Геоэкологическая оценка урболандшафтов г. Грозного

Размещено на http://www.allbest.ru/

24

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание степени кандидата географических наук

Специальность: 25.00.36 - геоэкология

Геоэкологическая оценка урболандшафтов г. Грозного

Мантаев Халид Закриевич

Астрахань 2010

Работа выполнена на кафедре экологии и безопасности жизнедеятельности Чеченского государственного педагогического института

Научный руководитель: доктор географических наук, профессор Бармин Александр Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор географических наук Левыкин Сергей Вячеславович

кандидат географических наук, доцент Канищев Сергей Николаевич

Ведущая организация: Ярославский государственный педагогический университет

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук, доцент М.М. Иолин

1. Общая характеристика работы

Актуальность исследования. Населенные пункты, особенно крупные города, являются важнейшими объектами геоэкологических исследований. Это обусловлено тем, что они образуют особую искусственную среду обитания людей, выполняют административные, культурно-политические и организационно-хозяйственные функции, являются промышленными и транспортными узлами.

В процессе переустройства социально-экономического развития страны, в свете новых рыночных условий, меняется её территориальная организация, размещение, функционирование, характер взаимодействия с природной средой, обостряются экологические ситуации.

Геоэкологические проблемы, возникающие в урбосистемах требуют углубленного комплексного анализа с целью выработки комплекса мероприятий по оптимизации устойчивого эколого-социально-экономического развития территорий.

Развитие интеграционных процессов в геоэкологических исследованиях позволяет выявить причины возникновения, направленность и интенсивность развития неблагоприятных геоэкологических явлений в урболандшафтах, что служит необходимой предпосылкой для оптимизации функционирования региональных и локальных природно-социально-производственных систем.

Выбор территории г. Грозного в качестве объекта для геоэкологического исследования урболандшафтов определяется тем, что она отличается длительностью пространственно-временного техногенного воздействия и обладает широким спектром деструктивных геоэкологических процессов.

Исследования геоэкологического состояния урболандшафта и разработка рациональных методов природопользования на основе широкого привлечения новейших достижений науки и техники является актуальным и своевременным.

Цель исследования. Комплексная геоэкологическая характеристика урболандшафтов г. Грозного, выявление влияния на них техногенных процессов и определение закономерностей устойчивого развития.

В ходе выполнения исследования ставились и решались следующие задачи:

1. охарактеризовать природно-ресурсный потенциал урболандшафта г. Грозного;

2. провести геоэкологическую оценку и мониторинг состояния природных сред на территорий урболандшафтов г. Грозного, выявить ареалы геохимического загрязнения и масштабы его воздействия (на примере урбанизированной территории);

3. составить оценочные картосхемы состояния компонентов урболандшафтов г. Грозного;

4. обосновать мероприятия по оптимизации природопользования и геоэкологического состояния урболаншафтов г. Грозного;

5. на основе выявленных экологических проблем выделить экологически напряженные территории (зоны).

Объектом исследования - являются урболандшафты г. Грозного.

Предмет исследований - геоэкологические процессы в урболандшафтах г. Грозного.

Теоретической и методологической основой исследования послужили труды в области геоэкологии, физической географии ведущих отечественных географов: И.П. Герасимова, В.С. Преображенского, Ю.А. Веденина, Н.С. Мироненко, И.Т. Твердохлебова, А.М. Трофимова, А.Г. Исаченко, К.Н. Дьяконова, Ю.Г. Пузаченко и др.

Методология и методы исследований. Геоэкологический анализ природно-социально-производственных систем урболандшафтов г. Грозного основывается на системе синтеза методик эколого-ландшафтных, историко-географических, социально-экономических и экологических исследований, разработок в области градостроительства, обеспечивающих комплексную геоэкологическую оценку состояния урболандшафтов г. Грозного и разработку предложений по оптимизации их функционирования. Для изучения развития и динамики природно-антропогенных комплексов автором использован эколого-географический метод и системный анализ фондовых, литературных материалов и источников, результатов полученных в полевых и лабораторных исследованиях. Использован также метод анализа эколого-экономических ситуаций в рамках геоситуационного подхода. Использованы картографический, исторический методы. Источниками геоэкологических данных явились официальные публикации и архивные документы комитета по экологии при Правительстве Чеченской Республики, ГУ «Чеченский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды», Территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Чеченской Республике, Управление по технологическому и экологическому надзору Ростехнадзора по Чеченской Республики, фондовые материалы других республиканских и городских организаций, географические карты Чеченской Республики, результаты полевых исследований.

Практическая значимость работы:

Методические подходы к геоэкологическому анализу процессов техногенной трансформации урболандшафтов г. Грозного, результаты геоэкологической оценки состояния экосистем были внедрены в практику при экологическом обосновании проектных решений градостроительной документации г. Грозного.

1. Использование результатов исследования подтверждены актами о внедрении отделом мониторинга окружающей среды комитета по экологии при Правительстве Чеченской Республики, кафедрой экологии и БЖ ЧГПИ, кафедрой БЖ ГГНИ и кафедрой экономической и социальной географии ЧГУ.

2. Составленная картосхема геоэкологической оценки урболандшафтов используется администрацией г. Грозного при планировании и проведении мероприятий по оптимизации природопользовании.

3. Диссертационные разработки нашли применение в педагогической деятельности автора при организации выездных учебных практик и экологических экскурсии для студентов 1- 4 курсов дисциплин «Экологическая токсикология», «Техногенные системы и экологический риск», «Учение об атмосфере», «Экологический мониторинг» и т. д.

Научная новизна работы:

- впервые проведен анализ геоэкологических проблем урболандшафтов г. Грозного и выявлены пространственно-временные закономерности развития геоэкологических ситуаций.

- впервые обоснована структура хозяйственного и экологического каркаса, предложена схема геоэкологического зонирования территории города;

- впервые разработаны методические подходы к геоэкологическому анализу пространственно-временной организации урболандшафтов г. Грозного, для планирования устойчивого эколого-социально-экономического развития выявлены особенности истории развития и закономерности хозяйственного освоения;

Наиболее существенные результаты, полученные лично автором, состоят в следующем:

1. В результате анализа данных по загрязнению атмосферного воздуха, воды и почвы, изученных урболандшафтов выделены: зоны комфортные для проживания людей с благоприятными геоэкологическими условиями и зоны, где следует ограничить рост жилищного строительства вследствие высокой геоэкологической напряженности, с целью избежания негативных последствий.

2. Произведено картирование экологического состояния компонентов урболандшафтов г. Грозного.

3. Комплексное изучение урболандшафтов г. Грозного позволило автору разработать мероприятия по оптимизации природопользования в урболандшафтах г. Грозного.

На основании проведенных исследований сформированы и выносятся на защиту следующие положения:

1. геоэкологическая оценка компонентов урболандшафтов г. Грозного;

2. картосхемы загрязнений компонентов урболандшафтов г. Грозного;

3. мероприятия по оптимизации природопользования в урболандшафтах г. Грозного.

Предметом защиты являются результаты комплексной оценки современного состояния и техногенной трансформации урболандшафтов г. Грозного и оптимизации природопользования.

Апробация работы. Основные теоретические положения и практические результаты докладывались автором и обсуждались на семинаре научно-исследовательской лаборатории Чеченского комплексного научно-исследовательского института (КНИИ) Российской академии наук, на многочисленных совещаниях, конференциях, в том числе, международных: Межвузовской научно-практической конференции, посвященной 20-летию Чеченского госпединститута. Грозный, 2001.; Региональной научно-практической конференции «Системно-аналитическое решение проблем города и села». Грозный, 2002.; Региональной научно-практической конференции «Вузовская наука - народному хозяйству». Грозный, 2003; Научно-практической конференции «Чечня на рубеже веков состояние и перспективы». Грозный, 2004. Региональной межвузовской научно-практической конференции «Вузовская наука в условиях рыночных отношений». Грозный, 2005; 63 и 4-ой научно-практической конференции «Экологические проблемы. Взгляд в будущее». Ростов-на-Дону. 2006, 2007; 2-ой международной научно-практической конференции «Наука и устойчивое развитие общества. Наследие В.И. Вернадского. Тамбов, 2007.; I Международной интерактивной научной конференции «Современные аспекты экологии и экологического образования». Москва-Астрахань-Назрань, 2007.; 1-й международной научно-практической конференции «Современные проблемы науки». Тамбов, 2008.

Основные положения работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры экологии и природопользования Астраханского государственного университета.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения , 5 глав, заключения и списка литературы (132 названий из них 10 на иностранном языке). Общий объем работы составляет 172 страниц, в том числе 43 рисунков (включая 14 карт) и 11 таблиц.

2. Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель, задачи, защищаемые положения и научная новизна работы, указаны источники исходных данных.

В первой главе «Физико-географическая характеристика г. Грозного» раскрываются геоэкологические свойства природных компонентов с точки зрения их антропогенной трансформации. Раскрыты географические особенности урбанизированных территории, дана характеристика геологического строения, рельефа, климата, поверхностных и подземных вод, почвенно-растительного покрова.

Геологическое строение и рельеф местности наряду с антропогенным фактором играют важную роль в формировании урболандшафтов современного города и в пространственном планировании и развитии инфраструктуры города.

Орографичекие особенности территории г. Грозного, выражающиеся наличии горных хребтов и межгорных котловин, также в выходе северной частью на Чеченскую равнину, в значительной степени влияют на климатические особенности отдельных районов города (температуры, влажности, давления, розы ветров). Климатические особенности являются ведущим фактором в определении режима функционирования и особенностей ландшафтного и компонентного дифференцирования территории г. Грозного.

Гидрологическая сеть г. Грозного представлена среднем течении р. Сунжа и ее притоков рр. Гойта, Нефтянка и Ханкалка. В систему водотоков включены малые водотоки бассейна р. Сунжа, которая является водоприемником практически всех водотоков, формирующих свой сток на территории города. Промышленный комплекс, представленный различными отраслями, безусловно, оказывает негативное воздействие на водные объекты, на которых в последнее время сложилась крайне неблагополучная экологическая ситуация, требующая принятия неотложных мер.

Водные объекты играют важную роль в формировании урбанистического ландшафта, где они должны выполнять рекреационную, эстетическую и экологическую функции. Однако под влиянием техногенного пресса происходит деградация экосистем городских водоемов.

Почвенно-растительный покров рассматриваемой территории является ведущим индикатором в формировании урболандшафтов, так как при антропогенном воздействии они первыми испытывают техногенный пресс.

Во второй главе «Методика проведения геоэкологических и эколого-геохимических исследований урболандшафтов г. Грозного» приводится методология и методика геоэкологического анализа и синтеза информации об урболандшафтах, раскрываются методические подходы к геоэкологическому анализу пространственно-временной организации урболандшафтов. Основой геохимических исследований города является картографирование распределения тяжелых металлов и других ингредиентов в почве, донных отложениях, растительности, т. е. в природных средах, концентрирующих (депонирующих) загрязняющие вещества. По состоянию депонирующих природных сред оценивается уровень загрязнения и пространственная картина состояния окружающей среды. Необходимо отметить, что тяжелые металлы, которые при современной лабораторной технике легко выявляются в объектах окружающей среды, имеют значение не только как загрязняющие вещества, но и как индикаторы других видов загрязнения среды, требующих более трудоемких исследований.

В частности, распределение металлов во многих случаях отражает структуру загрязнения окружающей среды сернистыми соединениями, оксидами азота, синтетическими органическими соединениями. Опыт картирования депонирующих сред показал, что во всех случаях источники загрязнения сопровождаются аномалиями в природных средах.

Определение металлов производилось во всех основных створах водных объектов на масс-спектометре с индуктивно связанной плазмой производства фирмы Хьюлетт-Паккард. В каждой пробе определено 17 металлов и микроэлементов. Основное внимание уделено содержанию в водных объектах так называемых потенциально опасных для человека металлов. Отбор проб воды из поверхностных водотоков: рек Сунжа, Марта, Гойта, Нефтянка, а также из ручья в Солянной балке производился 2-3 раза в год в одних и тех же створах (весенний паводок, летний меженный и осенний периоды).

Ежегодно обследовалось 12 крупных родников в районе пос. Черноречье. В комплекс работ входили: плановая, геоморфологическая и гидрогеологическая привязка, его описание и картирование; расчистка места выхода родника с концентрацией водотока; измерение объемным методом дебита родника и измерение температуры воды, отбор пробы воды на анализ.

При проведении литохимического опробования пробы почвы подвергались полуколичественному и количественному спектральному анализу. Кроме того, круг определяемых компонентов загрязнения расширен за счет пестицидов и нефтепродуктов. С учетом опыта предшествующих исследований принята следующая схема изучения загрязнения почвы и подстилающих пород. На первом этапе проведена площадная литохимическая съемка всей территории города. Густота сети определяется ландшафтной дифференциацией территории, взаимодействием различных функциональных зон и необходимостью получения статистически значимого количества проб для каждого из выделенных элементарных ландшафтов.

В третьей главе «Экологическая оценка состояния атмосферного воздуха» показаны параметры антропогенной нагрузки на исследуемой территории на атмосферный воздух. Ведущее место в комплексе задач по охране природной среды занимает проблема загрязнения воздушного пространства.

В 2009 году, валовой выброс вредных веществ в атмосферу от 20 функционирующих предприятий в г. Грозного составил - 224790,98 тыс. т, (92135 тыс. т - нормированный выброс), в том числе: 1. Твердые частицы -7271,957 тыс. т; 2. Жидкие и газообразные -217519,02 тыс. т из них: - окись углерода-151619,566 тыс. т; - окислы азота-21544,88 тыс. т; - углевороды - 38791,174 тыс. т; - оксид серы-3820,4 тыс. т.; - прочие-1743 тыс. т.

В 2009 году объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников на предприятиях ОАО «Грознефтегаз» увеличился на 10355, 53 тыс. т и составил 85456,55 тыс. т, в том числе: твердые частицы - 7092,96 тыс. т; жидкие и газообразные- 78363,59 тыс. т из них: - окись углерода - 59132,9 тыс. т; - окислы азота- 492,85 т; - углеводороды - 18737,84 тыс. т.

Выбросы вредных веществ в атмосферу от пожаров на нефтескважинах снизились на 7454,718 тыс. т и составляют 37019,282 тыс. т это на 16,76% меньше чем в 2008 году. В структуре антропогенной нагрузки роль автотранспорта исключительно высока и имеет тенденцию к постоянному увеличению.

Основными загрязнителями атмосферного воздуха в урболандшафтах г. Грозного являются предприятия нефтехимической промышленности и цементный завод. Из всех выбросов 98% вредных веществ в атмосферу по промышленности (321 тыс. т/год) приходится на предприятия нефтехимии, нефтепереработки, энергетики, стройматериалов 1,5.

К основным причинам, обуславливающим высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха, относятся:- неудовлетворительное выполнение государственного плана по охране окружающей среды - медленные темпы внедрения малоотходных и безотходных технологий («Чеченнефтепродукт», («Грознефтегаз»);- слабый ведомственный контроль за состоянием загрязнения атмосферы и эффективностью работы очистных сооружений («Грознефтегаз», Агропромышленный комплекс);

Газопылеочистное оборудование установленное на предприятиях предназначено, в основном, для улавливания твердых веществ. Так, в 2008 году на предприятиях г. Грозного из 175 тыс. тонн твердых и 467 тыс. тонн газообразных вредных веществ, уловлено соответственно 164 тыс. тонн (94%) и 149 тыс. тонн (32%), в том числе углеводородов - 147 тыс. тонн. При этом, из-за низкого уровня применяемых технологий, производственной дисциплины, несовершенного оборудования, выбросы углеводородов только в атмосферу составили по г. Грозному 219 тыс. тонн в год.

По таким вредным примесям, как сернистый газ, растворимые сульфаты, окись азота, сероводород, фенол, формальдегид, уровень загрязнения атмосферы г. Грозного выше среднего по Российской Федерации.

В 2008 году автотранспортом республики выброшено в атмосферный воздух 154 тыс. тонн вредных веществ (32% от общего количества). Сегодня из-за присутствия в республике большого количества индивидуального и государственного автотранспорта, а также военной техники наносится значительный ущерб окружающей среде, в том числе и атмосферному воздуху. Наибольшее количество специфических вредных веществ выбрасывались предприятиями топливной отрасли: (Рис. 1). Вклад автотранспорта в суммарный выброс составлял 32 %, в том числе: - окись углерода - 70 %; -окислы азота - 25 %; -углеводороды - 5 % (Рис. 2).



Размещено на http://www.allbest.ru/

24

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Количество специфических вредных веществ выброшенных предприятиями топливной отрасли в атмосферу в 2008 г.

Размещено на http://www.allbest.ru/

24

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Процентное соотношение загрязняющих веществ выбрасываемых автотранспортом в атмосферу 2008 г.

Высокий уровень загрязнения воздуха в г. Грозном был связан не только с высокими суммарными выбросами в атмосферу вредных веществ от промышленных предприятий и автотранспорта, достигшие в 2008 - 342 тыс. т/год, в 2009 - 224,8 тыс. т, но и с неблагоприятными климатическим условиями, рассеиванием загрязнений, отсутствием санитарно-защитных зон, и тем, что 60 % жилой застройки располагается в санитарной зоне промышленных предприятий.

Четвертая глава. «Гидрохимическая оценка состояния водных объектов г. Грозного». Нефть и нефтепродукты относятся к числу наиболее распространенных и опасных веществ загрязняющих водоемы, почвы, воздух и отравляющих биоту. С химической точки зрения нефть представлена сложной смесью разнообразных по химической структуре углеводородов с примесью их производных, включающих в основном серу, кислород и азот, а также асфальтены и смолы. В сырой нефти также содержатся газообразные углеводороды (до 5%), вода (до 10%), минеральные соли (главным образом хлориды - до 4 г/л) и многие микроэлементы, как металлы, так и металлоиды. Наиболее загрязненными нефтяными углеводородами являются грунты р. Нефтянка в створе а/т Грозный - Червленная - 14,7 мг/кг, р. Сунжа в районе г. Грозного (мост ул. Жуковского) - 10,2 мг/кг. Загрязнение грунтов нефтеуглеводороды (НУ) носит неравномерный характер. Так, другие пробы, отобранные в р. Сунжа в районе ст. Петропавловской, содержали уже 4,2 мг/кг нефтяных углеводородов.

Полученные данные позволяют считать, что происходит постепенное уменьшение загрязненности донных отложений р. Нефтянки и р. Сунжа нефтяными углеводородами. Результаты последних 5 лет показывают, что наибольшее количество НУ приходится на 2003 год - более 600 мг/кг.

Таким образом, можно считать, что как вода, так и донные отложения постепенно очищаются от нефтяного загрязнения.

Наиболее остро по результатам обследований 2008 года стоял вопрос наличия металлов в реке Сунжа. В период обследования здесь было обнаружено: 4,2 ПДК алюминия, 2,8 ПДК марганца, 3,7 ПДК железа, 5,0 ПДК меди, 1,75 ПДК молибдена, 1100,0 ПДК вольфрама, 335,0 ПДК ртути и т. д. В стандартном режиме вода реки Сунжа отнесена к категории «очень грязная» с ИЗВ =186,43 (Рис. 3).

Размещено на http://www.allbest.ru/

24

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

24

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

24

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

24

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.3. Концентрация металлов в водных объектах г. Грозного (2001 и 2008 гг.)

Как показали результаты анализов в донных отложениях в значительных количествах присутствует железо, причем наиболее значительные концентрации обнаруживаются в грунтах р. Сунжа - это в районе ст. Петропавловская, и г. Грозном (мост ул. Жуковского). В меньших количествах присутствует марганец, содержание которого не превышает 230 мг/кг, также в р. Сунжа. Менее 100 мг/кг хрома было зафиксировано практически во всех пробах. Достаточно стабильной была концентрация свинца - в пределах 15-27 мг/кг. Также незначительны были концентрации всех остальных анализируемых металлов. Таким образом из всех обследованных районов наиболее загрязненными являются грунты р. Сунжа.

В воде зарегистрировано присутствие десяти тяжелых металлов со значительным превышением концентрации по сравнению с ПДК практически во всех пунктах наблюдения.

2008 год. В весенний период исследований на отдельных пунктах отбора проб наблюдается повышение ПДК по Fe и Mn. Наибольшее значение концентрации этих микроэлементов было отмечено: р. Сунжа ст. Петропавловская (Fe - 6154мг/кг, Mn - 215 мг/кг); (р. Сунжа, г. Грозный ул. Жуковского (Fe - 5385мг/кг, Mn - 230 мг/кг); р. с. Алхан-Кала (Fe - 4000 мг/кг, Mn - 210 мг/кг). Данная тенденция сохраняется и в осенний период и составляет в среднем по всем точкам Fe - 3925 мг/кг и Mn - 196 мг/кг. Наибольшие концентрации Cu были отмечены в летний период в пунктах отбора проб реки Сунжа г. Грозный ул. Жуковского 18,1 мг/кг, р. Сунжа ст. Петропавловская 15,0 мг/кг, р. Нефтянка - 10,6 мг/кг. Значение концентраций Сd, Co, Ni не превышало фоновых

Проведенные исследования показали несоответствие качества по содержанию мышьяка, кадмия, железа, нефтепродуктов, перманганатной окисляемости и т.д. Во всех пробах сумма отношений обнаруженных концентраций бериллия, молибдена, мышьяка, свинца, селена и фтора к величине их ПДК значительно превышает 1: Ачхой-Мартановский водозабор - 5,0; Урус-Мартановский водозабор - 5,6; Наурский водозабор (ПУЖКХ) - 5,2; в водозабор г. Аргуна - 6,1; Чернореченский водозабор г. Грозного - 5,6; Старосунженский водозабор г. Грозного - 6,6; Гойтинский водозабор г. Грозного - 4,2.

Надо подчеркнуть, что экспериментальные данные по нефтяному загрязнению исследованной территории, приведенные в главе, не передают весь драматизм создавшейся ситуации; за это время Сунжа не раз покрывалась сплошной нефтяной пленкой от берега до берега, за это время Сунжа не раз горела, за это время не раз наблюдалась массовая гибель рыбы, а наличие обширных нефтяных пленок на реках стало обыденным явлением.

Глава 5. «Химическое загрязнение почв урболандшафтов Грозного и её оценка». Попавшие при орошении в почву нефтяные углеводороды находятся в различных состояниях: в виде сплошного слоя на поверхности, в жидком (в водорастворенном или в водно-эмульсионном) виде в порах и трещинах, в сорбированном состоянии, связанном с органической и органоминеральной массой. При многократном поливе терской водой на поверхности почвы образуется "серая масса", которая со временем превращается в твердую корочку, и почва теряет способность впитывать и удерживать влагу, т.е. становится гидрофобной. В процессе просачивания смолисто-асфальтовые компоненты нефти сорбируются верхними горизонтами почв, и тем самым, ухудшая водно-воздушные свойства и окислительно-восстановительные условия. При этом уменьшается содержание доступных растениям питательных веществ (в результате обволакивания почвенных частицах, коллоидов и корней растений нефтью, потребления нефтеокисляющими микроорганизмами элементов минерального питания), что нефтяное загрязнение почвы отразится на содержание органического углерода и приведет к нарушению соотношения между углеродом и азотом (вследствие подавления процессов нитрификации и аммонификации), и это нарушение (азотное голодание), что является одной из главных причин снижения плодородия почв.

Почвы следует считать загрязненными нефтью и нефтепродуктами, если концентрация последних достигает уровня, при котором: - начинается угнетение или деградация растительного покрова или существенная перестройка структуры растительного сообщества; - нарушается функционирование почвенного биоценоза: происходит резкое упрощение структуры комплекса почвенной биоты, снижается интегральная биологическая активность и др.; - падает продуктивность сельскохозяйственных земель; - происходит миграция нефтепродуктов из почв в подземные и поверхностные воды.

Помимо данных факторов при определении степени загрязнения нефтью и нефтепродуктами учитывались зонально-климатические и ландшафтно-литолого-геоморфологические условия, хозяйственный и экологический статус территории (Грозного), состав нефти и и характер загрязнения, и другие факторы, влияющие на предельный потенциал самоочищения (ПДС) почв. На рисунке 4 представлена карто-схема загрязнения почв г. Грозного углеводородами.

Размещено на http://www.allbest.ru/

24

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4. Ареалы и уровни загрязнения углеводородами территории Грозного

Отсутствие системы нормирования воздействия нефтяного загрязнения на почвенный покров не позволяет объективно оценивать экономический ущерб, нанесенный почвам за счет их полива загрязненной нефтью сунженской водой (табл. 1).

В эколого-геохимической системе почвенный покров выполняет особую роль. Благодаря своим свойствам и, прежде всего, огромной площади активной поверхности тонкодисперсной части, почвы сорбируют всевозможные продукты техногенеза. Но одновременно они выполняют важнейшую протекторную роль, так как являются сорбционно-химическим барьером для большинства соединений, в том числе тяжелых металлов, нефтепродуктов, пестицидов, на пути их миграции из атмосферы города в грунтовые воды и речную сеть. В зависимости от сложения и структуры, гранулометрического состава, содержания гумуса, микробиологической активности и других свойств почв поступающие поллютанты могут удерживаться в них, частично или полностью разлагаясь, поступать из почвы в поверхностные и внутрипочвенные потоки (Рис. 4).

Таблица 1. Относительная степень повреждения почв, содержащих различные количества нефти

Степень повреждения	Содержание нефти в почве, г/кг сухой почвы
	минеральная часть	органическая часть
Легкая-умеренная: некоторое уменьшение роста растительности, если не принимать никаких мер; временное повреждение	5-20	40-150
Умеренная-высокая: нормально развиваются только некоторые растения, при осторожном регулировании они остаются зелеными; можно восстановить почву в течение трех лет; без рекультивации восстановление займет времени в 2-3 больше	20-50	150-750
Высокая-очень высокая: нефть пропитывает почву на глубину 10 см, только очень немногие растения выживают; при правильной рекультивации почва может быть восстановлена за 3-5 лет; без этого восстановление занимает 20 и более лет	больше 50	больше 750

Для экспрессной оценки общего уровня загрязнения урбанизированных территорий необходимо проведение площадных эколого-геохимических съемок. Впервые подобные определения содержания тяжелых металлов в почвенном покрове нашего города были выполнены в 1989 году, затем литохимическая съемка повторялась в 2000, 2005 и в 2008 годах. Загрязненные почвы, особенно их мелкодисперсная фракция с высокой концентрацией микроэлементов, являются опасным вторичным источником загрязнения природной среды. Превышения ПДК для почв по свинцу, цинку, меди и другим тяжелым металлам, которые были зафиксированы в 2008 году вблизи крупных промышленных предприятий «Трансмаш», промзоне в Октябрьском и Заводском районе) и свидетельствовали об опасных уровнях их накопления на территории г. Грозного (Рис. 5).

Цинк. Этот элемент отнесен нами к приоритетным загрязнителям почвенного покрова нашего города. Обусловлено это целым комплексом причин: высокой контрастностью литохимических аномалий, их значительными площадями, приуроченностью к определенным источникам загрязнения. В эпицентре загрязнения почвенного покрова находится химический завод, а наиболее контрастные литохимические аномалии отмечаются в Заводском районе города. Но в 2004-2008 гг. уровень загрязнения почвы цинком заметно снижается, происходит «размазывание» аномалий: их площадь увеличивается, а концентрация уменьшается. По-видимому, здесь сказывается снижение атмохимической нагрузки вследствие закрытия промышленных предприятий. При сохранении экономической ситуации следует ожидать дальнейшего снижения концентрации цинка вблизи источников загрязнения, и появления новых зон повышенного содержания этого элемента на природных геохимических барьерах: в долинах Сунжи и Нефтянки.

Свинец. Анализ распределения свинца в поверхностном почвенном слое выявил наличие общей картины его загрязнения (Рис. 5). Повышенное содержание свинца выше ПДК наблюдается вдоль оживленных автомагистралей: проспектов Кадырова, Победы, Дудаева, улиц Сайханова, Первомайской, Трудовой, Ханкальской, Старопромысловское шоссе.

Размещено на http://www.allbest.ru/

24

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

24

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

24

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

24

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 5. Геохимическое загрязнение почвенного покрова г. Грозного тяжелыми металлами

В 2008-2009 гг. на 60 % территории г. Грозного зафиксировано загрязнение почвы свинцом. Превышение ПДК составляло 100-500 %, и все это были зоны устойчивого загрязнения природной среды свинцом. На сегодняшний день отмечено сохранение общей картины загрязнения верхнего горизонта почвы свинцом при некотором уменьшении площади и контрастности литогеохимических аномалий свинца.

Медь. Высокая миграционная способность меди ставит ее в один ряд с самыми опасными веществами - загрязнителями окружающей среды. Высококонтрастные литохимические аномалии меди в 2008 году были отмечены в Октябрьском и Ленинском районах (заводы «Оргтехника», «Промавтоматика»), вблизи промышленной зоны Заводского района (Рис. 5).

Отдельные участки с содержанием меди в почве выше ПДК наблюдались в Ленинском и Старопромысловском районах, но это загрязнение не превышало 5-7 % общей площади города.

В 2007 г. литохимические аномалии меди обнаружены по всему городу: от 36-го участка до поймы Сунжи, захватили промзону Октябрьского и Заводского районов. А в 2008 г. зоны с повышенным содержанием меди в почве изменили свою конфигурацию и локализацию и оказались сосредоточенными в старом центре города. К 2009 г. медные аномалии здесь оказались размыты, отдельные «островки» с содержанием меди в почве выше ПДК наблюдались в Октябрьском и Ленинском районах. Отмечено и наличие литохимических аномалий меди в дачных районах на окраинах города. Возможно, это результат сельскохозяйственного загрязнения, связанного с применением средств химической защиты растений.

Марганец. Большая часть аномалий марганца и в 2008, и в 2009 гг. была локализована на территории поселков Кирова, завод «Трансмаш», они оказались довольно стабильными. Обследования в 2008-2009 гг. показали, что зоны повышенного содержания марганца в верхнем горизонте почвы не изменили своего положения (Рис. 5).

Ванадий. Литохимические аномалии ванадия в 2009 г. располагались, большей частью, в периферийных районах г. Грозного: пос. Войкова, пос. Кирова, «Трансмаше» и в районе аэропорта. Здесь отмечалось превышение ПДК в 1,5-2 раза, однако четкой связи между аномалиями и определенными источниками загрязнения тогда выявить не удалось. В 2008 и 2009 гг. контрастные аномалии ванадия практически исчезли с геохимической карты города, и, вероятно, это связано с остановкой многих производственных предприятий (и их котельных). Возможно, снижение уровня загрязнения урболандшафтов г. Грозного ванадием связано с переводом ТЭЦ на газовое топливо.

В 2009 г. аномалии ванадия отмечены в Заводской промзоне и в районах с преобладанием частных домовладений. Возможно, что это связано с использованием здесь таких видов топлива как уголь, мазут, дрова.

Хром. По результатам литохимической съемки 2009 г. зоны повышенного содержания в почве хрома занимают большую часть города. Превышение ПДК составляет 100-1000 %. Принятые для хрома ПДК (100 мг/кг), не могут быть «предельно-допустимыми» в г. Грозном, где валовое содержание хрома в почве даже на фоновых участках достигает 250-300 мг/кг. Литохимические аномалии никеля и кобальта - элементов группы железа большей частью располагаются в северной части города. Для литофильных элементов, к которым относятся стронций, барий, титан, на всей территории города характерно распределение на уровне фоновых концентраций. Нужно отметить, что разнообразие видов антропогенного воздействия на городские почвы затрудняет изучение загрязнения тяжелыми металлами. Необходимо различать локальное загрязнение тяжелыми металлами от свалок, погрузочных площадок и т. п., и атмотехногенное загрязнение от промышленных предприятий, жилого сектора, транспорта, воздействующее на весь город в целом. В антропогенно - преобразованных почвах зафиксировано загрязнение практически всех горизонтов подвижными формами Mn, Ni, Co, Pb, Cd (ацетатно-аммонийная вытяжка), причем превышения ПДК значительны. Используя метод сопряженного анализа путем наложения тематических карт составлена карта геоэкологического районирования территории г.Грозного, с выделением зон по степени экологического напряжения (Рис. 6).



Геоэкологические районы: I - Центральный; II - Южный; III - Юго-Восточный; IV - Северный

Рис. 6. Геоэкологическое районирование г. Грозного

Основные выводы

Город Грозный имеет уникальное географическое положение и относится к одному из богатейших ресурсно-сырьевых регионов России. К наиболее значимым промышленным ресурсам следует отнести углеводородное сырье, водные и рекреационные ресурсы. Добыча нефти и газа является базисной отраслью современной промышленности г. Грозного, что предопределило быстрый рост в последнее десятилетие топливной промышленности. Однако такой скачок привёл к росту неблагоприятных экологических ситуаций внутри рассматриваемой совокупности. В результате промышленного освоения и обоснованного территориального роста возникли диспропорции в развитии территориально-отраслевой структуры, отразившемся на возникновении экологической проблемной ситуации.

Основной объем отходов загрязнителей при освоении нефтегазовых месторождений связан с бурением скважин. При этом особую актуальность приобретает проблема утилизации и обезвреживания отходов бурения. Лучшее решение в данном случае - безотходная технология. Основной загрязнитель при бурении нефтегазовых скважин - шлам, образующийся в результате очистки бурового раствора от пустой породы, поднимаемой из скважины. Шлам токсичен из-за наличия в нем органических добавок, которыми обрабатывается буровой раствор. Непромытый шлам губительно воздействует на живые организмы вокруг скважины. Сброс непромытого бурового шлама и буровых сточных вод запрещен. Надо достичь такой степени очистки, при которой объем шлама, скапливающийся на буровой площадке, был бы минимальным, а образующиеся сточные воды можно было бы вновь использовать на технические нужды. В настоящее время создана технологическая схема замкнутой технологии очистки отходов бурения на буровой площадке, что позволит утилизировать один из основных источников загрязнения - пластовую воду - путем закачки ее вновь в скважины.

К числу наиболее часто встречающихся экологических проблем, формирующих общий критический фон экологической обстановки в г. Грозном следует отнести: техногенное нарушение среды, нефтехимическое загрязнение атмосферы, почвенного покрова, поверхностных вод.

Основное влияние на приземный слой атмосферного воздуха оказывают выбросы загрязняющих веществ от источников производственного процесса и углеводородного сырья. Факторами способствующими накоплению загрязняющих веществ в приземном слое атмосферного воздуха в зоне вероятного влияния объектов выбросов вредных веществ следует считать прежде всего наличие приземных инверсий (слое 0-100 м) или приподнятых инверсий слое (до 500 м), продолжительное (до 96 часов) сохранение неблагоприятных параметров рассеивания загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы, небольшие скорости ветра (меньше 4 м/сек), а также погодные условия и состояние подстилающей поверхности, оказывающие большое влияние на процесс трансформации загрязняющих веществ. Опасными ветрами, переносящими токсическое облако являются румбы СЗ - ЮВ. Воздействие на приземный слой атмосферного воздуха будет зависеть от типа вещества, мощности выброса, климатических и метеорологических условий, условий трансформации, времени, в течении которого могут сохраняться уровни концентрации загрязняющих веществ, превышающие нормативные критерии.

Результаты исследований приземного слоя атмосферы г, Грозного, как на особо контролируемой зоне, так и на мониторинговых маршрутах, в целом, свидетельствует о неустойчивом состоянии воздушного бассейна к самоочищению и саморегулированию при штатном режиме работы нефтегазового комплекса. Разовые экстремальные выбросы при нештатных ситуациях играют важную роль в плане воздействия на приземный слой атмосферного воздуха. Их мощность, при развитии нештатных ситуаций до 1000 раз превышает регламентированные выбросы, а концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе могут в сотни раз превысить предельно допустимые установленные уровни. Повышенные уровни концентраций загрязняющих веществ могут сохраняться до 25 суток, которое зависит от метеорологических параметров и условий трансформации выделяемых веществ.

Установлено, что загрязнение поверхности водоемов пленочной нефтью приводит к значительному нарушению кислородного режима вод. Среди отдельных фракций наиболее токсичны низшие ароматические углеводороды. Тяжелые фракции нефти часто оседают на дно водоемов, пагубно действуют на икру, молодь, взрослую рыбу и их корм. Донные отложения, кроме того, являются источниками вторичного загрязнения водоемов. В водных объектах урболандшафтов г. Грозного обнаружены тяжелые металлы и микроэлементы в концентрациях превышающих предельно допустимые нормы. В осенне-зимний период 2009 года в основных водотоках присутствует 2,55-23,0 ПДК железа, до 5 ПДК марганца, до 21,2 ПДК алюминия; в реках Сунжа, Гойта, Нефтянка концентрация бериллия составила 1,3-2,3 ПДК и т.д.

Геоэкологическое состояние почв урболандшафтов г. Грозного зависит от загрязнения земель нефтепродуктами, нефтепромысловыми водами, пестицидами и другими химическими веществами, захламления земель промышленными и бытовыми отходами. Маломощных и отчасти среднемощных видов приурочено в основном к центральной части города, где на протяжении долгого времени они подвергались периодической срезке и перепланировке, что соответствующим образом отразилось на их мощности и дифференциации на генетические горизонты. Мощные черноземы приурочены к окраине города, где они сохраняют протяженность профиля, присущую черноземам Алхан-Чуртской долины: средняя мощность гор. А составляет 35-38 см, а гор. А+В = 90 см. Основной фон почвенного покрова Алхан-Чуртской долины составляли черноземы, мощность гор. А которых была 36-43 см, а гор. А+В = 89-101 см. Но естественный почвенный покров на большей части современных городов уничтожен или претерпел кардинальные изменения. Поэтому наряду с островками естественных почв (черноземов) основной фон городской территории представлен естественно-антропогенными почвами (урбо-черноземами), антропогенно-преобразованными почвами (урбаноземами) и техногенными поверхностными почвоподобными образованиями (урботехноземами).

Анализ геоэкологических данных позволил выявить экологические проблемы, характерные для г. Грозного в целом и выделить на их основе геоэкологические районы: а) районы со слабой экологической напряженностью, б) районы с удовлетворительной экологической обстановкой, в) районы со средней экологической напряжённостью, г) районы с тревожной экологической напряжённостью, д) районы с высокой экологической напряжённостью. На основе проведенного мониторинга природных сред с применением геоэкологических и геохимических данных были выделены экологически опасные для здоровья населения ареалы загрязнений и определены основные предприятия-загрязнители. Основными загрязнителями атмосферного воздуха в урболандшафтах г. Грозного являются предприятия нефтехимической промышленности и цементный завод. Анализ динамики природных, антропогенных, эколого-депрессивных, промышленно-ресурсных данных позволил обосновать схему экологических дифференциаций г. Грозного. В результате были выделены геоэкологические районы, в границах которых представляется возможным изучить динамику предпосылок антропогенного воздействия промышленности на геосистему г. Грозного и влияние данного воздействия на населения, и окружающую среду.

Список основных работ опубликованных по теме диссертации

геоэкологический урболандшафт загрязнение

1. Мантаев Х.З. Геоэкологическая оценка урболандшафтов г. Грозного и меры по их оптимизации. /Мантаев Х.З. // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. № 1, Том 2, серия «Технические науки». Тамбов.2008. - С. 157-166.

2. Мантаев Х.З. Влияние антропогенеза на почвообразовательные процессы г. Грозного. /Мантаев Х.З. // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. № 2, Том 2, серия «Технические науки». Тамбов. 2008. - С. 186-194.

3. Мантаев Х.З. Экологическая оценка состояния атмосферного воздуха г. Грозного и мероприятия по его очищению. /Мантаев Х.З. //Материалы по изучению Чеченской Республики. Выпуск 1. Назрань. 2006. - С. 57-65.

4. Мантаев Х.З. Органические вещества в водных объектах Грозного. /Мантаев Х.З. //Материалы по изучению Чеченской Республики. Выпуск 2. Назрань. 2006. - С. 52-58.

5. Мантаев Х.З., Байраков И.А. Процессы почвообразования под влиянием антропогенеза в условиях г. Грозного. /Мантаев Х.З., Байраков И.А. // Экологические проблемы. Взгляд в будущее. Сборник трудов 4-й научно-практической конференции с международным участием. Ростов - на - Дону, 2007.- С. 233-239.

6. Байраков И.А. Оценка состояния атмосферного воздуха г. Грозного. / Байраков И.А., Гакаев Р.А., Мантаев Х.З. //Экологические проблемы. Взгляд в будущее. Сборник трудов 4-й научно-практической конференции с международным участием. Ростов - на - Дону, 2007.- С. 53-58.

7. Мантаев Х.З., Байраков И.А., Гакаев Р.А. Загрязнение нефтепродуктами водных объектов Чеченской Республики и их состояние (на примере участка реки Терек). / Мантаев Х.З., Байраков И.А., Гакаев Р.А. //Экологические проблемы. Взгляд в будущее. Сборник трудов 4-й научно-практической конференции с международным участием. Ростов - на - Дону, 2007. - С. 239-243.

8. Мантаев Х.З. Углеводороды в водных объектах Грозного. /Мантаев Х.З. //Современные аспекты экологии и экологического образования // Материалы 1 Международной интерактивной научной конференции». - Назрань: Пилигрим, 2007. - С. 271-274.

9. Мантаев Х.З., Байраков И.А. Почвенные исследования в условиях антропогенеза г. Грозного. /Мантаев Х.З., Байраков И.А. //Наука и устойчивое развитие общества. Наследие В.И. Вернадского: Сборник материалов 2-й международной научно-практической конференции. Тамбов: Издательство ТАМБОВПРИНТ,2007. - С. 117-118.

10. Мантаев Х.З., Байраков И.А. Наблюдения за загрязнением водных систем в условиях г. Грозного. /Мантаев Х.З., Байраков И.А. //Наука и устойчивое развитие общества. Наследие В.И. Вернадского: Сборник материалов 2-й международной научно-практической конференции. Тамбов: Издательство ТАМБОВПРИНТ,2007. - С. 118-120.

11. Байраков И.А., Мантаев Х.З. Мероприятия по оптимизации экологического состояния природных ландшафтов Чеченской Республики./ Байраков И.А., Мантаев Х.З. //Наука и устойчивое развитие общества. Наследие В.И. Вернадского: Сборник материалов 2-й международной научно-практической конференции. Тамбов: Издательство ТАМБОВПРИНТ,2007. - С. 108-109.

12. Мантаев Х.З. Металлы в водных объектах г. Грозного. /Мантаев Х.З. // Материалы по изучению Чеченской Республики. Выпуск.1. Назрань.2007. - С. 43-51.

13. Мантаев Х.З. Экологическая оценка состояния атмосферного воздуха Чеченской Республики. /Мантаев Х.З. // Материалы по изучению Чеченской Республики. Выпуск 2. Назрань.2007.- С. 33-37.

Размещено на Allbest.ru

...