Экологическая оценка аэротехногенного загрязнения тяжелыми металлами Северо-Казахстанской области (Республика Казахстан)
Экологическая оценка загрязнения атмосферного воздуха и почв Северо-Казахстанской области тяжелыми металлами. Проведение инвентаризации антропогенных изменений в экосистемах и создание электронной базы данных по оценке их экологического состояния.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | автореферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.07.2018 |
| Размер файла | 400,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
34
Размещено на http://www.allbest.ru/
03.02.08 - Экология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Экологическая оценка аэротехногенного загрязнения тяжелыми металлами Северо-Казахстанской области (Республика Казахстан)
Доскенова Бану Бейсеновна
Омск 2010
Работа выполнена на кафедре географии и экологии Северо-Казахстанского государственного университета и кафедры экологии и природопользования Омского государственного педагогического университета.
Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Соловьев Сергей Александрович
Официальные оппоненты доктор сельскохозяйственных наук, профессор Юшкевич Леонид Витальевич
кандидат биологических наук, доцент Чачина Светлана Борисовна
Ведущая организация Ишимский государственный педагогический институт
Защита диссертации состоится на заседании диссертационного совета ДМ 212.177.05 по защите докторских и кандидатских диссертаций при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный педагогический университет» по адресу: 644099, г. Омск, наб. Тухаческого, 14, ауд. 212; тел./факс:8(3812)24-37-95.
Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук Т.Ю. Колпакова
Актуальность исследования
Экологическая безопасность, как составная часть национальной безопасности Республики Казахстан, является обязательным условием устойчивого развития и выступает основой сохранения природных систем и поддержания соответствующего качества окружающей среды и жизни населения [Панин, 2007]. Проблемы зависимости здоровья населения от факторов внешней среды имеют важнейшее государственное значение, что особенно актуально для Казахстана с его значительным комплексом экологических проблем [Трошихин, 2004]. С целью предотвращения и устранения негативного антропогенного влияния на окружающую среду, создания качественной среды обитания человека, необходима, в первую очередь, достоверная, объективная и своевременная оценка экологической ситуации. Только в этом случае возможно обоснование и наиболее верное принятие решений по регулированию качественных и количественных характеристик природной среды [Чигаркин, 2008].
Экологическое состояние территории Северо-Казахстанской области в значительной степени обусловлено антропогенными, а также природными факторами. Антропогенная нагрузка нередко превышает экологические возможности окружающей среды и нарушает ее нормальное функционирование. Это оказывает негативное влияние на существование биоты, в том числе и человека [Белецкая, 2008].
Исследуемая нами область характеризуется высокими показателями заболеваемости и смертности населения, сложной демографической ситуацией даже на фоне неблагоприятного состояния здоровья республики в целом, характеризующегося ростом заболеваемости людей многими болезнями. Высокий уровень заболеваемости, и прежде всего, онкопатологий, отмечатся уже длительное время и имеет устойчивую тенденцию роста.
Особое внимание в работе уделено оценке риска для здоровья населения Северо-Казахстанской области в связи с тем, что область отличается высокими показателями уровня заболеваемости, а также ускоренными темпами роста их возникновения, которые значительно превышают среднереспубликанские параметры, что существенно беспокоит общество. Это и определяет актуальность нашего исследования.
Цель: экологическая оценка загрязнения атмосферного воздуха и почв Северо-Казахстанской области Республики Казахстан тяжелыми металлами.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
1. Оценить загрязнение атмосферного воздуха Северо-Казахстанской области.
2. Провести и проанализировать результаты исследования почв Северо-Казахстанской области на содержание тяжелых металлов.
3. Провести инвентаризацию антропогенных изменений в экосистемах и создать электронную базу данных по оценке экологического состояния Северо-Казахстанской области по уровню антропогенных нагрузок на ландшафты.
4. Разработать комплекс мероприятий по охране атмосферного воздуха и почв Северо-Казахстанской области.
Научная новизна
Научная новизна заключается в исследовании влияния промышленно- техногенной трансформации ландшафтов различных геоэкологических условиях при существенном использовании природных ресурсов. Впервые проведено исследование антропогенных изменений экосистем при загрязнении атмосферного воздуха и почв тяжелыми металлами Северо-Казахстанской области Республики Казахстан. Для обоснования экологического мониторинга почв впервые применена оценка риска для здоровья населения при воздействии тяжелых металлов, загрязняющих атмосферный воздух и почву Северо-Казахстанской области.
Практическая значимость работы:
Результаты данной работы могут быть использованы как основа для организации и проведения дальнейшего мониторинга, состояния окружающей среды Северо-Казахстанской области Республики Казахстана. На основе анализа полученных материалов выявлены основные загрязнители атмосферного воздуха и почв, их распределение на территории области, что в дальнейшем позволит целеноправленно вести разработку профилактических мероприятий по устранению негативных последствий промышленно-техногенного воздействия на здоровье населения Северо-Казахстанской области. Собран электронный банк данных по всем названным направлениям работы, позволяющий автоматизировать процессы обработки исходной информации по рядам наблюдений. В динамике проанализированы основные параметры, характеризующие экологическое состояние исследуемой области и здоровье населения. Материалы могут быть использованы службами департаментов экологии и природопользования, здравоохранения, и службами мониторинга за состоянием природной среды, а также для разработки практических рекомендаций по улучшению экологической ситуации в регионе и выработке нормативных геохимических показателей для оценки качества природной среды.
Положения, выносимые на защиту
1. Доминирующие загрязняющие вещества с превышением ПДК в почве тяжелые металлы (преимущественно свинец, ванадий и кадмий) во всех районах Северо-Казахстанской области.
2. В Северо-Казахстанской области в зависимости от уровня загрязнения атмосферного воздуха и почвы выявлены зоны с повышенным риском возникновения заболеваний (особенно онкологических), что требует системного мониторинга, оценки и прогноза содержания тяжелых металлов в почве и в воздухе региона.
Апробация работы
Результаты исследований доложены на Международной научно- практической конференции «Образование и наука - непрерывнный инновационный процесс: проблемы, решения, перспективы» (Петропавловск, 2007); на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии и природопользования в Казахстане и сопредельных территориях» (Павлодар, 2007); на II Международной научно-практической конференции «Экологический мониторинг и биоразнообразие» (Ишим, 2009); на V международной научно-практической конференции «Урбоэкосистемы: проблемы и перспективы развития » (Ишим, 2010).
Автором разработано учебно-методическое пособие «Комплексная экологическая оценка состояния окружающей среды Северо-Казахстанской области» Петропавловск, 2007 год. Основные результаты исследований изложены в 12 печатных работах, в том числе в изданиях, рекомедованных ВАК РФ и РК. экологический загрязнение атмосферный метал
Личный вклад автора
Автором разработана программа исследований по экологической оценке агротехногенного загрязнения тяжелыми металлами Северо-Казахстанской области Республики Казахстан, проведен статистический анализ, личное участие в отборе проб, а также выполнен комплекс работ совместно со специалистами общественного обьединения «Экосфера» и Республиканским научно-исследовательским центром охраны атмосферного воздуха (РНИЦ). В целом личный вклад соискателя в исследовании составляет 80 %.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, выводов, практических рекомендаций. Работа иллюстрирована 36 таблицами, 32 рисунками, 5 картами, 6 приложений. Библиографический указатель содержит 179 источников, в том числе и зарубежных авторов.
Благодарности. Автор выражает глубокую признательность и благодарность доктору сельскохозяйственных наук, профессору Н.А. Калиненко, и научному руководителю - доктору биологических наук, профессору С.А. Соловьёву за ценные замечания и рекомендации на всех этапах нашей работы.
Содержание работы
Во введении дано обоснование актуальности и практической значимости работы, определяются объект, задачи исследования, раскрываются новизна, теоретическая и практическая значимость работы, излагаются основные положения, выносимые на защиту.
Аналитический обзор литературы. Проведен анализ литературных данных, в том числе и зарубежных авторов, работающих над проблемой изучения экологического состояния атмосферного воздуха и почв и влияния состояния загрязения на здоровье населения. Приводится физико-географическая характеристика региона и выделяются особенности ландшафтно-климатических условий Северо-Казахстанской области. Приведены данные о состоянии здоровья населения Северо-Казахстанской области Республики Казахстан.
Материалы и методы исследования. Представлены основные методики для организации и проведения исследований по экологической оценке и анализу полученных данных, описаны методы отбора и подготовки проб почвы. Объектами исследования определены почва и атмосферный воздух Северо-Казахстанской области, а также население этого региона. Исходными материалами стали данные экологического исследования почвы и атмосферного воздуха, формы статистической отчетности и данные лабораторных исследований. Для анализа исходной информации использованы дескриптивные, лабораторно-инструментальные, математические и статистические методы, а для построения картограмм программы MapInfo, EPIMAP, COREL.
При исследовании экологического состояния атмосферного воздуха и почв территории Северо-Казахстанской области Республики Казахстан нами использованы системы оценки экологического состояния региона и разработана программа исследований по экологической оценке состояния окружающей среды Северо-Казахстанской области, систематизирован обзор литературных данных и материалов исследований. Нами применялась методика полевых исследований [Балдашева и др., 1979; Вернигора и др, 1982], метод картографирования и анкетирования, ретроспективного анализа, санитарно-эпидемологических исследований и статистические методы обработки материалов разработанных российскими учеными.
В соответствии с программой «Улучшение экологической обстановки г. Петропавловска и Северо-Казахстанской области», совместно с Республиканским научно-исследовательским центром охраны атмосферного воздуха (РНИЦ) нами проведена работа по оценке экологической ситуации Петропавловска и области. Эти исследования включали оценку состояния атмосферного воздуха региона, основанную на результатах сводных расчетов уровня загрязнения воздушного бассейна, с учетом всех стационарных и передвижных источников выбросов.
Нами проведены полевые исследования на 28 ключевых участках Северо-Казахстанской области с отбором проб почв и растительной массы на химический и спектральный анализы. По результатам анализа данных за десять лет (с 1997-2007 гг.) установлено 28 ключевых участков области по повышенному уровню по общей онкозаболеваемости населения, и различным онкопатологиям [Экологический.., 2007].
В задачу полевых исследований входило изучение экологической и геохимической обстановки региона на ключевых участках. Участки выбирались на основе дифференциации по административным районам, со средним и максимальным уровнем заболеваемости населения, в пределах которых проводилось изучение почв, сравнение показателей позволяет выявить причинно-следственные связи между факторами среды и заболеваемостью [Ахметов.., 1998]. Автором разработана программа работ по оценке экологического состояния атмосферного воздуха и почв территории Северо-Казахстанской области, в 2007 г. проведен отбор 260 проб - по 130 почвенных образцов и по 130 образцов - растительной массы на территории Северо-Казахстанской области на спектральный и химический анализ. Это в целом составляет 18-20 проб на один ключевой участок (соответственно - по 9-10 образцов почв и растительности). В основном отбор проб почв и растительной массы проводился на одном участке (парами «почва-растения»), что целесообразно для отслеживания миграции химических элементов из почвы в растения.
Для проведения исследований выделены особо значимые вещества, влияющие на биохимические процессы в организме человека. Это - свинец, кадмий, мышьяк, йод, селен, цинк, медь, молибден, литий, никель, железо, кальций, хром, ртуть, ванадий, марганец, кобальт, - всего 17 элементов. Анализы проведены в лаборатории физических методов исследований ЗАО «Центргеоланалит» в г. Караганда в 2007 г.
Методика работ по обработке статистического материала сводилась к сбору первичной информации по общей заболеваемости и смертности населения, и проводилась по основным классам болезней с разделением по полу, возрастным группам, по категориям городских и сельских жителей. Особое внимание уделено сбору информации по онкологической заболеваемости. Информационной основой стала база данных о больных злокачественными новообразованиями за определенный период времени, созданная на основе официальных данных учетно-отчетной медицинской документации: учетные формы № 7 «Сведения о злокачественных новообразованиях» и № 35 «Сведения о больных злокачественными новообразованиями», контрольные карты диспансерного наблюдения больного злокачественными новообразованиями ф. 030-6/У, извещения о больном впервые в жизни установленным диагнозом злокачественного новообразования ф. 090/У, выписки из медицинской карты стационарного больного злокачественным новообразованием ф. 027-1/У, протоколы на случай выявления у больного запущенной формы злокачественного новообразования (клиническая группа III-IV) ф.027-2/У, регистрационные карты индивидуального наблюдения за больными со злокачественными новообразованиями, выборки из журналов госпитализаций различных лечебно-профилактических учреждений, где проходили обследование и лечение пациенты с новообразованиями, списки больных, взятых на учет с впервые установленным диагнозом, сведения архивов ЗАГС и экспертные заключения.
Результаты проведенных исследований. При оценке экологического состояния атмосферного воздуха и почв Северо-Казахстанской области в большинстве случаев рассматривалась состояние отдельно в г. Петропавловске и в сельской местности. Лишь около 15 % Северо-Казахстанской области занято осиново-березовыми колками с лугами, реками, озерами, дорогами и населенными пунктами. В ходе выполнения работ нами впервые проведено изучение структуры автотранспорта города, определена интенсивность транспортных потоков на основных магистралях, выполнена полная инвентаризация всех стационарных источников загрязнения области, создана электронная база данных о загрязнения атмосферы города предприятиями и автотранспортом, выявлены площади с превышением норм ПДК, составлена карта загрязнения г. Петропавловска и на основе этого, создана электронная система управления качеством воздуха Петропавловска. Составлены карты Северо-Казахстанской области «Классификации земель по степени антропогенной нагрузки», «Абсолютной экологической напряженности», «Относительной экологической напряженности» и др. Выделены районы с превышением норм ПДК на основе проведенных исследований по 17 макро и микро элементам в пробах почв и растительности. Созданы электронные базы данных по численности населения, демографическим процессам, по состоянию окружающей среды урбанизированных и сельских территорий, которые позволяют вести автоматизированную обработку данных по конкретным показателям при организации дальнейшего комплексного мониторинга.
Обсуждение результатов исследований. В соответствии с поставленными целями и задачами, основные направления работы сводились к оценке экологического состояния атмосферного воздуха и почв Северо-Казахстанской области. Проведена работа по оценке экологической ситуации с точки зрения ее влияния на здоровье населения.
Оценка зависимости здоровья от качества атмосферного воздуха г. Петропавловска включала: - проведение мониторинга и инвентаризации источников загрязнения воздушного бассейна урбанизированной территории с пересчетом его качества, учитывающих зафиксированные изменения. Необходима оценка состояния здоровья населения - картирование форм заболеваемости населения, в наибольшей степени определяемые качеством воздуха; сбор статистических и иных материалов предыдущих исследований для использования в настоящей работе; создание картограмм качества атмосферного воздуха и медико-географических параметров (заболеваемости дыхательных путей, онкозаболеваемости и др.). Одной из важнейших экологических проблем современности следует назвать убыль естественного плодородия почв в. т.ч. и в Северо-Казахстанской области, связанную с уменьшением содержания гумуса в пахотном слое почвенного покрова. Анализ данных о вносимых удобрениях и ядохимикатах свидетельствует о значительном росте объемов химических соединений, используемых в сельскохозяйственном производстве, за последние годы. Сложившаяся в Северо-Казахстанской области ситуация в сфере обезвреживания, хранения и захоронения, использования отходов различных производств является одной из основных причин опасного загрязнения окружающей среды, представляющему реальную угрозу здоровью населения. Сложившаяся система обращения с отходами также наносит значительный экономический ущерб в виде упущенной выгоды от переработки ценных видов сырья. В Северо-Казахстанской области неудовлетворительно решаются вопросы хранения и переработки отходов. Общий объем бытовых отходов ежегодно составляет более 30 млн. м3, которые поступают в организованные свалки (27 шт.) и складируются на полигоне ТБО в г. Петропавловске. Переработка отходов не производится. Вообще отсутствует пункт приема металлической ртути от пришедших в негодность ртутьсодержащих изделий.
Анализ представленных данных о степени использования, измененности и загрязнения природных компонентов свидетельствует о том, что существуют различия по степени химического (токсикологического), радиоактивного и других видов загрязнений по административным районам и природным ландшафтам. В целом, можно говорить об определенной деградации природных компонентов, в частности почв и растительного покрова. Санитарно-эпидемиологическую обстановку можно оценить, как удовлетворительную. Разнообразие видов природопользования приводят к формированию у современных ландшафтов новых структурно-функциональных свойств и уровня антропогенной трансформации.
Современный уровень антропогенной трасформации Северо-Казахстанской области явяется достаточно высоким. Исследования по оценке воздействия загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения г. Петропавловска показали, что наибольший риск возникает от повышенного уровня взвешенных веществ и наибольшее число случаев заболеваний раком, в частности раком легкого, желудка и кожи, где на состояние атмосферы оказывают влияние промышленные предприятия, в т.ч. зерноперерабатывающие. В целом, город находится под воздействием взвешенных частиц, которые являются адсорбентами токсичных и канцерогенных веществ. Органы дыхания в первую очередь подвергаются воздействию загрязняющих веществ, содержащихся в атмосферном воздухе. Сложившаяся ситуация требует дополнительных исследований с целью изучения воздействия загрязняющих веществ на развитие заболеваний горожан по возрастным группам, месту работы и жительства. Показатели уровня онкозаболеваемости, отражают сдвиг в сторону омоложения онкопроцессов, также эта тенденция наблюдается и по другим заболеваниям.
Обоснование защищаемых положений
Оценка остроты экологической ситуации осуществляется нами путем определения степени деградации или нарушения отдельных компонентов ландшафта. Одним из интегральных показателей нарушения геосистемы является превышение норм ПДК биохимические процессы в организме человека и прямо или косвенно определяющие состояние его здоровья. В ходе проведенных исследований установлены средние значения концентраций, медиана и интерквантильный размах для каждого металла. Отмечалось превышение ПДК по трем тяжелым металлам: так свинец превышал в 4,9 раза, кадмий в 3,2 раза, и ванадий в 2,1 раза.
Превышение фоновых значений характерно для ванадия в 1,2 раза, хрома в 1,1 раза, железа в 1,1 раза, кобальта в 1,6 раза, меди в 2,1 раза, и цинка в 1,4 раза. Анализируя данные исследований проб почв и растительности на содержание макро и микроэлементов по ключевым участкам сравнение их фоновыми значениями и с нормами ПДК можно сделать выводы - что на территории области есть превышения норм ПДК в два раза, по содержанию тяжелых металлов практически во всех районах (преимущественно это свинец, ванадий, кадмий и др). Наблюдается недостаточный уровень йода и селена на ключевых участках Тимиязевского, Шал акына и Г. Мусрепова районов (по области фоновые показатели в пределах нормы (по - 4,6).
Дифферецированы зоны с максимальным загрязнением почв, что напрямую связано, с необходимостью дальнейшего анализа в связи с экологическим неблагополучием. Значительные превышения ПДК для кобальта, являющегося канцерогеном, в зоне жилой застройки определяют необходимость включения данного металла в исследования проб почвы. Для никеля не наблюдалось превышения ни ПДК, ни фоновых значений.
При исследовании валовых форм тяжелых металлов и их количественных оценок применялись ОДК и ПДК, в мг/кг. Дальнейший анализ был проведен по функциональным зонам г. Петропавловска, по ключевым участкам каждого административного района Северо-Казахстанской области, а также по каждому макро и микроэлементу. Фоновые содержания химических элементов в различных ландшафтно-геохимических условиях г. Петропавловска Северо-Казахстанской области в 2007 г в пределах нормы.
Превышение ПДК для цинка не отмечалось, при этом во всех административных районах области его концентрация выше фона (1,9 раза). Максимальные значения цинка в пробах почвы отмечены в жилой застройке (134,8±75,5 мг/кг). Особая ситуация складывается по содержанию в почвах мышьяка и свинца.
Среднее содержание мышьяка по всем зонам, включая фоновую, находится в пределах 8,5 - 11,3 мг/кг (ПДК=2,0 мг/кг). Видимо, такую особенность почв области, при оценке загрязнений, надо сравнивать результат не с ПДК, а с величиной фона по области равной 10,0 мг/кг. При этом уровень содержания мышьяка, по данным нашего исследования согласуется с данными Российских и Казахстанских сопредельных регионов. Максимальные значения концентраций мышьяка наблюдались в жилой зоне (11,8±3,9 мг/кг).
Превышение ПДК по содержанию свинца в пробах почв составило 33 % от общего числа анализов. При контроле жилой зоны превышения ПДК выявлены в 47 % исследуемых проб, а на транспортных магистралях - в 55 % случаев. Повышенное содержание в почвах соединений свинца объясняется близким расположением транспортных магистралей, многолетним использованием в качестве антидетонационной присадки к бензинам автотранспорта тетраэтилсвинца, который накопился в этих почвах. Для выведения свинца из почвы потребуются дополнительные мероприятия. Максимальные значения были характерны для проб почвы, отобранных в санитарно-защитных зонах промышленных предприятий (39,7±38,4). Согласно СанПиН 2.1.7.1287-03 не допускается превышений ПДК или ОДК химических загрязнений в жилой застройке, а тем более для зон повышенного риска: детских и образовательных учреждений, спортивных игровых, детских площадок жилой застройки, рекреационных зон, зон санитарной охраны водоемов и прибрежных зон. Указанные зоны должны быть расположены на почвах, относящихся к категории «чистая». Фоновая концентрация свинца по области составляет 25,8 мг/кг, что несколько ниже ПДК (30 мг/кг). Были установлены статистически значимые различия содержания свинца в пробах почвы, отобранных на территории г. Петропавловска в зоне жилой застройки (т= -2,1; р<0,05). При этом содержание свинца в зоне жилой застройки статистически значимо не отличалось от содержания данного металла в пробах, отобранных в санитарно-защитных зонах и вблизи автомагистралей (11=0,7, 2 =-0,03; р>0,05). Особенно повышенное содержание свинца наблюдалось в Кызылжарском районе (1,5 ПДК), в районе М. Жумабаева (1,6 ПДК), в Тимирязевском (1,2 ПДК), в районе Г. Мусрепова и Шал акына (1,3 ПДК), всего превышение ПДК для свинца зарегистрировано на территориях семи районах области. Благополучны по содержанию тяжелых металлов почвы (Есильского и Аккаинского районов области). Также благополучны почвы обследованных сельхозугодий (Акжарского и Таиншинского районов области). Петропавловск и территории районов находящихся под «факелом» крупных предприятий ТЭК, где выявлено превышение ПДК по содержанию свинца в пять раз. По содержанию ванадия (1,3 ПДК), никеля (1,1 ПДК) в пробах почв выявлен повышенный уровень содержания металлов в санитарно-защитной зоне ТЭЦ-2, что явно связано с процессом сжигания топлива. Повышенный уровень содержания свинца, вещества 1 класса опасности, выявлен в зоне влияния ТЭЦ-2 (4,6 ПДК) отнесена к категории загрязнения почв как «опасная зона», жилая зона (1,75 ПДК).
Таблица 1. Результаты экологических исследований почв Северо-Казахстанской области на содержание микро- макро элементов в 2007 г (мг/кг).
|
Элементы |
Минимальное значение |
Максимальное значение |
Среднее |
Медиана |
25-й процентиль |
75-й процентиль |
Медиана ПДК |
Медиана фоновое значение |
|
|
Pb |
136 |
245 |
30,8 |
14,9 |
21,8 |
16 |
15,1 |
1,2 |
|
|
Cd |
125 |
40 |
85,4 |
114 |
184 |
170 |
10 |
11,1 |
|
|
Cu |
309 |
707 |
35,2 |
34,4 |
40 |
47 |
34 |
10 |
|
|
Mn |
2,8 |
3,55 |
309 |
409 |
707 |
100 |
407 |
34 |
|
|
Fe |
58,9 |
89,7 |
2,8 |
3,5 |
3,55 |
2,5 |
2,55 |
407 |
|
|
V |
32,8 |
40 |
58,9 |
61,8 |
89,7 |
90 |
55 |
2,55 |
|
|
Ni |
436 |
589 |
32,8 |
37,5 |
40 |
58 |
30,6 |
55 |
|
|
Ca |
17 |
16,8 |
436 |
454 |
589 |
650 |
377 |
29,6 |
|
|
Li |
60 |
123 |
17 |
16 |
16,8 |
19 |
9,5 |
377 |
|
|
Zn |
0,075 |
0,099 |
60 |
68 |
123 |
83 |
69 |
9,5 |
|
|
Hg |
11,7 |
17,3 |
0,075 |
0,08 |
0,09 |
0,07 |
0,05 |
6,0 |
|
|
Co |
54,1 |
70,4 |
11,7 |
13,9 |
17,3 |
18 |
7,56 |
1,054 |
|
|
Mo |
1,6 |
2 |
54,1 |
53 |
70,4 |
34 |
30 |
7,56 |
|
|
Cr |
35,3 |
40,0 |
60,0 |
40,0 |
80,0 |
100,0 |
14,5 |
1,2 |
|
|
As |
10 |
8,0 |
5,3 |
11,6 |
8,7 |
11,3 |
4,4 |
3,0 |
|
|
Se |
30,2 |
40 |
60 |
70 |
0,6 |
83 |
1,0 |
0,3 |
|
|
I |
1,2 |
- |
40 |
30 |
34 |
0,5 |
Экологическая оценка состояния атмосферного воздуха
В области более 400 предприятий и организаций, выбросы которых загрязняют атмосферный воздух. Зарегистрировано около 3000 стационарных источников загрязнения воздушного бассейна, в т.ч. организованных 2740. В наибольшей степени загрязняется воздушный бассейн Петропавловска, который поставляет 54 % валовых выбросов области. Из сельских районов выделяются район Г. Мусрепова (9,4%), Кызылжарский (7,3), Тимирязевский (4,6), Айыртауский (4,1), М. Жумабаева (4,1). Вклад остальных сельских районов менее 4,0% каждого. Основным поставщиком загрязняющих веществ в атмосферу является Петропавловск (см. карту «Степень загрязнения атмосферного воздуха валовыми выбросами Северо-Казахстанской области)
Среди 20 обследованных крупных городов Казахстана загрязнение воздуха превышает норму (ИЗА*5=5) в 11 городах, включая Петропавловск, относящийся таким образом к городам с повышенным уровнем загрязнения.
Рис.1 Изменение ИЗА5 по г. Петропавловску за 1994 - 2008 г.г.
Основными источниками выбросов загрязняющих веществ является теплоэлектростанция Петропавловской ТЭЦ-2 (АО «Аксесс-Энерго ПТЭЦ-2»), котельные и автотранспорт. Из 136 ингредиентов, загрязняющих воздушный бассейн города, к первой категории опасности относятся диоксид азота, диоксид серы, фенол, марганец и его соединения, двуокись кремния, оксид хрома, ко второй категории опасности - оксид азота, бенз(а)пирен , мазутная зола электростанций в пересчете на ванадий, фтористые газообразные соединения в пересчете на фтор и др., третья категория опасности включает загрязнения 53 наименований. Анализ данных наблюдений подтверждает достаточно высокий уровень 54 % загрязнения атмосферного воздуха в Петропавловске. Так в 2008 г. наблюдались превышения ПДК по как оксиду углерода - 2,4 ПДК; диоксиду азота - 1,2 ПДК; формальдегид, что связано с работой предприятий стройиндустрии и завода электроизоляционных материалов. Отмечается динамика превышений по окиси углерода - 4 ПДК в 1999 г., 5,6 ПДК - в 2008 г.; диоксиду азота - 1,4 ПДК - в 1999 г., 3,2 ПДК - в 2008 г., а также снижение превышений по фенолам - 3,7 ПДК - в 1999 г.; 1,8 ПДК - в 2008 г.; 1,7 ПДК - в 2007 г; 1,6 ПДК - в 2008 г, что связано со спадом промышленного производства. При рассмотрении проблем загрязнения воздушного бассейна Северо-Казахстанской области особое внимание обращено на структуру и распределение загрязняющих веществ по территории области. Почти из всех источников в атмосферу поступают диоксид серы, пыль, оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, в том числе и канцерогенные. От специфических видов производств, характерных для города, дополнительно выбрасываются фенол, формальдегид, бензапирен, пыль абразивная, пыль зерновая и другие вредные вещества. Общее количество ингредиентов, присутствующих в атмосфере города, превышает 130, многие из которых относятся к первой и второй категории опасности. Особую опасность таят в себе выбросы и золошлаки Петропавловской ТЭЦ-2 (АО «Аксесс-Энерго ПТЭЦ-2»). С начала эксплуатации ПТЭЦ-2 (1961) накоплено золошлаков 33,5 млн. тонн - годовой выход золошлаков составляет более миллиона тонн. Общая площадь золоотвалов Петропавловской ТЭЦ-2 составляет 440 га.
По результатам проведенных исследований выявлено, что в выбросах по области преобладают взвешенные вещества и сернистый ангидрид, оксид углерода и оксиды азота. В числе прочих фенолы, нефтепродукты, кадмий, свинец, ртуть, цинк, бериллий и др.
Превышение норм ПДК по тяжелым металлам и недостаток йода и селена способствует повышению уровня онкологических заболевании (Андропова, 1994; Волкотруб, 1994, 1995); (Кимина, Лифлянд, 1985; Безуглая с соавт., 1991; Киреев с соавт., 1997).
34
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис.2 Структура выбросов основных ингредиентов загрязняющих веществ передвижных источников Северо-Казахстанской области в % %.
Нами выявлены наиболее высокие показатели убыли населения в Северо-Казахстанской области, которые приходятся на Петропавловск (-6,7 случаев на 1000 жителей) и Аккайынский (-4,4). В то же время ряд районов имеют естественный прирост - Уалихановский (6,8), Акжарский (3,7), Жамбылский (1,8), Тайыншинский (1,5). Наиболее высокими показателями отличаются районы Айртауский, Г. Мусрепова, в Петропавловске это показатель 15,4 и такой коэффициент связан с большей численностью населения.
На первом месте среди причин смертности находятся болезни системы кровообращения, исследуемая область по данному показателю в РК находится в первой четверке, показатель на 100 тыс. населения в 2008 г. составил 725,7, при республиканском - 494,6. На втором месте - смертность от онкозаболеваний - 475, при республиканском - 230, на третьем месте - смертность от болезней органов дыхания, которая в Северо-Казахстанской области является самой высокой в стране и составила в 2008 г. 144,8 на 100 тыс. населения при республиканском уровне, равном 65,5.
Выявлены классы болезней, имеющие достоверную тенденцию к росту для Северо-Казахстанской области: заболеваемость крови и кроветворных органов (все население); заболеваемость эндокринной системы (все население); заболеваемость органов дыхания (взрослые, подростки); заболеваемость органов пищеварения (все население); заболеваемость кожи и подкожной клетчатки (подростки, дети).
Рис. 3 Динамика заболеваемости крови и кроветворных органов по Северо-Казахстанской области на 100 тысяч жителей.
Анализируя рис. 3 отчётливо видно, что среди больных болезнями крови и кроветворных органов существенно преобладают дети.
Уровень заболеваемости детей в 2 - 3 раза превышает уровень заболеваний, как взрослых, так и подростков - амплитуда величин 1000-1700 случаев на 100 тыс. жителей. У взрослых и подростков почти одинаковая частота заболеваемости: она колеблется от 300 до 600. По территории области болезни данного класса распространены крайне неравномерно и с большой амплитудой минимальных и максимальных значений. Максимальное значение (734 случая на 100 тыс. жителей - Кызылжарский район) почти в 17 раз выше, чем минимальное (44 случая на такое же количество жителей - Уалихановский район). В градацию до 100 случаев/100 тыс. попадает также Акжарский район. В следующую градацию - от 100 до 150 /100 тыс. - попадают три района: Айыртауский, Тимирязевский, Мамлютский. Также три района (Г. Мусрепова, Шал акына и Есильский) образуют третью градацию шкалы - от 150 до 200 случаев на 100 тыс. населения. В следующей группе градации (от 200 до 250) находится Тайыншинский район и по два района попадают в градации 250 - 199 (Аккайынский, Жамбылский) и более 300 (М. Жумабаева и Кызылжарский). Причем, у района М. Жумабаева показатели заболеваемости вдвое ниже Кызылжарского.
Районы Северо-Казахстанской области отличаются друг от друга по уровню онкологической заболеваемости (карта «Онкозаболеваемость населения Северо-Казахстанской области»). При этом наблюдается отчетливо выраженная тенденция - в северных районах (М. Жумабаева и Кызылжарский, Мамлютский) области онкологическая заболеваемость отмечена на высоком уровне (более 200 больных на 100 000 населения), средний уровень на юго - западе области (Г. Мусрепова, Айыртауский, Тимирязевский) и в центральных районах заболеваемость снижается. Состояние здоровья населения является в значительной степени отражением качества окружающей среды.
Выводы
1.Оценка загрязнения атмосферного воздуха на территории Северо-Казахстанской области позволила установить приоритетные источники поступления поллютантов, а именно предприятия теплоэнергетики г. Петропавловска (АО «Аксесс-Энерго ПТЭЦ-2») осуществляющие выбросы тяжелых металлов в атмосферный воздух, что составляет 61% валовых выбросов.
2.Приоритетными загрязняющими веществами почв на территории Северо-Казахстанской области являются тяжелые металлы (преимущественно свинец, ванадий и кадмий). Отмечено превышение: свинца в 4,9 раза, кадмия в 3,2 раза и ванадия в 2,1 раза, а также удельный вес проб почвы с превышением ПДК свинца составил 33 %.
3.Превышения норм ПДК по содержанию тяжелых металлов в почве выявлено практически во всех районах, что обуславливает необходимость осуществления экологического мониторинга почв Северо-Казахстанской области.
4.Индивидуальный хронический неканцерогенный риск меньше 1 (максимальное значение хронического неканцерогенного риска при пероральном воздействии достигало значений 0,0119). Канцерогенный риск при пероральном воздействии не превышает величины допустимого риска (уровень более 1x10-6, но менее 1x10-4), при ингаляционном воздействии - величины приемлемого риска (уровень 10-6 и менее).
5.Оценка риска для здоровья населения Северо-Казахстанской области при воздействии тяжелых металлов и мышьяка, загрязняющих атмосферу и почву, показала необходимость проводить мероприятия по осуществлению экологического мониторинга.
Практические рекомендации
Результаты работы могут быть использованы для организации мониторинговых исследований за состоянием воздушного бассейна и почв Северо-Казахстанской области Республики Казахстан, а также вести разработку профилактических мероприятий по устранению негативного воздействия на здоровье населения.
Материалы исследований используются в преподавании экологических дисциплин (экология и устойчивое развитие, геоэкология и охрана окружающей среды, защита окружающей среды от загрязнения, управление природопользованием, восстановление нарушенных экосистем) на естественно-географическом факультете Северо-Казахстанского университета им. М. Козыбаева.
Основные публикации по теме диссертации публикации в журналах и изданиях, определенных ВАК РФ
1. Доскенова Б.Б., Баймашева Ш.М. Оценка благоприятности территории Северо-Казахстанской области Республики Казахстан по степени загрязнения почв. [Текст] // Аграрный вестник Урала. Серия: Биология, экология. 2009 №1(55)- С.83-85 (авт.- 50 %).
Публикации в других научных изданиях:
2. Доскенова Б.Б., Баймашева Ш.М. Экологическая оценка территории Северо-Казахстанской области по степени антропогенной нагрузки. [Текст] // Вестник Павлодарского государственного университета, серия химико-биологическая. 2008.№3.-С.186-189 (авт.- 50 %).
3. Доскенова Б.Б. Влияние загрязнения окружающей среды на здоровье населения Северо-Казахстанской области. [Текст] //Вестник Восточно-Казахстанского государственного университета, серия биология. 2009. №10.- С.134-136.
4. Доскенова Б.Б., Баймашева Ш.М. Оценка территории Северо-Казахстанской области по основным показателям антропогенного воздействия. [Текст] // Вестник Павлодарского государственного университета, серия химико-биологическая. 2010.№1.- С.163-165 (авт.- 50 %).
5. Чурина И.И., Доскенова Б.Б. Роль полевых географических исследований в повышении качества образовательного процесса. [Текст] // Вестник Северо-Казахстанского государственного университета им. М. Козыбаева, серия географическая. 2004.№5.-С.196-200 (авт.- 50 %).
6. Чурина И.И., Доскенова Б.Б. Экологические проблемы Северо-Казахстанской области и их влияние на здоровье населения. [Текст] // Вестник Северо-Казахстанского государственного университета им. М. Козыбаева, серия географическая. 2006. №3.-С.176-179 (авт.- 50 %).
7. Калиненко Н.А., Доскенова Б.Б. Антропогенное воздействие на окружающую среду (на примере Северо-Казахстанской области). [Текст] // «Образование и наука - непрерывнный инновационный процесс: проблемы, решения, перспективы»: материалы Международной научно- практической конференции - Петропавловск, СКГУ. 2007.- Т.2, секция 4 -С.18-22 (авт.- 50 %).
8. Доскенова Б.Б., Баймашева Ш.М. Комплексная оценка экологического состояния природной среды Северо-Казахстанской области. [Текст] // «Образование и наука - непрерывнный инновационный процесс: проблемы, решения, перспективы»: материалы Международной научно- практической конференции - Петропавловск, СКГУ 2007.- Т.2,секция 4 -С.13-15.
9. Доскенова Б.Б., Степень антропогенного воздействия на окружающую среду Северо-Казахстанской области. // «Актуальные проблемы экологии и природопользования в Казахстане и сопредельных территориях» [Текст]: материалы Международной научно- практической конференции - Павлодар, ПГУ 2007.-Т.1, -С.41-43.
10. Доскенова Б.Б., Баймашева Ш.М Экологическое состояние и уровень загрязнения почв Северо-Казахстанской области. // «Экологический мониторинг и биоразнообразие» [Текст]: материалы II Международной научно-практической конференции - Ишим, 2009 Т.1, -С.41-43. (авт.- 50 %).
11. Доскенова Б.Б., Баймашева Ш.М. Экологическое состояние атмосферы г. Петропавловска (РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН)// «Урбоэкосистемы: проблемы и перспективы развития» [Текст]: материалы V международной научно-практической конференции. - Ишим, 2010 Т.1, -С.65-67. (авт.- 50 %).
12. Доскенова Б.Б. «Комплексная экологическая оценка состояния окружающей среды Северо-Казахстанской области» [Текст] учебно-методическое пособие. Петропавловск, СКГУ им.М. Козыбаева, 2007 год -95с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Степень загрязнения воздушной среды от автотранспорта в Южно-Казахстанской области. Степень загрязнения водного бассейна, проблемы загрязнения атмосферного воздуха. Промышленные предприятия, загрязняющие экологическую среду. Природоохранные зоны области.
реферат [32,2 K], добавлен 14.04.2011Источники, характер и степень загрязнения урбанозёмов и почв. Районы г. Челябинска, подверженные наиболее интенсивному загрязнению. Влияние загрязнения почв тяжелыми металлами на растительность. Формы нахождения тяжелых металлов в выбросах и почве.
дипломная работа [183,3 K], добавлен 02.10.2015Загрязнение атмосферы, его природные и антропогенные источники. Административно-промышленная структура Волгограда. Экологическая ситуация, уровень загрязнения воздуха. Влияние транспорта на состояние окружающей среды. Загрязнение среды тяжелыми металлами.
реферат [533,2 K], добавлен 10.11.2010Рассмотрение биохимического метода очистки почв, его виды: биовентилирование, фиторемедиация (очистка с помощью зелёных растений), грибковые технологии, использование ила. Основные причины загрязнения тяжелыми металлами сельскохозяйственных земель.
курсовая работа [20,2 K], добавлен 16.05.2014Оценка выбросов газообразных веществ кислотного характера в атмосферу как показателя загрязнения окружающей среды Челябинской области. Уровень загрязнения атмосферного воздуха стационарными предприятиями города. Экологическая газовая функция почв.
реферат [31,6 K], добавлен 20.07.2010Понятие о геохимических барьерах. Миграции химических элементов в различных природных ландшафтах. Особенности источников загрязнения атмосферного воздуха и природных вод. Рекультивация и контроль за загрязнением почв тяжелыми металлами и пестицидами.
контрольная работа [45,1 K], добавлен 14.09.2014Охрана от загрязнения атмосферного воздуха. Охрана от загрязнения, рациональное использование и восстановление природных водных ресурсов. Охрана от загрязнения окружающей среды опасными отходами. Создание региональной информационно-аналитической базы данн
доклад [8,6 K], добавлен 10.11.2004История создания географических информационных систем, их классификация и функции. Сущность геохимической оценки техногенных аномалий. Применение геоинформационной системы ArcView 9 для оценки загрязнения тяжелыми металлами атмосферного воздуха г. Ялты.
дипломная работа [66,1 K], добавлен 19.12.2012Общая характеристика тяжёлых металлов, формы их нахождения в окружающей среде. Источники поступления тяжелых металлов в окружающую среду. Теория и методы биоиндикации. Биологические объекты как индикаторы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами.
курсовая работа [179,0 K], добавлен 27.09.2013Экологический кризис Донбасса как промышленного района Украины. Экологическая ситуация в Донецкой области. Загрязнения атмосферного воздуха. Характеристика вредных веществ. Данные по производственным выбросам. Региональные проблемы Донецкой области.
реферат [381,2 K], добавлен 03.02.2009Характеристика Тюменского района. Климатическая характеристика и географическое положение. Характеристика почвенного покрова. Характеристика растительного и животного мира. Обзор мероприятий по рекультивации загрязненного тяжелыми металлами участка.
курсовая работа [50,8 K], добавлен 18.12.2014Мониторинг как система наблюдения за состоянием окружающей среды. Составление карт заболоченных территорий. Оценка уровня загрязнения фитоценозов тяжелыми металлами. Мониторинг почв, геохимические барьеры. Оценка экологической напряженности территории.
реферат [19,3 K], добавлен 15.11.2015Строение и жизнедеятельность бактерий. Микробная индикация биологического, фекального и техногенного загрязнения водных экосистем. Микробиологическое исследование почвы. Влияние пестицидов на почвенные микроорганизмы. Загрязнение почв тяжелыми металлами.
реферат [335,0 K], добавлен 01.10.2015Обзор источников техногенного загрязнения земель. Показатели и классы опасных веществ. Загрязнение почв радионуклидами и тяжелыми металлами. Уровни загрязнения территории Беларуси в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС. Экологические проблемы почвы.
курсовая работа [78,5 K], добавлен 08.12.2016Факторы, влияющие на распространение отработавших газов, химический состав и оценка негативного воздействия на окружающую среду. Загрязнения почв придорожных участков тяжелыми металлами, механизм трансформации. Расчет экономического ущерба от выбросов.
дипломная работа [81,2 K], добавлен 09.04.2015Морфологические изменения растений, используемые для биоиндикации, их оценка и использование для биоиндикации. Физико-географическая и экологическая характеристика г. Владивостока. Фитоиндикация загрязнения атмосферного воздуха г. Владивостока.
курсовая работа [241,4 K], добавлен 07.06.2015Микробиологическая диагностика и индикация почв. Влияние пестицидов на почвенные микроорганизмы и обеззараживание почвы. Минеральные удобрения как фактор воздействия на видовой состав почвенных микроорганизмов. Загрязнение почв тяжелыми металлами.
курсовая работа [45,7 K], добавлен 08.05.2012Источники загрязнения атмосферного воздуха, вод и грунтов и подходы к оценке их влияния на территории Черкасской области. Анализ техногенного воздействия на исследуемую территорию. Экологические проблемы хранения технико-бытовых отходов и пути их решения.
реферат [25,1 K], добавлен 16.01.2014Ландшафтно-экологическое состояние земель сельскохозяйственного назначения приграничной территории Северо-Казахстанской области. Охрана аграрных ландшафтов от загрязнения. Исследование путей решения экологических проблем в сельскохозяйственном секторе.
курсовая работа [180,1 K], добавлен 13.07.2015Экологический кризис Донбасса как промышленного района Украины. Загрязнения атмосферного воздуха, водных ресурсов, почвы. Экологические последствия массового закрытия шахт. Экологическая обстановка в промышленных регионах Луганской области.
реферат [46,9 K], добавлен 19.07.2005
