ЭКОЛОГИЯ РЕГИОНОВ - fhe.vlsu.rufhe.vlsu.ru/files/ekologia/sbor_er3.pdf · ЭКОЛОГИЯ РЕГИОНОВ ... загрязнения ландшафтов, применение

Э К О Л О Г И ЯР Е Г И О Н О В

С б о р н и к м а т е р и а л о вIII юбилейной Международной

научно-практической конференции

Владимирский государственный университет

Владимир

2010 г .

Владимирский государственный университет

20 кафедреэкологии

лет

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет»

ЭКОЛОГИЯ РЕГИОНОВ

СБОРНИК МАТЕРИАЛОВ III юбилейной Международной научно-практической

конференции

Под общей редакцией профессора Т.А. Трифоновой

Владимир 2010

УДК 574 ББК 20.1л0 Т66

Редакционная коллегия

Т.А. Трифонова, ответственный редактор, д.б.н., проф. Н.В. Селиванова, зам. отв. редактора, к.т.н., проф. А.Н. Краснощёков, член редколлегии, к.т.н., доц.

Т66 Третья юбилейная Международная научно-практическая конференция «Экология регионов» посвящена 20-летию каф. экологии ВлГУ/редкол.: Т.А.Трифонова (отв.ред.) и др.- Владимир, ВООО ВОИ ПУ «Рост»,230с.:ил.

ISBN 978-5-93907-053-9 CIP ГУК «Владимирская областная научная библиотека»

УДК 574 ББК 20.1л0

В представленных материалах освещены вопросы экологи-

ческого мониторинга, результаты исследований и оценки загрязнения ландшафтов, применение информационных техноло-гий в сфере экологии и природопользования, проблемы загрязне-ния поверхностных и подземных водных ресурсов, оценка медико-экологической ситуации в регионах, проблемы повыше-ния экологичности и безотходности производств, вопросы экологического образования.

Исследования на кафедре экологии ВлГУ выполнены в составе федеральных целевых программ Министерства образова-ния и науки РФ, РФФИ, АВЦП.

Предназначен для широкого круга специалистов, занимаю-щихся проблемами экологии.

Материалы изданы в авторской редакции.

ISBN 978-5-93907-053-9 © Владимирский государственный

университет, 2010

ДВАДЦАТЬ ЛЕТ ПЛОДОТВОРНОЙ РАБОТЫ

В ОБЛАСТИ ЭКОЛОГИИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Т.А. Трифонова, д.б.н., проф., зав. кафедрой экологии ВлГУ

Кафедра экологии была организована в ноябре 1990 года. За двадцать лет работы она прошла сложный путь развития от небольшой кафедры химико-технологического факультета до ведущей кафедры факультета химии и экологии. Если в 1990-1995 годах на кафедре обучалось лишь 25 студентов специальности «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», то в настоящее время – около 200.

Кафедра выпускает специалистов, бакалавров, магистров. Здесь успешно функционирует аспирантура. Аспиранты кафедры защищают диссертации в ведущих университетах России и за рубежом. В 2010 году в университете открывается Совет по защите диссертаций экологического направления.

За двадцать лет существенно улучшился кадровый состав кафедры. Если в 1990 году на кафедре работал лишь один доктор технических наук и 5 доцентов, в настоящее время на кафедре трудятся 4 профессора, 11 доцентов и 3 старших преподавателя. Трое из доцентов, работающих на кафедре – наши выпускники (Краснощёков А.Н., Ширкин Л.А., Ильина М.Е.). Коллектив кафедры ведет большую исследовательскую работу фундаментального и прикладного характера: на основе применения новейших геоинформационных технологий, современных методов монито-ринга объектов окружающей среды, моделирования процессов в экосфере, санитарно-гигиенического мониторинга. На базе кафедры в 1999-2009 гг. проведено 5 международных научно-практических конференции «Эколо-гия речных бассейнов» с участием представителей вузов и научно-исследовательских институтов России, Германии, США, Китая, Сирии, Иордании, Украины, Армении, Узбекистана, Казахстана.

Работы преподавателей и аспирантов кафедры публикуются в ведущих российских и зарубежных научных журналах. Выпускники кафедры работают в природоохранных органах, в экологических службах ведомств, муниципалитетов и предприятий Владимирского региона, города Москвы, Иордании, Сирии и Франции.

III юбилейная Международная научно-практическая конференция

4

СОДЕРЖАНИЕ

I. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ …………………………………………. 8 1. Акимов Л.М. Анализ временного распределения средних концентраций антропогенных примесей в г. Воронеже с учетом от климатических показателей ……………………………………...

8 2. Васильев А.Н. Классификация геоэкологических чрезвычайных ситуаций ………………………………………………………………

12

3. Вильчинская О.В. Анализ экологической ситуации на Азово-Черноморском побережье Краснодарского края …………………..

16

4. Журавлева А.Г., Сахно О.Н. Оценка экологического состояния почв, находящихся в зоне влияния выбросов автотранспорта, по интенсивности процесса денитрификации …………………………

21 5. Закусилов В.П., Стрельников Д.О. Характер влияния отдельных метеорологических величин на антропогенное загрязнение приземного слоя атмосферы ………………………………………...

24 6. Исаева С.В., Сафронова Л.А., Губина Т.И. Методы биотестирова-ния в экологическом мониторинге окружающей среды …………..

29

7. Кулагина Е.Ю., Краснощёков А.Н. Исследование агроклиматичес-ких ресурсов Центрального федерального округа РФ …………….

31

8. Куролап С.А., Добрынина И.В., Владимиров Д.Р. Микроклимат и сезонная динамика полей аэрогенного загрязнения городской среды обитания (на примере города Воронежа) …………………...

34 9. Лакрэмиорэ Д.А., Криницына А.М., Забродина З.А., Любунь Е.В.,

Губина Т.И. Экологический мониторинг почв рекреационных и селитебных территорий г. Саратова на содержание меди, никеля, кадмия и свинца ……………………………………………………...

40 10. Пронина Е.Л., Любишева А.В., Муратова Н.С. Экологический мониторинг историко-культурного наследия города Владимира ...

42

11. Чеснокова С.М. Оценка пространственно-временной динамики вещественно-энергетических потоков в урбоэкосистемах, связанных биологическими потребностями населения, и эмиссионной нагрузки на население ………………………………..

47 12. Ширкин Л.А., Преснова А.Н. Математическое описание экотоксических эффектов в анаэробных условиях на примере клеток дрожжей в условиях полиметалльного загрязнения ………

51


5

II. ЛАНДШАФТЫ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ЛАНДШАФТОВ ……………………………. 57 1. Гришина Е.П., Уникова И.Н. Оценка загрязнения и буферных свойств почв г. Владимира …………………………………………..

57

2. Иванова Е.Ю. Выявление токсичности придорожных почв магистральных улиц районов Воронежа …………………………...

60

3. Марков Д.С. Геоинформационные технологии инженерной оценки ландшафтов городского округа Шуя Ивановской области.

65

4. Марков Д.С. Определение предельно допустимых рекреационных нагрузок на ландшафты муниципального района …………………

69

5. Мерзляков О.Б. Инновационные агроэкологические парки ………. 74 6. Плеханова О.Н., Сахно О.Н. Использование показателей биологической активности почвы для оценки состояния урбаноземов в рекреационных зонах города Владимира …………

76 7. Феоктистова И.Д. Оценка активной кислотности почв городских ландшафтов (на примере г. Владимира) …………….....

79

8. Ширкин Л.А., Кошман В.А. Оценка предельно-допустимых (критических) концентраций на микробиоту путем анализа зави-симостей «концентрация – ответ» на примере клеток дрожжей ….

81 9. Якушев А.Б. Геоэкологический аспект проектирования автомо-бильных дорог в городских условиях на примере г. Воронежа …..

85

III. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ……………………………………... 89 1. Абрахин С.И., Климошенко Н.В. Математическое моделирование и прогнозирование распространения лесных пожаров с применением ГИС-технологий ……………………………………...

89 2. Абрахин С.И., Осокин А.А. Математическое моделирование движения волны при прорыве плотины на реке с применением ГИС-технологий ……………………………………………………...

94 3. Абрахин С.И., Чугунова Н.Е. Математическое моделирование и прогнозирование последствий аварийных разливов нефти и нефтепродуктов ………………………………………………………

99 4. Епринцев С.А. Использование геоинформационных технологий при проведении экологического мониторинга урбанизированной территории г. Воронежа ……………………………………………..

103 5. Краснощёков А.Н., Кулагина Е.Ю. Разработка биоклиматических карт с применением ГИС-технологий ………………………………

108


6

IV. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ И ПОДЗЕМНЫХ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ …... 112 1. Васильева Е.Ю., Рассказов А.А. Геоэкологическое районирование территории по степени защищенности родниковых вод от загрязнений (на примере Сергиево-Посадского района Московской области) ………………………………………………...

112 2. Кушнерова М.О., Селиванова Н.В. Оценка качества поверхностных вод Владимирского региона ………………………

116

3. Савельев О.В., Чеснокова С.М. Оценка степени загрязнения реки Каменка по видовому составу зообентоса ………………………….

120

4. Селиванова Н.В., Елхимова Е.П. Очистка сточных вод гальванического производства ЗИД ………………………………...

124

5. Трифонова Т.А., Селиванова Н.В., Саммар Альравашдех Оценка и очистка фильтрационных вод полигонов ТБО …………………….

129

6. Чеснокова С.М., Карташова И.В. Эколого-гигиеническая оценка бутилированной воды из источников, расположенных во Владимирской области ………………………………………………

131

V. МЕДИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ В РЕГИОНЕ ……………………… 135 1. Беляев Д.А. Влияние климата на жизнь и хозяйственную деятельность населения России ……………………………………..

135

2. Краснощёков А.Н. Исследование влияния социально-экономических факторов на здоровье населения на территории Центрального федерального округа РФ ……………………………

138 3. Мищенко Н.В., Рюмина Е.А. Оценка адаптационных реакций студентов первого курса ВлГУ ……………………………………...

144

4. Папушева Е.В., Селиванова Н.В. Оценка медико-демографической ситуации Владимирской области …………………………………...

147

5. Пронина Е.Л., Любишева А.В., Козлова Т.Е. Влияние активного туризма на здоровье людей ………………………………………….

152

6. Пронина Е.Л., Любишева А.В., Козлова Т.Е. Социально-экологи-ческая оценка рекреационного потенциала Владимирской области ………………………………………………………………..

157 7. Салякин И.Е., Краснощёков А.Н., Larissa Yagolnitzer Исследование комфортности проживания населения во Владимирской области.

161

8. Торосян Н.С., Джугарян О.А., Трифонова Т.А., Ширкин Л.А. Сравнительный анализ рисков и модель оценки ущерба здоровью населения как элемент управления рисками ……………………….

167


7

9. Трифонова Т.А., Ширкин Л.А. Анализ влияния социально-экономических факторов на здоровье населения Владимирской области ………………………………………………………………..

174 10. Чеснокова С.М., Мешкова С.В. Эколого-гигиеническая оценка учебных помещений факультета химии и экологии ВлГУ ………..

180

VI. ПОВЫШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧНОСТИ И БЕЗОТХОДНОСТИ ПРОИЗВОДСТВ ……. 184 1. Андрианов Н.А., Карлович Д.М. Экологизация теплоснабжения …. 184 2. Лисятникова А.С., Ильина М.Е., Трифонова Т.А. Оценка экологической безопасности производственного объекта ………..

187

3. Сенникова Г.Н., Ильина М.Е. Анализ жизненного цикла продукта (на примере кирпича керамического) ………………………………

190

4. Тропман Э.П. Новый пенообразователь ОФС на основе отходов … 195 5. Умывакин В.М., Матвиец Д.А., Шатохин А.Н. Построение дерева свойств для интегральной оценки экологической опасности территорий ……………………………………………….

197 6. Ширкин Л.А., Трифонова Т.А. Диагностика ультрадисперсных систем посредством дочерних продуктов распада радона в целях обеспечения экологической безопасности …………………………

202 7. Ширкин Л.А., Трифонова Т.А., Селиванова Н.В. Типизация жидких отходов (стоков) на примере Владимирского региона …...

204

VII. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ………………………………………. 210 1. Князьков И.Е. Система проверки знаний студентов при изучении дисциплины «Экология» …………………………………………….

210

2. Леган М.В. Опыт работы преподавателя в рамках электронной среды НГТУ …………………………………………………………..

216

3. Репкин Р.В., Яковлева К.С. Разработка экологических троп в целях оптимизации учебного процесса в рамках учебно-полевых и сезонных практик студентов-экологов ВлГУ ……………………

220 4. Трифонова Т.А., Чеснокова С.М. Пути повышения эффективности общего и профессионального экологического образования в ВлГУ в современных условиях ……………………………………...

225


8

I. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ УДК 551.510.04

АНАЛИЗ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ

АНТРОПОГЕННЫХ ПРИМЕСЕЙ В Г. ВОРОНЕЖЕ С УЧЕТОМ ОТ КЛИМАТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

Л.М. Акимов Воронежский государственный университет, г. Воронеж

Проведён анализ влияния параметров атмосферы в различные сезоны года на концентрации загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы с использованием климатических показателей. Определены наиболее благоприятные погодные условия для повышения концентраций отдельных загрязняющих веществ.

Одной из важных задач по охране окружающей среды является защита воздушного бассейна от чрезмерного загрязнения в результате хозяйственной деятельности человека. Планирование и проведение мероприятий по охране чистоты атмосферного воздуха требует детального научного обоснования [2]. Поэтому исследование метеорологического потенциала загрязнения атмосферы является важной и актуальной задачей [1].

Современный Воронеж – индустриально-развитый город с почти миллионным населением. Уровень загрязнения атмосферы г. Воронежа оценивается как повышенный.

Для выявления влияния метеорологических параметров на уровень загрязнения, проведен анализ распределения концентраций антропогенных примесей в Воронеже в различные сезоны года за период с 1986 по 2007 годы с учетом климатических показателей представленных в научно-прикладном справочнике «Климат России» 2007 года ВНИИГМИ-МЦД. В качестве климатической нормы параметров атмосферы взят период с 1971 по 2000 гг.

Использование длинных рядов наблюдения с большим периодом осреднения, позволяет выявить внутренние закономерности исследуемого параметра.

Распределение средних многолетних концентраций загрязнения воздуха г. Воронежа по различным сезонам за период с 1989 по 2007гг. представлено на рис. 1.

I. Экологический мониторинг

9

Из анализа рис. 1 видно, что наибольшая повторяемость загрязнения пылью приходится на летний период. Причина повышенного уровня загрязнения относительно других сезонов заключена в том, что зимой и часть весны на земле находится снежный покров, который препятствует загрязнению пылью окружающей среды. Тоже относится и к осеннему периоду, с той разницей, что вместо снега выпадают дожди.

Средняя многолетняя конценктрация загрязнений

0,000

0,020

0,040

0,060

0,080

0,100

концентрация

Зима Весна Лето Осень

Зима 0,069 0,071 0,012 0,051 0,004 0,007 0,01 0,060

Весна 0,079 0,059 0,014 0,052 0,008 0,009 0,01 0,063

Лето 0,080 0,057 0,016 0,054 0,006 0,011 0,02 0,072

Осень 0,076 0,065 0,015 0,051 0,007 0,010 0,01 0,066

пыль двуокись серы

углекислый газ

диоксид азота

Аммиак фенол сажа формальдегид

Рис. 1. Средние сезонные концентрации загрязнения воздуха

в г. Воронеже с 1989 по 2007 гг.

Максимум средних значений концентрации двуокиси серы приходится на зимний период, т.к. она в основном образуется при сжигании серосодержащих веществ на воздухе. В зимний период происходит сжигание топлива отопительными системами, котельными и другими предприятиями.

Повышение уровня диоксида азота в атмосферном воздухе летом возможно определено незначительной облачностью и повышенной интен-сивностью солнечного сияния способствующее усилению фотохимических процессов.

Колебания концентраций формальдегида, обусловлены годовым ходом температуры воздуха с максимумом летом и минимумом зимой, способствующей увеличению испарения с комплектующих компонентов, используемых в деревоперерабатывающих предприятиях.

Из рис. 1 видно, что наибольшую концентрацию загрязнения г. Воронежа имеют пыль, двуокись серы, двуокись азота и формальдегид. Характер распределения указанных элементов загрязнения имеет ярко


10

выраженный годовой ход, с максимальными значениями летом и минимальными – зимой. Исключение составляет сезонное распределение двуокиси серы, которое имеет максимум в холодный период (осень - зима) и понижается весной – летом. Ярко выраженный годовой ход распреде-ления загрязнений указывает на тесную связь указанных параметров с сезонным ходом метеорологических параметров, представленных на рис. 2 и 3.

-10,0

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

температура осадки отн. влажность

температура 7,0 18,9 6,0 -6,6

осадки 37,0 63,0 50,0 40,3

отн. влажность 67,7 68,0 78,7 82,3

весна лето осень зима

Рис. 2. Многолетнее распределение температуры, осадков и

относительной влажности в г. Воронеже в различные сезоны года

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

весна лето осень зима

весна 3,0 6,4 3,5 2,2 1,6

лето 2,3 5,7 2,9 0,5 7,3

осень 2,9 7,0 4,8 3,7 0,8

зима 3,5 7,7 5,7 3,3 0,0

скор.ветра общая обл. нижн. обл. туман гроза

Рис. 3. Многолетнее распределение скорости ветра, количества баллов

облачности тумана и гроз в г. Воронеже в различные сезоны года


11

Из анализа рис. 2 видно, что распределение средних многолетних значений температуры воздуха, относительной влажности воздуха и осадков в различные сезоны года в Воронеже носит ярко выраженный годовой ход. Средняя многолетняя температура воздуха в Воронеже зимой составляет –6,6ºС и повышается до 18,9ºС – летом; весной и осенью соответственно: 7,0ºС и 6,0ºС. Сезонное количество осадков за сезон в Воронеже составляет: весной – 19,4%; летом – 33,1%; осенью – 26,3%; и зимой – 21,2%. Максимальные значения относительной влажности воздуха наблюдаются зимой и составляют 82,3%, летом уменьшаются до 68,0%.

Климатическое распределение скорости ветра, количества баллов облачности тумана и гроз в г. Воронеже в различные сезоны года представленное на рис. 3, также позволяет выявить годовой ход метеорологических параметров с максимумами зимой и минимальными значениями – летом, за исключением гроз, носящее обратный характер.

Совместный анализ рис. 1-3 позволяет сделать следующие выводы: − Летом в г. Воронеже наблюдается переменная облачность (5,7 балла) с незначительным количеством облаков нижнего яруса (2,9 баллов), слабым ветром 2,3 м/с, небольшой повторяемостью туманов (0,5 случаев), а, следовательно, и наименьшей повторяемостью приземной инверсии, максимальным количеством случаев конвективных процессов с грозами, составляющими 7,3 случаев, наибольшим количеством осадков – 63,0 мм, наименьшей относительной влажностью воздуха (68,0%) и максимальной средней многолетней температурой воздуха составляющей 18,9ºС. Данные климатические условия способствуют повышению концентрации пыли, диоксида азота, фенола и формальдегида.

− Зимой в Воронеже пасмурная погода (7,7 баллов), со значительным количеством (5,7 баллов) облаков нижнего яруса, скоростью ветра в среднем 3,5 м/с, с большой повторяемостью (3,3 случая) туманов и приземных инверсий, влажным (82,3%) воздухом при небольшом количестве осадков (40,3 мм) и средней многолетней температуре воздуха – 6,6ºС. При таких условиях наблюдается наибольшая концентрация двуокиси серы.

− Годовой ход изменения концентрации загрязняющих веществ тесно связан с ходом температуры воздуха, облачностью и относительной влажностью.


12

Как видно из гистограмм некоторые концентрации выбросов сохра-няют практически постоянные значения (в основном азотистые соедине-ния), другие напротив испытывают большие сезонные изменения. Проведенный анализ позволил выявить наиболее благоприятные климати-ческие условия для повышения концентрации отдельных загрязняющих веществ в атмосфере.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Воробьев В.И. Руководство по прогнозу загрязнения воздуха. / В.И. Воробьев. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. – 104 с.

2. Чернова Н.М. Экология / Н.М. Чернова, А.М. Былова. – М.: Просвещение, 1981. – 254 с.

КЛАССИФИКАЦИЯ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ А.Н. Васильев ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Большое количество фактического материала накопленного служ-бами мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды ведущих научно-исследовательских центров убеждают в необходимости систематизировать его.

В данной статье освещены вопросы классификации геоэкологичес-ких проблем и чрезвычайных ситуаций (ЧС) ими порожденные.

Объектом исследований геоэкологии является экологическое состояние прошлого и настоящего географической оболочки. Предмет исследования геоэкологии является определение экологических функций отдельных геосфер.

На формирование облика географической оболочки оказывают влияние четыре группы процессов:

− Эндогенные процессы – обусловленные физикой глубинных процессов протекающих в ядре и мантии.

− Экзогенны процессы – обусловленные движением неживой материи на поверхности Земли.

− Биогенные процессы – обусловленные взаимодействием живой материи с неживой материей.

− Антропогенные процессы – обусловленные хозяйственной дея-тельностью человека.


13

В ходе развития Земли эндогенные, экзогенные и биогенные процессы, так или иначе, пришли в равновесие. Именно состояние равновесия сформировало такую сложную многокомпонентную систему как географическая оболочка, и биосферу как составную ее часть.

Антропогенные процессы, в силу своей специфики, нарушают состояние равновесия. Это в свою очередь прямо или косвенно влияет на географическую оболочку в целом, и на биосферу в частности, как наиболее, уязвимую ее часть. Наряду с этим, проявление эндогенных и экзогенных процессов наносят колоссальный урон объектам хозяйственной деятельности человека, высвобождая деструктивные поражающие факторы. Таким образом, наложение антропогенных процессов на географическую оболочку с одной стороны, и наложение эндогенных, экзогенных и биогенных процессов на объекты хозяйственной деятельности человека с другой стороны, вызывают общий дисбаланс процессов в географической оболочке. Причем этот дисбаланс постоянно нарастает, вызывая потенциальные источники ЧС, и как следствие, их возникновение. Таким образом, проявление дисбаланса процессов в географической оболочке, можно обозначить как чрезвычайные ситуации геоэкологического характера. Термин чрезвычайная ситуация геоэколо-гического характера, на мой взгляд, более полный, так как отражает причинно-следственные связи процессов, которые вызывают во взаимо-действии геосфер дисбаланс. Из чего мы делаем вывод, что геокологичес-кие чрезвычайные ситуации лежат в зоне пересечения эндогенных, экзогенных и биогенных процессов с одной стороны и антропогенных процессов с другой стороны.

Пространство или область возникновения чрезвычайной ситуации геоэкологического характера является географическая оболочка, как оболочка включающая в себя части или же целые геосферы. Именно географическая оболочка как пространство и область лежит в центре воздействия всех 4-х групп процессов, присущих для всех геосфер. Относительно этого факта, классификация геоэкологических ЧС будет исходить из принципа доминирующего процесса, которым вызвана чрезвычайная ситуация. Однако для отражения полноты процессов следует разбить группы процессов на подгруппы, те на типы, а типы на виды, виды в свою очередь являются единичными ЧС – наименьшей систематической единицей.


14

Следующий момент, который следует отметить, это то, что ЧС формируют в соответствующей зоне (районе) чрезвычайное событие и возникшие чрезвычайные условия.

Чрезвычайное событие – происшествие, заключающееся в резком отклонении от нормы протекающих процессов или явлений и оказываю-щие значительное отрицательное воздействие на жизнедеятельность человека, функционирование экономики, социальную сферу и природную среду. Под нормой понимается такое протекание процесса, к которому население, производство и живые организмы, приспособились путем дли-тельного опыта, специальных научно-технических разработок и эволюции.

Чрезвычайные условия характеризуют общую обстановку на объекте, территориальном или аквальном природном комплексе разного масштаба и уровня. По физической сущности чрезвычайная ситуация – это совокупность исключительных условий и факторов, сложившихся в соответствующей зоне (районе) в результате чрезвычайного события, имеющий свой источник.

Источник ЧС – опасное природное явление, обусловленное эндоген-ными, экзогенными и биогенными процессами, а также авария или опасное техногенное происшествие, в результате антропогенных процессов, после чего происходит или может произойти ЧС геоэкологического характера.

Геоэкологические ЧС – это ЧС, которые прямо или косвенно воздействуют на экологию геосфер или же являются причиной дисбаланса процессов происходящих в геосферах. С точки зрения геоэкологической понятийной базы – геоэкологические ЧС это максимальная точка проявления геоэкологических проблем, или же ситуация сложившиеся в результате проявления процессов, высвободившие деструктивные поража-ющие факторы пагубно влияющие на экологические функции геосфер, т.е. период актуализации разбалансировки экологических функций геосфер. Геоэкологические проблемы представляют собой латентный период разбалансировки экологических функций геосфер, еще не достигших максимальной точки, но уже потенциально опасных.

По масштабу возможных последствий все чрезвычайные ситуации подразделяются на пять видов:

- объектовые ЧС; - местные ЧС; - локальные ЧС; - региональные ЧС; - глобальные ЧС.


15

Такая классификация масштабов последствий геоэкологических ЧС аналогична изучению географического пространства, применяемая в науке географии.

Принципы построения классификации геоэкологических ЧС 1. Цветовой фон обозначает группу ЧС или же макро процесс. 2. Подгруппы процессов или мезо процесс обозначают условным знаком МZ.

3. Типы процессов или же микро процесс обозначают условным знаком МК.

4. Вид ЧС – название ЧС. 5. Масштабы распространения деструктивных поражающих факторов обозначают условным знаком Мб. Соответственно масштабы:

− объектовый – О; − местный – М; − локальный – Л; − региональный – Р; − глобальный – Г.

6. Масштабы распространения деструктивных поражающих факторов могут изменяться от наименьшего к наибольшему (от объектового к локальному О – Л). К примеру, оползни:

1. Относятся к экзогенной группе или же макро процесс. 2. Геологическая подгруппа процессов или мезо процесс. 3. Тип процесса – гравитационный, или же микро процесс. 4. Вид ЧС – оползни. 5. Масштабы распространения деструктивных поражающих факторов от местного до локального. Соответственно ячейка данной чрезвычайной ситуации выглядит

следующим образом: Оползни

Мz - геологические Мк - гравитационные

Мб: М - Л

В результате работы над классификацией геоэкологических ЧС была составлена таблица, в которую вошли 74 вида ЧС, сгруппированные в отдельные группы на основе принципов классификации изложенных выше.


16

Классификация отдельных видов ЧС, согласно постановления правительства РФ от 13 сентября 1996 г.№1094. «О классификации ЧС природного и техногенного характера», разделяет ЧС на 2 большие группы – природного и техногенного характера. В нашей классификации мы выделили четыре группы ЧС, расширив тем самым группу природных ЧС на три группы, особо выделив из них – эндогенные, экзогенные и биогенные. Смысл данной дифференциации заключается в нахождении причинно-следственных связей возникновения ЧС, которые упускается из вида когда идет речь только о природных ЧС. Детализация природных процессов и тех сил, которые ими движут, позволяет акцентировать внимание на ряд отличительных особенностей генезиса возникновения ЧС, ее протекания и ее последствий. К тому же данная классификация заключает еще один положительный момент – ориентировку на ведомственную принадлежность, тех или иных государственных служб и органов, которые выступают в качестве мониторов и ликвидаторов ЧС. Причинно-следственные связи генезиса возникновения ЧС, с одной стороны, и ориентировка на ведомственную принадлежность с другой, на наш взгляд оптимизирует работу последних, и минимизирует масштабы последствий ЧС, а в иных случаях, поможет избежать возникновение ЧС.

В данной статье была предпринята попытка определения термино-логии геоэкологических проблем современности и геоэкологических чрезвычайных ситуаций, опираясь на понятийный аппарат геоэкологии. Определение терминологии позволило нам зафиксировать понятие геоэкологических проблем современности и геоэкологических ЧС, столь необходимых для совмещения наук географического и экологического направления, а так же безопасности жизнедеятельности.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 09-05-9903).

АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ НА АЗОВО-ЧЕРНОМОРСКОМ

ПОБЕРЕЖЬЕ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ О.В. Вильчинская

Новороссийский политехнический институт, г. Новороссийск

Необходимость в объективной информации о состоянии окружаю-щей природной среды, о тенденциях и процессах, связанных с изменени-ями антропогенной нагрузки, обусловлена повышением требований к


17

качеству управленческих решений в области охраны окружающей среды. Информационной основой для проведения анализа экологической ситуации послужили Доклады департамента биологических ресурсов и охраны окружающей среды Краснодарского края «О состоянии природо-пользования и об охране окружающей среды Краснодарского края в 2007 [1] и в 2008 гг.» [2].

В экономическом отношении Краснодарский край входит в число наиболее развитых регионов Южного Федерального Округа. Огромное воздействие на экономику региона оказывает выгодное географическое положение, высокий ресурсный и кадровый потенциал.

Положение вблизи Азовского и Черного морей, ландшафтное разнообразие территории, высокая плотность путей сообщения способст-вуют развитию многих отраслей промышленности и сельского хозяйства, а также рекреационному использованию.

Основу промышленного производства края составляют около 850 крупных и средних и свыше 3,5 тысяч предприятий малого бизнеса.

Экологические проблемы муниципальных образований побережья Краснодарского края имеют как специфические особенности, так и типичные характеристики. Исходя из сложившейся экологической ситуации, определен перечень приоритетных экологических проблем, классифицированных по уровню риска для здоровья людей и сохранения экосистем. В этот список вошли [1, 2]: загрязнение окружающей среды выбросами вредных веществ в атмосферу от передвижных источников (автотранспорта); загрязнение окружающей среды промышленными и бытовыми отходами; загрязнение водных объектов недостаточно очищенными промышленными, бытовыми сточными водами, а также ливневым стоком; загрязнение окружающей среды нефтью и нефтепродук-тами; деградация почв (дегумификация, истощение, заболачивание, эрозия); загрязнение пестицидами почв, водных объектов; загрязнение почв тяжелыми металлами, нефтепродуктами; загрязнение поверхностных водных объектов (рек и морей); истощение рыбных запасов; деградация малых рек; деградация природных территорий, в том числе особо охраня-емых; высокие рекреационные нагрузки и деградация береговой зоны.

Негативное воздействия на здоровье населения оказывает проблема выбросов вредных веществ в атмосферу от передвижных источников. Высокая численность автотранспорта в крае (323 автомобилей / 1000 чел. – 2007 г., 337 автомобилей / 1000 чел. – 2008 г.),), рост уровня доходов и


18

рост числа транспортных средств наряду с высоким уровнем заболеваемости болезнями дыхательных путей у всех категорий населения – все эти факторы свидетельствуют об остроте проблемы и усилению ее остроты в ближайшее время. Ввиду уникального географического положения Краснодарского края численность легкового автотранспорта в летний период за счет притока иногороднего и транзитного транспорта на территории края резко возрастает, что усугубляет ситуацию и понижает рекреационную привлекательность кубанских курортов с низким качеством атмосферного воздуха. Особенно остро эта проблема стоит в Анапе, Сочи, Геленджике, Новороссийске, Туапсе.

Следует отметить, что основная доля выбросов загрязняющих веществ в городах приходится на выбросы от автотранспорта (табл. 1). В городах Анапа, Ейск, Сочи они составляют соответственно 97,01%; 96,07%; 94,80%.

Таблица 1 Выбросы загрязняющих веществ от стационарных источников и

автотранспортных средств в 2008 г.

Город

Выбросы загрязняющих веществ, тыс.т. % выбросов автотранспорто

м от суммарного по городу

Всего по городу

том числе От

автотранспорта

От стационарных источников

Краснодар 125,225

114,958 10,267 91,80

Новороссийск

67,937 30,601 37,336 45,04

Сочи 65,249 61,793 3,456 94,80 Туапсе 21,706 15,287 6,419 70,43 Анапа 21,695 21,047 0,648 97,01 Ейск 15,724 15,188 0,536 96,59

Кроме того, на состояние атмосферного воздуха влияют стационарные источники загрязнения, основными из которых являются предприятия топливно-энергетического комплекса.

Несмотря на все усилия, предпринимаемые Администрацией Краснодарского края для улучшения качества атмосферного воздуха на территории края, загрязнение воздушной среды остается основной


19

экологической проблемой. Постоянный рост парка автотранспорта в сочетании с ростом количества промышленных предприятий и увеличе-нием мощностей предприятий по добыче транспортировки топливно-энергетических полезных ископаемых приводят к прогнозированию негативной тенденции развития экологической ситуации. Проблема загряз-нения атмосферного воздуха является, таким образом, самой актуальной и требует реализации комплекса воздухоохранных мероприятий для снижения уровня его загрязнения.

В этой связи необходима разработка единой системы мониторинга качества атмосферного воздуха на территории края, что позволит существенно повысить эффективность управления качеством атмосфер-ного воздуха.

Особое место среди экологических проблем побережья по-прежнему занимает проблема образования, размещения, обезвреживания отходов производства и потребления. Отсутствие развитой системы утилизации и переработки отходов в продукты вторичного потребления ведет к их накоплению на территории предприятий, на полигонах и свалках, которые в большинстве случаев не отвечают экологическим требованиям. Особую опасность представляют свалки крупных городов и городов-курортов.

Ежегодно в крае образуется более 1 млн. тонн твердых бытовых отходов, в то же время предприятий по их переработке нет. Непринятие экстренных мер в решении проблем отходов чревато дальнейшим загрязнением почв, подземных вод, поверхностных водоемов, воздушного бассейна высокотоксичными веществами.

Качество поверхностных вод края формируется в основном под воздействием влияния сброса загрязненных и недостаточно очищенных сточных вод промышленных предприятий, объектов жилищно-коммунального хозяйства, поверхностного стока с площадей водосбора, поступления загрязненных пестицидами сбросных вод оросительных систем. Сложившееся положение на водоемах в значительной степени связано с недостаточной эффективностью действующих комплексов по очистке сточных вод, несоблюдением природоохранных требований по соблюдению режима водоохранных зон и прибрежно-защитных полос, которые распахиваются, используются под выпас, в результате чего загрязняющие вещества поступают в водные объекты (преимущественно, реки) с поверхностным стоком с водосбора. Значительный вклад в загрязнение водных объектов вносят промышленные предприятия и


20

предприятия жилищно-коммунального комплекса. Только 13 % сбросов в водные объекты было очищено до нормативного уровня. Особенно тяже-лая ситуация в крупных городах, в которых из-за изношенности канализа-ционных сетей и ненормативной работы очистных сооружений в водные объекты сбрасываются неочищенные сточные воды, в том числе ливневые.

Деградация почв – самая актуальная экологическая проблема, от решения которой зависит существование и развитие агроландшафтов, поскольку почва является основным средством сельскохозяйственного производства. Прибрежная зона Краснодарского края по некоторым видам сельскохозяйственной продукции занимает первое место в России. Здесь собирается весь российский чай и большая часть риса. Поэтому очень важным является качество почвы, ее продуктивность. Интенсивно протекаю-щий в настоящее время процесс деградации почв, ее загрязнение различными поллютантами (тяжелыми металлами, нефтепродуктами, пестицидами), могут привести к потере больших площадей, используемых для производства сельскохозяйственной продукции. В связи с этим необходимо принятие целого комплекса мер по защите почв от деграда-ции, включая проведение почвозащитных мероприятий, повышение культуры земледелия.

Недостаточная эффективность управления в сфере охраны окружающей среды и природопользования объясняется также проблемами информационного обеспечения процесса принятия решений. Это относится, прежде всего, к информации о состоянии имеющихся природных ресурсах (в комплексе), их экономической оценке, оценке влияния использования одного природного ресурса на другие компоненты окружающей среды, комплексной оценке экологической ситуации.

Создание и функционирование территориальной системы государст-венного экологического мониторинга (СГЭМ) является основным факто-ром обеспечения экологической безопасности и устойчивого эколого-экономического развития территории.

В настоящее время в крае насчитывается около 30 функциональных подсистем, осуществляющих мониторинг отдельных компонентов окружа-ющей природной среды и природных ресурсов. Однако назвать это системой экологического мониторинга нельзя, так как подсистемы разобщены и функционируют в отсутствие единого правового поля. Не решен кардинальный вопрос о финансировании комплекса работ для


21

реализации региональных полномочий по организации и осуществлению комплексного государственного экологического мониторинга.

В 2007 году по заказу Департамента биологических ресурсов и охраны окружающей среды научно-исследовательским институтом прик-ладной и экспериментальной экологии Кубанского ГАУ был разработан проект единой системы государственного экологического мониторинга Краснодарского края, однако его реализация до сих пор не начата ввиду отсутствия на краевом уровне единого органа государственного управления в области природопользования и охраны окружающей среды.

Создание и функционирование единой системы государственного экологического мониторинга на территории Краснодарского края необхо-димо для проведения комплексной интегральной оценки экологической ситуации в крае, определения негативных тенденций в ее изменении и принятия эффективных управленческих решений, связанных с охраной окружающей среды и природопользованием, обеспечением экологической безопасности территории края.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Доклад «О состоянии природопользования и об охране окружаю-щей среды Краснодарского края в 2007 г.» Краснодар: ГУ ЭСАЗ АКК, 2008. – 364 с.

2. Доклад «О состоянии природопользования и об охране окружаю-щей среды Краснодарского края в 2008 г.» Краснодар: ГУ ЭСАЗ АКК, 2009. – 331 с.

ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ, НАХОДЯЩИХСЯ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ ВЫБРОСОВ АВТОТРАНСПОРТА,

ПО ИНТЕНСИВНОСТИ ПРОЦЕССА ДЕНИТРИФИКАЦИИ А.Г. Журавлева, О.Н. Сахно ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

В последние годы в России произошло резкое увеличение парка автомобильного транспорта. Как следствие этого, автотранспорт стал играть главную роль в загрязнении окружающей среды городов. Сегодня на долю автотранспорта приходится до 90% всех выбросов в атмосферу, поэтому его относят к числу приоритетных загрязнителей атмосферы и почвы [1]. От состояния почв часто зависит качество жизни в городских


22

экосистемах, поэтому в настоящее время особое значение приобретает разработка методов оценки антропогенного воздействия на почвы. Высокая чувствительность биологических свойств почв к различным факторам воздействия позволяет использовать биологические показатели в качестве параметров мониторинга. К наиболее информативным относятся показатели жизнедеятельности микроорганизмов цикла азота. Процесс денитрификации является важнейшим путем удаления азота из экосистем, и активность этого процесса позволяет судить о степени антропогенного загрязнения и процессах самоочищения в почве [2].

В работе рассматривалось влияние выбросов автотранспорта на загрязнение почв и активность процесса денитрификации. Данный процесс исследовали посредством культивирования микроорганизмов на минераль-ной среде Березовой. Об активности процесса судили по изменению цвета среды вследствие развития микробов.

Исследования проводились на территории города Владимира в 2006- 2010 годах. В качестве объекта исследования была заложена площадка 500 м х 500 м – отрезок вдоль трассы Москва – Нижний Новгород в районе 189 км, где были выбраны почвы с разной антропогенной нагрузкой: зона без влияния транспорта на расстоянии 500м от трассы (которая рассматрива-лась в качестве контрольной) и зона интенсивного влияния транспорта.

Глубина отбора составила 0-10 см. Места отбора почвенных образцов указаны в табл. 1.

Таблица 1 Места отбора образцов

Номер образца Маркировка образца и

расстояние от трассы в метрах 1 Ш 0 2 Ш 5 3 Ш 10 4 Ш 15 5 Ш 30 6 Ш 50 7 Ш 100 8 Ш 500

Результаты фиксировались на 6-е сутки после постановки опыта. Во всех образцах было зафиксировано помутнение и выделение пузырьков


23

газа, об образовании которого можно было судить по вытесненной из поплавка питательной среде. Это свидетельствует о протекании денитри-фикации. Результаты представлены в табл. 2.

Выявлены как общие, так и специфические черты ответной реакции почвенного микробиоценоза на антропогенную деградацию почв. Во всех случаях отмечалось снижение численности микроорганизмов.

В загрязненных образцах почв вдоль дорог был обнаружен интенсивный процесс денитрификации. Из табл. 2 видно, что наиболее активно денитрификация протекала в образце №1 (непосредственно у трассы Москва – Н. Новгород). Для развития денитрифицирующих бактерий большую роль играет сезон отбора проб, количество осадков и степень уплотненности почв. Важнейшим условием протекания данного процесса является полное отсутствие кислорода. Возможно, на момент отбора проб эта почва испытывала его недостаток. Такая ситуация может складываться при сильном переувлажнении и насыщении пор влагой во время дождей или паводков, сильном уплотнении почвенного покрова, что характерно для урбаноземов. Наличие легкодоступных органических соединений также обусловливает этот процесс. В загрязненных почвах много таких соединений и при сильном увлажнении в них идет активная денитрификация.

Таблица 2 Интенсивность денитрификации на опытной площадке

Номер почвенного образца

Интенсивность денитрификации

Объем газа в поплавке 1 2.0 2 1.0 3 0.5 4 1.0 5 1.0 6 0.5 7 0.5 8 0.5

По мере удаления от трассы интенсивность процесса денитрифи-кации существенно уменьшалась. Некоторые образцы проявляли слабую или среднюю денитрифицирующую активность. Это свидетельствует о


24

лучшей обеспеченности почв кислородом и отсутствии переувлажнения. В таких почвах азот не теряется, а в большей степени используется растениями [3].

Таким образом, интенсивность процесса денитрификации может быть использована для оценки уровня загрязнения почв выбросами автотранспор-та и активности процесса самоочищения почвы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Агаркова М.Г., Строганова М.Н., Скворцова И.Н. Биологические свойства почв урбанизированных территорий // Вестник Москов-ского ун-та, 1994, №1.

2. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем./ Под. Ред. Шуберта Р. – М.: Мир, 1988. – 350 с.

3. Гельцер Ю.Г. Показатели биологической активности в почвенных исследованиях. // Почвоведение, 1990, №9, 47 – 60 с.

Исследования выполнены при поддержке Минобрнауки (ГК № 02.740.11.0734). УДК 551.509.504 ХАРАКТЕР ВЛИЯНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН НА

АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ АТМОСФЕРЫ В.П. Закусилов, Д.О. Стрельников

Военный авиационный инженерный университет, г. Воронеж

Метеорологические условия в определенной степени контролируют накопление, перенос и рассеивание вредных веществ в атмосфере, поэтому они могут быть отнесены к основополагающим факторам, определяющим уровень антропогенного загрязнения атмосферы. Их можно рассматривать как основу мониторинга атмосферы при диагнозе уровня ее загрязнения [1, 5, 6, 7].

Цель работы: показать особенности влияния метеорологических условий на концентрацию загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы крупного промышленного центра, в качестве которого выбран г. Липецк.

Для анализа уровня загрязнения атмосферы использовались резуль-таты наблюдений за выбросами вредных веществ в атмосферу по данным шести стационарных постах наблюдений г. Липецка за 5-летний период. В качестве вредных выбросов рассмотрены следующие ингредиенты: пыль,


25

сернистый газ, окись углерода, двуокись азота, окись азота, сероводород, фенол и формальдегид. Анализ значений сопутствующих метеорологи-ческих величин (температуры и относительной влажности воздуха, направ-ления и скорости ветра) проводился по данным Липецкого Гидромет-центра. Данные представлены ежедневными фиксированными значениями концентраций примесей, и метеорологических величин наблюдавшимися синхронно в 07 и 13 часов. Ниже представлен анализ результатов исследования влияния метеорологических величин на уровень загрязнения атмосферы.

Температура воздуха. Непосредственное и косвенное влияние на содержание примесей в атмосфере оказывает температура воздуха. В зависимости от температуры меняется расход топлива па обогрев помещений и, следовательно, концентрация вредных выбросов в атмосферу.

Из проведенного анализа следует, что концентрация пыли в атмосфере с ростом температуры в целом имеет некоторую тенденцию к увеличению, хотя в диапазоне -5–+5ºС отмечается относительно ровный ход, а в диапазоне >20ºС отмечается и некоторое ее уменьшение. Кроме того наблюдается некоторое превышение концентраций пыли в дневное время. Это, видимо, связано с условиями турбулентного обмена, который усиливается с ростом температуры в дневное время суток, а также за счет работы промышленных предприятий и увеличения количества транспорта. Изменение в атмосфере концентрации двуокиси серы, можно характеризовать некоторым уменьшение в диапазоне температур от -10ºС до 0ºС и плавным ростом при понижении и повышении температуры относительно выделенного диапазона. Анализируя изменчивость в атмосфере концентрации окиси углерода, следует отметить плавное ее увеличение с ростом температуры. Для двуокиси азота характерно увеличение концентрации в атмосфере при температуре ниже -20ºС и в диапазоне -5-0ºС, минимальное значение отмечается в диапазоне -15–-20ºС, кроме того, наблюдается увеличение ее концентрации днем. Изменение средней концентрации окиси азота почти в точности повторяет ход предыдущего ингредиента. Единственное отличие заключается в смещении второго максимума в диапазон температур 5-10ºС. Рассматри-вая изменение средних значений концентрации сероводорода, следует отметить максимум, который наблюдается в диапазоне температур 0-5ºС. При понижении и повышении температуры, относительно выделенного


26

диапазона, отмечается плавное уменьшение концентрации. Для фенола характерен примерно ровный ход средних значений концентраций почти во всем диапазоне температур и некоторое уменьшение при температуре ниже -10ºС. Изменение средних значений концентрации формальдегида в зависимости от температуры практически не отмечается.

Влажность воздуха. Влияние влажности воздуха на уровень загрязнения окружающей среды неоднозначно. По экспериментальным данным с ростом влажности отмечается некоторый рост концентрации в атмосфере одних ингредиентов и уменьшение других.

Так, для пыли характерно явное уменьшение концентрации при росте относительной влажности воздуха, причем эта зависимость практически линейна. В суточном ходе отмечается увеличение концентрации пыли днем, когда относительная влажность минимальна. Для двуокиси серы, в общем, характерно также уменьшение концентрации с ростом влажности, хотя и не так наглядно, как это было в случае с пылью. Значения концентраций окиси углерода при различных значениях влажности воздуха имеют примерно одну величину. Единственно имеется одиночный выброс при относительной влажности менее 40%. Средняя концентрация в атмосфере двуокиси азота с ростом относительной влажности увеличивается. Изменение концентрации окиси азота относи-тельно значений влажности аналогично хода значений концентрации двуокиси азота, т.е. наблюдается рост концентрации с увеличением влажности. Это особенно заметно при значениях влажности менее 60%. Для концентрации сероводорода отмечается рост с увеличением относительной влажности. Особенно это хорошо прослеживается при относительной влажности менее 60%. Для фенола также отмечается тенденция увеличения концентрации с ростом относительной влажности, однако в диапазоне 50-60% отмечается локальный максимум. Зависимость концентрации в воздухе формальдегида от величины относительной влажности не отмечено.

Ветер. Одним из ведущих факторов, влияющих на распространение примесей в атмосфере является ветровой режим [3, 4, 6]. При этом особое внимание следует обратить на направление ветра. Зоны более высоких концентраций примесей создаются в подветренных районах по отношению к источникам выбросов. Особенно заметно влияние направления ветра на распространение примесей от отдельно расположенного источника выбросов вредных веществ.


27

Влияние характеристик ветра (направления и скорости) на уровень загрязнения атмосферы рассмотрено раздельно.

Направление ветра. Следует отметить некоторое увеличение концентрации пыли при южном направлении. Концентрация двуокиси серы незначительно больше при южном и юго-западном направлениях. Концентрация окиси углерода при любом направлении примерно одинакова. Концентрации двуокиси азота незначительно увеличивается при южном и западном ветре. Распределение значений концентрации в атмосфере окиси азота характеризуется увеличением концентрации при северо-восточном и юго-восточном направлениях. Загрязнение атмосферы сероводородом больше при восточном и юго-западном направлениях ветра. Для значения средних концентраций фенола отмечается увеличение концентрации при юго-восточном направлении ветра. Концентрация в атмосфере формальдегида от направления ветра практически не зависит. При всех направлениях значения концентрации примерно одинаковы.

Скорость ветра. Концентрация пыли в воздухе с усилением ветра в целом растет. Это вполне объяснимо, поскольку с усилением ветра увеличивается турбулентное перемешивание в приземном слое. Утром концентрация в воздухе пыли меньше, днем больше. Максимум концентрации двуокиси серы приходится на диапазон скоростей 5-8 м/с. Минимум приходится на штилевые условия. Концентрация окиси углерода с увеличением скорости ветра растет. Максимум отмечается при скоростях 5-6 м/с и более 8 м/с. Следует отметить устойчивую тенденцию к увеличению двуокиси азота до скоростей 5-8 м/с, а затем уменьшение, а также малые концентрации при скорости ветра 1-2 м/с. Максимум окиси азота приходится на штилевые условия и на диапазон скоростей 5-6 м/с. Загрязнение атмосферы сероводородом устойчиво растет с увеличением скорости ветра. Концентрация фенола от скорости ветра изменяется незначительно, некоторый максимум отмечается в диапазоне скоростей 5-8 м/с. Минимум приходится на диапазон 1-2 м/с. Изменение концентрации формальдегида похоже на фенол. Максимум также приходится на диапазон 5-8 м/с.

Таким образом, подводя итог совместного анализа количественных характеристик уровня загрязнения атмосферы конкретными загрязняю-щими веществами и наблюдаемых при этом значений метеорологических величин можно сделать вывод, что в той или иной мере такое влияние проявляется. Выявлено, что конкретные значения рассмотренных метео-


28

рологических величин в одном случае способствуют увеличению средних значений концентрации загрязняющих веществ в атмосфере, в другом – уменьшению.

Сопоставляя полученные значения концентраций загрязняющих атмосферу ингредиентов, характерных для различных диапазонов значе-ний метеорологических величин, со среднемесячными (климатическими) их значениями можно ориентировочно предсказать ожидаемое загрязнение соответствующими ингредиентами в тот или другой месяц, а используя ежедневные прогностические данные предсказать уровень загрязнения на конкретный день.

Используя полученные значения средних концентраций загрязняющих веществ, сопутствующих определенным характеристикам параметров атмосферы, применяя метод наложения (учитывая отдельное влияние каждого параметра атмосферы), можно попытаться получить комплексную оценку уровня загрязнения атмосферы рассматриваемыми ингредиентами.

Следует отметить, что в данном случае речь идет о влиянии метеорологических условий только на фоновое загрязнение атмосферы. Вопрос о конкретном влиянии метеорологических условий на конкретные загрязняющие ингредиенты может быть решен, если будут иметься наряду с данными по загрязнению атмосферы (по данным постов наблюдения) в общем, данные о конкретных ежедневных выбросах в атмосферу загрязня-ющих веществ имеющимися на рассматриваемой территории промышлен-ными предприятиями и транспортными средствами, получить которые весьма сложно.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Безуглая Э.Ю. Метеорологический потенциал и климатические особен-ности загрязнения воздуха городов. – Л.: Гидрометеоиздат, 1980. – 184 с.

2. Безуглая Э.Ю., Расторгуева Г.П., Смирнова И.В. Чем дышит промыш-ленный город. – Л.: Гидрометеоиздат, 1991. – 255 с.

3. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. – Л.: Гидрометеоиздат, 1975. – 448 с.

4. Измалков В.И. Экологическая безопасность, методология прогнози-рования антропогенных загрязнений и основы построения химического мониторинга окружающей среды. – С-Пб.: Гидро-метеоиздат, 1994. – 182 с.


29

5. Климатические характеристики условий распространения примесей в атмосфере. Справочное пособие. Под ред. Э.Ю. Безуглой, М.Е. Берлянда. – Л.: Гидрометеоиздат, 1983. – 328 с.

6. Матвеев Л.Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы. – С-Пб.: Гидрометеоиздат, 2002. – 640 с.

7. Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. – М.: МГУ, 2001. – 528 с.

МЕТОДЫ БИОТЕСТИРОВАНИЯ В ЭКОЛОГИЧЕСКОМ МОНИТОРИНГЕ

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ С.В. Исаева, Л.А. Сафронова, Т.И. Губина

Саратовский государственный технический университет, г. Саратов

В результате антропогенного воздействия биосфера загрязняется большим количеством химикатов, которые дестабилизируют экосистемы, влияют на здоровье человека. Это обуславливает необходимость постоян-ного экологического контроля объектов окружающей среды. Экологичес-кий мониторинг основан на сочетании методов биомониторинга и химико-аналитических исследований. Первоначальный анализ качества природных сред осуществляется методами биотестирования. При обнаружении токсичности проводится детальный химический анализ проб по всему перечню загрязняющих веществ для данного объекта. В настоящее время пестициды по-прежнему являются основными средствами защиты растений от негативного воздействия различных организмов.

Широкое применение пестицидов в сельскохозяйственной практике привело к тому, что все страны, так или иначе, сталкиваются с проблемами отходов пестицидов. В высокоиндустриальных странах (Европа, Северная Америка) проблемы отходов пестицидов в основном связаны со сточными водами, рециркуляцией и (или) ликвидацией упаковки (контейнеров и др.) после использования пестицидов и с ремедиацией загрязненных почв.

Для выбора технологии утилизации и захоронения отходов пестицидов обязательным условием является определение класса опасности отхода. Ранее процедура выявления класса опасности отходов для окружающей природной среды основывалась на количественных расчетах содержания компонентов в соответствии с их химическим составом. В последнее время все чаще для этих целей используется методы биотестирования.


30

В настоящее время для задач экологического мониторинга рекомендованы 3 биологические тест-системы, по характеристикам которых судят о степени токсичности изучаемых объектов. В них исполь-зуются равноресничные инфузории Paramecium caudatum, низшие рако-образные Daphnia magna, Ceriodaphnia affinis и Artemia salina, а также зеленая протококковая водоросль Scenedesmus quadricauda. На них иссле-дуется острая и хроническая токсичность образцов почв, отходов и пр.

В соответствии с задачами исследования нами было проведено изучение влияния на тест-объекты и определение класса опасности следующих проб: смеси пестицидов, тары и грунта, загрязненных пестицидами. Поскольку предполагаемые для исследования отходы представляли собой смесь пестицидов различного происхождения, определение класса их опасности с помощью количественных методик представлялось невозможным. Для этих целей нами был использован метод биотестирования по двум методикам оценки токсичности.

Первая основана на определении влияния растворов водных вытяжек проб на выживаемость Daphnia Magna, вторая на регистрировании темпа роста (снижении численности) клеток водоросли Scenedesmus quadricauda. Эксперимент с дафниями проводился при постоянной температуре 20 ±2°С и освещенности 500-1000 лк., с водорослями – при температуре 22-25°С и освещенности 3000-4000 лк.

В табл. 1 представлены полученные результаты исследований. Отнесение отходов к определенному классу опасности проводилось в соответствии с инструкцией «Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды» (Приказ МПР РФ №511 от 15 июня 2001 г.)

Таблица 1 Результаты исследования по определению класса опасности проб

Проба Класс

опасности по дафниям

Класс опасности

по водорослям

Присвоенный пробам

класс опасности 1. Смесь пестицидов 1 2 1 2. Грунт, загрязненный пестицидами

2 1 1

3. Тара, загрязненная пестицидами

2 2 2


31

Как следует из данных таблицы, идентичные результаты получены только при токсикологической оценке тары. Показано, что тест-организмы проявили различную чувствительность по отношению к двум другим пробам. При биотестировании растворов со смесью пестицидов наиболее чувствительными по отношению к ним оказались дафнии, что касается пробы с вытяжками почвы, то в этом случае достовернее были водоросли.

Как известно из вышеназванной инструкции, в случае, если разные тест-системы показывают неодинаковую реакцию, то в качестве оконча-тельного результата берется наиболее чувствительный ответ. Поэтому первые две пробы, отнесены нами к 1-му классу опасности, а тара, загрязненная пестицидами, к 2-му классу опасности.

Таким образом, описанный нами метод определения класса опасности проб, расширяет возможности экологического мониторинга объектов и способствует его совершенствованию.

ИССЛЕДОВАНИЕ АГРОКЛИМАТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ ЦЕНТРАЛЬНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА РФ

Е.Ю. Кулагина, А.Н. Краснощёков ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Агроклиматические ресурсы – свойства климата, обеспечивающие возможность ведения сельскохозяйственного производства. Эти свойства во многом определяют размещение растениеводства. Важнейший для жизни растений фактор – температура воздуха. С точки зрения сельского хозяйства наиболее важными характеристиками термического режима являются оценки теплообеспеченности вегетационного периода и условий перезимовки [1, 2].

С целью оценки теплового режима на территории Центрального федерального округа (ЦФО) были созданы и проанализированы карты, отражающие продолжительность периодов со средней суточной темпера-турой ниже 0°С и выше 10°С,а также годовые суммы средних суточных температур ниже 0°С и выше 10°С. В совокупности эти показатели позволяют судить о длительности вегетационного периода и уровне температуры в это время для культур, имеющих различную требователь-ность к теплу.

Исходными данными послужили значения за период с 2001 по 2008 год с 44 метеостанций различных городов ЦФО РФ.


32

Для оценки условий перезимовки растений анализировалась продолжительность холодного периода. Количество дней со средней суточной температурой ниже 0°С увеличивается с юго-запада на северо-восток исследуемого региона (рис. 1). На северо-востоке она может достигать 130-140 дней в году. Меньше всего дней с отрицательной средней температурой на юге ЦФО (Воронежская область) не более 85 дней в году.

Рис.1. Карта суммы температур ниже 0°С на территории ЦФО

за период с 2001-2008 гг.

На протяжении с 2001 по 2008 год наблюдается уменьшение количества дней с отрицательной температурой на всей территории ЦФО.

Так, например, в 2003 году на территории Костромской области было зафиксировано 140 дней, в Воронежской 105-110, а уже в 2008 году эти значения составили 100 и 75 дней соответственно.

Число дней с температурой выше 10°С возрастает в направлении с севера на юг от 125 до 170 дней в году, эти значения остаются относительно стабильными на протяжении всего исследуемого периода.


33

Суммы температур, превышающие пороговые значения, напрямую зависят от продолжительности соответствующего периода. Поэтому пространственное распределение этих показателей довольно схоже.

Распределение по территории ЦФО годовых сумм температур для температур выше 10°С (рис. 2) имеет широтный характер, изменяется аналогично среднегодовой температуре и значение возрастает с севера на юг, принимая наибольшее значение на территории Воронежской области. Здесь годовая сумма температур выше 10°С за период с 2001-2008 год достигает 3300°С, что свидетельствует о возможности выращивать на этой территории озимую пшеницу, кукурузу, сахарную свеклу, подсолнечник, а также теплолюбивые овощи и фрукты. Минимальная сумма температур за исследуемый период отмечается в Костромской, Ярославской и Тверской областях. На территории этих областей сумма температур выше 10°С не превышает 2300°С, что по мировым меркам ниже уровня рентабельного земледелия.

Рис.2. Карта суммы температур выше 10°С на территории ЦФО

за период с 2001-2008 гг.


34

За весь исследуемый период наблюдается снижение суммы температур выше 10°С, по сравнению с 2001 годом в 2008 году это значение снизилось на 197°С.

Суммы отрицательных температур наоборот увеличились на 370°С за период с 2001 по 2008 год. Пространственное распределение этого параметра показывает отклонение от широтного направления. Сумма температур уменьшается от -400°С в Воронежской, Белгородской, Курской и Брянской областях до -1150°С в Костромской области.

Таким образом, в результате исследования были получены карты пространственного распределения основных агроклиматических показате-лей, отражающих степень теплообеспеченности вегетационного периода и условий перезимовки. Полученные результаты могут найти практическое применение в сельском хозяйстве при размещении новых сортов и гибридов, а также при планировании сроков сева и уборки урожая.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Перевод с чешского Благовещенская З.К. «Погода и урожай». – М.:

«Агропромиздат», 1990. – 332с. 2. А.В. Кислов, В.М. Евстигнеев, С.М. Малхазова, Н.Н. Соколихина, Г.В. Суркова, П.А. Торопов, А.В. Чернышев, А.Н. Чумаченко «Прогноз климатической ресурсообеспеченности Восточно-Евро-пейской равнины в условиях потепления XXI века». – М.: 2008.

Исследования выполнены при поддержке Минобрнауки (ГК № П622).

МИКРОКЛИМАТ И СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА ПОЛЕЙ АЭРОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ (НА ПРИМЕРЕ ГОРОДА ВОРОНЕЖА)

С.А. Куролап, И.В. Добрынина, Д.Р. Владимиров Воронежский государственный университет, г. Воронеж

Современные города являются центрами острейших экологических проблем, большинство которых связаны с качеством воздушного бассейна в условиях интенсивного техногенного загрязнения. На примере крупного промышленно-развитого города Воронежа проведены исследования по изучению микроклимата и условий формирования полей аэрогенного загрязнения с учетом сезонного фактора.


35

Выявлены следующие закономерности формирования микроклимата в условиях комбинированной городской застройки:

− на территории города создаются особые микроклиматические условия, связанные с понижением скоростей ветра и повышением температур воздуха, особенно в теплый период года, что создает «острова тепла» и способствует росту загрязнения воздуха, снижающего комфортность жизнеобеспечения;

− температура воздуха в условиях городской застройки отличается от фоновых данных на 4,5-4,9°С; причем, наименьшие температуры наблюдаются в застройке средней плотности с достаточным озеленением, а наиболее высокие – на открытых и не озелененных пространствах, либо на участках плотной застройки, где отсутствуют зеленые насаждения;

− снижение скоростей ветра (при преобладающих ветрах западных румбов и средней скорости ветра около 3 м/с) прослеживается на подветренной стороне строений; причем наименьшие скорости ветра наблюдаются в плотной 5-ти этажной застройке, особенно во дворах, закрытых от господствующих ветров, а наибольшие – в так называемых «аэродинамических коридорах», у домов – «свечек», вблизи домов широтной ориентации и во дворах, открытых на западную сторону;

− по параметрам биоклиматической комфортности наиболее благо-приятными являются внутридворовые участки 5-ти этажной застройки (скорость ветра снижается более чем на 50%, влажность и температура воздуха оптимальны), а наименее благоприятными – дворы многоэтажных домов, открытых на западную сторону, причем, во дворах домов широтной ориентации и вблизи домов-«свечек», где наблюдается значительное повышение температуры воздуха, ветер имеет порывистый характер. Внутригородское Воронежское водохранилище оказывает смягчающее действие на микроклимат, играя роль «аэродинамического коридора». Для оценки уровня техногенной нагрузки, обусловленного загрязне-

нием воздушной среды, с использованием фондовых данных Центра гигиены и эпидемиологии в Воронежской области нами рассчитаны средние значения концентраций приоритетных загрязняющих веществ по 4 сезонам и около 70 точкам контроля, преобразованные в оценочные пока-затели – парциальные и комплексный индексы загрязнения атмосферы [2].


36

Парциальный индекс загрязнения атмосферного воздуха (Iп) определен по формуле (1):

Iп = (Ci / ПДКi)к (1) где Сi – средняя за год концентрация i-вещества; ПДКi – среднесуточная предельно допустимая концентрация i-вещества; к – константа, принимающая значения 1,5; 1,3; 1; 0,85 соответственно для веществ 1, 2, 3, 4 классов опасности (коэффициент изоэффектив-ности). Комплексный индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) рассчитывался

как сумма парциальных индексов загрязнения по 6 приоритетным загрязнителям (оксид углерода, диоксид серы, диоксид азота, формальдегид, пыль, свинец) по формуле (2):

∑=

=m

jПjIИЗА

1 (2) где j – порядковый номер вещества; m – число веществ; IПj – индекс

загрязнения атмосферы отдельной примесью (парциальный индекс). Анализ полученных данных позволяет сделать следующие

обобщения: − в зимний сезон очаг основного загрязнения формируется на низменном левобережье вблизи ТЭЦ-1 и заводов ОАО «Воронеж-синтезкаучук», ОАО «Амтел-Черноземье» с отходящим языком повышенного загрязнения в правобережную центральную зону города по Чернавскому мосту и ул. Степана Разина – ул. Манежная – ж/д вокзал – ул. Урицкого – Московский пр-т; причем значитель-ный вклад в загрязнение воздушного бассейна привносит диоксид серы не только в промышленных районах, но и за счет рассредо-точенного загрязнения от многочисленных котельных в жилых микрорайонах;

− с наступлением весны зона загрязнения «размывается», а очаг загрязнения переходит на высокое правобережье города вдоль ул. 9-е Января (определенную роль играет сезонная смена ветров юго-восточного направления);

− в летний сезон отчетливо формируются два «острова тепла» и повышенного загрязнения на левом и правом берегу Воронежского водохранилища, приуроченные к двум промышленно-транспорт-ным зонам: правобережного Коминтерновского района (вблизи


37

ОАО «Тяжэкс», ТЭЦ-2 и др.) и юго-восточного промышленного левобережья города, причем в целом весь левобережный сектор города летом становится более загрязненным; а диоксид азота становится вполне надежным индикатором мест пролегания автотрасс города, т.к. конфигурация зон загрязнения этим поллютантом совпадает в общих чертах с главной осью автотранс-портного развития города (по маршруту расположения улиц А.Овсеенко – 9-е Января – Кольцовская – 20 лет Октября – Вогрэсовский мост – Героев Стратосферы – Циолковского);

− аналогичная ситуация сохраняется и осенью, однако, «очаги загряз-нения» как по правобережью, так и по левобережью «размываются» к северу, в том числе более загрязненной становится практически вся левобережная застройка города вдоль Ленинского проспекта. В годовой картине загрязнения наиболее типична ситуация,

характерная для летнего сезона с двумя довольно четко выделяющимися зонами загрязнения воздушного бассейна вблизи промышленно-транспорт-ных микрорайонов.

Анализ состояния атмосферного воздуха с учетом показателей антропогенной нагрузки свидетельствует о формировании в городе контрастных экологических районов с различным уровнем загрязнения атмосферного воздуха по сезонам года. Установлены 3 типа сезонной динамики загрязнения атмосферы по преобладающему характеру город-ской застройки и её функциональному назначению: А) селитебно-промышленный, Б) селитебно-транспортный, В) селитебно-рекреа-ционный. Критерий выделения типов динамики – статистически достоверные отличия динамики среднесезонных индексов суммарного загрязнения атмосферы по 6 приоритетным загрязняющим веществам [1].

В селитебно-промышленных микрорайонах наибольшее загрязне-ние атмосферы наблюдается в летний период года, что связано с формиру-ющимися локальными «островами тепла». В селитебно-транспортных микрорайонах пик загрязнения смещается на осенний период, вследствие сезонного ухудшения рассеивающей способности атмосферы при увеличе-нии частоты штилей, приземных инверсий в период с августа по октябрь. Селитебно-рекреационные микрорайоны отличаются относительно равномерной сезонной динамикой загрязнения с некоторой тенденцией увеличения концентраций загрязняющих веществ в весенне-летний период


38

на фоне снижения рассеивающей способности атмосферы из-за увеличения частоты приземных инверсий в мае и летних «островов тепла».

Сезонный вклад загрязнения воздушного бассейна различных функционально-планировочных зон по сезонам года свидетельствует о том, что в городе пик загрязнения атмосферы приходится на лето, затем – осень, далее – весна, минимум – зима; причем максимальные колебания сезонных индексов загрязнения в сравнении со среднегодовым индексом составляют +9,2% для летнего и –11,9% для зимнего сезонов. Фактические данные свидетельствуют, что с сезонным ростом температуры воздуха запыленность и загазованность атмосферы возрастает по большинству ингредиентов, причем сезонный диапазон колебаний между летом и зимой достигает 20 %.

В целом пространственное распределение полей загрязнения атмосферы показывает увеличение индекса загрязнения в транспортной зоне, затем – в промышленной, а самая благоприятная ситуация наблюда-ется в общественно-деловом центре и особенно – в селитебно-рекреацион-ных районах города, где годовые индексы загрязнения соответственно в 1,3-1,5 и 2,0-2,2 раза ниже, чем в промышленной и транспортной зонах.

Степень загрязнения атмосферы в целом согласуется с уровнем техногенной нагрузки на городскую среду, а зоны наибольшего экологического риска приурочены к промышленно-транспортным микро-районам (преимущественно юго-восточное левобережье города). В зимний период атмосферный воздух в городе менее загрязнен, но повышается удельный вклад в аэрогенное загрязнение диоксида серы и пыли из-за работы отопительных систем. Наибольшее загрязнение приходится на теплое время года, когда повышаются концентрации оксида углерода, диоксида серы, диоксида азота и пыли в основном за счет увеличения количества автомашин на улицах города и формирования локальных «островов тепла» в центральном секторе города с пониженной рассеиваю-щей способностью атмосферы. Повышенные концентрации формальдегида и фенола в течение года обусловлены выбросами промышленных объектов и работой автотранспорта.

Таким образом, наибольший вклад в загрязнение воздушного бассейна города вносят промышленно-транспортные зоны в летне-осенние сезоны, причем наиболее загрязненными можно считать автомагистрали и прилегающие массивы городской застройки в осенний сезон.


39

Лучшими «индикаторами» сезонного загрязнения независимо от функциональной специфики микрорайона служат диоксид серы, диоксид азота и формальдегид – наиболее чувствительные к сезонным колебаниям рассеивающей способности атмосферы и отражающие существенный вклад в загрязнение атмосферы автотранспорта и предприятий тепло-энергетики.

Уровень «ответной реакции» населения на техногенное загрязнение городской среды достоверно проявляется в увеличении заболеваемости взрослого и особенно детского населения в техногенно-загрязненных микрорайонах центра и индустриального сектора Левобережного района г. Воронежа. Относительно низкая заболеваемость детского и взрослого населения наблюдается в «спальном» Северном жилом микрорайоне и в жилой, хорошо озелененной застройке вблизи агроуниверситета.

Для снижения экологического риска и оздоровления городской среды целесообразна целенаправленная городская экологическая политика, составными блоками которой могут быть:

1) модернизация транспортных сетей города и пригородной зоны с увеличением их пропускной способности, качества дорожного покрытия, средней скорости движения транспортных средств и созданием «транс-портных коридоров» по типу современных «органических» систем» городского транспорта во многих европейских городах;

2) изменение топливного баланса в теплоэнергетической промыш-ленности и снижение доли угля и мазута с переходом на газ в качестве топлива;

3) более высокое озеленение внутригородского пространства с внедрением в состав посадок газоустойчивых зеленых насаждений, а также более широкое применение «вертикального озеленения» стен и крыш домов по опыту ряда крупных городов Европы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Куролап С.А. Воронеж: среда обитания и зоны экологического риска / С.А. Куролап, С.А. Епринцев, О.В. Клепиков и др. – Воронеж: Изд-во «Истоки», 2010. – 207с.

2. Куролап С.А. Оценка риска для здоровья населения при техногенном загрязнении городской среды / С.А. Куролап, Н.П. Мамчик, О.В. Клепиков. – Воронеж: ВГУ, 2006. – 220 с.


40

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПОЧВ РЕКРЕАЦИОННЫХ И СЕЛИТЕБНЫХ ТЕРРИТОРИЙ Г. САРАТОВА

НА СОДЕРЖАНИЕ МЕДИ, НИКЕЛЯ, КАДМИЯ И СВИНЦА Д.А. Лакрэмиорэ 1, А.М. Криницына 1, З.А. Забродина 1, Е.В. Любунь 2, Т.И. Губина 1

1Саратовский государственный технический университет, г.Саратов 2Институт биохимии и физиологии микроорганизмов РАН, г.Саратов

Загрязнение почвы в ландшафтах неизбежно ухудшает санитарно-гигиеническое качество среды обитания человека. Среди загрязняющих веществ по масштабам загрязнения и степени воздействия на биологичес-кие объекты особое место занимают тяжелые металлы. Источники эмиссии тяжелых металлов в основном имеют техногенное происхождение как последствия урбанизации и индустриализации.

Естественным универсальным фильтром, способным в комплексе с техническими средствами предохранять окружающую среду от загрязне-ния, являются древесные растения, которые также являются индикатором состояния окружающей среды.

Город Саратов является крупным промышленным центром с развитой сетью автодорог, промышленность города многоотраслевая, имеются предприятия машиностроения, химической и нефтеперерабатыва-ющей промышленности, электронной и электротехнической промышлен-ности, развит строительный комплекс, имеются предприятия по переработ-ке продукции сельского хозяйства, предприятия легкой промышленности. То есть, воздействие техногенной системы города на окружающую среду является комплексным и многопрофильным.

Целью данной работы явилось: оценить состояние почв реакреацион-ных и селитебных территорий г. Саратова на содержание меди, никеля, кадмия и свинца, определить какой из исследуемых элементов в наибольшей степени накапливается в листьях тополя бальзамического (Populus balsamifera L.). Установить корреляцию между накоплением меди, никеля, кадмия и свинца растениями и содержанием их в почве.

Определено содержание исследуемых тяжелых металлов в пунктах наблюдения, установлен характер загрязнения для каждого типа исследуемой территории, в зависимости от специфики нагрузки. При сравнении концентрации тяжелых металлов в листьях тополя бальзамичес-кого (Populus balsamifera L.) показано, что в большей степени в них накапливается никель.


41

Исследования почвенных и растительных образцов на определение в них валового содержания тяжелых металлов проводились в лаборатории физико-химических методов исследования ИБФРМ РАН (г. Саратов) методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии.

В соответствии с задачами исследования были проанализированы имеющиеся картографические и аналитические материалы по территории города Саратова, на основании которых выбраны территории с наибольшей техногенной нагрузкой: автомагистрали, рекреационные зоны, селитебные территории около предприятий, фоновая территория – лесопарк «Кумысная поляна». На выбранных объектах отбирались пробы почв для анализа содержания в них ионов кадмия, свинца, меди и никеля. Проведено сравнение содержания перечисленных металлов как со значения ПДК этих металлов в почве, так и с концентрациями их на фоновой территории.

Установлено, что общее содержание ионов тяжелых металлов для исследуемых территорий колеблется от 0,04 мг/кг (Cd) до 126,55 мг/кг (Pb).

Анализ почвенных образцов селитебных территорий на содержание ионов никеля, меди, кадмия и свинца показал, что превышение концентрации наблюдается в отношении никеля по сравнению с ПДК этого металла в почве – в 3 раза, концентрация кадмия в почве на уровне установленного норматива. В селитебных зонах обнаружено превышение ПДК по меди, оно составляет 1,22 ПДК, 1,29 ПДК и 1,32 ПДК соответственно для каждого из трех объектов. Относительно фона имеет место превышение значений концентраций всех металлов.

Для рекреационных зон не отмечено превышений ПДК ни по одному из определяемых металлов.

Для автомагистралей превышение ПДК отмечено по свинцу в районе автовокзала – 3,93ПДК.

Таким образом, почвы селитебных территорий в большей степени загрязнены медью и никелем; а территории близ автомагистралей – свинцом; состояние почв рекреационных зон близко к фоновым значениям.

Далее было определение содержания ионов металлов Ni, Cd, Pb, Cu в листьях тополя бальзамического (Populus balsamifera L.). Для этого растительные образцы отбирались на тех же территориях, что и почва. Установлено, что для образцов растительного материала, собранного в


42

зоне влияния автомагистралей, характерно накопление никеля и невысокая концентрация свинца при высоком содержании свинца в почве. Данный факт, вероятно, можно объяснить тем, что названные ионы металлов поступают в листья в основном из почвы и обладают при этом различной растворимостью. Что касается поступления свинца в листья растений из воздуха, то в настоящее время использование его в качестве детонатора топлива запрещено.

Отмечено, что показатели, полученные по содержанию ионов меди, никеля, кадмия, свинца в листьях деревьев, произрастающих на рекреа-ционных территориях, свидетельствуют о большой аккумулирующей способности последних к никелю и в меньшей степени к меди.

В листьях тополя, произрастающего на селитебных территориях, также в большей степени накапливаются ионы никеля, в меньшей – меди. Среднее содержание никеля для растений данных территорий составляет 2,87 мг/кг, меди – 0,79 мг/кг, кадмия – 0,1 мг/кг. Что касается соотношения между содержанием ионов перечисленных металлов в почве и их концентрацией в листьях, то построение корреляционных зависимостей относительно содержания ионов металлов в почве и листьях показало, что для никеля и меди зависимости имеют характер, близкий к линейному, т.е. корреляция имеет место. Для ионов кадмия и свинца прямой зависимости не получено. Данный факт в той или иной мере отражает сложный путь поступления токсикантов из почвы и воздуха. Полученные результаты не позволяют однозначно оценить их корреляцию. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ИСТОРИКО-КУЛЬТУРНОГО НАСЛЕДИЯ

ГОРОДА ВЛАДИМИРА Е.Л. Пронина, А.В. Любишева, Н.С. Муратова ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

В настоящее время создалась критическая ситуация, когда культур-ному и природному наследию все более угрожает разрушение, вызываемое экологическими проблемами городов. К традиционным причинам, таким как ошибки при реставрации, реконструкции, воздействие градостроитель-ной и хозяйственной деятельности, добавились чрезмерные нагрузки со стороны загрязненной окружающей среды. Это усугубляет ранее известные причины разрушения, придавая им статус непрогнозируемости, неуправляемости и катастрофичности последствий – повреждений


43

памятника с неизбежной потерей информационного ресурса, эстетической, исторической, научной, социальной и материальной ценности объекта и территории [1].

В период глобальных экологических проблем человечеству особенно нужны знания в области «экологии культуры». Теоретической и методической базой регулирования деятельности человечества по охране памятников культуры должны стать общие законы экологии, научный потенциал знаний в области материаловедения и данные, накопленные методами экомониторинга.

Мониторинговые исследования требуют наличия системы постоянных наблюдений, оценки, прогноза и управления культурным наследием и исторической средой, проводимых по заранее намеченной программе в целях обеспечения оптимальных условий сохранения культурного наследия. Для этого необходимы системные мониторинговые исследова-ния всех памятников.

Город Владимир занимает достаточно маленькую площадь, но обладает большим количеством объектов историко-культурного наследия, в число которых входят 2 памятника, находящихся под охраной ЮНЕСКО. В настоящее время около 75% памятников находится в удовлетвори-тельном состоянии, но, к сожалению, проблема реставрации остается открытой, так как работы начинаются только в критические моменты, когда появляется риск полной или частичной утраты информационного, исторического, эстетического ресурса. При проведении реставрационных работ практически во всех случаях не задаются вопросом: «Почему произошло разрушение?», «Как его избежать?». Поэтому мы считает актуальным разработку дополнительного раздела к существующему паспорту памятника историко-культурного наследия «экологическая оценка состояния охранной зоны памятника историко-кльтурного наследия», на основе которого можно будет прогнозировать изменения и разрушения памятника на основе изменений экологических условий территории, его окружающей. Для проведения исследований была выбрана охранная зона Дмитриевского и Успенского собора, которые являются наиболее привлекательными и значимыми с точки зрения познавательного туризма.

Нами были выявлены следующие факторы, оказывающие влияние на состояние охранной зоны памятников историко-культурного наследия:

Техногенные:


44

− выбросы от автотранспорта; − содержание тяжёлых металлов в почве; − кислотность снежного покрова; − содержание сульфат-ионов в снеге; − вибрация от стационарных и передвижных источников. Природные:

− климатические; − биогенные. Так же, нами учитывалось географическое положение исследуемого

участка в пределах города. Уровень автомобилизации считается одним из главных показателей

экономического и социального развития общества. В развитых странах с автомобильной и дорожной отраслями связаны практически все отрасли промышленности, сфера услуг [2]. Однако в стремлении к росту числа автомобилей и протяженности дорог нельзя не учитывать тот факт, что автомобильный транспорт даёт в среднем около трети загрязнений атмосферы, а в городах до ¾ от общего количества загрязнении.

Проведя анализ интенсивности движения по улице Большая Московская, мы выявили, что наибольшая загруженность автотранспортом приходится на 17.00 рабочего дня. Это объясняется тем, что магистраль соединяет два больших спальных района города – Доброе и Юго-Западный, куда после рабочего дня устремляется поток трудоспособного населения города. Основываясь на расчетах концентраций загрязняющих веществ, наблюдаем повышенную концентрацию NO2. Для уменьшения влияния автотранспорта на памятники мы рекомендуем посадку естественных зеленых насаждений (кустарников). В настоящее время кустарники вообще отсутствуют на исследуемой территории, что, несомненно, сказывается на общей экологической обстановке.

Климатические характеристики города Владимира соответствуют средним областным показателям, но всё таки есть характерные отличии. По аналогии с раннее проведёнными инженерно-геологическими изысканииями более подробно мы рассмотрели по данным ежегодного доклада за 2008 г.:

− среднемесячная и среднегодовая температуры; − влажность воздуха; − ветровой режим; − облачность.


45

В последующих наблюдениях мы рекомендует при анализе климатических параметров учитывать следующие показатели:

− суточные колебания температур; − среднемесячные колебания температур; − динамика среднегодовых температур; − инсоляция. А так же выявить наиболее амплитудные месяцы, так как перепады

температур оказывают из преимущественного влияния на разрушение памятника.

Для проведения исследований почв на предмет загрязнения тяжёлыми металлами нами были отобраны в соответствии с ГОСТом «Охрана природы. Почвы». Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического и гельминтологического анализа» 8 проб, по 4 около Дмитриевского и Успенского соборов. Точечные пробы отбирались методом конверта послойно на глубинах 0, 5, 20 см. Далее готовилась объединенная проба из точечных проб [4]. Пробы анализиро-вались на валовое содержание тяжелых металлов на Спектрометре «СПЕКТРОСКАН МАКС G». Значения ОДК в исследуемых образцах превышены по свинцу, мышьяку и цинку. Причинами таких результатов, на наш взгляд, могут служит ряд причин, среди которых, используемые при реставрации цинкосодержащие белила, выбросы от автотранспорта и др. Повышенные концентрации тяжелых металлов в почве повлекут к угнетению зеленых насаждений, в результате чего снизятся из защитные функции и нарушится эстетических облик территории.

В исследованиях снежного покрова мы рассмотрели такие 2 важных параметра как кислотность снега и содержание сульфат ионов. Отборы проб производились с северной и южной стороны Дмитриевского и Успенского соборов, на расстоянии непосредственной близости к памятнику (у Дмитриевского собора – 10 м от памятника, у Успенского собора 0 метров от памятника) и на расстоянии 10 м от первой пробы. Пробы снега отбирались полихлорвиниловым пробоотборником с диаметром 6 см и длинной 1 м. Снег отбирался на расстоянии 5 см от поверхности почвы, во избежание загрязнение образца грунтом, и до поверхности снежного покрова, на всю его мощность. Каждая проба отбиралась из пяти выемок (метод конверта) на площади одного квадратного метра Средние значения рН снегового покрова исследуемых образцов составляют 6,8-6,9 (рН природных осадков 5,6). Такие значения


46

говорят о подщелачивании осадков, причина не установлена. В многочисленных публикациях указывается, что основным источником подкисления атмосферных осадков являются сульфаты. В нашем случае осадки в этом году не являются кислотными, следовательно, не наносят ущерб для материалов белокаменных соборов и не оказывают влияние на растительный покров исследуемой территории. Концентрация сульфат-ионов в исследуемых образцах не превышает ПДК для природных вод. Низкое значение концентрации сульфат-ионов обуславливает низкую кислотность снегового покрова.

При выборе биогенных факторов мы остановились в нашей работе на древостои, произрастающем на охранной зоне памятников историко-культурного наследия города Владимира.

Наиболее важной характеристикой окружающего памятники древо-стоя, в данном случае, является плотность кроны. На исследуемой территории преобладают посадки липы, которая характеризуется плотной кроной – это в значительной степени обеспечивает эстетическую привлека-тельность территории. Наиболее близко к памятнику стоящие деревья расположены на расстоянии более 10 м и их крона и корневая система не оказывает негативного влияния на памятник. Отсутствие кустарников и высокое крепление скелетных ветвей (на высоте более трёх метров) снижают защитные функции зеленых насаждений.

На стенах Успенского собора в настоящее время отсутствуют лишайники, низшие грибы, низшие растения. На стенах Дмитриевского собора с северной и восточной стороны обнаружены накипные лишайники лицедея и мох, это обусловлено наличием в трещинах стены слоя наносной почвы, накопления влаги.

Кроме рассмотренных выше биогенных факторов мы рекомендуем в дальнейшем учитывать следующие факторы:

− воздействие низших грибов; − лишайников; − низших растений; − и других представителей животного мира. Все полученные результаты экологического мониторинга заносятся в

базу с помощью ГИС ArcView. Основываясь на картах, созданных в этой программе, возможно упрощение порядка мониторинга экологических условий на данной территории: расширение информационной базы, анализ экологических условий, прогнозирование изменений природной и техногенной среды, прогнозирование возможных разрушений памятников


47

историко-культурного наследия. В данной программе мы создали слои, которым соответствуют атрибутивные таблицы с соответствующими значениями исследуемых параметров. Данный продукт будет хорошей и удобной основой для проведения экомониторинга памятников историко-культурного наследия, для систематизации данных о факторах окружающей природной и техногенной среды, для прогнозирования возможных изменений и оценки риска развития аварийных ситуаций.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Князева В.П. Экология. Основы реставрации. – М., 2005. 2. Ежегодный доклад состояние окружающей среды и здоровья населения Владимирской области 2008 году.

3. Историко-культурное наследие и природное разнообразие: опыт деятельности охраняемых территорий. – Смоленск: Изд. «Смоленская городская типография», 2007.

4. Чеснокова С.М., Гришина Е.П. Практикум по экологическому мониторингу. – Владим. гос. ун-т. Владимир, 2004. – 114 с.

Исследования выполнены при поддержке РФФИ (проект № 09-05-99046-р_офи).

ОЦЕНКА ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ ДИНАМИКИ ВЕЩЕСТВЕННО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОТОКОВ В УРБОЭКОСИСТЕМАХ,

СВЯЗАННЫХ БИОЛОГИЧЕСКИМИ ПОТРЕБНОСТЯМИ НАСЕЛЕНИЯ, И ЭМИССИОННОЙ НАГРУЗКИ НА НАСЕЛЕНИЕ

С.М. Чеснокова ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Основной вклад в зообиомассу урбоэкосистем вносит население

города, поэтому оценка вещественно-энергетических потоков, связанных с биологическими потребностями человека представляет значительный интерес для характеристики функционирования биоценоза промышленных центров. Биологические потребности человека делятся на три группы: элементарные потребности, вторичные потребности и псевдопотребности.

К элементарным потребностям относят потребность в пищи, одежде, жилище, воздухе и воде. Вторичные потребности – потребности в конкрет-ных вещах и условиях при возможности их выбора. Псевдопотребности – потребности в предметах роскоши и следовании к каким-то привычкам.


48

Население города можно при соответствующем абстрагировании представить как огромный гипотетический, постоянно работающий «биореактор», непрерывно потребляющий энергию в виде пищи, кислород из воздуха, воду и выделяющий в окружающую среду диоксид углерода, жидкие и твердые отходы.

В литературе не встречаются данные по оценке влияния на окружающую среду этого «биореактора», поэтому с нашей точки зрения, эта проблема имеет как прикладное, так и теоретическое значение. Поэтому при комплексной оценке пространственно-временной динамики урбанизированной территории необходимо учитывать также вещественно-энергетические потоки, связанные с удовлетворением важнейших биологических потребностей населения.

Нами произведены расчеты вещественно-энергетических потоков в урбоэкосистеме (на примере г. Владимира), связанных с удовлетворением биологических потребностей населения с учетом нормативов, представ-ленных в табл. 1.

Таблица 1 Усредненные нормативы потребления и образования веществ, связанных с

биологическими потребностями человека [1-2] Вещества Потребление Выделение

Пища 2000 Ккал/сутки - Кислород 25 л/час - Вода 9 м3/месяц 9 м3/месяц Диоксид углерода - 20 л/час Отходы потребления - 300 кг/год Древесные насаждения 1 га на 30 человек -

Несмотря на сокращение населения в целом по РФ в крупных промышленных центрах в последние годы намечается некоторый рост численности населения, что связано с дальнейшей урбанизацией, развалом сельского хозяйства в стране, деградацией малых городов с одним градообразующим предприятием в связи с экономическим кризисом и иммиграцией граждан в Россию из бывших Союзных Республик СССР.

Для г. Владимира в последние годы также наметился некоторый рост численности населения (рис. 1), что привело к заметному росту потребле-ния природных ресурсов и нагрузки на урбоэкосистему.


49

В табл. 2 представлена динамика потребления населением города энергии в виде пищи, кислород и воды.

Необходимая площадь древесных насаждений для удовлетворения биологических потребностей населения в кислороде, рассчитывалась исходя из того, что для обеспечения кислородом 30 человек, необходимы деревья, произрастающие на площади 1 га.

Рис. 1. Динамика численности населения г. Владимира

Таблица 2

Динамика потребления некоторых ресурсов населением г. Владимира Ресурс 2004 2005 2006 2007 2008

Энергия (пища), млрд. Ккал

230,7 226,3 248,3 250,4 256,2

Кислород, млн. м3 69,2 67,3 74,5 75,1 76,9 Вода, тыс. м3 341,3 334,8 367,2 370,4 379,1 Необходимая площадь древ. насаждений, тыс. га

10,5

10,3

11,3

11,4

11,7

Из табл. 2 видно, что только для удовлетворения биологических потребностей населения г. Владимира в кислороде площадь древесных насаждений в городе и его окрестностях должна быть не менее 10-12 тыс. га. С учетом расхода кислорода на процессы горения всех видов топлива в процессе хозяйственной деятельности населения, эта площадь должны быть увеличена в несколько раз.


50

В табл. 3 представлена динамика роста продуктов (отходов), образующихся в процессе удовлетворения биологических потребностей населения г. Владимира.

Как следует из данных табл. 2 и 3, потоки кислорода и диоксида углерода в урбоэкосистеме довольно значительны и сравнимы с антропогенными потоками этих веществ.

Таблица 3 Динамика потоков образования продуктов жизнедеятельности

жителями города Владимира Вещества 2004 2005 2006 2007 2008

СО2, млн. м3 55,36 54,31 59,57 60,09 61,50 Коммунальные стоки, тыс. м3

341,3 334,8 367,2 370,2 379,1

Отходы потр., тыс. т.

94,8 93,0 102,0 103,0 105,3

На функционирование урбоэкосистем и здоровье население огромное влияние оказывают газопылевые выбросы промышленных предприятий и автотранспорта, загрязняющие атмосферный воздух, почвы, поверхностные воды и приводящие к угнетению и гибели растений, нарушению и даже полному уничтожению естественных фитоценозов. Зона максимального загрязнения почвенного покрова, угнетения и гибели растений, вследствие газопылевых выбросов достигает 5-10 км и более от источника выбросов.

Все это может приводить к некоторому изменению вещественно-энергетических потоков, связанных с биологическими потребностями населения. Для оценки влияния газопылевых выбросов на урбоэкосистемы и здоровье население мы предлагаем использовать коэффициент эмиссионной нагрузки (Е), предложенный Ю.Е. Саетом и соавторами [3]:

E = Σв/N где Σв - сумма выбросов в атмосферу от стационарных и передвижных источников, т/год; N – численность населения, тыс. Динамика коэффициента эмиссионной нагрузки представлена на рис. 2. Как видно из рис. 2 в последние годы произошло резкое увеличение

коэффициента эмиссионной нагрузки, что связано с ухудшением состоя-ния природоохранной работы промышленных предприятий города и прог-


51

рессивным ростом выбросов от автотранспорта. С учетом дальнейшего роста эмиссионной нагрузки в связи неуклонным увеличением числа лич-ных транспортных средств населения возрастает потребность в древесных насаждениях для обеспечения устойчивого равновесия в урбоэкосистеме.

0,178 0,1740,1570,1550,0990,1027

0,6890,707 0,743

00,10,20,30,40,50,60,70,8

Е, т/

чел.год

1993 1994 1995 1996 1997 1998 2006 2007 2008

Года

Рис. 2. Динамика эмиссионной нагрузки

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Пивоваров Ю.П. Гигиена и основа экологии человека / Ю.П. Пивоваров, В.В. Королик, Л.С. Зиневич; Под ред. Ю.П. Пивоварова. М.: Изд. Центр «Академия», 2004. – 528 с.

2. Сает Ю.Е. Геохимия окружающей среды./ Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П Янин. М.: Недра. 1990. – 335 с.

3. Санитарные нормы проектирования. СН 254-71 // Охрана окружа-ющей среды. Справочник. / Под ред. Л.П. Шарикова, Л.: Судостро-ение, 1978.

Работа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ (проект № П970).

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЭКОТОКСИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ В АНАЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ НА ПРИМЕРЕ КЛЕТОК ДРОЖЖЕЙ

В УСЛОВИЯХ ПОЛИМЕТАЛЛЬНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ Л.А. Ширкин, А.Н. Преснова ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Целью работы явился математический анализ экотоксических эффек-тов на культурах клеток дрожжей в анаэробных условиях комбинирован-ного воздействия биметалльных растворов.


52

В ходе работы были реализованы следующие задачи: сравнительная оценка показателей биологической активности клеточных культур; экспериментальная оценка зависимости «концентрация – ответ» в анаэроб-ных условиях изолированного и комбинированного воздействия солей тяжелых металлов; математический анализ зависимостей «концентрация – ответ» с оценкой предельных (критических) концентраций металлов для клеток дрожжей в анаэробных условиях.

В качестве объекта исследования была взята культура дрожжей (штамм КБП У – 3786), выращенная в анаэробных условиях.

Определение предельно допустимых состояний ценозов возможно только по показателям, отражающим их биологическую (биохимическую активность). В опытах показатели активности дрожжевых культур оценивались через концентрацию клеток и через объём выделившегося углекислого газа.

Относительный объём выделившегося углекислого газа

0VVA i

V =

Относительная активная концентрация 0

0

nnnA i

N−

=

Дозо-ответная реакция клеток оценивалась по формуле:

( ) ( )

−−⋅=

α

BCC

ACA Цln)ln(exp0

Дозо-ответная реакция дрожжевых культур описывается как

логнормальная функция при α = 2. Предельная нагрузка рассчитывается как верхняя граница энтропий-

ного интервала. Критическая концентрация для острого экотоксического процесса будет рассчитываться как верхняя граница энтропийного интервала:

σэЦ kСС +=max В процессе исследования была поставлена серия опытов. По их

результатам мы оценивали достоверность математической модели, заданной в работе. Опыты ставились в зависимости от поставленных задач.

Сравнительный анализ активностей клеток дрожжей в анаэробных условиях, оцениваемых через объём выделившегося углекислого газа и через концентрацию клеток при воздействии растворов Cu.

Данный анализ мы осуществляем по результатам первого опыта. Его мы производили с раствором соли меди, взятом в различных концентра-


53

циях. В результате мы получили ряд данных. После их обработки мы пришли к подтверждению математической модели. Можно проследить тенденцию к снижению значений рассчитываемых показателей (относительного объема и относительной концентрации клеток) с увеличением концентрации металла. Однако следует отметить резкое увеличение их значений при небольшом увеличении концентрации. Динамику можно проследить на графиках зависимостей данных показателей от натурального логарифма концентрации металла.

Рис. 1. Изменение относительного объёма AV выделившегося углекислого

газа с ростом концентрации Cu

Рис. 2. Изменение относительной активной концентрации AN с ростом

концентрации Cu

На обоих рисунках красным цветом изображен график логарифми-чески нормальной функции, описывающий динамику данных процессов, а синими крестиками полученные в результате опытов значения. В нашем случае они очень хорошо вписываются в заданную в работе математи-ческую закономерность, подтверждая ее.

10− 5 − 0 0

5

10

15

20

значения AN опыта

изменение AN

AN

lnC

10 − 5 − 0 0

1

2

3

4

изменение AV

lnC

значения AV опыта

AV


54

Одним из рассчитанных параметров является максимальная концент-рация (критическая концентрация), которая при условии верности математической модели должна быть приблизительно одинаковой в расчетах по обоим биологическим показателям. В нашем случае разница составляет 0,1·10–3, что вполне допустимо. Поэтому мы имеем возможность сделать вывод о возможности применения данной математической модели к бикомпонентным растворам металлов, для вычисления их критических концентраций для клеток дрожжей.

Оценка параметров реакции «концентрация – ответ» для клеток дрожжей в анаэробных условиях, оцениваемых через объём выделив-шегося углекислого газа при комбинированном воздействии растворов металлов.

В данном случае было поставлено два опыта с комбинированием двух металлов. В первом случае меди и никеля, во втором меди и цинка. При приготовлении растворов мы учитывали молярные массы соединений металлов и полученные концентрации являются суммарными. Т.е. концентрация 1-ого металла, будет равна половине обозначенной в опыте для комбинированного действия. Это делалось для возможности сравнения полученных результатов. В данном случае мы оценивали их влияние только через объем выделившегося в процессе метаболизма углекислого газа. И при помощи математических формул рассчитали значение критической концентрации для каждого случая. Тенденция та же, что и с однокомпонентным раствором. Т.е. сперва идет увеличение, а потом снижение активностей. График зависимости тот же. Полученные результаты тоже укладываются на него.

Рис. 3. Изменение относительного объёма AV выделившегося углекислого газа с ростом суммарной концентрации Cu и Ni

(соотношение молярных концентраций металлов 1:1)

10 − 5 − 0 0

1

2

3

4


значение AV опыта

AV

lnC


55

В опыте с цинком тенденция прослеживается та же, но требуется уже меньшая концентрация раствора, что бы подавить метаболитическую активность дрожжевых клеток. Это объясняется большей канцероген-ностью цинка. Однако его влияние усугубляется еще и анаэробными условиями.

Рис. 4. Изменение относительного объёма AV выделившегося углекислого газа с ростом суммарной концентрации Cu и Zn (соотношение молярных

концентраций металлов 1:1)

В обоих случаях значения укладываются в заданную математической формулой зависимость с учетом небольших погрешностей.

В результате всех трех опытов мы получили рассчитанные математическим путем значения критических для клеток дрожжей концентраций (рис. 5).

Рис. 5. Критические концентрации для изолированого воздействия

раствора Cu и комбинированного воздействия биметалльных растворов

10− 5− 00

1

2

3

4


AV

значение AV опыта

lnC


56

Если обратить внимание на рисунок, то концентрации не имеют больших отличий. Причем значения для комбинированного воздействия укладываются в пределы ошибки расчета критической концентрации однокомпонентного раствора соли меди. Это объясняется напряженность процесса брожения в анаэробных условиях.

По результатам нашего исследования можно сделать следующие выводы:

1. Относительный объём выделившегося углекислого газа – переменный показатель, отражающий микробиологическую активность клеточных культур дрожжей в анаэробных условиях и одновременно профиль «дозо-ответных» реакций на изолированные и комбинированные воздействия поллютантов. Критические концентрации, вычисленные как по показателю относительного объёма выделившегося углекислого газа, так и по показателю относительной активной концентрации, хорошо согласуются. На примере клеток дрожжей были построены зависимости «концентрация-ответ», полученные в анаэробных условиях.

2. Реакция «концентрация – ответ» дрожжей в анаэробных условиях на острое воздействие экотоксикантов изображается куполообразной кривой, описываемой логарифмически нормальной функцией. То есть металлы в зависимости от концентрации могут оказать как стимулирующее, так и угнетающее воздействие на клеточные культуры. При этом представляется возможность выявить дозу оптимальных концентраций при которой клеточные культуры проявляют наибольшую биологическую активность.

3. Критическая концентрация оценивается как верхняя граница энтропийного интервала функции «концентрация-ответ». На примере клеток дрожжей было показано, что в анаэробных условиях изолированное воздействие меди и комбинированное воздействие меди и никеля, меди и цинка не обнаруживает статистически значимых отличий по показателю критической концентрации, вследствие напряжённости окислительно-восстановительного процесса брожения.

Исследования выполнены при поддержке Минобрнауки РФ (ГК № П1078).

II. Ландшафты. Загрязнение ландшафтов

57

II. ЛАНДШАФТЫ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ЛАНДШАФТОВ

ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ И БУФЕРНЫХ СВОЙСТВ ПОЧВ Г. ВЛАДИМИРА Е.П. Гришина, И.Н. Уникова ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Неизбежным результатом современных тенденций в развитии промышленного производства и транспорта является техногенное преобра-зование городских почв, оказывающее негативное влияние на состояние растительности, качество грунтовых вод и воздуха. Существенное значение в деградации городских почв имеет изменение почвенной кислотности, накопление в почвах растворимых солей – сульфатов, нитратов и хлоридов, а также загрязнение соединениями тяжелых металлов, среди которых приоритетными загрязнителями являются медь, цинк, кадмий и свинец. Техногенное загрязнение городских почв соединениями тяжелых металлов, как правило, носит полиэлементный характер и одновременное поступление в почву соединений этих элементов может существенно влиять на поведение каждого из них, в первую очередь, на прочность их закрепления в почве и степень их подвижности.

В реализации важнейших функций почвы важную роль играет ее буферная способность, которая, прежде всего, проявляется в поддержании относительного постоянства состава почвенного раствора, уровня кислотности, а также в связывании поступающих в почву загрязняющих веществ в малоподвижные соединения.

Целью настоящей работы являлась оценка состояния почв на территории г. Владимира в соответствии с основными показателями химического состава, а также исследование кислотно-основной буфернос-ти этих почв и их способности к связыванию тяжелых металлов. Нами изучались образцы почвы верхних генетических горизонтов с нескольких участков на территории города Владимира. Гранулометрический состав исследованных почв изменяется от песчаного до среднесуглинистого, содержание в почве органического вещества несколько выше значений, характерных для почв региона за пределами городской зоны. Емкость катионного обмена также имеет более высокие значения, по сравнению с неизмененными почвами. Слабокислая реакция среды, характерная для естественных почв территории Владимирской области, наблюдается


58

только для участков, находящихся в рекреационных зонах города, где техногенная нагрузка невысока. Почвы остальных участков имеют слабо-щелочную реакции среды. Подщелачивание почв, очевидно, определяется поступлением основных оксидов в условиях высокой пылевой нагрузки, связанной с проводимыми в городе строительными и дорожными работа-ми, а также с атмосферными выбросами предприятий. Результаты опреде-ления содержания в почве сульфат-ионов, нитратов и хлоридов показы-вают, что в ряде случаев имеет место превышение ПДК по сульфат-ионам и нитратам. Содержание хлоридов не превышает ОДК с учетом фона.

Проявление почвами кислотно-основной буферности отражается кривыми, представленными на рис. 1 (в сравнении с кривой кварцевого песка).

Рис.1. Кривые буферности почв

Среди почв, наименее подверженных техногенной нагрузке, имею-щих слабокислую реакцию среды, наибольшей буферностью к основанию отличается почва верхнего горизонта участка, расположенного в Загород-ном парке. Это связано с довольно высоким содержанием органического вещества и высокими значениями актуальной, обменной и гидролити-ческой кислотности. Несколько меньшую буферность к основанию проявляет почва, отобранная с участка в парке 850-летия г. Владимира, в которой содержание углерода ниже, но достаточно велика гидролитичес-кая кислотность. Буферность к кислоте, напротив, у данной почвы выше, чем у остальных в этой группе. Это вероятно связано с более тяжелым гранулометрическим составом и большей емкостью катионного обмена. Наименьшим значением буферности во всем интервале рН в этой группе отличается почва с участка в парке «Дружба», с наиболее низким содер-жанием органического углерода и легким гранулометрическим составом.


59

Почвы, имеющие щелочную реакцию среды, проявляют достаточно выраженную буферность к кислоте. Выраженной буферностью к основа-нию среди данных почв отличается только почва с участка на ул. Горького, характеризующаяся высоким значением емкости катионного обмена, достаточно большим содержанием глинистой фракции и органического углерода.

Валовые содержание в исследованных почвах меди, цинка и свинца не превышают ОДК с учетом гранулометрического состава и рН солевой вытяжки. Однако, для почв ряда участков имеет место некоторое превышение ПДК по валовому содержанию меди и цинка (ул. Горького), а также свинца (Суздальский проспект, ул. Электрозаводская, парк «Дружба»). Определение в почве подвижных форм тяжелых металлов показало, что согласно принятым оценкам, уровень загрязнения можно считать низким: в кислотной вытяжке содержание меди и свинца не превышает 1 мг/кг, кадмия – 0,1 мг/кг, а содержание цинка в вытяжке ацетатно-аммонийного буфера не превышает 3 мг/кг.

С целью оценки буферной способности почв по отношению к загрязнению тяжелыми металлами нами изучалось поглощение катионов меди, свинца и цинка из водных растворов их солей. Эксперимент проводился с образцами почвы, отобранной на участке в парке «Дружба». Согласно полученным результатам, данная почва поглощает медь в меньшей степени, чем цинк и свинец. Вероятно, это связано с тем, что медь в почвах преимущественно связывается органическим веществом, содержание которого в данной почве невелико. Цинк же в основном поглощается минеральной частью ППК, а поглощение свинца определя-ется в значительной степени как взаимодействием с органическим вещест-вом и почвенными минералами, так и образованием малорастворимых соединений с находящимися в почве анионами. Расчет параметров уравнения Ленгмюра, которое согласно литературным данным удовлетво-рительно описывает поглощение почвой меди и цинка [1], показал, что величина предельного поглощения цинка составляет порядка 80 ммоль(+)/кг и значительно превышает емкость поглощения по отношению к меди (20 ммоль(+)/кг). Коэффициент поглощения меди также имеет более высокое значение, что свидетельствует о более прочном связывании меди в почвенном поглощающем комплексе.

Поглощение меди в присутствии эквимолярного количества цинка снижается незначительно, в то время как свинец снижает поглощение меди


60

в значительно большей степени (в 1,7 раза). В то же время, в присутствии меди поглощение цинка снижается в 3,3 раза, а поглощение свинца изменяется незначительно. Определение содержания металлов в твердой фазе загрязненной почвы после ее обработки раствором нитрата кальция показало, что цинк снижает ионообменное поглощение меди, что объясня-ется более высоким сродством к ионообменным центрам ППК. Наоборот, в присутствии свинца, доля поглощенной ионообменно меди увеличивается, поскольку свинец конкурирует с ней за реакционные центры специфи-ческой адсорбции на поверхности частиц органического вещества [2].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Садовникова Л.К., Ладонин Д.В. Поглощение меди и цинка дерново-подзолистой почвой при разных уровнях загрязнения. Вестн. Моск. ун-та. Сер.17. Почвоведение, №3, 2000. – С. 33-39.

2. Ладонин Д.В., Пляскина О.В. Изучение механизмов поглощения Cu (II), Zn (II), и Pb (II) дерново-подзолистой почвой // Почвоведение. 2004. №5. – С. 537-545.

ВЫЯВЛЕНИЕ ТОКСИЧНОСТИ ПРИДОРОЖНЫХ ПОЧВ МАГИСТРАЛЬНЫХ УЛИЦ РАЙОНОВ ВОРОНЕЖА

Е.Ю. Иванова Воронежский государственный университет, г. Воронеж

Как показывают многочисленные исследования последних лет при любом характере функционального использования территории загрязнения почв прямо или косвенно формирует экологические условия обитания человека.

Верхний слой почвы, особенно в крупных городах, загрязнен, прежде всего, соединениями, оседающими из воздуха, поэтому для исследования летом 2009 года были отобраны пробы почв, прилегающих к магистральным улицам в Железнодорожном и Северном жилом районах. Кроме того, отбирали пробы пыли, оседающей на придорожных кустарни-ках, в тех же точках. Выбор районов исследования определен разными источниками поступления взвешенных веществ из воздуха в поверхност-ный слой почв. В Железнодорожном районе источниками загрязнения служит как автотранспорт так и промышленные предприятия левобережья,


61

а в Северном жилом районе, где промышленность отсутствует, прослеживается влияние только автотранспорта.

Пробы почв отбирали из поверхностного слоя (0-10 см) методом конверта в 10 точках в каждом районе (табл. 1 и 2) [1]. Кроме того, отбира-ли пробы пыли, оседающей на придорожных кустарниках, в тех же точках.

Эколого-токсикологический анализ реализован по методике «Опре-деление токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости цериодафний» [2].

Таблица 1 Результаты определения острой токсичности почвенных вытяжек с

использованием тест-организмов Ceriodaphnia affinis Концен-трация

Точки отбора проб в Железнодорожном районе 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

100% - + - _ _ _ + + + _

50% - + - _ _ _ + + + _

25% - + - _ _ _ _ + + _

Точки отбора проб в Северном жилом районе 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 100% + + _ _ + + + _ _ + 50% + + _ _ _ _ _ _ _ _

25% _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

При определении острой токсичности использовали различные

разведения почвенной вытяжки: неразведенную (100%), разведенную пополам отстоянной водопроводной водой (50%) и разведенную на три четверти той же водой (25%).

Острая токсичность почвенных проб (табл. 1) была обнаружена в Железнодорожном районе на Ленинском проспекте в районе остановки Серафимовича и Димитрова и на ул. Остужева на пересечении с улицей Переверткина. Причем токсичностью обладали почвенные вытяжки при разведении до 3 раз (т.е. 25 %). В Северном районе острая токсичность была обнаружена в Северного авторынка, на Московском проспекте в районе памятника Славы и на ул. Лизюкова около универсама Молодежный. Однако в этих точках токсичность присутствовала только в неразведенных пробах и при двукратном разведении (т.е. 50%). В районе Памятника Славы острая токсичность обнаружена только в неразведенных


62

пробах. Следовательно, в Железнорожном районе почва проявляет боль-шую токсичность в опытах на дафниях.

В опыте на цериодафниях была определена токсичность вытяжек пыли с придорожных кустарников в тех же точках где отбирались пробы почвы. В Железнорожном районе острая токсичность пыли была обнаружена только в одной точке на Ленинском проспекте в районе остановки Димитрова. В Северном жилом районе острая токсичность пыли обнаружена в тех же точках, что и в почве.

Далее был поставлен опыт по определению хронической токсич-ности почвенных вытяжек в том разведении, при котором не обнаружена острая токсичность (табл. 2).

Таблица 2 Результаты определения хронической токсичности почвенных и пылевых

вытяжек с использованием тест-организмов Ceriodaphnia affinis № проб

Точки отбора проб в Железнодорожном районе 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Токсичность почвы

0,375 3,24 1,29 2,45 3,96 3,08 4,57 4,57 3,91 4,78

Токсичность пыли

7,58 5,77 0,87 1,04 1,85 1,07 2,89 6,49 4,72 4,18

№ проб

Точки отбора проб в Северном жилом районе 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Токсичность почвы

2,41 2,11 0,73 0,75 1,58 2,38 1,4 2,25 2,33 1,4

Токсичность пыли

1,97 2,89 1,66 1,13 2,76 3,02 2,3 1,02 1,03 2,3

Жирным шрифтом в таблице выделены значения достоверного отклонения плодовитости дафний в опыте по сравнению с контролем

Хроническая токсичность была обнаружена на Ленинском проспекте в районе остановок Серафимовича и Димитрова. В Северном районе хроническая токсичность проявлена в тех же точках, где обнаружена острая токсичность (Авторынок, памятник Славы, ун-м Молодежный).

Корреляция хронической токсичности с вытяжек пыли с аналоги-чными показателями почвенных вытяжек прослеживается плохо. Можно предположить, что источника поступления токсических соединений различны. Возможно в почве ксенобиотики могут быть аккумулированы в


63

течение значительного времени, а с пылью оседают те соединения, которые содержаться в воздухе в настоящее время. С этих позиций можно объяснить более высокие значения индексов в Железнодорожном районе, уровень загрязнения воздуха в котором предполагается значительно более высоким.

Далее было определено валовое содержание тяжелых металлов в тех из исследуемых образцов почвы, в которых была обнаружена токсичность на дафниях (табл. 3).

Таблица 3 Валовое содержание тяжелых металлов в почвенных вытяжках

Железнодорожного и Северного жилого районов Железнодорожный район

№ пробы Сd Pb Cu Zn 2 0 31 (+ - 9) 5,7 (+ - 1,7) 32 (+ - 9) 7 0 21 (+ - 6) 9,5 (+ - 1,8) 44 (+ - 13) 8 0 16 (+ -5) 4,0 (+ - 1,4) 74 (+ - 22) 9 0 16 (+ -5) 15 (+ - 5) 33 (+ - 10) ПДК 2,0 30 55 100

Северный район № пробы Сd Pb Cu Zn

1 0,3 ( + - 0,11) 8,9 (+ - 2,7) 4,0 (+ - 1,2) 22 (+ - 7) 2 0 13 (+ - 4) 6,6 (+ - 2,0) 35 (+ - 11) 5 0 15 (+ -5) 5,4 (+ - 1,6) 27 (+ - 8) 9 0 7,1 (+ - 2,1) 6,2 (+ - 1,9) 23 (+ - 8) 10 0 6,6 ( - 2,0) 3,5 (+ - 1,1) 23 (+ - 7) ПДК 2,0 30 55 100

Превышений ПДК не обнаружено ни в одной из исследованных проб.

Таким образом, можно сделать вывод, что контроль загрязнения среды с помощью химико-аналитических методов не может гарантировать экологической безопасности выбросов даже при соблюдении показателей ПДК. Это связано с тем, что сведения о концентрации абсолютно всех загрязняющих веществ не дадут необходимой экологической информации, так как важны не сами уровни загрязнения, а те биологические эффекты,


64

которые они могут вызвать и о которых не может дать информации самый точный химический анализ.

Нормативы ПДК не учитывают изменения токсичности загрязни-телей за счет эффектов синергизма при действии нескольких загрязни-телей. Эти нормативы не отражают также зависимости токсического действия загрязнителей от физических факторов среды, и не учитывают процессы химической трансформации загрязнителей в окружающей среде или в ходе очистки выбросов от конкретных загрязнителей. Такая трансформация увеличивает число не идентифицированных соединений, попадающих в окружающую среду, отдельные из которых могут оказаться значительно более токсичными, чем исходные загрязнители [4].

Методы биотестирования не требуют идентификации конкретных химических соединений, они достаточно просты в исполнении и дешевы. Использование биотестов не исключает физико-химические методы анализа, но позволяет использовать последние более рационально. Прос-тые в исполнении и неспецифические биотесты должны использоваться для непрерывного мониторинга качества среды и сигнализации о появлении в среде токсичных загрязнений, а аналитические методы могут привлекаться для определения химической природы загрязнения только после получения положительного результата при биотестировании среды на интегральную токсичность.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. ГОСТ 17.4.4.02. Общие требования и правили отбора проб почвы. – М: Изд-во стандартов. – 40 с.

2. Жмур Н.С. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости цериодафний. М.: АКВАРОС, 2001. – 52 с.

3. Неверова О.А. Опыт использования боиндикаторов в оценке загрязнения окружающей среды: аналит. обзор/ О.А. Неверова, Н.И. Еремеева – Новосибирск: Гос. публич. науч-тех. б-ка Сибир.отд. РАН, Ин-т экологии человека, 2006. – 88 с.

4. Протасова Н.А. Редкие и рассеянные элементы в почвах Центрального Черноземья./ Н.А. Протасова, А.П. Щербаков, М.Т. Копаева – Воронеж: Изд-во ВГУ, 1992. – 168 с.


65

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИНЖЕНЕРНОЙ ОЦЕНКИ

ЛАНДШАФТОВ ГОРОДСКОГО ОКРУГА ШУЯ ИВАНОВСКОЙ ОБЛАСТИ Д.С. Марков

ГОУ ВПО «Шуйский государственный педагогический университет», г. Шуя

Инженерная оценка ландшафтов выступает в качестве важного блока географических исследований урбанизированных территорий, так как именно инженерные особенности оказывают определяющее влияние на развитие инфраструктуры, а также на безопасность жизнедеятельности. Актуальным направлением исследований является проведение оценки инженерных условий ландшафтов урбанизированных территорий, так как именно на них конфликты природопользования возникают наиболее часто [3]. Целью настоящей работы является проведение инженерной оценки ландшафтов урбоэкосистемы городского округа Шуя Ивановской области с использованием методов геоинформационных технологий для последую-щей разработки рекомендаций по оптимизации землепользования.

Решение указанных задач практически невозможно при использо-вании традиционных технологий проведения исследований. Получение картографических и статистических материалов высокого качества возможно только при использовании возможностей анализа данных, кото-рые предоставляют современные геоинформационные системы, которые позволяют не только изготавливать картографические произведения, но и проводить практически весь спектр работ по анализу пространственного распределения статистических показателей. При этом если в некоторых регионах работа по составлению ГИС-проектов областного (республикан-ского) уровня находится в стадии пополнения (Москва, Санкт-Петербург, Чеченская республика, Калужская область, Тюменская область и др.), то в других она еще только начинается. Понятно, что муниципальный (проек-тировочный) уровень, на котором, собственно, принимаются конкретные управленческие решения и планируются мероприятия по оптимизации состояния окружающей среды, как правило, ГИС-проектами не обеспечен. Соответственно, многочисленные разрабатываемые научные разработки по внедрению новых технологий в практику ландшафтного планирования остаются не востребованными из-за слабой информационной обеспечен-ности заинтересованных учреждений и организаций. В данной работе приведены результаты исследований, выполненного с использованием ГИС ArcView 3.2 (рис. 1).


66

В строительстве применяются разные схемы оценки инженерных условий [1, 3]. Географами также разработаны методики, позволяющие комплексно оценивать инженерные особенности ландшафтов. Наиболее интересной разработкой является предложенная Е.Ю. Колбовским методика экспресс-оценки различных форм рельефа и связанных с ними ландшафтов [2]. По этой методике инженерные условия территории оцениваются по четырем параметрам, каждый из которых оценивается по трехбалльной системе):

I – несущая способность грунтов (3 – высокая, 2 – средняя, 1 – низкая);

II – развитие эрозионных процессов (3 – незначительное, 2 – заметное, 1 – весьма значительное);

III – развитие дестабилизирующих процессов (оползни, осыпи, блоки отседания и др. – 3 – незначительное, 2 – значительное, 1 – потен-циально опасное);

IV – развитие процессов подтопления (3 – маловероятное, 2 – воз-можное, 1 – весьма возможное).

Показатель «0» означает наиболее высокую вероятность развития данного процесса.

∑ – интегральный показатель инженерной оценки. Результаты экспресс-оценки инженерных условий ландшафтов

городского округа Шуя приведены в табл. 1. Картосхема распространения основных форм рельефа г.о. Шуя,

построенная с использованием ГИС ArcView 3.2, представлена на рис. 1. По результатам экспресс-оценки инженерных условий городского

округа Шуя можно сделать вывод о том, что наиболее благоприятные условия для развития предоставляют моренные равнины, на территории которых слабо развиты дестабилизирующие процесс и заболачивание, за ними следуют водноледниковые равнины, отличающиеся заметным заболачиванием территории и активизацией эрозионных процессов. Озерно-ледниковые равнины и речные долины имеют примерно одина-ковые значения показателей, что связано со сходными условиями их образования, из неблагоприятных факторов здесь можно назвать низкую несущую способность грунтов и высокий процент заболоченных земель. Наиболее низкие значения получили малые эрозионные формы (овраги, балки и ложбины стока).


67

Таблица 1 Инженерная оценка ландшафтов городского округа Шуя

Классы ландшафтов Признаки I II III IV ∑

Пологоволнистая, участками плоская моренная равнина, слабо расчленённая речной и овражно-балочной сетью

3 3 3 2 11

Пологоволнистая, участками слабохолмистая моренная равнина, расчленённая довольно густой речной сетью

3 2 2 3 10

Плоская, участками пологоволнистая водноледниковая равнина, слабо расчленённая речной сетью

2 2 2 2 8

Пологоволнистая водноледниковая равнина, расчленённая речной и овражно-балочной сетью

2 1 1 2 6

Плоская и пологоволнистая озёрно-ледниковые равнина различных уровней стояния московского приледникового озера

1 1 2 1 5

Верхнечетвертичная аллювиальная 1 надпойменная терраса и цокольная 2 надпойменная терраса

1 1 1 2 5

Современная аллювиальная пойменная терраса 1 1 1 0 3 Малые эрозионные формы, как правило, карстовые воронки и переувлажненные ложбины стока поверхностных вод с постоянным или временным водотоком

0 1 1 0 2

Таким образом, инженерная оценка ландшафтов городского округа Шуя показывает, что на территории не развиты опасные природные явления и процессы, которые могли бы быть ограничителем для организации антропогенной деятельности. Распространенным негативным фактором можно считать только развитое заболачивание обширных территорий.


68

Рис. 1. Геоморфологическая карта городского округа Шуя

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Градостроительный кодекс РФ от 7 мая 1998 г. №73-ФЗ (с изм. и доп.) // СЗ РФ. – 1998. – №19.

2. Колбовский Е.Ю., Кулаков А.В. Экология рекреации и туризма: ландшафтно-географический анализ на примере Верхневолжья. – Ярославль: Изд-во ЯГПУ, 2002. – 170 с.

3. Кочуров Б.И. Экодиагностика и сбалансированное развитие: Учебное пособие. – Москва-Смоленск: Маджента, 2003. – 384 с.

НИР выполнена в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.


69

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ РЕКРЕАЦИОННЫХ НАГРУЗОК НА

ЛАНДШАФТЫ МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА Д.С. Марков

ГОУ ВПО «Шуйский государственный педагогический университет», г. Шуя

Определение предельно допустимых рекреационных нагрузок является важным элементом туристско-рекреационных исследований. Рекреационная емкость обычно определяется как произведение значения допустимой нагрузки на площадь территории [2]. На основании расчета рекреационной емкости ландшафтов возможно проведение процедуры ландшафтного планирования территории. Однако необходимо отметить, что до сих пор общепринятых методик определения предельно допустимых рекреационных нагрузок не разработано. Вызвано это, очевидно, тем, что особенности рекреационной емкости территории очень сильно различаются даже в рамках одного ландшафтного района, специфические особенности природных условий различных участков земной поверхности делают необходимой корректировку полученных материалов. Именно поэтому необходима разработка конкретных шкал оценки рекреационной емкости территории для разных территорий. В данной работе приведены результаты проведенной работы по определению предельно допустимых рекреационных нагрузок на ландшафты Шуйского муниципального района Ивановской области.

Сущность проблемы оптимизации рекреационных нагрузок на ланд-шафты в целях предотвращения их деградации и сохранения комфортных условий для рекреационной деятельности сводится к обоснованию экологической нагрузки на ландшафты не превышающей пределов их естественной восстановительной способности путем установления нормативов рекреационного воздействия.

Определению нормативов посвящены работы многих исследова-телей [1, 3, 4], но так как полевые исследования системно практически не проводятся, массового материала (особенно многолетних наблюдений) собрано очень мало. Поэтому многие нормативы рекреационных нагрузок основываются либо на данных единичных наблюдений, либо выводятся чисто эмпирически на основе опыта проектирования и эксплуатации [2]. При этом, несомненно, нормативы должны быть районированными, обеспечивающими равновесие природных компонентов конкретных


70

районов и их функциональных зон с учетом интенсивности воздействия и режима использования.

Для территории Шуйского муниципального района определение предельно допустимых рекреационных нагрузок должно обязательно учитывать результаты проведенной оценки природного и историко-культурного потенциала, а также комплексной экодиагностики. Только в этом случае результат может считаться достоверным, так как будут учтены и природные, и социальные, и экологические аспекты организации туристско-рекреационных занятий.

Так как в условиях Шуйского муниципального района для туристско-рекреационной деятельности используются, в основном, лесные массивы, нами, на основании методики Чижовой В.П. [4] с использова-нием результатов многолетних полевых наблюдений, была составлена следующая таблица-матрица для определения предельных антропогенных нагрузок на рекреационные ландшафты (табл. 1).

Как видно из табл. 1, наиболее пригодными для проведения массо-вых туристско-рекреационных занятий являются долины рек, покрыты сухими сосновыми лесами. Подобные урочища еще сохранились на первых и вторых надпойменных террасах на территории Остаповского, Семейкинского и Введенского сельских поселений. При этом наименее устойчивыми оказались влажные ельники на поверхности зандровой равнины, что связано с развитыми процессами заболачивания.

Помимо оценки рекреационной емкости лесов района нами была составлена таблица для определения рекреационной емкости территории разных видов отдыха (табл. 2).

Данные, приведенные в таблице нельзя абсолютизировать, они отражают лишь способности ландшафтов противостоять антропогенным нагрузкам. При этом необходимо учитывать, что в разных ландшафтах значения величин будут разниться. В первую очередь здесь скажется влияние рельефа и гранулометрического состава грунтов. По данным Мироненко Н.С. [2]. На территории с наклоном от 2 до 6° влияние крутизны склона на скорость вытаптывания небольшое, но оно становится значительным при крутизне от 6° до 12°. При наклоне поверхности более 12° процесс разрушения травяного покрова особенно интенсивен, поэтому склоновые ландшафты с крутизной склона более 12° должны быть исключены из рекреационного природопользования. В условиях Шуйского


71

муниципального района подобными углами склона отличаются моренные равнины в центральной и западной его частях, а также склоны речных долин. Учитывая, что именно речные долины и моренные равнины преимущественно используются для отдыха, возникновение негативных экологических последствий неизбежно. Причем при увеличении коли-чества отдыхающих процесс деградации склоновых ландшафтов может приобрести кризисный характер.

Таблица 1 Предельно допустимое количество отдыхающих

в разных типах лесов Шуйского муниципального района (чел./га) Морфологичес-кая основа ландшафта

Группы типов лесов Ель-ники

Ель-ники влаж-ные

Сосняки Сосняки влажные

Березня-ки и

осинники

Березня-ки и

осинники влажные

Пологоволнис-тые моренные равнины

При кратковре-менном отдыхе

26 14 32 21 48 36

При длитель-ном отдыхе

9 7 12 8 17 12

Пологоволнис-тые зандровые равнины

При кратковре-менном отдыхе

18 12 24 13 36 23

При длительном отдыхе

6 5 9 5 12 8

Речные долины При кратковре-менном отдыхе

21 16 35 26 52 39

При длитель-ном отдыхе

11 8 13 10 18 14


72

Таблица 2 Предельно допустимое количество отдыхающих

для основных видов рекреационного использования территории Виды элементарных рекреационных занятий Площадь территории на

одного отдыхающего, (м2) (протяженность, (м))

Пешеходные прогулки по лесу 75 м Пешеходные прогулки по полю 50 м Велосипедные прогулки 80 м Прогулки на лошади 90 м Лыжные прогулки 60 м Площадки для стоянок 100 м2 Скрыто-рекреационный промысел 80 м2

Отдых у водоема 15 м2

Купание 6 м2

Рыбалка 15 м2

Охота 200 м2

Анализ составленной картосхемы показывает, что большей плот-ностью населения характеризуются южные поселения района, при этом только Семейкинское поселение характеризуется как значительным туристско-рекреационным потенциалом, так и высокой плотностью населения, на территории остальных поселений наблюдается несоответ-ствие между этими показателями.

Рекреационная дегрессия ландшафтов тесно связана с плотностью населения территории. Для территории Шуйского муниципального района была составлена картосхема, показывающая распределение населения по сельским поселениям (рис. 1).

Таким образом, в условиях Шуйского муниципального района с соблюдением всех нормативов, не допускающих чрезмерного рекреацион-ного воздействия на ландшафты, имеется возможность развития лишь ограниченных по времени пребывания и по количеству рекреантов видов отдыха. Соблюдение приведенных нормативов позволит избежать деграда-ции ландшафтов и сохранить их для рекреационного использования максимально возможным количеством людей.


73

Рис. 1. Карта плотности населения Шуйского муниципального района

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Казанская Н.С. Изучение рекреационной дигрессии естественных группировок растительности // Изв. АН СССР. Сер. география. – 1972. – №1.

2. Мироненко Н.С., Твердохлебов И.Т. Рекреационная география. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1981. – 207 с.

3. Преображенский В.С. Территориальная рекреационная система как объект изучения географических наук // Изв. АН СССР. Сер. география. – 1977. – №2.

4. Чижова В.П., Смирнова Е.Д. Слово об отдыхе. Проблемы рекреа-ции и охраны природы. – М.: Знание, 1976. – 80 с.

Выполнено в рамках реализации аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы».


74

ИННОВАЦИОННЫЕ АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРКИ О.Б. Мерзляков

Тимирязевская сельскохозяйственная академия, г. Москва

Сейчас и всегда существовала высокая общественная потребность в развитии и в мире, и в России высокоэффективного и экологичного производства экологически чистых и высококачественных продуктов питания и других продуктов сельского хозяйства. Однако при этом по ряду причин наблюдается довольно слабая практическая освоенность результа-тов ускоренного научного и практического развития методов и средств сельскохозяйственного производства, в ряде случаев вообще не апробиро-ванных на территории России и в частности в Нечерноземной зоне, к которой принадлежит Владимирская область. Одновременно существует большое количество молодых специалистов и высокообразованных граждан, реально нуждающихся в улучшении жилищных условий и вполне ориентированных на высокоэффективное развитие пустующих сельских территорий и способных за счет личной инициативы находить оптималь-ные формы ведения своего хозяйства.

Все это обуславливает возможность создания центров эксперимен-тального сельского хозяйства, лучше сказать «Инновационных агроэколо-гических парков», которые включат в себя Усадьбы – отдельные, достаточно обособленные хозяйства и в то же время объединенные единой идеей научно-экспериментального ведения своего хозяйства с жилой зоной и территории для активной научно-исследовательской и производственной работы, результаты которой впоследствии можно будет использовать для широкого распространения на аналогичных территориях.

Усадьбы будут обустроены по индивидуальным проектам с учетом требования их эффективности, самодостаточности и в то же время экологичности, то есть минимально вредного влияния на окружающую природную среду и население. Используя передовые научные разработки, сотрудники агроэкологических парков на заброшенных землях сельско-хозяйственного назначения сумеют найти методы повышения плодородия почв и создадут устойчивую экосистему, включающую строительство экологически безопасного жилья, посадку сада, лесополосы, организацию огорода и при необходимости водоема. Для выполнения этой цели оптимальная площадь усадьбы должна быть 1-3 га. Рядом с индивидуаль-ными усадьбами целесообразно будет организовывать общественные территории для проведения масштабной научно-исследовательской и производственной сельскохозяйственной деятельности. Обустройство


75

территории Инновационных агроэкологических парков (ИНАП) должно отвечать не только экологическим, но и эстетическим требованиям. И действительно, подобные территории своими живыми ландшафтными картинами украсят сельские просторы.

Инновационные агроэкологические парки могут стать своеобраз-ными территориями для проведения пилотных проектов для апробации эффективных методов и применения эффективных средств, рекомендован-ных Научными институтами и/или разработанных самостоятельно.

Сотрудничество Инновационных агроэкологических парков с Науч-ными и Образовательными учреждениями будет направлено на повышение общественной эффективности сельскохозяйственного производства в условиях России (на примере территории Владимирской области) и может выражаться в проведении следующих работ:

− первичный отбор и взаимное согласование исследовательских сельскохозяйственных проектов и программ, охватываемых данным направлением, условий и методов их осуществления;

− обоснование продовольственной и производственной эффективнос-ти сельскохозяйственных товаров и услуг, наиболее пригодных для использования во Владимирской области и схожими по агрокли-матическим условиям другими областями России;

− организация серии научно-практических исследований с разработ-кой частных агроэкологических, ландшафтных и других проектов с личным участием в последовательной реализации этих проектов на территории представляемой Инновационными агроэкологическими парками;

− инновационно-консультатвное обеспечение и мониторинг террито-рий остро нуждающихся в социально-экономическом и экологи-ческом развитии. Организация ИНАПов благотворно повлияет и на демографическую

ситуацию в области, так как повысится привлекательность и даже особый престиж жизни в сельской местности и обозначатся перспективы ее развития, что будет способствовать созданию крепких семей, у людей появится уверенность в завтрашнем дне.

Развитие Инновационных агроэкологических парков на территории Владимирской области покажет высокую «инновативность» Администра-ции Владимирской области, готовность ее к восприятию нестандартных сельскохозяйственных и иных проектов и реальную готовность помогать их осуществлению на своей территории.


76

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПОЧВЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ УРБАНОЗЕМОВ В РЕКРЕАЦИОННЫХ

ЗОНАХ ГОРОДА ВЛАДИМИРА О.Н. Плеханова, О.Н. Сахно ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

В настоящее время исследованию объектов окружающей среды урбанизированных территорий и оценке их экологического состояния уделяется большое внимание. Особенно актуальны исследования почв и почвенного покрова. Показатели биологической активности почвы (состав и численность разных групп биоты, их суммарная активность, интенсивность биохимических процессов, дыхание и т.д.) наиболее четко отражают степень нарушенности почв, так как живые организмы способны реагировать на весь комплекс негативных воздействий независимо от их природы [1].

В условиях города необходимо уделять особое внимание почвам рекреационных территорий (парков, скверов, бульваров), занятых массивами зеленой растительности, так как они улучшают микроклимат городской территории, создают хорошие условия для отдыха на открытом воздухе, предохраняют от чрезмерного перегревания почву, стены зданий и тротуары. Для оценки состояния рекреационных почв города эффективно определение азотфиксирующей, нитрифицирующей, денитри-фицирующей, целлюлозолитической, уреазной активности почв [2]. На основании показателей активности азотфиксации и уреазной активности можно характеризовать степень загрязнения почвы нефтепродуктами. Углеводороды, попадающие в почву, обогащают ее углеродом и способны повысить активность биологической азотфиксации. Способность к фиксации азота азотобактером проявляется на средах с октаном, толуолом, салициллатом [3]. Высокая нитрифицирующая активность говорит о плодородии почвы, бурно выраженные процессы нитрификации свиде-тельствуют о завершении переработки продуктов распада органических соединений и активно идущем процессе самоочищения. Денитрифициру-ющая активность характеризует уплотненность почвы и степень ее увлажнения. По имеющимся данным, низкая активность денитрификации, протекающей преимущественно до закиси азота, характерна для почв, подвергавшихся засолению, загрязнению тяжелыми металлами или нефтепродуктами. Показатели целлюлозолитической активности являются чувствительными индикаторами загрязнения почв тяжелыми металлами,


77

позволяя с определенной степенью уверенности характеризовать состоя-ние урбаноземов [2].

В г. Владимире было проведено исследование состояния рекреацион-ных почв, занятых зелеными насаждениями различной площади. Примене-ние показателей биологической активности почвы в ходе исследования позволило определить, что наиболее нарушены почвы скверов Первомай-ский, ВТЗ, Точмаш, а также парка ГДК. На основании показателей денитрификации и целлюлозолитической активности в данных образцах можно предполагать повышенное содержание в них тяжелых металлов. Высокая активность в этих почвах азотфиксатора Azotobacter chroococcum (табл. 1) и интенсивность разложения мочевины свидетельствуют о высокой их загрязненности нефтепродуктами. В почвах перечисленных скверов и парка наблюдается повышенное содержание легкодоступного органического вещества, что характерно для антропогенно загрязненных почв, тем не менее, в данных образцах процесс нитрификации протекал достаточно интенсивно, что говорит о хорошей способности этих почв к самоочищению. Почвы перечисленных парков богаты подвижными формами фосфора, азота, калия, кальция.

Почвы парка Добросельский и лесопарка Дружба характеризуются более низкими показателями интенсивности нитрификации и уреазной активности по сравнению с почвами скверов Первомайский, ВТЗ, Точмаш, парка ГДК. Это может свидетельствовать о меньшей степени загрязнения почв этих парков нефтепродуктами. Процессы разложения целлюлозы и мочевины в почвенных образцах парка Добросельский и лесопарка Дружба протекали слабо, по-видимому, в данных почвах небольшое количество неразложившейся органики, мало подвижных форм фосфора, азота, калия. Содержание тяжелых металлов в почвах указанных парка и лесопарка соответствует фоновому для серых лесных почв.

Почвы парков 850-летия и Козий, по-видимому, загрязнены углево-дородами в небольшой степени, так как азотобактер обнаруживался в небольшом количестве и скорость разложения мочевины была невысокой.

В почвах указанных парков хорошие условия аэрации, благоприят-ный режим увлажнения, нет излишней уплотненности, содержание тяжелых металлов в норме. В данных почвенных образцах небольшое количество легкодоступного органического вещества, причем содержание органики в почве Козьего парка меньше, чем в почве парка 850-летия.


78

Результаты исследований почвы лесопарка Загородный во многом обусловлены ее кислотностью (рН=5,35). В связи с этим в них не обнаружено азотобактера, слабо идет процесс нитрификации. Наличие дерна создает благоприятные условия для процесса денитрификации. В почве данного лесопарка мало легкодоступного органического вещества.

Сравнив результаты исследований для различных по площади зеленых насаждений, можно заключить, что наиболее загрязненными и подверженными антропогенному и техногенному влиянию являются почвы скверов. Почвы парков характеризуются более благоприятным состоянием. Наиболее чистыми следует признать почвы лесопарков и больших по площади парков. Следовательно, в условиях города целесообразнее создавать рекреационные зоны с большой площадью зеленых насаждений.

Таблица 1 Биологическая активность почв г. Владимира

Место отбора почвенной пробы

Процент разложе-ния целлю-лозы, %

Активность Clostridium

pasteurianum, газовыделение,

мл

Интенсивность денитрификаци

и газовыделение (объем газа в поплавке, мл)

% обрастания комочков в чашке

колониями Azotobacter

chroococcum Первомайский сквер, ул. Никитская

48 0,5 1,0 90

Сквер ДК Точмаш 12 1,0 0,5 100 Сквер ВТЗ, ул. 850-летия

50 4,4 2,3 100

Парк ДК ВТЗ (ГДК)

34 1,5 1,0 100

Козий парк 6 1,0 1,0 14 Парк 850-летия 26 1,5 0,5 4 Добросельский парк

6 4,5 1,0 100

Загородный лесопарк

4 2,5 1,7 0

Лесопарк Дружба 4 1,0 1,0 100 Участок леса вблизи д. Вой-ново Вязников-ского района

2 1,0 1,4 4


79

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Мотузова Г.В. Экологический мониторинг почв / Г.В. Мотузова, О.С. Безуглова. – М.: Академический проект, 2007. – 237 с.

2. Степанов А.Л. Характеристика биологической активности микроб-ного комплекса городских почв/ А.Л. Степанов, Н.А Манучарова, А.В. Смагин и др.// Почвоведение. – 2005. – № 8. – С. 978-983.

3. Когут Б.М. Содержание и состав ПАУ в почвах парков Москвы/ Б.М. Когут, Е. Шульц, А.Ю. Галактионов и др.// Почвоведение. – 2006. – № 10. – С. 1182-1189.

Исследования выполнены при поддержке Минобрнауки РФ (АВЦП проект № 2.1.1/1510).

ОЦЕНКА АКТИВНОЙ КИСЛОТНОСТИ ПОЧВ ГОРОДСКИХ ЛАНДШАФТОВ (НА ПРИМЕРЕ Г. ВЛАДИМИРА)

И.Д. Феоктистова ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Активная кислотность (рН) является одной из наиболее важных характеристик при исследовании деградационных изменений почв урбани-зированных территорий. Несмотря на простоту определения, значение pH зависит от множества взаимодействующих факторов и служит хорошим показателем содержания питательных веществ в почве; кроме того, величина pH указывает на то, какие виды растений (и соответственно животных) могут успешно развиваться на данных почвах. Кислые почвы, как правило, менее богаты питательными веществами, поскольку в меньшей степени способны удерживать катионы.

Для оценки активной кислотности почв городских ландшафтов в качестве объектов исследования взяты образцы почв г. Владимира. Образцы для анализов отбирали из горизонта А пах (верхний слой (0-10 см) и нижний (10-20 см)). Были исследованы почвенные образцы, отобранные в разных точках по профилю, т.е. на глубине 0-10 см и 10-20 см, на территории 25 бензозаправочных станций, в зоне влияния промышленных предприятий, на территории парков, детских дошкольных и школьных учреждений, около автодорог с интенсивным движением, а также в огородах.

Определение активной кислотности проводилось на универсальном иономере «Электрон - 001».


80

В результате исследований создавалась база данных в программе Excel с последующим транспонированием.

Результаты, полученные на иономере, анализировались в программе Statisticа. После анализа данных в программе Statistica созданная база данных конвертировалась, а затем происходила привязка точек с номерами отбора проб и базы данных с концентрациями.

На рис. 1 представлена созданная карта-схема расположения мест отбора почвенных образцов на территории г. Владимира.

Исследуемые нами почвы в естественных условиях относятся к типу дерново-подзолистых, для которых характерна кислая реакция почвенной среды (рН=4-4,5), но поскольку речь идет о городских почвах справедливо было ожидать подщелачиваемый эффект техногенных загрязнений. Актив-ную кислотность в исследуемых почвах определяли методом потенциомет-рии. Среднее значение рН – 7,37, максимальное – 8,18; минимальное – 6,55.

Рис. 1. Карта отбора проб

Выявлено наличие корреляции активной кислотности в исследуемых слоях почв (рис. 2).

В основном наблюдается следующая закономерность: верхний горизонт почвы отличается от нижнего более высокой щелочностью, что подтверждает техногенное загрязнение почв.


81

К числу общих закономерностей процесса урбанизации относится подщелачиваемый эффект в результате оседания известковой пыли и применения солевых растворов в зимнее время на магистральных трассах.

Рис. 2. Корреляционная зависимость активной кислотности

в почвенных слоях

Результаты исследований подтвердили, что реакция почвенной среды повышенная.

Одной из основных задач экологов является не только выявление нарушений в экосистеме, но и изучение ее устойчивости и способности противостоять нарушениям.

Исследования выполнены при поддержке РФФИ (проект № 09-05-99003).

ОЦЕНКА ПРЕДЕЛЬНО-ДОПУСТИМЫХ (КРИТИЧЕСКИХ) КОНЦЕНТРАЦИЙ НА МИКРОБИОТУ ПУТЕМ АНАЛИЗА ЗАВИСИМОСТЕЙ

«КОНЦЕНТРАЦИЯ – ОТВЕТ» НА ПРИМЕРЕ КЛЕТОК ДРОЖЖЕЙ Л.А. Ширкин, В.А. Кошман ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Биосистемы различного уровня организации испытывают в настоя-щее время все более сложные воздействия. Возникает необходимость нормирования техногенной нагрузки. Важно определить порог вредного


82

воздействия, т.е. ту дозу загрязнителя, при которой отклик ценозов уже не может быть скомпенсирован за счет его гомеостатических механизмов.

Работа была посвящена оценки предельно-допустимых (критичес-ких) концентраций на микробиоту путем анализа зависимостей «концентрация – ответ» на примере клеток дрожжей.

В качестве объектов исследования были выбраны дрожжи вида Saccharomyces cerevisiae (КБП У - 3786). Saccharomyces cerevisiae — один из наиболее изученных модельных организмов, на примере которого происходит исследование клеток эукариотов.

Для проведения оценки предельно-допустимых нагрузок оценива-лись количество и диаметр клеток с позиций характера их зависимости от уровня загрязнения тяжелыми металлами.

Для установления характера зависимости концентрации и диаметра клеток от концентрации тяжелых металлов были поставлены две серии опытов с дрожжами в аэробных условиях. В первой серии изучали зависимость концентрация и диаметра клеток от концентрации меди. Во второй серии концентрация и диаметр клеток дрожжей от суммы металлов меди и никеля.

Чистая культура дрожжей выращивалась на стерильной питательной среде, приготовленной из ячменно-солодового концентрата путем разбав-ления его в соотношении 1:2 (одна часть сусла к двум частям воды).

В чистую культуру дрожжей вносились соль тяжелого металла сульфат меди, а также сумма растворов сульфата меди и сульфата никеля с суммарной концентрацией: 0,05 М; 0,001М; 0,002М; 0,0004М. В контроль-ном опыте была добавлена дистиллированная вода.

Учет количества клеток проводился методом подсчета клеток в камере Горяева. Диаметр клеток определяется на лазерном дифракционном анализаторе (HORIBA LB-550) методом динамического рассеяния света.

Определение предельно допустимых состояний ценозов возможно только по показателям, отражающим их биологическую (биохимическую активность). Она определяется по метаболическим функциям:

– количество выделившегося этилового спирта (спиртовое брожение); – объём выделившегося углекислого газа в анаэробных условиях. Опыты проводятся в аэробных условиях, поэтому объем выделивше-

гося углекислого газа определить не представляется возможным. Абсолютные значения концентрации клеток и их диаметр, получен-

ные в результате проведенных опытов не могли быть использованы


83

напрямую для расчета биологической активности. Необходима была нормировка относительно минимальной концентрации клеток и минималь-ного диаметра.

Поэтому показатели активности дрожжевых культур оценивались через относительно активную концентрацию клеток (An) и относительный диаметр (AD) клеток по следующим формулам:

n0 – минимальная концентрация клеток, при которой ценоз теряет свою биологическую активность; D0 – минимальный диаметр клеток, при которой ценоз теряет свою биологическую активность. Обрабатывались все полученные результаты методом математико-

статистического анализа данных зависимости «концентрация-ответ», которая описывается экспоненциальной функцией, с использованием энтропийного подхода.

Дозо-ответная реакция клеток оценивалась по формуле:

( ) ( )

−−⋅=

α

BCC

AnA Цln)ln(exp0

где, Ai – показатель биологической активности при воздействии веществ в концентрации Ci; B – коэффициент, характеризующий ширину размаха кривой относительно центра CЦ. Дозо-ответная реакция дрожжевых культур описывается как логнор-

мальная функция при α = 2. Предельную нагрузку мы оценивали по представленной формуле

через верхнюю границу энтропийного интервала концентрации, получен-ную на основе анализа «концентрация-ответ».

σэЦ kСС +=max

kэ– энтропийный коэффициент неопределённости. Для экспоненциальных распределений энтропийный коэффициент kэ

вычисляется по формуле: ( )( ) ( )α

αα

αα 1

311 1 Г

ГГekэ ⋅=

Воздействие ТМ на биологическую активность дрожжей можно

рассматривать как острый экотоксический процесс. Дозо-ответная реакция

0

0

nnnA i

n−

=0

0

DDDA i

D−

=


84

для острого экотоксического воздействия ТМ на дрожжи может быть описана уравнением гауссовой регрессии. [1]

На концентрацию и диаметр клеток внесенные дозы тяжелых металлов оказывали стимулирующее воздействие, как следствие, кривая «доза - ответ» для реакции культуры дрожжей на нагрузку имела выраженный куполообразный характер и описывалась уравнением гауссовой регрессии.

Рис. 1. Изменение относительной активной

концентрации клеток дрожжей с ростом концентрации Cu

Относительная активная концентрация и относительный диаметр переменные показатели, отражающие микробиологическую активность клеточных культур и одновременно профиль «дозо-ответных» реакций на изолированные и комбинированные воздействия поллютантов. На примере клеток дрожжей были построены зависимости «концентрация-ответ» по этим показателям.

Металлы в зависимости от концентрации могут оказать как стимулирующее, так и угнетающее воздействие на клеточные культуры. При этом представляется возможность выявить дозу оптимальных концентраций при которой клеточные культуры проявляют наибольшую биологическую активность.

На примере клеток дрожжей было показано, что комбинированное воздействие меди и никеля менее токсично, чем монометальное воздейст-вие одной меди. Вычисленные через относительный диаметр и относитель-ную концентрацию критические концентрации хорошо согласуются.

An

lnC

Критическая концентрация

10− 5− 00

0.5

1

1.5

,


85

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Трифонова, Т.А. Оценка предельно допустимой техногенной наг-рузки на водотоки малого речного бассейна / Т.А. Трифонова, А.С. Сенатов // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрология. Гео-криология. – 2008. – №4. – с.322 – 330.

Работа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (государственный контракт № П1078).

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

В ГОРОДСКИХ УСЛОВИЯХ НА ПРИМЕРЕ Г. ВОРОНЕЖА А.Б. Якушев

Воронежский государственный университет, г. Воронеж

Экологические проблемы населенных пунктов обостряются постоян-ным ростом автотранспортной нагрузки за последние два десятилетия. В отличие от промышленных объектов, автомобильный транспорт является подвижным источником токсичных выбросов в приземный слой атмос-ферного воздуха, что представляет реальную угрозу здоровью человека и окружающей природной среде. Вклад автотранспорта в эмиссию загрязняющих веществ превышает 70%.

Улично-дорожная сеть – совокупность улиц, площадей и дорог общегородского и районного значения, соединяющие жилые и промыш-ленные районы города между собой, по которым осуществляется движение транспорта и пешеходов. Планировочная схема улично-дорожной сети может иметь следующие основные виды: радиальная, радиально-кольцевая, прямоугольная, прямоугольно-диаганальная, треугольная, комбинированная, свободная. Плотностью улично-дорожной сети является отношение суммарной протяженности улиц в км к соответствующей площади территории города или района в км2. Города США имеют обеспеченность магистральной сетью в 5-6 раз выше, чем города РФ. Причем доля скоростных магистралей там составляет 30-40%, чего нет в наших городах. В целом территории, занятые под транспорт в городах США, составляют 40-50% от общей площади, в городах РФ – 5-6%. Улучшить эти показатели для нас сложно в связи с невозможностью реконструкции магистралей в старых сложившихся городах. В условиях роста автомобилизации и высокой загрузкой центральных городских


86

магистралей основной упор надо делать на развитие массового пассажир-ского транспорта большой и особо большой вместимости.

В связи с ростом автотранспортного потока улично-дорожная сеть городов не справляется с потоком автотранспорта, как на центральных, так и на объездных дорогах. Ярким примером такой ситуации служит г. Воронеж.

Г. Воронеж имеет комбинированную улично-дорожную сеть, создан-ную еще в 60-х годах. Данная сеть позволяла осуществлять регулирование транспортных потоков до середины 90-ых, после чего начали наблюдаться сложности в оптимальном транспортном регулировании, что в свою очередь отразилось на экологической обстановке в городе. Площадь территории городского округа города Воронежа составляет 590,43 км², протяженность дорог по территории города составляет 780,081 км, таким образом, территории занятые под транспорт составляют всего 1-2 %. В условиях постоянно развивающейся жилой застройки данное соотношение является недостаточным.

Нами проанализированы две схемы улично-дорожной сети районов в г. Воронеже. Учитывая, что в городе развита комбинированная система то нами были проанализированы радиально-кольцевая (кольцо на пересече-нии ул. Антонова-Овсеенко и 9 Января, кольцо у юго-западного рынка) и прямоугольная (пересечение улиц Кольцовская и Плехановская, Лениский пр-т и Димитрова) улично-дорожная сеть районов.

Сравнение двух вариантов показало, что: − работа транспорта в радиально-кольцевом варианте несколько меньше, чем в прямоугольном, так же как и работа по перевозкам на 1 км сети;

− общие затраты времени между всеми пунктами передвижений на автомобилях по кольцевой схеме почти в 1,5 раза меньше, чем по прямоугольной (это один из больших плюсов кольцевой схемы);

− по всем технико-эксплуатационным характеристикам (количество перевезённых пассажиров на автомобильном транспорте и др.) радиальнокольцевой вариант оказывается в 1,3 раза лучше прямо-угольного. В транспортных узлах-пересечениях прямоугольных дорог наиболь-

шие потоки образуются в прямых направлениях, а поворотные потоки с одного кольца на другое превалируют с внешних направлений на внутренние, но не по кольцевому направлению движения.


87

Несмотря на то, что интенсивность на радиально-кольцевых сетях больше чем на прямоугольных время нахождения автотранспорта на дороге меньше. За счет сокращения времени нахождения на дороге валовый выброс вредных веществ, отходящий от автотранспорта, сокращается прямо пропорционально времени. При расчете концентраций вредных веществ при помощи программного обеспечения временной фактор не учитывается, что говорит о неточном прогнозировании загряз-нения воздушного бассейна от автотранспорта.

Нами был произведен расчет выбросов загрязняющих веществ, отходящих от автотранспорта в двух вариантах дорожного проектиро-вания: вариант кольцевой развязки – как оптимальное условие проектиро-вание и вариант перекрестка (пересечение двух улиц под прямым углом) – как предполагаемый не самый перспективный вариант. Согласно проведенным расчетам по программе «расчета выбросов автотранспорта» с использованием методики определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов, утвержден-ной приказом Госкомэкологии России №66 от 16.02.1999 выбросов по варианту «кольцо» выделяется меньше. По выбросам оксида углерода эта величина меньше в 1,48 раза, оксида азота примерно одинаковая, диоксиду азота больше в 1,06 раза, углеводороды (пары бензина) в 1,44 раза меньше, углеводороды (пары керосина) примерно одинаковая, по диоксиду серы – в 1,58 раза меньше, по формальдегиду в 1,52 раза меньше, по бензапирену в 1,86 раза меньше.

Не смотря на то, что пересечение улиц по типу «кольцо» занимает больше площади, и автомобили движутся дольше, но за счет разницы в скорости движения и меньшем переключении передач проезжают весь перекресток горазда быстрее, чем при простом пересечении улиц (кресто-образный перекресток) со светофорным регулировании. При городском варианте размещения пересечение улиц по типу «кольцо» занимаемая площадь имеет, является одним из основных технико-экономических показателей. Данная площадь при крестообразном перекрестке подвержена высоким экологическим рискам. На такой территории размещаются остановки и пешеходные переходы. В городских условиях на данных территориях загруженность автотранспортом таких перекрестков в течение дня составляет более 62 %. Согласно расчетам рассеивания опасная концентрации ЗВ по воздействию на население гораздо выше при варианте перекресток, где, как правило, располагаются остановки и пешеходные


88

переходы. Опасные концентрации по варианту «кольцо» гораздо проще снизить в два раза при регулировании транспортных потоков. Также по варианту «кольцо» возможно, применить больше природоохранным меро-приятий для снижения опасной концентрации ЗВ до допустимой.

Результатами наших исследований стали следующие предложения: − при росте городской застроенной территории необходимо увеличи-вать территории занятые транспортной инфраструктурой;

− планирование территории должно осуществляться с преобладанием кольцевых схем улично-дорожной сети;

− переход от прямоугольных улично-дорожной сетей в г.Воронеже к кольцевым, что позволит снизить выбросы от автотранспорта;

− разработка автоматизированных систем управления улично-дорож-ной сетью в тех местах, где невозможно перейти к кольцевым схемам улично-дорожной сети, для сокращения времени передви-жения автотранспорта. В ходе реализации данных мероприятий и внедрения их в

проектирование развития городской транспортной инфраструктуры, раздел проекта по «Охране окружающей среды» в составе проектной документа-ции по реконструкции улиц Антонова-Овсеенко, Ломоносова и Шишкова был одобрен управлением Роспотребнадзора по г. Воронежу Воронежской области и Госэкспертизой по Воронежской области.

III. Информационные технологии

89

III. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ

РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ

С.И. Абрахин, Н.В. Климошенко ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

В последнее время все чаще и чаще мы сталкиваемся с различными чрезвычайными ситуациями (ЧС), которые наносят вред не только людям, но и окружающей среде. Поэтому проблема мониторинга и прогнозиро-вания ЧС с каждым годом становится все актуальней. Ежегодно лесными пожарами уничтожаются огромные площади лесных массивов, пожары наносят значительный экономический и экологический ущерб. В борьбе с пожарами важную роль играет их раннее обнаружение и прогнозирование распространения огня.

Одним из направлений, позволяющих решить эту задачу, в настоя-щее время стало математическое моделирование и широкое внедрение информационных технологий. Целью данной работы является построение математической модели прогноза распространения лесного пожара в виде контура произвольной формы. При построении прогноза должны учитыва-ются такие параметры как: вид пожара, класс пожарной опасности погоды, длительность прогноза, направление ветра, наличие в зоне прогноза преград для распространения огня, а также рельеф местности. Эта модель должна быть реализована гибкую систему для обработки мониторинговых данных, которая будет выполнять прогноз лесных пожаров, регулируя па-раметры и режимы своей работы в зависимости от пожарной обстановки.

Такая система должна быть привязана к реальной местности. Реализовать такую привязку позволяет ГИС, предназначенная для сбора, хранения и обработки данных о горимости лесов, условиях возникновения и развития лесных пожаров, их воздействии на окружающую среду, а также для интерпретации и анализа этих данных.

Работа выполнялась в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (номер контракта П218, от 22 июля 2009 г.).

В основу математической модели распространения лесного пожара положена «Методика оперативной оценки последствий лесных пожаров»


90

утвержденную Министерством РФ по делам ГО и ЧС (далее «методика»). Данная методика предназначена для прогнозирования последствий круп-ных лесных пожаров и может быть использована для оперативной оценки последствий лесных пожаров и принятия управленческих решений.

При построении математической модели слой горючего материала рассматривается в декартовой системе координат (x,y). Распространяю-щийся по растительному покрову процесс горения рассматривается как распространение огня по плоскому слою горючих материалов.

Контуром пожара G(t) называют границу всей области, пройденной и охваченной огнем к определенному моменту времени. Кромкой K(t) лесного пожара называют границу контура непрерывно продвигающуюся по горючему материалу полосу горения. Кромка пожара в момент времени t представляет собой замкнутую линию. Целью прогнозирования является определение контура пожара G(t+Δt) в момент времени t+Δt по известному контуру G(t) в момент времени t или же кромки пожара К(t+Δt) в момент времени t+Δt по известной кромке К(t) в момент времени t (рис. 1).

Рис. 1. Распространение контура пожара

Для решения поставленной задачи кромка пожара представляется в виде множества точек, при этом первоначально кромка пожара представля-ется в виде множества отрезков {(1,2);(2-3);…;(n-1,n);(n,1)} образующих замкнутый конур (рис. 1), и каждый отрезок разбивается на точки. Для каждого отрезка известны две конечные точки (x1, y1) и (x2, y2). Чтобы найти координаты точки (x,y), находящейся внутри отрезка, применяется каноническое уравнение прямой, проходящей через две точки:

011

1212 =−−−−

yyxxyyxx

, 12

1

12

1

yyyy

xxxx

−−

=−−

,

( )( )( )12

1211 xx

yyxxyy−

−−+=

. Распространение пожара происходит от центра масс С контура

горения (рис. 1) в направлении вектора ai соединяющего центр масс с

X

Y

О

G(t)

G(t+Δt)

K(t)

K(t+Δt) C

1 2

n

3 n-1

a1

a2

a3

an

an-1


91

каждой i-ой точкой кромки пожара. Вычисление нового местоположения кромки пожара определяется по формулам:

xi(t+Δt)=xi+ Δxi Δxi=di cos(α) yi (t+Δt)=yi+ Δyi Δyi=di sin(α) di=vi Δt где: α - азимут вектора ai (угол, образованный направлением севера (ось OY) и вектором ai), ∆xi – приращение по оси OX, ∆yi – прира-щение по оси OY, vi – линейная скорость распространения пожара в i-той точке контура горения, ∆t – шаг по времени, di – линейное приращение контура горения по направлению вектора ai (рис. 2):

Рис. 2. Определение нового местоположения точек кромки пожара

Таким образом, для того чтобы определить положение кромки пожара в следующий момент времени необходимо определить линейные скорости распространения лесного vi пожара по направлениям векторов ai.

Основными элементами лесного пожара являются: фронт, фланги и тыл:

− Фронт пожара – наиболее быстро распространяющаяся в направле-нии ветра кромка пожара.

− Тыл – двигающаяся против ветра кромка огня. − Фланги – продвигающаяся перпендикулярно ветру кромка пожара. Характер распространения лесного пожара в направлениях фронта,

тыла и флангов в достаточной степени изучен, и соответствующие скорос-ти распространения лесного пожара можно получить из графиков зависи-мостей скорости распространения лесного пожара от скорости ветра, типа пожара, класса лесных насаждений и прочих параметрах влияющих на распространение огня, приведенных в «методике». Для приближения указанных зависимостей применяются методы аппроксимации функций полиномом пятой степени по методу наименьших квадратов.

X

Y

O

i

ai Δx Δy di

α


92

Данные определяются исходя из статистических данных лесных хозяйств России за определенный промежуток времени, полученных на основе анализа реальных лесных пожаров, а также экспериментальных данных.

Математическая модель вычисления линейной скорости распростра-нения ЛП основана на применении нечетких множеств и заключается на анализе каждой i-той точки кромки пожара по отношению к нечетким множествам характеризующих «фронт», «правый фланг», «тыл», «левый фланг» лесного пожара. Применяются нормальные функции принадлеж-ности треугольного вида, как наиболее простые, в дальнейшем при проведении дополнительных исследований их вид может быть изменен для достижения более точных результатов прогноза (рис. 3).

Рис. 3. Представление нечеткой переменной

Для того, чтобы можно было проводить анализ каждой i-той точки кромки пожара на предмет принадлежности к нечетким множествам, необходимо определить угол отклонения αi каждой точки от направления ветра (рис. 4).

Начало отсчета углов производится от направления севера. Пусть координаты «северного» вектора – (x0, y0), координаты i-той точки кромки пожара – (xi,yi), тогда отклонение i-той точки кромки пожара от направления севера получим как:

0 02 2 2 20 0

arccos i ic

i i

x x y yx y x y

α+

=+ + .

Формула для определения угла между направлением ветра и i-той точкой кромки пожара αi:


93

( ),

360 ,c v c v

ic v c v

α α α αα

α α α α

− >= + − < . После проведения анализа на принадлежность каждой точки контура

горения, к фронту, тылу, тому или иному флангу в зависимости от угла отклонения этой точки, получим 4 значения – степени принадлежности к фронту, тылу, тому или иному флангу этой конкретной точки контура горения.

Рис. 4. Угол отклонения точки контура горения (α)

Полученные с помощью этой функции значения использовались для расчета скоростей. После определения коэффициентов принадлежности для каждой точки кромки пожара учитываются и все его свойства, а также погодные условия. Эти значения играют роль коэффициентов в формуле скорости распространения пожара, используемой для определения местоположения кромки пожара на следующем временном шаге и которая выглядит следующим образом:

υ = α×υфр. + β ×υпр.фл. + γ ×υт. + δ ×υл.ф., где: α, β, γ, δ– коэффициенты, характеризующие степень принад-лежности; υфр., υпр.фл., υт., υл.фл. – скорости перемещения фронта, правого фланга, тыла и левого фланга соответственно (определяются по «методике»). Достоинством этого метода является то, что он позволяет анализи-

ровать каждую точку не только в отношении принадлежности к тому или иному множеству (фронт, тыл, правый и левый фланги), но и учитывает все характеристики погодные и лесные в каждой конкретной точке.

Направление ветра

Фронт

Правый фланг

Тыл

Левый фланг

i-ая точка

контура

αv

αi

αc

αv

X

Y


94

Достоинством этого метода является то, что он позволяет анализировать каждую точку не только в отношении принадлежности к тому или иному нечеткому множеству (фронт, тыл, правый и левый фланги), но и учитывает все характеристики погодные и лесные в каждой конкретной точке. Если взять разбиение кромки достаточно частым, то при переходе от одной точки к другой изменение свойств лесного горючего материала будет замечено довольно быстро.

Рис. 5. Прогноз распространения пожара

при изменении направления ветра

В результате проделанной работы, создана информационная система с привязкой к реальной местности, позволяющая получать прогнозы распространения пожаров в наглядной форме на электронной карте (контуры горения в зависимости от времени распространения пожара).

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ВОЛНЫ ПРИ ПРОРЫВЕ

ПЛОТИНЫ НА РЕКЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ С.И. Абрахин, А.А. Осокин ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

На сегодняшний день становится все необходимым и актуальным математическое моделирование чрезвычайных ситуаций. В частности это связано с участившимися техногенными катастрофами и их тяжелыми последствиям – загрязнением газообразными, жидкими и твердыми отходами производства окружающей среды.


95

Одной из возможных ситуаций, является разрушение плотины. Так как существуют населенные пункты, построенные на берегах рек, необходимо уметь прогнозировать развитие подобных ситуаций, а именно знать, как пойдет поток волны прорыва и масштабы предполагаемой зоны затопления. В связи с этим математическое моделирование движения волны прорыва является актуальной задачей.

Наиболее удобными для решения подобного рода задач и представ-ления результатов прогнозирования являются географические информаци-онные системы (ГИС). Они предоставляют широкие возможности для мониторинга и прогнозирования различных чрезвычайных ситуаций.

Целью данной работы является прогнозирование последствий чрезвычайной ситуации, связанной с разрушением плотины на реке, на примере плотины на реке Содышка в окрестностях г. Владимира.

Работа выполнялась в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (номер контракта П218, от 22 июля 2009 г.).

В результате проведенного анализа цифровой карты и исходных данных, для построения волны прорыва плотины, в качестве основы математической модели было выбрано одномерное уравнение кинематической волны.

Одномерное уравнение кинематической волны описывается следую-щей формулой:

,

,

d dq R Iосdt dxmq

ξ

α ξ

+ = −

= ⋅ (1)

где ξ – высота слоя поверхностного стока; q – объём воды, проходящий через русло за единицу времени; Rос и I – интенсивность осадков и фильтрации соответственно;

α и т – параметры: где 3;2

i C moα = ⋅ = для квадратичного закона сопротивления, i0 – уклон дна, С – коэффициент шероховатости Шези. Для замыкания задачи (1) задаются начальные и граничные условия

на области [0 ] [0 ]G x a t T= ≤ ≤ × ≤ ≤ . Начальные условия определяются формулой:

( , ) ( ,0) ( )0 0x t x xtξ ξ ξ= == , 0 x a≤ ≤ . (2)


96

Граничные условия определяются формулой: ( , ) (0, ) ( )0 1x t t txξ ξ ξ= == , Tt ≤≤0 . (3)

Составим явную разностную схему для численного решения задачи (1) – (3). На первом шаге построим в области G прямоугольную равномерную сетку с шагами δ по X и τ по T. Будем искать решение в узлах этой сетки.

Сетка }/,...1,0,/,,...,1,0,,:){( LTLjNaNijtixtx jijih ======= τδτδϖ τ (рис. 6) с шагами δ, τ:

Рис. 6. Построение сетки

Рассмотрим следующую трёхточечную явную схему (рис. 7):

Рис. 7. Шаблон

В результате применения разностной схемы заменим частные производные выражениями вида:

1, ,i j i j

tξ ξξ

τ+ −∂

∂ =,

, , 1i j i jq qqx δ

−−∂∂ =

. Тогда уравнение (1) запишется в виде:

1, , , , 1 ( ) ,

i j i j i j i iq qR Ioc i j

ξ ξτ δ

+ −− −−+ =

. (4) Преобразуем это уравнение и получим:

i+1, j

i, j i, j–1

t

T

x а 0

τ

δ


97

, , 1

1, , ( ) ,( )i j i j

i j i j R Ioc i jq qτ

ξ ξ τδ

−+ −

−= + ⋅ −

. (5) Поскольку начальные и граничные условия нам известны, то с

помощью уравнения (5), мы найдем значения во всех узлах сетки, а следовательно и решение задачи (1) – (3). Теперь преобразуем уравнение склонового стока. Известно, что:

mjq α ξ= ⋅ , (6)

где 3;2jj oi C mα = ⋅ = для квадратичного закона сопротивления, i0– уклон склона

в j–той точке, С–коэффициент шероховатости Шези. Преобразуем уравнение (1), используя уравнение (6). Получим:

( ) ,( )m

j R Ioc i jt xα ξξ

−∂ ⋅∂ + =

∂ ∂ , 1 ( ) ,

mj R Ioc i jm

t xξ ξα ξ − −

∂ ∂+ ⋅ ⋅ ⋅ =∂ ∂ . (7)

Или:

11, , , ,( ) ( ) .,i j i j

m mmj i j i j

R Ioc i jα ξ ξτδ

ξ ξ+ ⋅ ⋅ −−

⋅ + −= − (8)

Так как начальные и граничные условия известны, то используя уравнение (8), найдем значения во всех узлах сетки, а, следовательно, и решение задачи (1) – (3). В нашем случае, правую часть в уравнении (7) можно отбросить, так как она не имеет существенного влияния на результаты прогнозирования ЧС.

Построенная разностная схема имеет первый порядок аппрокси-мации, с условием устойчивости:

11 mmα ξτ δ

−

≥ или

1mmα ξ τ δ− ≤ . (9) Так как в уравнении (7) правая часть отсутствует, то дополнительное

условие устойчивости по правой части не требуется. Выполнив прогноз распространения волны прорыва плотины на реке

Содышка, на основе разработанной математической модели, следует отоб-разить результаты моделирования на электронной географической карте.

Прогноз выполнялся при следующих параметрах: разрушение плотины происходит полностью и мгновенно (наихудший вариант развития событий), начальное условие – уровень затопления в узлах сетки по координате в начальный момент времени равен нулю, граничное условие – уровень затопления в начальном узле сетки по координате в начальный момент времени равен глубине водохранилища у плотины, и изменяется по времени в зависимости от вытекшего объема воды. Шаг по


98

пространственной и временной координате соответственно: δ=250м, τ=60с. Шаги сетки по времени и по расстоянию подбирались, таким образом, чтобы удовлетворять условию устойчивости (9).

Приложение для моделирования движения волны при прорыве плотины на реке запускается через форму “Система прогнозирования последствий прорыва плотины” (рис. 8). В соответствующие поля на форме вводятся необходимые параметры для моделирования. Параметр “номер временного среза” позволяет отобразить зону затопления для указанного времени после прорыва. Параметр “Сохранить в таблицу” позволяет сохранить результаты реализации численной схемы математи-ческой модели кинематической волны в таблицу атрибутов точечной темы реки.

Рис. 8. Форма «Система прогнозирования последствий прорыва плотины»

В результате построена математическая модель процесса распростра-нения волны прорыва возникающей вследствие разрушения плотины. На основе разработанной математической модели была создана информацион-ная система, с применением ГИС–технологий, прогнозирования последст-вий динамики распространения волны прорыва в виде характерных зон затопления, осуществлен прогноз распространения волны прорыва на примере плотины на реке Содышка в окрестностях города Владимира. Результатами моделирования стала электронная географическая карта на которой отображены последствия чрезвычайной ситуации, возникающей при прорыве плотины на реке Содышка в окрестностях города Владимира (рис. 9), также проведена оценка характеристик волны прорыва.


99

Рис. 9. Волна прорыва через 30 мин, максимальное удаление – 5,42 км

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОСЛЕДСТВИЙ

АВАРИЙНЫХ РАЗЛИВОВ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ С.И. Абрахин, Н.Е. Чугунова ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Одним из часто встречающихся видов техногенных чрезвычайных ситуаций на территории России являются разливы нефти при авариях на нефтепроводах. Это обусловлено наличием большого количества нефте-проводов: магистральных, промысловых, внутризаводских, причем многие построены 30-40 лет назад и сильно изношены. Аварийный разлив может произойти в любой точке линейной части нефтепровода, нефть растечется по суше и затем, в силу особенностей рельефа, может попасть в реки. Последствия небольших разливов нефти обычно ликвидируются силами предприятий, либо разлившаяся нефть разлагается естественным путем. Большие разливы нефти привлекают внимание общественности и, как правило, требуют принятия срочных мер со стороны органов государст-венной власти.


100

Целью данной работы является построение математической модели распространения нефти и нефтепродуктов по поверхности земли, возникшего в результате аварии не нефтяной магистрали с применением ГИС технологий.

Результаты моделирования аварийных ситуаций при эксплуатации нефтепроводов являются основой для оценки и расчета вредного воздейст-вия аварийных разливов на население и территорию, а также планирования мероприятий по ликвидации последствий этого разлива: утилизации разлившейся нефти и почвы, расчета сил и средств для этих работ.

Работа выполнялась в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы (номер контракта П218, от 22 июля 2009г.).

При построении математической модели движения нефти по поверхности земли за основу берутся уравнения, описывающие формиро-вание речного стока воды на поверхности водосбора в силу схожести при постановке задачи и механизмах распространения жидкости.

Составим явную разностную схему для численного решения уравнения:

где слой поверхностного стока, интенсивность осадков, интенсивность фильтрации. Будем рассматривать уравнение в области

Начальные условия определяются формулой:

Граничные условия определяются формулой:

где S – область водосбора, Г – его граница, и - заданные функции. Введем сетку как совокупность точек , где ,

, , , , , , . Здесь - шаг сетки по переменным x, y, - шаг сетки по переменной t. (рис. 1)


101

Рис. 10. Сетка

Для аппроксимации уравнения (3.1) в узлах сетки применим формулы численного дифференцирования:

Используя шаблон, перепишем формулы в виде:

Тогда уравнение (1) запишется в виде, учитывая направления по и

против потока:

где – знак уклона дна

Поскольку начальные и граничные условия заданы, то с помощью

уравнения (6) найдем значения во всех узлах сетки, а, следовательно, решение задачи (1)-(5).

- ЦМР

- сетка

- узел сетки


102

Преобразуем уравнение склонового стока. Известно что,

где , и - уклон дна по осям x и y

соответственно, для квадратичного закона сопротивления.

Преобразуем уравнение (3.1) используя уравнение (7). Получим

Заменим частные производные следующими формулами:

Переобозначим

Отсюда уравнение (3.8) примет вид:

Преобразуем начальные (4) и граничные (5) условия:

при при Так как начальные и граничные условия известны, то используя

уравнение (9), найдем значения во всех внутренних узлах сетки, а следовательно и решение задачи (1) – (5).

Условие устойчивости полученное в соответсвиии с принципом замороженных коэффициентов:

Исходными данными для прогнозирования стала оцифрованная

карта города Владимира, рельеф которой представляет собой множество точек отметок высоты. Кроме рельефа на карту также были нанесены основные улицы, дома, объекты гидрографии.

Далее с помощью подключаемого к ArcGIS модулю Spatial Analyst, который предоставляет пользователю широкие возможности создания,


103

отображения и анализа растровых данных, были создана грид-тема рельефа местности, являющейся также ЦМР.

Моделирование проводилось при следующих параметрах: − Интенсивность источника – 0,1 м3/с; − Время отключения источника – 1 мин.; − Время затопления – 120 мин.; − Количество этапов – 3. В ходе проведения прогноза были получены следующие результаты.

Время прогнозирования

Площадь затопления, м2

Максимальная глубина затопления, м

40 минут 52 0,58766 1 час 20 минут 88 0,31357

2 часа 138 0,2061

Рис. 11. Результаты моделирования через 2 часа

В результате построена математическая модель процесса движения нефти по поверхности земли. Для численного решения уравнений матема-тической модели была построена явная разностная схема первого порядка аппроксимации. Результаты моделирования отображены на электронной карте (рис. 11).


104

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА УРБАНИЗИРОВАННОЙ ТЕРРИТОРИИ Г. ВОРОНЕЖА

С.А. Епринцев Воронежский государственный университет, г. Воронеж

Анализ формирования зон экологического риска на территории города Воронежа показывает необходимость создания специальной систе-мы снижения уровней экологического риска, основой которой будет служить экологический мониторинг на основе геоинформационных технологий. Экологический мониторинг г. Воронежа должен является многофункциональной подсистемой, взаимодействующей с другими подсистемами единой государственной системы экологического монито-ринга [2, 3, 5-7].

Анализ имеющейся информации позволяет утверждать, что показатели заболеваемости населения по различным классам болезней могут служить индикаторами качества окружающей среды. Например, индикатором загрязнения атмосферы и почвенного покрова свинцом может служить возрастание онкозаболеваемости у населения, возрастание заболеваемости болезнями нервной системы и органов чувств у детского населения; индикатором повышения содержания в атмосфере оксида серы, азота, формальдегида может являться повышение уровня заболеваемости болезнями органов дыхания у населения [3, 5, 6].

Эколого-геохимический мониторинг индустриально-развитого города на основе ГИС-технологий представляет собой [1, 4]:

− систему наблюдений за изменениями геохимического состава основных природных сред – почвы и атмосферы под воздействием техногенного прессинга, а также под влиянием градопланиро-вочных и аэрационных факторов экологического риска;

− систему наблюдений за состоянием здоровья населения, как «отклика среды» на содержание загрязнителей природных сред;

− выработку мер по оздоровлению природной среды города и минимизации экологического риска. Задачами эколого-геохимического мониторинга индустриально-

развитого города на основе ГИС технологий являются: − контроль содержания различных поллютантов в депонирующих средах города;


105

− своевременное выявление изменений содержания загрязняющих веществ в природных средах – почве и атмосфере; оценка и прогноз динамики загрязнения;

− расчёт уровней экологического риска, и прогнозирование возникно-вения экологически-обусловленных заболеваний населения;

− выявление экологически-обусловленных заболеваний у населения; − выявление приоритетных техногенных, градопланировочных, метеорологических факторов загрязнения природных сред города;

− детальный анализ реестра выбросов промышленных предприятий, особенно анализ выбросов специфических малоизученных ингредиентов загрязнения различных сред;

− прогноз и выработка рекомендаций о предупреждении и об устранении последствий негативного влияния загрязнения окружающей среды на организм человека;

− информационное обеспечение природоохранных служб экологичес-кого контроля и органов здравоохранения результатами поисковых исследований по оценке риска здоровью и пространственному размещению зон риска;

− создание картографического материала на основе ГИС технологий, включающего полученные данные для дальнейшего использования результатов анализа в системе «среда-здоровье» различными планово-проектными, экологическими, медицинскими и другими службами. Это особенно важно, т.к. просчёты в градостроительстве и

недостаточное внимание к проблеме нарастающего техногенного прессинга на территории города Воронежа, прежде всего, обусловленного эколого-геохимическими факторами, в последние годы приводит к формированию геохимических аномалий, зон экологического риска, имеющих довольно большую площадь и стабильный характер [2, 5, 7].

Главной целью создания системы эколого-геохимического монито-ринга является организация на базе геоинформационных технологий межотраслевой и иерархической системы сбора, обработки, хранения и выдачи информации, обеспечивающей постоянную диагностику общест-венного здоровья и среды обитания, а также информационную поддержку принятия решений, направленных на обеспечение эколого-гигиенического благополучия.

Система постоянных наблюдений за изменениями в состоянии здоровья населения города и выявление причин ухудшения сложившейся


106

ситуации в настоящий момент являются чрезвычайно важными пробле-мами индустриально-развитых городов. Причем объективные данные о зависимости заболеваемости населения от условий окружающей среды в настоящее время позволяют получить, прежде всего, количественные подходы, опирающиеся на современные информационные технологии. Наиболее универсальным инструментом для прогнозирования заболевае-мости населения в связи с антропогенным воздействием и различными природными явлениями являются математические модели расчётов экологического риска на основе компьютерных геоинформационных технологий [5].

ГИС «Экогеохимия и техногенные риски г. Воронежа», включающая базу данных о загрязнении природных сред за многолетний период, заболеваемости населения различных возрастных групп; картографический и ландшафтно-планировочный блоки данных позволяет объективно оценить ситуацию в текущий момент, спрогнозировать ее дальнейшее развитие и дает возможность анализировать и отображать состояние городских экосистем, включая и здоровье населения.

ГИС-карты составят основу документов для анализа возможного воздействия на население различных факторов загрязнения окружающей среды, т.к. заболеваемость населения служит «откликом» среды на воздействие антропогенного прессинга.

Для того, чтобы результаты математического моделирования данных эколого-геохимического мониторинга способствовали принятию решений в сложившейся ситуации, результаты должны легко передаваться в ГИС и, наоборот, – данные из ГИС должны распознаваться и использоваться в расчетах при построении математических моделей. При удачном и корректном совмещении математических моделей и ГИС можно достичь максимального эффекта от результатов моделирования и расширить область применения ГИС.

Актуальность данной проблемы повышается тем, что сегодня в России не существует единой организационно сформированной системы сбора информации и методов взаимоувязывания данных различных ведомственных структур, что может послужить предметом дальнейших разработок в области ГИС-технологий.

В рамках БД «Экогеохимия и здоровье населения г. Воронежа» рассчитываются величины индекса загрязнения атмосферы, суммарного показателя загрязнения почвы, величины канцерогенного и неканцероген-ного экологических рисков для каждой точки отбора проб, а также средние


107

показатели по районам и городу в целом. В рамках географо-картографического блока предполагается ежегод-

ное обновление картографического материала города, нанесение на электронную карту новых жилых объектов, начавшихся строек, а также объектов экологического риска – АЗС, промышленных объектов, автодорог и т.д. Кроме того, на электронной карте необходимо регистрировать увеличение или уменьшение рекреационной зоны, зелёных насаждений, садов, парков и т.д.

Таким образом, основными составляющими частями ГИС «Эко-геохимия и техногенные риски города Воронежа», посредством которой осуществляется эколого-геохимический мониторинг, являются автомати-зированная база данных «Экогеохимия и здоровье населения города Воронежа» и географо-картографический блок.

При помощи ГИС «Экогеохимия и техногенные риски» в рамках эколого-геохимического мониторинга осуществляется реализация двух блоков – оценочно-аналитического и проектно-планировочного.

В рамках оценочно-аналитического блока производится ГИС-картографирование зон экологического риска, оценка факторов техноген-ной нагрузки на формирование зон экологического риска, оценка градо-планировочных и аэрационных факторов в формировании полей техноген-ного загрязнения природных сред, оценка заболеваемости населения, рассматриваемой как «отклик урбоэкосистем» на формирование полей экогеохимического загрязнения природных сред.

В рамках проектно-планировочного блока осуществляется разработ-ка и внедрение плановых эколого-технологических мероприятий по оздоровлению природной среды и повышению комфортности для прожи-вания населения. Кроме того, в рамках этого блока в совокупности с данными «экстренного блока» осуществляется выработка внеочередных эколого-технологических мероприятий по оздоровлению природной среды и снижению уровней экологического риска для населения.

Также в рамках проектно-планировочного блока осуществляется корректировка мест размещения точек планового отбора проб воздуха, почвы, питьевой воды, корректировка анализируемых загрязнителей в отобранных пробах, корректировка приоритетных исследуемых показа-телей заболеваемости населения.

Таким образом, разработанная схема эколого-геохимического мони-торинга индустриально-развитого города на основе геоинформационных технологий может быть реализована в большинстве промышленных


108

городов России и других развитых стран мира. Однако, необходимо учитывать специфику техногенной нагрузки и природные условия конкретного города для составления приоритетного перечня исследуемых загрязнителей природных сред и критериев общественного здоровья.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Геоэкологический анализ состояния природно-социально-производ-ственных систем / А.А. Ямашкин [и др.]. – Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2004. – 260 с.

2. Джувеликян Х.А. Экология, город, человек / Х.А. Джувеликян. – Воронеж, 1996. – 104 с.

3. Епринцев С.А. Экологическое зонирование города Воронежа с использованием геоинформационных технологий / С.А. Епринцев, С.А. Куролап, Н.П. Мамчик, О.В. Клепиков // Вестн. Воронеж. гос. ун-та: Сер. география и геоэкология. – 2008. № 1. – С. 68-76.

4. Кочуров Б.И. Экодиагностика и сбалансированное развитие : учеб. пособие / Б.И. Кочуров. – М., 2003. – 384 с.

5. Куролап С.А. Воронеж: среда обитания и зоны экологического риска / С.А. Куролап, С.А. Епринцев, О.В. Клепиков и др. – Воронеж: издательство «Истоки», 2010. – 207 с.

6. Куролап С.А. Оценка риска для здоровья населения при техно-генном загрязнении городской среды / С. А. Куролап, Н. П. Мамчик, О. В. Клепиков. – Воронеж: ВГУ, 2006. – 220 с.

7. Негробов О.П. Экологические основы оптимизации и управления городской средой. Экология города / О.П. Негробов, Д.М. Жуков, Н.В. Фирсова. – Воронеж: ВГУ, 2000. – 272 с.

Исследования выполнены при финансовой поддержке гранта президента РФ для государственной поддержки молодых российских учёных – кандидатов наук (проект МК-3566.2009.5).

РАЗРАБОТКА БИОКЛИМАТИЧЕСКИХ КАРТ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ

А.Н. Краснощёков, Е.Ю. Кулагина ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Современный человек в значительной степени освободился от непосредственного влияния погоды, создав для себя с помощью разнообразного оборудования искусственный климат. Однако погодно-


109

климатические условия продолжают оставаться важнейшими среди факторов окружающей среды во многом определяющими условия проживания человека на протяжении всей его жизни. Одним из таких факторов является биоклимат. Биоклимат территории – важный природный ресурс, от состояния которого зависит комфортность и самочувствие человека, работоспособность, производительность труда и здоровье организма в целом. Именно по этой причине изучение и правильный учет биоклиматических данных очень важны и необходимы.

В исследовании использовались метеорологические данные с 2001 по 2008 год с 44 метеостанций различных городов ЦФО РФ. Показания регистрировались в течение дня через каждые три часа. Первоначальная база данных представляла собой текстовые документы, состоящие из огромного количества чисел. Сначала данные были импортированы в MicroSoft Excel, где впоследствии подверглись обработке.

Во время импорта исходной базы данных в MicroSoft Excel, данные были восприняты как списки значений с разделителями. После импортирования данных в MicroSoft Excel, началось их преобразование, которое подразумевало перевод данных в числовой формат.

После сохранения данные были импортированы в программу ArcView GIS Version 3.1. С помощью этой программы сначала был произведен поиск случайных данных, так как на метеостанциях при фиксировании климатических параметров и записи в базу данных могут встречаться ошибки. Например, если рассматривать такой климатический элемент, как температура, то в течение дня ее значения должны колебаться в небольших пределах и через каждые три часа они должны соответствовать реальным цифрам. Но бывают и опечатки, то есть в течение дня температура составляла где-то 5°-7оС, но встречаются нереальные значения, которые связаны либо с неправильно поставленным знаком, либо с лишними цифрами в значениях. Для обнаружения таких значений была использована функция <Query Builder>. Эта функция выделяет строки не удовлетворяющие заданному условию. Поиск случайных данных заключается в нахождении, исправлении и устранении ошибок. С помощью ArcView GIS Version 3.1 проверенны все климатические элементы и исправлены все ошибки.

Следующий этап работы заключался в вычислении основных климатических показателей: температуры, температуры максимальной, минимальной, ночной, дневной, скорости ветра, его направления,


110

влажности, давления, количества осадков, высоты снежного покрова, облачности и высоты облаков, которые послужили основой для вычисления биоклиматических показателей.

Для этого в MicroSoft Excel по каждому городу и каждому пункту наблюдения (метеостанции) были созданы таблицы за каждый месяц с 2001 по 2008 гг. С помощью ГИС ArcView были вычислены средние значения перечисленных климатических элементов и внесены в заранее созданные в MicroSoft Excel таблицы.

После того, как все таблицы по месяцам были заполнены, началось вычисление климатических показателей по сезонам года, а также среднегодовые значения.

В <Мастере функций> была выбрана категория <Статистические>, Аргументом функции явилось СрЗНАЧ., возвращающее среднее (арифметическое) своих аргументов. Таким образом, вычислены все средние значения по сезонам года и среднегодовые в целом по всем метеостанциям изучаемых областей, эти данные так же сведены в общие таблицы.

Таким образом, созданы таблицы с основными климатическими показателями за каждый месяц, за каждый сезон данных лет, а также среднегодовые по всем метеостанциям ЦФО РФ.

Аналогично были вычислены биоклиматические параметры территории. Они определялись на основе обработанных климатических данных. Все вычисления проводились с помощью ГИС ArcView. Для этого была выбрана функция <Query Builder>. Эта функция позволяет быстро и точно произвести вычисления по заданным выражениям. После этого, также как и в случае с климатическими параметрами, были определены и сведены в таблицы средние значения биоклиматических данных за разные периоды по всем метеостанциям исследуемого региона.

Таким образом, исходные данные были подготовлены для следующего этапа работы – создания карт.

Первым этапом при разработке карт было создание на электронной карте ЦФО РФ точечного слоя месторасположения метеостанций. В атрибутивную таблицу данного слоя вносился номер метеостанции, соответствующий номеру в исходной таблице, которая была составлена в MicroSoft Excel. После этого началось преобразование и импорт атрибутивных данных, то есть созданная таблица была сохранена в формате DBF III и привязана к ГИС ArcView. В результате получены слои


111

с климатическими данными (температура, скорость ветра, атмосферное давление и т.д.). Созданные слои были спроецированы в мировую геодезическую систему координат WGS-84. Далее с помощью ГИС ArcGIS эти слои были преобразованы. Для этого каждый слой с климатическими параметрами интерполирован с помощью метода обратно взвешенных расстояний. Этот метод вычисляет значения ячеек по среднему от суммы значений точек замеров, находящихся вблизи каждой ячейки. Чем ближе точка к центру оцениваемой ячейки, тем больший вес, или влияние, имеет ее значение в процессе вычисления среднего. Данный метод предполагает, что влияние значения измеренной переменной убывает по мере увеличения расстояния от точки замера [1]. После этого с помощью <Классификации> редактировался вид изображения полученных данных, то есть выбиралась более рациональная и наглядная градация значений. Классификация означает замену входных значений ячеек новыми выходными значениями.

Все карты создавались с сохранением присвоенных градаций значений и цветов, характерных для того или иного биоклиматического параметра. Такой порядок действий применялся последовательно ко всем слоям.

Заключительным этапом было создание легенды карты, где указываются условные обозначения, использованные в процессе разработки карт, к ним относятся биоклиматические показатели, границы административных центров, города, автомагистрали, водные объекты.

Таким образом, компьютерное отображение карт пространственно-временного распределения биоклиматических индексов на территории исследования позволяет наиболее информативно и наглядно отобразить информацию, полученную в результате анализа расчетов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. ARCGIS Spatial Analyst. Руководство пользователя.



112

IV. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ И ПОДЗЕМНЫХ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ ПО СТЕПЕНИ

ЗАЩИЩЕННОСТИ РОДНИКОВЫХ ВОД ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ (НА ПРИМЕРЕ

СЕРГИЕВО-ПОСАДСКОГО РАЙОНА МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ) Е.Ю. Васильева, А.А. Рассказов

Российский университет дружбы народов, г. Москва

В условиях возрастающего дефицита воды, пригодной для питьевого водоснабжения, изучение родников – естественных выходов подземных вод на поверхность – и оздоровление территорий их распространения представляет собой комплексную задачу особой значимости.

Большое значение контроль состояния родниковых вод приобретает в Сергиево-Посадском районе, где родниковая вода исторически считается целебной и употребляется в питьевых целях как жителями района, так и многочисленными паломниками. Однако антропогенное загрязнение окружающей среды негативно сказывается на качестве воды подземных источников.

Для комплексной оценки состояния родниковых вод и их защищен-ности от возможного загрязнения необходимо учитывать геоэкологические условия территории.

Под защищенностью грунтовых вод, питающих родники, от загрязнения понимается перекрытие водоносного горизонта водоупорными слоями, препятствующими проникновению загрязняющих веществ с поверхности в подземные воды [1]. При этом вещество считается загрязняющим, если его концентрация превышает фоновую, в роли защитной зоны выступают почвы и зона аэрации.

Для определения степени защищенности родниковых вод от загрязнений нами были использованы следующие сведения о защитной зоне и грунтовых водах: рельеф местности; литологическое строение защитной зоны; глубина залегания грунтовых вод.

В результате исследования проведено районирование территории по типам литологического строения участков расположения родников. На схеме выделены типовые районы, характеризующиеся определенным строением защитной зоны (рис. 1). Описание данных районов приведено в табл. 1.

IV. Загрязнение поверхностных и подземных водных ресурсов

113

По типу литологического строения и глубине залегания грунтовых вод были определены следующие категории защитного потенциала участков расположения родников: высокий, средний, слабый, очень слабый защитный потенциал (рис. 1).

Таблица 1 Типы литологического строения защитной зоны

участков расположения родников

№ района Литологическое

строение Описание

(сверху вниз) Защитный потенциал

Район I

Суглинки Пески

разнозернистые Суглинки Пески

разнозернистые

Высокий

Район II

Суглинки Пески

разнозернистые Известняк

Средний

Район III

Пески разнозернистые Суглинки Известняк, трепела

Слабый

Район IV

Пески разнозернистые

Пески разнозернистые Известняк, трепела

Очень слабый

Слабые защитные свойства обусловлены наличием в разрезе защитной зоны проницаемых пород при малой глубине залегания грунтовых вод [2].


114

Рис. 1. Районирование территории по типам литологического строения

участков расположения родников

Подобное строение характерно для участков расположения родников №№ 2-4, 8, 9, 10, 13, 28 (район IV на рис. 1), где глины и суглинки


115

московской и днепровской морен были размыты крупными палеоводо-токами. Верхняя часть разреза представлена разнозернистыми флювиогля-циальными песками. Крупнейшие города района Сергиев Посад (родники №№ 2, 3, 4, 8) и Хотьково (родник № 13) расположены на этом участке, оказывая негативное воздействие на незащищенные подземные воды.

По мере увеличения глубины залегания грунтовых вод и появления в разрезе слабопроницаемых пород защитный потенциал этой зоны усилива-ется. В частности, на участке расположения родника № 15 присутствуют суглинки днепровской морены, защищающие нижележащие горизонты от загрязнений. Однако формирование вод, питающих родник, происходит выше этого горизонта. Они приурочены к аллювиальным отложениям, не имеющим природной защиты. В результате в воде данного родника отмечается периодическое превышение значений ПДК по ряду показа-телей, в частности нитратов, поступающих в воды с расположенных выше по склону участков с частной жилой застройкой.

Суглинки московской морены имеют региональное распространение, в связи с чем участки расположения большинства родников характеризу-ются высоким потенциалом защитной зоны [3]. Однако в районе расположения родника № 19 загрязняющие вещества с крупного полигона ТБО, расположенного в отработанном карьере, проникают в водоносный горизонт, питающий родник.

Таким образом, при изучении условий участка расположения родников необходимо оценивать не только наличие или отсутствие слабопроницаемых отложений в верхней части разреза, но также характер и величину техногенных нагрузок на территорию.

Проведенное районирование территории по геоэкологическим усло-виям участков расположения родников позволило выявить районы повы-шенного накопления загрязняющих элементов (тяжелые металлы, нитраты), что является основой планирования постановки мониторинга и мероприятий по защите водоносных горизонтов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Белоусова А.П., Галактионова О.В. К методике оценки естест-венной защищенности подземных вод от радиоактивного загряз-нения // Водные ресурсы. 1994. Т. 21. № 3. – с. 340-345

2. Гольдберг В.М. Оценка условий защищенности подземных вод и построение карт защищенности. Гидрогеологические основы охраны подземных вод. М.: Недра, 1984. – с. 171-177


116

3. Васильева Е.Ю., Рассказов А.А. Геоэкологические факторы изме-нения состава родниковых вод на территории Сергиево-Посадского района Московской области // Сергеевские Чтения. Выпуск 10. Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (20-21 марта 2008 г.). – М: ГЕОС, 2008, – с. 298-302

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД ВЛАДИМИРСКОГО РЕГИОНА

М.О. Кушнерова, Н.В. Селиванова ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Основная часть гидрографической сети Владимирской области пред-ставлена 746 малыми реками и ручьями, из них почти 80 % водных ресур-сов принадлежит рекам бассейна Клязьмы и 20%-рекам бассейна Оки.

Главной рекой Владимирской области является Клязьма, начинается она к северу от Москвы и впадает в реку Оку. Общая длина ее составляет 647 км, в пределах области – 392 км. Водосборная площадь в пределах области составляет 35 080 км2. Основное направление течения Клязьмы – с запада на восток. Основными притоками реки Клязьмы являются реки Судогда, Нерль, Киржач, Пекша и др. В бассейне Клязьмы имеются охраняемые природные объекты и водятся ценные и реликтовые живот-ные: выхухоль, ондатра, бобр; произрастают реликтовые растения (сальви-ния, водяной орех).

По юго-восточной границе области с юго-запада на северо-восток протекает река Ока. Общая протяженность реки составляет 1520 км, из них всего 157 км приходится на Владимирскую область. Водосборная площадь бассейна в пределах области составляет 8290 км2. Основными притоками реки Оки являются реки Гусь и Ушна, а также малые реки Унжа, Колпь и Илевна. Все притоки левобережные.

Всего по территории области протекает 211 рек. По своему режиму реки области относятся к равнинным, для которых характерны высокое весеннее половодье и низкое стояние уровня воды в остальное время года.

Согласно показателям качества воды поверхностных водных объек-тов по индексу загрязнения вод получены следующие данные. В реках Владимирской области нет очень чистой воды. Чистой воды в реках – 3,3 % от числа створов, охваченных мониторингом, умеренно-загрязненной -


117

20,8%, загрязненной – 33,3%, грязной – 27,5%, очень грязной – 10%, чрезвычайно грязной – 5%.

Проанализировав динамику качества воды рек Владимирской области по индексу загрязненности воды (ИЗВ) за период 2001-2008 гг., можно сделать следующие выводы: на территории нашей области боль-шинство рек относится к 3 и 4 классам качества, т.е. умеренно-грязная и загрязненная вода. К очень грязным рекам относятся р.Молокча, р.Березка, р.Гусь и р.Бужа.

По результатам мониторинга в 2008 году наблюдается изменение класса качества воды в контролируемых створах в сторону улучшения. Значительно снизилось количество створов с классом качества «очень грязная», «грязная». Но хотя уровень загрязнения и снижается, показатели продолжают превышать допустимые концентрации.

Динамика качества поверхностных вод Владимирской области по индексу загрязненности вод за 2006-2008 гг. приведена на рис.1.

Рис. 1. Качество поверхностных вод региона

Ежегодно проводятся исследования водных источников на содержа-ние токсикантов. Однако, по сравнению с 2007 годом, количество объектов, имеющих превышение нормы ПДК, уменьшилось. Если в 2007


118

году в воде всех 14-ти рек были обнаружены токсиканты, то в этом году из 17-ти рек токсиканты обнаружены только в 13-ти. Хотя и незначительно, но было выявлено превышение ПДК по нитратам, аммонию, свинцу, никелю, железу и марганцу.

Количество водных объектов, загрязненных токсикантами, в 2008 году на 22% ниже по сравнению с 2007 годом.

Таким образом, результаты исследований водных объектов, прове-денные в 2008 году, незначительно отличаются от ежегодных данных. Как и в прежние годы, содержание сульфатов, хрома, ртути, фтора, стронция и мышьяка в воде не было обнаружено. В воде по-прежнему обнаружены нитраты (14%), нитриты (5%), хлориды (4%), аммоний (3%), марганец (18%), свинец (9%), железо (28%), никель (4%).

За период 2000-2007 гг. отмечается увеличение процента проб воды, не отвечающих санитарным нормам, отобранных в водоисточниках по микробиологическим показателям, что связано с ухудшением санитарного состояния водоёмов, используемых для питьевого водоснабжения, в связи с возрастающей антропогенной нагрузкой.

Динамику качества воды поверхностных источников водоснабжения по микробиологическим показателям наглядно демонстрирует график (рис. 2.)

Рис. 2. Качество воды поверхностных источников водоснабжения по

микробиологическим показателям

Основными источниками загрязнения поверхностных вод на территории г. Владимира и Владимирской области являются предприятия


119

промышленности и жилищно-коммунального хозяйства. Главными водо-пользователями являются предприятия коммунального хозяйства, энерге-тической, химической, машиностроительной и пищевой промышленности. По количеству забираемой и сбрасываемой воды промышленные предпри-ятия стоят на втором месте после предприятий жилищно-коммунального хозяйства. Наибольший объем загрязненных сточных вод сбрасывают предприятия г. Владимира: МПП ВКХ, Владимирская ТЭЦ (Владэнерго). Большой вклад в загрязнение вносят такие большие города как Ковров, Муром, Александров.

В связи с интенсификацией развития, сельское хозяйство становится одним из основных источников загрязнения поверхностных вод Владимир-ской области. Главные отрасли сельского хозяйства – рыбоводство, свиноводство, овощеводство имеют четко выраженный пригородный характер. Неправильное хранение и использование удобрений является причиной загрязнения водоемов.

Вызывает опасение санитарное состояние территории предприятий, расположенных близко к воде. Скопление мусора, металлолома, нефтепро-дуктов часто становится активным загрязнителем водотоков во время весеннего половодья и дождевых паводков.

Свыше 50 процентов очистных сооружений в регионе находится в неудовлетворительном техническом состоянии. Многие сооружения выведены из эксплуатации и списаны, другие либо не работают, либо эксплуатируются в режиме механической очистки. Неэффективная работа подавляющего большинства очистных сооружений, фактически преврат-ила малые реки области в приемники сточных вод. На качество воды в реках влияют чрезмерная концентрация производства и населения в крупных городах и поселках, а также соседние регионы – Московская, Ивановская, Рязанская, Нижегородская, Ярославская области.

Качество поверхностных вод в системе ГСМОС контролируют в соответствии с правилами, устанавливающими единые требования к построению сети мониторинга водных объектов, проведению наблюдений и обработки получаемых данных.

Работа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ (ГК № 02.740.11.0734).


120

ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ РЕКИ КАМЕНКА ПО ВИДОВОМУ СОСТАВУ ЗООБЕНТОСА

О.В. Савельев, С.М. Чеснокова ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Признано, что в экосистемах малых рек и ручьев, зообентос, исключая бактерий, является самой богатой по видовому разнообразию и количественному обилию группировкой гетеротрофных организмов. Высокая информативность, ряд особенностей биологии и значительная роль в функционировании экосистем малых водотоков и верхних участков крупных рек определяют удобство и необходимость использования зообентоса как объекта мониторинга водных экосистем, что подтверж-дается его использованием как необходимого объекта мониторинга в государственной сети Росгидромет.

Фауна донных беспозвоночных большинства водотоков России характеризуется богатством видового разнообразия, высокой плотностью и биомассой сообществ. Основное значение в функционировании их экосистем принадлежит бентоценозам. В свою очередь доминирующее положение в них занимают амфибиотические насекомые: ручейники (Trichoptera), поденки (Ephemeroptera), веснянки (Plecopter), и другие двукрылые (Diptera). Они обитают практически во всех типах водоемов и их практическое значение велико во многих аспектах. Благодаря массовому развитию личинок этих групп насекомых, имеющих жизненные циклы от нескольких недель до 1-2 лет, они играют заметную роль в экосистеме водоема. Перерабатывая поступающее в водоем органическое вещество в минеральное, они наиболее активно участвуют в самоочи-щении водоема. Представляя важнейшие объекты питания бентосоядных рыб и их молоди, личинки насекомых определяют основу кормовой базы рыб и биологические ресурсы водоема. Их успешно используют в качестве биоиндикаторов степени загрязнения рек и оценке экологического состояния водных экосистем [1].

Малоподвижный образ жизни организмов бентоса позволяет проводить пространственный анализ влияния загрязнений. Благодаря длительным жизненным циклам зообентос позволяет оценивать наиболее существенные изменения в водных экосистемах, избегая при этом влияния случайных воздействий.

Река Каменка является правым притоком реки Нерль, протекает по территории Суздальского района Владимирской области. Свое начало река


121

берет севернее села Новокаменское, а впадает в реку Нерль возле села Новоселки. Длина водостока - 41 км. В Каменку впадают река Тумка и река Бакалейка, а так же многочисленные ручьи, особенно в верхнем течении. Река загрязняется стоками с сельхозугодий СПК «Стародвор-ский», СПК «Гавриловское», СПК «Тарбаево» и ВНИИСХа и коммуналь-но-бытовыми стоками г. Суздаля. Такие загрязняющие вещества, как правило, вызывают эвтрофикацию водоемов, заиливание дна, смену видового состава гидробионтов и деградацию водотока. К усугублению этих процессов способствовало нарушение гидрологического режима реки после строительства в начале 80-х годов прошлого столетия двух плотин в черте г. Суздаля и двух плотин от истока до города, которые были сооружены с большими нарушениями, а также распашка пойменных лугов в конце 60-х годов ХХ столетия.

Отбор проб воды проводили с июля по сентябрь 2008 года. Река от истока до устья была разделена на 14 створов, которые располагались в следующих пунктах (рис. 1).

Рис. 1. Места отбора проб бентоса р. Каменка

Условные обозначения: 1. Исток (близ села Новокаменское); 2. Село Губачево; 3. Село Вышеславское; 4. 300 м ниже устья реки Бакалейка; 5. 100 м выше устья реки Тумки; 6. 100 м ниже устья реки Тумки; 7. 150 м выше моста дороги на село Янево; 8. 700 м на северо-восток от церкви села Кибол; 9. 300 м выше верхней плотины г. Суздаля, близ ГТК; 10. Пешеходный мост под стенами Спасо-Евфимиева монастыря; 11. 100 м ниже нижней плотины; 12. У моста дороги Суздаль – Владимир; 13. Близ очистных сооружений г. Суздаля; 14. Устье (между с. Кидекша и Новоселка).


122

Для оценки качества вод, устойчивости и уязвимости биотического компонента экосистемы, а так же трофности реки Каменка мы проводили биоиндикацию по методике Николаева С.Г. [2].

В основе данной методики лежит зависимость видового состава крупных донных беспозвоночных от уровня загрязнения речной воды. В качестве биоиндикаторов используют организмы, широко распространен-ные в водоемах Центральной России: червей, губок, моллюсков, рако-образных, личинок насекомых (ручейников, стрекоз, веснянок и др.).

Определение уровня загрязнения вод по методу Николаева С.Г. производится с помощью шкалы (табл. 1), которая содержит шесть классов качества вод – от очень чистых (1-й класс) до очень грязных (6-й класс). Для каждого класса качества в ходе многолетних наблюдений были найдены свои индикаторные таксоны, которые в водах других классов встречаются лишь изредка.

Таблица 1 Шкала качества вод по Николаеву С.Г.

Список индикаторных таксонов Условная значимость каждого таксона в классе,

единиц

Класс качества вод

Личинки веснянок Личинки ручейника рода риакофила

50,0

1-й, очень чистые

Губки. Плоские личинки поденок Личинки ручейника рода нейреклеп-сис. Личинки вилохвосток

25

2-й, чистые

Роющие личинки поденок. Личинки ручейников при отсутствии риакофил и нейреклепсисов. Личинки стрекоз красотки и плоско-ножки. Личинки мошек. Водяной клоп. Крупные двустворчатые моллюски. Моллюски-затворки

14,2

3-й, удовлетворительно

чистые

Личинки стрекоз при отсутствии красотки и плосконожки. Личинки вислокрылок. Водяной ослик. Плоские пиявки. Мелкие двустворчатые моллюски.

20

4-й,

загрязненные

Мотыль (в массе). Крыски (личинки мух-пчеловидок). Трубочник (в массе). Червеобразные пиявки при отсутствии плоских

25

5-й,

грязные

Макробеспозвоночных нет - 6-й, очень грязные


123

В табл. 1 кроме списка таксонов, соответствующих определенному классу качества воды, приведена условная значимость каждого из них. Эта величина использована для последующей количественной оценки уровня загрязнения. В работе представлены данные биомониторинга, проведен-ного в 2003 и 2008 годах.

Результаты оценки качества воды методом биоиндикации представ-лены в табл. 2.

Таблица 2 Результаты биологической оценки качества воды р. Каменка

№ ство-ра

Класс качества Сапробность Трофность

2003 г. 2008 г. 2003 г. 2008 г. 2003 г. 2008 г.

1 4 4 α- мезо-сапробные

α- мезо-сапробные

Эвтрофные Эвтрофные







4 3-4 3-4 α – β- мезо-сапробные

α – β- мезо-сапробные

α -мезо- -эвтрофные


5 2-3 4 Олиго- β -мезосапроб

-ные


α - β - Мезо-трофные

Эвтрофные




7 3-4 3 α – β- мезо-сапробные

β- мезо-сапробные


α –мезотроф-ные

8 4 3-4 α- мезо-сапробные

α – β- мезо-сапробные

Эвтрофные α -мезо- -эвтрофные




10 3-4 4 α – β- мезо-сапробные



Эвтрофные







13 5 5 β- поли-сапробные

β- поли-сапробные

Политроф-ные

Политрофные

14 5 5 β- поли-сапробные

β- поли-сапробные

Политроф-ные

Политрофные


124

Как следует из табл. 2, воды р. Каменка, практически на всем протяжении по гидробиологическим показателям загрязненные (4-й класс), лишь в устье – грязные (5-й класс), что связано с поступлением в реку коммунально-бытовых стоков г. Суздаля и очистных сооружений города. Водоток во всех исследованных створах эвтрофирован. Состояние биоце-ноза водотока с 2003 по 2008 года практически не изменилась, что свиде-тельствует об адаптации доминирующих гидробионтов к качественному составу загрязняющих веществ и неизменности уровня антропогенной нагрузки на водоток. Изменение класса качества воды в створе №5 (от 2-3 к 4-му) можно объяснить увеличением антропогенной нагрузки в послед-ние годы от СПК «Тарбаево».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Клишко О.К. Оценка состояния бентоценозов в реках бассейна Верхнего Амура // Малые реки: современное экологическое состояние, актуальные проблемы: Тезисы докладов международной конференции – Тольятти: ИЭВБ РАН, 2001.

2. Метод биологического анализа уровня загрязнения малых рек Тульской области. Сост. С.Г. Николаев, Н.Ю. Соколова, Э.И. Извекова, Л.А. Смирнова, Д.А. Елисеев. М.: Изд. НПТОО Ин-т пресноводных аквакультур, 1992. – 42 с.


ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА ЗИД

Н.В. Селиванова, Е.П. Елхимова ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Трижды орденоносное Открытое Акционерное Общество «Завод имени В.А. Дегтярева» (ЗИД) является современным многопрофильным предприятием, крупнейшим во Владимирской области и одним из ведущих машиностроительных предприятий страны.

Сточные воды этого предприятия содержат ионы тяжелых металлов: цинка, никеля, кадмия, меди, хрома (III), хрома (VI), а также цианиды, щелочи, кислоты. Проект станции нейтрализации был разработан в 1977 году.


125

Проектная производительность станции нейтрализации составляет 6400 м3/сут. Фактическое количество сточных вод, поступающих на очистку по стокам:

Кисло-щелочных – 4332 м3/сут. Хромсодержащих – 688 м3/сут. Циансодержащих – 880 м3/сут. Итого: 5900 м3/сут. Очистка хромсодержащих стоков осуществляется в две ступени.

Вначале хромсодержащие сточные воды самотеком поступают на усреднитель, откуда насосами подаются в реакторы. Первая ступень – восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного бисульфитом аммония (при добавлении серной кислоты) в кислой среде при рН=2.5:

4CrO3 + 6NH4HSO3 + 3H2O = 2Cr2(SO4)3 + 3(NH4)2 SO4 + 6H2O Процесс автоматизирован. При концентрации хрома (VI) в баке,

равной 0.1 мг/л, стоки самотеком поступает в приемную камеру насосной станции, где происходит предварительное их смешение с кисло-щелочными стоками.

Вторая ступень – перевод ионов трехвалентного хрома в гидроксид хрома с последующим его осаждением. Из реакторов сточная вода поступает в камеру реакции и смешения, куда после смешения с кисло-щелочными и циансодержащими сточными водами и 15-ти минутного перемешивания воздухом подается известковое молоко (при рН стока не меньше 8.5):

Cr 2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 = 2Cr(OH)3 + 3CaSО4

Обезвреженные сточные воды из камеры смешения и нейтрализации самотеком поступают в отстойник, куда для ускорения осаждения подается 0.1% раствор полиакриламида. После часового отстаивания вода поступают в горколлектор на доочистку, а осадок через донные клапаны насосом подается в шламоуплотнитель. Шлам со шламоуплотнителя подается на фильтр-пресс. Фильтрация идет до тех пор, пока не перестанет идти фильтрат, который подается обратно в камеру смешения и реакции.

Отфильтрованный осадок легко отделяется от фильтроткани отдувкой воздухом и выгружается в поддоны, а затем его увозят автопогрузчиком. Показатели очистки хромсодержащих сточных вод приведены в табл. 1.

Циансодержащие стоки поступают в усреднитель-накопитель, откуда с помощью насосов перекачиваются в реакторы. После заполнения


126

реактора до определенного уровня подача стоков в него автоматически прекращается и подается известковое молоко для подщелачивания стоков.

Таблица 1 Показатели очистки хромсодержащих сточных вод по существующей

технологической схеме Наименование ингредиента

Концентрация, мг/л ВСС, мг/л До очистки После очистки

Хром(III) 17,2 1,7 0,5 Хром(VI) 95,2 0,0012 0,001 Цинк 176,3 5,2 0,003 Медь 9,1 0,21 0,03 Никель 5,7 0,087 0,05 Кадмий 1,1 0,029 0,05 Сухой остаток 825,2 71,1 200,0 Цианиды 95,2 0,00012 0,001 Нефтепродукты и органика

1,1 0,65 0,05

При доведении стоков до значения pH, равного II, по сигналу датчика pH-метра подача известкового молока прекращается и, подается гипохлорит натрия, для перевода цианидов в цианаты. Затем стоки из реактора отводятся в усреднитель-накопитель кисло-щелочных стоков для их совместной обработки.

Кисло-щелочные стоки совместно с обезвреженными на первой стадии хромосодержащими и циансодержащими стоками поступают в накопитель-усреднитель кисло-щелочных стоков.

Из накопителя-усреднителя с помощью насосов стоки поступают в реакторы. Туда же подается необходимое количество известкового молока. Нейтрализованные стоки самотеком отводятся на вертикальные канализа-ционные отстойники. Для дополнительного контроля степени очистки после реакторов устанавливается pH-метр, хромометр и цианометр.

Пройдя цикл отстаивания в отстойнике, стоки для доочистки сбрасываются в сеть бытовой канализации предприятия. Кроме того, часть осветленной воды используется на нужды очистных сооружений – для приготовления растворов реагентов.


127

Осадок из отстойника насосом подается на фильтр – пресс для обезвоживания. Обезвоженный осадок утилизируется.

Анализ технологических показателей показывает, что практически по всем ингредиентам, за исключением сухого остатка и хрома (VI), концентрации после очистки существенно превышают согласованные для сброса. Высокие концентрации цианидов и тяжелых металлов свидетель-ствуют о наличии трудно разрушаемых комплексных цианидов. В связи с этим актуально совершенствование технологической схемы.

Предлагаемая схема очистки сточных вод гальванического производ-ства предусматривает применение комбинированного способа очистки, включающего в себя механическую очистку, сорбцию и ионообмен (рис. 2).

Предлагается установка скорого напорного фильтра для очистки от взвешенных веществ; для задержания более крупных частиц – решетки; также предусматривается установка сорбционного фильтра для очистки от нефтепродуктов и органических веществ; электродиализатора для перевода ионов хрома(III) в ионы хрома(VI) и разложения цианидов; двух ионообменных аппаратов для селективной сорбции хрома(VI); двух ионообменных аппаратов для коллективной сорбции ионов цинка, меди и никеля.

Описание технологической схемы. Сточные воды из гальванического производства самотеком поступа-

ют на усреднитель, откуда после усреднения, насосом подаются на напор-ный фильтр для удаления взвешенных веществ. Далее сточные воды подаются на сорбционный фильтр СФ, где идет сорбция нефтепродуктов и органических веществ на сорбенте «Пороласт-F». Для обеспечения бесперебойной работы этого участка технологической схемы предусмот-рены 2 сорбционных фильтра, работающих попеременно. Десорбцию нефтепродуктов проводят острым паром. Десорбат периодически собира-ют в емкость, затем отправляют на сжигание в заводскую котельную. После сорбции на пороласте-F сточные воды подаются в электродиали-затор, где происходит перевод ионов хром(III) в хром(VI), а также разложение содержащихся в сточной воде цианидов.

После электрохимической обработки вода поступает на сорбцию в колонну с эрлифтным устройством, где на селективном анионите АМ-п сорбируется хром (VI). Насыщенный ионит после сорбции периодически поступает на десорбцию в другую колонну, где происходит десорбция


128

хромата натрия смешанным раствором 8%-ного гидроксида натрия и 6%-ного хлорида натрия. Элюат собирают в емкость, затем его направляют для производства электролитов.

После сорбции хрома вода насосом периодически попеременно подается в две катионообменные колонны, где на ионите КУ-23Na идет коллективная сорбция ионов цинка, никеля, меди. Десорбция ионита осуществляется селективно: цинка – 0.2 Н раствором серной кислоты; никеля – 2 Н раствором серной кислоты; меди – 5 Н раствором серной кислоты. Элюаты цинка, никеля и меди собираются в емкости. Элюаты утилизируют (путем электролиза выделяют катодные осадки меди, никеля, цинка). Очищенная вода поступает на водооборот, так как она соответствует ГОСТ 9.314-90 на оборотную воду для гальванических производств (табл. 2).

Таблица 2 Показатели очистки хромсодержащих сточных вод по предлагаемой

технологической схеме

Очищенная вода соответствует ГОСТ 9.314-90 «Вода для гальвани-ческого производства и гальванических промывок» и рекомендуется к использованию в системе водооборота на предприятии.


Наименование ингредиента

Концентрация, мг/л Эффек-тивность очистки %

Концентрация, мг/л по ГОСТ

9.314-90 До

очистки После очистки

Хром(III) 17,2 0,0 100 0,5 Хром(VI) 95,2 0,0 100 – Цинк 176,3 0,18 99,9 0,2 Медь 9,1 0,04 99,5 0,05 Никель 5,7 0,0 100 – Кадмий 1,1 0,018 83,6 0,01 Сухой остаток 825,2 41,2 95,0 100,0 Цианиды 95,2 0,0 100 – Нефтепродук-ты и органика

1,1 0,05 95,4 –


129

ОЦЕНКА И ОЧИСТКА ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ВОД ПОЛИГОНОВ ТБО 1Т.А. Трифонова, 1Н.В. Селиванова, 2Саммар Альравашдех

1ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир 2Департмент здравоохранения, Иордания

В настоящей работе приведены результаты обследования одного из полигонов ТБО. Предложена принципиальная технологическая схема очистки фильтрационных вод.

Основным способом санитарной очистки урбанизированных территорий от ТБО остается захоронение их на полигонах и свалках, где в течение десятков лет протекают физико-химические и биохимические процессы разложения отходов, сопровождающиеся эмиссией загрязняю-щих веществ в окружающую среду. Основным источником негативного воздействия полигонов депонирования ТЬО на объекты гидросферы являются фильтрационные сточные воды (ФВ).

Объем ФВ зависит от климатических факторов, влажности и состава отходов, инженерной инфраструктуры полигона, предварительной сорти-ровки отходов. Существенным отличием ФВ от других типов сточных вод является неравномерность их накопления в течение года за счет сезонных колебаний уровня атмосферных осадков.

Каждому этапу соответствует определенная стадия биохимической деструкции отходов, которая определяет закономерности формирования состава ФВ. На первых этапах эксплуатации полигона протекает аэробная деструкция легко биодеградируемых фракций ТБО (в основном, пищевые отходы) с образованием жирных кислот, углекислого газа и воды. По мере уплотнения и увеличения количества отходов в теле полигона начинаются анаэробные процессы, длящиеся десятки лет и обусловливающие основные эмиссии загрязняющих веществ. Основные фазы анаэробной биодеструкции отходов: гидролиз, ацетогенез, активный метаногенез, стабильная фаза метаногенеза, полная ассимиляция.

Проведенное обследование ряда полигонов показало, что на большинстве из них отсутствуют специальные природоохранные сооруже-ния: гидроизолирующий экран, система дренажно-сбросной сети для сбора и утилизации ФВ. При отсутствии системы сбора ФВ они скапливаются в естественных углублениях рельефа местности и дренируют вглубь полигона. Усредненные результаты проведенного анализа химического


130

состава и органолептических свойств ФВ одного из полигонов представ-лены в табл. 1.

Исследования показали, что ФВ имеют слабокислую реакцию среды, высокую цветность, обусловленную содержанием соединений гумусовой природы и их производных. Соотношение БПК полн / ХПК = ( 1: 2,6) показывает, что в воде присутствуют биорезистентные примеси.. Низкое содержание в ФВ нитрит- и нитрат-ионов свидетельствует о торможении биохимических процессов в естественных условиях.

Из представленных данных видно, что ФВ значительно загрязнены органическими и неорганическими веществами, отсутствие очистки ФВ приводит к загрязнению грунтовых вод. Анализ проб воды, отобранных из близлежащих колодцев, показал, что грунтовые воды загрязнены не только химическими, но и микробиологическими ингредиентами.

Предложена следующая принципиальная схема очистки ФВ. Сбор фильтрата и контроль за его образованием производится с

помощью дренажных труб, расположенных в теле полигона, непосредст-венно под слоем отходов. С помощью труб и насоса фильтрат направля-ется на участок для очистки.

Таблица 1 Состав фильтрационных вод полигона Руссайфа (Иордания)

Параметры Значение рН 7,2 ХПК 21240 БПК 8000 Азот аммонийный 150 Азот нитратов 6,3 Азот нитритов 0,7 Фосфаты 0,3-1,4 Хлориды 800 Сульфаты 610 Кальций 300 Магний 210 Железо 28 Цинк 15 Медь 0,3 Свинец 0,8


131

На первом этапе осуществляется механическая очистка с помощью решетки, песколовки и жироуловителя. Далее фильтрат направляется в усреднитель и вертикальный отстойник. Для ускорения осаждения мелко-дисперсных примесей в отстойник добавляют коагулянты. Обезвоженный осадок направляется на утилизацию. Вторым этапом является биохими-ческая очистка осветленной воды в аэротенке, после которого очищенная вода с активным илом поступает во вторичный отстойник, где и происхо-дит отделение ила от очищенной воды. Избыток ила направляется на иловую площадку. Третьим этапом является обеззараживание очищенного фильтрата с применением экологически чистых окислителей (озон, пероксид водорода) Очищенный таким образом фильтрат полигона может быть сброшен на рельеф местности или водоток.

Исследования выполнены при поддержке Минобрнауки РФ (ГК № П1078). ЭКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА БУТИЛИРОВАННОЙ ВОДЫ

ИЗ ИСТОЧНИКОВ, РАСПОЛОЖЕННЫХ ВО ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ С.М. Чеснокова, И.В. Карташова ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Высокий уровень загрязнения поверхностных вод, используемых в качестве источников питьевого водоснабжения, вызывает необходимость использования для обеззараживания и очистки высоких доз жидкого хлора, коагулянтов и других веществ. Это приводит к загрязнению водопровод-ной воды опасными побочными продуктами – хлорорганическими соединениями и остаточным алюминием. Остаточный хлор и хлорфенолы (побочные продукты хлорирования) ухудшают органолептические свойства воды. Все это приводит к тому, что население для приготовление пищи и в качестве питьевой воды начинают использовать бутилированную воду. Производство такой воды организовано с целью обеспечения населения высококачественной и оптимальной по содержанию биогенных элементов водой. При этом предполагается проведение постоянного контроля качества такой воды с целью предотвращения появления в торговой сети и специальных службах жизнеобеспечения (при чрезвычай-ных ситуациях) некачественных расфасованных вод, потребление которых может привести к нарушению здоровья населения.


132

Расфасованная вода выпускается двух категорий – первой и высшей. К первой категории относят питьевую воду безопасную для здоровья, полностью соответствующую требованиям Сан-ПиН 2.1.4.1110-02. Питье-вая вода. Гигиенические требования качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества, введенного в действие с 1 июля 2002 года.

Питьевая вода высшей категории безопасна для здоровья и опти-мальна по качеству, как правило, расфасовывается из самостоятельных подземных источников, предпочтительно родниковых и артезианских.

Качество расфасованной воды должно соответствовать гигиеничес-ким нормативам по безвредности химического состава, по показателям радиационной безопасности, микробиологическим и паразитологическим показателям. Для питьевой воды, расфасованной в емкости, используется также показатели физиологической полноценности макро- и микроэле-ментного состава.

В условиях интенсивного загрязнения окружающей среды значитель-ная часть бутилированной воды из загрязненных источников не соответст-вует гигиеническим нормам. Исходя из этого представляло интерес исследование качества бутилированной воды из некоторых источников, расположенных во Владимирской области и пользующихся наибольшей популярностью среди населения г. Владимира и области.

Объектами нашего исследования были бутилированные воды торговых марок «Серебряный сокол», «Суздальские напитки. Прозрачная», «Я», а так же водопроводная вода Нерлинского водозабора. В табл. 1 пред-ставлена общая характеристика источников получения исследуемых вод.

Для эколого-гигиенической оценки бутилированных и водопровод-ной вод нами проведено определение следующих показателей качества: кислотность (рН), общей жесткости, перманганатной окисляемости, концентрации гидрокарбонат-ионов, характеризующих физиологическую полноценность, безопасность для здоровья населения воды. По этим же показателям оценивалось качество водопроводной воды, пропущенной через наиболее популярные фильтры для очистки питьевой воды: «Аквафор» и «Барьер» (табл. 2).

Как следует из табл. 2, исследуемые образцы вод соответствуют требованиям гигиенических нормативов по кислотности, жесткости, содер-жанию гидрокарбонатов, но не соответствуют Сан-ПиН 2.1.4.1110-02 по такому показателю, как перманганатная окисляемость (3 мгО2/л для воды первой категории и 2 мгО2/л для воды высшей категории). Высокие


133

значения перманганатной окисляемости исследуемых бутилированных вод свидетельствуют о значительном уровне загрязнения источников орга-ническими соединениями антропогенного происхождения, либо о переходе некоторых органических веществ из тары (пластика).

Таблица 1 Источники получения вод

Исследуемые воды Характеристика источников Бутилированная вода Серебряный сокол

Скважина № 3, глубина 50 м. Пробудина в близи д. Зернёево Суздальского района. Водозаборная сква-жина оборудована зоной санитарной охраны в соот-ветствии с требованиями Сан-ПиН 2.1.4.1110-02

Бутилированная вода Суздальские напитки. Прозрачная

Родник расположен в д. Зернёво Суздальского района

Бутилированная вода «Я»

Скважина № 79943, глубина 90 м. Пробурена в 2000 г. на территории ООО «Выбор-С». Расположена в пос. Эдон Вязниковского района

Водопроводная вода Нерлинский водозабор, р. Нерль, пос. Боголюбово

Таблица 2 Химические показатели качества вод

Исследуемые воды

Показатель воды

рН Общая жесткость, ммоль/л

Перманган. окисляемость, мгО2/л

НСО3-, мг/л

«Серебряный сокол» (негазиров.)

7,1 4,1 3,5 311

Суздальские напитки. Прозрачная

7,9 3,1 3,2 171

«Я» 7,7 3,6 4,0 265 Водопров. Нерлин-ского водозабора

7,0 2,7 5,7 189

Водопроводная вода пропущенная через фильтр «Аквафор»

7,0 0,9 5,4 134

Водопроводная вода пропущенная через фильтр «Барьер»

7,0 0,4 5,3 140


134

Наиболее часто для расфасовки питьевой воды используют самый распространенный пластик – поливинилхлорид (ПВХ). При хранении воды в такой бутыли в нее выделяются винилхлорид – опасный канцероген. Емкости из ПВХ должны иметь соответствующую маркировку: на донышке бутыли (или в нижней её части) изображен треугольник, образованный стрелками с цифрой внутри. В нем должна стоять стоять цифра «3» или «0,3», а под треугольником три латинские буквы PVC. Нечестные производители стараются обойтись без этой маркировки.

Наиболее безопасной тарой для хранения бутилированной воды считаются емкости из полиэтилентерефталата (сокращенно РЕТ, цифра 1 в треугольнике). В такую тару тару фасуются родниковая вода «Суздальские напитки. Прозрачная». Бутылки в которой фасуется вода «Серебряный сокол» не имеют соответствующей маркировки. По внешним признакам (образованию царапины, после проведения по бутылке ногтем) тара состоит из поливинилхлорида.

В случае, если высокая перманганатная окисляемость исследованных вод обусловлена загрязнением источников органическими веществами антропогенного происхождения, возникает опасность эпидемиологической безопасности расфасованной питьевой воды.

Исследования выполнены при поддержке Минобрнауки РФ (АВЦП проект № 2.2.3.3/670).

V. Медико-экологическая ситуация в регионе

135

V. МЕДИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ В РЕГИОНЕ

ВЛИЯНИЕ КЛИМАТА НА ЖИЗНЬ И ХОЗЯЙСТВЕННУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ НАСЕЛЕНИЯ РОССИИ

Д.А. Беляев ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Цель: выявить регионы России с разной степенью благоприятности климата для жизни и хозяйственной деятельности человека

Задачи: 1) рассмотреть влияние климата на жизнь и хозяйственную деятель-ность людей;

2) выявить территории с различной степенью благоприятности кли-мата. Климат оказывает исключительно большое влияние на жизнь и

хозяйственную деятельность людей, однако на территории России нет таких районов, где бы климатические условия служили непреодолимым препятствием для жизни и хозяйственной деятельности. Человек приспо-сабливается (адаптируется) к неблагоприятным климатическим условиям. В значительной мере ему в этом помогает развитие современного производства, техники, совершенствование способов защиты от неблаго-приятных воздействий климата. В районах с суровым климатом резко возрастают материальные затраты на обеспечение нормальных условий для жизни и хозяйственной деятельности людей, а регионы с наиболее благоприятными для здоровья человека климатическими условиями используются для оздоровительных целей, здесь создаются климатические курорты (Северный Кавказ).

Климат должен учитываться при строительстве, при работе транспорта, но особенно он важен для сельскохозяйственного производст-ва, для которого является одним из важнейших ресурсов. Поэтому большой интерес представляет производственная оценка климата, то есть установление степени соответствия климата тем требованиям, которые предъявляются определенным видом деятельности или направлением хозяйства. Например, агроклиматическая оценка, рекреационная оценка, или, более узко, оценка климата для целей строительства круглогодичных учреждений отдыха и так далее.


136

Большое значение для России имеет оценка климатических ресурсов для сельского хозяйства, то есть агроклиматическая оценка. Определяю-щими для произрастания сельскохозяйственных культур являются тепло и влага, а также их соотношение, поэтому при агроклиматической оценке и районировании важнейшими показателями являются продолжительность периода со среднемесячной температурой свыше 10°С (периода активной вегетации), сумма температур за этот период и соотношение тепла и влаги (коэффициент увлажнения). В связи с огромным значением зимнего периода для сельского хозяйства России при ее северном положении необходимо учитывать также суровость зимы и высоту снежного покрова. Изменение всех этих показателей на территории России колеблется в довольно широких пределах, что обеспечивает возделывание весьма разнообразных сельскохозяйственных культур: от льна-долгунца до чая, от подсолнечника и сахарной свеклы до риса и сои, хотя многие из них могут выращиваться лишь на очень небольших площадях.

При хозяйственном (и особенно сельскохозяйственном) освоении территории необходимо учитывать не только климатические ресурсы, но и неблагоприятные климатические явления, такие как засухи и суховеи, ураганы и пыльные бури, заморозки в вегетационный период и сильные морозы зимой, град и гололед, туманы и гололедицу. Недаром большинст-во пахотных угодий России относят к зоне рискованного земледелия.

Климат территории во многом определяют жизнедеятельность населе-ния: его быт, труд, отдых, состояние здоровья. Решение многих социально-экономических и хозяйственных проблем в значительной мере зависит от правильности оценки климатических условий. По расчетам специалистов, стоимость обустройства одного человека в разных регионах России может различаться в 7-10 и даже более раз. Особенности расселения людей с первых шагов становления человеческого общества ограничивались факторами природной среды и климатом. Большая часть территории страны расположена в умеренном и холодном агроклиматических поясах, где сумма температур за год с температурой свыше +10 °С колеблется от 4000° на Черноморском побережье Кавказа до 400° и менее на Арктическом побережье и островах Северного Ледовитого океана. Немалые площади лежат за Северным полярным кругом, где возможно только овощеводство в закрытом грунте или очаговое земледелие с малотребовательными к теплу культурами. Основная земледельческая и освоенная территория находится в умеренном поясе с


137

суммами температур выше +10 °С – 1000-3000°. Только 2/5 общей площади страны пригодны для постоянного обитания без специальных мер защиты населения от неблагоприятного воздействия суровых климатических условий. Во многом по причине неблагоприятного климата своеобразно происходило заселение территории России. На европейскую часть (включая Урал) приходится 1/4 территории и 4/5 населения страны, на восточные районы (Сибирь и Дальний Восток) – 3/4 и 1/5 соответственно. Средняя плотность населения в европейской части (по данным на 1 января 2009 год) – 26 человек на км2, в восточных районах – 2,5 человека на км2, т. е. более чем в 10 раз ниже.

Во многом, под влиянием климатических условий сформировалась главная полоса расселения населения. Она простирается от Кольского по-луострова до предгорий Большого Кавказа и от западных рубежей до Центрального Урала. За Екатеринбургом она вытянута вдоль Транссиба по Южной Сибири и образует отдельные ветви (например, Кузбасс, Минусин-ская котловина, Приамурье и Приморье). Главная полоса расселения занимает только 1⁄10 часть территории страны, но концентрирует более 2/3 всего населения, представляя собой трансконтинентальную расселенчес-кую структуру. За ее пределами расположены районы Крайнего Севера и приравненных к нему местностей, на которые приходится 70% всей площади страны при очаговом характере расселения и средней плотности населения 1 человек на км2. Подавляющая часть этого огромного прост-ранства входит в зону вечной мерзлоты.

Суммарная оценка природных условий жизни людей заключена в уровне комфортности. Для определения уровня комфортности оценивается около 30 параметров природной среды, в которые входят: продолжитель-ность различных климатических периодов с комфортными и диском-фортными температурами отопительного сезона, оценка теплоизоляции, необходимой для каждого сезона, одежды, наличие природных очагов инфекционных болезней и др. Прямо или косвенно эти факторы зависят от климата.

Наиболее благоприятными в России для ведения всех видов хозяйственной деятельности являются территории с субтропическим и умеренным (умеренно-континентальным) климатом. К ним относится большая часть Европейской части страны, Предкавказье и Кавказ. Благоприятными являются районы умеренного пояса (с континентальным и муссонным климатом) – Западная Сибирь, Приморский край. К средне-


138

благоприятным районам относятся территории с резкоконтинентальным климатом (большая часть Сибирского региона). Малоблагоприятной является область субарктического климатического пояса, протянувшаяся полосой вдоль Арктического побережья страны. Наиболее неблагоприят-ными являются районы арктического климата, захватывающие острова северных морей.

По итогам изучения влияния климата на жизнь и хозяйственную деятельность населения можно сделать вывод о том, что благоприятность климата России отличается разнообразием. Отдельные районы выделяются благоприятными климатическими условиями (Черноморское побережье Кавказа), другие (острова Северная Земля) отличаются крайней степенью неблагоприятности климата.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ ЦЕНТРАЛЬНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА РФ

А.Н. Краснощёков ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Как показывают данные многочисленных медико-социологических исследований, посвященных проблемам здоровья населения в иерархии ценностей человека здоровье занимает одну из центральных позиций. Значение сохранения здоровья неуклонно возрастает по мере влияния технизированной окружающей среды на организм человека.

Целью данного исследования является исследование социально-экономических факторов регионов ЦФО и их влияние на здоровье населения.

Достижение поставленной цели предусматривало решение следующих задач:

1) Сбор статистических данных по социально-экономическим усло-виям регионов ЦФО и заболеваемости населения на их территории;

2) Создание и обработка базы данных полученных статистических материалов;

3) Анализ корреляционных зависимостей между заболеваемостью и социально-экономическими факторами;


139

4) Разработка корреляционно-регрессионных графиков и создание карт по выявленным зависимостям от социально-экономических факторов. Объектами исследования являются социально-экономические

факторы регионов ЦФО и уровень заболеваемости населения на их территории.

В исследовании применялись аналитические, статистические и корреляционно-регрессионные методы.

Для изучения социально-экономической ситуации и выявления территориальных различий между регионами были выбраны следующие группы факторов, отражающие уровень и условия жизни населения:

− экономические факторы (ежемесячные доходы и расходы, числен-ность работающих и безработных и т.д.);

− демографические факторы (возрастной состав населения, ожидае-мая продолжительность жизни, коэффициенты смертности и рождаемости и т.д.);

− продовольственные факторы (потребление хлеба, сахара, овощей, молока и молочных продуктов, мяса и т.д.);

− социальные факторы (площадь жилых помещений, количество дошкольных, общеобразовательных и высших учебных заведения и численность в них учащихся и т.д.);

− медицинские факторы (численность врачей и медицинского персонала, количество абортов, число больничных коек и т.д.);

− антропогенные факторы (выбросы загрязняющих веществ, использование свежей воды, лесовосстановление и т.д.).

В исследованиях использовались комплексные данные по первичной и общей заболеваемости по основным нозологиям. Для анализа статистических данных использовался корреляционно-регрессионный метод. В результате проанализировано 19 корреляционных матриц, каждая из которых включает в себя таблицу размером 103 на 103 ячейки. При этом учитывались зависимости, которые имели коэффициент корреляции ниже -0,8, либо выше 0,8, с уровнем достоверности менее 0,05.

По прокоррелированным показателям зависимости заболеваемости от социально-экономических факторов были построены графики регрессий. По полученным графикам анализировался уровень общей и первичной заболеваемости по конкретным нозологиям в регионе от 6 групп факторов.


140

Так, были выявлены зависимости общей заболеваемости от возрастного состава населения в трудоспособном возрасте в ряде регионов ЦФО. На графике (рис. 1) видно, что, начиная с 1999 года, общая заболеваемость населения устойчиво возрастает с увеличением процента трудоспособного населения в Ивановской области (коэффициент корреля-ции – 0,87, уровень достоверности – 0,002).

Рис. 1. График зависимости общей заболеваемости от возрасного

состава населения в трудоспособном возрасте в Ивановской области

Все загрязнения, содержащиеся в сточных водах промышленных и сельскохозяйственных предприятий, в большей или меньшей степени оказываются в водных системах. Значительная часть загрязнений, сбро-шенных со сточными водами, возвращаются к человеку при заборе воды для хозяйственно-питьевых целей. В результате приема некачественной воды могут развиться заболевания, вызванные микробами, бактериями и паразитами. В целом по Центральному федеральному округу выявилась зависимость возникновения инфекционных и паразитарных заболеваний от использования свежей воды (рис. 2).

На графике видно, если снизить потребление воды, можно снизить и уровень заболеваемости, но с каждым годом уровень загрязнения и потребления воды только возрастает и проблема возможного инфекцион-ного заболевания остается открытой.

Выявлена зависимость возникновения новообразований от выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников в Белгородской


141

области (рис. 3). Основная часть выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в области приходится на предприятия горнорудной и металлур-гической промышленности, а также производства стройматериалов и с каждым годом объемы выбросов лишь увеличиваются. В свою очередь воздействие токсичных веществ, загрязняющих воздух, вызывает не только заболевания органов дыхания, но такие смертельно опасные болезни, как онкологические заболевания.

Рис. 2. График зависимости инфекционных и паразитарных заболеваний

от использования свежей воды по ЦФО

Учеными установлено, что избыточное потребление сахара способ-ствует нарушению жирового обмена, приводит к увеличению концентра-ции холестерина и сахара в крови, вносит дезорганизацию в функции клеток. Увеличение концентрации сахара в крови, изменяет проницаемость стенки артерий, создаёт благоприятные условия для отложения в ней липидов и повышает склеивание тромбоцитов, а так же это может привести и сахарному диабету. В результате повышения калорийности питания за счёт сахара у людей, не занимающихся физическим трудом, создаются условия для избыточной массы тела и быстрого развития атеросклероза.

Так, в Брянской и в ряде других областей выявлена зависимость возникновения болезней крови и кроветворных органов от потребления сахара (рис. 4).


142

Рис. 3. График зависимости новообразований от выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в Белгородской области

Рис. 4. График зависимости болезней крови и кроветворных органов от

потребления сахара в Белгородской области

С каждым годом увеличивается процент заболеваний желудочно-кишечного тракта таких как: гастриты, язвенные болезни, дисбактериоз, панкреатит, воспаление аппендикса и пр. Главный источник всех заболеваний ЖКТ является некачественные продукты питания. Выявлены


143

зависимости возникновения болезней органов пищеварения от потреб-ления мяса и мясопродуктов, пример одной из них представлен на рис. 5.

Рис. 5. График зависимости болезней органов пищеварения от потребления мяса и мясопродуктов во Владимирской области

Таким образом, выявлено что заболеваемость населения от социаль-но-экономических факторов отдельно по регионам ЦФО неодинаков, это связано в первую очередь с экономическим положением регионов и требует более детальной проработки. Если же рассматривать ЦФО в совокупности, то уровень зависимости заболеваемости населения ярко выражен по 4 нозологиям:

− инфекционные и паразитарные заболевания; − болезни системы кровообращения; − болезни мочеполовой системы; − заболевания при беременности, родах и в послеродовой период. Эти заболевания относятся к социально значимым, поэтому

необходимо проводить регулярные профилактические мероприятия и вести контроль за уровнем заболеваемости по этим нозологиям.



144

ОЦЕНКА АДАПТАЦИОННЫХ РЕАКЦИЙ СТУДЕНТОВ ПЕРВОГО КУРСА ВЛГУ Н.В. Мищенко, Е.А. Рюмина ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Начало обучения в вузе связано с переходом организма молодого человека на другой уровень функционирования. Первокурсник, попадает в новые условия, характеризующиеся интенсивной учебной нагрузкой, эмоцииональным напряжением, а зачастую и относительно низкой двигательной активностью. Студенты должны адаптироваться к целому комплексу интенсивных факторов, в результате задействованными оказываются все функциональные системы организма, а успешность протекания адаптационных процессов определяется психологическими характеристиками личности студента, физиологическими и биохимичес-кими особенностями его организма [1, 2, 3].

Объекты и методы исследования. В исследовании принимали участие студенты в возрасте от 17 до 19

лет, обучающиеся на специальностях экологического направления во Владимирском государственном университете. Обследование выполнено в 2010 году.

В работе использовались два программно-аппаратных комплекса (ПАК) «Пульс-Антистресс» и «Нейрософт психотест». ПАК «Пульс-Анти-стресс» применялся для оценки адаптационных возможностей организма студентов [4]. С помощью ПАК «Нейрософт психотест» проведено психо-физиологическое тестирование по двум методикам: «Физиологическая реакция на стресс»; «Шкала жизненных событий» Г.Е. Андерсона [5].

Результаты и их анализ. Оценка адаптационных возможностей студентов с использованием

ПАК «Пульс-Антистресс» проводилась по нескольким показателям: адаптационная реакция; уровень реактивности; состояние адаптационных механизмов.

Адаптационная реакция, это способность организма приспосабли-ваться к действию раздражителей, она может развиваться на фоне различной реактивности (сопротивляемости) организма.

По результатам измерения адаптационных реакций студентов мы можем судить о том, как организм воспринимает силу действующего на него раздражителя (рис. 1). Для 33% студентов (у которых обнаруживается стрессовая адаптационная реакция) обстановка, окружающая их во время


145

учебного процесса в вузе, оказывается раздражителем большой силы. Следовательно, если их организм обладает низкой сопротивляемостью, могут возникнуть нарушения процессов адаптации. У остальных студентов процесс обучения в вузе не вызывает стрессовой реакции, значит, факторы, которые воздействуют на их организм воспринимаются как нормальные (обладающие слабой или средней силой).

Второй показатель – уровень реактивности. Это количественная оценка сопротивляемости организма. Любая из адаптационных реакций по мере увеличения количества действующего фактора может повторяться на разных уровнях реактивности (табл.1).

Рис.1. Адаптационная реакция студентов

Таблица 1 Уровень реактивности студентов

Уровни реактивности Количество студентов,% высокие 73,33 средние 20 низкие

очень низкие 6,67

Большинство студентов имеют достаточную резистентность для того, чтобы их организм нормально адаптировался к обучению в вузе.

ПАК «Пульс-Антистресс» сопоставляя адаптивную реакцию и уровень реактивности выдает заключение о состояние адаптационных механизмов (табл. 2).

Состояние срыва адаптации может быть вызвано, как воздействием раздражителя большой силы, так и низкой реактивностью организма. Сос-тояние срыва адаптации у 13,34% студентов обусловлено низкой сопротив-


146

ляемостью организма. У 46,66% адаптационные реакции протекают нор-мально, поскольку их организма обладает хорошим уровнем реактивности.

Таблица 2 Состояние адаптационных механизмов студентов

Показатель Количество студентов,% норма 46,66 начальная стадия срыва адаптации 40,00 состояние срыва адаптации 6,67 срыв адаптации 6,67

Компьютерное психофизиологическое тестирование по анкетам ПАК«Нейрософт-психотест» позволило оценить наличие событий, которые вызывают стрессовые реакции и их субъективные физиологичес-кие реакции на них. Обследование по Методике «Шкала жизненных событий» показало, что большинство студентов (94,34%) за последнее время сталкивались с событиями, которые могут вызвать высокую степень стрессовой нагрузки.

Наличие в окружающей среде стрессовых факторов не обязательно приводит к развитию стрессовых реакций на физиологическом уровне. Поэтому на следующем этапе анкетирования мы использовали опросник «Физиологическая реакция на стресс», который показал что у 73,33% студентов экологов первого курса отмечена низкая частота возникновения физиологических реакций на стресс. У них нет риска возникновения психосоматических заболеваний, 26,67% исследуемых подвергаются средней частоте возникновения физиологических реакций на стресс. Они имеют небольшую вероятность возникновения психосоматических заболе-ваний.

Полученные с помощью тестирования результаты подтверждают, что начало обучения в вузе и связанные с этим изменения образа жизни дают высокий уровень стрессовой нагрузки на студентов. Однако физиологическая реакция на стресс не велика и не может на данном этапе привести к высокому риску психосоматических нарушений.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Гапонова С.А. Особенности адаптации студентов вузов в процессе обучения. // Психол. журнал. – 1994. – № 3 – С. 131-135.


147

2. Данияров С.Б., Соложенкин В.В., Краснов И.Г. Взаимосвязь физиологических и психологических показателей в процессе адаптации у студентов. //Психол. журнал. – 1989. – № 1 – С. 99-105.

3. Андреева Д.А. О понятии адаптации. Исследования адаптации студентов к условиям учебы в вузе. // Человек и общество. – 1973. – Вып. XI-II – С. 25-27.

4. http://www/pulse-antistress.ru 5. Мантрова И.Н. Методическое руководство по психофизиолоческой и психологической диагностике. / ООО «Нейрософт», г. Иваново, 2007 – 216 с.


ОЦЕНКА МЕДИКО-ДЕМОГРАФИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ

Е.В. Папушева, Н.В. Селиванова ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

В качестве основных медико-демографических показателей иссле-дованы: рождаемость, смертность, естественный прирост населения, возрастно-половая структура, заболеваемость населения.

Демографическая ситуация во Владимирской области, как и по всей России, характеризуется снижением количества населения. Согласно данным отдела статистики численность населения Владимирской области на 1.01.2008 г. составила 1449475 человек, а на 1.01.2009 г. составила 1439761. Сокращение численности происходило в основном из-за естест-венной убыли (превышения числа умерших над числом родившихся); миграционный процесс влияет незначительно (рис.1). Показатель рождаемости во Владимирской области составляет за 2008

составила 10,8 на 1000 населения. Самая высокая рождаемость в 2008 году отмечалась в Гусь –

Хрустальном, Камешковском и Судогодском районах (рис. 2). По сравне-нию с 2003 годом уровень рождаемости в районах области поднялся, но всё равно этого недостаточно для численного замещения поколений родителей их детьми.

http://www/pulse-antistress.ru


148

Рис. 1. Показатели рождаемости, смертности, прироста (убыли)

населения Владимирской области за 1992 – 2008 гг.

Рис. 2. Показатели рождаемости населения по районам Владимирской

области за 2003, 2008гг. (на 1000 человек)

Показатель смертности во Владимирской области на 2008 году составил 18,8 на 1000 населения (2007 г. – 18,7). Смертность во Владимир-ской области, как и по всей России, превышает уровень рождаемости.

Основные причины смертности – болезни органов дыхания, болезни систем органов пищеварения, травмы и отравления, инфекционные болезни, новообразования.


149

Наиболее высокие показатели смертности регистрируются в Меленковском, Селивановском, Вязниковском и Гороховецком районах области. Однако в этих районах в 2008 году показатель ниже, чем в 2003 году (рис. 3). Обращает на себя внимание высокая смертность мужчин трудоспособного возраста, которая значительно превышает смертность женщин.

Рис. 3. Показатели смертности населения по районам Владимирской

области за 2003, 2008гг. (на 1000 человек)

Показатели младенческой смертности (детей в возрасте до одного считаются самым чутким индикатором условий жизни населения

Большое значение в демографии придается показателю младенчес-кой смертности (смертность детей в возрасте до 1 года). Показатель младенческой смертности во Владимирской области, как основной показатель качества оказания медицинской помощи женщине и ребенку, имеет тенденцию к повышению: 2006 г. – 7,8; 2007 г. показатель немного понизился – 7,1; а 2008 г. – 9,4 на 1000 родившихся.

Группа основных причин младенческой смертности представлена той же патологией, что и по РФ – патологией перинатального периода – на первом месте, врожденные аномалии – на втором; болезни органов дыхания – на третьем, и инфекционные и паразитарные заболевания на четвертом.


150

Самая высокая младенческая смертность в Селивановском, Пету-шинском и Кольчугинском районах (рис.4).

Рис. 4. Показатели младенческой смертности по районам Владимирской

области за 2003, 2008гг. (на 1000 родившихся)

Низкий уровень рождаемости и высокий уровень смертности населения выводит проблему здоровья и продолжительности жизни народов России в ранг общенациональных, в число тех, которые определяют перспективы сохранения и развития нации.

Впервые регистрируемая заболеваемость составила 883 (против 897,2 в 2007 г.). Наиболее высокий уровень общей первичной заболеваемости населения за 2008 г. был зарегистрирован в Гусь-Хрустальном (1115,7на 1 тыс. населения), Юрьев – Польском (1108,2 на 1 тыс. населения) и г. Владимире (1079,9).

Первое место занимают болезни органов дыхания, болезни систем органов пищеварения, травмы и отравления, инфекционные болезни, новообразования.

На основании возрастно-половой структуры можно сделать вывод, что доля населения старших возрастов заметно доминирует. Этот процесс называется демографическим старением населения. Важно также отметить преобладание численности женщин над мужчинами. Численность мужчин за 2008 год составила 649845 человек, а женщин 799630 человек. Численность женщин фертильного возраста (16-49 лет) составляет


151

значительную долю населения (379787 человек) – количество женщин способных к деторождению составляет 47 процентов, из чего можно предположить увеличение рождаемости через несколько лет. Численность трудоспособного населения заметно преобладает над нетрудоспособным, что является важным показателем для развития экономики в области.

Интегральной характеристикой демографических показателей может явиться индекс демографической напряженности (ИДН). Индекс демографической напряженности учитывает общую и детскую смертность населения, рождаемость, заболеваемость, плотность населения, урбанизи-рованность территории.

Расчет индекса демографической напряженности (ИДН) проводился за период 2006-2008 гг. по районам Владимирской области.

Наибольшие значения ИДН имеют г. Владимир и Кольчугинский район. Основное влияние на высокое значение ИДН оказывают детская смертность и общая смертность населения. Наиболее благоприятными по показателю ИДН являются – Суздальский и Судогодский районы. Установлена тенденция снижения ИДН как в целом по Владимирской области, так и по отдельным районам.

Медико-экологическое зонирование Владимирской области проведено на основании анализа первичной заболеваемости населения за 2003-2008 гг. по основным 8 классам нозологий (первичная заболева-емость): общая первичная заболеваемость, инфекционные заболевания, новообразования, болезни нервной системы, болезни системы кровообра-щения, болезни органов дыхания, болезни системы органов пищеварения, травмы и отравления.

На основе полученных результатов наиболее благополучные районы по перечню исследуемых заболеваний – Александровский, Муромский, Селивановский, Судогодский. А как наиболее неблагополучные выявились Гусь-Хрустальный, Юрьев-Польский районы, г. Владимир по причине достаточно высокой техногенной нагрузки на окружающую среду, в следствии чего в этих районах высокие показатели первичной заболева-емости населения.

1 место – болезни органов дыхания 2 место – болезни органов систем пищеварения 3 место – травмы и отравления 4 место – инфекционные болезни


152

Владимирская область − это промышленный регион, здесь сосредо-точены крупные предприятия машиностроения металлообработки, пред-приятия по производству строительных материалов, предприятия стеколь-ной промышленности, заводы химической отрасли, цветной металлургии.

Можно предположить, что в промышленных районах решающее значение в возникновении ряда нозологий будет играть техногенная нагрузка и плотность населения, в то время как в сельскохозяйственных районах наибольшее значение окажут природно-климатические факторы.

Болезни органов дыхания занимают первое место в структуре общей заболеваемости населения Владимирской области. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух могут быть причиной этих заболеваний.

Загрязнение окружающей среды вредными веществами и влияние их на здоровье человека – это одна из важнейших проблем на сегодняшний день, требующая немедленного решения. В целях предотвращения неблагоприятного воздействия загрязнения на здоровье можно воспользоваться несколькими подходами. Следует предпринимать меры по улучшению окружающей среды, контролировать выбросы, а также проводить мониторинг и контроль уровня загрязнения окружающей среды. Таким образом, можно будет добиться оздоровления окружающей среды в целом.

Также можно сказать, что малая продолжительность жизни, младенческая смертность, превышение смертности над рождаемостью говорит о недостаточном уровне развития сети качественных и общедос-тупных учреждений здравоохранения, о состоянии уровня благосостояния, питания, росте цен на лекарства и услуги медицинских учреждений.


ВЛИЯНИЕ АКТИВНОГО ТУРИЗМА НА ЗДОРОВЬЕ ЛЮДЕЙ Е.Л. Пронина, А.В. Любишева, Т.Е. Козлова ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Активный туризм, являясь природоориентированным видом туриз-ма, представляет огромный потенциал в социально-экономическом развитии региона. Здоровье населения играет не последнюю роль в его характеристике.


153

Во Владимирской области официально зарегистрировано 11 действу-ющих турклубов. На основании статистики спортивных походов МКК Федерации спортивного и самодеятельного туризма г. Владимир в 2008-2009 г. было утверждено 67 категорированных походов (568 участников походов по всем видам туризма).

Для того чтобы оценить влияние туризма на здоровье людей, занимающихся этим видом деятельности, 13 февраля 2010 г. на ежегодном «Вечере туристов», организованным Федерацией спортивного и самодея-тельного туризма г. Владимир, нами было проведено анкетирование 50 человек. Всего на собрании присутствовало 120 человек; анкетировалось мнение самодеятельных туристов, имеющих опыт походов 1-3 категорий сложности, занимающихся туризмом не менее 3 лет. Подобное анкетирование проводилось в 1987 году [1], поэтому мы решили сравнить результаты анкетирования 1987 и 2010 гг. После детального анализа и обработки анкет, нами были получены следующие сведения:

1. Средний возраст занимающихся туризмом в нашей стране практи-чески не изменился – в 1987 г. средний возраст туриста составлял 35 лет, в 2010 году – 34 года. Полученные выводы согласуются с тезисом «туризм – спорт тридцатилетних», выдвинутом в 1987 г. Активно ходят в походы и лица возрастной категории 19 – 26 лет (30% опрошенных в 2010 году и 33% в 1987), что может быть связано с пропагандой активного туризма в высших учебных заведениях (турклубы Владимирского государственного универси-тета и Владимирского государственного гуманитарного универси-тета) возрасте же до 18 лет мы наблюдаем своеобразный «провал», отсутствующий в 1987 году (рис. 1). В первую очередь полученный результат может быть связан с недостатком финансирования детских турклубов, школьных кружков и секций.

2. Среди причин, побуждающих людей ходить в походы, остаются то же стремление к путешествиям, желание встречаться в походах с друзьями по увлечению, оздоровление, поиск новых ощущений. О своей любви к природе заявляют все меньше и меньше туристов – 70% (самый частый ответ) в 1987 году и лишь 5 % в 2010 году (рис. 2). Наиболее частые ответы – проверить себя, реализовать свои возможности, пообщаться с друзьями. Это может быть связано с тем, что в Советской России был силен воспитательный момент в подготовке туристов, в том числе экологическое просвещение и


154

уважение к природе и природным ресурсам. Сохранялась преемст-венность поколений в деле воспитания начинающих туристов в духе единения с природой без нанесения ей какого-либо ущерба. Необходимо активнее использовать нераскрытый потенциал туризма в деле экологического просвещения и образования населе-ния. Ориентированность активного туризма на широкие массы, доступность данного вида деятельности практически для всех категорий сограждан могут внести существенный вклад во внедрение во все слои общества основ экологической грамотности.

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

до 19 лет 19 - 26 26 - 40 40-60

1987 год2010 год

Рис. 1. Возраст людей, занимающихся туризмом

3. На вопрос «Как вы оцениваете свое здоровье?» в основном были получены ответы «отлично» и «хорошо» (83% в 2010 г.). По результатам анкетирования 74% туристов не имеют каких-либо выраженных хронических заболеваний и проблем со здоровьем. Вернувшиеся из похода туристы в 70% случаев отмечают улуч-шение самочувствия и прилив сил. В 11 % отмечаются незначи-тельные ухудшения самочувствия по причине простудных заболе-ваний, полученных в походе травм, усталости. Этот показатель также может быть связан с плохой подготовленностью (закален-ностью, физической и теоретической подготовкой) туриста к


155

походным условиям – 63% туристов по опросу 2010 г. не проводит тренировок перед походом и около 49% не занимаются каким-либо видом спорта (рис. 3).

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

Любовь

к природе

Тяга

к путешествиям

Встречи с

друзьями

Средство

оздоровления

Средство

самоутверждения

1987 год2010 год

Рис. 2. Причины, побуждающие ходить в походы

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Не занимаются каким-либо видомспорта

Не проводят тренировок до похода

Незначтельные ухудшениясамочувствия после похода

Прилив сил после похода

Не имеют выраженных хроническихзаболеваний

Здоровье отличное /хорошее

2010 год1987 год

Рис. 3. Оценка туристов своего здоровья


156

Большинство туристов, давших ответы «нет» на вопросы о тренировках перед походом и занятии спортом, имеют хронические заболевания. В 1987 году 87% туристов отмечали улучшение самочувствия и прилив сил. Об ухудшении самочувствия после походов в анкетировании за этот период не отмечается. Большинство туристов регулярно занималось физической предпоходной подготовкой и в целом были заняты довольно разносторонними видами спорта: 75% туристов в возрасте до 30 лет находили время для плавания, гимнастики, катания на лыжах, волейбола и футбола. Туристы старше 36 лет лишь в 7-10 % случаев продолжали активно заниматься спортом и физическими нагрузками вне походов. Около 40% приверженцев туризма следили за своей спортивной формой в течение всего года.

В результате анкетирования нами был выявлен ряд проблем в социальных и экономические сферах развития региона. Недостаточное финансирование детских секций, школьных туристских кружков и внешкольных турклубов привело к тому, что резко сократилось число детей, занятых активным туризмом. Данные анкетирования продемонстри-ровали необходимость проведения предпоходных подготовок к физичес-ким нагрузкам, ожидающим на маршрутах. Эти подготовки могут быть выражены как в занятии каким-либо видом спорта, так и в закаливании организма. Такие мероприятия являются залогом хорошего самочувствия, как во время похода, так и после него. Широкие возможности оздоровления населения, отдыха на природе и профилактики здорового образа жизни оказались не востребованными на фоне возрастающей общей заболеваемости. Несмотря на то, что в последнее десятилетие вопросы экологии и охраны окружающей среды особенно актуальны, в обществе все еще мало экологически грамотных людей, задумывающихся о сохранении естественной природной среды для будущих поколений. Активный туризм как вид природноориентированного туризма может оказать существенную поддержку в деле формирования комплексного экологического мышления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Шарыгин М.Д. Территориальные общественные системы (регио-нальный и локальный уровни организации и управления). Избран-ные труды. Перм. ун-т. Пермь, 2003. – 260 с.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 09-05-99046-р_офи).


157

СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕКРЕАЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА

ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ Е.Л. Пронина, А.В. Любишева, Т.Е. Козлова ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Как показывает мировая практика, туризм стимулирует развитие многих отраслей хозяйства и является гарантом устойчивого развития территории, однако с нашей точки зрения, не менее важны социальные аспекты рекреационного туризма. В связи со сложившейся кризисной ситуацией в экономике, развитие рекреационного туризма социальной направленности считаем необходимым реализовывать для жителей Владимирской области, которые не имеют возможности выехать за ее пределы для лечения и оздоровления.

Так как, на сегодняшний день рекреационный потенциал Владимир-ской области слабо изучен и используется в недостаточной мере, нами была предпринята попытка по составлению комплексной социально – экологической оценки территории для выявления перспектив развития рекреационного туризма в нашем регионе, которая сочетает в себе оценку туристского потенциала и рекреационных ресурсов, качества среды человека и экологическую ситуацию в регионе, наличие учреждений лечебно-оздоровительного отдыха и туристских учреждений как притягательных объектов для целей рекреационного туризма.

Вся территория Владимирской области по рекреационным ресурсам оценивается нами как благоприятная для развития на ее территории лечебно-оздоровительного туризма и рекреации.

По данным Федеральной службы государственной статистики по Владимирской области санаторно-курортные организации и организации отдыха не равномерно распределены по территории. Лидирующую позицию с огромным отрывом занимает Муромский район, в котором располагается 162 объекта (43 базы отдыха и 118 туристских баз), где за период 2008 года было размещено 2341 отдыхающий.

Большое количество санаторно-курортных организаций и организа-ций отдыха в городе Владимир – 9 объектов, из которых в настоящее время функционирует 1 санаторий для взрослых, 2 детских санатория, 2 санатория – профилактория, 1 база отдыха и 3 турбазы. За период 2008 года в санаторно-курортных организациях было размещено 32,425 человек. Из них 850 человек получили амбулаторно-курортное лечение (по курсовкам). В базе отдыха города Владимир было зарегистрировано 1152


158

человека; 7150 человек отдохнули на туристских базах города. По количеству обслуженных лиц Владимир многократно опережает все остальные районы. Город привлекает большое количество туристов из разных уголков страны и других государств, так как является жемчужиной «Золотого кольца», главным центром туристско-рекреационных маршру-тов по городу и области, пунктом кратковременной и длительной остановки многообразных видов туризма и транзитных потоков. Владимир входит в структуру Владимиро-Суздальского заповедника, имеет богатую и разветвленную инфраструктуру туризма, густонаселенное сельское окружение с памятниками истории, народными промыслами и привлека-тельными природными ландшафтами.

Следующее место по количеству объектов санаторно-курортных организаций и организаций отдыха занимает Ковровский район, в котором представлено 4 базы отдыха, в которых было зарегистрировано 1167 отдыхающих; 1 санаторий для взрослых, в котором восстанавливали свое здоровье 5973 человека, 2 санатория – профилактория с численностью размещенных лиц 1934.

Петушинский, Собинский и Судогодский районы имеют по 3 объекта санаторно-курортных организаций и организаций отдыха. Пету-шинский район имеет 3 крупных санатория, из которых 2 санатория для взрослых, 1 – детский. Это, в первую очередь, санаторий Вольгинский, принимающий большую часть отдыхающих, и санаторий «Сосновый бор», который также пользуется огромным спросом у отдыхающих, как нашей области, так и соседних регионов. Всего в санаториях Петушинского района за 2008 год было размещено 10,169 лиц.

На территории Собинского района размещены 3 санатория: санато-рий для взрослых, санатории для детей с родителями и санаторий- профилакторий. Это такие санатории, как «Русский лес» и «Строитель». В 2008 году здесь было зарегистрировано 8016 лиц, из них 921 ребенок.

В Судогодском районе находится 3 туристских базы, в которых было размещено за 2008 год 6517 лиц.

По полученным результатам нами проведено ранжирование области по количеству объектов санаторно-курортных организаций и организаций отдыха.

П РУ = ЧМ/ Т, где П РУ - плотность рекреационных учреждений, ЧМ – число мест рекреационных учреждений, ед. Т – территория района, км


159

Таблица 1 Плотность рекреационных учреждений

Территории

Число мест (коек) в месяц максимального развертывания, единиц

Территория, тыс. км

Плот-ность рекреа-ционных учреж-дений на тыс.км 2

Р А Н Г

Александровский р-н 232 1,838 126,224 III Вязниковский р-н 628 2,243 272,982 III Гусь-Хрустальный р-н 29 4,303 6,739 III Ковровский р-н 2076 1,874 1107,79 I Кольчугинский р-н 42 1,170 35,896 III Муром (округ и р-н) 962 1,048 917,939 I Собинский р-н 537 1,612 333,1265 II Гороховецкий р-н 156 1,407 110,874 III Камешковский р-н 110 1,090 100,917 III Киржачский р-н Меленковский р-н 164 2,221 73,84 III Петушинский р-н 933 1,692 551,4184 II Селивановский р-н Судогодский р-н 262 2,288 114,51 III Суздальский р-н 7988 1,107 7215,9 I Юрьев-Польский р-н

Ранжирование территорий проводилось по трем группам: 1 – сильно рекреационно-развитые (показатель плотности рекреационных учрежде-ний выше 616,45), 2 – средне рекреационно-развитые (плотность от 308,3 до 616,45) и 3 – слабо рекреационно-развитые (ниже 308,3). Величина шага по показателю плотности рекреационных учреждений – 308,3. Рассчиты-вается как отношение суммы наибольшего и наименьшего показателя плотности к количеству рангов.

На основании ранжирования составлена карта-схема плотности рекреационных учреждений.


160

Рис. 1. Плотность рекреационных учреждений Владимирской области

Подводя итоги анализа, можно отметить следующее: размещение предприятий туристической инфраструктуры по Владимирской области характеризуется неравномерностью: так, крупный гостиничный комплекс находится в двух городах – Владимире и Суздале – крупных туристи-ческих центрах. В остальных городах области располагаются мелкие гостиницы, характеризующиеся низким уровнем технического оснащения и предоставляемых услуг. В результате рекреационный потенциал многих населённых пунктов остаётся невостребованным из-за отсутствия возможностей удовлетворения туристических потребностей посетителей.

Большинство санаториев и турбаз располагаются в живописных местах по берегам рек – Клязьмы, Нерли, Гуся, Вольги и Киржача, в районах с хорошей транспортной оснащённостью, что оказывает положи-тельный эффект на величину туристического потока.

Следующим этапом комплексной социально – экологической оценки территории проведен анализ качества среды человека и экологической ситуации в регионе. Наилучшим образом по показателям заболеваемости в комплексе с экологической обстановкой складывается ситуация в Муромском, Петушинском, Александровском районе. В Селивановском,


161

Кольчугинском, Гороховецком, Ковровском, Юрьев-Польском районах сравнительно высоки показатели заболеваемости населения, что, в свою очередь, отражает экологическую обстановку данной местности.

Богатыми перспективами с точки зрения рекреационных ресурсов обладает Гусь-Хрустальный район – сосновые леса, национальный парк «Мещера», созданный, в том числе для развития организованного туризма, речные ресурсы. Кроме того, развитие рекреационного и лечебно-оздоро-вительного туризма там наиболее востребовано для местного населения в связи с самым высоким показателем заболеваемости по области.

Наиболее полно используется туристский потенциал таких районов, как Суздальский – в связи с богатейшим культурно-историческим наследием; Петушинский – близость к столице (Москва часто выступает в качестве поставщика рекреантов), большая площадь лесов, хорошо разви-тая инфраструктура.

Муромский район имеет перспективы развития рекреационного туризма ввиду своего историко-культурного значения; также на террито-рии Муромского района находятся грязи, которые обладающие лечебными свойствами. Они используются медицинскими учреждениями для лечения периферической нервной системы, суставов, желудочно-кишечного тракта. В районе большое количество туристских баз и баз отдыха – притягатель-ные объекты для рекреационного развития.

Таким образом, Владимирская область обладает рекреационным потенциалом для развития социального туризма, местным властям необходимо усилить работу по привлечению инвестиций в развитие туристической инфраструктуры.


ИССЛЕДОВАНИЕ КОМФОРТНОСТИ ПРОЖИВАНИЯ НАСЕЛЕНИЯ ВО ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ

1И.Е. Салякин, 1А.Н. Краснощёков, 2Larissa Yagolnitzer 1Владимирский государственный университет, г. Владимир, Россия

2 Exelon Corporation, Philadelphia, USA

Обычно различают три основных уровня эколого-географических исследований территорий: глобальный, региональный и локальный. На локальном уровне изучаются территории административных районов и их


162

подразделений, малых речных бассейнов и др. Проявление различных условий на локальном уровне наиболее ощутимо людьми, кроме того, только в крупном масштабе наибольшее число выделяемых в ходе исследования критериев и показателей как социальной, так и экологической комфортности может быть проанализировано с большей достоверностью [1, 2].

Целью исследований явилась разработка геоинформационной среды для оценки комфортности проживания населения в регионе.

Методологически работа включала несколько этапов: − анализ основных факторов и показателей, влияющих на комфорт-ность проживания населения;

− разработка методики расчета и геоинформационной среды ком-фортности;

− исследование природно-антропогенной, социально-экономической и медико-экологической обстановки на территории Владимирской области;

− создание единой базы данных и расчет комфортности проживания населения на территории Владимирской области. Комфортность определялась тремя группами факторов: природно-

антропогенными, социальными и медико-экологическими. Первая группа характеризует территорию проживания с точки зрения климатических параметров, рекреационного и эстетического состояния (всего 14 парамет-ров). Важной особенностью данного информационного блока является возможность пространственного определения близости интересующих рекреационных объектов (леса, реки, озера и т.п.).

Вторая группа характеризует социальные условия проживания насе-ления. Уровень жизни населения как социально-экономическая категория показывает степень удовлетворения потребностей людей в материальных благах, бытовых и культурных услугах. Поэтому в данном информацион-ном блоке содержатся сведения об обеспеченности населения объектами бытового обслуживания, доходах местного бюджета, уровне медицинского обслуживания и т.п. (всего 24 параметра).

Третий блок включает медико-экологическую информацию. Эколо-гическое состояние рассматриваемой территории может оцениваться по различным показателям состояния окружающей среды, например: по загрязнению атмосферы, почв и вод от различных источников, уровню радиации и т.д. Медико-демографическая ситуация характеризуется по


163

показателям естественного движения населения, изменениям его структу-ры, первичной заболеваемости по основным нозологиям и т.п. (всего 40 параметров).

В работе использовалась пятибалльная система оценки как факторов, характеризующих комфортность, так и самой комфортности. Комфорт-ность для индивидуума оценивалась с применением баллов приоритет-ности по различным показателям, с учетом того, что набор предпочтений для отдельных популяций различен. Одна из особенностей создаваемой ГИС состояла в том, что пользователь геоинформационной среды сам должен выбрать баллы приоритетности и внести их в расчет комфортности проживания.

Оценка комфортности проживания по половому признаку и для разных возрастных групп населения оценивалась на основе анкетных данных. При помощи метода анкетирования можно с наименьшими затратами получить высокий уровень массовости обследования.

В структуру анкеты входило около 100 позиций, таких как, например, приближенность к рекам, городам, номинальная заработанная плата, загрязнение атмосферы, заболеваемость, социальные условия и т.п.

Для оценки природно-антропогенных условий исследуемого региона выделялись 14 показателей, характеризующих пространственную близость к объектам, и влияющих на рекреационное состояние территории, а также природно-климатическая комфортность региона, которая оценивалась по индексу патогенности погоды.

Блок социальных условий исследуемой территории связан с уровнем жизни. Поэтому параметры для оценки уровня жизни подходят и для оценки комфортности проживания, для которой использовались 24 соци-ально-экономические показателя (уровень зарегистрированной безработи-цы, номинальная начисленная заработная плата, преступность, площадь жилищ, приходящаяся в среднем на одного жителя и др.).

Экологическая ситуация оценивалась по следующим показателям: загрязнение атмосферы от стационарных источников и автотранспорта, загрязнение поверхностных вод, загрязнение территории отходами, разме-щение санкционированных и несанкционированных полигонов и свалок. Медико-демографическая обстановка оценивалась по 40 показателям (рождаемость, смертность, первичная заболеваемость по основным нозологиям, распространенность наркомании и акоголизма и др.).


164

Для реализации разработанной методики расчета комфортности разработан алгоритм, на основе которого была создана программа, которая рассчитывает и выдает карты как по каждому фактору комфортности, так и по их сочетанию.

Разработанная программа расчета комфортности проживания населения апробирована на территории Владимирской области.

Разработка тематических слоев по показателям природно-антропо-генных условий производилась в геоинформационных системах ArcView v.3.1 и ArcGIS 9.3. Для этого произведен анализ электронной карты Владимирской области масштаба 1:200000 и выявлены необходимые для расчета слои и объекты.

Тематические слои по показателям приближенности к природным и антропогенным объектам разрабатывались в ГИС ArcGIS методом созда-ния множественных буферных зон вокруг объектов.

Для оценки комфортности климата использовался комплексный показатель – индекс патогенности погоды. В качестве параметров патогенности погоды взяты межсуточные изменчивости и отклонения основных метеорологических элементов от их средних или оптимальных значений, являющихся обычными для человека и не вызывающих у него отрицательных реакций [3]. Исходными данными являлись базы данных гидрометеостанций.

Исходными данными по социальным показателям являлись данные статистической отчетности территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Владимирской области, Администрации Владимирской области, УВД Владимирской области, а также Медицин-ского информационно-аналитического центра ГУЗ Владимирской области.

По всем показателям медико-демографической обстановки созданы в геоинформационной системе ArcView v.3.1 тематические слои в соответствии с административно-территориальным делением области [4].

На основе полученной информации разработана единая база данных, при этом в качестве элементарной принята ячейка, размером – 300х300 м [5].

С применением разработанной программы расчета и объединенной базы данных по природным, социальным и медико-экологическим пара-метрам по территории Владимирской области создана геоинформационная среда, позволяющая рассчитывать комфортность проживания для различных групп населения.


165

По результатам расчетов проведено зонирование региона для различных групп населения. Кроме того, полученная информация была использована для тематического картографирования – зонирования исследуемой территории по условиям проживания.

По карте общей комфортности (рис. 1) проживания населения самым благоприятным является Александровский район: по-видимому, это обусловлено наилучшими социальными условиями (приближенность к Москве), а также относительно благоприятной медико-экологической ситуацией. Также благоприятными являются Кольчугинский, Собинский и Гороховецкий районы.

Рис. 1. Карта комфортности проживания населения

на территории Владимирской области

Таким образом, разработана методика и алгоритм расчета комфорт-ности проживания населения; предложены показатели комфортности в каждой группе факторов. В геоинформационной системе GIS ArcView создана и интегрирована программа расчета комфортности проживания населения с учетом половых и возрастных параметров.


166

Разработанная единая база данных «Комфортность проживания населения Владимирской области» представляет собой файл в формате dBase (dbf 3), состоящий из оценочных баллов различных показателей (природно-антропогенные, социальные и медико-экологические).

По созданной геоинформационной среде комфортности проживания населения проведено зонирование региона для различных групп населе-ния, по которому определены места наиболее комфортного проживания.

Результаты исследования могут быть применены для оценки комфортности проживания населения в регионе с целью наиболее адекватного и оптимального выбора решений органами государственной власти (муниципалитетами). Также расчет комфортности может быть использован риэлтерскими организациями для адекватного выбора места проживания конкретного индивидуума в регионе.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Костовская С.К., Кочуров Б.И., Стулышапку В.О. Критерии и показатели оценки комфортности проживания населения. / Эколо-гические системы и приборы. №10, 2006. – С. 14-20.

2. Меринов Ю.Н. Эколого-социальная комфортность городской среды: факторы и территориальные закономерности (на примере г. Ростова-на-Дону). Дисс. канд. геогр. наук. 2000. – 216 с.

3. Бокша В.Г., Богуцкий Б.В. Медицинская климатология и клима-тотерапия. Киев: Здоровье, 1980. – 264 с.

4. Экологический атлас Владимирской области; под ред. Т.А. Трифоновой; Владим. гос. ун-т. – Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 2007. – 92 с.

5. Трифонова Т.А., Краснощёков А.Н. Экологическая составляющая при кадастровой оценке урбанизированных территорий. / Проблемы региональной экологии. № 5, 2004. – С.37-49.



167

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РИСКОВ И МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ УЩЕРБА ЗДОРОВЬЮ

НАСЕЛЕНИЯ КАК ЭЛЕМЕНТ УПРАВЛЕНИЯ РИСКАМИ 1Н.С. Торосян, 1О.А. Джугарян, 2Т.А. Трифонова, 2Л.А. Ширкин

1Центр эколого-ноосферных исследований НАН РА, г. Ереван, Республика Армения

2ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир, Россия

Сравнительный анализ риска – это процесс сравнения и ранжи-рования различных типов риска для определения приоритетов при его регулировании и распределении финансовых вложений. Сравнительная характеристика риска рассматривается не только как аналитический про-цесс, но и как система методов и моделей, включающих постоянное изме-рение, сопоставление и ранжирование факторов окружающей среды [1, 2].

Сравнительный анализ рисков является методически слабо разрабо-танным. Существующие подходы позволяют ранжировать отдельно канцерогенные и неканцерогенные риски. Однако единой универсальной модели ранжирования различных типов рисков с точки зрения установления приоритетов управления не существует [3]. Следует учитывать, что сама по себе величина риска – это вероятность развития какого-либо неблагоприятного эффекта у индивидуума или группы людей, в которой не учитывается ни патогенез, ни степень тяжести неблагоприятных эффектов, ни численность экспонируемой популяции (кроме популяционного риска). Поэтому только лишь сами величины рисков не могут быть положены в основу сравнительного анализа. Сравнивать риски можно, лишь используя понятие натурального ущерба здоровью. Следовательно, необходимо разрабатывать математические модели сравнительной оценки ущерба здоровью населения, являющиеся основой ранжирования рисков.

Ущерб определяется как математическое ожидание размера нежела-тельных последствий, то есть произведение вероятности (риска) и тяжести последствий события. Ущерб здоровью человека – это сложное понятие, сочетающее вероятность, степень тяжести эффекта и время его проявле-ния, величину которого можно выразить в числе лет полноценной жизни, потерянных в результате преждевременного заболевания или смерти, вызванных воздействием неблагоприятного фактора [4]. Как и для риска, различают индивидуальный и популяционный натуральные ущербы для здоровья.


168

В основу сравнительного анализа рисков нами положен анализ натурального популяционного ущерба здоровью населения. Ущерб здо-ровью популяционный – это ожидаемое число потерянных человеко-лет здоровой жизни в популяции в результате воздействия неблагоприятного фактора [4]. Это мера отрицательного влияния на общество болезней и преждевременных смертей, которая позволяет выявить относительную значимость каждого заболевания, сравнить популяции, обоснованно про-водить количественные оценки ущерба от преждевременной смертности населения. На основе анализа компонентов натурального популяционного ущерба нами предложен расчёт индекса ущерба IG – интегрального числового критерия, отражающего уровень популяционного ущерба здоровью населения от воздействия вредного фактора:

HPOPRIG ++= lglg Используемая нами модель оценки индекса ущерба для здоровья в

результате реализации канцерогенных и неканцерогенных эффектов включает три переменные.

1. R – среднегодовая интенсивность индивидуального канцероген-ного или неканцерогенного риска (год–1). Рассчитанные канцерогенные и неканцерогенные риски должны быть приведены к одним единицам измерения. Наиболее адекватным параметром является среднегодовая интенсивность индивидуального риска для здоровья, которая может быть оценена как для канцерогенных, так и для неканцерогенных эффектов.

2. POP – численность экспонируемой популяции, чел. Экспониро-ванная популяция – популяция, подвергающаяся воздействию вредного фактора. Численность экспонированной популяции является одним из важнейших факторов для решения вопроса о приоритетности природо-охранных мероприятий, возникающего при использовании результатов оценки риска в целях «управления риском» [3].

3. H – степень тяжести эффектов, выражаемая количеством баллов от 1 до 7. Характеристика тяжести патологии, возникшей от воздействия на человека токсических веществ, является методически недостаточно разработанной. Вместе с тем разработаны различные шкалы по тяжести воздействия и большинство из них достаточно субъективные. Подход, предложенный и применяемый агентством по охране окружающей среды США, классифицировал все эффекты на здоровье человека в соответствии с их угрозой жизнеспособности организма (Unfinished Business, EPA, 1987)


169

[3]. Было выделено 7 точек по тяжести эффектов. Данная шкала была разработана, как руководство к ранжированию тяжести эффектов, возника-ющих в результате воздействия вредных факторов на здоровье человека и приведена также в Методических рекомендациях Департамента госсан-эпиднадзора от 27 февраля 2001 года № 11-3/61-09 [2].

Эта формула работает для различных типов риска, как канцероген-ных, так и неканцерогенных. В случае оценки неканцерогенного риска тяжесть воздействия должна соответствовать уровню оцениваемой концентрации. Для канцерогенных эффектов степень их тяжести принима-ется равной 7, как для наиболее опасных и реально (или потенциально) создающих наибольшую угрозу жизнеспособности организма, популяции вцелом и будущих поколений. Таким образом, индекс ущерба становится возможным использовать в сравнительном анализе рисков, т.е. осущест-влять сравнение и ранжирование различных типов риска на территории промышленного центра для определения приоритетов при его регулиро-вании и распределении финансовых вложений на научной основе.

Объектами анализа явились канцерогенные риски и неканцероген-ные риски хронических эффектов для здоровья взрослого трудоспособного населения (16 – 59 лет), возникающие в результате загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха химическими веществами на территории промышленного центра г. Ереван. Анализ изначально был направлен на оценку экспозиций и рисков, соответствующих «центральной тенденции».

В список приоритетных загрязнителей атмосферного воздуха, включенных в анализ экспозиции и рисков, вошли 10 веществ: взвешенные вещества, диоксид серы, диоксид азота, свинец и его неорганические соединения, марганец и его соединения, ртуть (ртуть оксид), никель, мышьяк и его неорганические соединения, фенол, хлоропрен (2-хлорбута-1,3-диен). В работе оценивались риски для здоровья населения только в результате реализации канцерогенных эффектов и неканцерогенных хронических эффектов – как потенциально наиболее опасных неспецифи-ческих патологий, характеризуемых длительным латентным периодом. На основании имеющейся токсикологической информации об ингаляционном воздействии рассматриваемых веществ было выделено 5 групп вероятных вредных эффектов для здоровья: 1) увеличение случаев рака органов дыхания; 2) заболевания органов дыхания (увеличение частоты респира-торных заболеваний); 3) заболевания ЦНС (угнетение центральной


170

нервной системы); 4) заболевания, связанные с нарушениями развития – результат репродуктивной токсичности, которая включает в себя вредное действие веществ на женскую половую функцию и плодовитость, а также токсическое действие на развитие потомства; 5) заболевания сердечно-сосудистой системы (гипертония, развитие инсультов и инфарктов и др.).

В данном скрининговом исследовании для оценки риска, обуслов-ленного канцерогенными и неканцерогенными хроническими воздейст-виями веществ, использовались данные о среднегодовых концентрациях приоритетных химических веществ. При этом из анализа были исключены результаты подфакельных наблюдений, а для расчета среднегодовых концентраций использованы данные многолетних наблюдений.

На начальном этапе были рассчитаны риски изолированного воздействия веществ (т.е. воздействие одной примеси, оцениваемое через один путь поступления и маршрут воздействия и одну воздействующую среду). Для оценки канцерогенного риска применялась линейная беспоро-говая модель, использующая величины потенциалов канцерогенного риска, которые являются индивидуальной характеристикой каждого вещества [1, 3]. Риск неканцерогенных хронических эффектов даёт оценку вероятности увеличения первичной заболеваемости популяции в ответ на длительное воздействие неканцерогена [5, 6]. В основу модели риска неканцерогенных хронических эффектов была положена экспоненци-альная беспороговая модель воздействия, где используемая в расчётах отечественная система нормативов (ПДК) рассматривается как определён-ный компромисс, связанный с приемлемым риском, когда для большинст-ва людей отсутствует видимая или скрытая опасность для здоровья (Киселёв А.В., 2000). В последствии результаты оценок рисков изолиро-ванного воздействия веществ легли в основу расчёта индивидуальных и популяционных рисков комбинированного действия по выявленным 5 классам заболеваний для взрослого трудоспособного населения г. Ереван (табл. 1). Процедура ранжирования проводилась на основе предложенной математической модели оценки натурального популяционного ущерба с использованием комплексного индикатора – индекса ущерба (табл. 1).

Рассчитанные индексы ущерба явились основой ранжирования и сравнительной оценки относительной важности проблем промышленного центра (табл. 2).


171

Таблица 1 Оценка индекса ущерба для здоровья взрослого трудоспособного

населения по классам заболеваний, возникающих в результате загрязнения атмосферного воздуха на территории г. Ереван

Крити-ческие органы / системы

Характеристика вредных эффектов

Средне-годовая интенсив-ность индиви-дуального риска

R, год–1

Числен-ность экспони-руемой популяции POP, чел

Степень тяжести эффектов

H

Индекс ущерба

IG

Органы дыхания

Увеличение случаев рака органов дыхания

0,000375 762134 7 9,4559

Органы дыхания

Увеличение частоты респираторных заболеваний

0,028109 762134 4 8,3309

ЦНС Угнетение центральной нервной системы

0,028697 762134 6 10,3399

Развитие Нарушение разви-тия нового орга-низма от момента зачатия до периода его полового созре-вания. Неонаталь-ная смертность. Задержка развития

0,026532 329842 7 10,9421

Сердечно-сосудистая система

Гипертония. Развитие инсультов и инфарктов

0,028126 762134 4 8,3311

1) Анализ полученных данных показывает, что только лишь рассчитанные величины рисков не позволяют дать адекватный прогноз уровня опасности здоровью взрослого населения в результате воздействия химических веществ на территории промышленного центра, а также дать сравнительную оценку относительной важности различных заболеваний или группы заболеваний в популяции. Поэтому необходимо использовать


172

предложенную нами модель оценки популяционного ущерба здоровью с вычислением комплексного индикатора – индекса ущерба, в котором учитываются собственно величины рисков неблагоприятных эффектов, приведенные к одинаковым единицам измерения – среднегодовой интен-сивности индивидуального риска, численность экспонируемой популяции и степень тяжести вредных эффектов здоровью населения в соответствии с их угрозой жизнеспособности организма.

Таблица 2 Ранжирование вредных эффектов (проблем региона) по ущербу здоровью

взрослого трудоспособного населения в г. Ереван

№ Эффекты Проблемы региона Источники возникновения

Индекс ущерба

IG

Вклад в общий популя-цион-ный ущерб,

% 1 Неканцеро-генные хрони-ческие эффекты

Нарушения развития организма

Свинец, мышьяк, хлоропрен

10,9421 77,7

2 Неканцеро-генные хрони-ческие эффекты

Заболевания ЦНС Свинец, марганец, ртуть, фенол, хлоропрен

10,3399 19,4

3 Канцерогенные эффекты

Увеличение случаев рака органов дыхания

Свинец, никель, мышьяк

9,4559 2,5


Заболевания сердечно-сосудистой системы

Диоксид серы, фенол, свинец

8,3311 0,2


Увеличение частоты респираторных заболеваний

Взвеш. вещ-ва, диоксид серы, диоксид азота

8,3309 0,2

2) Наибольший популяционный ущерб (до 78 %) здоровью населения

промышленного центра непосредственно связан со здоровьем взрослого женского населения в фертильном возрасте, проявляется в нарушениях развития нового организма (в первую очередь низкая масса плода, неона-тальная смертность, не вынашивание беременности и др.) и обусловлен


173

присутствием в приземном слое атмосферного воздуха хлоропрена, мышьяка, свинца.

3) Риск увеличения случаев рака органов дыхания (канцерогенных эффектов) по своей значимости находится на третьем месте, значительно уступая по величине популяционного ущерба (2,5 %) неканцерогенным хроническим эффектам, выявляемым в нарушениях развития организма и в центральной нервной системе.

4) Заболевания сердечно-сосудистой системы и увеличение частоты респираторных заболеваний с точки зрения установления «рисковых» приоритетов наименее значимые проблемы промышленного центра. В общей сложности их вклад в популяционный ущерб не превышает 0,4 %.

5) Инвентаризация источников поступления хлоропрена, мышьяка, свинца, контроль уровней загрязнения и рисков здоровью населения, разработка и реализация мероприятий по снижению выбросов этих веществ являются приоритетными задачами для регионального плана действий по охране окружающей среды. Кроме того, снижение уровня загрязнения атмосферы по хлоропрену, мышьяку, свинцу позволит существенно снизить риски и ущербы здоровью населения и по другим классам заболеваний.

Предлагаемая нами модель индекса ущерба позволит осуществлять экспрессную оценку и сравнительный анализ рисков здоровью населения промышленных центров по источникам загрязнения, по веществам, по поражаемым органам и системам; изучать временную динамику уровней риска в условиях различных территорий. Данный подход имеет жесткую клиническую ориентацию и сфокусирован на знании патогенеза и природы заболевания, которые лежат в основе оценки нетрудоспособности и смерт-ности, а также положительного эффекта от проведенных мероприятий.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Онищенко Г.Г., Новиков С.М., Рахманин Ю.А., Авалиани С.Л., Буштуева К.А. Основы оценки риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду / Под ред. Ю.А. Рахманина, Г.Г. Онищенко. – М.: НИИ ЭЧ и ГОС, 2002. – 408 с.

2. Методические рекомендации по обработке и анализу данных, необ-ходимых для принятия решений в области охраны окружающей среды и здоровья населения. Утверждены руководителем Департа-


174

мента госсанэпиднадзора Минздрава России от 27 февраля 2001 года № 11-3/61-09. – М.: Министерство здравоохранения РФ, 2001.

3. Методические рекомендации по использованию сравнительного анализа рисков и расстановки приоритетов в области охраны окружающей среды. – М.: Центр подготовки и реализации международных проектов технического содействия, 1998. – 50 с.

4. Методические материалы по оценке риска, социально-экономи-ческого ущерба от воздействия вредных факторов окружающей среды на здоровье населения и управлению рисками. – М.: Центр подготовки и реализации международных проектов технического содействия (ЦПРП), 1999

5. Киселев А.В., Фридман К.Б. Оценка риска здоровью. Подходы к использованию в медико-экологических исследованиях и практике управления качеством окружающей среды. – СПб.: «Дейта», 1997. – 100 с.

6. Киселёв А.В. Обоснование системы оценки риска здоровью в гигие-ническом мониторинге города. Автореф. дис. докт. мед. наук – СПб, 2000.

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ

Т.А. Трифонова, Л.А. Ширкин ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Здоровье – это динамический процесс, в большей степени зависящий от индивидуальной особенности адаптироваться к среде; быть здоровым означает сохранить интеллектуальную и социальную активность, а не только отсутствие физических дефектов или болезни (дополнение ВОЗ, 1978). Нарастание негативных проявлений в экономической и социально-экономической сферах ведёт к изменениям уровней адаптации населения в целом (от состояний предболезни до формирования патологии). В настоящее время нет общепризнанных данных о долевом вкладе различных факторов в формирование индивидуального и популяционного здоровья. В материалах Всемирной организации здравоохранения указыва-ется, что в совокупном влиянии на здоровье населения образу жизни отводится 50 %, среде обитания – 20 %, наследственности – 20 %, качеству


175

медико-санитарной помощи – 10 %. Но эти данные носят ориентиро-вочный характер.

Целью настоящего исследования явилось установление вклада экономических и социально-экономических факторов в формирование популяционного здоровья для взрослого трудоспособного населения Владимирской области.

Фундаментальные основы анализа влияния экономических и социально-экономических факторов на здоровье населения:

1) Все сведения о причинах развития медико-экологического явления содержатся в его реализации – в уровнях и темпах первичной заболеваемости населения по различным нозологическим группам [1, 2].

2) Выявление зависимости между показателями факторов риска и показателями первичной заболеваемости взрослого трудоспособ-ного населения правомерно, ибо в основе такой зависимости лежит неспецифическое действие на организм многообразных причинных факторов малой интенсивности [3].

3) Причинно-следственной связью между факторами, определяющими здоровье, и здоровьем является статистическая связь. Чем сильнее связь между предполагаемой причиной (фактором риска) и её действием, тем вероятнее значение этой причины [3].

4) С точки зрения методов донозологической диагностики наиболь-шую значимость имеют факторы риска и нозологические группы (органы и системы организма), непосредственно связанные с болез-нями системы кровообращения (сердечно-сосудистой системы). Степень адаптации организма к условиям окружающей среды, оцениваемая через показатели сердечнососудистой системы, служит ведущим критерием, отражающим равновесие организма со средой обитания и адаптацию населения к изменяющимся экономи-ческим и социально-экономическим условиям.

5) Построение модели здоровья и регрессионных зависимостей на основе показателей, отражающих риск снижения уровня функцио-нального состояния (адаптации) сердечно-сосудистой системы, правомерно, ибо критерии изменений здоровья (реакции) популяции дискретны, то есть в популяции встречаются лица с разным уровнем адаптации – от состояний предболезни (напряже-ния и перенапряжения адаптации) до формирования патологии


176

(неспецифические болезненные состояния и развитие специфичес-кой патологии) [4]. Методика анализа влияния социально-экономических факторов на

здоровье населения основана на выявлении взаимосвязи между дифферен-циальными показателями первичной заболеваемости сердечно-сосудистой системы, факторами окружающей среды и образа жизни с последующим построением модели здоровья. Методика предусматривает выполнение следующих этапов исследования: 1) сбор и первичная обработка исходных данных с вычислением среднегодовых темпов первичной заболеваемости взрослого трудоспособного населения, а также среднегодовых темпов и удельных региональных экономических и социально-экономических показателей; 2) кластерный и регрессионный анализ данных о средне-годовых темпах первичной заболеваемости взрослого трудоспособного населения с выявлением нозологических групп непосредственно связанных с заболеваниями сердечно-сосудистой системы; 3) совместный кластерный и регрессионный анализ данных о среднегодовых темпах первичной заболеваемости взрослого трудоспособного населения и данных о среднегодовых темпах региональных экономических и социально-экономических показателей с выявлением факторов риска; 4) построение модели здоровья на основе показателей, отражающих риск снижения уровня функционального состояния (адаптации) сердечно-сосудистой системы; 5) оценка вклада приоритетных факторов в риск снижения уровня функционального состояния сердечно-сосудистой системы; 6) установление зависимости среднегодовых темпов заболеваемости сердеч-но-сосудистой системы от приоритетных факторов риска.

Существует много определений и моделей здоровья, но нет одной общепринятой, в первую очередь из-за различий в подходах классифи-кации факторов риска. В настоящем исследовании за основу принята классификация факторов риска, используемая ВОЗ.

Образ жизни – широкая категория, включающую индивидуальные формы поведения, активность и реализацию своих возможностей в труде, повседневной жизни и культурных обычаях, свойственных тому или иному социально-экономическому укладу. Образ жизни включает эконо-мические, социологические, социально-психологические и социально-экономические факторы риска.


177

Экономические факторы – факторы уровня жизни, характеризуемые экономическими показателями: размер и форма доходов; структура потребления; качество жилья и обеспеченность им и др.

Социологические факторы – факторы качества жизни, являющиеся оценкой качественной стороны условий жизни; это показатели уровня комфорта, удовлетворенности работой, общением и т.п.

Социально-психологические факторы – факторы стиля жизни, который относится к индивидуальным особенностям поведения как одного из проявлений жизнедеятельности.

Социально-экономические факторы – факторы уклада жизни, под которым понимается порядок общественной жизни, быта, культуры, в рамках которого происходит жизнедеятельность людей.

По результатам кластерного и регрессионного анализа построена модель здоровья населения, на основе показателей, отражающих риск снижения уровня функционального состояния (адаптации) сердечно-сосудистой системы (рис. 1).

Рис. 1. Модель здоровья для взрослого трудоспособного населения

Владимирской области


178

Дана интерпретация полученной модели здоровья в соответствии с теорией адаптации человека (табл. 1).

Анализ полученной модели здоровья, проведённый с использова-нием теоремы Байеса, показал, что риск снижения уровня функциональ-ного состояния сердечно-сосудистой системы определяется факторами среды обитания (41%) и факторами образа жизни (57 %), среди которых ведущими являются экономические факторы (51%) и социально-экономические факторы (6%). Установлено также, что полная вероятность регистрации изменений в уровнях адаптации по показателям сердечно-сосудистой системы в предельном случае, т.е. для самого неблагопри-ятного варианта воздействия факторов риска, составляет 64 %.

Таблица 1 Интерпретация модели здоровья

Сценарий Механизм реализации Ведущие факторы I Специфические компоненты адаптации,

формирующиеся на основе центральной нервной функциональной системы

Факторы социальной среды

II Специфические компоненты адаптации, формирующиеся на основе кислород-транспортной функциональной системы [функциональная система на основе дыха-тельной функции, Анохин П.К., 1962]

Факторы среды обита-ния

III Неспецифические компоненты адаптации, формирующиеся на основе нейрогумораль-ных функциональных подсистем (эндо-кринные комплексы) [Схема общего адап-тационного синдрома по Г. Селье, 1960]

Факторы социальной среды

IV Неспецифические компоненты адаптации к факторам образа жизни, оцениваемые через уровень функционального состояния сер-дечно-сосудистой системы

Экономические фак-торы; Социально-эко-номические факторы

V Наследственность Врождённые пороки развития

На основе многомерного регрессионного анализа получена матема-тическая зависимость среднегодовых темпов заболеваемости сердечно-сосудистой системы, отражающая риск снижения уровня функционального


179

состояния сердечно-сосудистой системы от трёх групп приоритетных факторов риска (экономические факторы, факторы среды обитания, социально-экономические факторы) в виде уравнения гиперплоскости:

1 2 30,665 1,076 0,865 0,205y x x x= − ⋅ + ⋅ + ⋅ + где 1x – экономические факторы (темпы роста заработной платы); 2x – факторы среды обитания (годовые темпы заболеваемости дыхательной

системы); 3x – социально-экономические факторы (годовые темпы роста травм и отравлений). Коэффициент детерминации по уравнению составляет 1,776·10–3. Полученная регрессионная зависимость позволяет прогнозировать

темпы роста заболеваемости сердечно-сосудистой системы по административным районам Владимирского региона.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Эпидемиологическая диагностика / Л.П. Зуева. – СПб: ООО «Изда-тельство Фолиант», 2009;

2. Келлер А.А., Кувакин В.И. Медицинская экология – СПб.: «Петро-градский и К», 1998.

3. Комплексная гигиеническая оценка степени напряженности медико-экологической ситуации различных территорий, обуслов-ленной загрязнением токсикантами среды обитания населения. Методические рекомендации утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 30.07.1997 № 2510/5716-97-32.

4. Методические рекомендации «Унифицированные методы сбора данных, анализа и оценки заболеваемости населения с учетом комплексного действия факторов окружающей среды (утв. Гос-комсанэпиднадзором РФ 26 февраля 1996 г. № 01-19/12-17)

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ (АВЦП проект № 2.2.3.3/670).


180

ЭКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УЧЕБНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ ФАКУЛЬТЕТА ХИМИИ И ЭКОЛОГИИ ВЛГУ

С.М. Чеснокова, С.В. Мешкова ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

В России только в 2006 г гигиеническими нормативами была введена максимально разовая концентрация СО2 для воздуха рабочей зоны производственных помещений – 4597 ррm (0,4597 % об). Для воздуха помещений вокзалов согласно СП 2.5.1198-03. «Санитарные правила по организации пассажирских перевозок на железнодорожном транспорте» п. 3.4.8 концентрация СО2 в зоне дыхания пассажиров не должна превышать 1000 ррm.

Для жилых, офисных, учебных и других помещений в России такая норма по содержанию СО2 до сих пор отсутствует. Для учебных помещений у нас существуют только нормы по длительности сквозного проветривания и по объему подачи воздуха вентиляционными системами. При этом через вентиляционные системы и открытые форточки в помещение подается воздух, уже содержащий определенное количество СО2. Поэтому если сравнивать уровень СО2 в школах сельской местности и крупных городов, то они будут значительно отличаться друг от друга, хотя объем подаваемого воздуха вентиляционными системами для каждого будет одинаковым.

В России с 1 октября 2008 года введен новый ГОСТ РЕН 13779-2007 «Вентиляция в нежилых зданиях. Технические требования к вентиляции и кондиционированию», в основу которого положен Европейский стандарт 2004 года по качеству воздуха в помещениях с пребыванием людей [1]. В Европейском стандарте указано, что воздух высокого качества в помещении должен отличаться от наружного воздуха населенного пункта всего на 350 ррm СО2.

В работах Губернского Ю.Д. и Шилькорта Е.О. показано [2], что в офисах города Москвы уровень СО2 достигает 2000 ррm и выше, а на улицах он был – 1000 ррm. При этом измерения проводились не в самые неблагополучные дни с точки зрения экологической обстановки.

Основным источником СО2 в помещении является человек, а также воздух, который поступает в помещение через вентиляционные системы и открытые окна.

Зависимость токсического эффекта СО2 от его концентрации показана в работе [3]. Исследования проводились для уровней диоксида


181

углерода от 300 до 400 ррm выше атмосферного уровня. При концентрации СО2 600 ррm в помещении люди начинают чувствовать признаки ухудшения качества воздуха. Когда концентрация СО2 становится выше этого уровня, некоторые люди начинают испытывать один и более классических симптомов отравления углекислым газом, таких как проблемы с дыханием, учащенный пульс, головная боль, снижение слуха, гипервентиляция, потливость, усталость. При уровне 1000 ррm почти все, из находящихся в помещении, испытывают те или иные симптомы, описанные выше [4].

Поэтому представляло интерес исследование качества атмосферного воздуха в учебных помещениях ФХЭ, так как большая часть студентов и преподавателей факультета находятся в этих помещениях более 8 часов в день.

Нами предложен экспресс–метод определения диоксид углерода и кислорода в воздухе. Метод основан на определении содержания раство-ренного газа и расчете его концентрации в воздухе помещения с исполь-зованием закона Генри для идеального газа, находящегося в равновесии с растворителем. Согласно закону Генри количество растворенного газа в жидкости пропорционально парциальному давлению данного газа. Математически этот закон может быть выражен соотношением:

Ci (раствор)=Kгi·Pi , (1) где Ci – концентрация i-ой примеси в жидкости, моль/л; Kгi – Констан-тин Генри для i-ой примеси при данной температуре жидкости (раствора), моль/(л·атм.) или моль/(л·Па); Pi – парциальное давление i-ой примеси в газовой фазе (воздухе), находящейся в равновесии с жидкостью (раствором), Па или атм. Парциальное давление i-ой примеси в воздухе рассчитывается по

соотношению: Pi= Pвозд· Ci /100, (2) где Pi – парциальное давление i-ой примеси Па или атм.; Ci – концент-рация i-ой примеси в воздухе, % об; 100 – коэффициент перевода % об в объемные доли. Концентрацию растворенного диоксида углерода определяли,

используя состояние карбонатной системы, образующейся в воде при растворении диоксида углерода:

CO2(газ)↔ CO2(р-р)+H2O↔H2CO3↔ HCO3-+H+ (7)


182

Таблица 1 Содержание основных компонентов воздуха

в некоторых помещениях факультета химии и экологии №

помещения Статус Дата

Содержание О2, % об.

Содержание СО2, % об.

414

Компьютерный зал

24.06.09

20,2

0,10

326 «а»

Лаборатория экологического мониторинга

24.06.09

20,9

0,079

426

Лекционная аудитория

24.06.09

20,2

0,085

335

Лекционная аудитория

23.06.09

20,5

0,081

326 «а» Лаборатория экологического мониторинга

23.06.09 20,8 0,075

Так как угольная кислота (H2CO3) слабая (К1=4,45*10-7), то в диссо-циированном состоянии находятся менее 1% молекул кислоты. Исходя из этого, концентрацию растворенного в воде диоксида углерода можно определить по концентрации угольной кислоты путем титрования ее раствором гидроксида натрия с индикатором фенолфталеином.

Во избежание побочных реакций с участием компонентов карбонат-ной системы (7) с примесями воды, в качестве растворителями используют только дистиллированную воду.

Концентрацию растворенного кислорода определяли методом Винклера.

Результаты определения концентрации диоксида углерода и кислорода в некоторых помещениях ФХЭ представлены в табл. 1 и на рис. 1.

Таким образом, концентрация диоксида углерода в учебных помещениях ФХЭ значительно превышает уровень (600 ррm), при котором у человека начинают проявляться признаки ухудшения самочувствия [3]. Что касается концентрации кислорода, то она уменьшается незначительно, это объясняется высоким содержанием кислорода в атмосферном воздухе.


183

Рис. 1. Содержание диоксида углерода в помещениях до и после занятий

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Стандарт EN 13779:2004 Ventilation for non-residential buildings –

Performance reduirements for Ventilation and roomconditioning systems.

2. Шилькорт Е.О. Сколько воздуха нужно человеку для комфорта? / Е.О. Шилькорт, Ю.Д. Губернский // АВОК. – 2008. – №4. – С. 15-19.

3. Seppanen O.A., Fisk W.Y. and Mendell M.Y. Association of ventilation Rotes and СО2 concentrations with Health and other responses in commercial and institutional buildings. Indoor Air, 1999, 9, 226-252.

4. Губернский, Ю.Д. Экология и гигиена жилой среды / Ю.д. Губерн-ский, С.И. Иванов, Ю.А Рахманин. – М.: Логос, 2008. – 237 с.

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ (АВЦП проект № 2.1.1/1510).


184

VI. ПОВЫШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧНОСТИ И БЕЗОТХОДНОСТИ ПРОИЗВОДСТВ

ЭКОЛОГИЗАЦИЯ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Н.А. Андрианов, Д.М. Карлович ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

В последние несколько лет, происходит массовый переход к децентрализованным системам отопления и горячего водоснабжения. Этот процесс особенно выражен в малых городах, таких как: Меленки, Суздаль, Вязники, Судогда. Так в городе Суздале все новые строящиеся здания оборудуются мини-котельными. Строительные организации города прово-дят политику поквартирного отопления (в каждой квартире устанавливает свой котел, греющий воду и отапливающий помещение). Этот выбор обусловлен существенными недостатками централизованной системы отопления:

1) Большая протяженность и большой износ теплосетей, приводящий к потерям тепла и теплоносителя.

2) Невозможность самостоятельного регулирования температурного режима.

3) Не везде есть возможность подключения к тепловым сетям из-за отдаленности сетей или недостатка мощности котельной.

4) Многие котельные работают на устаревшем оборудовании с низким КПД. Большой срок службы оборудования приводит к частым отключениям теплоснабжения для ремонта.

5) Многие котельные работают на торфе, угле мазуте или солярке, что приводит к большим выбросам загрязняющих веществ. Основными достоинствами систем децентрализованного отопления

являются: 1) Практически нет потерь тепла и теплоносителя из-за малой протяженности теплосистемы.

2) Обеспечение комфортных условий проживания вследствие возмож-ности оперативного регулирования температурного режима.

3) Возможность полной автоматизации работы котельной. 4) Топливо – природный газ, выбросы загрязняющих веществ, от сгорания которого значительно меньше, чем при использовании других видов топлива.

VI. Повышение экологичности и безотходности производств

185

5) Достаточно высокий КПД и экологичность котлов за счет более эффективного режима сгорания топлива.

6) Стоимость тепловой энергии ниже, текущие затраты – оплата используемого газа.

7) Более эффективная система водоподготовки и повышенная надежность оборудования. Существует несколько вариантов децентрализованных систем отоп-

ления, основным различием которых является расположение самой котельной (рис. 1):

А) Крышный вариант Б)Котельная подваного типа

Рис. 1. Варианты оформления мини-котельных

Возможны и другие варианты расположения котельных. Для сравнения децентрализованной и централизованной систем

отопления был выбран двух этажный коттедж, в городе Суздале. Общей площадью 276,71 м2. Исходя из этих данных, были рассчитаны тепловые нагрузки (табл. 1).

Таблица 1 Тепловые нагрузки

Часовой расход тепла, ккал/ч Годовой расход тепла, Гкал/год

Отопление

Горячее водоснабжение

Итого Отопление Горячее

водоснабжение Итого

зимний период

15513,3 2000 17513,6 38,8 8,8 47,6

летний период

_____ 1280 1280 _____ _____ _____

Исходя из общего расхода тепла 17513,6 ккал/час, был выбран котел фирмы BAXI. Котел BAXI: slim 2.230i мощностью 22,1 кВт (17513,6*1,16=20,3 кВт). По расходу тепла был рассчитан расход топлива и


186

определены выбросы дымовых газов и содержащихся в них загрязняющих веществ. Было рассчитано рассеивание загрязняющих веществ в призем-ном слое атмосферного воздуха и по высоте от подстилающей поверх-ности с учётом этажности соседнего жилого дома (на высоте 5 и 7 м). Расчёт проводился при трех скоростях ветра 3,5 м/с; 7,5 м/с; 9 м/с (7,5 м/с – среднегодовая скорость ветра). Результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2 Результаты расчёта

Скорость ветра, м/с

Загрязняющее вещество

Концентрация загрязняющих веществ, мг/м3

В приземном слое

На высоте Н=5 м

На высоте Н=7 м

3,5

СО NO2 NO Б.П.

2,86 10-3 2,86 10-4 3,64 10-4 3,60 10-9

7,70 10-3 7,70 10-4 9,80 10-4 9,80 10-9

11,00 10-3 11,00 10-4 14,00 10-4 14,00 10-9

7,5

СО NO2 NO Б.П.

0,5110-3 0,52 10-4 0,64 10-4 0,66 10-9

2.40 10-3 2,40 10-4 2,90 10-4 3,10 10-9

3,40 10-3 3,40 10-4 4,20 10-4 4,30 10-9

9,0

СО NO2 NO Б.П.

0,32 10-3 0,32 10-4 0,40 10-4 0,42 10-9

0,61 10-3

0,61 10-4 0,77 10-4 0,79 10-9

0,86 10-3 0,86 10-4 1,10 10-4 1,10 10-9

Из этих данных следует, что выбросы основных загрязняющих веществ не превышают их ПДК и даже ниже их на порядок. Следовательно, строительство данной котельной является экологически обоснованным. При расчёте экономической эффективности перехода от централизованной системы отопления к децентрализованной использова-лись тарифы на январь 2010 года.

Инвестиционные затраты на децентрализованную систему отопле-ния:

1) Стоимость котла: 68680 руб.


187

2) Обвязка котельной, стоимость дымохода, подключение к газовой магистрали: 5000+10000+15000=30000 руб.

3) Годовая стоимость газа (для данного котла): 47645 руб./год. 4) Стоимость холодной воды идущей на нагрев (при расходе 15 м3/месяц): 2592 руб./год.

5) Стоимость электроэнергии: 2680 руб./год. 6) Ежегодное обслуживание и наладка котла: 3500 руб./год. 7) Суммарные затраты: 155097руб./год. Инвестиционные затраты на централизованную систему отопления:

1) Подключение к тепловым сетям: 30000 руб. 2) Стоимость горячей воды (при расходе 15м3 /месяц): 11988руб./год. 3) Стоимость отопления 276.71 м2: 70727 руб./год. Суммарные затраты: 112715руб./год. Разница инвестиционных затрат: 155097-112715=42382руб./год. Ежегодные эксплуатационные затраты: Децентрализованное отопление: 56467 руб./год Централизованное отопление: 82715 руб./год Разница эксплуатационных затрат: 82715-56467=26248 руб. Эффективность капитальных вложений: 26248/42382=0,62

руб./руб. Срок окупаемости котельной: 1,62 года Таким образом, строительство котельной децентрализованного

тепло- и горячего водоснабжения является экологически и экономически обоснованным.

Исследования выполнены при поддержке Минобрнауки РФ (ГК № П1078). ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБЪЕКТА А.С. Лисятникова, М.Е. Ильина, Т.А. Трифонова ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

В последнее время, в связи с увеличением техногенной нагрузки на окружающую среду, важной становится проблема обеспечения экологи-ческой безопасности.

Экологическая безопасность – совокупность состояний, процессов и действий, обеспечивающая экологический баланс в окружающей среде и не приводящая к жизненно важным ущербам (или угрозам таких ущербов),


188

наносимым природной среде и человеку антропогенными угрозами, к которым относятся предприятия различных отраслей промышленности независимо от применяемой технологии и объёмов производства. В этой связи актуальность приобретает проблема внедрения системы экологической безопасности на промышленных объектах – система, включающая в себя совокупность разнородных факторов опасности конкретного объекта. Опасность от различных видов деятельности, связанных с возможными аварийными ситуациями и имеющими неблаго-приятные последствия для окружающей среды и здоровья населения, можно оценить по уровню экологического риска. Оценка риска – этап, на котором идентифицированные опасности должны быть оценены на основе критериев приемлемого риска с целью выделения опасности с неприем-лемым уровнем риска, этот шаг послужит основой для разработки рекомендаций и мер по уменьшению опасностей. При этом и критерии приемлемого риска, и результаты оценки риска могут быть выражены как качественно, так и количественно. Одним из возможных вариантов качественного анализа отказа системы является построение дерева отказов. Дерево отказов (аварий, происшествий, последствий, нежелательных событий, несчастных случаев и пр.) лежит в основе логико-вероятностной модели причинно-следственных связей отказов системы с отказами ее элементов и другими событиями (воздействиями); при анализе возникно-вения отказа состоит из последовательностей и комбинаций нарушений и неисправностей, и таким образом оно представляет собой многоуровневую графологическую структуру причинных взаимосвязей, полученных в результате прослеживания опасных ситуаций в обратном порядке, для того чтобы отыскать возможные причины их возникновения.

Для анализа было взято предприятие полиграфической промышлен-ности, занимающиеся выпуском печатной продукции.

Первым этапом в оценке неблагоприятных последствий воздействия на окружающую среду является выделение экологических аспектов производственной деятельности. Выявление экологических аспектов реализуется на основе экспертных оценок. Далее производится ранжиро-вание аспектов по значимости, позволяющее выявить опасные для предприятия и для работников ситуации, которые могут возникнуть в процессе производства. К таким ситуациям на полиграфическом производ-стве относятся пожар в результате утечки ГСМ и пожар на складе макулатуры. Именно эти две позиции являются наиболее опасными ЧС,


189

которые могут возникнуть на предприятии, поэтому целесообразно смоделировать их с помощью дерева отказов (рис. 1, 2).

Рис. 1. Дерево отказов для пожара в результате утечки ГСМ

Рис. 2. Дерево отказов для пожара на складе макулатуры


190

Главное преимущество дерева отказов (по сравнению с другими методами) заключается в том, что анализ ограничивается выявлением только тех элементов системы и событий, которые приводят к данному конкретному отказу системы или аварии, тем самым, позволяя оценить потенциальную опасность объекта. Данная оценка является основой для разработки и внедрения системы экологической безопасности на предприятии, которая позволит снизить эффект производственной нагрузки на окружающую среду и предотвратить возникновения чрезвычайных ситуаций на объекте, тем самым обезопасит настоящее и будущее поколение от последствий техногенных катастроф.


АНАЛИЗ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОДУКТА (НА ПРИМЕРЕ КИРПИЧА КЕРАМИЧЕСКОГО)

Г.Н. Сенникова, М.Е. Ильина ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

В свете проблемы увеличения объемов строительных отходов, связанной с достаточно интенсивным развитием строительной отрасли. Сегодня вопрос утилизации строительных отходов становиться все более актуальным из-за проблемы переполнения полигонов, растущего числа несанкционированных свалок и увеличения объемов нового строительства, сноса и реконструкции зданий и сооружений.

При этом необходимо проводить оценку по показателям экологическим, санитарно-гигиенической, радиационной и пожарной безопасности, т.е. должна оцениваться безопасность материала для человека, для среды его обитания с учётом влияния на окружающую среду не только самого материала, но и процессов, сопровождающих материал по его жизненному циклу (от “рождения” до “смерти”). Кроме того, оцениваются не только прямые (явные) негативные воздействия, такие как эмиссия вредных веществ, образование отходов и т.п., но и косвенные эффекты (дефицитность сырья, влияние на здоровье человека, ухудшение качества окружающей среды и т.д.)


191

В общем случае промышленная продукция проходит определенные стадии: предпроизводственный этап (добыча сырья); производственная деятельность, доставка продукта, этап потребления эксплуатация продукции), эксплуатация, утилизация (захоронение) отходов.

Экологическая оценка нагрузок строительных материалов на окружающую среду должна проводиться по пяти составляющим биосферы: атмосфере, гидросфере, литосфере (почве, сырью), энергии и биотическим компонентам (включая человека). При экологической оценке материалов, в первую очередь, необходимо учитывать негативные воздействия, приводящие к обострению глобальных экологических проблем, таких как парниковый эффект, повреждение озонового слоя, загрязнение почв, истощение ресурсов и т.д. (рис. 1).

Рис. 1. Система показателей для комплексной экологической оценки

строительных материалов

В качестве объекта исследования был взят один из основных строительных материалов – кирпич керамический.

Схема ЖЦ для исследуемого объекта приобретает следующий вид (рис. 2). Далее необходимо провести оценку экологических эффектов на всех

стадиях жизненного цикла объекта. Полученные в ходе анализа данные сведены в таблицу (табл. 1).


192

Рис. 2. Схема жизненного цикла керамического кирпича

Таблица 1 Оценка экологических эффектов по основным этапам

жизненного цикла керамического кирпича Этап

жизненного цикла

керамического кирпича

Экологические эффекты

Экологические аспекты

Стратегические экологические мероприятия по

снижению нагрузок на окружающую среду

Добыча и транспортировка глины

Истощение природ-ных ресурсов. Загряз-нение атмосферы. Загрязнение водной среды. Уничтожение почвенного покрова. Изменение ландшаф-та. Возникновение техногенных ланд-шафтов. Опасное шумовое воздействие. Образование боль-шого количества отходов. Нарушение природных экологи-ческих систем. Уничтожение, деградация, угнетение растительности.

Глина Вода Бензин Дизельное топливо Смазочные материалы, отработанные авто покрышки, аккумуляторы, авто запчасти, ветошь СО, СО2, NO2

Пыль глины Шумовое воздействие Образование твердых отходов

Использование совре-менных «щадящих» способов добычи глины. Избегание ненужного употребле-ния. Использование сырья вторичного и возобновляемого сырья. Комплексное использование минерального сырья. Использование мест-ного сырья (сокраще-ние до минимума транспортировки). Исключение потери сырья и пыления при транспортировке и добыче.

Перевозка

(автотранспорт)

Упаковка (полиэтиленовая пленка, поддоны

деревянные)

Переработка материалов

Подготовка материалов

Бой кирпича возвращают в эксплуатацию

Строительство зданий

Ремонт и реставрация обветшалых зданий

Вторичное использование

Строительные работы

Добыча глины 1 2

5 6 4

3


193

Ликвидация мест гнездования птиц. Распугивание живот-ных, нарушение их путей миграций. Изменение гидрогео-логического режима. Изменение напряжен-ного состояния пластов.

Прочие мероприятия.

Подготовка шихты Переработка материалов

Потребление энергии. Образование отходов. Опасное шумовое воздействие. Загрязнение атмосферы. Загрязнение окружающей среды.

Глины, опилки, вода, дополнительные компо-ненты. Электроэнергия. Газ. Выбросы в атмосфе-ру. Пыль глины и шлама. Образование твердых отходов (камни, песок, осевшая пыль шихты) Шум, вибрация. Топливо СО, СО2, NO2. Присутствуют вредные и опасные факторы произ-водства. Электробезопасность.

Производство качественных, долговечных материалов Сбережение ресурсов Создание материалов полифункционального назначения Снижение количества этапов обработки

Упаковка и перевозка готового кирпича

Загрязнение атмос-феры выхлопными газами. Образование отходов. Потребление энергии.

Электроэнергия. Выбросы в атмосферу СО, СО2, NO2. Бензин. Дизельное топливо. Смазочные материалы, отработанные автопок-рышки, аккумуляторы, авто запчасти. Шум.

Оборудование автотранспорта, перевозящего сыпучие грузы, съемными тентами.

Строительство и эксплуатация зданий

Потребление энергии. Загрязнение атмос-феры. Загрязнение воды. Опасное шумо-вое воздействие. Образование строи-тельных отходов. Изменение ландшаф-та. Изменение напряженного состояния пластов. Нарушение природ-ных экологических

Кирпич, цемент, вода и другие строительные материалы. Электроэнер-гия. Выбросы в атмосфе-ру (цементная пыль). Шум, вибрация. Сброс в сточные воды. Твердые отходы (ТБО). Запахи (краска, лак и др.). Возможность рисковых ситуаций (поломка или крушение подъемного крана, обвал стен,

Использование качест-венных материалов. Отказ от использования материалов с органи-ческими растворителя-ми и др. вредных для человека материалов. Контроль за состояни-ем материала. Обеспечение шумоза-щитными экранами мест размещения строительного


194

систем. Влияние на здоровье людей. Загрязнение окружа-ющей среды.

потолков и т.п.). оборудования (при строительстве вблизи жилых домов

Демонтаж и реставрация зданий

Выбросы пыли в атмосферу. Образование твердых отходов. Потребление энергии. Загрязнение окружающей среды.

Вспомогательные мате-риалы. Кирпич, вода. Шумовое воздействие. Вибрация. Оседание пыли. Потребление электроэнергии. Запахи. Строительные отходы (арматура, бетон, различные полимеры, бумага и т.д.). Бензин. Дизельное топливо. Смазочные материалы, отработанные автопокры-шки, аккумуляторы, авто- запчасти. СО, СО2, NO2. Возможность рисковых ситуаций (обрушение, образование трещин и т.п.).

Соответствие долговечности отдельных материалов, деталей, изделий сроку службы всего здания. Уход за материалом. Восстановление его свойств. Своевремен-ная замена состарив-шегося кирпича.

Уничтожение и повторное использование

Образование большого количества отходов при сносе зданий и сооружений. Опасное шумовое и вибрационное воз-действие. Загрязнение атмосферы. Наруше-ние ландшафта. Загрязнение окружа-ющей среды и т.д.

Образование отходов. Опасное шумовое воз-действие. Вибрация. Выбросы в атмосферу (пыль). Дизельное топливо. Смазочные материалы, отработан-ные автопокрышки, аккумуляторы, авто- запчасти, ветошь. СО, СО2, NO2.

Ремонт. Реставрация. Отказ от свалок. Отказ от сжигания. Утилизация строительных отходов. Сортировка отходов. Повторное использова-ние без переработки.

Таким образом, анализируя жизненный цикл керамического кирпича по основным этапам можно выявить возможные воздействия на окружающую среду на всех этапах жизненного цикла. Определить наиболее существенные риски на каждом этапе жизненного цикла керамического кирпича. Это дает возможность предусмотреть экологические мероприятия по снижению негативных нагрузок на окружающую среду на всех этапах жизненного цикла. Исследования выполнены при поддержке Минобрнауки РФ (ГК № П395).


195

НОВЫЙ ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЬ ОФС НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ Э.П. Тропман

ВНИИцветмет, г. Усть- Каменогорск, Казахстан

В настоящее время на некоторых обогатительных фабриках Респуб-лики Казахстан проходят испытания зарубежные спиртовые пенообразова-тели (МИБК, флотанол, С-7 и др.). В связи с высокой стоимостью указанных реагентов целесообразно получать новые пенообразователи на основе отечественного сырья, в частности, из сивушного масла (СМ), являющегося невостребованным отходом спиртового производства.

Поскольку органолептические свойства СМ не позволяют использо-вать его в натуральном виде, проведено модифицирование масла путем обработки кислородом воздуха в присутствии минеральных кислот. Из полученных нескольких модификаций выбран наименее дорогой и наиболее-эффективный образец, условно названный «окисленная фракция спиртов» (ОФС), обладающий более высокими флотационными свойства-ми, чем натуральное СМ.

Результаты флотационных испытаний ОФС на чистых минералах представлены на рис. 1.

Рис. 1. Извлечение минералов в зависимости от концентрации ОФС:

1 – халькопирит, 2 – сфалерит, 3 – галенит, 4 – пирит

Исследовано влияние рН на флотируемость минералов в присутст-вии ОФС (30 мг/л). Установлено, что оптимальное значение рН (рис. 2) при флотации халькопирита составляет 6,5-7, сфалерита 8,5-9,5, галенита 8, пирита менее 6. По стандартной методике определена сравнительная пенообразующая способность реагентов Т-80 и ОФС, а также устойчи-вость образуемой ими двухфазной пены в зависимости от рН и расхода реагентов. При проведении эксперимента использовали свежеприготовлен-


196

ные растворы ОФС. Установлено (рис. 3), что пенообразующая способность ОФС выше по сравнению с пенообразователем Т-80. Кроме того, ОФС не образует пен, обладающих излишне высокой устойчивостью

Рис 3. Пенообразующая способ-

ность реагентов в зависимости от их концентрации при 20ºС

(1 – Т80, 2 – ОФС) а – рН=7, б – рН=10, в – рН=5

С целью изучения процесса пенообразования при совместном использовании реагентов к Т-80 (20 мг/л) добавляли переменное количество ОФС в виде водного раствора (рН = 6,5). Как следует из приведенных ниже результатов, добавки ОФС способствуют повышению объема пены:

Реагентный режим Объем пены, мл Т-80 ............... 35 Т-80 + 5 мг/л ОФС 40 Т-80 + 10 мг/л ОФС 43 Т-80 + 15 мг/л ОФС 47

Следует также отметить, что устойчивость пены, образованной смесью Т-80 и ОФС, не повышается.

При флотационных испытаниях реагента ОФС в свинцово-медном цикле на руде Тишинского месторождения по схеме и реагентному режиму действующей обогатительной фабрики (расход ОФС был на 20 % ниже

Рис. 2. Извлечение минералов в зависимости от рН пульпы:

1 – халькопирит, 2 – сфалерит, 3 – галенит, 4 – пирит


197

расхода Т-80) получено равное извлечение свинца, извлечение меди повышено на 1,3 %. Извлечение золота возросло на 4,5 % при равном из-влечении серебра.

Результаты испытаний ОФС на медно-цинковой руде в медном цикле флотации представлены в табл. 1. С ОФС получены равноценные показатели по извлечению меди, повышается извлечение золота в медный концентрат на 3,8 % при равном извлечении серебра.

Таблица 1 Результаты испытаний ОФС на медно-цинковой руде

* Расход ОФС на 20 % ниже расхода Т-80

Реагент ОФС рекомендован к промышленным испытаниям.

ПОСТРОЕНИЕ ДЕРЕВА СВОЙСТВ ДЛЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ

ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ ТЕРРИТОРИЙ В.М. Умывакин, Д.А. Матвиец, А.Н. Шатохин

Военный авиационный инженерный университет, г. Воронеж

Определение перечня существенных (релевантных) частных показа-телей качества территорий имеет большое значение для интегральной оценки экологической опасности природно-антропогенных объектов [2, 5]. Для вербального (содержательного) описания качества территорий предлагается использовать понятийные иерархические структуры (иерар-хии) типа деревьев свойств, используемые в квалиметрии [1]. Их построение базируется на методах дерева целей [3] и анализа иерархий [4].

Продукт Выход,% Содержание Извлечение,% Реагент Cu,% Au,г/т Ag,г/т Cu Au Ag

Медный концентрат

41,1 24,33 11,0 109,0 93,4 61,1 71,0 Т-80

Хвосты 95,9 0,08 0,3 1,9 6,6 38,9 29,0 Руда 100,0 1,07 0,74 6,29 100,0 100,0 100,0 Медный концентрат

4,8 23,65 10,3 97,03 93,9 64,9 71,7 ОФС*

Хвосты 95,2 0,08 0,3 1,99 6,1 35,1 28,9 Руда 100,0 1,21 0,7 6,56 100,0 100,0 100,0


198

В основе разработки иерархической структуры «Качество террито-рий» лежат две взаимосвязанные технологические операции: 1) определе-ние уровней и элементов дерева свойств объектов экологического менедж-мента; 2) установление связей между элементами смежных уровней. Обе эти операции выполняются «сверху-вниз» (рис. 1).

Рис.1. Фрагмент дерева свойств с количественными характеристиками

Сначала формулируется укрупненное понятие, связанное с систем-ным свойством (качеством) объектов экологического менеджмента – единственный элемент первого уровня иерархии. Затем это понятие расчленяется на некоторое число основных понятий (основных свойств системы) – элементов второго уровня. Каждое основное понятие также расчленяется на ряд более конкретных понятий (свойств) – элементов третьего уровня иерархии (факторов), которые можно представить в виде совокупности еще меньших по размеру элементов дерева свойств.

При этом процесс детализации (декомпозиции) элементов иерархии продолжается до тех пор, пока не будут получены частные показатели качества территорий, представляющие собой измеряемые характеристики, дальнейшее расчленение которых не имеет смысла в рамках решаемой задачи интегральной оценки экологической опасности природно-антропогенных объектов.

Процесс построения дерева свойств направлен на выявление и оценку внутренних связей элементов иерархической структуры «Качество территорий». Взаимосвязи между элементами каждой пары соседних уровней иерархии описываются с помощью специальных таблиц (матриц смежности), строки которых соответствуют элементам «нижнего», а

А

Bi Bk

С1 Cj С2

В1

D2 D1

CN

DL DL-1 Dk D3

βi

sji

t11 tkj tL-1,N tLN

t21 t31 t32

γj

δ1 δ2 δ3 δk δL-1 δL

1-й уровень (качество)

2-й уровень (свойства)

3-й уровень (факторы)

4-й уровень (показатели)


199

столбцы – элементам «верхнего» уровня. На пересечении i-го столбца и j-й строки матрицы смежности ставится «1», если имеется связь i-го элемента верхнего уровня и j-го элемента нижнего уровня иерархии, и «0»-в противном случае.

Каждый элемент дерева свойств характеризуется некоторой числовой оценкой, отражающей долю его «вклада» в экологическое состояние территорий (см. рис. 1). Исходной информацией для их определения являются понятийная иерархическая структура «Качество территорий» и весовые коэффициенты (веса) связей элементов смежных уровней дерева свойств.

Пусть построено дерево свойств, фрагмент которого приведен на рис. 1. Здесь А – качество территорий; Вi – i-е основное свойство, i=1,2,...,N; Cj – j-й фактор, j=1,2,...,M; Dk - k-й показатель качества, k=1,2,...,L;

βi, γj и δk – числовые оценки приоритета соответственно i-го элемента второго уровня, j-го элемента третьего уровня и k-го элемента четвертого уровня иерархии; sji и tkj – соответственно веса связей j-го элемента третьего уровня с i-м элементом второго уровня и k-го элемента четвертого уровня с j-м элементом третьего уровня иерархии.

Числовые оценки приоритета и относительные веса связей элементов иерархии должны удовлетворять условиям нормировки: ∑i βi = 1, βi ≥0, i=1,2,...,N; ∑j γj=1, γj≥0, j=1,2,...,M; ∑k δk=1, δk≥0,k=1,2,...,L

(1)

∑j sji=1, sji≥0, j=1,2,...,M; i=1,2,...,N; ∑k tkj=1, tkj≥0, k=1,2,...,L, j=1,2,...,M. (2)

Условия (1)-(2) следуют из того, что числовые оценки приоритета элементов каждого уровня иерархии характеризуют долю их вклада в оценку качества территории («системы»), а веса связей элементов смежных уровней – долю вклада «подсистем») в оценку качества «системы». Расчету числовых оценок приоритета предшествует технологическая операция определения весов связей элементов смежных уровней иерархии, которая выполняется «сверху-вниз». При наличии связей между элементами смежных уровней иерархии эти веса положительны, при их отсутствии – равны нулю.

Расчет числовых оценок приоритета элементов иерархии ведется «сверху вниз». Приоритет элементов второго уровня βj совпадает с относительными весами связей этих элементов с единственным элементом


200

первого уровня иерархии и непосредственно характеризуют долю их вклада в оценку качества территорий. Приоритет элементов третьего и четвертого уровней иерархии вычисляются по формулам:

γj = βisji, δk = γjtkj. (3) После их расчета выделяются существенные показатели качества

объектов экологического менеджмента. При этом может быть использо-вана следующая эвристическая процедура:

1) экспертами задается некоторый уровень важности δ* из интервала [δmin,δmax]. Здесь δmin и δmax – соответственно минимальная и максимальная оценки приоритета показателей качества;

2) показатель качества включается в список существенных, если δk≥δ*;

3) осуществляется перенормировка числовых оценок приоритета δ*

k=δk/ ∑k δk, (4) , где суммирование ведется по индексам показателей качества, включенным в список существенных.

Таким образом, перечень релевантных показателей качества объек-тов экологического менеджмента определяется на основе содержательного анализа проблемы управления устойчивым развитием территорий в регио-не, а для расчета числовых оценок приоритета используется экспертная информация.

Методы определения весовых коэффициентов (весов) связей элемен-тов смежных уровней дерева свойств основаны на обработке экспертной информации для построения количественных шкал, позволяющих изме-рять их относительную важность. Экспертные оценки степени важности элементов дерева свойств можно получить в порядковой шкале (в виде рангов), в промежуточных шкалах (в виде баллов), в шкале отношений (в виде точек на вещественной оси) и т.д.

Для каждого типа экспертных оценок существуют различные методы определения весовых коэффициентов [5]. На практике удобными и надежными методами определения весов связей элементов дерева свойств являются методы, основанные на парных сравнениях всех ранжируемых элементов по степени важности.

В результате анкетного опроса экспертов заполняются матрицы парных сравнений, после обработки которых определяют веса связей элементов дерева свойств. В данном методе исходная экспертная информа-ция получается на основе m(m-1)/2 парных сравнений m ранжируемых по степени важности элементов и записывается в специальные таблицы


201

(матрицы парных сравнений). Экспертные оценки могут задаваться в различных шкалах [5].

Так, в порядковой шкале элементы матриц парных сравнений отражают только факт предпочтительности одного элемента дерева свойств по отношению к другому. При задании экспертной информации в шкале отношений используются различные градации степеней предпоч-тительности сравниваемых элементов [4].

Отметим основные преимущества представления исходной экспертной информации о предпочтительности элементов дерева свойств в виде матриц парных сравнений: 1) эксперты концентрируют свое внимание не на всех элементах сразу, а только на двух. Это облегчает экспертизу и, следовательно, способствует повышению ее качества (надежности); 2) имеет место большое число сравнений каждого элемента с другими, благодаря чему повышается точность оценки; 3) каждая последующая оценка не связана с предыдущей; 4) экспертные оценки не обязаны быть транзитивными. Это значит, что если j-й элемент важнее k-го элемента, k-й важнее i-го, то i-й может быть важнее j-го; 5) имеется возможность применения аппарата статистических Крите-риев для оценки степени согласованности экспертных суждений.

Для повышения точности экспертного оценивания создают экспертную группу. Суждение группы специалистов считается более надежным, чем суждение одного эксперта. Однако при проведении групповой экспертизы возникает ряд проблем. Укажем три основных вопроса: 1) как на основе индивидуальных экспертных оценок построить групповую оценку, наилучшим образом отражающую мнение всех экспертов?; 2) как оценить величину расхождения между индивиду-альными экспертными оценками? и 3) как обоснованно сблизить индиви-дуальные экспертные оценки, если они существенно различаются?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Азгальдов Г.Г. Теория и практика оценки качества товаров. Основы квалиметрии. – М.: Экономика, 1982. – 256с.

2. Зибров Г.В. Квалиметрический анализ геоэкологической опасности территорий с интенсивной антропогенной деятельностью / Г.В. Зибров, В.М. Умывакин, Д.А. Матвиец и др. // Вестник Воронеж. гос. ун-та. Сер.: Геология.– 2009. – №2. – С. 180-186.

3. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа / Н.Н. Моисеев. – М.: Наука, 1980. – 487 с.


202

4. Саати Т.Л. Взаимодействия в иерархических системах // Изв. АН СССР. Сер. Техн. кибернетика, 1979. – №1. – С.68-84.

5. Умывакин В.М. Интегральная эколого-хозяйственная оценка и управление земельными ресурсами в регионе / В.М. Умывакин. – Воронеж: ВГПУ, 2002. – 178 с.

ДИАГНОСТИКА УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ ПОСРЕДСТВОМ ДОЧЕРНИХ

ПРОДУКТОВ РАСПАДА РАДОНА В ЦЕЛЯХ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ

БЕЗОПАСНОСТИ Л.А. Ширкин, Т.А. Трифонова ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Система «радон – дочерние продукты распада (ДПР)» может служить физической моделью для изучения поведения ультрадисперсных частиц в воздушной среде. Основной вклад в радоновое состояние атмосферного воздуха вносит поток радона, естественным образом выделяющийся с поверхности почвогрунтов. Это делает перспективным проведение измерений, так как не требуется использование искусственных источников радона. Дочерние продукты распада радона вступают во взаимодействие с дисперсной фазой, образуя сложные комплексы, при этом представляется возможность диагностировать ряд физико-химических параметров ультрадисперсных частиц (распределение заряда, реакционная способность, адсорбционная ёмкость и др.) и кинетических параметров аэродисперсных систем в целом (параметры интенсивности седиментации, коагуляции, распада и др.). Предлагаемый подход позволяет проводить экспресс-диагностику ультрадисперсных частиц и аэродисперсных систем в целом на основе анализа временных рядов объёмной активности радона и его ДПР.

Цель настоящей работы разработка принципов экспресс-диагностики свойств ультрадисперсных частиц и аэродисперсных систем посредством дочерних продуктов распада радона в целях обеспечения экологической безопасности.

В качестве модельных частиц использовались частицы активирован-ного угля со средним аэродинамическим диаметром 5 мкм, которые распылялись в помещении в различных концентрациях из расчёта превышения ПДКрз в 100, 1000 и 10000 раз. Распыление производилось в центре помещения, на высоте 1,8 м от пола. Замеры объёмной активности


203

радона и его ДПР осуществлялись на высоте 1 м. Элементный состав твёрдой фазы пыли измерялся рентгенофлуоресцентным методом, а размер частиц определялся лазерным дифракционным микроанализатором.

На основании анализа результатов экспериментов была составлена схема (рис. 1) и математическая модель взаимодействия ультрадисперсных частиц и ДПР радона. Показано, что основное взаимодействие частиц приходится на полоний-218. Участие других ДПР во взаимодействии с частицами пыли незначительно. В результате распада изотопов радона и его ДПР взвешенные частицы в воздушной среде могут приобретать или изменять свой электрический заряд, что влияет на их дальнейшее взаимодействие. Полоний-218 образует комплексы с частицами угольной пыли, причем здесь выявлено два эффекта: 1) образующиеся комплексы приводят к накоплению ДПР в воздухе; 2) не все ультрадисперсные частицы взаимодействует с ДПР в силу особенностей распределения заряда в дисперсной фазе.

Рис. 1. Схема взаимодействия ДПР радона

и частиц ультрадисперсной фазы

Исследования распределения аэрозольных частиц с адсорбирован-ными на них ДПР радона, являющихся своеобразными радиоактивными метками и которые можно измерить инструментально, позволили составить математическую модель поведения частиц в аэродисперсных системах, основанную на системе дифференциальных уравнений первого порядка. Математический анализ временных рядов объёмной активности радона-222 позволил вычислить коэффициенты модели:


204

− β – коэффициент интенсивности удаления частиц пыли в результате седдиминтации (с–1) – характеризует устойчивость аэродисперсной системы.

− коагk – коэффициент интенсивности коагуляции частиц (с–1) – характеризует интенсивность взаимодействия внутри дисперсной фазы;

− k – константа реакций физико-химического взаимодействия частиц (с–1) с изотопом полония-218, характеризует реакционную способность частиц дисперсной фазы.

Таким образом: − метод радиоактивных меток с использованием ДПР радона позво-ляет определить на основе математического анализа временных рядов объёмной активности радона свойства ультрадисперсных частиц угольной пыли и аэродисперсных системы в целом: устойчивость аэродисперсной системы, реакционная способность ультрадисперсных частиц и процессы взаимодействия внутри дисперсной фазы;

− на примере аэродисперсной системы угольной пыли оценена персистентность частиц, которая определяется процессами седи-ментации и реакциями физико-химического взаимодействия частиц с изотопом полония-218 (в условиях опыта персистентность оценивается величиной 11,8 мин.);

− показана принципиальная возможность экспресс-диагностики аэро-дисперсной системы методом радиоактивных меток с использова-нием ДПР радона по показателям реакционной способности ультрадисперсной фазы.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 09-05-99002-р_офи).

ТИПИЗАЦИЯ ЖИДКИХ ОТХОДОВ (СТОКОВ) НА ПРИМЕРЕ ВЛАДИМИРСКОГО РЕГИОНА

Л.А. Ширкин, Т.А. Трифонова, Н.В. Селиванова ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Основными отходообразующими отраслями экономики Владимир-ской области являются предприятия машиностроения и металлообработки, химической промышленности, цветной металлургии, лесной и дерево-


205

обрабатывающей промышленности, стекольной промышленности, строи-тельных материалов, легкой и пищевой промышленности, сельского хозяйства, ЖКХ.

В структуре отведения жидких отходов (стоков) отсутствует категория «нормативно очищенных» сточных вод на очистных сооруже-ниях, где, доминируют «недостаточно очищенные» стоки и составляющие не менее 90 % от общего объема сбросов в водные объекты. Неудовлетво-рительная очистка связана с низкой эффективностью работы действующих очистных сооружений ввиду износа оборудования, отсутствия квалифицированных кадров, недостатка или отсутствия средств на их строительство, реконструкцию и надлежащую эксплуатацию.

На основании многолетних данных о валовых сбросах загрязняющих веществ рассчитаны среднегодовые сбросы, советующие верхнему 95-му процентилю центра распределения, а также показатели тренда – средне-годовые темпы сбросов загрязняющих веществ в процентах (табл. 1).

Анализ полученных данных о сбросе неочищенных и недостаточно очищенных жидких отходов в поверхностные водные объекты Владимир-ской области показывает устойчивый рост сброса загрязняющих веществ по ряду показателей, среди которых БПК, нитраты, нитриты, жиры и масла, что указывает на возрастающую роль в загрязнении водных объектов предприятий агропромышленного комплекса (сельхоз предприя-тий), предприятий пищевой промышленности. Однако наиболее актуаль-ной остается проблема утилизации гальваношламов. На территории области имеется несколько объектов длительного их хранения (шламона-копители отходов гальванического производства), размещающихся на территории предприятий (ОАО «Автоприбор», г. Владимир; ОАО «ВЭМЗ», г. Владимир; ФГУП ВПО «Точмаш», г. Владимир; ОАО «Ков-ровский механический завод»). На территории области расположено семь объектов захоронения промышленных отходов, при этом фазовый и химический состав отходов предприятий чрезвычайно разнообразен.

Образующиеся на предприятиях Владимирской области жидкие отходы имеют различный фазовый состав – однородная жидкость (молекулярные и ионные водные растворы), пастообразное вещество, шлам, гель, коллоид, эмульсия, суспензия.


206


207

На основании анализа фазового и химического состава жидких отходов, а также нормативно-методических документов (ГОСТ 30775-2001; ОКВЭД ОК 029-2007; Приказ МПР РФ от 02.12.2002 №786; Приказ МПР РФ от 30.07.2003 №663) проведена типизация отходов, образующих-ся на предприятиях Владимирского региона (рис. 1). Типизация основана на последовательном рассмотрении и определении основных признаков отходов: происхождение (вид экономической деятельности, в результате которой образовались отходы), фазовый и химический состав, применя-емые методы обезвреживания.

Рис. 1. Классификация (типизация) жидких отходов сложного состава

на примере предприятий Владимирского региона

Проведённая типизация позволила выявить три больших группы жидких отходов, наиболее характерных для предприятий Владимирской области и включающих 11 видов жидких отходов.

I группа – жидкие отходы предприятий агропромышленного комплекса и пищевой промышленности, содержащие органическое вещество природного происхождения в виде суспензий, эмульсий. Данные отходы характеризуются высокими значениями БПК5, содержания соединений азота и фосфора, СПАВ и хлоридов – продуктов обеззаражива-


208

ния соединениями хлора. Данная группа жидких отходов показывает устойчивые темпы роста по вкладу в загрязнение поверхностных водных объектов.

Анализ патентной и научно-технической литературы позволил провести типизацию, разрабатываемых на современном этапе развития науки и техники, методов обезвреживания жидких отходов сложного состава, содержащих органическое вещество, среди которых: 1) методы обезвреживания органического вещества, основанные на применении реагентных методов (озонирование, хлорирование) разрушения и удаления органики; 2) методы обезвреживания органического вещества, основанные на комбинированном применении физико-химических методов (электро-лиз, электрохимический синтез окислительной системы, флотация, коагу-ляция, флокуляция) разрушения и удаления органики; 3) методы обезвреживания органического вещества, основанные на изолированном или комбинированном применении физических методов (электрогидрав-лические удары, воздействие электрическими полями, воздействие ультра-звуковыми, ультрафиолетовыми излучениями) разрушения и удаления органики; 4) сорбционные методы; 5) методы аэробного и анаэробного биологического окисления органического вещества; 6) термокаталитичес-кие методы разрушения органики.

II группа – жидкие отходы предприятий металлообработки, машино- и приборостроения, содержащие соединения тяжёлых металлов и нефтепродукты. Основным источником металлов являются отходы гальва-нотехнических процессов – отработанные электролиты и промывные воды. С точки зрения методов и подходов обезвреживания целесообразно выделять в данной группе следующие виды жидких отходов:

− кислотно-щелочные отходы травильных растворов; − хромсодержащие стоки; − никельсодержащие стоки; − циансодержащие стоки; − стоки от реагентной очистки сточных вод – гальваношламы

(обводнённые суспензии), характеризующиеся высоким содержа-нием тяжёлых металлов, взвешенных веществ и сухого остатка;

− шламы нефти и нефтепродуктов. Во Владимирской области отходы гальванических производств

составляют 0,4-0,7 % от всех отходов 1-4 классов опасности. Причем от отходов первого класса опасности они составляют 1,4-1,7%; от отходов


209

третьего класса опасности: шлам станции нейтрализации – 15,7-21,99 %, осадок очистных сооружений 0,8-1,11 %; от отходов четвертого класса опасности – 0,51 % [4].

Анализ научно-технической и патентной литературы в области обезвреживания и утилизации жидких отходов, содержащих тяжёлые металлы, выявил, что все разрабатываемые технологии можно разделить на три группы: 1) технологии, основанные исключительно на реагентных методах обезвреживания и утилизации ТМ; 2) технологии, использующие одновременно реагентные и безреагентные (физические и физико-химические) методы обезвреживания и утилизации ТМ; 3) технологии, применяющие безреагентные методы. Показано, что главным недостатком реагентных методов является высокая минерализация обезвреженных растворов, что затрудняет их дальнейшее использование.

III группа – жидкие отходы предприятий химической и стекольной промышленности. Отходы предприятий химической промышлености – это жидкие отходы полимерных материалов и отходы фармацевтического производства, содержащие синтетические органические вещества. Отходы предприятий стекольной промышленности представляют собой промывные воды с высоким содержанием минеральных солей и СПАВ. Удельный вес данной группы жидких отходов незначителен.

Показано, что основной вариант направления поисковых научно-исследовательских работ – это отработка физических и физико-химичес-ких методов обезвреживания органического вещества, содержащегося в жидких отходах, с последующим выделением ценных компонентов – соединений цветных металлов. Цель разрабатываемой ресурсосберега-ющей технологии – очистка жидких отходов сложного состава до требований, делающих очищенные стоки пригодными к использованию в оборотном водоснабжении предприятия.

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ (ГК № П395).


210

VII. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

СИСТЕМА ПРОВЕРКИ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ДИСЦИПЛИНЫ «ЭКОЛОГИЯ»

И.Е. Князьков ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Развитие индивидуального подхода в обучении студентов вузов предполагает не только оптимальный выбор образовательной технологии, но и адекватный этому выбор специальных форм проверки полученных знаний. В зависимости от уровня подготовки и заинтересованности обучающихся, для вводного и текущего контроля знаний можно применять как стандартные, так и инновационные подходы. Нами были разработаны несколько новых контрольных форм [1]. Однако, более целесообразно и, как показал наш опыт, результативно использовать несколько способов проверки, подбирая их сообразно изучаемому разделу дисциплины.

В данной статье мы рассмотрим применение подобной системы проверки знаний на примере изучения «Экологии» во Владимирском государственном университете, где экологию преподают студентам 8 факультетов.

По существующему стандарту образования в рамках изучения дисциплины «Экология» студенты должны освоить следующие разделы (дидактические единицы):

− биосфера; − экосистемы; − организм и среда; − глобальные экологические проблемы; − рациональное природопользование и охрана окружающей среды; − социально-экономические аспекты экологии. Знание перечисленных разделов они должны продемонстрировать на

зачете по «Экологии» и при ответе на вопросы Интернет-тестирования. Поскольку, в повседневной жизни человек часто сталкивается с

неблагоприятными воздействиями, которые порой сам и вызывает, теоретический курс составлен так, чтобы от общих и глобальных экологических вопросов и проблем перейти в заключении к частным случаям неблагоприятного воздействия предприятий профилирующей специальности на окружающую среду. Теоретический курс практически

VII. Экологическое образование

211

подкреплен выполнением 5 лабораторных работ, специфика которых разработана в применении к экологическим проблемам в сфере профес-сиональной деятельности студентов. Выполнение работ сопряжено с их последующим оформлением и защитой.

Использование рейтинг-контроля знаний студентов. Для объективной оценки полученных знаний по экологии нами

используется уже 2 год детальная система проверки знаний, включающая следующие этапы:

− контроль освоения терминологии дисциплины, проводимый по системе «быстрого опроса»;

− задания «двойного уровня», когда студент должен привести примеры, удовлетворяющие 2-3 критериям;

− составление индивидуальных схем циклов переработки ресурсов для выбранной отрасли промышленности;

− поиск неверных вариантов, проводимый в виде игры «верю/не верю»;

− решение проблемных задач при решении «логических тестов» или системных вопросов.

1. Быстрый опрос студентов («мозговой штурм»). Традиционно выделяемое время 10-15 минут на задание предусмат-

ривает полное освещение вопроса с разбором примеров-иллюстраций. Однако не менее важен и простой контроль владения терминологией. Для этого число контрольных опросов увеличивают до 10 и более и сокращают время выполнения каждого задания до 1-2 минут, за которые студент должен лишь правильно передать смысл термина. Проверка такой контрольной работы значительно упрощается, так как за правильный ответ студент получает 1 балл, а при отсутствии его или ошибочном определе-нии 0 баллов. При желании за неполный или неточный ответ преподава-тель может дать 0,5 балла.

Такая форма опроса студентов используется нами на первых занятиях для контроля понимания материала аудиторией.

2. Задания на «двойные примеры». При изучении ряда тем экологии и, прежде всего, темы «Природные

ресурсы» рассматривают несколько видов и подходов их классификации. Задание предполагает привести такие примеры, которые бы удовлетворяли сразу 2-3 критериям из разных классификационных подразделений.


212

Пример: «Приведите пример недоступных поддерживающих ресур-сов».

1 критерий – недоступность (невозможность при нынешнем уровне технологии использовать данный ресурс).

2 критерий – это должен быть поддерживающий ресурс (который поддерживает жизнеспособность рабочих).

3. Составление индивидуальных схем циклов переработки ресур-сов для выбранной отрасли промышленности.

При изучении ресурсного цикла рассматривается типовая его модель, которую затем студенты конкретизируют при построении цикла переработки ресурсов в применении к выбранной преподавателем (задания по вариантам) или самостоятельно отрасли промышленности. При этом допускается только индивидуальная работа – полностью дублирующие варианты свидетельствуют о плагиате и не оцениваются. Поэтому данный способ проверки выявляет способность к самостоятельному решению проблем и позволяет оценить степень проработки вопроса и правильность решения.

4. Игра «верю/не верю». Данный способ проверки заключается в достаточно быстром прочте-

нии ряда установочных предложений с указанием номера высказывания. Студенты должны уловить все ошибочные и все правильные варианты, отметив их в своем номерном списке. Такая проверка знаний является итоговой и предполагает предварительную проработку студентами всего материала дисциплины. Ее удобно проводить как для одного, так и для любого числа тестируемых.

5. Системные вопросы по дисциплине и всему модулю. К сожалению, многие студенты при подготовке к итоговому контро-

лю учат материал лишь по выданным им вопросам. В результате учащийся имеет только мозаичные, не связанные друг с другом знания. Даже задание объяснить действие какой либо закономерности с привлечением иных терминов вызывает в итоге настоящую панику среди студентов. Тем не менее, на производстве, в науке или политике знающим можно назвать лишь работника, свободно оперирующего терминами и способного уста-навливать логически обоснованные связи между событиями.

Поэтому развитие данной стороны мышления у студентов объектив-но целесообразно и необходимо!


213

Вопросы составляются таким образом, чтобы при ответе на них были необходимы знания, полученные при изучении разных тематических блоков и даже разных дисциплин:

Пример №1. Сформулируйте несколько различных определений эволюционного процесса с использованием понятий дисциплины «Биоразнообразие и охрана природы».

− это сочетание адаптивной радиации и конвергентной эволюции; − это последовательное прохождение живыми организмами точек бифуркации;

− это сочетание филогенеза и видообразования. Пример №2. Как влияет апоптоз и паранекроз на эволюцию? Эти процессы ускоряют ее ход, так как приводят к быстрой смене

поколений. Пример №3. Какие группы организмов, благодаря апоптозу

быстрее приспосабливаются к меняющимся условиям среды? Бактерии, насекомые и другие организмы с коротким жизненным

циклом, в результате чего они быстро приспосабливаются и привыкают да-же к лекарствам и препаратам, специально созданным для борьбы с ними.

Такую форму контроля знаний, как «Системные вопросы» можно использовать не только на экзамене, зачете или итоговой контрольной работе, но и при проведении текущих опросов.

Пример №4. Для каких групп организмов наличие генетического груза приводит, как правило, к вымиранию вида?

Редкие малочисленные виды, у которых неблагоприятные мутации, спрятанные ранее в гетерозиготах (генетический груз) проявляются и приводят к гибели отдельных особей.

6. Логические тесты для проверки знаний учащихся. Специфика данной формы контроля знаний основана на исполь-

зовании нескольких установочных определений, скомпонованных таким образом, чтобы каждое последующее базировалось на предыдущем утвер-ждении (выводы: 1-2, 2-3, 3-4) или когда серию из нескольких незави-симых положений завершает общий итоговый вывод (1-4, 2-4, 3-4).

По сравнению с другими вариантами тестового контроля знаний логические тесты позволяют проводить несколько вариантов их проведе-ния:

В первом случае (основной первично разработанный автором вариант) тестируемый определяет первый момент, когда в серию этих


214

рассуждений вкрадывается ошибка, связанная с неверными предпосыл-ками (1,2,3,4). В этом случае важен факт обнаружения первоосновы ошибочных рассуждений. Все последующие неверные моменты рассуж-дения являются лишь следствием изначального «промаха»:

Задание №1. Укажите, с какого момента логика рассуждения стала ошибочной: А) Чем больше численность консументов, тем больше в экосистеме

накапливается детрита; Б) Чем больше количество детрита, тем сильнее размножаются редуценты и сапротрофы; В) Чем выше численность редуцентов и сапротрофов, тем сильнее размножаются кроты и землерой-ки, являющихся консументами. Г) Таким образом, в данной экосистеме совсем не нужны продуценты, так как консументы обеспечивают сами себя энергией.

Анализ задания: Неверен последний вывод «Г» (1 балл), так как большая часть консументов из положения «А» должны быть растительно-ядными. В противном случае без поступления новой солнечной энергии в экосистеме с каждым новым оборотом большая часть энергии (90 %) будет рассеиваться в виде тепла, а запасы энергии экосистемы достигнут нуля.

Если учащийся пропускает этот момент и соглашается с ним, то получает в итоге неверный вывод, хотя все последующие высказывания абсолютно правильны.

Во втором варианте выполнения теста используются задания, в которых в ход дальнейшего рассуждения могут вклиниваться новые ошибочные факты. В этом случае в решении теста студент обязан указать все ошибочные моменты рассуждения. Логически правильные, но, по сути, абсурдные выводы, не содержащие сами по себе дополнительной неверной информации указывать в ответе не нужно:

Задание №2. Укажите, ключевые ошибочные моменты в следующем рассуждении:

А) По правилу «10 процентов» лишь десятая часть энергии предыдущего трофического уровня передается потребителям и запасается в виде энергии органических веществ. Б) Оставшиеся 90% энергии рассеиваются в пространстве в виде тепла. В) Поэтому, чем больше трофических уровней и звеньев в пищевых цепях, тем теплее микроклимат в данной экосистеме. Г) Следовательно, глобальное потепление атмосферы связано в основном с большой численностью организмов на планете.


215

Анализ задания: Неверно положение «В», так как на сумму выделившегося тепла влияет не только количество организмов, но и их биомасса. Вывод «Г» также неверен, поскольку доля этого тепла несопос-тавимо мала по сравнению с воздействием автотранспорта и промышлен-ности. Ответ «В, Г» - 2 балла.

Полученную сумму баллов необходимо уменьшать при указании верных фактов как ложных утверждений и логически верных выводов как ошибочных (-1 балл). Таким образом, при значительных пробелах в образовании студент может получить даже отрицательную оценку.

В третьем варианте выполнения теста (приближающимся по специфике к постановке проблемных заданий) студент обязан дополни-тельно обосновать свой ответ в конце задания. Однако при нехватке времени для проведения тестирования или для приближения формы проведения к классическому тестовому контролю возможен и другой (четвертый) вариант.

В этом случае решение задания напоминает решение теста на соответствие: кроме логической цепочки из нескольких предложений дается также несколько предложений, объясняющих сделанный выбор. В качестве альтернативных (неправильных) вариантов ответа можно использовать ошибочные пояснения, данные студентами прошлых курсов самостоятельно (3 вариант выполнения).

Такие логические тесты наиболее применимы к областям знания, где ошибка чревата серьезными и даже катастрофическими последствиями (медицина и экология) и поэтому могут стать основой для проверки знаний у бакалавров направления «Экология и природопользование».

Они особенно полезны для комплексного контроля знаний, по специализированным дисциплинам. В таком случае в одно задание включают сведения по разным дисциплинам (например, экологии растений и почвоведения, в комбинировании с вопросами по биоразнообразию и ландшафтоведению).

7. Специфика преподавания «Экологии» студентам разных факультетов и специальностей.

Принимая во внимание характер каждой специальности студентов, в лекционном курсе делается упор на более детальную проработку важных экологических аспектов, возникающих в сфере их профессиональной деятельности.


216

Например, для студентов ФРЭМТа подробно рассматриваются воп-росы влияния электромагнитных и акустических загрязнений на организм человека и окружающую среду. Для студентов механико-технологического факультета делается упор на проблему образования отходов и их утилиза-ции в различных технологиях добычи и использования природных ресур-сов.

Также точно модифицируется сообразно специальности слушателей и специфика выполнения лабораторных работ по экологии и их защиты. Например, для студентов автотранспортного факультета рассматривают несколько методик расчета опасности автотранспортных загрязнений в их сравнении.

Однако, разработанная нами система проверки полученных знаний используется повсеместно и позволяет делать преподавание дисциплины интересным и занимательным. Студенты ждут новых испытаний, а преподаватель на основе постоянного потока информации о степени освоения дисциплины аудиторией может своевременно корректировать объем и степень проработки излагаемого материала.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Князьков И.Е. Использование инновационных методов контроля знаний учащихся/ Экология речных бассейнов: труды 5-й Между-нар. науч.-практ. конфер./Владим.гос.ун-т; под ред. Т.А.Трифоно-вой. – Владимир, 2009. – 435-440 с.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 10-05-00647).

ОПЫТ РАБОТЫ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ В РАМКАХ ЭЛЕКТРОННОЙ СРЕДЫ НГТУ

М.В. Леган Новосибирский государственный технический университет,

г. Новосибирск

Электронное обучение – новая форма, которая стремительно входит в практику деятельности учебных заведений России.

Это вызвано развитием информационных и коммуникационных технологий, позволяющих интегрировать современные технологические решения в учебный процесс. Дальнейшее эффективное существование системы образования непосредственно зависит от решения задачи повыше-


217

ния качества обучения и его доступности. Добиться этого можно только путем внедрения в образование технологий электронного обучения.

Электронное обучение (e-learning) – это передача знаний и управление процессом обучения с помощью новых информационных и телекоммуникационных технологий (толковый словарь). Элементы элект-ронного обучения применяются в очном, заочном образовании и дистан-ционном обучении (ДО).

Под Дистанционным обучением (ДО-«distance learning») понима-ют такой процесс обучения, при котором используются технологии, не предполагающие непосредственного присутствия преподавателя – в пер-вую очередь, информационно-коммуникационные (ИКТ-технологии) [1,2].

В институте дистанционного обучения (ИДО) на базе Новосибир-ского государственного технического университета уже не первый год ведется обучение экологии с использованием элементов электронной среды в комбинированной форме.

Названная форма обучения позволяет объединить возможности традиционного учебного процесса и преимущества информационно-коммуникационных образовательных технологий: в учебном году проводится 2 сессии, одна из которых очная, а другая – дистанционная (без приезда в НГТУ). Комбинированная форма реализована на базе электронной среды ИДО DiTU-Digital Technical University (DiClass, DiDesk, DiCourse, DiTest). Перечисленные модули позволяют организовать процесс обучения студентов дистанционно [1].

Реализация комбинированной формы обучения накладывает ряд дополнительных требований к организаторам учебного процесса: разра-ботчикам технологий и организаторам электронного обучения (ИДО), к кафедрам и непосредственно преподавателям, участвующим в учебном процессе.

Очевидно, что основные задачи преподавателя при электронном обучении остаются неизменными: с помощью различных педагогических технологий обеспечить студенту возможность получить необходимые знания, навыки и умения по преподаваемой дисциплине.

Но виды деятельности преподавателя при электронном обучении существенно изменяются. Их можно выделить в две основные группы.

1) Разработка электронного учебно-методического комплекса (ЭУМК).


218

2) Текущая работа в ЭСО по сопровождению учебного процесса (консультации, семинары, видеолекции, проверка и отправка конт-рольных работ, выставление оценок в журнал успеваемости и пр. Соответственно, меняются входные требования к преподавателям –

необходимо владение навыками пользователя персонального компьютера, опыт работы в среде Интернет, опыт преподавательской деятельности, желателен опыт разработки учебно-методического комплекса и др.

ЭУМК представляет собой совокупность электронных образователь-ных ресурсов (материалов), обеспечивающих достижение образовательных целей. Качественно подготовленные материалы ЭУМК должны компенси-ровать отсутствие непосредственного контакта преподавателя и студента, т.к. студент осваивает содержание учебной дисциплины самостоятельно. Таким образом, учебные материалы переводятся в электронную форму.

Содержание ЭУМК разрабатывается на основе учебного плана соответствующей образовательной программы и отвечает требованиям ГОСа по специальности, а также соответствует рабочей программе курса. ЭУМК должен полностью обеспечивать учебный процесс по соответству-ющей дисциплине. Содержание курса должно быть «замкнутым», т.е. иметь в составе все необходимые и достаточные средства для проведения обучения.

Преподаватель разрабатывает УЭМК с учетом модульной структуры курса (дисциплины), определяет, какие именно разделы и в какой последо-вательности будут изучаться. При разработке курса учебные материалы структурируются, разбиваются на отдельные модули, разделы, темы.

ЭУМК должен быть авторским (написан преподавателем или груп-пой преподавателей) или являться результатом авторского обобщения и/или переработки существующих пособий. Ответственность за соблю-дение авторских прав несет автор (преподаватель/группа преподавателей). В качестве обязательных компонентов УЭМК в своем составе содержит:

− методическое руководство по курсу (путеводитель); − рабочая программа курса (дисциплины); − лекции в электронном виде; − лабораторные работы (если есть, с учетом их возможности выпол-нения на компьютере;

− методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы (в соответствии с рабочей программой курса);

− банк тестовых заданий [4].


219

Разработка УЭМК – работа творческая и только сам преподаватель определяет образовательные цели (знания, умения и навыки студентов после изучения курса) и создает педагогический сценарий курса (дисцип-лины), таким образом проектируя свою учебную деятельность и содержание учебной деятельности студента.

В качестве рекомендации для преподавателей, работающих в электронной среде можно назвать необходимым условием – наличие в УЭМК методического руководства по курсу (путеводителя). Это необхо-димо для того, чтобы студент мог сориентироваться в учебном материале и последовательности его изучения.

В процессе обучения в рамках электронной среды реализована возможность использования некоторых педагогических технологий [5].

Электронная среда позволяет студенту организовать его работу по выполнению и хранению индивидуальных заданий по дисциплинам, предусмотренным рабочими программами. Данная функция реализует такой инструмент самооценки познавательного труда студента как «портфель» ученика.

«Портфель» ученика – это инструмент самооценки познавательного труда студента, ученика, рефлексии его деятельности. В дистанционной форме для каждого студента предусматривается собственный «личный кабинет», который становится его "портфелем". «Ученик» отбирает в своё "досье" работы, выполненные им на занятии самостоятельно (контрольные работы, РГЗ, курсовые проекты, тесты, сочинения, рефераты и т.д.). «Ученик» может размещать материалы на своей страничке, желающие могут выступать в роли экспертов, обсуждая выставленные материалы и давая рецензии на них. Главное в такой работе – самооценка «ученика», в виде рассуждения, аргументации, обоснования.

Функция «Семинар» электронной среды дает возможность органи-зовать педагогическую технологию дискуссии, которая используется преподавателями для проведения практических занятий и занятий-семинаров. Преподавателями отмечалось, что в ходе таких занятий сту-денты чувствуют себя более раскрепощено, чем при личном очном обще-нии. Это позволяет более четко формулировать вопросы и ответы на них.

Преподавателями электронной среды обучения широко используется система создания тестов и проведение тестирования студентов (модуль DiTest). Тестирование необходимо для стимулирования мышления и в качестве контролирующих мероприятий, хотя в некоторых случаях могут быть и средством обучения [3].


220

К настоящему времени электронная среда НГТУ содержит уже 568 курсов в электронном виде по 9 специальностям (140211 Электроснаб-жение, 080502 Экономика и управление на предприятиях машиностроения, 080507 Менеджмент, 080503 Антикризисное управление, 220501 Управле-ние качеством и др.). И работа по расширению электронной образователь-ной среды НГТУ продолжается.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Андрюшкова О.В., Казанская О.В. Blended learning в программах высшего образования /Дистанционное образование: проблемы качества и перспективы развития : материалы III Российской науч.-метод. конф., Новосибирск, 4-5 июня 2009г. – Новосибирск: Сибмедиздат НГМУ, 2009.

2. Интеграция профессионального и общего образования на основе e-Learning / О.В. Казанская [и др.] // Высш. образование в России. – 2007. – №12. – С. 94-99.

3. Леган МВ, Яцевич ТА. Возможность использования современных педагогических технологий в комбинированной форме обучения НГТУ// Материалы IV Российской науч.-метод. конф. «Профессио-нально компетентная личность в мировом образовательном пространстве: Инновационные технологии в образовании, 25-26 мая, Новосибирск: Сибмедиздат НГМУ, 2010.

4. Андрюшкова О.В., Паршукова Г.Б., Протасова О.Н. и др. Работа преподавателя в электронной образовательной среде НГТУ/ Учеб. пособ., Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009. – 48с.

5. Полат Е.С. Педагогические технологии дистанционного обучения: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений – М.: Издательский центр "Академия", 2006. – 400 с.

РАЗРАБОТКА ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ТРОП В ЦЕЛЯХ ОПТИМИЗАЦИИ

УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА В РАМКАХ УЧЕБНО-ПОЛЕВЫХ И СЕЗОННЫХ ПРАКТИК СТУДЕНТОВ-ЭКОЛОГОВ ВЛГУ

Р.В. Репкин, К.С. Яковлева ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Система экологического просвещения включает не только различные экологические курсы в учебных заведениях, но и экологические тропы, способствующие непосредственному общению с природой.


221

История организации подобных маршрутов в природе насчитывает уже около века. Как правило, эти маршруты прокладываются по самым интересным, а нередко и уникальным уголкам природы. Учебная экологи-ческая тропа – наиболее молодая разновидность организационного марш-рута на местности для проведения учебной и пропагандистской работы по вопросам охраны природы, создания условий для воспитания экологически грамотной культуры поведения человека в окружающей среде.

В России еще до революции, в 1916 году, в Крыму, в 7 км от Судака вдоль скал была вырублена пешеходная тропа – Голицынская. Широкое распространение учебных и учебно-познавательных троп на территорий бывшего СССР началось с начала 60-х годов. Большая часть троп в настоящее время сформировалась как туристские маршруты выходного дня и достаточно насыщена экологической информацией. Но многие тропы в постсоветские года утрачены.

Создание учебных троп для нашей страны – дело достаточно новое, но набирающее быстрые темпы. Разнообразие форм и методов их создания позволяет вовлечь в эту деятельность довольно большой круг заинтересо-ванных организаций и широкую общественность. А это, в свою очередь, способствует расширению не только числа троп, но также и географии их распространения.

История создания экологических маршрутов в городе Владимире датируется восьмидесятыми годами прошлого столетия и относится к составлению биологических экскурсий для студентов педагогического университета. В настоящее время во Владимире опыт обучения студентов естественнонаучных специальностей на учебно-экологических маршрутах используется не достаточно. Учебные заведения испытывают острую нехватку наглядных пособий и экскурсионных маршрутов по экологичес-кому образованию и просвещению.

Тем не менее, даже в черте города Владимира существует возмож-ность организации обучающих экологических экскурсий и троп для студентов вузов, в частности, Владимирского государственного универси-тета. Приближенность парковых и лесопарковых зон города к основному месту обучения студентов даёт возможность в целях наглядного изучения пройденного материала проводить занятия непосредственно на природе, что способствует оптимизации учебного процесса по усвоению знаний.

Целями организации экологических троп являются:


222

Эколого-просветительская – сочетание активного отдыха посетите-лей экотропы в природной обстановке с расширением их кругозора.

Формирование экологической культуры – как части общей культуры взаимоотношений между людьми и между человеком и природой.

Природоохранная – локализация посетителей природной территории на определен ном маршруте.

Воспитание экологической культуры поведения человека как части общей культуры взаимоотношений людей друг с другом и отношения человека к природе. Важнейшими критериями при проектировании тропы являются три:

привлекательность, доступность и информативность. При выборе трассы экотропы следует учитывать все особенности

ландшафта, его познавательный потенциал в географическом и экологи-ческом планах и то общее впечатление, которое он оставляет у посетителя (студента, учащегося).

Концепция экотропы включает краткое описание линии маршрута, цели, за дачи, целевые группы посетителей, основные темы информацион-ного насыщения, протяженность, способ передвижения, средняя продол-жительность посещения, сезонность, правила посещения).

На экологическую тропу необходимо составить паспорт-путеводи-тель, включающий: общие сведения, графические материалы и детальное описание экскурсий.

Общие сведения: Название тропы и ее местонахождение; авторы разработки. Основная тематика тропы (ботаническая, геологическая, комп-лексная). Характер маршрута (кольцевой, полукольцевой, линейный, ради-альный). Назначение тропы (для школьников, студентов, экскурсантов и т.д.; для любого контингента). Длина маршрута (в метрах или километрах) и средняя продолжительность (в часах, с учетом остановок). Сроки функционирования тропы (например, с начала июня по конец сентября).

При обустройстве экологических троп сложился определенный стандарт минимального информационного обеспечения. Он состоит из информационных стендов (их принято называть аншлагами) – указателей направления и расстояний, архитектурных групп в начале и конце маршрута. Указатели, стенды и панели должны вписываться в общий вид объекта. В настоящее время во Владимире нет экологических троп соответствующих требованиям стандарта. Причины такого положения –


223

недофинансирование и низкий уровень экологической культуры населения (унистожены ранее оформленные стенды в парках города).

В ходе организованных экскурсий пояснения дает преподаватель- экскурсовод. Он предлагает посетителям необходимые сведения о природ-ных, экологических и культурно-исторических достопримечательностях, поясняет им правила поведения на тропе и ее отдельных объектах и контролирует соблюдение этих правил.

Опыт проведения экологических экскурсий в рамках учебных полевых и сезонных практик на кафедре экологии в ВлГУ насчитывает более 10 лет. Разработанные и проектируемые за этот период тропы по назначению относятся к типу учебно-экологических и предназначены для проведения экскурсий для студентов с целью закрепления полученных знаний, повышения уровня экологической культуры и формирования патриотического мировоззрения.

Ежегодно проводятся сезонные экскурсии для студентов-экологов и биологов: осенняя и зимняя экскурсии на территории памятника приро- ды – парка «Дружба» и скверах города, весенние экскурсии в парке «Дружба», лесопарке «Загородный» и в пойме реки Клязьма, а также по берегам водохранилища Содышка. Целесообразна организация экскурсий в летний период в наиболее интересных с точки зрения разнообразия ландшафтов и экосистем пригородах г. Владимира, находящихся в транспортной доступности от города – заказник «Давыдовская пойма», историко-ландшафтный комплекс «Боголюбовский луг», карстовые озёра у пос. Мостострой, геологические обножения у д. Бородино и д. Зелени.

Отдельно можно рассмотреть разработку этологических троп и маршрутов в месте проведения учебных полевых практик студентов-экологов в окрестностях базы ВлГУ по охране природы в с. Дубасово Гусь-Хрустального района Владимирской области. Где с 1999 года разра-ботаны несколько маршрутов для проведения экскурсий в целях изучения особенностей флоры и фауны, почвенного покрова, разнообразных гео- и экосистем восточной Мещёры в целом. Среди разработанных маршрутов – следующие: 1 Маршрут «с. Дубасово – Большая Артемовка – р. Судогда» 2 Маршрут «с. Дубасово – верховое болото – переходное болото» 3 Маршрут «с. Дубасово – исток реки Печенка» 4 Маршрут «с. Дубасово – верховое болото – низовое болото» 5 Маршрут «с. Дубасово – д. Ларинская (исток р. Сердуга)»


224

Наибольший интерес организации экологических экскурсий в рамках семестра без отрыва от учебного процесса представляет маршрут весенней тропы в парке «Дружба» (рис. 1) (площадь в 267,1 га.), поскольку эта лесная зона богата разнообразием растений-первоцветов, объединяет на своей территории различные экологические условия на ограниченной территории, а так же испытывает сильное антропогенное влияние. В лесопарке распространены естественные насаждения с преобладанием дуба черешчатого и липы мелколистной с участием березы повислой, осины и сосны. Лес смешанный разнообразный, а флора включает около 90 наименований цветковых растений. В подлеске преобладают лещина и рябина, встречаются крушина ломкая, бересклет бородавчатый и др. Травянистый покров образован видами, среди которых встречаются редкие и исчезающие растения: колокольчики – широколистный и персиколис-тный, хохлатка плотная, купальница европейская. В парке гнездятся также несколько десятков видов птиц: синицы, зяблики, скворцы, соловьи и др. Встречаются ежи, белки, зайцы, кроты, полёвки и другие мелкие звери, а также, прыткие ящерицы, лягушки и жабы, многочисленные беспозвоноч-ные. Разнообразные экосистемы парка позволяют найти им благоприятные условия для обитания. Парк Дружбы вплотную примыкает к большому жилому району на юго-западной окраине города Владимира, поэтому в парке всегда много отдыхающих, которые часто естественное благополу-чие экосистем.

Рис. 1. План маршрута экологической тропы в парке «Дружба»


225

В парке с 1986 г. существовала экологическая тропа. К сожалению, находившиеся на ней указатели и стенды уничтожены, а деревянные скульптуры и декоративные скамьи не сохранились в наше время.

Маршрут разработанной учебной экологической тропы предназначен в основном для экскурсий продолжительностью до 2-3 часов. На маршруте подобрана серия из 8 точек, в которых предусмотрены информационные остановки. Путь между точками занимает от 5-7 до 15 минут. На каждую остановку рекомендуется отводить от 5 минут в зависимости от объема преподносимого материала. Кроме того, возможно выделить время на отдых экскурсантов: фотографирование, обсуждения.

Таким образом, создание учебных троп направлено на решение задач: экологического обучения, воспитания культуры, отдыха посетите-лей, сохранения природы в прилегающей зоне. Создание учебных экологи-ческих троп способствует повышению уровня образования. Знания, которые учащиеся (студенты) получают на тропе, тесно связаны с прог-раммным материалом; они помогают расширять и углублять знания, полученные на лекционных занятиях. Посетители усваивают здесь не только научные знания о природной среде, но и этические и правовые нормы, связанные с природопользованием и охраной природы. Мероприя-тия по организации экологических троп нуждаются в поддержке государ-ства и местных органов власти.

Работа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ (ГК № П708).

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ В ВЛГУ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ Т.А. Трифонова, С.М. Чеснокова ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет», г. Владимир

Переход вузов к новому Государственному стандарту высшего профессионального образования в условиях демографического кризиса в России, значительного снижения уровня подготовки учащихся в обще-образовательных школах, сокращения объема аудиторных занятий студентов, требует от кафедр пересмотра и совершенствования методов обучения и учебных (рабочих) программ.

В этих условиях задачу формирования экологического мировоззре-ния студентов и подготовки высококвалифицированных специалистов


226

можно выполнить лишь при использование методов обучения, в большей степени способствующих развитию навыков самостоятельной работы и творческой деятельности студентов.

Процесс формирования экологического мировоззрения студентов вуза должен предусматривать условия для формирования всех компонен-тов экологического сознания студентов (когнитивного, целостно-ориенти-ровочного и деятельностного) и может быть осуществлен лишь при использовании разнообразных форм и методов обучения, позволяющих:

1) активизировать у студентов различные способы восприятия и эффективного усвоения информации на теоретическом, практичес-ком и эмоциональном уровнях;

2) обеспечить выполнение студентами различных видов самостоя-тельной работы;

3) организовать практическую и исследовательскую работу обучаю-щихся. В настоящее время кафедра экологии Владимирского государствен-

ного университета (ВлГУ) осуществляет профессиональную подготовку студентов по специальности «Экология и природопользование» (бакалав-ры и магистры) и «Охрана окружающей среды и рациональное использо-вание природных ресурсов» (специалисты) и преподавание экологических дисциплин вне зависимости от специальности.

Студенты большинства специальностей ВлГУ изучают дисциплину «Экология» по единым учебным (рабочим) программам, составленным на основе Государственных образовательных стандартов, утвержденных в 2000 году. Согласно этих программ студентов знакомят с закономер-ностями действия экологических факторов, структурой экосистем, глобальными экологическими проблемами и причинами их возникновения, основами устойчивого развития.

Исходя из положений новых образовательных стандартов, с нашей точки зрения, целесообразна дифференциация содержания рабочих программ по дисциплине «Экология» по трем направлениям:

1) гуманитарные специальности; 2) технические специальности; 3) естественно-научные специальности. В этих программах должны быть отражены как общие, так и специи-

альные задачи экологического образования. Общими задачами являются: 1) формирование экологического мировоззрения;


227

2) формирование глубоких знаний о законах функционирования эко-систем и основах устойчивого развития природы и общества;

3) осознание студентами глобальных экологических проблем, необхо-димости сохранения целостности экосистем, биологического разно-образия и качества окружающей среды;

4) всестороннее развитие личности, включая ее познавательные и творческие способности.

К специальным задачам для каждого конкретного образовательного направления относятся:

1) получение теоретических основ специальных экологических зна-ний, связанных с будущей профессиональной деятельностью;

2) изучение прикладных аспектов охраны окружающей среды, связан-ных с будущей профессиональной деятельностью. Особое внимание на решение специальных задач экологического

образования для конкретного образовательного направления и развитие познавательных и творческих способностей студентов на кафедре экологии ВлГУ уделяется на практических и лабораторных занятиях [1, 2].

В силу слабой общей подготовки абитуриентов важное значение приобретает выявление уровня знаний студентов на первых занятиях и на этой основе проведение 1-2 установочных лекций и выдача каждому студенту первого индивидуального задания. Сложность и содержание индивидуальных заданий определяется уровнем подготовки студентов и спецификой их будущей специальности. В зависимости от общего количества часов, выделяемых на изучение данной дисциплины, каждый студент в течение семестра должен выполнить от 2 до 4 индивидуальных задания. Использование этой методики целесообразно и при подготовке специалистов экологического профиля.

В развитии творческих способностей обучаемых большое значение играют лабораторные занятия. Исходя из этого необходимо так организо-вать эти работы, чтобы студенты постепенно переходили от выполнения традиционных, воспроизводящих работ к исследовательским, творческим. При выполнении традиционных лабораторных работ студенты приобрета-ют необходимые навыки проведения эксперимента. В процессе выполне-ния исследовательских работ студенты должны самостоятельно разобрать-ся в изучаемой проблеме, составить с помощью преподавателя план проведения исследований, и после завершения эксперимента сделать соответствующие выводы.


228

В основе творческой деятельности всегда лежит поиск, который в учебной работе может выступать как научный в подлинном смысле или поиск, внешне сходный с исследовательским. Данный поиск не приносит новой научной информации обществу, но каждый студент в процессе этой работы самостоятельно получает новую информацию и в сжатой, сокращенной форме повторяет путь открытия знаний, становится в положение исследователя-творца.

Но вовлечь в серьезную творческую деятельность всех обучаемых невозможно, так как для всякого творчества необходима та или иная степень одаренности, соответствующий уровень знаний и навыков экспериментальной работы, приобретаемые студентами при выполнении лабораторных и во время прохождения полевых практик. Студенты, проявившие интерес к творческой работе, как правило, в дальнейшем продолжают успешное обучение в магистратуре и аспирантуре.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Трифонова Т.А., Сахно О.Н. Проблемно-поисковые методы обучения в преподавании курса микробиологии. Творческий подход к обучению в высшей школе./Материалы междунар. науч.-практ. конф. ВлГУ, Владимир. 2002. – С.169-171.

2. Чеснокова С.М. Роль учебно-исследовательских работ в подготовке студентов-экологов на современном этапе развития высшего профессионального образования. Экология речных бассейнов: труды 5-ой междунар. науч.-практ. конф./Владим. гос. ун-т; под общ. ред. проф. Т.А. Трифоновой. Владимир, 2009, с. 473-475.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 09-05-99002-р_офи).

Научное издание

ЭКОЛОГИЯ РЕГИОНОВ

Сборник материалов III юбилейной Международной научно-практической конференции

Под общей редакцией профессора Т.А. Трифоновой

Компьютерная верстка, дизайн обложки А.Н. Краснощёков

Подписано в печать 27.09.2010. Формат 60х84/16. Бумага для множит. техники. Гарнитура Таймс. Печать офсетная. Усл. печ. л. 7,12. Уч.-изд. л. 7,34. Тираж 600 экз.

Заказ №748 ВООО ВОИ ПУ «Рост»

600017, г. Владимир, ул. Мира, 34-а. Тел. (4922)53-37-52, 53-28-02

e-mail:[email protected]

mailto:e-mail:[email protected]

Documents

ЭКОЛОГИЯ РЕГИОНОВ - fhe.vlsu.rufhe.vlsu.ru/files/ekologia/sbor_er3.pdf · ЭКОЛОГИЯ РЕГИОНОВ ... загрязнения ландшафтов, применение