Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Общие сведения об экологической обстановке в городе Новочеркасске 12
1.1. Физико-географический очерк территории г. Новочеркасска 12
1.1.1. Структура землепользования города 12
1.1.2. Климатические условия 12
1.1.3. Геологическое строение 14
1.1.4. Почвенный покров 17
1.1.5. Геоморфологическая и ландшафтная характеристика 18
1.1.6. Функционально-ландшафтное районирование городской территории 19
1.2. Источники химического загрязнения почв и растительности 24
1.2.1. Загрязнение воздушного бассейна 24
1.2.2. Загрязнение атмосферных и поверхностных вод 34
1.2.3. Загрязнение грунтовых вод 35
1.2.4. Захоронение отходов 37
Глава 2. Методика и объемы проведенных исследований 39
2.1. Объемы выполненных работ 39
2.2. Методика и объемы полевых биохимических работ 40
2.3. Методика и проведение подготовительных и лабораторных работ 42
2.4. Определение фоновых концентраций металлов в почвах города Новочеркасска 43
2.5. Методические особенности камеральной обработки материалов ландшафтно-геохимической съемки 45
2.6. Методические особенности экогигиенических исследований 4Ф
Глава 3. Ландшафтно-геохимическая обстановка территории города новочеркасска 55
3.1. Ландшафтно-геохимическая оценка загрязнения почв 55
3.1.1. Антропогенные ландшафты городской территории и их химическое загрязнение 58
3.1.2. Промышленный район 62
3.1.3. Селитебный (бывший Первомайский) район 64
3.1.4. Пойменная промежуточная зона 68
3.2. Структура геохимического поля городской территории 71
3.2.1. Локальные аномалии 72
3.2.2. Поэлементные геохимические аномалии 74
3.3. Загрязнение почв города специфическими органическими веществами 79
3.4. Радиационное загрязнение почв 83
3.5. Краткая характеристика деградации городских земель 85
3.6. Загрязнение растительности и овощной продукции города 88
Глава 4. Гигиеническая оценка факторов окружающей среды и состояния здоровья населения 104
4.1. Оценка факторов окружающей среды и состояния здоровья населения для выявления зон экологического неблагополучия (обзор литературы) 104
4.2. Гигиеническая оценка степени загрязнения воздушной среды . 131
4.3. Гигиеническая оценка загрязнения почвы 140
4.4. Гигиеническая оценка загрязнения водоисточников питьевого и рекреационного назначения 145
4.5. Гигиеническая оценка состояния здоровья населения 150
4.5.1. Уровень заболеваемости 150
4.5.2. Структура и динамика заболеваемости. Основные демографические показатели 162
4.5.3. Сравнение показателей состояния здоровья населения г. Новочеркасска с городами Ростовской области и России 165
4.6. Влияние химического загрязнения почв тяжелыми и токсичными металлами на заболеваемость населения г.Новочеркасска 167
Заключение 175
Список использованной литературы 178
- Почвенный покров
- Методика и проведение подготовительных и лабораторных работ
- Антропогенные ландшафты городской территории и их химическое загрязнение
- Гигиеническая оценка степени загрязнения воздушной среды
Введение к работе
Актуальность работы. Одной из актуальнейших проблем современности является проблема взаимоотношения общества и природы. Процесс урбанизации и бурное развитие научно-технической революции обусловили нарастающий антропо-техногенный прессинг на окружающую среду, что привело к катастрофическому ухудшению состояния здоровья населения. Все в большей мере становится недостаточным факторное изучение окружающей человека среды с оценкой ее путем сопоставления с гигиеническими нормативами, поскольку на человека оказывают воздействие не отдельные изолированные факторы разной природы, а сложнейшие их сочетания.
Сложная экологическая обстановка и общая структура загрязнения урбанизированной зоны г.Новочеркасска определяется следующими суммарными факторами: 1) глобальным аэральным ореолом рассеяния техногенных продуктов Новочеркасской ГРЭС; 2) локальными ореолами загрязнения и техногенными потоками, обусловленными функционированием отдельных предприятий, а также складов и мест захоронения промышленных отходов. Рассеивание во втором случае носит многофакторньш характер и осуществляется путем заражения воздушной среды, почвы, поверхностных и подземных вод, растительности.
Исходя из этих очевидных предпосылок строилось проведение поэтапных экологических геохимических работ: 1) экологическая ландшафтно-геохимическая съемка территории г.Новочеркасска масштаба 1:25000 на площади 100 км2; 2) магистральное изучение масштаба 1:10000-1:25000 наиболее опасных по зараженности участков промышленной зоны и жилых массивов г.Новочеркасска с целью оперативного снижения техногенного воздействия на окружающую среду; 3) магистральное изучение в масштабе 1:25000 общей зараженности территории выбросами Новочеркасской ГРЭС, заложе- ниє двух магистралей - по вектору розы ветров, проходящему через территорию г.Новочеркасска от ГРЭС (20 погонных км) и перпендикулярно вектору розы ветров в пределах городской территории (10 пог. км).
Очень многие тяжелые и токсичные металлы (медь, свинец, цинк, ванадий и др.), а также специфические органические вещества (ПАУ), загрязняющие почвенный покров, имеют концентрации, превышающие ПДК (ОДК) в 1 и более раз. В связи с этим актуальным становится вопрос о влиянии этих химических элементов на состояние здоровья городских жителей.
Говоря о необходимости проведения комплексных эколого-гигиенических исследований, нельзя не согласиться с Н.Н. Алфимовым (1989), который, ссылаясь на авторитет В.И. Вернадского, напоминает, что мы все более специализируемся не по наукам, а попроблемам. Проблема здоровья человека, по их мнению, объединила представителей многих наук.
Таким образом, приоритетным направлением научной и практической деятельности в области экологии становится изучение, анализ и прогнозиро- :"" -- 9 вание состояния здоровья населения в зависимости от качества окружающей среды, в частности почвенного покрова. Исследователь чаще всего сталкивается с отдельными, фрагментарными исследованиями, беспорядочным нагромождением отдельных фактов, представляющих мозаику случайных, логически не связанных между собой данных. Все вышеизложенное свидетельствует об актуальности избранной темы.
Цель работы. Решение ряда теоретических, методологических и при- ?v; кдадных задач комплексного экологического анализа системы «Окружающая среда - здоровье населения» с выявлением закономерностей формирования причинно - следственных связей, степени экологического неблагополучия территорий от химического загрязнения окружающей среды и обоснованием системы социальных и природоохранных мер (на примере г.Новочеркасска Ростовской области).
Основные задачи исследований: Jcw-л <нат'? ff * і. Общая оценка зараженности почвенного слоя территории г.Новочеркасска '- * ' путем составления карты геохимических аномалий. Выявление локальных и источников загрязнения.
Оценка и характеристика геохимических аномалий - степени загрязнения почв тяжелыми, токсичными металлами, радиоактивными веществами, специфическими органическими веществами и т.п.
Выделение миграционных потоков продуктов загрязнения.
Общая характеристика зараженности территории продуктами выбросов Новочеркасской ГРЭС.
Выявить отдельные взаимосвязи между химическим загрязнением почв и состоянием здоровья населения.
6 Обосновать эколого-геохимические рекомендации для включения в Федеральную целевую программу по оздоровлению окружающей среды и здоровья населения г.Новочеркасска.
Фактический материал и методы исследований. Планомерные площадные ландшафтно-геохимические исследования экологической обстановки г. Новочеркасска стали проводиться с 1991 г. В результате данных исследований, одним из соисполнителем которых был автор, выявлены основные закономерности ландшафтно-функционального строения города и прилегающих территорий. Для получения кондиционной оценки и дешифрирования мозаично-блоковой структуры загрязнения города, был выбран основной масштаб картирования Ы0000 с плотностью отбора проб 80-100 на км при сети 100x100 м. Полевые геохимические исследования проводились в 1991-1994 г.г.
В результате данных работ было отобрано 6728 литохимических проб почво-грунтов; 274 контрольных литохимических проб; выделено и детально описано 218 элементарных площадных ландшафтных подразделений. Пробы анализировались полуколичественным атомно-эмиссионным методом.
В качестве источников информации по заболеваемости и смертности населения использовались данные эколого-гигиенического паспорта города, центра санэпиднадзора г.Новочеркасска и Ростовской области, информационные бюллетени Российского республиканского информационно-аналитического центра, онкологического научного центра РАМН, ежегодные доклады центра демографии и экологии человека, института народнохозяйственного прогнозирования РАН, областного онкологического центра, данные областных отделов здравоохранения Калужской, Тульской, Брянской областей. Методология указанных работ приведена в отдельной главе диссертационной работы.
Научная новизна работы. В рамках Федеральной комплексной про граммы «Экологическая безопасность России» впервые была произведена комплексная ландшафтнр-геохимическая оценка загрязненности почв тяже лыми, токсичными металлами, радиоактивными веществами, специфически ми органическими веществами и техногенными соединениями, не имеющими природных аналогов. Рассмотрены вопросы корреляции и экологической оценки состояния почв и здоровья городских жителей. Была предложена ме тодика проведения комплексных экологических ландшафтно-геохимических исследований урбанизированных территорий. п ^ f^e_ пас П » '' >";« '
Достоверность научных положении подтверждается использованием последних при составлении эколого-гигиенического паспорта г. Новочеркасска, часть подготовленного материала передана в Государственную Экологическую Экспертизу РФ для решения вопроса о получении г.Новочеркасску статуса зоны экологического неблагополучия. Результаты исследования по- лучили подтверждение и прошли Государственную экспертизу по программе экологической реабилитации г.Новочеркасска в 1999 году. Практическое значение работы.
Впервые на картографической основе, методом ландшафтно-геохимичес-ких исследований, проведена оценка степени загрязнения почв города.
Установлено наличие чрезвычайной экологической ситуации по загрязнению почв тяжелыми и токсичными металлами (Си, Pb, Zn и др.) и специфическими органическими веществами (ПАУ).
Материалы ландшафтно-геохимической съемки, в комплексе работ по оценке экологического состояния г.Новочеркасска, легли в основу программы экологической реабилитации г.Новочеркасска.
Научно обоснована и апробирована организационно-методическая схема исследований для геохимической оценки загрязнения педосферы.
Заключение по результатам исследований представлены в рамках Федеральной комплексной целевой программы «Экологическая безопасность России» в Межведомственную комиссию при Госкомприроды, с целью апробации нового проекта РД «Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия».
Подготовлены материалы для эколого-гигиенического паспорта города Новочеркасска.
Часть подготовленного материала передана в Государственную Экологическую Экспертизу РФ для решения вопроса о получении г.Новочеркасску статуса зоны экологического неблагополучия.
Апробация работы и публикации. Основные положения работы доложены и обсуждены на Международной научной конференции «Проблемы геологии и геоэкологии Юга России и Кавказа» (1997 г.), на Международной научной конференции «Проблемы геологии, полезных ископаемых и эколо- гии юга России и Кавказа» (1999 г.), на заключительных конференциях по подведению итогов Областного конкурса на лучшую научную работу по проблемам экологии среди студентов и аспирантов «Экология - Безопасность -Жизнь» в 1998 и 1999 гг., на Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» в г. Томске (1999 г.), школе-семинаре молодых экологов «Геоэкология на современном этапе развития наук о Земле» в ст. Мелиховской (1999 г.), на ежегодных научно-практических конференциях ЮРГТУ (НПИ) (1996-1999 гг.). Работы автора удостаивались дипломов конкурса среди молодых ученых и специалистов Ростовской области на лучшее исследование в области фундаментальных и прикладных проблем современной техники, проводимом Северо-Кавказским научным центром высшей школы и Ростовским отделением Российской Инженерной Академии в 1999 г., а также конкурса на лучшую научную работу по проблемам экологии среди студентов и аспирантов «Экология-безопасность-жизнь» в 1998-99 гг. По теме диссертации опубликовано 8 работ, три находятся в печати.
Основные защищаемые положения. і. Территория города Новочеркасска, по результатам детальных ланд-шафтно-геохимических исследований почв, соответствует зоне чрезвычайной экологической ситуации.
2. С целью детализации характера загрязнения и степени антропогенной нагрузки, на территории экологически неблагополучного города Новочеркасска в результате впервые проведенного ландшафтно-геохимического районирования выделено 218 элементарных ланд-дпафтных элементов, представляющих собой функционально и геохимически однородные блоки-полигоны. з Приоритетными загрязнителями почв ландшафтных элементов JTpo-мышленного района г.Новочеркасска являются цинк, медь, свинж, марганец, олово, серебро, молибден, стронций, барий и бенз(а)пирен. В Первомайском районе - цинк, свинец, медь, фосфор, серебро, литий, олово, никель, кобальт и хром. В Промежуточной (поименно-луговой) зоне - фосфор, серебро, цинк и кадмий.
В г.Новочеркасске точечно-площадные аномалии (Zc > 128) в Северной зоне образованы мышьяком, кадмием, фосфором, ванадием и литием; в Южной зоне - кадмием, висмутом, мышьяком и вольфрамом.
На фоне комплексной загрязненности педосферы города проявляются общие тенденции положительной корреляции химического загрязнения окружающей среды и состояния здоровья городских жителей.
Работа выполнена в Южно-Российском государственном техническом университете (Новочеркасском политехническом институте) под руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора, академика РА-ЕН И.А. Богуша и кандидата медицинских наук, заведующего отделом гигиены Новочеркасского центра Госсанэпиднадзора С.Н. Малыхина. Этим ученым, внимание, ценные советы и дружеская помощь которых во многом способствовали появлению работы, автор выражает глубокую признательность.
Автор благодарит коллег по ЮРГТУ (НПИ) Л.М. Родионову, М.Ю. Черненко, И.И. Сендецкого, А.Е. Болтенко, А.А. Бурцева, СИ. Сьяна, Е.Б. Кафтанатий, Ю.А. Бондареву, Е.В. Малыхину за полезные советы и практическую помощь. Ценные советы и критические замечания получены со стороны докторов геолого-минералогических наук А.И. Гаврипгана, В.Е. Закрут-кина, О.А. Бессонова, кандидатов геолого-минералогических наук М.М. Кур-банова, B.C. Исаева, М.М. Рышкова, от сотрудников ФГУП «Кавказгеолсъ-емка» Н.И. Пруцкого, П.В. Прокуронова, С.Г. Корсакова и др., доктора географических наук Н.И. Коронкевича, а также от других ученых, занимающихся проблемами геоэкологии: Т.А. Хоружей, Е.А. Денисенко, Л.М. Пре-деиной, В.О. Хорошевской, Д.Ю. Шишкиной и др.
Почвенный покров
В соответствии с почвенно-географическим районированием описываемая территория относится к Приазово-Предкавказской провинции, для которой характерно широкое развитие в естественных условиях мицеллярно-карбонатных и сверхмощных предкавказских черноземов. Мощность гумусовых горизонтов достигает 70-100 см, содержание гумуса - до 5 %. По гранулометрическому составу почвы относятся к средне-, тяжелосуглинистым и легкоглинистым черноземам, сформировавшимся на карбонатных лессовидных породах. Емкость поглощения почв равна 22-37 мг/экв, содержания обменного кальция 76-90 %, суммы обменных катионов магния 6-30 %, натрия 0,8-11 %. Достаточное количество тепла и осадков сформировали весьма плодородные черноземы, а обогащение карбонатами за счет материнских пород способствовало созданию высоких буферных свойств. Климатический индекс биологической продуктивности Бк, составляет 90-100 в естественных условиях, а при оптимальном увлажнении - 170-175. В долинах рек широко распространены луговые почвы, солонцы и солончаки. Зональный тип почв на значительной территории города заменен техногенными отложениями, менее нарушенные почвы сохранились по периферии жилого и промышленного районов. 1.1.5. Геоморфологическая и ландшафтная характеристика.
Природные ландшафты г.Новочеркасска находятся на юге Русской равнины и входят в состав Донецко-Южноергенинской провинции, Донецкой и Нижнедонской геоморфологических областей. Исторические рамки городской территории развивались и захватывали возвышенные элементы рельефа, разные в геоморфологическом отношении, но подчиняющиеся требованию - не затапливаться в периоды половодья и разлива р.Дон и находиться в максимальной близости к ней. Исходя из этого, столица Донского края была заложена на вершине и склонах холма, резко возвышающегося над поймой реки Дон.
По периферии с севера, востока и юга Новочеркасского холма отчетливо прослеживается терраса, образованная понтическими известняками-ракушечниками. Ширина террасы до 200-300 м, высота 40-43 м над уровнем р.Тузлов; наиболее выдержана она в северной части холма. Переход от плато к речным долинам осуществляется путем сноса по склонам лессовидных суглинков и скифских глин и формированием делювиальных шлейфов протяженностью до 200-600 м.
Территория Новочеркасского холма расположена на восточной окраине субширотного останцевого неогенового плато. С трех сторон (севера, востока и юга) это плато ограничено поймами рек Тузлов и Аксай. Городская часть плато имеет форму плоской возвышенности с запада ограниченного балками Куричьей и Кундрючей. Максимальные высотные отметки холма 102-104 метра и относительное превышение около 100 метров над поймами рек, имеющими высотные отметки 2,2-3,7 метров над уровнем Азовского моря. Склоны Новочеркасского холма достаточно крутые, изрезаны короткими балками и оврагами, по периферии переходят в обрывы высотой 3-8 метров в местах выхода на поверхность понтических известняков. В пределах старой жилой части города находятся относительно крупные балки: Западенская, Куричья, Кундрючья, Епифановка с более или менее выположенными и задернованными склонами. Северная часть города (бывший Промышленный район) занимает левый пологий склон долины реки Тузлов, представляющий собой водораздельный участок между левыми (северными) притоками реки Тузлова - pp. Грушевской и Кадамовкой. С юга на север этот водораздел поднимается от поймы (отметки 3.5-8.0 метров) до 62-65 метров так, что превышения рельефа составляют 52-55 метров.
Континентальная аккумуляционно-денудационная равнина, развитая в северной части промышленного района, на юге и западе переходит в террасированную равнину рек Тузлов и Грушевка. Первая надпойменная терраса имеет отметки 8-10 м распространена не равномерно. Вторая надпойменная терраса с отметками 16-26 м более распространена и сложена просадочными лессовидными суглинками.
Южный и Северный городские массивы разделены поймой реки Тузлов, шириной 2-3,5 км с высотными отметками на западе 3,5-3,7 метров (ст.Грушевская), на юго-востоке ниже по течению 10 км отметки 2,2-2,4 метра над уровнем Азовского моря. По левому берегу реки Тузлов сохранились участки 1-й (отметки 8-10 м) и И-й (отметки 16-26 м) надпойменных террас. В пределах поймы река Тузлов, скорость течения которой не превышает 0,1-0,2 м/с, довольно активно меандрирует, образуя петли, старицы, протоки.
Пойма реки Тузлов, хотя и входит в городскую территорию, не затронута промышленным и гражданским строительством, прирусловые ее участки заняты дачными массивами и огородами.
Территория г.Новочеркасска представляет собой сложный агломерат жилых массивов с различной архитектурно-планировочной структурой, промышленных предприятий, транспортных магистралей, карьеров, свалок с фрагмен 20 тами и массивами рекреационных участков, органически сочетающихся с естественными ландшафтами.
Исторически столица Донского края ограничена весьма тесными территориальными рамками - 110 км2, при 200 тыс. жителей. Если учесть, что пойма рек Тузлов и Аксай, входящая в черту города, не может быть освоена промышленным и гражданским строительством, то эти рамки окажутся еще тес-нее; фактически 190 тыс. жителей проживают на площади 50 км . Город Новочеркасск входит в десятку крупных городов страны с высокой концентрацией промышленности на единицу площади.
Природные местные ландшафты отчетливо подразделяются на 3 примерно одинаковые по площади ландшафтные зоны: 1- южную (останцевое плато); 2- промежуточную (поименно-луговую); 3- северную (водораздельное плато pp. Грушевка и Кадамовка). К городской территории принадлежит также часть объединенной поймы Дона и Аксая (3,5x8 км) примыкающая с юго-востока к Новочеркасскому плато. Эта территория с антропогенными животноводческим и сельскохозяйственным ландшафтами.
В ближайшей перспективе использование данной территории под промышленное и гражданское строительство крайне проблематично по причине паводков и половодья реки Дон. Высокие концентрации промышленных предприятий и городского населения создают предпосылки для экологической напряженности в городе.
Методика и проведение подготовительных и лабораторных работ
В связи с наличием в опробываемом материале преобладающей глинистой фракции, которая после высыхания в случае отбора пробы из сырого грунта превращалась в хорошо сцементированную массу, измельчение проб производилось вручную в металлическ тугік и включало в себя_не менее трех циклов. После первичной обработки производился отбор представительной лабораторной навески в аналитические пакетики весом до 90-120 г. Далее по схеме обработки проб производилось истирание представительной аналитической навески до размерности фракции менее 0,074 мм, после чего истертый материал направлялся в Центральную лабораторию Государственного геологического предприятия "Южгеология" г.Ростова-на-Дону на спектральный анализ методом испарения (атомно-эмиссионный).
Согласно методикам, изложенным в инструкции «Научного совета по аналитическим методам ...», производимое сжигание в канале ствола электрода на приборе ДФС-8 с решеткой 600 штрихов на 1 мм по ГОСТу 8.326-78 позволяет получать определение основных химических элементов с необходимой точностью и воспроизводимостью, соответствующих II категории. В 1991 г. во всех пробах почво-грунтов производилось определение 40 элементов. Камеральная обработка геохимических данных в 1991-1992 гг. позволила сделать вывод о нецелесообразности дальнейшего определения таких породообразующих элементов как Si, Al, Mg, Са и Fe, присутствующих в почво-грунтах в содержаниях, существенно превышающих точность определения их спектральным методом. Не были обнаружены такие элементы как Hf, Та, Се, La, U и Th. Таким образом, для удешевления работ было решено отказаться от дальнейшего определения вышеперечисленных химических элементов. Определение остальных 31 микроэлемента производилось с точностью, изложенной в табл. 3.
Решение задач определения масштабов загрязнения металлами-поллютантами площади г.Новочеркасска и прилегающих территорий невозможно без определения фоновых концентраций металлов почвенного покрова юга Ростовской области. Однако, сложная картина розы ветров с преобладающим запад-юго-западным ("общедонским") и северо-западным направлениями обусловила региональное загрязнение выбросами Новочеркасской ГРЭС, городов Таганрог, Ростов, Новочеркасск, Шахты и Новошахтинск практически всей территории [ 93 ]. Геохимическое профилирование в непосредственной близости г.Новочеркасска позволило только получить информацию о минимальном уровне регионального загрязнения.
С целью исключения влияния направлений розы ветров, в 1992 г. было проведено специализированное опробование эталонного полигона чернозема в станице_Заплавской. Полученные атомно-эмиссионным анализом результаты, однако, опять не дали ожидаемого результата. Обнаруженные аномальные содержания меди - до 200 мг/кг, свинца - до 100 мг/кг, цинка - до 150 мг/кг и бария - до 1500 мг/кг не позволяют их использовать в качестве фоновой выборки. Поиск, выделение и опробование аналогичных эталонных полигонов на больших расстояниях от г.Новочеркасска и Новочеркасской ГРЭС не представилось возможным из-за трудностей в финансировании.
При обобщении литературных данных нигде не было встречено кондиционных материалов для принятия значений в качестве фоновых. Даже наиболее близкие по географическим параметрам, данные В.В. Приваленко [ 165, 166 ] представляли выборку, отобранную в другой геологической структуре со своей региональной геохимической специализацией. Выход был найден в комплексном привлечении и сопоставлении следующих параметров: а) геохимических характеристик материнских пород для почв города Новочеркасска - лессовидных суглинков (Lvd III) верхнеплейстоценового возраста (пробы отбирались на участках с минимальным уровнем загрязнения поверхности); б) минимального уровня регионального загрязнения; в) учета геохимических свойств (миграционных особенностей) элемен тов - литофильности, халькофильности и сидерофильности; г) нижнего порога обнаружения атомно-эмиссионным (спектральным полуколичественным) анализом химических элементов . Все это после тщательного сопоставления данных и анализа распространенности металлов позволило принять фоновые значения для почв города Новочеркасска .
Антропогенные ландшафты городской территории и их химическое загрязнение
Выделенные 3 ландшафтно-функциональные зоны (компоненты) городской территории (Южная, Промежуточно-пойменная, Северная) неравномерны и неравноценны по своей антропогенной нагрузке, в том числе по загрязнению тяжелыми и токсичными металлами. Данные геохимической съемки М 1:10000 городской территории, проведенные в рамках экологического паспорта города показали сложную мозаичную картину антропогенных геохимических аномалий в селитебной (Южной) и промышленно-селитебной (Северной) зонах города. В то же время однородный и относительно невысокий уровень загрязнения почв тяжелыми металлами и органическими токсикантами характеризует пойменную (Промежуточную) ландшафтную зону. С целью уточнения и детализации характера загрязнения почв Южная и Северндя-шродакие зоны разбиты дополнительно на единичные ландшафтные (элементы (полигоны), ІІ Про- межуточная пойменная зона оценивается по всей площадІ сТШделением пойм реки Тузлов и рек Аксай-Дон.
Ландшафтные элементы селитебной и промышленной зон города представляют собой функционально и геохимически однородные блоки-полигоны, имеющие четкие естественные границы (крупные кварталы, группы кварталов, промплощадки, скверы, парки, зеленые массивы, карьеры, лесозащитные поло-сы и т.п.). В пределах площадных (0,04 - 0,45 км ) ландшафтных элементов сохраняются единые или близкие топографические, архитектурно-строительные, растительные, транспортные и функционально-техногенные особенности. Почва каждого блока-полигона характеризуется аналитической выборкой геохимических данных 25 - 40 проб. Данные по содержаниям тяжелых и токсичных металлов в почвах обрабатывались в рамках одномерной статистической модели. Экологическое состояние почв оценивалось для каждого ландшафтного элемента суммарным коэффициентом Zc загрязнения, согласно "Критериям.... 1992". Для общей топологической модели геохимического загрязнения почв города в масштабе 1:25000 площадной центр тяжести каждого ландшафтного элемента характеризовался средним показателем коэффициента суммарного загрязнения.
Границы каждого ландшафтного элемента имеют четкую азимутальную привязку, азимутально привязаны основные улицы и дороги, входящие в состав ландшафтного элемента. Площадные ландшафтные элементы-полигоны дополнены ландшафтными линейными элементами - ландшафтом автодорожным, выделены отрезки автомобильных дорог с наиболее активным движением транспорта. Данные полевых исследований уточнялись и корректировались при камеральной обработке по картографическому материалу масштабов 1:5000-1:10000.
Территория северного промышленного района разбита на 117 ландшафтных элементов, а на территории южного района выделен 101 ландшафтный элемент; промежуточная пойменная с однородным ландшафтным строением подразделена на поймы рек Тузлов и Аксай::До1ЇГ В промышленном (северном) и селитебном (южном) районах города по функциональным признакам выделены следующие типы ландшафтных элементов: 1.Природный ландшафтный элемент располагается по дальней периферии промышленных участков города, по его окраинам. Ландшафтный элемент характеризуется максимальной открытостью почв территории (90-100 %) и хорошо развитой растительностью (травянистой, кустарниковой, древесной). К этому элементу условно отнесены кладбищенские массивы. Специфической экологической особенностью ландшафтного элемента является его замусорен-ность бытовыми и техногенными отходами, т.к. нередко это неудобные для освоения человеком земли (склоны балок, возвышенностей, выходы коренных пород и т.п.), слабо контролируемые администрацией и санитарно-коммунальными службами города. 2. Природно-селъскохозяйственный элемент выделен только на территории северного района. Это садово-огородные участки, слабо затронутые строительством дачного типа. 3 .Рекреационный ландшафтный элемент, мозаично рассеянный в обоих районах города Новочеркасска, тяготеет к центральным и окраинным участкам территории. В южном (бывшем Первомайском) районе рекреационные ландшафты занимают значительные площади в восточной части Новочеркасского плато. К этому типу элементарного ландшафта относятся парки, скверы, зеленые массивы, рощи, санатории, частично имеющие на своей территории постройки, аттракционы, павильоны, но также и хорошо развитую растительность. 4 . Сельскохозяйственный ландшафтный элемент составляет восточную периферию селитебного южного района и ограниченно присутствует в Восточном микрорайоне и поселке Молодежном. Он представлен садово-огородными участками, виноградниками ОПХ ВНИИВиВ, выпасами, фермерскими хозяйствами. 5. Селитебные элементарные ландшафты составляют обрамление промышленного ядра северного района и занимают большую часть площади южного района. Они представлены жилыми массивами городской территории с разнообразными типами жилых зданий и сооружений преимущественно 2-9-этажной застройки. Массивы жилых кварталов города подвержены активному техногенному/СтрёсСу чВнутри жилых кварталов и массивов расположены гаражи, мелкие предприятия, складские помещения, свалки бытовых отходов, АЗС, хранилища ГСМ. Жилые массивы пронизаны в разных направлениях автотрассами и магистралями с интенсивным движением, значительная часть площадей (от 5 до 80 %) покрыта искусственными покрытиями.
Гигиеническая оценка степени загрязнения воздушной среды
Гигиеническая оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха химическими веществами по биологическому эквиваленту выбросов. С целью ранжирования и выбора приоритетных предприятий проводился расчет биологического эквивалента выбросов (БЭВ) химических веществ, поступающих в атмосферу с выбросами. БЭВ рассчитывался для каждого предприятия по каждому ингредиенту выбросов. По величине БЭВ наибольшую экологическую и биологическую опасность представляют: АО «НЭЗ» (53у6% от общей суммы БЭВ по городу в целом), АО «Коллак» (19,3%) и завод синтетических продуктов (9,9%). Доля остальных предприятий в их неблагоприятном действии на экологическую ситуацию и здоровье населения, по сравнению с вышеуказанными в 4,8 раза меньше.
В городе выбрасывается в атмосферный воздух промышленными предприятиями более 146 органических и неорганических химических веществ, из них 120 имеют ПДК или ОБУВ, в том числе более 40 веществ относятся к первому и второму классам опасности. Из данных таблицы 25 следует, что объемы выбросов в атмосферу промышленными предприятиями неравномерны и варьируют от нескольких тысяч тонн в год до нескольких килограмм. При пересчете величины валового выброса химического вещества в условные единицы БЭВ происходит изменение рангов в сторону их увеличения или уменьшения; ранг не меняется как по объему выбросов, так и по БЭВ только у 7 веществ из 120; диоксид азота, диоксид серы, бензин сланцевый, взвешенные вещества, пропилен, CMC («ЭРА»), триэтаноламин; тогда как у 57 веществ он увеличивается, причем у большей части на 10 и более пунктов, что свидетельствует о преимуществе использования БЭВ по сравнению с величиной общего объема выбросов, чем значительно повышается информативность данных о выбросах в отношении их опасности для здоровья человека [ 119 ].
Для ранжирования территории города по величине БЭВ, на координатно-географическую сетку были нанесены величины БЭВ, в результате чего получены наиболее приоритетные по эколого-гигиенической опасности квадраты, в которых расположены АО «НЭЗ» (квадрат Г-3), АО «Коллак» (квадрат Е-4), завод синтетических продуктов, завод «Нефтемаш» (квадрат В-4) и др. Составлена таблица рангового распределения квадратов координатно-географической сетки территории г.Новочеркасска по суммарной величине БЭВ химических веществ (табл. 26). Полученные квадраты были сгруппированы в пять зон с учетом величины БЭВ. Это позволило выделить районы для выборочных эколого-гигиенических исследований: м/р-н Соцгород, пос. Новосе-ловка, Октябрьский, м/р-н Черемушки .
Таким образом, результаты анализа состояния атмосферы по величине БЭВ (в условных единицах) в различных районах города Новочеркасска, показывают на большую опасность для здоровья населения, проживающего в таких районах города, как пос. Октябрьский, Соцгород и Новоселовка [118].
Гигиеническая оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха по концентрациям химических веществ. Качество атмосферного воздуха оценивалось по уровням загрязнения 8 ингредиентами: пыль, диоксид серы, окись углерода, диоксид азота, сероводород, фенол, формальдегид и бенз(а)пирен.
Известно, что при РР = 2 - 4 появляется риск заболевания для чувствительного контингента населения, таких как беременные женщины, новорожденные, дети раннего возраста и до 7 лет, пожилые люди старше 60 лет, хрони ческие больные, а также появляется изменение функционального состояния организма (преморбидные состояния) [ 117 ].
При РР = 4 - 6 возникает риск заболеть не только чувствительной части населения, но и лицам, первыми из числа прочих реагирующими на химические вещества. За счет этой группы лиц достигается статистически достоверное различие между экспонированным и неэкспонированным населением. При достаточной степени свободы выборки для анализа и статистической обработки, размер этой группы составляет 10-15 % от общей численности населения. В этих районах можно ожидать повышения общей заболеваемости и распространенности ряда нозологических групп заболеваний. По данным ряда литературных источников[ 1, 8, 14, 15, 24, 34 и др. ], здесь следует ожидать рост уровня заболеваемости населения в 1,82 раза и более.
Комплексный показатель загрязнения атмосферного воздуха Р и Катм. составили для микрорайонов Соцгород - 15,7 и 5,09 соответственно, Черемушки -10,9 и 2,42, а для бывшего Первомайского - 9,7 и 2,01.
По данным Севкавгидромета, на стационарных постах наблюдения, за период с 1988 по 1992 годы, среднегодовые концентрации основных загрязнителей достигли: по пыли - 4,4 ПДК, N02 - 5,4 ПДК, S02 - 2,9 ПДК, H2S и формальдегиду - 3,9 ПДК, фенолу - 2,9 ПДК, СО - 8,2 ПДК, бенз(а)пирену - 10,1 ПДК. За исследуемый период в городе увеличился уровень загрязнения воздуха бенз(а)пиреном, формальдегидом, фенолом и окисью азота, а фоновые концентрации превышали предельно допустимые. В 1995 году максимальные разовые концентрации некоторых веществ в разной степени превышали ПДК, в том числе: по бенз(а)пирену в 38,4 раза, РЬ -в 13,6 раза, Си - в 12,5 раза, Ni - в 22 раза, Со - в 8 раз, Cd - в 1,7 раза, Zn - в 8,4 раза.
