Геоекологічний аудит впливу техногенного забруднення на довкілля та здоров'я населення (на прикладі регіону Покуття)

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЧЕРНІВЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ЮРІЯ ФЕДЬКОВИЧА

Міщенко Лариса Володимирівна

УДК 504.054 (477.86)

Геоекологічний аудит впливу техногенного забруднення на довкілля та здоров'я населення (на прикладі регіону Покуття)

11.00.11 - конструктивна географія та раціональне використання природних ресурсів

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата географічних наук

Чернівці - 2003

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі екології Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: доктор геолого-мінералогічних наук, професор, лауреат Державної премії СРСР в галузі науки (географії) Адаменко Олег Максимович, завідувач кафедри екології та директор науково-дослідного інституту екологічної безпеки і природних ресурсів Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу.

Офіційні опоненти:

доктор географічних наук, професор

Гуцуляк Василь Миколайович, завідувач кафедри фізичної географії та раціонального природокористування Чернівецького національного університету ім. Ю. Федьковича,

кандидат географічних наук

Чеболда Ігор Юрійович, доцент кафедри геоекології та методики викладання екологічних дисциплін Тернопільського державного педагогічного університету ім. В.Гнатюка.

Провідна установа: географічний факультет Львівського національного університету ім. І.Франка

Захист відбудеться 14 травня 2003 р. о 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К.76.051.04 у Чернівецькому національному університеті імені Юрія Федьковича: 58012, м. Чернівці, вул. Коцюбинського, 2, к. ІV, ауд. 24

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича (58012, м. Чернівці, вул. Лесі Українки, 23).

Автореферат розіслано 9 квітня 2003 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Дутчак М.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В зонах інтенсивного промислового та сільськогосподарського виробництва необхідно проводити геоекологічний аудит - контроль, комплексну оцінку, моделювання та прогнозування впливу техногенного забруднення на навколишнє середовище та стан здоров'я населення. Техногенний тиск на сучасні геосистеми зростає з кожним роком та приводить до їх трансформації, які можуть дійти до незворотніх змін, що не тільки погіршить сучасну екологічну ситуацію, а й призведе до руйнування природних геосистем. Для народного господарства необхідно забезпечити екологічну та економічну його стабільність, що можливо лише з максимальним урахуванням всіх природних та техногенних (антропогенних) чинників, які впливають на екологічний потенціал того чи іншого регіону з підвищеним техногенним навантаженням.

Кожна геосистема є результатом багатофакторної взаємодії не менше дев'яти як природних так і техногенних чинників: 1) літогенної основи ландшафтів (геологічного середовища), 2) природних геофізичних полів та їх впливу на геосистеми та здоров'я населення, 3) геоморфологічних особливостей рельєфу, 4) поверхневих, ґрунтових та підземних вод, 5) атмосферного повітря, 6) ґрунтів, 7) рослинного покриву, 8) тваринного світу, 9) техногенного навантаження. Окрему геосистему формують показники захворюваності населення у залежності від стану довкілля.

Дослідивши динаміку розвитку геосистем та їх забруднення, можна моделювати та прогнозувати різні варіанти і сценарії їх подальшого функціонування в межах заданих екологічних та економічних параметрів, які забезпечать гармонізацію відносин між виробництвом та навколишнім середовищем. Існуючі в Україні і в світі методи визначення сучасної екологічної ситуації ґрунтуються на порівнянні змін навколишнього середовища природним шляхом та під впливом техногенного навантаження лише на основі вивчення обмеженої кількості компонентів ландшафтів, а саме: ґрунту, води і повітря. В нашій роботі розглядаються не тільки ці три, а всі названі вище дев'ять складових геосистеми. Важливим при цьому є рівнозначне і детальне вивчення усіх дев'яти компонентів довкілля на такому геоекологічному полігоні, де можна побудувати детальні картографічні та комп'ютерні моделі.

Такі дослідження необхідні для усіх територій та галузей народногосподарського комплексу України. Нами обраний модельний район Покуття (Прут-Дністровське межиріччя), що в адміністративному відношенні відповідає Снятинському району Івано-Франківської області. Цей район є типовим для вивчення екології агроландшафтів, але методика визначення сучасної екологічної ситуації може бути використана на будь-якій іншій території.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Вибраний нами напрямок досліджень відповідає держбюджетній тематиці Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу, яка виконується за рахунок фінансування Міністерства освіти і науки України: "Наукові основи розробки систем техногенно-екологічної безпеки в нафтогазовій галузі та нетрадиційній енергетиці" (1998-2001 рр., № держ. реєстрації 0198U005853), “Науково-методичні основи оцінки впливів об'єктів паливно-енергетичного комплексу на екологічні системи і здоров'я людини в Карпатському регіоні” (2001-2003 рр., № 0101U001665), Державного фонду фундаментальних досліджень: ”Визначення ареалів хімічного забруднення ґрунтів, поверхневих та ґрунтових вод, атмосферного повітря і рослинності в басейні Верхнього Дністра та заходи по захисту ландшафтів від забруднення і деградації”(2001-2003 рр., № 06-07/000129), галузевим планам науково-дослідних робіт Міністерства України з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи: "Визначення впливу техногенного забруднення територій на здоров'я населення Снятинського району Івано-Франківської області та Кіцманського і Заставнівського районів Чернівецької області" (1997-2000 рр., №0199U001187).

Мета і задачі дослідження. Мета роботи - розробка науково-обгрунтованої методики геоекологічного аудиту - комплексної оцінки сучасного екологічного стану ландшафтів, впливу на них і на стан здоров'я людини техногенного навантаження.

Задачі, які необхідно вирішити для досягнення поставленої мети:

1. Створити концептуальну модель визначення сучасної екологічної ситуації геосистем локального рівня шляхом моделювання їх змін під впливом техногенного навантаження та розробити прогноз цих змін.

2. Знайти можливі шляхи визначення залежності захворюваності населення від забруднення довкілля.

3. Провести на території модельного району польові експедиційні дослідження екологічного стану геологічного середовища, літології, рельєфу та небезпечних геодинамічних процесів, ґрунтового і рослинного покривів, атмосферного повітря і води та їх змін під впливом антропогенної діяльності і техногенного забруднення.

4. Відібрати і провести лабораторний аналіз проб ґрунтів, поверхневих вод, атмосферного повітря, опадів дощу і снігу, донних відкладів та сільськогосподарської продукції рослинного і тваринного походження для визначення їх забруднення важкими металами, радіонуклідами, надлишками пестицидів та мінеральних добрив, нафтопродуктами.

5. Провести комп'ютерну обробку аналітичних даних та побудувати картографічні моделі на паперових і магнітних носіях кореляційних залежностей екологічного стану довкілля та захворюваності населення.

Об'єктом досліджень є геосистеми - ландшафтні комплекси Прут-Дністровського межиріччя (Покуття), що активно трансформуються господарською діяльністю людини і природними процесами.

Предмет досліджень - геоекологічний стан та методика його оцінки (кількісні та якісні показники техногенного забруднення і руйнування літосфери, рельєфу, ґрунтового та рослинного покривів, атмосферного повітря, водного середовища та їх вплив на екологічний стан довкілля і здоров'я населення) конкретної території.

Теоретико-методологічну основу дисертаційного дослідження склали принципи системного підходу до вивчення природно-антропогенних геосистем, сучасні методи їх аналізу і синтезу. В дослідженнях використані географічні, геологічні, геоморфологічні, геофізичні, геохімічні, ландшафтні, ґрунтознавчі, кліматологічні, біологічні, картографічні методи досліджень, з застосуванням сучасних ГІС-технологій та потужної комп'ютерної техніки.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше для Покуття, як модельного району передгірських і рівнинних ландшафтів України, встановлено, що:

1. Техногенне забруднення важкими металами та нафтопродуктами накопичувалось протягом довготривалої дії транскордонних, регіональних і локальних переносів забруднюючих речовин від різних за своїм походженням джерел викидів. Просторовий їх розподіл слід вивчати в залежності від розташування ландшафтних одиниць не тільки регіонального, а й локального рівнів.

2. Доведено, що в досліджуваному районі радіонуклідне забруднення на відміну від забруднення важкими металами і нафтопродуктами не має зв'язку з просторовим розподілом ландшафтних одиниць локального рівня, а залежить від домінуючого напрямку вітрів, що розносили радіаційні плями від Чорнобильської катастрофи. Найбільш ураженими ділянками є такі, де забруднення важкими металами і нафтопродуктами співпадають з плямами радіонуклідів, що пояснюється кумулятивним ефектом їх сумісної дії.

3. Вперше розроблений алгоритм екологічного аудиту - визначення сучасної екологічної ситуації на основі комп'ютерного аналізу просторового розподілу усіх можливих забруднювачів довкілля (важких металів, надлишок отрутохімікатів та мінеральних добрив, нафтопродуктів, радіонуклідів та ін.) в усіх компонентах ландшафтів (геологічному середовищі, ґрунтовому і рослинному покривах, водному середовищі та атмосферному повітрі) з врахуванням геофізичних полів та особливостей рельєфу, що впливало на розподіл полютантів.

4. Вперше з використанням ПЕОМ визначені кількісні кореляційні залежності захворюваності населення від різних екологічних чинників та типу забруднення, які проявились до Чорнобильської катастрофи і після неї.

5. Удосконалена та дістала подальший розвиток методика проведення екологічного моніторингу та створення комп'ютерних інформаційно-аналітичних та прогнозно-керуючих систем екологічної безпеки детального масштабу (1 : 50 000), тобто на рівні території адміністративного району.

Практичне значення одержаних результатів: 1. Для Міністерства екології та природних ресурсів України розроблені і передані рекомендації та обґрунтування необхідності проведення на території України Державного екологічного картування різних масштабів, в тому числі і масштабу 1:50 000, про що йде мова в даній роботі.

2. Для Міністерства екології та природних ресурсів України розроблена і передана методика визначення сучасної екологічної ситуації на території регіонів, областей, районів і міст України. Наша робота є частиною переданої методики і стосується території адміністративних районів.

3. Для Міністерства аграрної політики України розроблені рекомендації по методиці агроекологічних досліджень радіаційно та техногенно забруднених територій.

4. Для Міністерства України з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи проведені польові експедиційні дослідження на радіаційно забруднених територіях Снятинського району Івано-Франківської області, Кіцманського та Заставнівського районів Чернівецької області з відбором проб ґрунтів, води, повітря, опадів дощу і снігу, донних відкладів та сільськогосподарської продукції рослинного і тваринного походження та визначені екологічні наслідки Чорнобильської катастрофи окремо від радіонуклідів і окремо від інших техногенних забруднювачів.

Основні результати дисертаційної роботи використовуються в навчальному процесі: дисертантом розроблений новий навчальний курс “Екологічний аудит” для студентів спеціальності “Екологія та охорона навколишнього середовища” та опубліковано разом з науковим керівником підручник “Екологічний аудит територій” (видавництво “Факел”, Івано-Франківськ, 2000 - 342 с.).

Особистий внесок здобувача. Автор дослідження приймала безпосередню участь у виконанні польових експедиційних робіт протягом 1993-2001 рр., особисто відібрала, обробила 90% усіх проб ґрунтів, води, донних відкладів, сільськогосподарської продукції, склала і оформила еколого-техногеохімічні карти забруднення усіх компонентів довкілля 21 хімічним елементом, зібрала і статистично обробила дані по захворюваності населення 28 хворобами у розрізі лікарських дільниць і окремих сіл за 5 періодів з трьохрічним кроком (до Чорнобильської катастрофи і після неї). Ці матеріали і стали основою для написання роботи. Основні результати дисертації опубліковані в особистих статтях, а також у статтях у співавторстві, де доля здобувача 50-70%.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційного дослідження доповідалися на Міжнародних та Всеукраїнських науково-практичних конференціях (Київ, 1996, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002; Львів, 1998, 1999, 2000, 2002; Івано-Франківськ, 1995, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002; Одеса, 1996, 1998, 2000, 2002; Яремча, 1998, 2000; Рахів, 1999; Бєлгород (Росія), 2000), а також на щорічних наукових конференціях професорсько-викладацького складу Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу та інституту менеджменту і економіки, м. Івано-Франківськ.

Публікації. За результатами дисертаційного дослідження опубліковано 19 робіт (1 підручник, 8 статей у наукових журналах, 4 у збірниках наукових праць, 6 у матеріалах і тезах конференцій), із них 8 - одноосібні (3 у фахових виданнях, рекомендованих ВАК України). Загальний обсяг публікацій 11,2 д.а.

Структура і обсяг роботи. Текст дисертації включає вступ, 12 розділів, висновки, перелік посилань (78 джерел). Робота викладена на 104 сторінках, проілюстрована 69 рисунками та 37 таблицями.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

аудит геоекологічний покуття

У Вступі обґрунтовані актуальність, мета і завдання роботи, об'єкт і предмет дослідження, розкрито наукову новизну і практичне значення одержаних результатів.

З історії екологічних досліджень. Еколого-ландшафтне, медико-екологічне і техногеохімічне картування природних і антропогенно змінених ландшафтів України виконували А.В. Антипова, Н.Г. Важенін, В.С. Горбатов, В.С. Давидчук, Р.Ф. Зарудна, Л.Л. Малишева, Г.О. Пархоменко, Л.Г. Руденко, В.О. Шевченко та багато інших. Детальні роботи такого плану найближче до нашого регіону - Прут-Дністровського межиріччя - виконані В.М. Гуцуляком, М.О. Куницею, Л.І. Воропай, В.П. Руденко, М.В. Дутчаком, П.І. Чернегою, В.Б. Присакаром для Буковини і Передкарпаття, А.В.Мельником для Івано-Франківської області, І.М.Волошиним для Закарпаття. Дослідження цих авторів, а також багатьох інших враховані нами при розробці геоекологічного (еколого-ландшафтного) районування досліджуваної території.

Методика досліджень. На обраному полігоні площею 500 км2 організована система моніторингу із 78 точок спостережень, в яких періодично відбирались проби із різних середовищ довкілля. В дисертації використані результати аналізів 505 проб ґрунтів, 125 - донних відкладів, 137 - підземних і ґрунтових вод, 147 - поверхневих вод, 248 - атмосферного повітря, 182 - снігу, 155 - рослинних і 259 - тваринних сільськогосподарських продуктів та ін. - всього 1756 проб. Всі проби були проаналізовані на рентгенофлюоресцентних, атомно-адсорбційних приладах та хроматографах, а результати аналізів у вигляді баз даних були оброблені на комп'ютерах в ГІС MAP INFO. В результаті було виготовлено кілька сот електронних еколого-техногеохімічних карт, які характеризують забруднення 21 хімічним елементом, 19 пестицидами, 8 нафтопродуктами і 2 радіонуклідами 8 компонентів навколишнього середовища.

Визначення аномалій забруднення ґрунтів, ґрунтових вод, атмосферного повітря, рослинної і тваринницької продукції здійснювалось 2 шляхами: 1) поелементні карти забруднення того чи іншого компоненту інтегрувались шляхом комп'ютерного накладання і таким чином виявлялись контури аномалій; 2) для кожного компонента ландшафту будувались карти сумарного показника забруднення, а потім ці карти накладались одна на одну і в результаті виявлялись аномалії забруднення ландшафтів за всіма компонентами. Ці контури виносились на карту геоекологічного стану. Порівняння цих двох шляхів показало, що перший шлях вимагає великої кількості точок відбору проб, тобто він більш ресурсозатратний, але дає об'єктивні результати.

Екологічний стан геологічного середовища, геофізсфер та геоморфосфери. Територія досліджуваного району розташована на стику двох крупних геотектонічних структур - південно-західної окраїни Східно-Європейської древньої платформи та Передкарпатського крайового прогину. Геологічне середовище Покуття знаходиться під впливом резонансних тектонічних рухів в Карпатській гірськоскладчастій зоні. Найбільш активною морфоструктурою є еліпсоподібне неотектонічне підняття між долинами рік Прут та Дністер, яке протягується від Заболотова-Шевченкове-Гвіздець до злиття рік Черемоша і Прута. Ця морфоструктура постійно “росте”, підсилює ерозійні та інші небезпечні геоморфологічні процеси. На території Прут-Дністровського межиріччя відчуваються резонансні землетруси силою до 5-6 балів, епіцентри яких розташовані на глибинах 100-120 км під горами Вранча в Румунії. Відзвуки цих землетрусів свідчать про активну сучасну ендогеодинаміку, яку необхідно враховувати при оцінці сучасної екологічної ситуації.

Геоморфосфера (рельєф) Покуття відіграє дуже важливу роль у формуванні його геосистем, визначаючи їх екзогеодинаміку, впливаючи на потенційну енергію рельєфу і ландшафтів, на геохімічну активність природних і техногенних потоків забруднюючих хімічних і радіоактивних речовин. Екзогенні геоморфологічні процеси (ерозія, зсуви, карст) визначили основні контури морфоскульптур та їх розподіл в геосистемах досліджуваного району.

Екологічний стан ґрунтового покриву визначається інтенсивною розораністю, механічним впливом сільськогосподарської техніки на структуру ґрунту, процесами вітрової та водної ерозії, яка значно знизила вміст гумусу і тим самим негативно вплинула на родючість ґрунтів, а також хімічним та радіаційним забрудненням. Розподіл хімічних і радіоактивних елементів-забруднювачів в ґрунтовому покриві Снятинського району виявляє певні закономірності. Найбільшими забруднювачами ґрунтів є As, Pb, Zn, Se, Be, F, В, Co, Ni, Mo, Sb, Ва, V, W. Вони накопичуються в ґрунтах іноді у великій кількості, перевищуючи ГДК в 5-10 разів. Максимальна концентрація забруднювачів відбувається в нижній частині генетичного горизонту А2 ґрунтів, на глибинах 20- 30 см, де накопичується до 2-3 ГДК того чи іншого токсичного хімічного елементу. Просторовий розподіл хімічних забруднювачів виявляє чіткий зв'язок їх аномалій з контурами різних типів ґрунтів і елементів рельєфу. Плями забруднень простягаються зі сходу на захід, тобто паралельно ландшафтам, геоморфологічним структурам, типам ґрунтів і долинам рік Черемоша, Прута і Дністра. Це може свідчить про те, що забруднення ґрунтів тут формувалось на протязі багатьох років і було пов'язано з характерними для долин Дністра і Прута переносами повітряних мас вздовж цих долин.

Радіаційне забруднення від Чорнобильської катастрофи у вигляді витягнутої з північного сходу на південний захід еліпсоподібної плями наклалось під кутом на ореоли забруднення важкими металами. В зонах пересікання аномалій цих металів з радіоактивною плямою не виключена кумулятивна (підсилена) дія забруднювачів на ландшафти і людину.

Пестицидне забруднення ґрунтів виявлене у вигляді кількох плям біля великих населених пунктів. Воно зв'язано з виносом отрутохімікатів на поля зі складів, де не створено безпечних умов зберігання.

Екологічний стан поверхневих, ґрунтових і підземних вод в основному задовільний. Найбільше забруднені ґрунтові і, частково, поверхневі води, що знаходяться гіпсометрично нижче від тваринницьких ферм, свинокомплексів та джерел скидів недостатньо очищених стоків. Характер площинного розподілу важких металів в поверхневих і ґрунтових водах приблизно однаковий. Зони, де є перевищення ГДК в кілька разів, утворюють аномалії, що мають витягнуті контури і простягаються відповідно з основними ландшафтно-морфологічними одиницями. Це свідчить про те, що забруднення накопичувалось досить довго, а його міграція пов'язана з повітряними та водними потоками.

Забруднення атмосферного повітря пов'язано з 3 групами чинників: 1) транскордонне перенесення забруднень; 2) місцеві джерела; 3) автомобільний транспорт. За оцінками українських і польських спеціалістів, масштаби транскордонних переносів з Польщі в Україну оцінюються в 691 тис. тонн/рік, що в 1.5 рази перевищує обсяг викидів від регіональних та місцевих джерел. Атмосферне повітря в певній мірі забруднене органічними речовинами, що зв'язані з використанням нафтопродуктів, а також важкими металами, що надходять, завдяки повітряним переносам із сусідніх промислових районів, і випадають з дощем і снігом, забруднюючи ґрунти, води і рослинність. Над промисловими агломераціями в атмосферному повітрі спостерігається дефіцит кисню та надлишки вуглекислого газу і азоту.

Екологічний стан рослинності і тваринницької продукції - природного та сільськогосподарського походження (сіна, картоплі, буряка, кукурудзи, капусти, моркви, молока і м'яса) залежить від поступлення забруднювачів з повітря, поверхневих і ґрунтових вод. Розподіл хімічних елементів Ті, АІ, Fe в рослинних кормах і м'ясних продуктах сформував декілька їх аномалій, що приурочені до Городенківського та Русівського ландшафтів та місцевості в районі м. Снятина. Особливо чіткі аномалії заліза. Група поліметалів Cu, Pb, Zn, а також Cd і Se утворюють аномалії, що формують Заболотівську та Снятинську смуги забруднення. Це свідчить про те, що характер розподілу підвищених концентрацій хімічних елементів в біоті дуже близький до тих особливостей, які були виявлені для ґрунтів і вод.

Екологічний стан демосфери. Здоров'я людини, за даними Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ), залежить на 50 % від соціально-економічних умов, на 20 % від екології, на 20 % від генетики (спадковості) і на 10 % від рівня медичного обслуговування. І хоч частка екології, в середньому, невелика (лише 20 %), в деяких районах вона вже зросла більш як на половину і в подальшому буде зростати досить істотно. Тому екологія демосфери, залежність стану здоров'я людини від екологічних чинників - це одна з найважливіших задач екологічної науки і практики. Як же вплинула екологічна ситуація в Снятинському районі на стан здоров'я його населення?

Вивчення екологічних причин захворюваності населення проводилось шляхом збору інформації по 28 хворобах, згідно діючої міжнародної класифікації хвороб (МКХ), за період з 1985 р. (до Чорнобильської катастрофи) і до 1999 р. як у розрізі лікарських дільниць так і окремих населених пунктів. Рівень захворюваності більшості видів хвороб поступово зростає з часом (активний і хронічний ревматизм, тирсотоксикоз та інші). В інших захворюваннях спостерігається різке зростання рівня в якийсь один рік.

Проведений кореляційний аналіз показав, що між наявністю захворювань і оцінкою інтенсивності радіонуклідного забруднення довкілля існує переважно прямий середньої сили зв'язок, який разом з сильним зв'язком становить приблизно 50-55 % від всієї кількості результатів. Сильний зв'язок існує між середньорічною дозою опромінення та такими захворюваннями як залізодефіцитна анемія і хронічний отит у дітей, холецестит, хвороби периферійної нервової системи, гіпертонічна хвороба. Найбільш сильний вплив завдає внутрішнє опромінення, особливо від Cs137. Ці результати ілюструються картами захворюваності.

Техногенне навантаження на геосистеми Покуття формується під впливом трьох основних чинників: 1) радіаційних плям від західного сліду Чорнобильської катастрофи; 2) розсіяного забруднення компонентів довкілля важкими металами, нафтопродуктами та ін. від транскордонних переносів та регіональних і місцевих джерел і 3) забруднення агроландшафтів надлишками пестицидів, мінеральних та органічних добрив. Усе це нами враховано при оцінці сучасної екологічної ситуації та при розробці заходів щодо її покращання.

Комплексна оцінка сучасного екологічного стану геосистем та прогноз їх можливих змін. Аналіз екологічного стану території району Ер та окремих компонентів навколишнього природного середовища - літосфери Елс, геофізичних полів Егф, геоморфосфери Егм, педосфери Епд, гідросфери Егд, атмосфери Еат, фітосфери Ефс, зоосфери Езс, демосфери Едм та техносфери Етс - дозволив розробити алгоритм геоекологічного аудиту:

Ер = f (Елс, Егф, Егм, Епд, Егд, Еат, Ефс, Езс, Едм, Етс ), (1)

де екологічний стан кожного компоненту залежить від багатьох охарактеризованих вище чинників.

Наприклад, екологічний стан педосфери Епд залежить від природних (Епрпд) її особливостей і техногенних змін (Етспд), що відбулись під впливом забруднення важкими металами (Евмпд), пестицидами (Епспд), радіонуклідами (Ернпд), нафтопродуктами (Енфпд), надлишком мінеральних добрив (Е мдпд) та ін. забруднювачів. Звідси

Етспд = f (Евмпд, Епспд, Ернпд, Енфпд, Е мдпд, ....). (2)

І такі алгоритми застосовані нами для усіх компонентів довкілля, що дозволило побудувати комплексну карту сучасної екологічної ситуації, яка враховує екологічну деградацію та забруднення усіх компонентів, і ґрунтується на ландшафтній основі. На карту винесені генералізовані контури найбільш значимих і чітких еколого-техногеохімічних аномалій, що характеризують сучасний екологічний стан ґрунтів, поверхневих вод, атмосферного повітря та біоти рослинного і тваринного походження. Комплексні аномалії визначались шляхом накладання електронних карт по кожному елементу-забруднювачу одна на одну і отримання таким шляхом контурів забруднення. Після цього аномалії компонентів суміщались і визначались смуги забруднення довкілля - спільні для всіх компонентів, які і виносились на комплексну карту сучасної екологічної ситуації Снятинського району.

При співставленні цих смуг, виділених з використанням комп'ютерних програм, з ландшафтним районуванням (А.В. Мельник, 2002) було встановлено, що смуги забруднень різного типу в основному співпадають з ландшафтними місцевостями, а іноді дві місцевості відповідають одній смузі. Це залежить від набору хімічних речовин, які забруднюють ту чи іншу місцевість. Отже, ми пропонуємо при геоекологічному (еколого-ландшафтному) районуванні виділяти нову одиницю - еколого-ландшафтну смугу, що за ієрархією може відповідати кільком чи одній місцевості, або займати положення між місцевістю і урочищем. Вона характеризується певним комплексом ландшафтних умов, але відповідно трансформованими під впливом техногенного навантаження.

Так, на геоекологічній карті Снятинського району нами закартовані Кобацький і Химчинський ландшафти (за А.В. Мельником 2002), що належать до ландшафтного району Покутсько-Буковинського передгір'я, а також Гостів-Обертинський, Русівський і Городенківський ландшафти Прут-Дністровської височинної області.

На цій ландшафтній основі ми провели геоекологічне (еколого-ландшафтне) районування Покуття, виділивши еколого-ландшафтні смуги. Так, в межах Кобацького ландшафту пропонуємо Джурівську еколого-ландшафтну смугу, яка несе незначне техногенне навантаження, відрізняється нормальним (природним) станом довкілля з локальним забрудненням. Прутівська смуга має задовільний стан довкілля. Химчинському ландшафту відповідають Троїцька і Тростянецька еколого-ландшафтні смуги з таким же нормальним станом довкілля. Гостів-Обертинський ландшафт має три місцевості, яким відповідають Трофанівська смуга з нормальним станом довкілля, Келихівська смуга зі складним станом довкілля і Заболотівська смуга з високим техногенним навантаженням - передкризовим станом довкілля і значним забрудненням ландшафтів важкими металами, нафтопродуктами і пестицидами.

В межах Русівського ландшафту виділяємо Стецівську смугу з напруженим станом довкілля, завдяки радіонуклідному забрудненню, Ставчанську смугу з незадовільним станом довкілля і Снятинську смугу з передкризовим станом довкілля, високим техногенним навантаженням - забрудненням (ґрунтів, вод, повітря, продукції рослинного і тваринного походження) важкими металами, нафтопродуктами і пестицидами.

Городенківському ландшафту відповідають Йосипівська смуга з напруженим станом довкілля і середнім забрудненням ландшафтів радіонуклідами і Борівецька смуга з передкризовим станом довкілля, значним забрудненням радіонуклідами, важкими металами і нафтопродуктами (ґрунтів, води, повітря, сільськогосподарської продукції).

Безумовно, всі еколого-ландшафтні смуги виділені на основі фактичного матеріалу, який ми отримали в процесі своїх досліджень та узагальнення існуючих даних. Аналіз сучасного екологічного стану всіх складових геосистеми - компонентів навколишнього середовища в їхній динаміці дозволив оцінити (в умовних одиницях - балах) стан геосистем Снятинського району, розробити прогноз їх подальшого розвитку, а також намітити для яких геосистем необхідні стабілізаційні заходи, як довгострокові, так і термінові.

Визначені нами еколого-ландшафтні смуги несуть на собі забруднення значно старше Чорнобильської катастрофи. Його походження різне: від транскордонних переносів до регіональних і локальних джерел. Воно розподілилось у відповідності до ландшафтних особливостей досліджуваної території. Це забруднення поступало повільно, розповсюджувалось атмосферними течіями, дощем та снігом, випадаючи на різні ландшафти. Поверхневі води, площинні потоки і тимчасові струмки розподіляли забруднення по різних геоморфологічних рівнях, де воно і депонувалося в залежності від типу ґрунтів, рослинності та геохімії ландшафтів. На відміну від забруднення важкими металами і нафтопродуктами, ореоли радіонуклідного забруднення не мають зв'язку з ландшафтами: вони простягаються під кутом.

Шляхи покращання і оптимізації сучасної екологічної ситуації. Екологічний стан окремих геосистем в Снятинському районі на даний час оцінюється як нормальний, задовільний,напружений, складний, незадовільний, передкризовий. Значна частина території району забруднена небезпечними радіонуклідами. В районі спостерігається висока сільськогосподарська освоєність земель, що сприяє розвитку різноманітних ерозійних процесів (зсуви, поверхневий змив ґрунтів та ін.), а також вказує на незначну частку незмінених природних ландшафтів. Спостерігається зменшення кількості видів тварин і рослин. Також є певні проблеми і з якістю ґрунтових вод, які в деяких населених пунктах мають підвищений вміст важких металів, нітратів, пестицидів. Всі ці проблеми вимагають невідкладного вирішення.

В дисертації розроблені заходи по збереженню геологічного середовища та захисту території від небезпечних геодинамічних процесів, захисту педосфери та охороні земельних ресурсів, запропоновані способи “реанімації” радіаційно забруднених ґрунтів, захисту гідросфери та раціональному використані водних ресурсів, охороні атмосферного повітря, фауни і флори та розширення природоохоронних територій. Розроблені також рекомендації по захисту населення від радіаційного забруднення та інших несприятливих екологічних чинників.

ВИСНОВКИ

Для розробки методики проведення геоекологічного аудиту був обраний Снятинський район Івано-Франківської області як модельний не тільки для регіону Покуття, а й для рівнинної та передгірської зон. Тут, в умовах простої геологічної будови південно-західної околиці Східно-Європейської платформи, широких площ ґрунтів різного генезису, розповсюдження усіх відомих для долини Прута геоморфологічних рівнів терас, пір'ястої структури річкової мережі, розвитку різноманітних лісових і лісостепових ландшафтів, наявності радіоактивних плям забруднення від Чорнобильської катастрофи проявляються специфічні особливості екологічного аудиту.

Проведені дослідження дозволили дисертантові прийти до наступних висновків:

Комплексний аналіз сучасної екологічної ситуації території, моделювання та прогнозування її розвитку (геоекологічний аудит) необхідно виконувати методами системного дослідження не 3, а усіх 9 компонентів навколишнього середовища. Недооцінка або недоврахування екологічного стану одного чи більшої кількості компонентів довкілля приводить до необ'єктивної оцінки його стану. Розроблений алгоритм, що враховує всі 9 компонентів геосистеми, кожний із яких характеризується динамікою кількох десятків параметрів, а загальна їх кількість може досягнути однієї тисячі. Тому кінцевий результат екоаудиту може бути отриманий тільки після комп'ютерної обробки баз даних екологічної інформації з використанням сучасних ГІС-технологій та потужної комп'ютерної техніки.

На прикладі регіону Покуття, як модельного для передгірських і рівнинних ландшафтів, встановлено, що просторовий розподіл техногенного забруднення важкими металами і нафтопродуктами залежить від характеру та розташування локальних ландшафтних одиниць - місцевостей. Забруднення накопичувались протягом довготривалої дії транскордонних, регіональних і локальних переносів забруднюючих речовин від різних за своїм походженням джерел викидів. В зв'язку з цим дисертантом запропоновано виділяти еколого-ландшафтні смуги. Вони визначаються різним типом забруднення і простягаються із заходу на схід, згідно з загальною орієнтацією Дністровської і Прутської долин. Орієнтація ж плям радіаційного забруднення не має зв'язку с просторовим розподілом ландшафтів, а залежить від домінуючого напрямку вітрів, що розносили радіонукліди від Чорнобильської катастрофи з північного сходу на південний захід, тобто під кутом до простягання ландшафтних одиниць. Найбільш ураженими ділянками є такі, де забруднення важкими металами, нафтопродуктами і пестицидами співпадають з плямами радіонуклідів, що пояснюється кумулятивним ефектом їх сумісної дії.

Вперше з використанням ПЕОМ визначені кількісні кореляційні залежності захворюваності населення від різних екологічних чинників та типу забруднення (до Чорнобильської катастрофи і після неї).

Вдосконалена та впроваджена в практику методика складання електронних (комп'ютерних) еколого-техногеохімічних карт детальних масштабів, які дають можливість не тільки якісної, а і кількісної оцінки геоекологічного стану довкілля. Дістала подальший розвиток методика проведення екологічного моніторингу та створення систем екологічної (природно-техногенної) безпеки детального масштабу (1: 50 000), тобто на рівні території адміністративного району.

Геоекологічний аудит усіх складових ландшафтів в їх динаміці дозволив оцінити (в умовних одиницях-балах) стан геосистем адміністративного району, розробити прогноз їх подальшого розвитку, а також намітити, для яких геосистем необхідні стабілізаційні заходи.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

аудит геоекологічний покуття

Міщенко Л.В. Причини та можливості подолання складних екологічних ситуацій на Івано-Франківщині //Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету. Серія: Географія. №2. - 2001. - с.99-103.

Міщенко Л.В. Картографічне та комп'ютерне моделювання агроекосистем Прут-Дністровського межиріччя для їх екологічного аудиту. //Науковий вісник Чернівецького ун-ту, вип. 138. Географія. -Чернівці: ЧНУ.-2002.-с.222-230.

Міщенко Л.В. Екологічна безпека та інформаційне забезпечення використання рекреаційних ресурсів Прикарпаття. Наукові записки Вінницького пед. ун-ту. Серія: Географія. - 2002, вип. 4, с. 82-85.

Міщенко Л.В. Екологічна культура та основи захисту населення від радіаційного та технічного забруднення // Матеріали конференції "Екологічна культура та хімічна екологія в умовах радіації і технічного забруднення". - Київ: Знання. - 1997. -с. 51-52.

Міщенко Л.В. Досвід викладання основ екологічних знань в школах Івано-Франківщини // Матеріали науково-технічної конференції професорсько-викладацького складу університету. -Івано-Франківськ: ІФДТУНГ. - 1997. - с. 106.

Міщенко Л.В. Зміни клімату в зв'язку з проблемою охорони навколишнього середовища// Геоекологічні проблеми Івано-Франківщини та Карпатського регіону: Збірник наукових праць докторантів, аспірантів і студентів. - Івано-Франківськ: ІФДТУНГ, НКОР.-1998.- с. 97-109.

Адаменко О.М., Міщенко Л.В., Фоменко Н.В. Комп'ютерна система техногенно-екологічної безпеки нафтогазового комплексу України // Вісник Українського будинку економічних та науково-технічних знань, №7. - Київ. - 1998. - с. 6 - 8.

Адаменко и.М., Міщенко Л.В., Фоменко Н.В. Екологічна безпека Івано-Франківщини // Науковий вісник Інституту менеджменту та економіки, №1. - Івано-Франківськ: Сіверсія. - 1999. -с. 107-1ГО.

Адаменко О., Міщенко Л., Фоменко Н., Баран О. Періодичність кліматичних змін у Карпатському регіоні в зв'язку з прогнозом катастрофічних стихійних явищ //Україна та глобальні процеси:

географічний вимір: 36. наук. праць. Волин. держ. ун-ту ім. Лесі Українки, в 3-х т.-Київ-Луцьк: Вежа-2000.т.2.-с.198-199.

Адаменко О.М., Міщенко Л.В., Фоменко Н.В. Картографічне та комп'ютерне моделювання екосистем Прут-Дністровського межиріччя // Збірка "Проблеми раціонального використання, охорони і відтворення природно-ресурсного потенціалу України". - Чернівці: Рута. - 2000.-с. 17-18.

Адаменко О.М., Міщенко Л.В., Фоменко Н.В. Техногенно-екологічна безпека об'єктів паливно-енергетичного комплексу // Экологическая и техногенная безопасность: Сборник научных трудов международной научно-практической конференции.- Харьков: ХИСП.-2000.-с. 10-13.

Адаменко О.М., Міщенко Л.В. Екологічний аудит територій // Підручник для студентів екологічних спеціальностей вищих навчальних закладів. - Івано-Франківськ: Факел. - 2000. - 232 с.

Адаменко О.М., Мищенко Л.В., Фоменко Н.В. Экологическая геоморфология и периодизация развития долин Днестра и Прута в пределах Украины, Молдовы и Румынии // Материалы межгосударственного совещания XXX пленума Геоморфологической комиссии РАН "Проблемы экологической геоморфологии." -Бєлгород: БелГУ. - 2000. -с. 9.

Міщенко Л.В., Фоменко Н.В., Нємий С.М., Черняков С.П., Якимів І.М. Екологічний стан атмосферного повітря Прут-Дністровського межиріччя // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. Державний міжвідомчий науково-технічний збірник, №37, т. 10.-Івано-Франківськ: ІФДТУНГ. - 2000. - с. 45-56.

МІщенко Л.В. Екологічний аудит територій // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. Державний міжвідомчий науково-технічний збірник, №37, т. 1.- Івано-Франківськ: ІФДТУНГ.- 2000.-с. 113-121.

Міщенко Л.В. З історії екологічних досліджень Прут-Дністровського межиріччя // Науковий вісник Інституту менеджменту та економіки, №3. -Івано-Франківськ: Полум'я. - 2001. -с. 30-33.

Адаменко О.М., Міщенко Л.В., Фоменко Н.В. Картографічне та комп'ютерне моделювання агроекосистем Прут-Дністровської о межиріччя// Матеріали міжнародної науково-практичної конференції до 50-річчя кафедри геоморфології Львів. нац. ун-ту ім. І.Франка "Геоморфологічні дослідження в Україні: минуле, сучасне, майбутнє". -Львів: Видавничий центр ЛНУ ім. Івана Франка. -2002. - с. 210-21 і.

Міщенко Л.В., Журавель О.М. Екологічне картування атмосфери // Екологічне картування. Підручник для вузів з грифом Міносвіти і науки України - Івано-Франківськ: Факел. -2002. - с. 376-391.

Адаменко О.М., Міщенко Л.В., Журавель О.М. Екологічне картування зоосфери (ресурсів тваринного світу) // Екологічне картування зоосфери (ресурсів тваринного світу) // Екологічне картування. Підручник для вузів з грифом Міносвіти і науки України - Івано-Франківськ: Факел. -2002. - с. 487-500.

АНОТАЦІЯ

Міщенко Л.В. Геоекологічний аудит впливу техногенного забруднення на довкілля та здоров'я населення (на прикладі регіону Покуття). - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук за спеціальністю 11.00.11. - конструктивна географія та раціональне використання природних ресурсів. - Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, географічний факультет, Чернівці, 2003.

Досліджено стан сучасної екологічної ситуації на території Прут-Дністровського межиріччя (Покуття) - модельного району передгірських і рівнинних ландшафтів. Проведений геоекологічний аудит - оцінка природно-техногенних геосистем за всіма їх компонентами: геологічне середовище та мінерально-сировинні ресурси, геофізичні поля та їх вплив на довкілля і людину, рельєф та геодинамічні процеси, поверхнева та підземна гідросфера і водні ресурси, атмосфера і кліматичні ресурси, фітосфера та зоосфера і біологічні ресурси, демосфера та зв'язок захворюваності населення з екологічними чинниками. Виконано моделювання геосистем та прогнозування впливу техногенного забруднення на довкілля, розроблені рекомендації для оптимізації і покращання стану навколишнього середовища.

Ключові слова: літосфера, геоморфосфера, геофізичні поля, педосфера, еколого-техногеохімічні карти, геоекологічний аудит, еколого-ландшафтні смуги.

ANNOTATION

Mishchenko L.V. Geoecological audit of the impact of technogenic contamination upon environment and people`s health (case of region Pocuttya). - Manuscript.

Dissertation for a candidate degree in Geography, speciality 11.00.11 - constructive geography and rational utilization of natural resourses. - Chernivtsi National University named after Yu. Fedkovych, Faculty of Geographfy, Chernivtsi, 2003.

The dissertation deals with the present environmental conditions in the valley between the Prut and the Dniester Rivers (also known as Pokuttya) as a model area of the foothill and flatland landscapes. The geological audit i.e. the evoluation of natural and technogenic geosystems has been performed according to all their components: geological environment and mineral resources, geophysical fields and their influence on the environment and humans, terrain and geodynamic processes, surface and ground waters, atmosphere and climatic resources, phytosphere , zoosphere, biological resources, demosphere and correlation between population morbidity and environmental factors. Forecasting of the technogenic pollution influence upon the environment has been performed. Recommendations as to the optimization and improvement of environment conditions have been developed.

Key words: Lithosphere, geomorphosphere, geophysical fields, pedosphere, environmental and technogeochemical maps, environmental audit, ecological landscape zones.

АННОТИЦИЯ

Мищенко Л.В. Геоэкологический аудит влияния техногенного загрязнения на окружающую среду и здоровье населения (на примере региона Покутье). - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук по специальности 11.00.11 - конструктивная география и рациональное исспользование природных ресурсов. - Черновицкий национальный университет имени Юрия Федьковича, географический факультет, Черновцы, 2003.

Исследовано состояние современной экологической ситуации на территории Прут-Днестровского междуречья (Покутья) - модельного района предгорных и равнинных ландшафтов. Выполнен экологический аудит - оценка природно-техногенных геосистем по всех их компонентам: геологическая среда, геофизические поля и их влияние на природу и человека, рельеф и геодинамические процессы, поверхностная и подземная гидросфера и водные ресурсы, атмосфера и климатические ресурсы, педосфера и земельные ресурсы, фитосфера, зоосфера и биологические ресурсы, демосфера и связь заболеваемости населения с экологическими факторами.

По системе экологического мониторинга было отобрано 505 проб почв, 125 проб донных отложений, 137 проб подземных и грунтовых, 147 проб поверхностных вод, 248 проб атмосферного воздуха, 182 проб снега, 155 проб сельскохозяйственной продукции растительного и 259 проб животного происхождения - всего 1756 проб. Все пробы были проанализированы на рентгенофлюоресцентных, атомно-адсорбционных приборах и хроматографах, а результаты анализов в виде баз данных экологической информации были обработаны на компьютерах с использованием ГИС-технологий. В результате было изготовлено несколько сот электронных эколого-техногеохимичных карт, которые характеризуют загрязнения ландшафтов 21 химическим элементом, 19 пестицидами, 8 нефтепродуктами и 2 радионуклидами всех 8 компонентов окружающей среды. С использованием компьютеров определены количественные зависимости заболеваемости населения от разных экологических факторов до Чернобыльской катастрофы и после нее. Пространственное распределение техногенного загрязнения зависит от расположения ландшафтных единиц. Радионуклидное загрязнение указывает на направление ветров со стороны Чернобыля.

Основные результаты диссертационной роботы внедрены в ряде министерств природоохранной отрасли, а также в учебном процессе.

Ключевые слова: литосфера, геоморфосфера, геофизические поля, педосфера, эколого-техногеохимические карты, экологический аудит, эколого-ландшафтные полосы.

Размещено на Allbest.ru