Оцінка геоекологічних ризиків території Криворізького природничо-господарського району

Размещено на http://www.allbest.ru/

ТАВРІЙСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. В. І. ВЕРНАДСЬКОГО

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук

ОЦІНКА ГЕОЕКОЛОГІЧНИХ РИЗИКІВ ТЕРИТОРІЇ КРИВОРІЗЬКОГО ПРИРОДНИЧО-ГОСПОДАРСЬКОГО РАЙОНУ

11.00.11 - Конструктивна географія і раціональне використання природних ресурсів

ОСТАПЧУК ІРИНА ОЛЕКСАНДРІВНА

Сімферополь - 2010

Дисертацію є рукопис.

Остапчук І.О. Оцінка геоекологічних ризиків території Криворізького природничо-господарського району. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук за спеціальністю 11.00.11 - конструктивна географія та раціональне використання природних ресурсів. - Таврійський національний університет ім. В. І. Вернадського, Сімферополь, 2010.

У дисертації розроблено теоретико-методичні основи оцінки геоекологічних ризиків, уточнено поняття «екологічний ризик» і «геоекологічний ризик», виокремлено складові екологічного ризику, розглянуто геоекологічний ризик як ймовірність відмови природничо-господарської територіальної системи виконувати задані функції. Розроблено методику оцінки ризиків КПГР, що базується на ідеї комплексності ландшафту та багатофакторності формування геоекологічних ризиків. Розроблено типізацію геоекологічних ризиків КПГР, визначено якісні та кількісні показники й критерії оцінки 17 видів ризиків КПГР, виконано їх оцінку, проведено інтегральну оцінку геоекологічного ризику, за результатами дослідження укладено геоекологічні карти району. Розроблено рекомендації з мінімізації рівнів ризиків як систему ландшафтно- та територіально-планувальних, середовищетвірних та організаційних заходів.

Ключові слова: екологічний ризик, геоекологічний ризик, ймовірність, природничо-господарська територіальна система, негативні процеси, оцінка геоекологічного ризику, комплексний екологічний моніторинг.

Остапчук И. А. Оценка геоэкологических рисков территории Криворожского природно-хозяйственного района. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук по специальности 11.00.11 - конструктивная география и рациональное использование природных ресурсов. - Таврический национальный университет им. В. И. Вернадского, Симферополь, 2010.

В диссертации разработаны теоретико-методические основы оценки геоэкологических рисков, уточнены понятия «экологический риск» и «геоэкологический риск». Рассмотрен геоэкологический риск - как вероятность отказа природно-хозяйственной территориальной системы выполнять заданные функции. Разработана методика оценки рисков КПХР, базирующаяся на идее комплексности ландшафта, многофакторности формирования рисков. Оценены атмосферные, гидрологические, гидрогеологические, геолого-геоморфологические, почвенные риски, а также риск проявления экзогенных геологических процессов, социальный риск и риск чрезвычайных ситуаций.

Разработана типизация рисков КПХР, определены показатели и критерии оценки 17 видов рисков и выполнена их количественная и качественная оценка, проведена интегральная оценка геоэкологического риска. Построены оценочные и тематические карты района; разработаны рекомендации по минимизации уровней рисков. В диссертации получили дальнейшее развитие концепция природно-хозяйственных территориальных систем, характеристика хозяйственной подсистемы КПХР, геоэкологические карты и карта ПХТС КПХР. Использование проведенного автором исследования позволило бы снизить уровень геоэкологического риска, а создание экологической сети и геоинформационной системы комплексного экологического мониторинга предупредить возникновение других видов рисков на исследуемой территории.

Ключевые слова: экологический риск, геоэкологический риск, вероятность, природно-хозяйственная территориальная система, негативные процессы, оценка геоэкологического риска, комплексный геоэкологический мониторинг.

Ostapchuk I. O. Geoecological risks evaluation of the territory of the naturally economic district of Kryvy Rih. - Manuscript.

Thesis on the awarding of scientific degree to the candidate of geographical sciences in speciality 11.00.11 - the structural geography and rational use of natural resources. - the Tavrida national university of V. I. Vernadsky, Simferopol, 2010.

Theoretic-methodical bases of geoecological risks evaluation are developed in the thesis, such concepts as «ecological risk» and «geoecological risk» are specified, and geoecological risk is considered as probability to refuse of the naturally economic territorial system to execute the given functions. The method of risks evaluation of KNED is developed, that is based on the idea of complexity of landscape and set of factors forming geoecological risks. The typification of geoecological risks of KNED is developed, high-quality and quantitative indexes and criteria of evaluation of 17 types of risks of KNED are determined and their evaluation is executed, the integral geoecological risks evaluation is conducted. The evaluation and thematic maps of district are charted; recommendations are developed to minimize the levels of risks. Usage of the research conducted by the author would allow to minimize the level of geoecological risk, and initiation of ecological network and GIS of the geoecological monitoring to provide the warning of origin of other types of risks on the examined territory.

Keywords: ecological risk, geoecological risk, probability, naturally economic territorial system, negative processes, geoecological risks evaluation, complex ecological monitoring.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Сталий розвиток системи «природа - населення - господарство» неможливий без урахування різного роду ризиків: екологічних, виробничих, природних, соціальних. Геоекологічні ризики, як й інші, характеризуються ймовірністю прояву подій і явищ. Від якості врахування геоекологічних ризиків залежатиме і якість управління екологічною ситуацією.

Аналіз публікацій показав, що еколого-економічні, виробничі та ризики надзвичайних ситуацій вивчені на високому рівні, розроблені методики їх оцінки. Проте чіткого визначення понять «екологічний ризик» і «геоекологічний ризик», їх відмінностей від інших екологічних понять немає, їх типізація розроблена недостатньо й відсутня єдина методика оцінки геоекологічних ризиків. Більшість робіт з екологічних ризиків носить або теоретичний (абстрактні) або прикладний (для конкретної території розглядається конкретний вид ризику) характер.

Аналіз й оцінка геоекологічного ризику виступають першочерговими завданнями для забезпечення сталого розвитку. Особливо гостро ця проблема стоїть в Україні, де промислово розвинені райони зазнають непомірних техногенних навантажень. Територія Криворізького природничо-господарського району (КПГР), унаслідок тривалого інтенсивного промислового використання впродовж більше 200 років, характеризується значним забрудненням атмосферного повітря, поверхневих і підземних вод, ґрунтів, розвитком процесів штучного підтоплення, утворення провалів і просадок земної поверхні тощо. Стабілізація ситуації, що склалася, не уявляється можливою без аналізу причин, оцінки й попередження геоекологічних ризиків.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проводилося згідно з тематикою державних програм «Національна програма поліпшення екологічного становища гірничовидобувних регіонів України» (постанова Кабінету Міністрів України № 1606 від 31.08.1999), «Національна програма екологічного оздоровлення басейну Дніпра та поліпшення якості питної води» (постанова Верховної Ради України № 123/97-ВР від 27.02.1997), «Программа улучшения экологического состояния Днепропетровской области за счет уменьшения загрязнения окружающей среды основными предприятиями-загрязнителями на 2007-2015 гг.», (рішення Дніпропетровської обласної ради № 295-13/V від 04.12.2007), «Програма виходу з екологічної кризи м. Кривого Рогу» (рішення Дніпропетровської обласної ради № 210-10/ХХІІІ від 31.03.2000), згідно з науковими програмами Криворізького технічного університету «Анализ экологического состояния геологической среды горнодобывающих районов и разработка критериев предупреждения чрезвычайных ситуаций (на примере Кривого Рога)» (№ ДР 0109U002337) і кафедри фізичної географії та геології Криворізького державного педагогічного університету «Регіональні антропогенні ландшафти: теорія і практика».

Мета дослідження - оцінка геоекологічних ризиків території Криворізького природничо-господарського району.

Завдання дослідження:

1. Вивчено природну та господарську підсистеми КПГР.

2. Доповнено теоретико-методичні основи оцінки геоекологічних ризиків.

3. Проведено оцінку геоекологічних ризиків території КПГР.

4. Удосконалено процедуру ризик-аналізу території та розроблено конструктивні напрямки мінімізації геоекологічних ризиків КПГР.

Об'єкт дослідження - територія КПГР.

Предмет дослідження - геоекологічні ризики КПГР.

Методологічні основи дослідження склали ідеї М. В. Багрова, В. А. Барановського, В. О. Бокова, М. Д. Гродзинського, Г. І. Денисика, А. Г. Ісаченка, Б. І. Кочурова, С. П. Курдюмова, Ф. М. Мількова, С. М. Мягкова, І. С. Паранька, В. М. Петліна, К. А. Позаченюк, Н. П. Тихомирова, Г. І. Швебса та ін. Концептуальними основами дослідження стали парадигми сталого розвитку, ноосферно-екологічна, просторово-часова й регіонального розвитку; системний, ландшафтний і геоекологічний підходи.

Для досягнення поставленої мети дослідження використано методи: польові (маршрутних спостережень і ключових ділянок проведених упродовж 2002-2007 рр.), математико-статистичні (методи оцінювання ймовірності ризиків за частотою відмов, розрахунок частоти подій тощо), аналітичні (визначення категорій тяжкості та частоти ризиків), картографічний (побудова растрових і векторних геоекологічних карт з використанням ГІС-технологій), порівняно-географічний (при оцінці геоекологічних ризиків КПГР).

Наукова новизна одержаних результатів.

У теоретичному плані доповнено теоретичні основи оцінки геоекологічних ризиків шляхом уточнення понять «екологічний ризик» і «геоекологічний ризик» у системі термінів, що характеризують екологічний стан; запропоновано типізацію геоекологічних ризиків.

У методичному плані розширено методику оцінки геоекологічних ризиків, яка базується на ідеї комплексності ландшафту, багатофакторності формування ризиків і включає оцінку ризиків: атмосферних, гідрологічних, гідрогеологічних, геолого-геоморфологічних, ґрунтових, прояву екзогенних геологічних процесів, соціального та надзвичайних ситуацій (НС), а також інтегрального ризику.

У регіональному плані для території КПГР.

Уперше складено карту природничо-господарських територіальних систем М 1:100000, розроблено типізацію геоекологічних ризиків (виокремлено 3 класи, 18 типів та 75 видів ризиків), визначено якісні та кількісні показники 17 видів ризиків, оцінено якісно 40 видів природних ризиків, розраховано кількісно ймовірності 18 видів антропогенних ризиків, 14 видів природно-антропогенних ризиків (3 види оцінено якісно) та інтегральний показник геоекологічного ризику. На основі оцінок складено 26 електронних карт і карту інтегрального ризику.

Надано подальшого розвитку аналізу функціональної структури території КПГР, складено карти промислових підприємств, захворюваності населення м. Кривого Рогу, об'єктів ПЗФ та історико-культурної спадщини М 1:100000.

Практичне значення одержаних результатів. Оцінка геоекологічних ризиків КПГР важлива для процедури ризик-аналізу території та розробки конструктивних напрямків мінімізації їх прояву. Результати оцінки атмосферних, гідрологічних, гідрогеологічних, геолого-геоморфологічних, ґрунтових ризиків можуть використовуватися відповідними відомствами як рекомендації до поліпшення стану навколишнього середовища (відділи екології, місцеві органи МНС, екологічна інспекція, районні адміністрації), корегування існуючого типу природокористування методами ландшафтного та територіального планування (відділи архітектури й містобудування). Оцінка антропогенних ризиків (ризик НС, індивідуальний ризик) може виступати інструментом попередження виникнення НС; оцінка соціальних ризиків може використовуватися відділом охорони здоров'я; оцінка рівня інтегрального геоекологічного ризику може враховуватись при визначенні вартості житла (агентства купівлі-продажу житла). Оціночні карти ГЕР можуть бути покладені в основу організації екологічного моніторингу території.

Матеріали дисертації використовуються при викладанні курсів «Геоекологія», «Основи екології», «Ландшафтна екологія» в Криворізькому державному педагогічному університеті. Упровадження результатів дослідження підтверджено 3 актами.

Особистий внесок автора. Представлені на захист положення дисертації обґрунтовано й виконано автором самостійно. Усі публікації, що відображають основний зміст дисертації, підготовлено автором одноосібно.

Апробація результатів дисертації здійснювалася у вигляді доповідей на Х з'їзді української географічної спілки (м. Київ, 26-29 березня 2008 р.), ІІ міжнародній науковій конференції «Теоретичні, регіональні, прикладні напрями розвитку антропогенної географії та ландшафтознавства» (м. Кривий Ріг, 5-8 жовтня 2005 р.), 12 міжнародній конференції «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування» (м. Харків, 2-4 жовтня 2008 р.), міжнародній науковій конференції, присвяченій 90-річчю утворення ТНУ, ландшафтних читаннях, присвячених 90-річчю Г. Є. Гришанкова (м. Сімферополь, 24-26 вересня 2008 р.), на всеукраїнських наукових конференціях «Географія, екологія, геологія: перший досвід наукових досліджень» (м. Дніпропетровськ, квітень 2005 р.); «Декада ландшафтознавчих, регіональних і краєзнавчих досліджень на зламі тисячоліть: до 10-ти річчя створення кафедри фізичної географії і геоекології та кафедри географії України Київського національного університету імені Тараса Шевченка» (м. Канів, 11-13 травня 2005 р.); «Від геології до біосферології. Проблеми сьогодення, майбутні перспективи» (м. Київ, 21-23 лютого 2007 р.); «Молоді науковці - географічній науці» (м. Київ, 24-25 жовтня 2007 р.); «Екологія-шляхи гармонізації відносин природи та суспільства» (м. Умань, 23-24 квітня 2009 р.), на конференціях професорсько-викладацького складу та студентів Таврійського національного університету ім. В. І. Вернадського (м. Сімферополь, 2005-2007 рр.); Криворізького державного педагогічного університету (м. Кривий Ріг, 2002-2010 рр.).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 14 наукових робіт загальним обсягом 3 авт. арк., з них 4 статті в наукових фахових виданнях України.

Обсяг і структура роботи. Дисертація складається зі вступу, 4 розділів, висновків, списку використаних джерел зі 150 найменувань, містить 25 рисунків, 40 таблиць, і викладена на 220 сторінках. Додатки подано окремим томом.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У першому розділі обґрунтовано виділення території КПГР, охарактеризовано природну та господарську підсистеми КПГР. Дослідження базується на уявленні про КПГР як складну ПГТС - просторово-часову систему, складену підсистемами природа, населення, господарство.

Природна підсистема КПГР формується в межах Українського кристалічного щиту перекритого четвертинними червоно-бурими суглинками, глинами, пісками, супісками. Незважаючи на стабільність тектонічної структури територія району приурочена в її межах до Криворізько-Кременчуцького розлому, у межах якого постійно відбуваються тектонічні рухи. Рельєф району рівнинний, північна частина приурочена до Придніпровської височини, південна - Причорноморської низовини. Основними формами рельєфу є вододільні плато та їх схили, терасовані річкові долини, балки та яри. У межах Причорноморської низовини поширений поверхневий карстовий рельєф, суфозійні рівнини й поди. Катастрофічний прояв геоморфологічних процесів на території району не спостерігається. Кліматично район належить до помірно кліматичної зони, характерним є незначний прояв негативних кліматичних процесів (тумани, ожеледь, сильні вітри, пилові бурі). Гідрологічна мережа району слабко розвинена й представлена 8 річками (усі відносяться до басейну Дніпра), несприятливі гідрологічні явища вкрай рідкі. Ґрунтовий покрив представлений чорноземами звичайними малогумусними зі слабким проявом процесів підтоплення, заболочування, засолення; рослинність - різнотравно-типчаково-ковиловою та типчаково-ковиловою степовими типами, зооценози - хребетними й безхребетними тваринами, розвинуті комплекси водних і лісово-деревних тварин. Територія КПГР належить до степової ландшафтної зони.

Господарська підсистема КПГР висвітлюється через функціональне зонування. Промислова зона складається з понад 100 підприємств переважно гірничодобувної (шахти, кар'єри, площа 33 км²) та металургійної (5 гірничо-збагачувальних комбінатів, металургійний завод «АрселорМіттал Кривий Ріг», низка машинобудівних і переробних заводів) галузей. Селітебна - представлена малоповерховими та багатоповерховими житловими масивами, дачними поселеннями. Сільськогосподарська - орними землями різної спеціалізації, пасовищами та городними ПГТС. Водогосподарська - річками, 5 водосховищами, зрошувальними й магістральними каналами, 200 ставками. Дорожньо-транспортна - залізничними й автомобільними дорогами різних категорій, гаражними та станційними комплексами. Середовищетвірна - лісогосподарськими комплексами, парками, скверами та об'єктами природно-заповідного фонду (ландшафтні заказники загальнодержавного значення «Інгулецький степ» і «Балка Північна Червона»). Зона похідних комплексів - різноманітними деструктивними ландшафтами та пустищами. У територіальній структурі району переважають сільськогосподарські, промислові й селітебні види ПГТС. Складна взаємодія природної та господарської підсистем КПГР приводить до формування різних ПГТС, а накладання антропогенних процесів на природні приводить до формування геоекологічних ситуацій і створює передумови для активного прояву геоекологічних ризиків.

У другому розділі розглянуто методологічні основи оцінки геоекологічних ризиків: історія питання, поняття екологічного ризику (ЕР) та геоекологічного ризику (ГЕР), їх місце в системі екологічних понять, - теоретико-методичні підходи до оцінки ГЕР, наведено їх типізації, методика й методи оцінки.

Установлено, що поняття «геоекологічний ризик» формується на підставі поняття «ризик» і вперше вивчається в кінці XIX - на початку ХХ ст., концепція ЕР формується у зв'язку з розвитком теорії ризик-аналізу та поглядами про сталий розвиток. Добре розроблена й застосовується на практиці методика оцінки ЕР у США та деяких країнах Європи, Азії. В Україні концепція ГЕР почала розвиватися порівняно недавно (кін. ХХ - поч. ХХІ ст.) і характеризується слабко розробленою теоретико-методичною базою, відсутністю чіткого визначення поняття «геоекологічний ризик», критеріїв та єдиної методики кількісної оцінки ГЕР.

Екологічний ризик оцінюється переважно з точки зору чотирьох підходів: соціального - з точки зору здоров'я людини (Р. Т. Давидова, Б. І. Порфір'єв, У. Роув); економічного, двоаспектно: соціально-економічного - як загроза людських і матеріальних утрат (В. І. Осипов, В. Одинець, С. А. Соболєв) та еколого-економічного - як загроза екологічних збитків, нанесених оточуючому середовищу (Н. Є. Дєєва, Л. В. Панжар, Н. П. Тихомиров); біоекологічного - як порушення функціонування екосистеми (В. А. Барановський); геоекологічного - як імовірність відмови геосистеми виконувати задані функції (М. Д. Гродзинський, Т. А. Хоружая, Л. К. Казаков).

Проявом недостатньої розробки теоретико-методичного апарата оцінки ГЕР є спільні трактування змісту понять «екологічний ризик», «геоекологічний ризик», «екологічна небезпека», «екологічна ситуація», «надзвичайна ситуація», «екологічна криза», «екологічна катастрофа». Аналіз показав, що під геоекологічним ризиком як складовою екологічного ризику слід розуміти ймовірність відмови ПГТС виконувати задану функцію, оскільки оцінка ГЕР полягає у визначенні ступеня ймовірності виникнення екологічно несприятливих явищ, процесів, ситуацій; натомість інші вищеназвані екологічні поняття фіксують оцінку вже сформованих негативних процесів та явищ. Поняття «геоекологічний ризик» відрізняється і прогнозним характером - відображає суть нелінійного багатоваріантного розвитку геосистем, виступає ймовірнісною величиною, що змінюється в межах від 0 до 1 (див. рис. 1).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Співвідношення понять «геоекологічний ризик» (ГЕР), «екологічна небезпека» (ЕН), «екологічна ситуація» (ЕС), «надзвичайна ситуація» (НС), «екологічна криза» (Екр) та «екологічна катастрофа» (Екат).

На прикладі КПГР розроблено типізацію геоекологічних ризиків (виокремлено 3 класи, 18 типів і 75 видів ризиків). Клас природних ризиків - ймовірність прояву несприятливих природних процесів - представлений 7 типами ризиків (атмосферно-метеорологічними, гідрологічними, ґрунтовими тощо) і 40 видами ризиків (негативними баричними і гідрометеорологічними явищами, катастрофічними повенями, замуленням річищ, ерозією, видуванням, виносом гумусу з ґрунтів тощо). Клас антропогенних ризиків - ймовірність виникнення НС техногенного, соціально-політичного та соціального характеру - представлений 3 типами ризиків (техногенні, соціально-політичні, соціальні) і 18 видами ризиків (терористичними актами, установленням вибухових пристроїв, виникненням пожеж, дорожньо-транспортними пригодами, інфекційними захворюваннями, отруєнням людей тощо). Клас природно-антропогенних ризиків - ймовірність прояву несприятливих природно-антропогенних процесів, що свідчить про відмову ПГТС виконувати задані функції - представлений 8 типами ризиків (атмосферними, гідрологічними, гідрогеологічними, геолого-геоморфологічними тощо) і 17 видами ризиків (забрудненням атмосферного повітря, забрудненням поверхневих вод, забрудненням підземних вод, штучним підтопленням тощо).

Запропонована методика оцінки геоекологічних ризиків для території КПГР, що складається з 5 етапів. На 1-му етапі оцінки виокремлюються операційні територіальні одиниці (ОТО), якими є контури ПГТС. Додатковими для оцінки ГЕР можуть бути карти промислових підприємств, захворюваності населення, об'єктів ПЗФ та історико-культурної спадщини, екологічних ситуацій за компонентами ландшафту та ін. Масштаби карт визначаються задачами дослідження. На 2-му етапі визначаються види ГЕР і показники оцінки кожного з них (див. табл. 1). Тип ГЕР виокремлюється залежно від компоненту ландшафту, включаючи людину та продукти її діяльності, вид ГЕР - залежно від виду та прояву негативних процесів. Показники оцінки ГЕР - залежно від одиниць виміру, що характеризують процес.

На 3-му етапі, згідно з методикою М. Д. Гродзинського (1995), виконується оцінка видів ГЕР для кожної ОТО. Сутність методики зводиться до статистичного методу розрахунку частоти відмов - ймовірності виходу параметрів ПГТС за межі допустимих їх змін (наприклад, для атмосферного ризику відмовою вважається забруднення повітря більше 1 ГДК). Далі для кожного виду ПГТС підраховується загальна їх кількість (N) та кількість ПГТС з відмовами (n), що знаходяться у визначених інтервалах показника оцінки згідно з табл. 1, тобто визначається кількість ПГТС з відмовою виконувати задану функцію. Виконуються послідовні розрахунки за формулами (1-4), їх результати заносяться до таблиць.

Імовірність відмови q, розраховується за

q = n/N, (1)

де n - кількість ПГТС з відмовою, N - загальна кількість ПГТС цього виду.

Імовірність інертності р, розраховується за

p = 1 - q. (2)

Імовірність абсолютної інертності Р (тобто того, що в цьому виді ПГТС не виникне жодної відмови такого виду), розраховується за

P = p₁ • p₂ • p₃ • … • p_n. (3)

Імовірність геоекологічного ризику Q (тобто, того, що в цьому виді ПГТС може виникнути принаймні 1 відмова такого виду), розраховується за

Q = 1 - P. (4)

Виконується ранжування ГЕР за рівнями ймовірності їх прояву: малоймовірний ризик (рівень < 0,2), можливий ризик (0,2-0,4), імовірний ризик (0,4-0,7), вельми ймовірний (0,7-1), проявлений (ймовірність 1).

На 4-му етапі картографічно відображаються результати ранжування ймовірності відмови ПГТС виконувати задані функції за видами геоекологічних ризиків. Результат етапу - карти всіх видів ГЕР досліджуваної території.

Таблиця 1. Типи і види природно-антропгенних ГЕР та показники їх оцінки на прикладі КПГР

На 5-му етапі на основі результатів оцінки кожного виду ризику визначається інтегральний показник ГЕР для всіх видів ПГТС (за формулами 3 і 4 за кожним видом ПГТС розраховуються ймовірність абсолютної інертності та ймовірність ризику). Результати інтегральної оцінки ранжуються й картографуються.

У третьому розділі за розробленою методикою виконується оцінка ГЕР території КПГР: оцінено якісно природні ризики, якісно-кількісно антропогенні та природно-антропогенні ризики, здійснено інтегральну оцінку ГЕР. Оцінка природних ГЕР проводилась для 7 типів і 40 видів. Для території КПГР характерним є слабкий прояв негативних природних процесів і явищ, тому природні ризики оцінені якісно як незначні за силою й наслідками прояву.

Антропогенні ризики КПГР оцінені за 3 типами та 18 видами й пов'язані з НС, зумовленими діяльністю людини та функціонуванням техногенних об'єктів. Соціально-політичні ризики пов'язані з протиправними діями терористичного та антиконституційного характеру; техногенні проявляються у виді пожеж, вибухів, аварій, раптового руйнування будівель і споруд; соціальні пов'язані з інфекційними захворюваннями та отруєнням людей.

Виконано аналіз статистичних даних про НС, що відбулися на території м. Кривого Рогу, визначено кількісно та якісно категорії тяжкості й частоти НС: найчастіші ризики НС середньої категорії тяжкості (24,71 разу/рік). Згідно з оцінкою ймовірності виникнення антропогенних ризиків, найбільшим є ризик в шахтних ПГТС (0,91), високим - у селітебних ПГТС (малоповерхові - 0,74, багатоповерхові - 0,82) і ПГТС сильнозабруднюючих підприємств (0,59), невисоким - у ПГТС кар'єрів (0,17) і малозабруднюючих підприємств (0,06). Оцінка індивідуального ризику (ризику передчасної смерті від НС) для Кривого Рогу показала, що його рівень знаходитися в межах, прийнятих у більшості країн світу (7•10-⁵).

Виконано оцінку 17 видів природно-антропогенних ризиків для 3032 природничо-господарських територіальних систем КПГР. Оцінка ризику забруднення атмосферного повітря показала, що близько 50 % ПГТС характеризуються дуже високими рівнями ймовірності (0,7-1) - це вся територія м. Кривого Рогу, включаючи селітебну, середовищетвірну, водогосподарську зони та приміські комплекси; 10 % - рівнем ймовірності 0,2-0,7 (див. рис. 2). Гідрологічний ризик має дуже високу ймовірність (проявився в усіх водних ПГТС району й склав 0,7-1). Серед гідрогеологічних ризиків найбільші значення характерні для таких видів: забруднення підземних вод варіюється в межах 0,2-1, проте 85 % території оцінені високою ймовірністю (0,4-0,7); близько 6 % - дуже високою (0,7-1); 9 % - приурочені до розробок родовища - не оцінено; імовірність підтоплення варіюється від 0 до 1 й проявляється лише на 30 % території, зайнятої різними гідротехнічними спорудами; ризик виникнення пливунів та зміни річищ і замулення річок представлений локально (оцінені якісно, оскільки поширені на дуже обмеженій території району). Геолого-геоморфологічні ризики оцінені 4 видами: ризик гравітаційних процесів представлений обвалами (0,03-0,18) та осипами (виявляється на бортах відвалів і кар'єрів, ймовірність 1); імовірність ризику утворення тріщин і просадок земної поверхні над шахтними виробками складає 0,02-0,75, а ймовірність ризику провалів - 0,013-0,25.

Ризик активізації карстово-суфозійних процесів оцінений середніми й невисокими значеннями ймовірностей, позначається на функціонуванні деяких видів ПГТС - селітебних, сільськогосподарських і паркових. Ризик активізації тектонічних процесів є значним за можливими наслідками прояву.

Ґрунтові ризики оцінені 4 видами: ризик забруднення ґрунтів хімічними речовинами має надмірну і дуже високу ймовірність (0,7-1) на 30 % площі району; ризик заболочування ґрунтів - невисоку, але для окремих видів ПГТС (особливо суфозійних і привододільних рівнин, яружних і схилових) - істотний; ризик засолення ґрунтів висвітлюється невисокими рівнями ймовірності та має територіальний зв'язок з ризиками заболочування й підтоплення; ризик зміни рівня кислотності ґрунтів розвинений у тих же видах ПГТС, що і два попередні й має переважно низькі рівні ймовірності прояву за винятком ПГТС суфозійних рівнин.

Ризик прояву екзогенних геологічних процесів (ЕГП) оцінений для 30-45 % видів ПГТС як високий (інтенсивно використовуються людиною), лише 5 видів ПГТС мають низький рівень ЕГП. Соціальний ризик в системі оцінки ГЕР має двоякий характер, оскільки, з одного боку, захворюваність населення зумовлюється не тільки індивідуальними показниками здоров'я, але й впливом навколишнього середовища, тобто визначається атмосферним, гідрологічним і ґрунтовим ризиками, з іншого, - виражає ймовірність виникнення захворювання в людини, що мешкає в певному виді ПГТС. Оцінка соціального ризику базується на авторській карті захворюваності населення й показує високу ймовірність (0,9) для населення, що проживає в межах терасових багатоповерхових ПГТС; трохи менший ризик (0,71-0,78) у межах таких ПГТС, як заплавні малоповерхові, терасові малоповерхові, яружно-балочні та схилові мало- й багатоповерхові, привододільні рівнинні багатоповерхові; найнижча ймовірність (0,54) прояву ризику в привододільних рівнинних малоповерхових ПГТС.

Оцінка інтегрального показника ймовірності ГЕР показала, що всі види ПГТС КПГР характеризуються дуже високим і надмірним рівнем інтегрального показника ризику (0,94-1), що зробило неможливим проведення картографування за показником ймовірності. В основу розрахунку інтегрального показника ймовірності ГЕР покладено кількість видів ГЕР у кожному контурі ПГТС: чим більше видів ризиків проявляється в контурі, тим вищою є ймовірність геоекологічного ризику (багатокомпонентний екологічний ризик).

На території КПГР інтегральний показник формується 17 видами оцінених вище ГЕР, але не всі вони мають першочергове значення в утворенні високої ймовірності цього показника, тому проведено аналіз на основі вибірки тих видів ПГТС, де рівні ймовірності окремих видів ризику склали понад 0,7. Установлено, що кількість ризиків з високим рівнем ймовірності (? 0,7), таких, що першочергово зумовлюють високий інтегральний показник, лежить у межах 1-5. За результатами проведеної оцінки й на підставі компонентного аналізу ризику складено карту. Аналіз показав, що близько 65 % території зазнали одно- і двокомпонентний ризик (див. рис. 3), значну роль тут відіграв ризик забруднення поверхневих і підземних вод (територія, що оточує м. Кривий Ріг), решта - 35 % - зазнали ризик за 3-ма, 4-ма й 5-ма видами ГЕР (територія м. Кривого Рогу й приміських ПГТС). Усі селітебні багатоповерхові й деякі малоповерхові, виробничі та деструктивні, деякі сільськогосподарські й середовищетвірні види ПГТС мають високий рівень багатокомпонентного ГЕР.

За результатами оцінки для території КПГР за допомогою ГІС-технологій складено 26 електронних карт і карта інтегрального ризику М 1:100000.

У четвертому розділі вдосконалено процедуру ризик-аналізу й розроблено конструктивні напрямки мінімізації геоекологічних ризиків КПГР, реалізовані через ландшафтно- та територіально-планувальні, середовищетвірні заходи. Інструменти ландшафтного й територіального планування покладено в основу попередження ГЕР природно-господарських територіальних систем КПГР, оцінених високим (0,4-0,7), надмірно високим (0,7-1) і проявленим (1) рівнями ймовірності. Це здебільшого селітебні, промислові, водогосподарські види ПГТС. Середовищетвірні заходи більш доцільно використовувати для заплавних, терасових, ерозійно-яружних, долино-балкових, вододільних видів ПГТС з високим рівнем ймовірності ГЕР.

Ризик-аналіз дозволяє оцінити ГЕР і здійснювати управління територіями, що зазнали ризику. Необхідними результатами ризик-аналізу є контроль і управління несприятливими процесами та явищами комплексного характеру, оптимізація господарської діяльності, системи екологічного моніторингу та охорони навколишнього середовища, здійснення організаційних заходів з управління екологічними ризиками.

Створення екологічної мережі КПГР, уведення екологічного страхування, організація санітарно-захисних і водоохоронних зон річок та водосховищ, буферних зон природоохоронних об'єктів, передміських зон населених пунктів (особливо міст), дотримання структури санітарно-захисних смуг промислових підприємств, орієнтування на екологізацію технологічних процесів та екологічні види енергії, маловідходні й ресурсозберігаючі технології дозволить мінімізувати рівень геоекологічного ризику та забезпечити попередження виникнення нових видів ризиків на території Криворізького природничо-господарського району.

ВИСНОВКИ

Дисертація є науково-дослідною роботою, у якій доповнено теоретико-методичні й прикладні основи оцінки геоекологічних ризиків та практично реалізовано оцінку геоекологічних ризиків території КПГР, що виявляється в такому.

1. Проведений аналіз природної та господарської підсистем КПГР, показав, що формування його як складної природничо-господарської територіальної системи активно відбувалось протягом 200 років і зумовлене Криворізьким басейном залізних руд і спеціалізацією господарства на гірничопромисловій галузі. У межах КПГР виокремлено промислову, селітебну, сільськогосподарську, водогосподарську, дорожньо-транспортну, середовищетвірну функціональні зони й зону похідних комплексів. Складна взаємодія природної та господарської підсистем КПГР приводить до формування різних геоекологічних ситуацій і створює передумови для активного прояву геоекологічних ризиків.

2. Виокремлено складові екологічного ризику: соціальний, економічний (соціально-економічний та еколого-економічний), біоекологічний і геоекологічний. Під геоекологічним ризиком розуміється ймовірність відмови ПГТС виконувати задану функцію. Оцінка ГЕР полягає у визначенні рівня ймовірності виникнення екологічно несприятливих явищ, процесів, ситуацій; натомість інші екологічні поняття - «екологічна небезпека», «екологічна ситуація», «надзвичайна ситуація», «екологічна криза», «екологічна катастрофа» - фіксують оцінку вже сформованих негативних процесів і явищ. Кількісні показники ГЕР - ймовірні величини в межах 0-1.

3. На прикладі КПГР розроблено типізацію геоекологічних ризиків: виокремлено 3 класи (природні, антропогенні та природно-антропогенні), 18 типів та 75 видів ризиків. Природні ризики характеризується ймовірністю прояву несприятливих природних процесів - представлені 7 типами та 40 видами ризиків. Антропогенні ризики визначаються ймовірністю виникнення НС техногенного, соціально-політичного та соціального характеру - представлені 3 типами та 18 видами ризиків. Природно-антропогенні ризики визначаються ймовірністю прояву несприятливих природно-антропогенних процесів, що свідчить про відмову ПГТС виконувати задані функції, і представлені 8 типами та 17 видами ризиків.

4. Розроблено 5-етапну методику оцінки геоекологічних ризиків території КПГР: 1) виокремлюються ОТО, якими є контури ПГТС; 2) проводиться типізація ГЕР та визначаються показники оцінки кожного виду ГЕР; 3) виконується оцінка видів ГЕР та їх ранжування за рівнями ймовірності прояву ризику - малоймовірний (< 0,2), можливий (0,2-0,4), імовірний (0,4-0,7), вельми ймовірний (0,7-1), проявлений (1); 4) проводиться картографічне зображення результатів ранжування ймовірності відмови ПГТС виконувати задані функції за видами ГЕР; 5) визначається інтегральний показник ГЕР для всіх ПГТС, результати інтегральної оцінки ранжуються та картографуються.

5. Для КПГР складено карти: ПГТС, промислових підприємств, захворюваності населення м. Кривого Рогу, об'єктів ПЗФ та історико-культурної спадщини М 1:100000. На основі карти ПГТС якісно-кількісно оцінено геоекологічні ризики для 3032 контурів. Проведено оцінку та картографування ГЕР: природних (якісна оцінка), антропогенних (складено 4 карти), природно-антропогенних (складено 26 карт) та інтегрального ГЕР.

6. Аналіз карт ГЕР КПГР свідчить, що природні ГЕР незначні за силою та наслідками прояву, в умовах гірничопромислових районів природні процеси посилюються або нівелюються антропогенними впливами. З антропогенних ГЕР найвищі показники частоти характерні для ризиків середньої категорії тяжкості (максимальна частота 24,71 разу/рік). Найбільшим є ризик в шахтних (0,91), селітебних (0,74-0,82) і промислових (0,59) видах ПГТС; невисокий - у кар'єрних ПГТС і малозабруднюючих підприємств (0,17 і 0,06 відповідно); індивідуальний ризик (передчасної смерті від НС) має прийнятний рівень (7•10-⁵). Природно-антропогенні ГЕР мають високий рівень імовірності для всіх видів атмосферного, гідрологічного, гідрогеологічного, ґрунтового, соціального ризику та ризику екзогенних геологічних процесів. Оцінка інтегрального показника ймовірності ГЕР показала, що всі 3032 види ПГТС характеризуються дуже високим і надмірним рівнем ймовірності (0,94-1), близько 65 % території зазнало одно- і двокомпонентний ризик; 35 % - ризик за 3-ма, 4-ма та 5-ма видами ГЕР.

7. Удосконалено процедуру ризик-аналізу території КПГР і розроблено конструктивні напрямки мінімізації геоекологічних ризиків, реалізовані через ландшафтно- та територіально-планувальні, середовищетвірні та організаційні заходи.

ОСНОВНІ ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Манаєнкова І. О. Підходи до класифікації екологічних ризиків / І. О. Манаєнкова // Фізична географія та геоморфологія. - К. : ВГЛ Обрії, 2005. - Вип. 49. - С. 73-78.

2. Манаенкова И. А. Оценка геоэкологических рисков территории Криворожского природно-хозяйственного района / И. А. Манаенкова // Культура народов Причерноморья. - 2007. - Вып. 118. - С. 14-16.

3. Манаенкова И. А. Картографирование геоэкологических рисков современных ландшафтов / И. А. Манаенкова // Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского. - Симферополь : Инф.-изд. отдел ТНУ, 2008. - Т. 21 (60). - № 2. - С. 248-254. - (Серия «География»).

4. Манаєнкова І. О. Характеристика сучасних господарських ландшафтів Криворізького природничо-господарського району / І. О. Манаєнкова // Фізична географія та геоморфологія. - К. : ВГЛ Обрії, 2008. - Вип. 54. - С. 176-183.

5. Манаєнкова І. О. Екологічний ризик на території м. Кривий Ріг: матеріали міжвуз. наук. конф. / під заг. ред. Л. І. Зеленської / І. О. Манаєнкова // Географія, екологія, геологія: перший досвід наукових досліджень. - Д. : Вид-во ДНУ, 2005. - С. 45-48.

6. Манаєнкова І. О. Історія розвитку концепції екологічного ризику та його роль у розвитку гірничопромислових районів / І. О. Манаєнкова // Теоретичні, регіональні, прикладні напрями розвитку антропогенної географії та ландшафтознавства : матеріали ІІ міжнарод. наук. конф. / Криворізький державний педагогічний університет. - Кривий Ріг : КДПУ, 2005. - С. 146-153.

7. Манаенкова И. А. Методы оценки экологического риска: матеріали наук. конф. / И. А. Манаенкова // Молоді науковці - географічній науці. - К. : ВГЛ Обрії, 2007. - С. 99-102.

8. Манаєнкова І. О. Оцінка антропогенного геоекологічного ризику за показником частоти реалізації надзвичайних ситуацій (НС) / І. О. Манаєнкова // Географічні дослідження Кривбасу. Фізична географія, економічна і соціальна географія, геоекологія, історична географія, викладання географії : матеріали наук.-дослід. тем. - Кривий Ріг : Видавничий дім, 2008. - Вип. 3. - С. 28-36.

9. Манаенкова И. А. Оценка социальных рисков по степени заболеваемости населения г. Кривого Рога / И. А. Манаенкова // Географія в інформаційному суспільстві : зб. наук. праць у 4 т. - К. : ВГЛ Обрії, 2008. - Т. 2. - С. 286-287.

10. Манаенкова И. А. Оценка экологического риска загрязнения поверхностных вод на примере Криворожского природно-хозяйственного района / И. А. Манаенкова // Від геології до біосферології. Проблеми сьогодення, майбутні перспективи : матеріали всеукр. наук. конф. - К. : ВГЛ Обрії, 2007. - С. 43-49.

11. Манаєнкова І. О. Оцінка та просторовий аналіз атмосферного екологічного ризику на території Криворізького природничо-господарського району (КПГР) / І. О. Манаєнкова // Вісник екологічного наукового та науково-методичного центру КДПУ. - Кривий Ріг, 2007. - Вип. 4. - С. 32-35.

12. Манаенкова И. А. Предварительная оценка экологических рисков Криворожского природно-хозяйственного района / И. А. Манаенкова // Екологія і раціональне природокористування : зб. наук. праць Сумського держ. пед. ун-ту. - Суми, 2006. - С. 83-88.

13. Манаенкова И. А. Типизации экологических рисков территории Криворожского природно-хозяйственного района (КПХР) / И. А. Манаенкова // Географічні дослідження Кривбасу. Фізична географія, економічна і соціальна географія, геоекологія, історична географія, викладання географії : матеріали наук-дослід. тем. - Кривий Ріг : Видавничий дім, 2007. - Вип. 2. - С. 36 - 42.

14. Остапчук І. О. Інтегральна оцінка ймовірності геоекологічних ризиків Криворізького природничо-господарського району та її результати / І. О. Остапчук // Географічні дослідження Кривбасу. Фізична географія, економічна і соціальна географія, геоекологія, історична географія, викладання географії : матеріали наук-дослід. тем. - Кривий Ріг : Видавничий дім, 2009. - Вип. 4. - С. 23-35.

Размещено на Allbest.ru