Озеленение санитарно-защитных зон промышленных предприятий (на примере УК МК ТОО "Казцинк")

По склонам и долинам горных рек встречаются рощи из тополя, осины, ивы и изредка березы; в подлеске кустарник: черемуха, жимолость тамарская, шиповник. На южных склонах растут яблони и боярышник.

Таким образом, основные характерные черты климата в районе Усть-Каменогорска, влияющие на формирование экологической обстановки в городе сводятся к следующему:

- расположение Усть-Каменогорска в долине реки Ертис, открытой практически только в западном и северо-западном направлении, определяют преобладающее направление ветров западных, северо-западных и юго-восточных румбов;

-антициклональный характер погоды, обуславливающий малооблачную и безветренную погоду, наблюдается в 60% случаев и обычно проявлен в декабре - феврале, а в июне - августе нередко образуются термические депрессии, также характеризуемые малооблачной погодой со слабым ветром, когда загрязнение воздуха возрастает;

- температурный режим характеризуется большими суточными и межсезонными колебаниями температуры. Повторяемость инверсий температуры воздуха в пограничном слое в течение всего года составляет более 50. В приземном слое атмосферы наиболее часто инверсии температуры наблюдаются с ноября по февраль, а также с июля по сентябрь.

Таким образом, физико-географическое положение района исследования и климатические условия способствуют задержанию в атмосферном воздухе загрязняющих веществ.



2.3 Влияние загрязняющих веществ УК МК ТОО «Казцинк» на растения в санитарно-защитной зоне предприятия

Развитие растений тесно связано с условиями окружающей среды. Температуры, характерные для данного района, количество осадков, характер почв, биотические параметры и даже состояние атмосферы - все эти условия, взаимодействуя между собой, определяют характер ландшафта и виды растений являющихся его частью. Если окружающие условия изменяются, то изменяется и растительный мир. Изменения способна вызвать даже разница в количестве осадков, выпадающих в разные годы. Если изменение условий очень значительны, то растения, обладающие большой чувствительностью к таким изменениям, испытывают стресс и, в конечном счете, могут погибнуть. Значительные изменения даже какого-либо одного параметра могут приводить к гибели растений.

В нормальных условиях в атмосфере содержится огромное число компонентов - как газообразных, так и в виде аэрозолей. Помимо основных компонентов - кислорода и азота, а так же важного, но присутствующего в меньших количествах диоксида углерода, воздух содержит различные химические соединения, которые следует рассматривать как загрязнения. К ним относятся некоторые углеводороды, выделяемые самими растениями, а также серосодержащие соединения, являющиеся продуктами жизнедеятельности бактерий. Установлено, что такие биогенные источники ответственны за 11% от общего количества диоксида серы, попавшего в атмосферу. Оставшаяся часть образуется в результате деятельности человека, то есть поступает из антропогенных источников.

В атмосфере обычно присутствуют оксиды азота. Они в основном образуются при электрических разрядах молний и в результате биологического окисления, главным образом бактериями. Из искусственных источников поступает только около 10% общего количества оксидов азота. Тем не менее, эти источники весьма существенны, поскольку вблизи городских центров происходит концентрация загрязнений в атмосфере.

Таким образом, предшественники многих основных загрязняющих веществ уже имеются в обычных условиях в атмосфере. Поскольку растения развивались в присутствии таких соединений в обычных концентрациях, в этих условиях редко наблюдаются какие либо отрицательные воздействия на них. Эти воздействия обнаруживаются только тогда, когда концентрация загрязнений оказывается выше допустимого порогового уровня.

Такое превышение может произойти во многих случаях. Одним из наиболее наглядных примеров являются местности, расположенные около металлургических заводов, где для атмосферы характерны высокие концентрации оксидов серы и тяжелых металлов. В этих условиях многие растения неспособны к выживанию.

После того, как повреждению подверглось достаточно большое число растительных клеток, симптомы становятся видны невооруженным глазом. Но зачастую выявление истинной причины повреждений во многих случаях является нелегкой задачей. Влияние оказывают и такие факторы, как присутствие различных организмов или вирусов, распределение поврежденных растений и то, в каком органе произошло повреждение, чувствительность растений к предлагаемому загрязняющему соединению, характеристики почв и местности, а также историю развития данной культуры или общее состояние экосистемы.

Можно отметить, что роль диагностики в процессе исследования влияния загрязняющих веществ на растительность столь же велика как для любой другой науки.

Поэтому для выявления последствий воздействия определенного химического вещества на растение были проведены лабораторные исследования на базе ВКГУ, где растения подвергались воздействию одного конкретного вещества в высокой концентрации и изучались последствия этого воздействия. Были выбраны характерные для выбросов изучаемого предприятия вещества.

Таким образом, цель лабораторного исследования: определение устойчивости растений к сернистому газу, хлору в насыщенной микросфере. Части растений для проведения опыта были собраны в санитарно-защитной зоне УК МК ТОО «Казцинк».

Для проведения опыта в длинную пробирку насыпают сульфит натрия (Na₂SO₃) (перманганат калия (КMnO₄)). На пробирку надевают колбу донышком вверх так, чтобы пробирка касалась дна. Затем колбу переворачивают и пробирку вынимают. На дне колбы остается небольшая горка сульфита. Рядом с сульфитом на дно осторожно устанавливают длинным пинцетом тигель с серной кислотой (H₂SO₄) (соляная кислота(HCl)). Берут пучок листьев определенной древесной породы, черешки обвязывают ниткой, опускают в колбу таким образом, что бы листья висели, не соприкасаясь с колбой. Колбу закрывают пробкой так, что бы нитка оказалась между пробкой и колбой. Пробка должна быть изолирована пластилином. Резким движением колбы опрокидывается тигель с кислотой на сульфат, время химической реакции замеряется. Производится постоянное наблюдение за изменениями листьев растений. Через определенное время растения вынимаются и повреждения описываются.

При определении устойчивости растения к сернистому газу (SO₂) наблюдается быстрая реакция выделения газа. На листьях опытного растения заметны изменения, характерные для хлороза: появление бледно-желтой окраски листовых пластин и побегов. Это происходит вследствие того, что в листьях, подвергшихся влиянию двуокиси серы, резко падает содержание хлорофилла, существенно нарушается структура хлоропластов.

Реакция идет по следующему уравнению:

Na₂SO_{3 +} H₂SO_{4 =} Na₂SO₄ + SO_{2 +} Н₂О

В промышленных районах города можно наблюдать большое количество деревьев со схожими признаками хлороза вследствие кислотных дождей, атмосферных выбросов и под влиянием тяжелых металлов, фторидов.

При аналогичном определении устойчивости растения к хлору (CI₂) наблюдаются проявления признаков некроза: при выделении газа на листовых пластинах растения появляются «жженые» пятна. Наблюдается точечный некроз. Ткани отмирают.

Реакция идет по следующему уравнению:

2КMnO₄ + 16 HCl = 2КCl + 2MnCI₂ + 5CL₂ + 8 Н₂О

Опыт наглядно показывает последствия воздействия на растение того или иного вещества, однако, в урбанистической среде действует комплекс различных токсичных химических веществ, вызывающих интегральный характер ответных реакций организмов, которые:

- суммируют все без исключения воздействия вредных веществ в окружающей среде и отражают ее состояние в целом;

- выявляют наличие в окружающей природной среде комплекса загрязнителей;

- в условиях хронической антропогенной нагрузки могут реагировать на очень слабые воздействия в силу аккумуляции дозы;

- фиксируют скорость происходящих в окружающей среде изменений;

- указывают пути и места скоплений различного рода загрязнений в экологических системах и возможные пути попадания этих веществ в организм человека.

Поэтому важнейшей составной частью экологического мониторинга окружающей природной среды является биомониторинг -- система наблюдений, оценки и прогноза различных изменений в биоте, вызванных факторами антропогенного происхождения. Биомониторинг делает возможной прямую оценку качества среды и является одним из уровней последовательного процесса изучения здоровья экосистемы.

Для оценки химической нагрузки на фитоиндикатор используют разные его признаки (характеристики). Самым распространенным и наиболее простым в исполнении является морфологический подход. В различных литературных источниках в качестве индикационных признаков рекомендуется использовать величину годового прироста основного побега, длину листовой пластинки, размеры генеративных органов ^[15].

Наиболее чувствительны к качеству атмосферного воздуха лишайники и хвойные породы деревьев. Поэтому чтобы оценить различия во влиянии воздушной среды в санитарно-защитной зоне УКМК ТОО «Казцинк» и других районах города Усть-Каменогорска ученые-экологи провели исследование, в котором использовали в качестве растения-биоиндикатора - сосну обыкновенную, произрастающую в районе исследования.

Информативным признаком определенного уровня загрязнения атмосферы является состояние хвои: изменение окраски (хлороз, пожелтение), преждевременное увядание хвои и дефолиация, время жизни, наличие некротических пятен ^[16]. При этом форма и цвет некротического пятна является специфической реакцией на определенный вид загрязнения, а доля пораженной поверхности хвоинки может быть использована для количественной оценки реакции фитоиндикатора. Для индикационных целей могут быть использованы также морфологические и анатомические характеристики хвои сосны.

Для исследования были подобраны 5 участков сосновых насаждений, располагающиеся как в условиях сильного загрязнения - санитарно-защитная зона УКМК «Казцинк», так и на мало загрязняемой территории (более удаленной от источника выбросов в атмосферу).

Чтобы установить динамику изменения влияния антропогенного воздействия по сезонам, отбор проб хвои сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) проводили: осенью (октябрь, 2012 г.), зимой (декабрь, 2012 г.), весной (апрель, 2013 г.) и летом (август, 2013г.).

На открытом месте были выбраны сосны, растущие недалеко друг от друга. На каждом из пяти участков было исследовано по 4 деревьев со средним возрастом около 10-15 лет. Разбор хвои проводили в лаборатории ФРГП «Казгидромет» по ПХВ на ВКО, где при проведении исследования внимательно осмотрели хвою и с помощью микроскопа и по шкале оценки повреждения, представленной в таблице 2, определи класс повреждения и усыхания хвои.

Таблица 2 Шкала определения степени повреждения хвои

№	Значения	Класс повреждения (некрозы)	Класс усыхания хвои
1.	А - хвоя без пятен, нет сухих участков	I	I
2.	Б - хвоя с небольшим числом мелких пятен, нет сухих участков	II	I
3.	В - хвоя с большим числом черных и желтых пятен, усох кончик 2-5 мм	III	II
4.	Г - усохла треть хвои	-	III
5.	Д - усохло более половины длины хвои	-	IV
6.	Е - вся хвоя желтая и сухая	-	IV

Значения таблицы наглядно проиллюстрированы на рисунке 9.

Рисунок 9 Виды повреждения и усыхания хвои

Образцы проб (хвоя сосны обыкновенной) для биологического анализа состояния атмосферы, как говорилось ранее, были собраны с пяти точек:

1. Алея у УК МК «Казцинк»;

2. Привокзальная алея на Защите;

3. КШТ проспект Сатпаева;

4. Аблакетка ул.Островского

5. Парк «Жастар».

На рисунке 10 указано местоположение участков отбора проб на карте города Усть-Каменогорска.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 10 Местоположение участков отбора проб в городе Усть-Каменогорск.

Для получения достоверных результатов из каждого дерева отобраны по 100 хвоинок. Отобранные образцы проб по каждому дереву были разложены на специальные подписанные бумажные пакетики. На рисунке 11 представлены фотографии с места отбора проб в г Усть-Каменогорске.



Рисунок 11 Отбор проб хвои сосны обыкновенной (апрель, 2013 год)

По результатам исследования было выявлено что выбранные участки города Усть-Каменогорска имеют разные показатели по морфометрическим качествам хвои - рисунок 12.

А В С

Рисунок 12 Микроскопический снимок хвои сосны обыкновенной в точках исследования (А - хвоя без повреждений и пятен; В - усох кончик хвои 3-6 мм, III класс повреждения; С - вся хвоя усохшая, І? класс усыхания)

Исследования состояния хвои сосен, произрастающих в участках обследования показали следующие результаты:

1) Участок №1 - Алея у УК МК ТОО «Казцинк». На данном участке исследования большая часть хвоинок - 35% с небольшим количеством (1-2) мелких пятен желтого цвета, количество хвои со значительным числом черных и желтых пятен составляет 22%, а также на этом участке обнаружены хвои с пятнами во всю ширину хвоинки, из отобранных образцов хвои 5% - сухие. По данным результатам определен класс усыхания и повреждения хвои на участке №1. Данный участок по состоянию хвои сосны обыкновенной можно отнести к III классу повреждения (КП), а класс усыхания хвои - ІІІ-IY.

2) Участок №2 - Привокзальная алея на Защите. На этом участке четверть отобранной хвои по результатам анализа (25%) - хвоя с небольшим количеством мелких пятен, нет сухих участков, на участке также преобладает хвоя со значительным числом черных и желтых пятен с усохшими кончиками 2-5 мм. Зафиксированы хвоинки, где более половины длины хвои усохла. Таким образом, на данном участке класс повреждения хвои - ІІ, класс усыхания хвои - III.

3) Участок №3 - КШТ проспект Сатпаева. По сравнению с прежними участками состояние хвои в участке №3 более удовлетворительное. На участке 70% общего количества хвоинок без пятен, зеленого цвета. На остальных - 30% - пятна на хвоинках - мелкие; желтого цвета, а также незначительное количество хвои усохшое. Класс повреждения хвои - II. Класс усыхания хвои - II.

4) Участок №4 п.Аблакетка, ул.Островского. Данный участок самый отдаленный от города. Среди отобранных образцов хвои большое количество - 80% без пятен и без сухих участков, а остальные 20% - хвоинки с небольшим числом мелких пятен. По сравнению с остальными участками исследования в данном участке не обнаружены усохшие хвоинки. Класс повреждения хвои - I. Класс усыхания хвои - I.

5) Участок №5 - парк «Жастар». От общего числа проб - 77% не поврежденные, без пятен, в остальных 23% хвоинках - есть небольшие желтые пятна, начинают усыхать кончик хвои. Класс повреждения хвои - I-II. Класс усыхания хвои - I.

Результаты анализа проб хвои сосны обыкновенной показали, что в участках, где зафиксированы наиболее высокие концентрации загрязняющих веществ, собранные образцы были более подвержены повреждению и усыханию. Среди пяти участков исследования наиболее поврежденной хвоя была в районе УМ МК ТОО «Казцинк» и в районе Защиты. На данных участках преобладают III и IV классы усыхания хвоинок.

В пробах районов Аблакетки и КШТ преобладают хвоинки без пятен и не обнаружено сухих участков. Таким образом, в следующих точках исследования: парк «Жастар», п.Аблакетка, КШТ практически отсутствуют III и IY классы повреждения и усыхания хвои.

Указанные различия в изменениях хвои свидетельствуют о сильном стрессовом влиянии аэротехногенной нагрузки на сосновые деревья, что приводит к нарушению стабильности развития ассимиляционных органов. Вместе с тем визуальные признаки повреждения хвои аэрополлютантами в целом незначительны, что подтверждает данные о высоком адаптивном потенциале сосны на данном этапе онтогенеза в условиях г.Усть-Каменогорска.

Таким образом, на основании пространственной характеристики биологического анализа можно сделать следующий вывод: антропогенная нагрузка на атмосферный воздух на участках исследования напрямую влияет на живые организмы, в том числе на объект исследования - сосну обыкновенную. Из проведенных исследований видно: на участках где зафиксированы высокие концентрации загрязняющих веществ доминируют высокие III-IY классы усыхания хвои.

Биоиндикация состояния воздушной среды по комплексу признаков хвойных (на примере сосны обыкновенной) может быть рекомендована в качестве основного способа фитомониторинга при оценке дальности влияния металлургического производства в зимнее время.

По результатам исследования морфологических параметров сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) степень хлорозов и некрозов хвои обратно пропорциональна расстоянию от источника загрязнений, продолжительность жизни и масса хвоинок увеличиваются при удалении от источника.

Кроме того, исследованием установлено, что дальность влияния металлургического комбината, установленная методами биодиагностики, в три раза превышает площадь, полученную по методике расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ.

Таким образом, зона негативного влияния вредных загрязняющих веществ УКМК ТОО «Казцинк» распространяется за пределы санитарно-защитной зоны, предусмотренной нормативными актами.

2.4 Проблемы по организации средозащитного озеленения на предприятии

Город Усть-Каменогорск характеризуется значительной загрязненностью воздушного бассейна примесями, характерными для города с развитым металлургическим комплексом. По загрязнению сернистым ангидридом город находится на одном из первых мест. Из числа наиболее превышающих предельно допустимую норму загрязняющих веществ диоксид серы составляет 20%. На воздушный бассейн города основное воздействие оказывают выбросы УК МК ТОО «Казцинк» и ОАО «AES Усть-Каменогорская ТЭЦ».

В условиях слабой вентиляции города (средний процент штиля 48%) ключевая роль принадлежит специальным мерам по защите селитебных территорий от вредных воздействий металлургического комплекса, который являются основным загрязнителем в г. Усть-Каменогорске и источниками выбросов диоксида серы, оксида углерода, аммиака, сероводорода, фенола, хлора, углеводорода, сероуглерода, фтор содержа-щих соединений, серной кислоты, аэрозольной пыли и мно-гих других вредных веществ.^[21]

Одной из таких мер является создание и обустройство санитарно-защитных зон вокруг предприятий-загрязнителей. Однако при исследовании существующей СЗЗ вокруг УК МК ТОО «Казцинк» выявлен ряд проблем, которые снижают эффективность этой важной средозащитной меры.

Первая и основанная проблема - это недостаточность территории для организации необходимой структуры средозашитного озеленения в санитарно-защитной зоне.

Введенный в строй в 1954 году Усть-Каменогорский металлургический комплекс состоит из цинкового завода мощностью 162 000 т/год, свинцового завода мощностью 140 000 т/год и аффинажного производства. Производственные площадки находятся в черте города Усть-Каменогорска в пределах Северной промзоны. Все три производства имеют общую инфраструктуру и территорию. Однако в то время, когда разрабатывался проект по строительству производственных мощностей УКМК ТОО «Казцинк» существовали другие санитарные правила по организации СЗЗ, кроме того вопрос влияния загрязняющих выбросов не стоял так остро и экологические последствия не были достаточно изучены.

Результатом явилось существующее на сегодня положение, когда в санитарно-защитной зоне предприятия оказались жилые дома, которые с одной стороны подвергаются сверхнормативному воздействию вредных химических выбросов предприятия, с другой стороны существующее планировочное решение городской застройки в районе Северного промышленного узла исключает возможность выполнить все необходимые и установленные нормативами мероприятия по организации санитарно-защитной зоны.

В Приложении Д представлена карта функциональных зон г.Усть-Каменогорска и его окрестностей. Желтым цветом на карте обозначены участки жилой застройки, серым - промышленная застройка. Наглядно можно убедиться, что жилые районы располагаются в непосредственной близости от предприятия, отдельные дома попадают в санитарно-защитную зону, как и сказано выше. При измерении расстояний по карте выяснилось, что ближайшие жилые дома находятся в 300-350 м от границы УКМК ТОО «Казцинк».

Следует отметить, что существует программа переселения людей из домов, попавших в санитарно-защитную зону, в район КШТ. Однако на сегодняшний день реально еще никого не переселили и можно считать, что вопрос находится в стадии решения, конкретные сроки еще не названы. Следовательно, проблема существующей планировки городской застройки пока не решена и выполнение всех необходимых требований по организации санитарно-защитной зоны не представляется возможным.

Следующими важными проблемными аспектами существующей санитарно-защитной зоны УКМКТОО «Казцинк», выявленными в рамках данной работы является сама организация средозащитного озеленения и его состояние.

В этой связи первое, что необходимо отметить - это деструкция ландшафта санитарно-защитной зоны предприятия. Она проявляется в неудовлетворительном состоянии практически всех видов зеленых насаждений СЗЗ.

И основная проблема, которая бросается в глаза любому человеку, даже не специалисту - это неудовлетворительное состояние некоторых древесных растений. Так, в санитарно-защитной зоне много деревьев с обрезанными вершинами, обрезанными крупными боковыми ветками, также большое количество деревьев имеют необрезанные засохшие части. Это сказывается на функциональности средозашитного озеленения в целом, поскольку уменьшение размера крон деревьев уменьшает также и пользу, которую ожидают от этих растений в СЗЗ. Количество поврежденных таким образом деревьев можно оценить приблизительно в 30%. То есть из каждых 10 деревьев - 3 находятся в вышеописанном нарушенном функциональном состоянии.

Кроме этого, присутствуют деревья с дуплами, с большими участками отсутствия коры на стволах, с признаками заболеваний.

Причин этого может быть несколько:

- главная - это конечно влияние загрязненной среды, в которой размещены эти деревья, несомненно оказывающей отрицательное действие на жизнеспособность растений, она сокращает продолжительность их жизни в целом и уменьшает устойчивость к различным заболеваниям в частности;

- вторая причина - это отсутствие должного ухода за древесными растениями - не соблюдается режим полива, удобрения насаждений, не используются мероприятия преобразования, мелиорации земель и другие меры ухода и регулирования (например подбор культур);

- третья причина - это нарушения травяного покрова почвы; как известно именно травяная растительность создает почвенную среду с необходимыми экосистемными компонентами для обитания древесных культур.

И здесь следует обратить внимание на второй признак деградации и деструкции ландшафта санитарно-защитной зоны предприятия - нарушение травяного покрова. Это выражается в том, что повсеместно присутствуют участки голой почвы без какой-либо растительности. Размеры таких участков достигают местами до 1-1,5 м². Есть участки, которые меньше по размерам, но в целом отсутствие травяного покрытия можно оценить как 25-35% от общей площади.

Причинами такой деградации также может быть несколько:

- вредное влияние выбросов предприятия, которые приводят к повреждению растения;

- также отсутствие должного ухода за насаждениями;

- и третья причина - это неправильный выбор насаждений; дело в том, что травяное растение перестает размножаться семенами в среде, насыщенной соединениями серы, то есть фактически теряет репродуктивную функцию семян, следовательно, отжившие растения отмирают, а новые не всходят - и происходит вымирание популяции травяных растений.

Кроме того, в насаждениях (старых и новых) не соблюдается технология посадки, совместимость растений. Густо посаженные древесные растения теряют густоту кроны, боковые ветки, деформируется ствол.

Следует также отметить, что при проектировании и создании зеленых насаждений в санитарно-защитных зонах нормативными актами определены основные требования по размещению, структуре и эксплуатации.

В частности «в районах, где по природно-климатическим условиям зеленые насаждения требуют постоянного полива при эксплуатации, поливочная сеть проектируется постоянной, в остальных районах - временной, из расчета регулярного полива насаждений в первые 4 - 5 лет после посадки. Кроме того:

- определяются штаты производственного персонала по уходу за насаждениями, потребность в машинах и механизмах для ухода;

- решаются вопросы организации озеленительных работ;

- определяется стоимость озеленения;

- составляется пояснительная записка, в которой кратко излагается содержание проекта».^[5]

Перечисленные основные требования должны быть положены в основу деятельности по озеленению санитарно-защитной зоны и обеспечению его эффективного функционирования.

В заключение хотелось бы отметить еще одну важную проблему, касающуюся деятельности по организации средозащитного озеленения в УКМК ТОО «Казцинк». Территория самого предприятия озеленена очень незначительно, не более 2% от общей площади, занятой про производство. Если рассмотреть территорию предприятия на снимках со спутника, то видно полное отсутствие хоть как-нибудь заметных насаждений, то есть зеленого цвета внутри ограждения предприятия не наблюдается. Это оказывает отрицательное влияние не только на работников самого предприятия, но и на функционирование санитарно-защитной зоны в целом, поскольку в этом вопросе важен комплексный подход и максимальное использование возможностей средозащитного озеленения для дезактивации вредных химических веществ и очистки воздушных масс.

Таким образом, средозащитное озеленение СЗЗ предприятия много лет обновляется хаотично, без привязки к особенностям вредного производства, без учета совместимости растений и особенностей ухода за ними.



Заключение

Проводились и проводятся большие исследовательские работы по защите воздушного бассейна от загрязнения вредными промышленными выбросами. Проведена санитарная классификация промышленных предприятий, установлены научно обоснованные предельно допустимые концентрации вредных выбросов, приняты определенные размены санитарных разрывов между промышленными предприятиями и жилой территорией, разработаны и узаконены различные нормы проектирования и застройки городов и населенных пунктов, сконструированы, совершенствуются и устанавливаются пыле-, дымо- и газоуловители, проводились и углубляются разработки вопросов повышения действенности санитарно-защитных зон, осуществляется и ряд других мероприятий. На исследовательские работы и практические мероприятия государство выделяются огромные средства.

Несмотря на значительные достижения, общая разработка проблемы все еще отстает от бурного развития промышленности и транспорта, и поэтому атмосферный воздух в промышленных районах и городах продолжает загрязняться вредными выбросами, а их концентрации в ряде случаев превышают установленные предельно допустимые. С развитием промышленности загрязнение атмосферного воздуха стало проблемой, которая не может не интересовать все наше общество.

Наиболее сильно загрязняют воздушный бассейн металлургические комбинаты. Загрязняющие вещества не только поднимаются в воздух, но и в большом количестве оседают на поверхность Земли. При ветре они вторично поднимаются в воздух, накапливаются в почве, на овощах и травах, тем самым отравляя травоядных животных. Медеплавильные комбинаты ежесуточно выделяют в атмосферный воздух 500--600 т сернистых соединений, десятки тонн токсичной пыли, содержащей мышьяк, медь и свинец.

Создаваемые на базе медеплавильных комбинатов предприятия по производству суперфосфата и серной кислоты дополнительно выбрасывают аэрозоли серной кислоты, пары фосфорной кислоты и фтористые соединения. В связи с этим атмосферный воздух вокруг медеплавильных комбинатов имеет высокий уровень загрязненности. До 700 т сернистого газа в сутки выделяют в атмосферу, крупные теплоэлектростанции. Техника пылеочистки хотя и решена, однако из-за плохой эксплуатации пылеулавливающих установок, а в некоторых случаях из-за ошибок, допущенных проектировщиками, многие предприятия продолжают загрязнять прилегающий воздушный бассейн.

Можно привести немало хороших примеров пыле- и газоочистки промышленных отходов. Однако много и отрицательных примеров, когда окружающий предприятие воздушный бассейн загрязнен на 10 км и более. Это происходит потому, что отдельные предприятия ежесуточно выбрасывают в воздух более 100 т золы, большое количество окислов азота, фенолов, сероводородов, соединений хлора, окиси углерода и других вредных веществ.

Оздоровление условий жизни населения всегда являлось одной из важнейших задач в Республике Казахстан и поэтому для охраны атмосферного воздуха и всей окружающей среды от загрязнения проводятся большие государственные мероприятия.

В решении проблемы охраны окружающей среды немаловажная роль принадлежит и защитным лесонасаждениям в санитарных зонах промышленных предприятий.

В городах и старых промышленных пунктах, возникших в прошлом веке время, не предусматривались при застройке какие-либо разрывы между жилыми и промышленными территориями, и это в ряде случаев до сих пор отрицательно отражается на санитарно-гигиенических условиях жизни населения.

Приведенные выше размеры санитарно-защитных зон у промышленных предприятий свидетельствуют о том, что приходится выделять большие земельные площади, которые могли бы быть использованы для сельского хозяйства или других хозяйственных целей. Но и такие большие санитарные разрывы, как уже отмечалось, не всегда оказываются достаточно эффективными.

Важное условие повышения действенности санитарно-защитных зон -- рациональное их озеленение и превращение в существенный компонент пригородных лесов. Правильная организация зеленых насаждений в санитарных разрывах в отдельных случаях позволит несколько сократить размеры разрывов без снижения их действенности. Наиболее важными вопросами при рациональном озеленений санитарных разрывов следует считать: рациональное размещение посадок, создание наиболее эффективной их структуры и выбор устойчивого ассортимента деревьев, кустарников и трав. Эти вопросы не могут быть правильно решены без всестороннего учета специфической роли, которую зеленые насаждения могут здесь выполнять.



Выводы

1. Рассмотрена и дана характеристика одинадцати основным документам регламентирующим нормативы по разработке проектов организации санитарно-защитных зон.

2. Повышенное содержание загрязняющих веществ от промышленных предприятий оказывают негативное воздействие на растительность в виде проявления некроза и хлороза листовых пластин растений, появления сухостоя, ослабления деревьев и т.д.

3. УК МК ТОО «Казцинк» является многопрофильным предприятием, осуществляет комплексную переработку свинцового и цинкового сырья. Основные загрязняющие вещества данного предприятия - свинец и его неорганические соединения, цинк оксид, кадмий оксид, кислота серная, серы диоксид - негативно воздействуют на растения в санитарно-защитных зонах.

4. В период исследования были выявлены следующие проблемы:

А) не соответствие размеров санитарно-защитной зоны предприятия нормативам;

Б) недостаточное озеленение территории санитарно-защитной зоны;

В) неправильный подбор и размещение растений на промплощадках и в пределах санитарно-защитной зоны.

5.Обобщенные результаты исследования использованы при разработке схемы-карты и макета по озеленению санитарно-защитной зоны на территории УК МК ТОО «Казцинк».



Рекомендации

Более рациональным и надежным путем решения проблемы чистоты атмосферного воздуха является более полное улавливание организованных вредных промышленных выбросов и устранение причин неорганизованного их выделения. Решающими средствами в борьбе с загрязнением воздуха промышленными газами должны явиться более совершенные газо-, дымо- и пылеуловители, рекуперационные установки (или замкнутый цикл производства), герметизация технологических процессов и строгое соблюдение правил и норм планировки и застройки городов и промышленных центров.

Большая санитарно-гигиеническая роль по очистке воздуха принадлежит зеленым насаждениям. Их следует учитывать как важнейшие средство биохимической очистки окружающей среды от вредных производственных загрязнений. Проектирование и создание зеленых насаждений в санитарно-защитных зонах промышленных предприятии должно вестись на основании обоснованного расчета и в соответствии с нормативными требованиями.

Поскольку в санитарно-защитной зоне исследуемого предприятия отсутствует планировочная схема размещения средозащитного озеленения, в качестве ориентировочной концептуальной предлагается представленная на рисунке 13.



1 - территория селитьбы; 2 - дополнительная полоса средозащитного озеленения; 3 - участок оптимизации атмосферы; 4 - участок полос рассеивания и отведение газообразных загрязнений; 5 - участок КЗМ; 6 - участок формирования сквозного проветривания; 7 - участок промышленной территории. А-В выделяемые зоны на территории.

Рисунок 13 Теоретическая схема планировочной органи-зации средозащитного озеленения СЗЗ промпредприятий I класса вредности

Основная функциональная задача озелененного участка зона сильной постоянной загазованности (зона «А») -- разрушение концентрированной формы загрязненных потоков, содержащих токсические аэротехногенные загрязнения.

Круг решаемых задач зоны средней периодической загазованности (зона «Б») следующий:

- содействие проветриванию прилегающих территорий и рассеиванию за-грязненных воздушных потоков;

- газопоглощение токсичных ингредиентов элементами среды озелененного пространства (хвоя, листва, кора, почва).

Наибольший комплекс средозащитных качеств зеленых насаждений может быть реализован в третьей зоне (зона «В»), характеризующейся относительно слабым стабильным уровнем загрязнения атмосферы, почвы и других сред. Функциональные задачи:

- создание условий для термической и динамической турбулентности воз-душных потоков, обеспечивающей процессы их рассеивания и фильтрации;

- газопоглощение токсических ингредиентов;

- оптимизация атмосферы путем восстановления ее состава (ионизация, выделение кислорода и др.);

- повышение эстетико-декоративных качеств ландшафта;

- формирование участков рекреационного назначения.

Формирование озелененных пространств СЗЗ для предприятий I класса вредности должно быть подчинено основополагающему принципу -- созданию при помощи средозащитного озеленения системы аэродинамических «коридоров», стимулирующих обмен загрязненных и чистых воздушных масс, их возможный отвод в направлениях свободных от застройки участков и организующих активное сквозное проветривание в открытые пространства пригородной зоны.

Традиционно формирование аэродинамической системы строилось на че-редовании полос озеленения и газонных разрывов, ориентированных поперек преобладающим ветрам и инверсионным потокам воздуха со стороны производств. Протяженные прямолинейные полосы частично отражают воздушные потоки и изменяют их первоначальное направление на ряд состав-ляющих потоков: горизонтальных, направленных в «коридор» разрыва; верти-кальных, способствующих подъему и последующему рассеиванию воздушных масс в верхних слоях атмосферы; продольных, обеспечивающих фильтрование пылесодержащих потоков внутри лесных полос. Аналогичное воздействие на за-грязненные воздушные потоки оказывают и последующие зеленые полосы и со-ответствующие «коридоры».

Однако, для производств I класса вредности ис-пользование такого планировочного приема недостаточно, в связи с размещением зеленых насаждений в зоне сильной постоянной загазованности, в значительной степени способствующей их деградации и гибели. В наиболее опасной зоне необходимо формирование таких приемов озеленения, которые способствовали бы эффективному проветриванию участка сильной загазованности. Параллельное расположение системы линейно-полосных структур озеленения по отношению к фронту источников приземного загрязнения будет способствовать сквозному проветриванию зоны постоянного загрязнения. С большой степенью вероятности следует считать, что внутреннее пространство защитных полос, имеющих плотную структуру и высокую степень концентрации элемен-тов фитомассы, окажется в относительно благоприятных условиях.

Второму участку зонирования территории СЗЗ отвечает прием озеленения, характеризующийся изменением ориентации полос зеленых насаждений и «ко-ридоров» разрыва, которые размещаются поперек преобладающим потокам за-грязненного воздуха. Аэродинамический механизм, реализующийся в этом слу-чае, носит иной характер. В «коридорах» разрывов образуются характерные цир-куляционные зоны. Примеси техногенных загрязнений в зонах циркуляции при определенных условиях могут активно выносится в верхние слои и далее, рассеиваться. Формирование этих условий полностью зависит от параметров шири-ны разрыва «коридоров» (L) и высоты защитных полос озеленения (Н).

В связи с недостаточностью территории для размещения средозащитного озеленения предлагается использовать для этой цели частично площади внутри ограждения предприятия.

В Приложении Е на карте города представлена предполагаемая схема размещения изолирующего средозашитного озеленения возле УК МК ТОО «Казцинк» - участок полос рассеивания и отведение газообразных загрязнений, обозначенный на рисунке под номером 4. На схеме видно, что одно крыло полос рассеивания выходит к реке Ульби, второе - к железной дороге. Река за счет инверсионных процессов является естественной преградой для распространения загрязняющих веществ, поэтому такое направление отведения загазованного воздуха является приемлемым. А железная дорога сама является источником загрязнения, ее эксплуатация также требует создания лесозащитных полос, которые создадут условия для нераспространения вредных веществ на селитебные территории. Если совместить функциональные возможности защитного озеленения железной дороги и участка полос рассеивания санитарно-защитной зоны УКМК ТОО «Казцинк», то предоставляется возможность использовать ее как дополнительный коридор проветривания.

На основании приведенной разработанной схемы озеленения была создана объемно-планировочная модель, представленная на конкурсе, посвященном 90 - летию профессора Увалиева Ю.К. на республиканской научно-практической конференции: «Увалиевские чтения - 2013» 27 ноября 2013 года с научным проектом на тему: «Озеленение санитарно-защитной зон промышленных предприятий (на примере УК МК ТОО «Казцинк»). Научный проект занял второе место на конкурсе. Диплом представлен в Приложении Ж.

Кроме того, необходимо восстановить деградирующие ландшафты ССЗ предприятия путем организации ухода за ними (санитарная вырубка, полив, внесение удобрений), посадка новых деревьев вместо погибших, разработать проект мелиорации и улучшения почвы.

Для этого использовать растения, которые обычны для данной местности, произрастающие в сходных условиях соотношения тепла и влаги. Выбирать наиболее выносливые к экологическим загрязнениям, способные к максимальному очищению атмосферы.

В качестве основной древесной породы можно рекомендовать тополь. Площадь листовой кроны этого дерева и размах по высотным параметрам ни идет, ни в какое сравнение с другими деревьями. Кроме того сорбционные свойства, в том числе по переработке СО₂ и выделение кислорода являются общепризнанными. Тополь также является одним из самых приспособленных растений к климату нашего региона и быстро развивается. Поэтому необходима засадка территории СЗЗ предприятия этим растением мужского пола, которые не дают семена для размножения в размере не менее 50% от общего количества насаждений.

Наиболее устойчивыми в условиях загрязнения являются популяции, состоящие из разных растений, каждое из которых вносит свой вклад в устойчивость экосистемы в целом. Поэтому в качестве дополнительных древесных пород, которые оказывают взаимное положительное влияние и характерны для существующих природно-географических условий, можно рекомендовать березу бородавчатую, клен ясенелистный, сирень, облепиху, калину, рябину, сосну обыкновенную, лиственницу сибирскую.

Для наилучшего обеспечения озеленительных работ СЗЗ целесообразно создать питомник в незагрязненной природной среде, в котором будут разводиться необходимые породы деревьев, возраст саженцев для высадки - не менее 2-3 лет. Возраст влияет на условия адаптации растения к загрязненной среде обитания, более молодые саженцы менее жизнестойки. Продукцию питомника можно использовать частично и для озеленения города.

Обязательным является определение максимального возраста деревьев разных пород с учетом их биологических особенностей и уровня трансформации и загрязнения среды для последующего планирования в этих условиях обоснованных сроков замены деревьев или реконструкции объектов озеленения. Поэтому достоверная и надежная классификация насаждений и изучение показателей роста и продуктивности древесных растений на данной основе имеют важное значение для принятия проектных и эксплуатационных решений. Для этой цели можно создать реестр всех насаждений санитарно-зашитной зоны. Например, в квадрате 56 произрастает дерево 415, его состояние 29 - предположим, что такая цифра состояния характеризует усыхание дерева и говорит о необходимости его замены. Таким образом, требуется постоянный мониторинг средозащитного озеленения для оценки его эффективности и функциональности. Деревья могут использоваться и для контроля за загрязнением почвы, воздуха. Здесь важно знать, какие виды растений использовать.

Наличие трав и кустарников влияет в первую очередь на состояние почвы. Например, содержание в почве азота на участке, где растет только дерево, и на месте, где растут травы, сильно отличается. Это связано с тем, что биоценоз почвы (бактерии грибы, мелкие животные) в большой степени зависит от разнообразия растений, посаженных здесь. Например, если на участке растет ель, то в почве будут находиться бактерии, адаптированные именно к ели. Если наряду с ней там растет еще и кустарник, то в почве будет, по крайней мере, две популяции, колонны микроорганизмов, адаптированных к ели и к кустарнику. Здесь важно учесть и климатический фактор. Повышая биоразнообразие, мы увеличиваем устойчивость растений. В приложении З приведены данные по совместимости растений и взаимному положительному влиянию, характеристика устойчивости растений к различного вида загрязнениям. В приложении И - характеристика некоторых предлагаемых видов растений. Кроме того, в данной структуре выше плодородие почв, поскольку травянистые растения обеспечивают жизнь почвенных организмов и влияют на их биоразнообразие, создавая таким образом благоприятные условия для выживаемости в загрязненной среде основных пород деревьев и кустарников. Для санитарно-защитной зоны предприятия целесообразно использовать травянистые растения, которые размножаются не семенами, а посредством разрастания корневой системы.

Также рекомендуется повысить степень озеленения непосредственно промышленной площадки предприятия - для этого можно использовать мобильные формы, вертикальное озеленение и крыши зданий. Технологии размещения растений на крышах зданий сейчас хорошо разработаны и обладают рядом преимуществ и достоинств.

Кроме того, необходимо отметить, рядом с УК МК «Казцинк» находятся и другие предприятия-загрязнители, СЗЗ частично совпадают. Поэтому целесообразно объединить усилия этих предприятий для поддержания средозащитного озеленения в надлежащем состоянии.

Эти мероприятия могут показаться экономически затратными, но риски международных штрафов за загрязнение окружающей среды в структуре отпускной цены продукции региона снизит (или исключит совсем) рентабельность территории, коэффициент ее инвестиционной привлекательности и шансы экономического роста.

Таким образом, при проектировании озеленения санитарно-защитных зон следует отдавать предпочтение созданию смешанных древесно-кустарниковых насаждений, обладающих большей биологической устойчивостью и более высокими декоративными достоинствами по сравнению с однопородными посадками. При этом не менее 50% общего числа высаживаемых деревьев должна занимать главная древесная порода, обладающая наибольшей санитарно-гигиенической эффективностью, жизнеспособностью в данных почвенно-климатических условиях и устойчивостью по отношению к выбросам данного промпредприятия. Остальные древесные породы являются дополнительными, способствующими лучшему росту главной породы. Менее устойчивые породы, но дающие большой эффект в очистке воздуха, как древесные, так и кустарниковые, размещаются внутри массива под прикрытием опушечных посадок.



Список условных сокращений

СЗЗ - санитарно-защитная зона

ПДВ - предельно допустимые выбросы

ОБУВ - ориентировочные безопасные уровни воздействия

ЛПИ - лесополоса изолирующего типа

ЛМИ - лесной массив изолируещего типа

ЛПФ - лесная полоса фильтрующего типа

ЛМФ - лесной массив фильтрующего типа



Список литературы

1. Кодекс Республики Казахстан «О здоровье народа и системе здравоохранения» от 18 сентября 2009 года № 193-IV// Параграф : справ. система : [Электронный ресурс] / Восточно-Казахстанский региональный центр правовой информации. - Усть-Каменогорск, 2010

2. Постановление Правительства Республики Казахстан от 17 января 2012 года № 93. Об утверждении Санитарных правил «Санитарно-эпидемиологические требования к зданиям и сооружениям производственного назначения» и «Санитарно-эпидемиологические требования по установлению санитарно-защитной зоны производственных объектов»// Параграф : справ. система : [Электронный ресурс] / Восточно-Казахстанский региональный центр правовой информации. - Усть-Каменогорск, 2012

3 «Методика расчета концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе от выбросов предприятий», утвержденная приказом Министра охраны окружающей среды Республики Казахстан от 18 апреля 2008 года № 100-п// Параграф : справ. система : [Электронный ресурс] / Восточно-Казахстанский региональный центр правовой информации. - Усть-Каменогорск, 2010

4. Санитарно-эпидемиологические правила и нормы «Санитарно-эпидемиологические требования к проектированию производственных объектов», утвержденные приказом и.о. Министра здравоохранения РК от 8 июля 2005 года № 334// Параграф : справ. система : [Электронный ресурс] / Восточно-Казахстанский региональный центр правовой информации. - Усть-Каменогорск, 2006

5. ГОСТ 17.2.3.02-78 Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов промышленными предприятиями// Параграф: справ. система: [Электронный ресурс]/ Восточно-Казахстанский региональный центр правовой информации. - Усть-Каменогорск, 2005

6. ОНД-86 Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий// Параграф: справ. система: [Электронный ресурс] / Восточно-Казахстанский региональный центр правовой информации. - Усть-Каменогорск, 2005.

7. РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы// Параграф : справ. система : [Электронный ресурс] / Восточно-Казахстанский региональный центр правовой информации. - Усть-Каменогорск, 2012.

8. РД 52.04.253-90 Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте Параграф : справ. система : [Электронный ресурс] / Восточно-Казахстанский региональный центр правовой информации. - Усть-Каменогорск, 2012.

9. СНиП РК 2.04-01-2001 Строительные нормы и правила Республики Казахстан. Строительная климатология// Параграф : справ. система : [Электронный ресурс] / Восточно-Казахстанский региональный центр правовой информации. - Усть-Каменогорск, 2002.

10. Временная методика нормирования промышленных выбросов в атмосферу (расчет и порядок разработки нормативов предельно допустимых выбросов). 1981 г// Параграф : справ. система : [Электронный ресурс] / Восточно-Казахстанский региональный центр правовой информации. - Усть-Каменогорск, 2002

11. Временные указания по определению фоновых концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе. Параграф : справ. система: [Электронный ресурс] / Восточно-Казахстанский региональный центр правовой информации. - Усть-Каменогорск, 2008

12. Разумовский Ю. В. К вопросу о возрастных изменениях объемно-пространственной структуры парковых территорий / Ю. В. Разумовский, Л. М. Фурсова // Науч. тр. ландшафтная архитектура и садово-парковое строительство. - Вып. 246. - М.: МЛТИ, 1991. - С. 84-93.

13. Авдеева Е. В. Рост и индикаторная роль древесных растений в урбанизированной среде / Е. В. Авдеева. - Красноярск: СибГТУ, 2007. - 361 с.

14. Кузьмичев В. В. Закономерности роста древостоев / В. В. Кузьмичев. - Новосибирск.: Наука, 1977. - 160 с.

15. Кофман Г. Б. Рост и форма деревьев. Новосибирск] / Г. Б. Кофман: Наука, 1986. - 210 с.

16. Бирюков, Л.Е. Основы планировки и благоустройства населенных мест и промышленных территорий: учеб. пособие для вузов / Л.Е. Бирюков. - М.: Высшая школа, 1978. - 232 с.

17. Багдасарян А.С Биотестирование почв техногенных зон городских территорий с использованием растительных организмов: автореф. дис. канд. биол. наук/ - А.С. Багдасарян - Усть-Каменогорск: ВКГТУ, 2013. - 44 с.

18 Грибкова, С.И. Проблемы создания устойчивой системы зеленых насаждений с учетом экологических условий города. Новые приемы озеленения [Электронный ресурс] / С.И. Грибкова, С.В. Кильдишева. - Режим доступа: http: // www. ecocity. ru, свободный.

19. Николаевская, И.А. Благоустройство территорий / И.А. Николаевская. - М.: Академия, 2006. - 272 с.

20. Орлов, Д.С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении: учебн. пособие для хим., хим-технол. и биол. спец. вузов / Д.С. Орлов, Л.К. Садовникова, И.Н. Лозановская. - М.: Высш. шк., 2002. - 334 с.

21.Информационный бюллетень о состоянии окружающей среды Республики Казахстан / выпуск № 10 (180)// Параграф : справ. система : [Электронный ресурс] / Восточно-Казахстанский региональный центр правовой информации. - Усть-Каменогорск, 2014

22. Владимиров, В.В. Управление градостроительством и территориальным развитием / В.В. Владимиров.- М. : РААСН, 2000. - 485 с.

23. Занадворов, В.С. Экономика города. Вводный курс : учебное пособие / В.С. Занадворнов. - М. : ИКЦ «Академкнига», 2003. - 435 с.

24 Таболин, В.В. Экономика города : правовой аспект / В.В. Таболин, А.С. Емельянов, Н.Н. Черногор. - М. : Финансы и статистика, 2004. - 245 с.

25. Орлов, Д.С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении : учебн. пособие для хим., хим-технол. и биол. спец. вузов / Д.С. Орлов, Л.К. Садовникова, И.Н. Лозановская. - М. : Высш. шк., 2002. - 334 с.

...