной среды.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1) дать сравнительный анализ методик диагностики и разработать
методологические положения исследования состояния природно-
хозяйственных систем;
2) проанализировать структуру земельного фонда, проблемы
сельскохозяйственного производства и промышленности, перспективы
развития приоритетных направлений экономики, негативное воздействие
природных и антропогенных факторов на заболеваемость и уровень
безопасности здоровья населения;
3) изучить особенности синоптических условий загрязнения атмосферы
межгорных котловин стационарными и передвижными источниками,
потенциальные возможности природного механизма в самоочищении
воздуха, провести регрессионный анализ метеорологических факторов и
концентраций примесей, моделирование и прогнозирование уровня
экологической безопасности атмосферы;
4) выявить условия и закономерности химического загрязнения
городских и сельскохозяйственных почв тяжелыми металлами и другими
токсичными элементами, определить уровень безопасности деградации
почв по содержанию гумуса;
5) выполнить диагностику качества поверхностных и подземных вод,
оценить воздействие депонированных объектов хозяйственной
деятельности на гидросферу, провести сравнительный анализ технологий
депонирования отходов, выявить закономерности, динамику и уровень
безопасности загрязнения пресных вод;
6) обосновать методы и приёмы диагностики для обеспечения
эффективности природопользования при сохранении устойчивости
природных комплексов и дальнейшего роста хозяйственной деятельности;
7) составить карты загрязнения атмосферы, почв, гидросферы, предельно
допустимой техногенной нагрузки природно-хозяиственных систем на
межгорные котловины.
Методы исследования, исходные данные, достоверность и обоснованность результатов. В основу диссертационной работы положены материалы, собранные автором в результате экспедиционных исследований (отбор образцов почвы, снежного покрова, грунтовых и подземных вод, обследование депонированных объектов, измерение степени неровности дорожного покрытия) и обобщенные результаты стационарных наблюдений (накопление сажи в верхнем горизонте почвы, загрязнение снежного покрова, выпадение пыли при взрывных работах в угледобывающей промышленности), статистические данные Федеральной службы по гидрометеорологии, Тувинской геологоразведочной экспедиции и Государственной станции агрохимической службы «Тувинская»; исследования проводились в течение 1987-2009 гг.
Для оценки степени загрязнения атмосферы использовались три показателя качества воздуха Федеральной службы по гидрометеорологии РФ: стандартный индекс - СИ, индекс загрязнения атмосферы - ИЗ А и наибольшая повторяемость превышения ПДК - НП [Состояние загрязнения окружающей среды..., 2003].
Концентрация загрязняющих веществ определялась как непосредственным измерением на стационарных точках, так и методом расчета с использованием методики ОНД-86 [Общесоюзный нормативный документ, 1987]. При определении загрязнения приземного воздуха выбросами автотранспорта использовались формулы из публикаций [Опыт изучения..., 1986; Рузский, 1986 и др.]. Диагностика концентраций загрязняющих веществ в атмосфере проводилась по методике разложения полей загрязнения атмосферы на естественные ортогональные составляющие (функции) для разработки схем статистического прогнозирования полей концентраций загрязняющих веществ.
Химический состав снежного покрова, загрязнения почв, поверхностных и подземных вод проводился по общепринятым методикам аттестованными учреждениями республики - станцией агрохимической службы «Тувинская» и лабораторией Тувинской геологоразведочной экспедиции.
При оценке воздействия полиароматических углеводородов на заболеваемость злокачественными новообразованиями использовалась методика ЕРА [Gratt, 1990]. В основе определения заболеваемости населения лежит стандартизированный показатель.
Оценка экологической емкости, техноемкости и предельно допустимой техногенной нагрузки межгорных котловин проводилась по методикам, разработанными Т.А. Акимовой и В.В. Хаскиным [2005] и Н.Б. Поповой [2001]. В основу методики изменения климата положены рекомендации Всемирной метеорологической организации, где в качестве исходной характеристики берется тридцатилетний период - 1961-1990 гг. В качестве критерия оценки изменения климатических показателей используется коэффициент линейного тренда, определяемый по методу наименьших квадратов.
Сравнительно-географический метод позволяет составить
географическую матрицу первичного материала для выявления динамики анализируемых факторов. Исходные и полученные в ходе расчетов ряды концентраций загрязняющих веществ в атмосфере, почве и гидросфере, аномалий метеорологических факторов, параметров экологической емкости, эффективности вымывания примесей из атмосферы осадками, классов болезней населения и других показателей обработаны с использованием
общепринятых статистических методов. Теснота связей и значимость полученных эмпирических зависимостей оценены по коэффициентам корреляции и критериям существенных различий. Достоверность научных положений и выводов, полученных в работе, подтверждается аналитическими и численными методами исследований, а также выводами, полученными другими авторами.
Методология исследования опирается на современные теоретические концепции устойчивого экоразвития [Акимова и др., 2001, 2005; Попова, 2001] и эколого-хозяйственного балансового подхода [Кочуров, 2009]. Теоретической основой исследований является методология, позволяющая выявить связи, формирующиеся и развивающиеся в общей схеме геодинамической, литологической и климатической цикличности на фоне техногенных процессов.
Научная новизна работы:
Впервые на основе геосферного и ресурсного подходов выполнена эколого-географичеческая диагностика и обоснованы научные основы управления экологической безопасностью природно-хозяйственных систем Республики Тьша. В рамках предлагаемой методологии на междисциплинарном уровне разработана интегрированная концепция эколого-хозяйственного балансового подхода к устойчивому развитию региона, учитывающая нормативное соотношение антропогенного воздействия на окружающую среду с ее самовосстановительной и самоочищающей способностью.
Определены геоэкологические нормативы предельно допустимой техногенной нагрузки и причины выхода за пределы суммарного удельного экологического потенциала атмосферы, поверхностных вод и фитомассы степной и лесной растительности.
Впервые для Тывы получены данные о динамике трансформации основных компонентов природной среды в зависимости от техногенных факторов. Обосновывается развитие иерархии районирования ландшафтов с выделением межгорных котловин в отдельные таксоны - округа.
Установлена зависимость медико-экологических и демографических показателей от параметров качества компонентов окружающей среды и
техногенных факторов, обусловленных воздействием разных отраслей хозяйствования.
5. На основе квалиметрического принципа для каждой природно-
хозяйственной системы разработаны региональные критерии оценки
(нормативы) уровня экологической безопасности (по значимости,
управляемости и масштабу угроз), депонирования отходов, ориентированные
на развитие экологизированной деятельности в межгорных котловинах.
6. Выполнен анализ развития геоэкологических условий при
современных изменениях климата в Республике Тыва.
Основные положения и результаты исследования, выносимые на защиту:
1. Геоэкологические проблемы в Республике Тыва связаны с особенностями
динамики природных и техногенных процессов и определяющих их факторов и
механизмов (инверсионные и изотермические процессы в атмосфере,
взаимодействие барического градиента и сил вращения Земли, ограниченность
региональных гео- и гидрохимических барьеров и водоупорных горизонтов,
высокий радиационный фон, потепление климата и др.), способствующих
трансформации природной среды.
Степень трансформации компонентов природной среды усиливается совместным воздействием природных и техногенных факторов и зависит от естественного механизма самоочищения атмосферы, потенциала экологической устойчивости котловин и интенсивности хозяйственной деятельности.
Структура и динамика медико-экологического и демографического состояния являются основой диагностики и нормирования природно-хозяйственных систем.
4. Трансформация природно-хозяйственных систем характеризуется
устойчивой структурой диагностических показателей, на основе которых
необходимо нормировать воздействие с учетом соизмерения природных и
производственных потенциалов межгорных котловин.
Теоретическая значимость работы. Для горных условий Республики Тыва обосновано влияние синоптического положения (фронтов, окклюзии, гребней, размытого поля и др.) на повторяемость образования облачности различной высоты и туманов, способствующих загрязнению атмосферы.
Математически обоснованное расширение интервала градации «штиля» в скорости ветра повышает достоверность корреляционных связей.
Развитие методики оценки изменения климата позволило ввести в характеристики климатической системы новый параметр - показатель изменения климата.
Разработанная интегрированная концепция эколого-хозяйственного балансового подхода к устойчивому развитию региона отличается введением новых позиций по устойчивому экоразвитию региона, таких как стратегия использования природных ресурсов, экологическое образование, управление экологической безопасностью. Концепция отвечает современным взглядам на проблему «общество - природа».
Практическая значимость работы. Предложенная концепция и методологические подходы диагностики межгорных котловин как природно-хозяйственных территорий с многопрофильной хозяйственной деятельностью использованы при организации геоэкологического мониторинга и управления рациональным природопользованием региона.
Выявленная взаимосвязь геоэкологических и демографических процессов позволяет сформулировать экономические и юридические задачи для развития экономики горных регионов и восстановления благоприятной экологической ситуации.
Материалы диссертации использованы при разработке республиканских и региональных программ по экологии Тывы: «Экология-2005» и «Программа экологического образования Республики Тыва на 1998-2000 гг.». Имеются два акта внедрения (Акт внедрения № 32 от 17.XI.2004 г.) и «Экология-2005» (Акт внедрения № 33 от 17.XI.2004 г.).
Выявленные закономерности загрязнения атмосферы использованы при оценке воздействия на окружающую среду Тоджинскои котловины проектируемых горно-обогатительных комбинатов Тывы (Кызыл-Таштыгского и Ак-Сугского), где автор являлся исполнителем раздела «Атмосфера».
Рекомендации используются проектировщиками при составлении комплексных территориальных схем развития производительных сил в регионе и проектировании примагистральных застроек.
Опубликованные монография, учебные пособия и методические разработки используются в курсах лекций по землеведению, географии, агрометеорологии, экологии, в школах при проведении научной работы.
Личный вклад автора. Исследования по диссертационной работе выполнены на кафедре экономической географии и геоинформационных систем при финансовой поддержке Тувинского государственного университета в рамках госбюджетной тематики НИР «Рациональное природопользование Республики Тьша». Автору принадлежат постановка цели, задач, разработка методологии и программы исследований и ее реализация. Наиболее существенные результаты, полученные лично автором:
разработана интегрированная концепция эколого-хозяйственного балансового подхода к устойчивому развитию региона, учитывающая нормативное соотношение антропогенного воздействия на окружающую среду с ее самовосстановительной и самоочищающей способностью;
получены величины метеорологического потенциала атмосферы котловин для оценки условий жизни населения, эффективности проведения экологической экспертизы проектов и размещения производительных сил на территории республики;
определены региональные геоэкологические показатели предельно допустимой техногенной нагрузки и причины выхода за пределы суммарного удельного экологического потенциала атмосферы, поверхностных вод и фитомассы степной и лесной растительности;
- при определении метеорологического потенциала атмосферы
обоснованное расширение интервала градации «штиля» до скорости ветра 4 м/с
обеспечивает получение достоверных уравнений корреляционных связей
между температурой воздуха и концентрациями примесей в атмосфере;
установлена зависимость медико-экологических и демографических показателей от параметров качества компонентов окружающей среды и техногенных факторов, обусловленных воздействием разных отраслей хозяйствования;
определено, что вероятность заболевания раком линейно связана с дозой канцерогенных веществ, поступивших в организм человека;
допустимым риском считается значение Г10~3, или одно заболевание раком на протяжении жизни (70 лет) на 1000 человек;
- действующие технологии в республике не отвечают требованиям
современных разработок по геотехнике и к конструированию объектов
депонирования отходов в развитых странах; новые рекомендации
существенно снижают проникновение токсичных веществ в окружающий
ландшафт - атмосферу, почву, грунтовые воды;
- введен новый параметр климатической системы - показатель
изменения климата;
- проведен анализ развития геоэкологических условий и предложены
рекомендации сельскому хозяйству с целью получения гарантированных
урожаев при современных изменениях климата;
- выполнено комплексное геоэкологическое районирование котловин.
Апробация результатов исследования. Всего опубликовано 146 работ,
по теме диссертации - 58, в т.ч. в журналах, рекомендованных ВАК, - 11, монографий - 1, учебно-методических пособий - 10. Результаты исследований докладывались на 34 международных, всероссийских и региональных научных конференциях, совещаниях и семинарах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, основного текста диссертации, изложенного в 6 главах на 275 страницах, заключения, списка литературы и 9 приложений. Основной текст иллюстрирован 53 таблицами и 57 рисунками.
Методологические подходы концепций экологического развития
Методология исследований направлена на раскрытие целостности объекта, выявление многообразных типов связей в нем и сведения их в единую теоретическую картину. Количественный метод вошел в современную науку как особо востребованный компонент научного анализа и мышления, как эффективное средство решения сложных и недостаточно четко сформулированных проблем.
В исследованиях использовались следующие методы. Натурные наблюдения (методы регистрации и оценка состояния среды): - метеорологические наблюдения; измерение температуры подземных вод под золошлакоотвалами ТЭЦ; - взятие образцов примесей из дымовых труб ТЭЦ, котельных и топок частных домов, воды, почвы и снега; - измерение дефляции обрабатываемых почв во время пыльных бурь; - определение количества осевшей пыли и ее распределение в радиусе 3 км при взрывных работах на Каа-Хамском угольном разрезе; - измерение толщины снежного покрова в районе проектируемого Кызыл-Таштыгского горно-обогатительного комбината (Тоджинская котловина); определение степени неровности автомобильной дороги федерального значения (М-54) в крупных населенных пунктах республики и на отрезке Кызыл-Абакан; - загрязнение приземного слоя воздуха автотранспортом в зависимости от скорости движения ; - измерение площадей свалок и их удаленность от речных русел; - мониторинг - периодическое слежение за состоянием исследуемых объектов и др.
Методы количественной оценки продуктивности травянистой растительности и лесных фитоценозов. Для определения экологической емкости котловин использовались литературные данные, бюллетени статистического управления и таксационные материалы Министерства лесного хозяйства Республики Тыва. Перевод сырорастущего запаса древесины в абсолютно сухой вес вычислялся по справочным источникам.
Исследования влияния факторов среды на здоровье населения. Данные Министерства здравоохранения группировались по 15 классам болезней и трем возрастным группам (до 14 лет - дети, 15-17 лет - подростки, 18 и старше - взрослые) по каждому району. Влияние неблагополучных факторов на здоровье населения определялось сравнением уровня заболеваемости на данной территории со средними аналогичными показателями республики.
Влияние канцерогенных веществ на продолжительность жизни населения определялось по методикам ЕРА (Агентство по защите окружающей среды США) [Gratt, 1990].
Роль потепления климата устанавливалась по двум аспектам: а) влияние гидротермического коэффициента на возделывание сельскохозяйственных культур; б) воздействие летних периодов с высокой температурой на здоровье населения. Динамика климатозависимых заболеваний за 1998-2007 гг. определялась по двум показателям: первый -уровень заболеваемости, второй - заболеваемость на 1000 населения, вычисляемая отношением конкретного заболевания к числу постоянного населения данного района, умноженного соответственно на 100% и 1000.
Методы математической статистики. Для выявления математических связей рассичтывлись общепринятые в математической статистике параметры. При оценке потепления климата коэффициент детерминации вычислялся как разница между единицей и отношением доли дисперсии, объясненной трендом регрессии, к общей дисперсии.
Метод разложения полей загрязнения атмосферного воздуха на естественные ортогональные составляющие (ЕОС) (функции). Смысл разложения случайной функции на суммы компонент состоит в том, что из общего числа экспериментальных данных отбирают ту линейную комбинацию, которая имеет наибольшую изменчивость (дисперсию). Применение данного метода существенно сокращает размерность описываемых полей загрязнения атмосферы.
Использование CASE-средств при разработке математических моделей. Автором адаптированы CASE-средства, используемые в технологических целях, в область моделирования физических процессов в атмосфере. Сущность переработки заключается в удалении ненужных процессов, действий отдельных циклов, в добавлении собственных предложений, а также методов и руководств.
Методы математического моделирования. В работе использованы статические модели и модели прогноза. Сущность данного метода состоит в определении степени близости конкретной ситуации (набора предикторов) к характерным состояниям загрязнения воздуха (высокий, средний и пониженный уровни). Близость ситуации конкретного дня к характерной ситуации статистической выборки определялась по наименьшему расстоянию между ними.
Геоэкологическое картографирование. В современном понимании карты природопользования начали разрабатываться с конца 60-х гг. XX в. Первыми экологическими картами можно считать картографические произведения, созданные на основе биоэкологического и антропологического подходов в начале 90-х гг. XX в. Важным событием в истории экологического картографирования, позволившим выделить его в самостоятельную отрасль тематического картографирования, была разработка комплексных экологических карт. Первой из них стала «Карта наиболее острых экологических ситуаций СССР» масштаба 1 :8 000 000, созданная в Институте географии АН СССР под руководством Б.И. Кочурова в 1989 г. Она была опубликована в научных и популярных изданиях, вошла в национальные доклады по состоянию окружающей среды СССР и России за 1989-1991 гг.
К современным технологиям относится автоматизированное, компьютерное и геоинформационное картографирование (на базе геоинформационных систем). Оценка и картографирование здоровья населения проводятся по комплексу показателей, которые могут быть объединены в 3 группы [Кочуров и др., 2009, с. 100-101]. Таким образом, в основе эколого-географической диагностики лежит совокупность различных методов исследования.
Воздействие канцерогенных веществ на здоровье населения
Действительно, посещение республики крайне мало: в 2009 г. - 1,5 тысячи туристов, 400 человек из стран ближнего и дальнего зарубежья. По данным мониторинга отдела по туризму Минспорттуризма Хакасии, озера Ширинского района Хакасии в 2010 г. приняли у себя около 800 тыс. туристов
Всем понятно, что для развития туризма необходима соответствующая инфраструктура: высококлассные турбазы и комплексы, гостиницы, дороги, предприятия питания и комплекс материально-технических, технологических, коммуникационных, экономико-финансовых и других факторов, требующих государственной поддержки. На фоне туристского потенциала региона эти проблемы разрешимы. Как дотационная республика в социально-экономическом отношении Тыва бедна, но в природном, культурно-историческом, археологическом и национальном наследии - одна из самых богатых. Она органически вписывается в экскурсионно-этнографический тур «Великое Саянское кольцо» протяженностью 2200 км, который удостоен Национальной туристической премии Ю.Н. Сенкевича в номинации «Лучший межрегиональный турпродукт».
Проблемы туристского бизнеса находят понимание в Правительстве. 2010 г. в республике объявлен годом туризма, который официально стартовал открытием Международной выставки с участием представителей фирм РФ, Китая, Монголии, Франции и Финляндии. В работе круглого стола «Перспективы сотрудничества» главное внимание было уделено привлечению региональных, международных, туристических фирм и инвесторов к туристским инвестиционным проектам региона. Приоритет, в первую очередь, будет отдаваться быстро реализуемым и недорогим проектам. На первом этапе целесообразно организовать следующие виды туризма, не требующие больших капвложений.
Приключенческий и экстремальный туризм. Это два достаточно близких два направления туристической деятельности. Приключенческий туризм - специфический вид отдыха. Его обязательные условия: посещение экзотических мест и занятие необычными видами деятельности (сплавы по рекам, дайвинг, сафари и т.д.). Элементом приключенческого туризма можно считать путешествие на верблюдах как на необычном виде транспорта. Для реализации данного вида туризма следует создавать парки приключений с объектами высокой степени риска и элементами неопределенности, неожиданности в процессе путешествия, что вызывает большой азарт у туристов, но требует от них смелости, выносливости, специфических умений и навыков.
Экстремальный туризм - одна из форм приключенческого туризма. Он организуется туристами самостоятельно и сопряжен с серьезным риском для их здоровья и жизни.
Специализированный туризм. Цель: изучение специфических особенностей района для приобретения личного опыта, сдачи спортивных нормативов, активного отдыха и т.п. В этом виде туризма особое внимание уделяется широкому диапазону вопросов, связанных с изучением культуры, природы места посещения, а также с профессиональными и различного вида спортивно-туристическими интересами путешественников, с обязательным соблюдением правил безопасности. В российской практике это самодеятельный и спортивный туризм.
Альтернативный туризм. Здесь в качестве организатора путешествий выступает не туроператор, а сам турист, путешественник, использующий рекламные материалы исполнителей отдельных туристских услуг и заказывающий эти услуги самостоятельно, с помощью информационных сетей.
Неорганизованный туризм — путешествия отдельных туристов или групп без непосредственного участия организации-посредника, туристского клуба или секции. Туристы организуют свое путешествие сами и на месте оплачивают все необходимые туристские услуги. Этот вид туризма крайне популярен. В Европе на него приходится 75% всех туристских путешествий. Самодеятельный туризм. Это путешествие с использованием активных способов передвижения, организуемое туристами самостоятельно, но под руководством опытного инструктора.
Исходя из источников финансирования, выделяют туризм коммерческий и социальный. Первый ориентирован на потребителей с высоким и средним уровнем доходов.
Социальный туризм. Этот социальный туристский продукт за счет средств, выделяемых государством на социальные нужды, и предназначен для наименее обеспеченных слоев населения.
Таким образом, в Республике Тыва можно организовать как внутренний, так и международный туризм. На первом этапе целесообразно отдать приоритет быстро реализуемым и недорогим проектам приключенческому, экстремальному, специализированному, альтернативному, неорганизованному и самодеятельному видам туризма. В заключение следует сказать, что внедрение научных основ управления экологической безопасностью природно-хозяйственных систем раскрывает потенциальные возможности рационального использования уникальных природных ресурсов региона для развития различных отраслей экономики с целью обеспечения потребностей населения, сохранения его здоровья и поддержания качества окружающей среды.
Обоснование списка загрязняющих веществ, приоритетных для контроля атмосферного воздуха
Воздушные массы на территорию Тывы, как и на весь регион АСГС, вторгаются из Арктики, европейской части России, Западной и Восточной Сибири и Центральной Азии. Для данного региона характерны зональный западно-восточный перенос воздушных масс, фронтальные циклоны, антициклоны и влияние стационарных барических максимумов и минимумов. Арктический воздух приносит похолодание, тропический -сильное потепление, атлантический - осадки. Широтная или зональная циркуляция переносит воздух с запада, юго-запада и северо-запада. Меридиональная циркуляция препятствует переносу воздуха с запада, обеспечивая поступления арктических холодных и сухих воздушных масс с севера и жарких и сухих с юга. Тип воздушных масс определяет погоду. Подстилающая поверхность трансформирует адвективную воздушную массу, приближая ее параметры к континентальной. Господствующие общециркулярные процессы изменяются по сезонам года. В зимний период устойчивую погоду АСГС определяют Азиатский и Восточно-Сибирский антициклоны. На всей территории устанавливается очень холодная погода со слабыми северными и северо-восточными ветрами.
В замкнутых котловинах наблюдается штиль. Формируются устойчивые инверсии температур. Из-за отсутствия турбулентного перемешивания воздуха не происходит самоочищения атмосферы. Все промышленные выбросы накапливаются в приземном слое воздуха.
Развитие Азиатского антициклона в редких случаях допускает возникновение циклонической циркуляции в Юго-Восточном Алтае и Тыве. Даже те циклоны, которые проникают, в большинстве случаев вызывают интенсивную циркуляцию лишь в высоких слоях атмосферы. Приземный слой воздуха остается устойчивым, в нем проявляются лишь незначительные возмущения, что обеспечивает малоснежность в котловинах этих областей.
Наибольшая повторяемость циклонов наблюдается в Кузнецкой и Верхне-Чулымской котловинах, в Западном и Северо-Восточном Алтае, хотя и здесь наиболее активная циклоническая деятельность наблюдается в начале зимы (октябрь-ноябрь) и в конце зимы (март-апрель).
В конце марта-начале апреля по мере возрастания количества солнечной радиации происходит разрушение Азиатского антициклона, начинается переход от циркуляции холодного периода к циркуляции теплого.
В апреле повторяемость переноса теплого воздуха из Средней Азии в южных районах Алтае-Саянской горной страны составляет 50-60 %, в северных широтах - 30-40% [Егорина, 2001]. Активизируется циклоническая деятельность - глубокие полярно-фронтовые циклоны перемещаются с большой скоростью. Фронтальные явления выражаются в усилении облачности, ветра и выпадении осадков.
В мае погода очень неустойчива. Еще велика роль в климате вторжений арктического воздуха, поступающего в тылу циклонов арктического фронта. Адвекция холодного воздуха происходит и по восточной периферии антициклонов, центры которых находятся над европейской частью России.
С июня по август характерна наиболее устойчивая погода. В это время выпадает наибольшее количество осадков. Перенос воздушных масс с запада приостанавливается, когда с юго-запада от Азорского антициклона подходит гребень высокого давления. Устанавливается засушливая, жаркая погода, которая охватывает южную часть Алтае-Саянской горной страны, включая Тыву. В это же время в северных районах горной страны наблюдаются активные фронтальные явления.
К концу августа арктический воздух начинает заполнять средние широты Сибири. Зона полярного фронта смещается в Среднюю и Центральную Азию.
В сентябре высокое давление с Северного Ледовитого океана постепенно перемещается на территорию Сибири. Над Восточной Сибирью образуются антициклональные центры, которые отрезают пути распространения циклонов, поступающих с запада.
В октябре начинает формироваться Азиатский антициклон над Монголией, хотя на севере горной страны наблюдается еще активная циклоническая деятельность. В ноябре заканчивается переход к циркуляции холодного времени года.
Общая закономерность циркуляционного режима атмосферы характерна и для ТГО. Формирование барических образований здесь (зимой - Азиатского антициклона, летом - барической депрессии) происходит при сложном взаимодействии термических, динамических и орографических факторов. В весенний период над Тывой наблюдаются преимущественно антициклонические типы циркуляции - в 77%, циклонические - лишь в 23%. В этот период на территории Южной Сибири проявляется интенсивный процесс развития антициклогенеза. В ряде районов 25% установившихся антициклонов увеличивают свою мощность. В предгорьях происходит углубление западных циклонов. В связи с большой повторяемостью северозападных (30%) и юго-западных (30%) процессов, усиливается междуширотный обмен.
Северо-западные циклоны выходят с Баренцева и Карского морей. В первом случае - в средней тропосфере над югом Сибири господствуют северо-западные потоки, во втором - северные и северо-восточные потоки. Отмечается большая повторяемость северо-западных антициклонов. Это объясняется частым вторжением холодных арктических воздушных масс в пределы Западной и Восточной Сибири в тылу депрессий.
С юго-западными циклонами связана адвекция тепла и влаги на территорию ТГО из Средней Азии, реже - из районов Средиземноморья. На холодных фронтах юго-западных циклонов в предгорьях Саян нередко возникают волны, на которых развиваются частные циклоны. Северозападные антициклоны, смещаясь к северо-востоку, сравнительно быстро разрушаются. Северные и северо-восточные антициклоны довольно редки.
Часто вторжение холодных воздушных масс в тылу циклонов замедляется перед орографическим препятствием - системой гор Южной Сибири. На холодных фронтах могут возникать частные циклоны при условии орографической задержки холодного вторжения и больших температурных контрастов соприкасающихся воздушных масс [Никольский, 1966]. Горизонтальные размеры частных циклонов в данном случае определяются размером котловин, а их вертикальная мощность не превышает высоту горного обрамления. Нередко происходит смещение частных циклонов (при их достаточной вертикальной мощности) из районов Восточного Казахстана на северо-восток - на горные системы юга Сибири. В таких случаях в горных районах выпадают обильные осадки.
Орографические особенности территории - чередование расчлененных котловин, мощных горных хребтов и долин - способствуют стоку и накоплению холодного воздуха, постепенному росту давления [Лут, Сергеев, Тарасова, 1977]. Атмосферное давление на уровне моря вблизи центра антициклона в период максимального развития достигает 1045 гПа. По данным многих исследователей антициклон является устойчивым и низким барическим образованием и часто не прослеживается даже на уровне 850 гПа.
Макроциркуляционные условия определяют основные черты ветрового режима территории. В связи с особенностями циркуляционных процессов в различные сезоны года направление течений воздушных масс несколько изменяется: зимой господствуют в нижней части тропосферы (до 3 км) южные и юго-западные ветры, выше - западные и северо-западные ветры, в теплое время года во всей тропосфере преобладают западные и северозападные ветры.
Характерной чертой ветрового режима ТГО, как и любого района АСГС, является возникновение различных видов местной циркуляции воздуха, обусловленной влиянием особенностей рельефа местности. Ветровой режим днищ горных котловин характеризуется резко выраженной сезонностью. Зимой повторяемость штилей в котловинах достигает до 40-90% в месяц, в зависимости от степени изолированности. Средние скорости ветра в зимний период не превышают 1-2 м/с. В переходные сезоны отмечается повышение средних скоростей ветра до 3-5 м/с.
Таким образом, воздушные массы, поступающие на территорию Алтае Саянской горной страны из различных регионов Северного полушария, формируют определенную закономерность циркуляционного режима. Во все сезоны года на севере АСГС преобладают циклональные процессы, на юге антициклональные. В общециркулярных процессах особую роль играют Азиатский и Восточно-Сибирский антициклоны. Именно они обеспечивают в котловинах Юго-Восточного Алтая, Южного Алтая и Тувы слабоградиентное барическое поле с преимущественно безветренной погодой. Здесь средняя скорость ветра в зимний период менее 1 м/с, повторяемость слабых ветров 95-97%, мощность инверсного слоя превышает 1500 м [Севастьянов, 1998]. В Тыве редко образовывается инверсный слой мощностью до 3050 м.
Воздействие снегового покрова
Последний представляет собой экологически опасную газовую смесь метана, углекислого газа, сероводорода, оксидов азота, водорода, метилмеркаптана и др. В объектах депонирования не предусмотрено главного - отвода и очистки инфильтрата и биогаза. Для этих целей в местах депонирования отходов необходимо проектировать специальные защитные экраны для основания и поверхности полигона, являющиеся основными системами сооружения, так как они обеспечивают главную природоохранную функцию. Конструкция защитных экранов обеспечивает изоляцию тела полигона от подпитки грунтовыми водами и атмосферными осадками, отводя их в дренажную систему [Несанкционированные свалки..., 1993 ; СНиП..., 1985].
Химический состав и характерные черты гидрохимического режима поверхностных вод обусловливаются комплексом природных факторов, основными из которых являются климатические условия, геоморфологическое и геологическое строение территории, характер почв и растительного покрова. Для ТГО характерно разнообразие физико-географических и микроклиматических условий. Сложное геологическое строение в сочетании с другими природными факторами определяет весьма неравномерное распределение подземных вод, оказывающих существенное влияние на режим поверхностных вод. Доминирующим же фактором являются климатические условия, определяющие основные черты водного режима и направленность почвообразовательных процессов. Природные воды имеют резко выраженный гидрокарбонатный характер; их минерализация не превышает 500-600 мг/л. Сезонные изменения минерализации наиболее выражены в периоды паводков и половодья.
Антропогенное воздействие на речной сток за последние 20 лет снизилось в связи в экономическим спадом - ликвидация ряда промышленных предприятий и депрессия агропромышленного комплекса (АПК). Однако основными источниками загрязнения водоемов по-прежнему являются предприятия Министерства сельского хозяйства и продовольствия
Республики Тыва и промышленные объекты. Наиболее характерные нарушения в хозяйствах республики связаны с загрязнением береговой полосы навозом, который складируется в непосредственной близости от уреза воды. В санитарной зоне озер и рек (на расстоянии 500 м от берега) находятся фермы ряда животноводческих хозяйств. Кроме того, загрязнение водоемов возможно с заброшенных старых складов, предназначенных для хранения удобрений и ядохимикатов, не пригодных к использованию.
К нарушению экологических требований водных ресурсов следует отнести распахивание береговой зоны, расположение передвижных автозаправочных станций, чабанских стоянок и купочных ванн овцеводческой отрасли в непосредственной близости от водоемов. Серьезную опасность представляют несанкционированные свалки промышленных и бытовых отходов, составляющие 28% от их общего количества. По удаленности от уреза воды почти 16% объектов расположено ближе 100 м, как правило, в отрицательных формах рельефа - понижениях, балках, лощинах, т.е. в самых нежелательных местах с гидрологической точки зрения.
Основные реки республики загрязняются промышленными предприятиями. Так, в реки ежегодно сбрасываются неочищенные сточные воды молокозаводов и мясокомбинатов, составляющие не менее 8000 м3 в год на каждое предприятие.
Река Элегест постоянно загрязняется никелем, медью, висмутом и мышьяком, которые поступают из прудовых захоронений, накопленных за 30-летний период работы комбината «Тувакобальт».
Основными источниками загрязнения верховья р. Енисей являются Ырбанский леспромхоз, нефтебазы поселков Тоора-Хем и Ырбан, а также потери леса и его отходов во время сплотки и транспортировки в г. Кызыл. В отдельные годы у большинства рек и водоемов верховья Енисея, особенно в районе г. Кызыла, максимальные концентрации нефтепродуктов достигали 24 ПДК.
В поверхностных водах республики присутствуют такие токсичные элементы, как нитратный азот, мышьяк, свинец, кадмий, железо, кобальт и марганец.
В районе Кызыла главными источниками загрязнения вод являются промышленные предприятия и очистные сооружения города. Проектная мощность сооружений рассчитана на 16 тыс. м /сут, фактический сброс в 1991 г. составил 24,9, в 1992 г. - 26,5, в 2008 г. - 31,2 тыс. м3/сут. Определяемые загрязняющие вещества до 1995 г. (БПК - биохимическое потребление кислорода, аммоний, нитраты, нефтепродукты, СПАВ -синтетические поверхностно-активные вещества, взвешенные вещества) в несколько десятков превышали предельно допустимый сброс. Второй объект по величине выбросов - кооператив «Жилье», Тывинское предприятие по ремонту автомобильных дорог (очистные сооружения правобережной части города). Фактический сброс составляет 0,6 тыс. м /сут при проектной мощности очистных 0,2 тыс.м /сут, т.е. стоки практически не очищаются. Не справляется с очисткой стоков и станция биологической очистки Тувинских электрических сетей, которые сбрасывают 0,44 при проектной мощности 0,3 тыс. м /сутки.
К экологически неблагополучным предприятиям относится мясокомбинат. В настоящее время в связи с общим экономическим спадом в республике мясокомбинат работает не на полную мощность. Фактический сброс стоков в 1992-1999 гг. составил 0,14 при проектном объеме 0,4 тыс. м /сут. Однако несмотря на то, что сброс загрязняющих веществ резко снизился с 1990 г., количество отдельных ингредиентов (взвешенные вещества, БПК) в 2008 г. во много раз превышает нормы, т.е. очистка сбросов практически не ведется, требуется серьезная и срочная реконструкция очистных сооружений.
