Введение к работе
Актуальность темы
Конец ХХ-го начало ХХ1-го века - время, когда экология проходит красной нитью развития, как отдельных городов и стран, так и континентов в целом. Человечество достигло того уровня развития, когда игнорирование последствий техногенеза стало чрезвычайно опасным. В конечном итоге «если воздухом нельзя дышать, воду нельзя пить, а пищу нельзя есть, то все социальные проблемы теряют свой смысл». Человек — единственное существо на Земле, чьи отходы хозяйственной деятельности природа не способна переработать без ущерба для экосистемы. На урбанизированных территориях существенно и не в лучшую сторону изменены все природные оболочки среды обитания. Атмосфера, поверхностные и подземные воды, почва, растения — на всем лежит печать бурной деятельности человека. Мы изменяем среду обитания, хотя декларируем, что «природа знает лучше» среда обитания изменяет нас, поскольку «ничто не дается даром». Нежелание человечества «платить по счетам» по отношению к природе приводит к многочисленным катаклизмам, уносящим тысячи жизней. Рост онкозаболеваний и болезней органов дыхания, рождение детей с хромосомными аберрациями и врожденными пороками развития, рост числа инвалидов-детства вот далеко не полный перечень последствий игнорирования отдачи долгов природе. По данным РАН, в России здоровыми являются меньше четверти новорожденных, у 30% выявлены генетические нарушения.
В России не так много курортов федерального значения, всего около 40. Один из них — Кисловодск, входящий в состав особо охраняемого эколого-курортного региона РФ — Кавказские Минеральные Воды (КМВ). Согласно принятой в 2002 году в России экологической доктрине, в связи с постоянно растущими темпами антропогенного воздействия на природные комплексы, требуется «совершенствование системы показателей, создание методологии экологического мониторинга, включая комплексную оценку состояния окружающей среды».
Несмотря на режим особой охраны, в последние годы по ряду причин, экологическая ситуация на курорте существенно ухудшилась. На сегодняшний день, в городе контроль состояния окружающей среды заключается в разрозненном, недостаточно полном санитарно-гигиеническом мониторинге почв, атмосферы и минеральных вод.
С целью объективной оценки состояния окружающей среды необходимо проведение системного анализа экологического состояния зоны гипергенеза курорта.
Зона гипергенеза — зона сочленения литосферы, гидросферы, атмосферы, в пределах которой сформировалась биосфера в условиях относительно низких температур, давления, наличия свободной воды и кислорода, что необходимо для существования сложных белковых молекул, составляющих основу жизни.
Цель и задачи исследований
Целью диссертационной работы является:
- системный анализ экологического состояния зоны гипергенеза включающий экологическую оценку воздушного бассейна, поверхностных водотоков, грунтов и подземных вод г. Кисловодска;
- изучение динамики эколого-зависимых заболеваний населения. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
Эколого-аналитическая оценка состояния воздушного бассейна, почв, поверхностных и подземных вод г. Кисловодска.
Совершенствование методики мониторинга малых рек и грунтов с учетом специфики города-курорта.
Изучение экологического состояния функциональных зон города, выявление ксенобиотиков в воздухе, реках, грунтах и подземных водах.
Изучение процессов геофильтрации и миграции загрязняющих веществ в грунтовых водах.
Оценка «ответной реакции» населения на антропогенное загрязнение среды обитания. Анализ влияния поллютантов присутствующих в зоне гнпергенеза города на здоровье населения.
Составление кадастра источников антропогенного загрязнения среды. Разработка мероприятий по стабилизации экологической обстановки на курорте.
Методы исследования и достоверность полученных результатов.
В работе применялись наземные методы экологического мониторинга: физико-химические методы, биоиндикация, методы статистической и математической обработки данных, математическое моделирование.
Достоверность полученных результатов подтверждена аккредитациями лабораторий на данные виды исследований, сходимостью полученных результатов.
Основные научные результаты и положения, выносимые на защиту:
-
Совершенствование методики системного подхода к оценке экологической ситуации объекта исследования по всем средам.
-
Оценка ответной реакции населения на экологическую ситуацию, сложившуюся на курорте.
-
Разработка математической модели геофильтрации и миграции подземных вод верхней пвдродинамической зоны. Оценка масштабов площадного загрязнения грунтовых вод.
-
Обоснование критериев выбора ПДК для отдельных сред (атмосфера, поверхностные и грунтовые воды) зоны гнпергенеза.
-
Разработка комплекса мероприятий способствуюіщгх улучшению экологической ситуации в г. Кисловодске.
Научная новизна работы
-
Впервые в г. Кисловодске осуществлен системный анализ включающий исследование антропогенного загрязнения всех природных сред зоны гнпергенеза с выявлением источников поступления в них поллютантов.
-
Обоснованы критерии выбора предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ для города-курорта федерального значения.
-
Усовершенствованы методики проведения мониторинга воздушного бассейна, рек и грунтов курортного региона, определены индексы загрязнения ат-
мосферы (ИЗА), вод горных рек (ИЗВ), рассчитаны лимитирующие показатели вредности (ЛПВ) и суммарные показатели загрязнения грунтов (Zc) курорта.
-
На основе выполненных анализов природных сред оценена острота экологической ситуации каждой из сред зоны гипергенеза и степень экологического риска для населения.
-
Построена математическая модель геофильтрации и миграции загрязнённых грунтовых вод.
-
Обоснован комплекс приоритетных мер по оздоровлению городской среды и улучшению качества основных курортообразующих факторов.
Практическая и научная значимость, и реализация результатов работы.
Полученные в результате проведенных работ данные представляют интерес с точки зрения методик комплексного мониторинга урбанизированных территорий и могут лечь в основу экологического паспорта курорта. Результаты исследований могут быть использованы природоохранными службами на других аналогичных курортных регионах, при проведении мероприятий по улучшению качества городской среды обитания, а также в процессе разработки генерального плана города с целью снижения экологического риска для населения. Разработанные подходы могут быть использованы природоохранными ведомствами при изучении условий и факторов формирования участков экологического риска других населенных пунктов.
Апробация работы, публикации
Результаты работы использовались при оценке эксплуатационных запасов минеральных вод Березовского и Центрального участков Кисловодского месторождения лечебных минеральных углекислых вод (протокол Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых РФ № 827 от 20.04.2002 г., протокол ГКЗ РФ № 1442 от 31.08.2007 г.). Результаты работ докладывались на научно-технических конференциях:
-
I Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Наука-основа инновационного развития современного общества» (Тольятти, 2010);
-
IV Всероссийская научно- практическая конференция «Стратегия устойчивого развития регионов России» (Новосибирск, 2011);
-
II Международная научно-практическая конференция «Проблемы рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды» (Махачкала, 2011);
-
Национальный научный форум «Нарзан-2011» «Техногенные процессы в гидролитосфере» (Кисловодск, 2011);
-
IV Международная научная конференция «Системный синтез и прикладная синергетика» (Пятигорск, 2011);
-
Международная молодежная научная конференция «Математическая физика и ее приложения» (МФП-2012) (Пятигорск, 2012).
По теме работы опубликовано 13 научных статей, в том числе 7 в журналах из перечня, рекомендованного ВАК Министерства образования и науки РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 179 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 6 глав, заключения, библиографического указателя, включающего 178 источников, в том числе 3 иностранных автора и шести приложений. Диссертация иллюстрирована 33 таблицами и 68 рисунками.
