WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 12 |

Экологическое состояние природных и антропогенных ландшафтов центрального черноземья

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Джувеликян Хачик Акопович

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИРОДНЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ

03.00.16. – экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора

биологических наук

Петрозаводск – 2007 г.

Работа выполнена в Воронежском государственном университете.

Научный консультант доктор биологических наук,

профессор Щеглов Дмитрий Иванович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

Кислых Евгений Евгеньевич

доктор биологических наук,

Кищенко Иван Тарасович

Ведущая организация Воронежский аграрный университет им. К.Д.Глинки

Защита состоится «7» ноября 2007 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.190.01 при Петрозаводском государственном университете по адресу: 185910, РК, г.Петрозаводск, пр. Ленина, 33, ауд. 326 теоретического корпуса.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петрозаводского государственного университета.

Автореферат разослан « » _________ 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Крупень И.М.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Современная экологическая ситуация как в глобальном, так и в региональном масштабах обостряется, и человечество вынуждено искать эффективные меры устойчивого развития биосферы.

Серьезной экологической проблемой за последнее столетие стало интенсивное развитие промышленности и транспортного комплекса, представляющих собой наиболее мощные источники загрязнения биосферы вредными ингредиентами. Вызывает определенное опасение поступление парниковых газов в воздушный бассейн, что в конечном итоге приводит к глобальному потеплению климата, появлению озоновых дыр, загрязнению почв, водоемов, атмосферного воздуха и растительности солями тяжелых металлов, радиоизотопами, канцерогенными веществами.

Действительная обстановка в области природопользования и охраны окружающей среды в России свидетельствует о возникновении реальной экологической, а значит и национальной безопасности страны. Особую тревогу вызывает проблема накопления и захоронения токсичных и радиоактивных отходов. Наибольшую нагрузку всех видов загрязнения испытывают почвы, водоемы и атмосферный воздух, вызывающие заболевания населения, психические расстройства и другие тяжелые последствия

Экологическая ситуация в Центрально-Черноземном регионе (ЦЧР) определяется как местными, так и трансграничными процессами загрязнения. В последние годы в атмосферном воздухе городов и промышленных центров среднегодовые концентрации вредных ингредиентов промышленных выбросов существенно уменьшились, что обусловлено значительным спадом производства, тогда как концентрация оксидов углерода, азота и серы в воздухе выросли в связи с ростом парка автомобилей. На территории ЦЧР ежегодно на 1 км2 выпадает 578 кг сернистых соединений, до 170 кг нитратного азота, около 500 кг соединений углекислоты и много других ингредиентов.

Исходя из вышесказанного и учитывая специфические особенности источников загрязнения возникает острая необходимость региональных исследований и объективной оценки степени влияния техногенеза на компоненты биосферы. При этом весьма важным является комплексный подход к изучению всех видов загрязнения и учета степени влияния различных источников загрязнения на функционирование природных и антропогенных ландшафтов.

Цель работы – исследовать характер и масштабы влияния комплекса техногенных факторов на загрязнение, состояние и функционирование компонентов природной среды центральных областей России и определить пути оптимизации экологической обстановки региона. Для достижения этой цели решались следующие задачи:

1. Выявить основные источники загрязнения окружающей среды, определить количественный и качественный состав твердых и газообразных выбросов в атмосферу, а также объемы городских сточных вод очистных сооружений и крупных промышленных объектов.

2. Определить ареалы техногенного загрязнения почвенно-растительного покрова солями тяжелых металлов, канцерогенами и радиоизотопами вдоль основных автомагистралей, вокруг крупных промышленных объектов и отдельных городов.

3. Установить основные закономерности пространственного и внутрипрофильного распределения тяжелых металлов (ТМ) и канцерогенов (3,4-Бенз(а)пирен) (БП) в почвенном покрове и растительности естественных и антропогенных ландшафтов.

4. Определить радиоизотопный состав в выбросах крупных предприятий для характеристики промышленных объектов по классу опасности загрязнения.

5. Изучить состав и свойства осадков сточных вод промышленных предприятий и городских очистных сооружений и разработать рекомендации по их утилизации.

6. Составить карту-схему загрязнения г. Воронежа вредными ингредиентами и определить техногенные зоны вокруг крупных предприятий ЦЧР

7. Выявить взаимосвязь между загрязнением окружающей среды и жизнеспособностью населения.

Теоретический вклад и научная новизна:

Разработаны новые методологические и методические подходы к изучению влияния комплекса техногенных факторов на характер и динамику загрязнения компонентов биосферы ЦЧР.

Дана оценка основных источников загрязнения, изучены количественный и качественный состав твердых и газообразных выбросов, а также объемы и биохимический состав осадков сточных вод.



Выявлены природа и особенности формирования ареалов техногенного загрязнения атмосферы, почвы, растительности, водоемов, вокруг крупных техногенных центров региона, городов, крупных промышленных объектов и вдоль основных автомагистралей.

Установлены основные закономерности пространственного распределения ТМ и БП в компонентах естественных и антропогенных ландшафтов.

Изучены особенности геохимической миграции техногенных загрязнений в сопряженном ряду: объект загрязнения – атмосфера – почва – растение – водоем и дана ее количественная оценка.

Впервые определен радиоизотопный состав выбросов крупных промышленных предприятий г. Воронежа и составлена карта-схема его загрязнения вредными ингредиентами. Исследованы состав и свойства осадков сточных вод промышленных предприятий и городских очистных сооружений и разработаны приемы по их утилизации. Проведен анализ и выявлена связь между загрязнением окружающей среды и жизнеспособностью населения.

Защищаемые положения:

На защиту выносится концепция формирования ареалов техногенного загрязнения природных и антропогенных ландшафтов, базирующаяся на следующих положениях:

  1. Пространственное и латеральное распределение вредных ингредиентов, степень их аккумуляции в компонентах ландшафта определяются характером источника загрязнения, зоной его действия и типом ландшафта.
  2. Вокруг источника загрязнения формируются соответствующие (локальные) ареалы накопления вредных ингредиентов, геохимия которых определяется рельефом местности, характером растительного покрова и свойствами почв.
  3. Степень техногенного загрязнения и формирование аномалий техногенного характера зависит от состава выбросов источника загрязнения.
  4. Разработанные приемы утилизации сточных вод промышленных предприятий и городских очистных сооружений способствуют существенному улучшению экологической обстановки городов и промышленных центров.
  5. Загрязнение окружающей среды, природных и антропогенных ландшафтов неразрывно связано с жизнеспособностью населения.

Практическое значение результатов исследований:

Выявлены основные источники техногенного загрязнения, дана им качественная и количественная характеристика и степень влияния на природные и антропогенные ландшафты.

Создана база данных, более чем за тридцатилетний период, по содержанию вредных ингредиентов в воздушном бассейне, водоемах и почвенно-растительном покрове в пределах Центральных областей России, которая служит основой разработки и проведения мониторинга и долгосрочного прогнозирования состояния компонентов естественных и антропогенных ландшафтов и разработки комплекса мероприятий по их рациональному использованию и охране.

Разработана технология использования городских и промышленных отходов в качестве органического удобрения в сельскохозяйственном производстве, имеющая важнейшее значение в решении практической проблемы их утилизации.

Результаты исследований используются областными и городскими комитетами по экологии и службами санитарного надзора. Фактический материал и основные теоретические положения работы используются при чтении курсов лекций по экологии и охране природы, фитотоксикологии почв и ландшафтов, техногенному загрязнению почв вредными ингредиентами и др., читаемых на биолого-почвенном факультете ВГУ и заочном финансово-экономическом институте г. Воронежа.

Личный вклад автора.

Автору принадлежит: постановка проблемы, разработка методологии и программы исследований, закладка вегетационных, полевых мелкоделяночных и производственных опытов, отбор и анализ образцов и проб воздуха, воды, почв и растительности на предмет накопления ТМ, БП и радиоизотопов. Проведена систематизация и сравнительная обработка фондовых материалов, статистическая обработка, разработка концептуальных подходов к исследованию и оценке влияния техногенных факторов на объекты биосферы.

В работе использованы материалы, полученные лично автором (80 %), при его активном участии и под его руководством в рамках научно-исследовательских работ Государственного комитета РСФСР по делам науки и высшей школы по следующим проблемам:

- Изучить возможности применения ОСВ городских очистных сооружений в качестве удобрения сельскохозяйственных культур и способы снижения нитратов в овощах при интенсивной технологии. Номер госрегистрации 0187.0078032 (Тема 69/87), 1989 г.

- Разработка мероприятий по сохранению плодородия почв и качества сельскохозяйственной продукции ЦЧО в условиях техногенного загрязнения окружающей среды в рамках КНТП Минвуза РСФСР «Человек и окружающая среда», номер госрегистрации 01890046147, 1990 г.

- Разработка приемов и методов использования сброженных осадков сточных вод (ОСВ) городских очистных сооружений в качестве органического удобрения, номер госрегистрации 8107869 (1993 г.)

По тематике исследования в 1998 году автор награжден дипломом лауреата премии им. А.А. Пятунина по итогам работы в области экологии в Воронежской области и дипломом лауреата премии главы города Воронежа в области охраны окружающей среды «За личный вклад в дело охраны окружающей среды», 2002 г.

Апробация работы.

Результаты исследований были доложены на 3-х научных конференциях Волгоградского СХИ (1974-1977 гг.), на заседании Всесоюзного географического общества (г. Москва, сентябрь 1976), на научных конференциях Воронежского госуниверситета (1976, 1977, 1980, 1985-2006 гг.), на Всесоюзном симпозиуме по проблемам применения физических, химических и биологических методов исследования (г. Ростов-на-Дону, 1976 г.), на заседании Воронежского отделения Всесоюзного общества почвоведов (1977 г.), на Всесоюзном совещании почвоведов-экспертов (г. Горький, 1979 г.), на научных конференциях Воронежского СХИ (1982-1985 гг.), на Всесоюзной конференции «Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы», 1987 г., Научно-практической конференции «Энергоинформационные процессы в природе и обществе», Краснодар, 1990 г., на Международных конференциях «Математика, образование, экология и гендерные проблемы» (г. Воронеж, 1997, 2000, 2003 – 2005 гг.), на Международной конференции «Экология и жизнь-2000» (Великий Новгород, 26-28 апреля 2000 г.), на Европейском конгрессе в ФРГ «Химическая промышленность и экология» (г. Галле, 5-6 февраля 2004 г.).





Публикации.

По результатам исследований опубликовано 82 научные работы, в т.ч. 3 монографии и 15 работ в изданиях, соответствующих списку ВАК. В периодической печати опубликовано более 15 статей по проблеме охраны природы.

Структура и объем диссертации.

Диссертация изложена на 299 страницах машинописного текста, включает 83 таблицы, 27 рисунков, 41 приложение. Работа состоит из введения 8 глав, выводов. Список литературы включает 345 наименований, в т.ч. 19 на иностранном языке.

Содержание работы

1. объекты и методы исследования

Объектами исследования были естественные, культурные и техногенные ландшафты в различной степени подверженные техногенезу: заповедные участки (Каменная степь, Стрелецкая степь, Ямская степь и др.), территории с/х предприятий, железорудные и другие карьеры, горно-обогатительные, металлургические, химические и др. крупные комбинаты, заводы, крупные промышленные предприятия региона, сточные воды и осадки сточных вод городских очистных сооружений и сахарных заводов, почвы и растительность, твердые и газовые выбросы предприятий и др.

Данные объекты были выбраны с тем условием, что они определяют основную экологическую обстановку в регионе и исследование их влияния на окружающую среду имеет не только экологическое, но и экономико-социальное значение. Для оценки содержания ТМ в почвах естественных ландшафтов послойно отбирались почвенные образцы различных подтипов черноземов до глубины 100-180 см. Вокруг отдельных источников загрязнения закладывались почвенные разрезы до глубины вскрытия материнской породы и послойно отбирались образцы почв на расстоянии 100, 300, 500, 1000, 5000 м от источника загрязнения. Почвенные разрезы закладывались в наиболее типичных местах, что позволило изучить полный профиль почв с вскрытием всех горизонтов до глубины 1,5-2,0 метров. При этом во внимание принималось роза ветров, рельеф местности, растительный покров и другие факторы (ГОСТ 17.4.3.06-86).

Для исследования воздушного бассейна выбирались загрязненные участки городов и контрольные, где практически загрязнение отсутствует. Критерием в выборе точек исследования на загрязнение и загазованность служили: а) для улиц – интенсивность движения автотранспорта, ширина улиц в красных линиях застройки и состояние зеленых насаждений; б) для районов вблизи промышленных предприятий – характер и объем вредных выбросов предприятий.

Исследования состояния воздушного бассейна выполнялись согласно ГОСТ 17.2.6.01.86. Полевые камеральные и аналитические работы по отбору, описанию и анализу почв выполнялись согласно инструкции по обследованию почв (Общесоюзная инструкция, 1973) и общим требованиям по отбору проб при загрязнении (ГОСТ 17.4.3.01-83:СТСЭВ 3847-82). Лабораторные исследования почвенных образцов проводились общепринятыми методами (Аринушкина, 1983). При изучении сточных вод и их осадков придерживались требованиям ГОСТ 17.4.3.05.86 СТСЭВ 5297-85. Контроль за загрязнением почв – по ГОСТ 17.4.3.04.85. Соли тяжелых металлов идентифицировались методом атомной абсорбции на установке Perking Elmer-703 и AAS-3; канцерогены определялись методом скрикинга по ранее разработанной методике РД 52.04.186-89 на правах ГОСТ – по квазилинейчатым спектрам люминесценции в замороженных растворах с использованием эффекта Шпольского (1972) в ОНЦ АМН России. Изучение изотопного состава промышленных выбросов проводилось методом нейтронно-активационный анализа (НАА) с помощью Ge-Li детектора на 512-ти канальном анализаторе.

Математическая обработка результатов исследования и построение графиков осуществлялось с помощью стандартных пакетов программ.

2. ИСТОЧНИКИ загрязнениЯ окружающей среды В ЦЧР

Основными источниками загрязнения внешней среды в регионе являются города областного и районного подчинения, промышленные предприятия и автомобильный транспорт, предприятия теплоэнергетического комплекса и др. При этом следует отметить, что как регион, так и каждая конкретная область характеризуется спецификой не только источников, но масштабом и степенью загрязнения природной среды.

Так, по Воронежской области основная доля загрязнений приходится на автомобильный транспорт (более 356,5 тыс. т. в год), а выбросы промышленных предприятий за последние 20 лет снизились со 160 тыс. т. в 1985 году до 56,1 тыс. т. в 2005 году, что обусловлено остановкой производства на многих предприятиях. Среди предприятий области основная масса загрязнителей приходится на ОАО «Минудобрения» г. Россошь, ОАО «Воронежсинтезкаучук», цементные заводы, ТЭЦ, города областного и районного подчинения.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 12 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.