Довкілля – ХХІ. Матеріали четвертої Міжнародної молодіжної наукової конференції

Размещено на http://www.allbest.ru/

Довкілля - ХХІ. Матеріали четвертої Міжнародної молодіжної наукової конференції

Анотації

Наводяться тези основних доповідей четвертої Міжнародної молодіжної наукової конференції "Довкілля - ХХІ", присвяченої 90-річчю НАН України, які містять результати теоретичних та прикладних досліджень молодих науковців із загальних проблем сталого розвитку, екологічної і техногенної безпеки, збереження і відродження природного середовища, раціонального природокористування регіонів.

Приводятся тезисы основных докладов четвертой Международной молодежной научной конференции "Окружающая среда - ХХІ", посвященной 90-летию НАН Украины, которые содержат результаты теоретических и прикладных исследований молодых ученых по общим проблемам устойчивого развития, экологической и техногенной безопасности, сохранения и возрождения окружающей среды, рационального природопользования регионов. безпека екологічний природний

Передмова

Проблеми залучення в науку обдарованої молоді та її закріплення були актуальними завжди і становили одну з важливіших складових кадрової політики у науковій сфері, якій особливу увагу приділяє Національна академія наук України. Одним із таких заходів стала Міжнародна молодіжна наукова конференція "ДОВКІЛЛЯ - ХХІ". Проведена Дніпропетровською облдержадміністрацією разом з Відділенням наук про Землю НАН України, Придніпровським науковим центром НАН і МОН України, Інститутом проблем природокористування та екології НАН України вчетверте у жовтні 2008 року Міжнародна молодіжна наукова конференція "Довкілля-ХХІ" засвідчила як підвищення зацікавленості молоді у вирішенні нагальних проблем сталого розвитку суспільства, так і зростаючий рівень її творчої активності та наукової результативності. Конференція була присвячена 90-річчю Національної академії наук України.

Основна мета конференції - розвиток творчої активності молодих учених і спеціалістів, аспірантів та студентів, залучення їх до рішення актуальних задач сучасної науки щодо довкілля, встановлення контактів між колегами для подальшої роботи. Конференція присвячена актуальним проблемам сталого розвитку регіонів, раціонального природокористування, екомоніторингу, екологічній та техногенній безпеці, екологічному вихованню та освіті.

На конференцію були заявлені біля 100 доповідей від 40 наукових організацій Білорусі, Іспанії, Македонії, Німеччини, Росії і України. На пленарних і секційних засіданнях відбулася жвава дискусія відносно актуальних проблем переходу регіонів до сталого розвитку, моніторингу навколишнього середовища, методів і форм контролю стану екосистем, екологічної та техногенної безпеки, екологічного нормування антропогенних навантажень, екологічного виховання та освіти.

На пленарному засіданні заслухані наукові доповіді від Національної академії наук України: "Міжнародний рік планети Земля: стан та перспективи участі українських науковців у глобальних заходах в галузі наук про Землю", "Основні досягнення та перешкоди на шляху до сталого розвитку України", низка доповідей провідних науковців Інституту проблем природокористування та екології НАН України з проблем геоекології, екомоніторингу, раціонального природокористування, екологічного нормування, відродження порушених гірничими роботами земель, доповіді голови обласної ради молодих вчених і представника Дніпропетровської міської ради щодо ролі молоді у науковій розбудові держави.

На конференції підкреслювалась важлива роль органів влади Дніпропетровщини у проведенні дійової екологічної політики, підтримці ініціатив і починань науковців області, спрямованих на збереження і відродження природного середовища, забезпечення переходу регіону на засади сталого розвитку, підвищення інформованості населення з екологічних питань і їх активного залучення до попередження екологічних негараздів. Саме в нашій області, у т.ч. за участю Інституту проблем природокористування та екології НАН України були розроблені проекти Концепції переходу України до сталого розвитку, Державної програми забезпечення сталого розвитку регіону видобування та первинної переробки уранової сировини, Програм поліпшення екологічного стану області, використання порушених земель гірничодобувних підприємств у якості відновлювальних елементів екологічної мережі, інші заходи, що відкривають нові шляхи до збалансованого розвитку області.

Важливу роль у вихованні молоді, залученні її до активної творчої діяльності відіграють щорічні засідання "круглих столів" екологічного спрямування та у рамках Всеукраїнського фестивалю науки, які організуються Дніпропетровською облдержадміністрацією і Дніпропетровською обласною радою на базі Інституту проблем природокористування та екології НАН України.

У ході роботи конференції молоді фахівці дістали можливість представити результати своїх досліджень висококваліфікованій аудиторії для оцінки, встановити контакти для тісної співпраці і майбутніх сумісних проектів, опублікувати матеріали своїх досліджень у даному збірнику.

Проведення конференції надає впевненості у тому, що наступну конференцію 2010 року "ДОВКІЛЛЯ - ХХІ" чекає подальше розширення географії і дослідницького рівня учасників, напрямів представлених досліджень і проектів. Це дозволить збільшити внесок молодих у розвиток освіти і науки в Україні, інших країнах і розширення міжнародної гуманітарної співпраці.

Тези основних доповідей

Антропогенний чинник геоморфогенезу Київського плато

О.Б. Багмет

Інститут географії НАН України, Київ

Київське плато, як пристоличний регіон, характеризується високим рівнем забудованості території. Тривала історія освоєння цього регіону, утворення техногенних форм (у Києві починаючи з ХІ ст.), потужні товщі техногенних відкладів (потужність намивних ґрунтів у межах Києва перевищує 40 м, а площа окремих ареалів - 10 км 2), прояв екзогенних процесів, спровокованих діяльністю людини, зумовили високий ступінь антропогенної трансформації рельєфу. Лише за період з 1920 по 1970 рр. за активного впливу людини кількість ярів у межах Придніпров'я збільшилася вдвічі [1,2]. В останні роки поширилося освоєння під забудову заплавних територій шляхом намиву ґрунтів (поблизу сс. Скрипка, Хлепча на Стугні, від с. Чапаївка до м. Українка на Дніпрі).

Вплив промислового й цивільного будівництва (міського й сільського), Київської промислово-міської агломерації та інших крупних промислових центрів і міст поширюється й на сусідні райони, порушуючи рівновагу та стабільність природних геосистем прилеглих територій.

На території північно-східного схилу Придніпровської височини проводиться видобуток торфу, пісків, глин, суглинків. Активна розробка кар'єрів для видобутку мергельних глин поблизу Києва, Халеп'я, Стайок спричинила порушення рівноваги схилів та активний розвиток зсувів. Саме з кар'єрними розробками пов'язані найбільші порушення геологічного середовища та рельєфу [3]. При інженерно-будівельних роботах та розробці корисних копалин відбувається перерозподіл ґрунтових мас, створення кар'єрів, відвалів, насипних та вироблених техногенних форм рельєфу. Навантаження на земну поверхню та переформування наявного рельєфу часто викликає активізацію антропогенно зумовлених гравітаційних та ерозійних процесів, наслідком чого є формування природно-техногенної морфоскульптури.

Антропогенна діяльність зумовила порушення рівноваги природних систем та активізацію низки небезпечних процесів, зокрема, ерозії, зсувів, абразії, суфозії. Фактором, який спричинив найбільші та незворотні зміни в прояві майже всіх видів екзогенних процесів, стало створення Канівського водосховища. Найбільші за площею прояви антропогенних процесів на території Київського плато зумовлені залученням земель до сільськогосподарського використання. Значною масштабністю та різноманітністю видів впливів на геоморфогенез регіону вирізняється селитебне будівництво, а найактивніша вертикальна трансформація рельєфу пов'язана з інженерно-будівельними роботами та видобутком корисних копалин.

1. Екологічна ситуація, що склалася в регіоні видобування та первинної переробки уранової сировини (Дніпропетровська та Кіровоградська області), як і в Україні в цілому, формувалася протягом тривалого періоду, не зважаючи на об'єктивні закони розвитку та поновлення природно-ресурсних комплексів. У результаті створилася структурна деформація господарського комплексу, при якій перевага віддавалася розвитку ресурсодобувних і переробних, найбільш екологічно небезпечних галузей промисловості. Крім того, радіологічна ситуація в регіоні по своїй складності і напруженості для навколишнього середовища в цілому й здоров'я населення, у тому числі майбутніх поколінь, не має аналогів на Україні. Тут протягом більш 50 років, здійснювалися (Східний гірничо-збагачу-вальний комбінат, ВО "Придніпровський хімічний завод" та інші підприємства) наступні виробничі й технологічні процеси: руднична розробка і підземне вилуговування уранових родовищ; доменна виплавка уранзалізовмістних руд; вилучення солей урану з уранових руд, їх концентратів і доменних шлаків уранзалізовмістних руд; поховання радіоактивних відходів видобутку та збагачення уранових руд тощо. В результаті через погіршення стану всіх компонентів природних ландшафтів, порушення основних соціально-економічних функцій цих ландшафтів, активізацію несприятливих природно-техногенних процесів та вичерпання екологічної ємності природних ландшафтів в цілому під загрозою опиняється екологічна безпека функціонування населених пунктів регіонів.

2. Для вирішення основних еколого-економічних проблем цього регіону була розроблена Державна програма його сталого розвитку (постанова Кабінету Міністрів України № 1691 від 16.12.2004 р.). На сучасному етапі для ефективної реалізації її заходів необхідно визначення границь окремих зон зазначеного регіону. Для вирішення цієї задачі може бути використаний досвід визначення показника техногенного навантаження на територію з використанням інформації про параметри виробництва і виникаючого (в першу чергу радіоактивного) забруднення природного середовища [1,2,3]. У площинному відношенні оцінити сумарну величину техногенного навантаження дозволяє співставлення інформації про густоту різних транспортних магістралей з даними про видобувну і обробну промисловість. Формально ця процедура виглядає в такий чином. Під техногенним навантаженням Gt розуміється сумарний вплив транспорту і промисловості, а також техногенне радіоактивне забруднення з відповідними ваговими коефіцієнтами K (конкретні значення цих коефіцієнтів стосовно умов регіону, що розглядається, наведені у [3])

(1)

де Li - довжина магістралей i-го виду транспорту; Sj - частка площі ковзного вікна, займана j-им об'єктом.

3. При цьому у зв'язку особливою актуальністю для України (у світлі аварії на Чорнобильської АЕС) проблеми наявності техногенного радіоактивного забруднення максимальний ваговий коефіцієнт мають прояви перевищення природного г-фону і розвиток у часі площинного забруднення території радіонуклідами. В основу технології прогнозування розвитку радіологічного стану промислово розвинених регіонів Р покладено припущення про зміну сучасного стану М розподілу радіонуклідів в усіх геосферах, зумовленого поєднанням природних і антропогенних чинників, під впливом сукупності техногенних (здебільшого аварійних) процесів F. Тоді як М, так і F є функціями, аргументом яких є збільшення часу t.

та (2)

. (3)

4. Параметри Ci і Aj у (2) і (3) є просторовими складовими оцінок радіоактивного забруднення різних геосфер (літосфери, гідросфери, атмосфери). Конкретне їх поєднання наведене у [2,3]. Коефіцієнти ki і kj' корегують просторові оцінки Ci і Aj відповідно до умов життєдіяльності людини на основі діючої нормативно-регламентуючої бази. Ці коефіцієнти визначаються як співвідношення існуючих або прогнозованих радіологічних параметрів і нормативно встановлених граничнодопустимих. Нормовані до одиниці коефіцієнти K1i і K2j є функціями збільшення часу. Тоді як перша є убуваюча, друга - зростаюча, що є своєрідним відображенням значної потенційної переваги сукупності можливих наслідків аварійних ситуацій над рівнем сучасного радіологічного навантаження. Максимальні значення цих коефіцієнтів відповідають максимумам функцій M і F, що в свою чергу є граничними оцінками короткострокового (оперативного) Pshort і довгострокового Plong прогнозів розвитку радіологічної ситуації у регіоні.

, коли t0 та , коли t? (4)

, коли t0, так як M(t)Mmax і F(t)0 (5)

, коли t?, так як M(t)0 і F(t)Fmax (6)

5. На сучасному етапі соціально-економічного розвитку України достатньо складно визначити ймовірність аварійних "позаштатних" ситуацій на конкретних об'єктах ядерного паливного циклу, в тому числі в місцях видобутку й складування радіоактивних відходів. В такому випадку довгостроковий прогноз зміни радіаційного навантаження, паритетно суміщений з оцінкою сучасної радіологічної ситуації, є не тільки елементом ландшафтно-екологічного прогнозу, але і представляє собою складову частину характеристики стійкості ландшафтних комплексів регіону до негативного впливу техногенного характеру:

(7)

6. Формалізоване нормування показника Gt з урахуванням просторового розподілу Рmax дозволяє виділити в середині регіону, що розглядається, дві зони навколо об'єктів ядерно-паливного циклу та з'єднуючих транспортних магістралей (із відповідним віддаленням межи): впливу - 10-30 км та можливого впливу - 10-40 км.

Автоматизація розрахунку викидів забруднюючих речовин від енергетичних установок

М.Г. Бондаренко

Для оцінки впливу діючих підприємств на навколишнє природне середовище, прогнозування впливу підприємств, що проектуються, складання державної та галузевої звітності, розробки стратегії охорони природи необхідною є інформація про валові викиди забруднюючих речовин по кожному підприємству.

Якщо розглядати теплові електростанції та котельні, їх викиди в атмосферу суцільно обумовлені продуктами згоряння органічного палива в енергоблоках. Для визначення обсягу цих викидів найчастіше використовується розрахунковий метод, використання якого передбачає наступні етапи: збір інформації щодо паспортних та експлуатаційних характеристик енергоблоків та систем очищення; збір інформації щодо елементного складу та кількості палива, що було використане за звітній період; приведення зібраних даних до форми, що придатна для розрахунку; розрахунок, та оцінка отриманих результатів.

Методика розрахунку викидів базується на показнику емісії. Він характеризує питому кількість забруднюючої речовини, яку викидає енергетична установка разом з димовими газами при згорянні кількості палива, необхідної для виробництва одиниці енергії.

Валовий викид j-ї забруднюючої речовини Ej, що викидається енергетичною установкою до атмосфери разом з димовими газами за проміжок часу P, визначається як сума валових викидів цієї речовини при спалюванні різних видів палива, в тому числі при їх спільному спалюванні:

,

де kij - показник емісії j-ї забруднюючої речовини при спалюванні i-го палива, г/ГДж; Bi - витрата i-го палива за проміжок часу P, т; Qi' - нижня теплота згоряння i-го палива, МДж/кг.

Нами було створено програмний продукт, що використовує розрахункові методи для оцінки обсягу викидів енергетичних установок підприємств. У першій версії, що отримала назву "ОВЗВ. Версія 1.0" реалізовано методику розрахунку валових викидів таких забруднюючих речовин: речовини у вигляді суспендованих твердих часток; оксид сірки SOx в перерахунку на двоокис сірки SO2; оксид азоту NOx в перерахунку на двоокис азоту NO2; оксид діазоту N2O; оксид вуглецю CO; двоокис вуглецю CO2; метан CH4; важкі метали та їх сполуки.

Розроблений програмний продукт дозволяє оцінювати викиди існуючих підприємств, а також підприємств, що проектуються, може використовуватись при проведенні інвентаризації викидів підприємства.

Синантропні рослини як об'єкт фітомоніторингу техногенного середовища Донбасу

О.З. Глухов, С.І. Прохорова

Донецький ботанічний сад НАН України, Донецьк,

Донбас - один з найбільш техногенно напружених регіонів України. Природні ландшафти збереглись тут на 12 - 13 % території [1]. Решта земель порушена промисловістю, на них спостерігаються активні процеси деградації та синантропізації рослинного покриву.

Синантропні рослини, тобто ті, позиція яких в складі рослинних угруповань посилюється при зростанні антропогенного впливу, в багатьох випадках розглядаються як не продуктивні і не бажані для людини, це переважно так звані бур'яни [2,4]. Лише в окремих роботах наголошується, що рослини, які спонтанно поселяються на порушених землях, є природними фітомеліорантами, а також природними зеленими фільтрами, що затримують пил та очищують повітря від шкідливих домішок [3,5].

В сучасному Донбасі види, які здатні існувати в антропогенно трансформованих умовах, для людини є корисним інструментом щодо вивчення деяких факторів техногенного середовища та прогнозування подальшого його стану. У зв'язку з тим, що синантропні рослини нерозривно пов'язані з антропогенно трансформованим середовищем, специфічні екологічні фактори якого є складовою їх місцезростання, вони єдині виступають як об'єкт індикації постійного та інтенсивного техногенного забруднення.

Фітоіндикацію можна проводити на різних рівнях організації рослин - від клітинного до ландшафтного. Вже сама присутність деяких видів рослин може свідчити про ті чи інші характеристики техногенно забрудненого ґрунту, повітря, води. Наявність у рослин різноманітних пошкоджень та терат також може вказувати на стан середовища, в якому вони зростають.

Одним із методів для фітомоніторингу техногенного середовища Донбасу, що об'єктивно відбиває ступінь забруднення, є індикація за допомогою показників відносної мінливості деяких морфологічних ознак синантропних видів рослин, а саме - модулів морфологічної мінливості, що вперше виділені нами. Періодичне маркерування за цими модулями локальних територій протягом певного часу та складання фітоекологічних схем-карт на цій основі забезпечує візуалізацію стану техногенного середовища та його моніторинг.

Отже, синантропні рослини на антропогенно порушених територіях, окрім функції оптимізації середовища, є вдалими об'єктами і чутливими біомаркерами для проведення екологічного фітомоніторингу.

Придніпровський регіон України є одним з найбільш несприятливих за ступенем радіоактивного забруднення оточуючого середовища, що визначається особливостями формування природного радіаційного фону, дією радіонуклідів чорнобильського походження, що проникають в усі ланки водних екосистем. Але головною причиною є наслідки роботи підприємств первинного ядерно-паливного циклу. Місто Жовті Води Дніпропетровської області - єдине в Україні місто, де з 50-х років проводився видобуток і переробка уранової сировини - основи ядерного палива для атомної енергетики. Відходи видобутку урану складувалися на протязі великого періоду у хвостосховищах відкритого типу (балки "Р", "Щ" та ін.) на площі водозбору р. Жовта, і по 2006 р. існував стік у річку з хвостосховища "Р", що й обумовлював її забруднення. Хвостосховища є потенційними джерелами надходження техногенно-посилених природних радіонуклідів, в першу чергу, уранового ряду (U-238, U-234) у навколишнє середовище і призводять до його значного радіоактивного та хімічного забруднення, яке безпосередньо або за шляхами міграції через абіотичні та біотичні компоненти екосистем відображається на стані здоров'я населення. Про актуальність цієї проблеми свідчить прийняття Державної програми по м. Жовті Води.

Ріка Жовта, яка протікає у м. Жовті Води, сама не є водоймою питного призначення, але її води потрапляють у р. Інгулець і далі у Карачунівське водосховище, що є джерелом питного водопостачання для м. Кривий Ріг. Аналогічну функцію для м. Жовті Води виконує Іскрівське водосховище, що розташоване на р. Інгулець вище впадіння р. Жовтої.

Враховуючи те, що в даному регіоні і взагалі у Придніпров'ї водні екосистеми й біота підлягають дії екопатогенних факторів різної природи з провідною роллю внутрішнього опромінення за рахунок радіонуклідів, які мають ще й токсичні властивості, на протязі 2006-2007 рр. проводили моніторинг вмісту природного урану у воді, донних відкладах та зануреній рослинності рр. Жовта та Інгулець, простежуючи шляхи його міграції.

Встановлено, що вміст урану у воді Іскрівського водосховища не перевищує норматив (1 Бк/л) і значно знизився у порівнянні з попередніми роками. У воді рр. Жовта та Інгулець не виявлено жодного перевищення тимчасово допустимих рівнів урану (4,2 Бк/л), прийнятих на період 2004-2006 рр. Таке зниження, ймовірно, відбулося після закриття в 2006 р. стоку з хвостосховища "Р". При вивченні змін вмісту радіонукліду по точках вниз за течією виявлено принципово різний характер цих змін для рр. Жовта та Інгулець, що пояснюється особливостями водних екосистем та гідрології цих річок. Сезонні зміни вмісту урану відмічені для донних відкладів і, особливо, для водної рослинності: його накопичення в цих складових водних екосистем восени перевищувало весняні показники до 1,5 разів. Грунти виявились більш забрудненими у р. Інгулець, особливо в Іскрівському водосховищі, так як мули сильно накопичують уран. У 2006 р. більш забрудненою ураном була рослинність р. Жовтої. Але в наступному році, завдяки припиненню дренажного стоку з хвостосховища "Р", вміст урану у рослинних гідробіонтах р. Жовта зменшився у 1,5-2 рази, й більш забрудненою виявилась рослинність Іскрівського водосховища, ймовірно, за рахунок сильної акумуляції урану мулами. У перерозподілі урану в водних екосистемах рр. Жовта та Інгулець головну роль відіграють донні відклади, що особливо виражене в Іскрівському водосховищі, де міцні шари мулів накопичують велику кількість урану. Але це є причиною затримки радіонукліду у кругообігу речовин даної водної екосистеми, тоді як у випадку р. Жовта він досить легко видаляється з током води. Таким чином, донні відклади та занурена рослинність є міцними факторами очищення води, особливо у р. Інгулець, але в подальшому вони самі можуть бути джерелами її вторинного забруднення.

Особливості економічної оцінки наслідків вітрової ерозії ґрунтів степу України

В.А. Горбань

Дніпропетровський національний університет ім. О. Гончара, Україна

Ерозія ґрунтів - найбільш широко розповсюджена форма ґрунтової деградації (Lal, 2003; Warren, 2007). В Україні щорічно від ерозії втрачається від 300-400 до 500-600 млн. т ґрунту. Тільки вітровій ерозії (дефляції) систематично піддаються площі понад 5 млн. га (Рижук, 2001). Найбільш інтенсивно вітрова ерозія ґрунтів проявляється під час пильових бур, які вже почали спостерігатися у південних районах України (Травлеев и др., 2007; Горбань, 2008).

Так, наприклад, пиловою бурею 2007 р. охоплено 125 тис. кв. км, що становить майже 20 % площі України, або 50 % площі всієї степової зони (Зубец, 2008). В умовах, що склалися на сьогоднішній день, особливої актуальності набуває практичне виконання постанови Кабінету Міністрів України від 29.04.02 р. № 581 "Про затвердження Державної програми "Ліси України" на 2002-2015 рр.", спрямованої на збільшення площі лісів на 2,5 млн. га протягом 15 років. Саме лісонасадження, як показали багаторічні дослідження (Сус, 1949; Бельгард, 1971; Белова, Травлеев, 1999), є найбільш ефективним засобом боротьби з вітровою ерозією ґрунтів у степовій зоні.

Економічні збитки від вітрової ерозії ґрунтів (E - expenditure) зумовлені трьома головними факторами: видуванням (W - wind) та відкладенням (D - deposit) дрібнозему, а також запиленням атмосфери (P - pollution) ґрунтовими частками (1).

E = W + D + P, (1)

при чому W > D > P.

Шкода, завдана видуванням дрібнозему, зумовлена втратою поживних речовин (а), органічних речовин та гумусу (b), а також механічним пошкодженням насіння та рослинності (c), та ін. (2).

W = a + b + c + ... . (2)

Збитки, що спричинені відкладенням дрібнозему, визначаються засипанням посівів та лісосмуг (d), похованням родючого шару ґрунту (e), утворенням відкладів на дорогах, замуленням річок (f) та ін. (3).

D = d + e + f + ... . (3)

Втрати внаслідок запилення атмосфери ґрунтовими частками зумовлюються зменшенням інтенсивності фотосинтезу (g) та загальної продуктивності (h) рослинності, змінами енергетичного режиму територій (j) та ін. (4).

P = g + h + j +... . (4)

Для економічної оцінки наслідків вітрової ерозії ґрунтів необхідне детальне дослідження кожного процесу, що їх зумовлюють. Найбільш повно досліджено процеси видування дрібнозему, найменш - процеси забруднення атмосфери ґрунтовими частками та їх наслідки.

Зараз в Україні інтенсифікуються дослідження процесів (ННЦ "Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського" УААН - під керівництвом член-кор. УААН С.Ю. Булигіна) та наслідків (Дніпропетровський національний університет - під керівництвом член-кор. НАН України А.П. Травлєєва) вітрової ерозії ґрунтів, яка є однією з найголовніших причин деградації та втрати чорноземів степової зони України.

Система еколого-соціо-економічного моніторингу як частина системи управління розвитком регіону

Н.В. Ільченко, Л.М. Козлова

Інститут проблем природокористування та екології НАН України, Дніпропетровськ

Ефективність державного впливу на регіони безпосередньо залежить від достовірної, належним чином систематизованої та своєчасної інформації про стан регіону в його динаміці, об'єктивного аналізу такої інформації та прогнозування на його основі подальшого розвитку регіону. Оптимізувати будь-яку систему, явище чи процес також можна лише за умови обґрунтованого управління ними і постійного стеження за тим, чи набувають вони бажаних (оптимізованих). Найбільш ефективною інформаційно-аналітичною базою державного регулювання регіонального розвитку є система регіонального моніторингу. Вона має не лише пізнавальне і наукове, але й, насамперед, прикладне значення.

За рівнем організації моніторинг поділяють на:

· державний;

· регіональний;

· локальний (об'єктний).

Це зумовлює спостерігання різного ступеню деталізації і щільності у часі і просторі, продиктованих масштабом і характером задач, покладених на нього. Створення еколого-соціо-економічного моніторингу, як частини системи управління розвитком регіону, повинно базуватися на наступних принципах: принципі об'єднання існуючих інформаційних служб; принципі інформаційної достатності системи; принципі інформаційної відкритості системи моніторингу; принципі відкритості для розвитку; принципі проблемної організації; принципі пріоритетності управління; принципі цілісності; принципі оперативності; принципі відповідності; принципі прогнозованості; принципі науковості.

В ідеалі всі системи моніторингу повинні бути взаємопов'язані поміж собою у відповідності з ієрархічною побудовою систем моніторингу відповідного рівня детальності, а методичні положення, що лежать в основі моніторингу певного рівня повинні враховувати його специфіку. На жаль, відсутність такої системи моніторингів в Україні значно звужує можливості органів влади і управління обирати адекватний інструментарій при здійсненні регулювання розвитку регіонів.

Для кількісного визначення рівня сталого розвитку регіону необхідне створення інтегрованої системи збору, накопичення, аналізу та інтерпретації еколого-соціо-економічної інформації про хід і тенденції розвитку території, яка б відрізнялася від традиційної системи статистичної інформації.

Відмінність регіонального моніторингу від традиційного аналізу господарської діяльності підприємств полягає у предметі, цілях та засобах. В той час, коли традиційний аналіз господарської діяльності слугує базою для складання планів, еколого-соціо-економічний регіональний моніторинг здійснюється для прийняття рішень. У складі еколого-соціо-економічного моніторингу традиційні функції збору, обробки та аналізу інформації певним чином модифікуються.

Від стандартної статистичної технології моніторинг відрізняється:

· цільовим характером спостережень з орієнтуванням на тенденції та локальні зміни, можливості виникнення несприятливих та ризикових ситуацій;

· інтегрованим обліком еколого-соціо-економічної інформації, включенням до сфери спостереження, накопичення та аналізу кількісних та якісних (не числових) даних, а також "статистики зв'язку", "статистики факторів" та інших видів результатів обробки даних. Тобто, якщо розуміти "статистику цифр" як визначення ізольованого явища (показника), а "статистику зв'язків" як характеристику взаємовідносин двох або декількох фіксованих явищ (показників), то у еколого-соціо-економічному моніторингу виникає необхідність організації ще й "статистичних факторів" - коли зафіксовано одне явище, а досліджується як його зв'язки так і ціле коло явищ, які впливають на нього;

· широким використанням комп'ютер-них методів представлення, обробки та візуалізації інформації.

Моніторинг також повинен діяти як механізм "зворотного зв'язку" між системою розробки екологічних нормативів та перевіркою на натурних об'єктах їх адекватності для оперативного корегування.

Об'єктивна необхідність моніторингу території обумовлена просторовою обмеженістю наявних ресурсів, варіантністю напрямків і способів природокористування, неоднозначністю економічних, соціальних та екологічних результатів діяльності. Для регіонів, що характеризуються низькою освоєністю ресурсів, слід здійснювати моніторинг ресурсної бази з метою виявлення пріоритетних точок росту. За допомогою моніторингу будуть виявлятися ресурси, які матимуть стратегічне значення у нарощуванні виробничого потенціалу регіону або створенні нових галузей або нових продуктів. Створенню системи регіонального моніторингу повинна передувати наукова розробка цього питання, з'ясування його суті, структури, призначення.

Діагностика регіонального розвитку передбачає виявлення диспропорцій, структурних деформацій і недоліків. Важливе значення при здійсненні регіональної діагностики має застосування системи індикаторів, для побудови якої вибирають ті показники та характеристики, що можуть відбивати наявність чи відсутність певних проблем у розвитку регіону. Завдання діагностики впливають на склад індикаторів і засоби діагностики.

Ряд фахівців пропонують здійснювати діагностику потенціалів: природно-ресурсного, демографічного, економічного, екологічного, а також діагностику динамічних якостей регіону, галузевої, функціональної та територіальної структури, комплексності господарства тощо.

Логічним продовженням є розробка прогнозування розвитку. Мета прогнозування регіонального розвитку полягає у визначенні соціального, економічного та екологічного варіантів розвитку, за яких забезпечувалося б максимальне використання позитивних і нейтралізація негативних регіональних факторів, а також узгодження загальнодержавних і регіональних інтересів з метою забезпечення соціально орієнтованого, збалансованого розвитку регіонів.

Прогноз розвитку регіону - це науково обґрунтоване судження про можливий стан регіону в майбутньому, про альтернативні шляхи, строки і методи досягнення цілей регіонального розвитку.

Еколого-соціо-економічний моніторинг, як частиною системи управління регіональним розвитком, є соціально організованою безперервною (систематичною) системою спостереження та короткострокового прогнозування динаміки важливих екологічних, соціальних та економічних процесів з метою їх аналізу, ідентифікації та визначення факторів, які підлягають регулюванню, для підготовки і прийняття рішень.

Інтегроване використання даних ДЗЗ, наземних вимірів та моделювання геосистем для визначення відкладених соціо - екологічних ризиків, пов'язаних з надзвичайними ситуаціями техногенного характеру

Метою поставленої роботи є оцінка відкладених соціальних та екологічних ризиків, пов'язаних з наслідками надзвичайних ситуацій техногенного характеру через визначення найбільш вірогідних шляхів міграції забруднювачів, аналіз детальних метеорологічних даних та даних вимірів концентрації забруднень навколо місця аварії, а також даних супутникового спостереження земної поверхні. результатом такого розгляду є визначення основних проблем, пов'язаних з вивченням ситуації та наявних пробілів в інформаційному забезпеченні, порівняльний аналіз наявного світового досвіду у визначенні соціально-екологічних наслідків техногенних аварій та забруднень, окреслення шляхів моніторингу постраждалого регіону, визначення та зменшення можливих ризиків і загроз, на прикладі техногенної аварії 16 липня 2007 року у Львівській області.

Методологія, що використовувалася для підвищення достовірності прогнозу розповсюдження забруднювачів, базується на аналізі даних гідрометеорологічних спостережень та результатів вимірів концентрацій забруднювача по території. Джерелом даних про характер земних покровів та стан природних систем в регіоні слугують топографічні карти та дані супутникової зйомки. Було використано дані супутників Landsat ETM та EOS Terra MODIS (які належать відповідно USGS та NOAA).

На основі статистичного аналізу гідрометеорологічних даних розраховано тренди змін ключових метеорологічних параметрів і визначено базові характеристики руху забруднювача. Виходячи з аналізу показників термодинамічної та окремо розрахованої радіаційної температури, визначено періоди активного горіння фосфору, які характеризуються максимальними показниками вертикального руху забруднювача.

Аналіз отриманих результатів дозволяє зробити висновок про масштаби можливих наслідків аварії. Забруднення розповсюджувалося переважно в північному напрямі у вигляді конусу з розмірами близько 650 - 700 км за меридіональним напрямом і близько 400 км за широтним. Ширина конусу розповсюдження склала в максимумі близько 600 км. Таким чином площа території, що зазнала впливу забруднювача складає від 2800 до 3000 квадратних кілометрів, охоплює три адміністративних області України і частину території Польщі. Територія характеризується наявністю різноманітних природних ландшафтів, в тому числі таких, що знаходяться під охороною (тобто екологічно чутливих), високим ступенем водності, а з точки зору соціальних ризиків - наявністю щільної та розвиненої промислової та соціальної інфраструктури.

Використовуючи згадані дані, було розраховано ризики для здоровя населення та потенційний розподіл ризику зниження біологічної та економічної продуктивності ландшафтів та окреслено основу для розробки оптимальної стратегії зменшення збитків на основі моніторингу території протягом одного вегетаційного сезону.

Дослідження кінетики поглинання цезію-137 гранітами із модельних тріщинних вод кристалічних порід

О.В. Марініч *, І.Л. Колябіна **, Л.В. Кононенко **, Т.І. Коромисліченко **

* Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут";

** Інститут геохімії навколишнього середовища НАН та МНС України, Київ

Одним з наслідків використання ядерної енергетики є утворення та накопичення радіоактивних відходів (РАВ). На даний час найбільш перспективним способом ізоляції довгоіснуючих РАВ є їх розміщення в геологічних формаціях, які є природним бар'єром, що захищатиме біосферу від контакту з радіонуклідами впродовж всього періоду існування небезпеки. При науковому обгрунтуванні безпеки захоронення РАВ особливу увагу необхідно приділяти проблемі взаємодії радіоактивних елементів з геологічним середовищем.

Нами досліджено процес поглинання цезію-137 гранітом Поліської ділянки із двох модельних вод різного типу, які аналогічні за хімічним складом тріщинним водам кристалічних порід: вода №1 - кальцієво-карбонатна, а вода №2 - хлоридно-карбонатно-натрієва. Мінеральний склад граніту (%): серицит - 37, кварц - 28, плагіоклаз - 18, калієвий польовий шпат - 12, слюда - 5.

Для проведення експерименту використовувався подрібнений граніт фракції +0,25-0,125 мм у співвідношенні порода: вода = 1:10.

Кількість сорбованого 137Cs визначалась як різниця між початковою та залишковою г-активністю у розчині. Виділення мобільної форми проводилось методом селективного вилуговування цезію-137 1М розчином ацетату амонію. Кількість необмінно сорбованого цезію-137 визначалась як різниця між загально сорбованим цезієм та його вмістом у мобільній формі.

В результаті роботи були отримані дані по кінетиці обмінної та необмінної сорбції 137Cs гранітами у середовищі двох модельних вод.

Отримані результати дозволили зробити наступні висновки:

1. Для обох типів вод переважна частина цезію-137 (близько 99% та 95% для модельних вод № 1 і № 2 відповідно) сорбується гранітом протягом першої доби. Домінуючим механізмом поглинання цезію-137 з є необмінна сорбція.

2. В цілому загальне поглинання цезію-137 з модельної води № 2 дещо менше, ніж з модельної води № 1, головним чином за рахунок зменшення необмінної сорбції. Це зумовлюється різним вмістом основних конкуруючих елементів (натрію і кальцію) у цих модельних водах.

3. Модельний експеримент щодо поглинання цезію гранітом показав, що за фізико-хімічних умов тріщинних вод кристалічних порід 137Cs практично повністю поглинається гранітом, що забезпечить мінімальну міграцію цього радіонукліду у біосферу при геологічному захороненні РАВ.

Концепція сталого розвитку: нові перспективи

Н.В. Романюк, О.А. Романовський

Інститут проблем природокористування та екології НАН України, Дніпропетровськ

Те, чого прагнув інститут упродовж 15 років свого існування - здійснилося! 16 листопада 2006 р. проект Концепції переходу України до сталого розвитку був розглянутий і схвалений на спільному засіданні Наукової ради НАН України з проблем навколишнього середовища і сталого розвитку та Національного комітету України з програми ЮНЕСКО "Людина і біосфера", направлений до Верховної Ради та Кабінету Міністрів України. У лютневому номері часопису "Вісник НАН України" за 2007 р. опублікований повний текст цього документу.

Розробка методології вибору стратегії сталого розвитку техногенно навантажених регіонів України була доручена інституту раніше, ніж така постановка питання була оголошена на саміті у Ріо-де-Жанейро 1992 року. На основі отриманих результатів інститут вже у 1996р. видав першу монографію цього циклу "Методичні підходи до вибору стратегії сталого розвитку території", в якій підсумовувалися напрацювання з цієї теми на прикладі одного із найбільш техногенно навантаженого Придніпровського регіону. Самим складним питанням у стратегії сталого розвитку є вибір показників. Інститут сформулював основні підходи щодо визначення і обґрунтування критеріїв і показників сталого розвитку в умовах техногенно навантажених регіонів. Були визначені нові інтегральні показники, що характеризують рівень природної і техногенної безпеки життєдіяльності населення, якість життя людини, якість навколишнього середовища, його біологічні зміни. На їх основі побудована уніфікована вимірна шкала для оцінок показників системи та прийняття управлінських рішень. Результати такої роботи висвітлені у науковому виданні інституту "Методичні підходи до вибору та обґрунтування критеріїв і показників сталого розвитку різних ландшафтних регіонів України". До речі, ці показники і уніфікована вимірна шкала майже без змін увійшли до проекту вищеозначеної Концепції.

На сьогодні інститут видав шість монографій стосовно методології вибору стратегії сталого розвитку. Але процес пошуків триває. Проводяться масштабні дослідження за темами НАН України "Розробка наукових основ технологій видобування корисних копалин на принципах гармонізації з природним середовищем відповідно до вимог сталого розвитку", "Наукове обґрунтування напрямів зниження відходності господарських комплексів гірничо-металургійних регіонів з метою поетапного досягнення показників сталого розвитку". Тобто інститут від теоретичних міркувань переходить до вироблення практичних рекомендацій щодо переходу на засади сталого розвитку найбільш складних гірничодобувних регіонів. Хоча і попередні роботи інституту базувалися на конкретних показниках економічного, екологічного і соціального розвитку Придніпровського регіону.

Одночасно інститут вирішує і окремі завдання у рамках стратегії сталого розвитку. Так, ним запропоновані екологоорієнтовані і ресурсозберігаючі технології видобутку корисних копалин відкритим способом з внутрішнім відвалоутворенням; унікальні технології відродження порушених гірничими роботами земель (у першу чергу, відпрацьованих залізорудних кар'єрів глибиною до 300 м, шламосховищ, інших) і створення на них екологічних коридорів; схеми модернізації градирен у гірничо-металургійних комплексах для запобігання "кислотних" опадів, комплексні системи екомоніторингу регіонального, місцевого і об'єктового призначення.

Визначним досягненням інституту стала розробка проекту Державної програми забезпечення сталого розвитку регіону видобування та первинної переробки уранової сировини, який був затверджений Кабінетом Міністрів України як програма.

Інститут має далекоглядні плани з цього напряму. Затримка за малим - необхідно, щоб запропонована НАН України Концепція переходу України до сталого розвитку набула законодавчого статусу. Відтоді напрацювання науковців можуть більш ефективно впроваджуватися у виробництво. А головне, Україна зможе досягти високих результатів на принципах гармонійного поєднання економічної, екологічної і соціальної складових свого розвитку.

Екологічний моніторинг ділянок рекультивації шахтних відвалів

О.В. Рошка

Дніпропетровський національний університет ім. О. Гончара, Дніпропетровськ

Нині важко знайти галузь виробництва, де б не використовувалися мінеральні ресурси. Вони мають величезне значення для людини. Це і джерело енергії, і сировина для виробництва численних промислових виробів, побутових товарів, синтезу нових речовин із заданими властивостями (заміняють дерево, цемент, тканини), і різноманітний будівельний матеріал. Мінеральні ресурси значною мірою визначають економічний потенціал кожної країни. Проте головною їх особливістю є те, що вони, на відміну від рослинних і тваринних ресурсів, належать до так званих не поновлюваних природних ресурсів. У їх використанні складається критична ситуація, яка пов'язана передусім з різким зростанням видобутку корисних копалин у всьому світі.

Україна має потужний і розвинений мінерально-сировинний комплекс. З розвідкою, видобутком, переробкою та використанням мінеральної сировини прямо чи опосередковано пов'язані 48% її промислового потенціалу, до 20% трудових ресурсів, 25% національного доходу. Гірничі розробки (кар'єри, шахти, свердловини) істотно впливають на природні ландшафти. Тільки на території Донбасу гірничодобувні роботи проводяться на території близько 10000 км 2. За роки існування вугільної промисловості навколо шахт утворилися тисячі териконів, які займають велику площу переважно родючих земель. Радикальним заходом збереження земель, на яких розроблялись родовища корисних копалин, є їх рекультивація (поновлення). Розрізняють два етапи рекультивації: гірничотехнічний і біологічний.

ВО "Павлоградвугілля" у процесі видобутку вугілля здійснює відновлення порушених земель та повернення їх до подальшого використання за допомогою рекультивації грунту. Цей процес передбачає створення лісових масивів на шахтних відвалах. Для створення рекультиваційного прошарку застосовується насипка на поверхні шахтних відвалів з привезених грунтів, поданих супісками, суглинками, червоно-бурими глинами, гумусовими грунтами у різноманітному сполученні з певною потужністю. Нами постійно проводиться екологічний моніторинг ділянок рекультивації.

Екологічний моніторинг ділянок рекультивації розпочався ще в 70-х роках ХХ сторіччя (Панков, Трещевський, 1972; Бараннік, 1974; Сlark, 1970). В Україні, як і в багатьох інших країнах, такі дослідження здійснювались у зоні видобутку вугілля та руди у Донецьку, Марганці, Кривому Розі, Жовтих Водах, Павлограді (Барсов, Більконь, 1977).

Згідно проведених нами досліджень, були отримані наступні результати.

Загальний вміст гумусу у дослідних грунтах коливається: 0,1% - 4,6%. Шахтна порода містить 0,1% гумусу, ємність поглинання складає 2,2 (мг-екв/100 г грунту),Ca 2+ - 1,7 (мг-екв/100 г грунту), Mg 2+ - 0,4 (мг-екв/100 г грунту), Сu x 10-3 - 1,2% (в 1г абсолютно сухого грунту), Mn x 10-2 - 0,82%, V x 10-3 - 3,2%, Ni x 10-3 - 0,92%, Cr x 10-3 - 0,86%, Mo x 10-4 - 1,2%, Zn x 10-2 - 0,8%, Pb x 10-3 - 1,43%, уреаза - 0,99 (мк моль аміаку/1гр. грунту), інвертаза - 18,2 (мг/1гр. грунту), каталаза - 0,8 (см 3 О 2/1гр. грунту за 1 хв.), серед мікроорганізмів переважно - Bacillus cereus, Вacillus mucoides, Ваcillus virgulus, Bacillus megatherium. На ділянках з акацією переважають - Aspergillus terreus, Azotobacter chroococcum, Rhizobium trifolii, Rhizobium lupine, Actinomyces viridochromogenes, Penicillium luteum, Penicillium liliacinum, Globisporus, Mortierella minutissima, на ділянках з дубом переважають - Аctinomyces roseus, Aspergillus wentii, Penicillium luteum, Fusarium bulbigenum, Chrysosportium.

Таким чином грунт на ділянках рекультивації має низьку, або середню ємність поглинання. Для поліпшення показників ємності поглинання та збагачення мікробного складу необхідний довготривалий меліоративний період з застосуванням грунтово-поліпшених деревних порід.

Моніторинг розвитку екосистем на посттехногенних ландшафтах *

С.М. Сметана

Інститут проблем природокористування та екології НАН України, Дніпропетровськ

Необхідність створення системи моніторингу на посттехногенних ландшафтах (МПЛ) виникла у зв'язку з розвитком нової технології відновлення порушених гірничими роботами екосистем, ландшафтів, які не будуть повернені до природного стану, а утворять нові вторинні варіанти. Технологія, запропонована фахівцями Інституту проблем природокористування та екології НАН України та складається з 3-х основних аспектів: самовідновлення, активізації розвитку екосистем та упереджене самовідновлення [1]. Виконання цих етапів і потребує чіткої схеми визначення важливих екологічних факторів, спостереження за їх сучасним та прогнозування майбутнього розвитку. Визначальними факторами при утворенні техногенних ландшафтів слід вважати техногенні процеси: виїмка руд, складування та намивання пустих порід та хвостів. В результаті цих процесів утворюються специфічні нехарактерні для існуючого середовища ландшафти [2]. Посттехногенні перетворення, які більшою мірою визначаються природними факторами, ще більше ускладнюють динаміку розвитку таких систем. До техногенних факторів, які мають важливе значення, слід віднести спосіб розробки, функціональне призначення та використання ландшафту. Серед природних слід виділити зволоження, направленість переносу енергії та речовини, гранулометричний та якісний склад порід. Тим не менше, величезна кількість факторів впливу на екосистеми, багато з яких неможливо прорахувати, потребує створення певної чіткої системи моніторингу розвитку екосистем на посттехногенних ландшафтах.

При підборі точок моніторингу слід враховувати специфіку як ландшафтів, так і екосистем, які характеризуються значною динамікою розвитку. Так, наприклад, схилові місцеіснування на відвалах та в кар'єрах відрізняються направленістю гідрохімічних потоків та їх перетворенням. Відповідно відрізнятиметься і формування біотичних угруповань, а отже існує також і необхідність підбору критеріїв фіксації та аналізу таких змін.

Визначення швидкості та градієнту перетворення форм посттехногенних ландшафтів та екосистем під дією техногенних та природних факторів потребує розгортання системи точок з точною GPS прив'язкою (система визначення координат) та фотореєстрацією. Тривалість таких замірів має складати принаймні 3 роки. При закладанні моніторингових ділянок за основу взято принцип достовірного висвітлення характерних змінюваних процесів та пов'язані з ними перетворення ландшафтів.

Система має враховувати та відображати вплив ключових факторів, а для цього території посттехногенних ландшафтів слід розмежувати на певні зони, в яких використовуватимуться свої специфічні індикатори. Дієвий метод для зонування територій техногенних ландшафтів - використання екологічної класифікації техногенних ландшафтів.

Посттехногенні ландшафти утворюють ландшафтне різноманіття, яке на порядок перевищує природне [1]. Різноплановий вплив кліматичних умов на утворені рельєфи впливає на розвиток біорізноманіття і саме моніторинг розвитку екосистем на посттехногенних ландшафтах є ефективним засобом діагностики біотичного різноманіття.

Прискорений аналітичний контроль вмісту важких металів в об'єктах довкілля

Ф.О. Чмиленко, Н.М. Смитюк

Дніпропетровський національний університет ім. О.Гончара, Дніпропетровськ

Для інтенсифікації пробопідготовки - лімітуючої стадії аналітичного процесу при контролі об'єктів довкілля, яка займає до 90% загального часу аналізу, запропоновано застосування фізичного впливу (УЗ, ВЧ та НВЧ випромінювання, низькотемпературної плазми). Фізичний вплив застосовується на різних стадіях пробопідготовки для прискорення розчинення проб (УЗ, НВЧ, плазма), руйнування органічних та інших сполук, які заважають аналізу вод, розсолів та розчинів харчової солі (УЗ, НВЧ, плазма, ІЧ, радіоліз, фотоліз), інтенсифікація процесів концентрування (УЗ), прискорення мінералізації (УЗ, НВЧ, ІЧ) інтенсифікація процесів розділення речовин (УЗ, НВЧ), перетворення визначуваних елементів у певний стан (плазма, УЗ), стабілізація аналітичних форм (УЗ, НВЧ), концентрування співосадженням, екстракцією, хроматографією (УЗ).

...