Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Методология исследований экологической обстановки южной пригородной зоны г.Ярославля 11
Глава 2. Компоненты природной среды и их изменение под влиянием техногенных нагрузок 22
2.1. Формирование и развитие четвертичных отложений Ярославского Поволжья 22
2.2. Полезные ископаемые 39
2.3. Основные черты рельефа Южной пригородной зоны г. Ярославля. 44
2.4. Роль климата в формировании подземного и поверхностного стока и в загрязнении Южной пригородной зоны г. Ярославля 50
2.5. Гидрологический и гидрохимический режим поверхностных вод в годовом и многолетнем циклах 83
2.6. Подземные воды Южной пригородной зоны'г. Ярославля 119
2.7. Особенности почвенного покрова. 136
2.8. Своеобразие растительности 145
2.9. Состав, состояние и динамика биоценозов поверхностных вод р. Великой 157
2.10. Физико-географические комплексы бассейна нижнего течения р. Великой 165
Глава 3. Комплексный региональный анализ экологической обстановки 168
3.1. История освоения территории Южной пригородной зоны г. Ярославля 168
3.2. Основные источники загрязнения природной среды и виды хозяйственной деятельности человека 171
3.3. Оценка вариантов совместного развития основных компонентов природной среды, определяющих экологическую обстановку и геоэкологическое районирование 196
3.4. Пространственно-вероятностный прогноз изменения напряженности экологической обстановки 217
3.5. Основные направления мероприятий по улучшению экологической обстановки 237
Глава 4. Экологический мониторинг территории воробинского месторождения песков 1997-2000 годов (ключевой участок оценки влияния техногенных нагрузок на природную среду г. Ярославля) 253
4.1 Общие сведения 253
4.2 История геологического развития территории 258
4.3 Гидрологические исследования поверхностных вод: 270
- особенности гидрологического режима и метеорологических 270
условий
динамика морфометрических и гидрологических параметров поверхностных вод реки Великой 276
4.4 Особенности изменения гидрохимического режима р. Великой и грунтовых вод под влиянием работы карьера с 1997 года по 2000 год 289
4.5 Оценка взаимодействий гидрогеологического режима грунтовых вод с водами карьера и р. Великой 307
Заключение 326
Литература 330
- Формирование и развитие четвертичных отложений Ярославского Поволжья
- Роль климата в формировании подземного и поверхностного стока и в загрязнении Южной пригородной зоны г. Ярославля
- Основные источники загрязнения природной среды и виды хозяйственной деятельности человека
- История геологического развития территории
Введение к работе
Работа посвящена изучению экологических проблем, сформировавшихся на территории Южной пригородной зоны г. Ярославля (ЮПЗ) в процессе тесного взаимодействия природы и общества, вопросам пространственного изменения экологической обстановки в этом районе и разработке мероприятий по ликвидации или предупреждению нежелательной направленности природных процессов и техногенных воздействий на природную среду, вредных для природы и общества.
Конец XX века ознаменовался всеобщим ухудшением состояния окружающей среды во всех уголках земного шара. Поиск новых путей и направлений в развитии общества привел к экологизации общественного сознания, появились новые направления в географической науке, в том числе и геоэкология «задачами которой являются выявление, оценка, типология, картографирование и прогнозирование экологических проблем и ситуаций, возникших в результате взаимодействия общества с окружающей средой» (Б.И. Кочуров, 1997).
За последнее время вопросами геоэкологии, географии экологических ситуаций и геоэкологического картографирования занимались многие видные ученые. Так необходимые теоретические разработки основ геоэкологии были подготовлены В.Б. Сочавой, Д.Л. Армандом, А.Г. Исаченко, B.C. Преображенским, И.П. Герасимовым, М. А. Глазовской и многими другими.
Разработкой принципов инженерно-географического районирования для развития геоэкологии занимались Г.А. Голодковская и В.Т. Трофимов, а проблем инженерной геодинамики Г.С. Золотарев, В.Д. Ломтадзе, А.И. Шеко, ВВ. Кюнтцель, B.C. Круподеров, Г.П. Постоев и др.
Значительный вклад в разработку методологии и методики оценки, картографирования и прогнозирования экологических ситуаций внесли А. А. Лютый, Б. И. Кочуров, Л. А. Чепалыга, А. В. Антипова, Л. М. Корытный, Л. Л. Розанов, Э.А. Лихачева, Д.А. Тимофеев, Ю.П. Селиверстов, М.П. Жидков, А.Н. Маккавеев, И.В. Чеснокова, В.П. Чичагов, Л.А. Некрасова и др.
Анализу техногенных воздействий на окружающую среду посвящены работы Ю.В. Саета, Т.В. Звонковой,ЕМ. Никифоровой,Е.П. Сорокиной, Н.П. Солнцевой и других исследователей.
Экологическими исследованиями в Ярославской области занимаются Государственный комитет по экологии, центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Комитет по земельным ресурсам и землеустройству, Ярославский филиал государственного предприятия Московского научно-производственного центра геолого-экологических исследований и использования недр "Геоцентр-Москва" - "Ярославльгеомониторинг", комитет природопользования департамента АПК Администрации Ярославской области, областной центр Госсанэпиднадзора, институт биологии и внутренних вод РАН, кафедра экологии государственного университета и др.
Наиболее весомый вклад в изучение экологической обстановки Ярославской области внесли ученые В.Л. Рохмистров, В.И. Преснухин, Б.В. Поярков, ЕЮ. Колбовский, В.А. Беляев, О.В. Карунин, ГА. Фоменко, MB. Груздев, Е.Г. Сабуров, Г.К. Тихомирова и многие другие.
К настоящему времени в стране в целом и в Ярославской области в частности сложилась чрезвычайно сложная экологическая обстановка. Ее ухудшение в целом привело к целому ряду негативных процессов: к деградации природных ландшафтов; к резкой активизации экзогенных геологических процессов (эрозии, оползней, заболачивания, подтопления и др.); к увеличению риска проживания населения, в том числе, к неблагоприятному естественному движению населения, росту социальной напряженности и возникновению конфликтов, увеличению заболеваний, связанных с неблагоприятной экологической обстановкой; к истощению природно-ресурсного потенциала территорий.
Для территории Ярославской области характерны относительно слабоизмененные природные комплексы и полностью измененные в результате техногенных воздействий.
Южная пригородная зона г. Ярославля (ЮПЗ) является переходной между двумя этими категориями и трансформируется в сторону все большей изменения ландшафтов, являясь наиболее ярким примером перехода природных ландшафтов к промышленным урбанизированным территориям. Это позволяет проследить процесс формирования новых взаимоотношений природы и общества.
Уникальность выбранной для исследований территории ЮПЗ г. Ярославля заключается в том, что здесь наблюдается наиболее активное техногенное воздействие на природную среду и население. Так на территории ЮПЗ промышленными предприятиями выбрасывается в атмосферу загрязняющих веществ, таких как диоксид серы, оксиды азота, углеводородов и др. до 66 тыс. т. в год, в то время как промышленные выбросы крупнейших предприятий Рыбинска, Тутаева и других промышленных узлов г. Ярославля не достигают и 5-6 тыс. т в год. Именно на этой территории наблюдается уникальное сочетание источников загрязнения отличающихся по видам и объемам загрязнения. Это большие промышленные производства (нефтеперерабатывающий завод, крупнейшая теплоэлектроцентраль области, опасный по токсичности выбросов завод «Техуглерода» и др.), добыча полезных ископаемых, пригородное сельскохозяйственное производство, гидротехническое освоение, крупные транспортные коммуникации (железные дороги, автодорожные магистрали федерального значения, р. Волга) гражданско-промышленное строительство.
Кроме того, именно здесь наблюдаются резкие изменения морфометрии рельефа от 80 до 180 м над уровнем моря в сочетании с мощными источниками загрязнений. Ни на одной другой территории Ярославской области таких контрастов не наблюдается.
Однако, несмотря на большое количество работ, посвященных проблемам геоэкологического картографирования, географии экологических ситуаций недостаточно уделено внимания инженерно-географическим разработкам региональных особенностей формирования экологических проблем и обстановок на равнинных территориях.
Территория Южной пригородной зоны Ярославля составляет 221 км2. С запада она ограничивается Курбской низиной, с юга она проходит по водоразделу рек Которосли и Великой, а на востоке она ограничивается р. Волгой (рис. 1). Большую ее часть -132 км2, или 60 % - занимает бассейн р. Великой. Поэтому основное внимание уделяется изучению этой реки и факторов, определяющих геоэкологическую обстановку на площади этого бассейна.
В пределах Южной пригородной зоны, в нижнем течении р. Великой, на экологическую обстановку влияет промышленная разработка кварцевых песков Воробинского месторождения. Для оценки степени такого влияния этот участок исследовался как «ключевой». В Ярославской области не проводили исследования влияния песчаных карьеров на изменчивость геосреды, и в этом отношении режимные экологические наблюдения на участке добычи песков Воробинского месторождения дают весьма ценный уникальный материал.
Основная цель работы заключается в изучении пространственно-временных особенностей формирования экологической обстановки в Южной пригородной зоне г. Ярославля и определении основных мероприятий по обеспечению экологически безопасного и гармоничного развития территории.
• методы комплексных исследований пространственно-временных особенностей формирования экологической обстановки в районе;
• пространственные различия влияния разнообразных видов хозяйственной деятельности человека (сельское хозяйство, мелиорация, горные работы, транспорт и др.) на формирование экологической обстановки на территории ЮПЗ г. Ярославля, качественная и количественная характеристика такого влияния;
• комплексный региональный анализ экологической обстановки интенсивно освоенной территории для целей экологически безопасного и гармоничного развития района.
Научная новизна: впервые обобщены и систематизированы данные о влиянии различных видов хозяйственной деятельности человека на формирование экологической обстановки территории ЮПЗ г. Ярославля;
выявлены качественные и количественные взаимосвязи между компонентами природной среды и техногенными нагрузками на нее; установлены пространственно-временные особенности изменения природной среды и техногенных нагрузок и формирования различных экологических проблем в районе;
разработано содержание и построены специализированные карты районирования территории, отражающие формирование экологической обстановки в районе ЮПЗ г. Ярославля.
Теоретические и практические результаты исследований способствуют решению научной проблемы - комплексного регионального анализа экологической обстановки под влиянием техногенных нагрузок.
Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на конференциях и совещаниях, проходивших в Ярославле: 54-я конференция преподавателей Ярославского педагогического университета (1999 г.), 7-я конференция молодых ученых Ярославского государственного педагогического университета (1999 г.), IV Международная конференция «Инженерная география. Экология урбанизированных территорий» (1999 г.), Всероссийское совещание «Геодинамика и техногенез» (2000 г.), научная конференция «Актуальные проблемы естественных и гуманитарных наук на пороге XXI века» (2000 г.).
Материалы диссертации послужили основой для рекомендаций по экологически безопасному освоению территории Воробинского месторождения кварцевых песков. Многие положения работы использовались автором при проведении полевых практик студентов Ярославского государственного университета им. П.Г. Демидова.
Результаты исследований внедрены и оформлены актами внедрения в ФГУП НГЩ «Недра», в ГП МНПЦ «Геоцентр-Москва» - Ярославльгеомониторинг, в Государственном комитете по охране окружающей среды Ярославской области, в ОАО «Ярославский завод силикатного кирпича» и в ООО «Центр обследования и усиления зданий и сооружений».
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, из них 336 стр. машинописного текста, 93 рисунков, 45 таблиц, приложения и списка литературы из 125 наименований.
Автор выражает глубокую признательность научным руководителям д.т.н., профессору Б.И. Кочурову и д.г-м.н, профессору, академику РАЕН В.И. Преснухину за помощь в написании диссертации. Особую благодарность за консультации и неоценимую помощь в проведении научных исследований автор выражает доценту кафедры физической географии, канд. г.н. В.Л. Рохмистрову.
Автор благодарен за помощь в комьютерной обработке материалов сотрудникам ФГУП НПЦ «Недра»: зав. сектором геохимии и металлогении к.г-м.н. А.Я. Докучаеву, ведущему научному сотруднику к.г-м.н. А.А. Носовой, зав. банком данных С.Г. Шахназарову, инженеру-картографу И. А. Замосковной.
Формирование и развитие четвертичных отложений Ярославского Поволжья
Сведения о геологическом строении и об инженерно-геологических особенностях моренных отложений в бассейне Верхней Волги и в Ярославском Поволжье приводятся в многочисленных опубликованных работах. Результаты многолетних исследований моренных отложений нашей области хранятся в фондах ОАО Волжские строительные изыскания "ТИСИЗ", в фондах мэрии г. Ярославля, в отделе областной архитектуры, в ФГУП НПЦ "Недра", в институте "Ярославльжелдорпроект", во многих других проектных и строительных организациях, в материалах к государственной геологической карте СССР масштаба Г.200000. Из опубликованных материалов можно отметить работы Б.Л. Личкова (1936), В.А. Новского (1962, 1964, 1968, 1975 и др.), Н.Г. Верейского (1971 а, 1971 б), А.И. Кашлачева (1947), М.М. Максимова (1966), А.И. Москвитина (1958, 1965, 1967), ЕВ. Рулиной (1973), СВ. Холопова, А.М. Шисселя (1969), А.М. Шисселя (1972 а, 1972 б), А.И. Спиридонова (1971), Н.Г. Судаковой (1971), А.А. Кагана (1971), С.С. Карпухина (1973, 1974), НС. Чебатарева (1949), Н.Н. Парамоновой (1972), Т.Ф. Десятовой и др. (1973), А.К. Агаджаняна (1972), С.Л. Бреслава (1971), Е.Н. Былинского (1971), в книгах Рельеф и стратиграфия... (1961), в работе Инженерная геология СССР (1978). Большой практический интерес представляют материалы, опубликованные под редакцией А.М. Шисселя в сборнике Инженерно геологическое изучение морен (1974). И это только малая часть из необычайно большого количества специальной литературы, посвященной проблематике четвертичных отложений ледникового генезиса.
Изучая геологическую историю условий формирования отложений кварцевых песков в Ярославской области, уместно рассмотреть геологическое строение и состав отложений герцинского структурного этажа Московской синеклизы на этой территории. Представляют интерес каменноугольные отложения и более молодые до современных, т.е. те которые могли участвовать в формировании песчаных толщ и отлагались после них. Более древние осадки, до каменноугольных, залегают на больших глубинах: до 1 км и глубже. В пределах Ярославской области докембрийский кристаллический фундамент находится на глубинах 2-3 тысячи метров ниже уровня моря, что свидетельствует о наиболее погруженной части Московской синеклизы в этом регионе.
Отложения карбона и перми образовались в условиях жаркого, влажного климата в мелководном морском бассейне, в лагунах и на заболоченной равнине. Представлены они известняками, доломитами, мергелями и глинами с прослоями песчаников и алевролитов. Визейский ярус раннего карбона включает в себя кроме глин до 30% разреза прослои и линзы песков, преимущественно кварцевых (Инженерная геология..., 1978).
Терригенные красноцветные осадки поздней перми - раннего триаса сложены глинами, мергелями, алевролитами и песками. В верхах разрезах встречаются "песчаники обычно разрушенные до песка и глины - до мелких бесформенных комочков, а мергели - до мелких обломков или же плиток" (Инженерная геология..., 1978). Отлагались эти осадки в мелких пресноводных бассейнах в условиях умеренного гумидного климата.
На территории Ярославского Поволжья наблюдается аналогичная картина, в основании мезозойских отложений Московской синеклизы залегают терригенные красноцветные осадки поздней перми - триаса. В их составе монтмориллонитовые и гидрослюдисто-монтмориллонитовые глины и мергели, отложившиеся в мелких пресноводных водоемах в условиях умеренного гумидного климата.
Вскрытые на глубине около 80 метров скважиной у д. Орлово (Кашлачев, 1947), эти отложения представлены красноцветными глинами с голубоватыми пятнами и конкрециями белого мергеля.
По другим сведениям (Инженерная геология..., 1978. С. 283), в районах Череповца, Костромы и др. в составе пермско-триасовых пород присутствуют разнозернистые пески с преобладанием мелкозернистых слюдистых. В верхах разреза встречаются песчаники, часто разрушенные до песка, бесформенные комочки глин и мелкие обломки или плитки мергелей.
Длительный континентальный перерыв в развитии Московской синеклизы, охвативший частично позднюю пермь, средний и поздний триас, раннюю и частично среднюю юру, объясняет отсутствие осадков этого периода. В Ярославском Поволжье, в области преимущественного прогибания земной коры, в это время накапливались верхнепермские и триасовые континентальные толщи.
Терригенные сероцветные отложения верхней юры - раннего мела включают в себя слои песков, глин и алевролитов. Мощность их достигает десятков метров, а в районе Ярославля превышает 200 м. Залегают они на различных глубинах: от нескольких метров до 100 и более метров. Формировались эти осадки в условиях прогибания территории и периодического затопления ее морскими водами. Отложения мелового периода зачастую по составу весьма схожи с подстилающими их верхнеюрскими образованиями, что является одной из причин, затрудняющих определение возраста первых. К тому же некоторые слои меловых отложений встречаются в виде отторженцев, а не в коренном залегании (Природа..., 1959).
В долине р. Волги бурением вскрыты нижнемеловые отложения мощностью до 50 м, залегающие на юрских глинах. В разрезе слоев нижнего мела прослеживается толща песков, мощность которых достигает 30 м. Верхняя часть нижнемеловой толщи датируется, как баррем.
В Крестовском песчаном карьере обнаружены окаменелости, позволяющие отнести ранее разрабатывавшиеся песчаные отложения к нижнему баррему. Песчаные слои залегают непосредственно под четвертичными отложениями. По мнению ряда исследователей, эта песчаная толща представляет собой крупный отторженец.
Отложения верхнего мела обнаружены в окрестностях Ярославля, в том числе и на площади Воробинского месторождения песков, в виде останцев сантонского яруса (Кашлачев, 1947; Природа..., 1959). Палеонтологические находки уверенно подтверждают верхнемеловой возраст осадков - сантон.
История формирования песчаных толщ в Ярославской области, в том числе и песков, пригодных в качестве стройматериалов для кирпичного и стекольного производств, как заполнителей в бетонных смесях и т.д., теснейшим образом связана с историей развития Московской синеклизы.
Роль климата в формировании подземного и поверхностного стока и в загрязнении Южной пригородной зоны г. Ярославля
Изучение метеорологических условий района проводилось на основе материалов Агроклиматических справочников по Ярославской области (1958, 1974), книги Климат Ярославля (1979), материалов метеостанций и собственных наблюдений. Данные сняты с метеостанций в Карачихе и Левашово. Нами рассматривались такие элементы климата, как характер атмосферной циркуляции, инверсии температуры и тумана, количество, частота выпадения и вид осадков, особенности ветрового режима, влажность воздуха и т.п.
Общая характеристика климата
Территория района находится в атлантико-континентальной области умеренного климаїического пояса. Основная черта такого климата - умеренность температурного режима и режима увлажнения. Происходит это благодаря преобладающему западно-восточному переносу воздушных масс, который временами нарушается меридиональными процессами переноса. Именно меридиональные синоптические процессы и приводят к резким изменениям погоды и к максимальным отклонениям климатических характеристик.
Период с положительными значениями температуры воздуха на два месяца длиннее периода с отрицательными значениями. Средняя месячная температура воздуха изменяется от 17,2С - в июле до -11,6С в январе. Средняя годовая амплитуда температур воздуха составляет около 40С. Среднее годовое количество осадков достигает 550 мм, из которых 2/3 выпадают в теплый период, т.е. в жидком виде. Устойчивый снежный покров образуется ежегодно и длится в среднем 130 дней.
Режим атмосферной циркуляции имеег сезонные особенности, что обусловливает сезонные изменения климата. Представление о характере атмосферных процессов по сезонам года дает таблица повторяемости барических образований по сезонам (табл. 4).
Климатические особенности исследуемой территории по сезонам года
Весной усиливается межширотная циркуляция воздушных масс, почти вдвое увеличивается число солнечных дней. Устойчивый переход среднесуточной температуры воздуха происходит в конце первой - начале второй декады апреля. Примерно через неделю окончательно сходит снежный покров. В этот сезон выпадает 33-44 мм осадков в месяц, в основном в виде дождя. Пасмурных дней с низкой сплошной облачностью бывает 4-5 в месяц. Преобладающее направление ветра южное и юго-западное, в мае меняется на северо-западное. Средняя скорость ветра 4-5 м/с. В мае наблюдается минимальное годовое значение относительной влажности воздуха -68%.
Летний сезон характеризуется значительным ослаблением циркуляции атмосферы и подвижности барических образований. Воздушные массы сменяются реже и создаются условия их трансформации и развития термической конвекции.
Среднесуточная температура воздуха за весь сезон около 16С. Норма осадков 60-70 мм в месяц, осадки в виде ливневых дождей. Относительная влажность воздуха меняется в пределах 70-80%. Ветры чаще всего западных и северо-западных румбов от 2-3 м/с ночью и 5-6 м/с в среднем днем.
Осенью циклоническая деятельность активизируется и вследствие этого быстро понижается среднесуточная температура воздуха к первой декаде октября до 5С Много пасмурных (более 15 в месяц) и дождливых дней (16-20 в месяц). Относительная влажность воздуха возрастает до 82-84%. Преобладающее направление ветров вновь становится юго-западным при средней скорости 4-5 м/с.
Зимой ясно преобладает западно-восточный перенос воздушных масс. Меридиональные процессы во многом определяют экстремальный характер метеорологических условий. Зима - наиболее продолжительный сезон, поэтому характер процессов в течение всех 5 месяцев неоднороден. В ноябре - декабре снежный покров часто неустойчив, наблюдаются максимальное количество пасмурных дней - до 20 в месяц и максимальные значения относительной влажности - 26%.
Устойчивые морозы начинаются обычно в конце ноября - начале декабря и заканчиваются в середине марта. Самые суровые месяцы - январь и февраль со средней температурой -11, -12С, но и в эти месяцы, как и вообще в сезоне, велики межсуточные колебания температуры воздуха. Средняя скорость ветра зимой 5 м/с. Преобладающее направление ветра юго-западное и даже южное. В каждый из зимних месяцев выпадает 30-40 мм осадков, практически полностью в твердом виде. Средняя высота снежного покрова к концу зимы 35 см, средняя плотность 35 г/см , средний запас воды 132 мм. Промерзание почвы начинается с ноября. В защищенных местах, где снежный покров залегает равномерно, обычно промерзает слой почвы глубиной 0,5 м, а в открытых полевых условиях - глубиной до 1 м. В холодные малоснежные зимы глубина промерзания на закрытых участках увеличивается до 0,75 м, а в поле -до !,5 м.
Метеорологические особенности Загрязнение воздуха вредными примесями зависит от двух основных факторов, от поступления этих выбросов в атмосферу (количество, качество, временная изменчивость) и от дальнейшего переноса и рассеивания этих веществ в атмосферу. Следует отметить, что даже при неизменном поступлении выбросов в результате влияния различных метеоусловий уровень загрязнения воздуха может меняться на 1-2 порядка, что неоднократно отмечалось в научной литературе (Безуглая, Берлянд и др.). Поэтому представляет интерес выяснение роли отдельных метеорологических элементов и их сочетаний в формировании загрязнения воздуха, водных объектов и почвы в исследуемом районе промышленными выбросами г. Ярославля, автотранспортом и работающими механизмами на карьерных разработках.
Ветер. Основным фактором, влияющим на распространение примесей в атмосфере, является режим ветров. При этом направление ветра влияет на общее направление миграции вредных веществ в атмосфере, а скорость ветра определяет характер рассеивания и переноса примесей.
Основные источники загрязнения природной среды и виды хозяйственной деятельности человека
Нетрудно подсчитать, что в сумме вышеперечисленные предприятия выбрасывают в атмосферу около 93% всех загрязняющих веществ южного промышленного узла в 1998 году.
Изменение доли объема промышленных выбросов ОАО Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез и ТЭЦ-3 напрямую связано с резким падением производства на ОАО Ярославский техуглерод. С начала 90-х годов это предприятие было на втором месте по объему выбросов загрязняющих веществ в ЮПЗ после нефтеперерабатывающего завода (21,5 тыс. т). Но затем к 1993 году произошло обвальное снижение промышленных выбросов до 3 тыс. т. Только начиная с 1994 года произошла стабилизация на уровне 1800-2100 т (рис. 17, табл. 38).
Относительно крупными источниками загрязнения окружающей среды являются ОАО Ярославский судостроительный завод и нефтеперекачивающая станция (НПС) Ярославль-1 под поселком Щедрине Объемы выбросов загрязняющих веществ судостроительного завода сократились в 1998 году по сравнению с 1991 годом втрое с 1253 до 457 т (рис. 18, табл. 38). Наибольший спад произошел с 1995 по 1996 год (с 971 до 564 т). Сейчас наблюдается небольшой рост, что связано с небольшим ростом производства (получением заказов на производство малогабаритных судов). Динамика выбросов в атмосферу загрязняющих веществ на НПС Ярославль-1 более стабильна, колеблясь на уровне 730-844 т, только в 1994 году был спад промышленных выбросов до 562 тонн (рис. 19, табл. 38).
Резко снизились выбросы загрязняющих веществ на некогда относительно крупном по объемам выбросов промышленном предприятии ОАО Ярославский радиозавод. Если в 1991 году они составляли 1624 т, то к 1994 году сократились до 324 т, а к 1998 году до 165 т (рис. 20, табл. 38). На таком же уровне находятся промышленные выбросы на ОАО Ярославского завода нефтяной тары у которого спады чередуются с подъемами (рис. 21, табл. 38).
Из предприятий, находящихся на территории Ярославского муниципального округа, следует отметить производства АООТ «Красные Ткачи» и ОАО «Тонап». После относительно большого подъема выбросов загрязняющих веществ на ткацком предприятии в 1993 году (до 333 т) в последующие годы происходит спад, который достиг в 1998 году уровня 105 т (рис. 22, табл. 38). Это связано с кризисом в легкой промышленности. Совершенно иная картина наблюдается с промышленными выбросами ОАО «Тонап». После резкого спада в 1993 году с 1997 года начинается подъем, что связано с перепрофилированием производства на производство продуктов питания и их переработку (рис. 23, табл. 38). В целом можно отметить, что эти два предприятия незначительно влияют на экологическую ситуацию в ЮПЗ.
Важной характеристикой при анализе экологической обстановки является изменение показателей выбросов основных загрязняющих веществ в атмосферу. Таковыми являются диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, углеводороды и летучие органические соединения (ЛОС). Динамика выбросов этих пяти веществ по ЮПЗ г. Ярославля приводится в табл. 38, рис. с 24 по 28.
Интересно отметить, что резкий спад или подъем в динамике выбросов загрязняющих веществ того или иного компонента связан, как правило, с работой одного предприятия. Кроме того, общий объем промышленных выбросов каждого вещества связан также с работой одного или двух предприятий. Это приводится в табл. 38 и рисунках с 29 по 32. Например, доля выбросов в атмосферу летучих органических соединений ОАО Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез в общем объеме выбросов по всем годам составляет 99%. Следует отметить, что происходит постоянное снижение выбросов этих веществ.
Выбросы такого опасного загрязнителя, как диоксид серы, по ЮПЗ определяются работой только двух предприятий: нефтеперерабатывающего завода и ТЭЦ-3. Наибольший спад в объеме выбросов диоксида серы в 1996 году объясняется резким снижением производства на ОАО Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез. В общем, динамика выбросов диоксида серы в атмосферу приобрела тенденции к повышению в связи с увеличением их на нефтеперерабатывающем предприятии и ТЭЦ-3. Пока что это единственное вещество, содержание которого стабильно увеличивается в атмосфере в последние три года.
С 1991 года по 1993 год произошел резкий спад выбросов еще одного опасного для природы вещества, оксида углерода. Его определило падение производства на ОАО Ярославский техуглерод в эти годы. Динамика выбросов этого вещества почти все годы (кроме 1997) имела тенденцию к снижению и достигла в 1998 году минимального за все 90-е годы показателя - 2201 т.
Основные выбросы такого загрязняющего вещества, как оксиды азота, связаны с работой трех промышленных предприятий: ТЭЦ-3, нефтеперерабатывающего завода и ОАО Ярославский техуглерод. Самые большие выбросы этого вещества производит ТЭЦ-3 (от 80% в 1991 году до 58% в 1998 году). До 1997 года происходило общее снижение выбросов, но затем произошло их увеличение в связи с повышением промышленных выбросов оксидов азота на ОАО Ярославский техуглерод.
Динамика выбросов в атмосферу углеводородов в течение 90-х годов претерпела ряд изменений. С 1991 года выбросы в атмосферу углеводородов стали сокращаться в связи с падением производства на ОАО Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез (3398 т в 1991 году). Затем с середины 90-х годов наметилась тенденция к стабилизации на уровне 1 тыс. т в год. Причем если сначала основная доля приходилась на нефтеперерабатывающий завод, то затем основная доля в объеме выбросов углеводородов стала приходиться на нефтеперекачивающую станцию Ярославль-1.
В целом по динамике выбросов пяти основных загрязняющих веществ за 1991-1998 годы необходимо отметить стойкую тенденцию к снижению их концентрации в воздухе в результате спада промышленного производства. В то же время к концу 90-х годов исчерпаны все ресурсы для спада производства. Велика вероятность, что в последующие год-два произойдет пока небольшое увеличение выбросов загрязняющих веществ. Об этом говорит и небольшой экономический рост после августовского экономического кризиса в 1998 году.
Ареалы распространения загрязнений от крупных промышленных предприятий ЮПЗ представлены на рисунках с 33 по 38. Здесь видно, что изолинии наибольших концентраций загрязняющих веществ проходят в промышленных зонах Красноперекопского и Фрунзенского районов. Это связано с преобладанием юго-западных и западных ветров, которые переносят загрязнения с крупных производств на эти территории.
Несмотря на то, что мощный техногенный пресс на ландшафты ЮПЗ промышленными предприятиями в 1990-х годах был существенно ослаблен, появляются другие источники загрязнения окружающей среды.
История геологического развития территории
Воробинское месторождение кварцевых песков расположено в 14 километрах к востоку - юго-востоку от Ярославля у деревни Воробино, на правом берегу долины р. Волги. Ближайшая пристань Сопелки находится в 1 км от месторождения на р. Волге, а ближайшая железнодорожная станция Телищево удалена к ЮЗ на 5,5 км. Географические координаты месторождения (Гинзбург, 1962): 5731/30// -57 45 0.111. 40 4577 -40 45 в.д.
Площадь месторождения пересекает автодорога Ярославль - Кострома и разделяет его условно на Северный и Южный участки.
Исследования охватывают Северный участок. С севера и запада он ограничен руслом реки Великой и ее правым притоком - ручьем Безымянным. А с юга и юго-востока его границами является автодорога Ярославль - Кострома и окраины д. Воробино. На левом борту долины р. Великой, напротив Северного участка расположены деревни Орлово и Сопелки (рис. 49). Они раскинулись на узком (150-300 м) водораздельном участке сразу за которым простирается долина р. Волги. Последняя принимает в себя с правого борта в 3-х километрах ниже по течению от д. Сопелки воды р. Великой.
Для Северного участка Воробинского месторождения общие запасы кварцевых песков в период проведения разведочных работ оценивались в 9,2 млн.м3. Средняя мощность вскрыши на этом участке равняется 4,46 м. Объем вскрыши достигает величины 2,5 млн.м3. Соотношение объемов вскрыши и полезной толщи равно 1:3,7. Размеры залежи: 1,1х 1,4 км. Площадь в контуре подсчета запасов - 125,5 га.
Запасы песков по состоянию на 01.01.1982 г. составляют 20983 тыс. м3, в том числе по категории А - 2422 тыс.м3, по категории В - 3531 тыс.м3 и по категории Сі -15030 тыс.м3.
Геоморфологический район месторождения представляется как территория, расчлененная долинами рек Волги и ее притоков. В районе г. Ярославля р. Волга течет в юго - юго-восточном направлении. Ниже города русло ее отклоняется к востоку и, описывая дугу, протяженностью более 20 км, за пос. Туношна, меняет направление на северо-восточное. Воробинское месторождение расположено в районе этой излучины. От границы Северного участка до р. Волги наименьшее расстояние равно 800 м. Ширина ее русла у д. Сопелки достигает 600 м. На правом борту долины реки выделяется пойма, первая и вторая надпойменные эрозионные террасы.
Пойма затоплена водами Горьковского водохранилища. Ширина долины достигает 12-15 км. Коренной берег, ограничивающий правобережную часть долины р. Волги, удален от ее русла на 8-10 км.
Ширина первой надпойменной террасы р. Волги в районе месторождения, на правом борту долины достигает 3-4 км. Поверхность террасы возвышается над урезом воды в р. Волге на 3-8 м и характеризуется величиной абсолютных отметок, изменяющихся в пределах от 85,0 м до 92,5 м.
На территории первой надпойменной террасы расположено Воробинское месторождение песков. В нее врезана долина р. Великой - правого притока р. Волги.
Ширина второй надпоменной террасы значительно меньше - около километра. Абсолютные отметки ее поверхности изменяются в небольших пределах: 100-102 м, а превышение над урезом воды в р. Волге достигает 18 м. На участке сопряжения месторождения с русловой частью р. Великой, на северозападной его окраине, поверхность террасы ровная, понижается к р. Волге, достигая минимальных отметок 85,0 м-85,5 м.
В южной части месторождения абсолютные отметки поверхности первой надпойменной террасы наиболее высокие - до 92,5 м.
В результате организованного в 1997 году и проводимого по настоящее время первого в области комплексного экологического мониторинга геосреды на участке промышленной добычи песков Воробинского месторождения была создана система режимной наблюдательной сети, включающая гидропосты, репера, наблюдательные скважины. Организована долговременная гидрогеологическая и гидрологическая система слежения за изменчивостью состава и свойств подземных и поверхностных вод, за колебаниями их уровенного режима и взаимосвязями их между собой и водами карьера. Установлено 5 гидропостов: 3 - на р. Великой, 1 - на р. Волге и 1 - в карьере. Пробурено и оборудовано 9 наблюдательных скважин. Выполнена планово-высотная привязка всей сети мониторинга и создана опорная реперная сеть (рис. 50).
Общие представления о геологическом строении Воробинского месторождения кварцевых песков дают материалы исследований по бассейну р. Великой прошлых лет (Гинзбург, 1962, т. 1). Наиболее молодые дочетвертичные образования представлены здесь толщами меловых пород: валанжинского (Kiv), готеривского и барремского (Kih+br) ярусов и останцами верхнего отдела сантонского яруса (Кгв).
В составе слоев нижнего мела присутствуют белые слюдистые пески с тонкими прослоями черной глины, плитками железистого песчаника и светлые глауканитовые пески мощностью до 9 метров (Kjv). Плитчатые железистые песчаники и черные слюдистые глины мощностью до 7 метров характеризуют готерив-барремские слои (Kih+br). Общая мощность осадков нижнего мела достигает 50 метров.
Верхнемеловые (Кгв) осадки представлены песчаными темно-серыми с зеленоватым оттенком глинами, включающими обломки песчаников, и зеленоватыми, черными, светло-серыми слюдистыми песками.
Скважина, пробуренная у д. Орлово, подтверждает эти сведения и дает достаточно полное представление о соотношении останца верхнемеловых отложений с подстилающими их осадками нижнего мела, юры, триаса и перми (Кашлачев, 1947).
На площади Воробинского месторождения песков в строении четвертичных отложений участвуют комплексы ледниковых, водно-ледниковых, аллювиальных и озерных осадков.
По данным разведки (Гинзбург, 1962, т.1), в нижнем течении р. Великой на глинах нижнего мела (Kjh+br) залегают кварцевые пески, представляющие собой продуктивную толщу. Мощность полезной толщи, в пределах границы подсчета запасов, изменяется от 12,5 м до 26,1 м. Преобладающие значения мощности изменяются от 16 до 18 м. Возраст песков точно не установлен.
Сама продуктивная толща представлена слоями в основном светлосерых песков, различающихся по гранулометрическому составу с включением обломков кремней, карбонатных пород, гравия, кварца (10-20 мм) и редко кварцево-глауконитовых песчаников. Масса песков пронизана многочисленными слоями, линзами и прослоями вязких, пластичных светло-серых и зеленоватых глин.
